(57)【要約】【課題】  光利用効率が向上すると共に、多色表示が可能なカラー表示装置を提供する。【解決手段】  カラー表示素子の複数の画素２０を、少なくとも変調手段によって色相を変化させる色相変化範囲を有する媒体の色相変化に基づく変調領域を用いてカラー表示を行う複数の副画素２１〜２３により構成すると共に、この複数の副画素２１〜２３の少なくとも一つに黄色（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のいずれかのカラーフィルタを設ける。そして、副画素２１〜２３により、赤、緑、青の三原色表示する際には、媒体の色相変化範囲を用いるようにする。【選択図】      図１
2006053498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも変調手段によって色相を変化させる色相変化範囲を有する媒体を用いると共に、複数の画素を有するカラー表示素子を備えたカラー表示装置において、
前記画素を構成すると共に、前記媒体の色相変化に基づく変調領域を用いてカラー表示を行う複数の副画素と、
前記複数の副画素の少なくとも一つに設けられた黄色、マゼンタ、シアンのいずれか一つのカラーフィルタと、
を備え、
赤、緑、青の三原色表示する際には、前記媒体の色相変化範囲を用いることを特徴とするカラー表示装置。
【請求項２】
前記複数の副画素に、それぞれ前記黄色、マゼンタ、シアンのカラーフィルタを設けたことを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
【請求項３】
前記黄色のカラーフィルタが設けられた副画素において、黄色、赤色、緑色を表示することを特徴とする請求項１又は２記載のカラー表示装置。
【請求項４】
前記マゼンタのカラーフィルタが設けられた副画素において、マゼンタ、赤色、青色を表示することを特徴とする請求項１又は２記載のカラー表示装置。
【請求項５】
前記シアンのカラーフィルタが設けられた副画素において、シアン、青色、緑色を表示することを特徴とする請求項１又は２記載のカラー表示装置。
【請求項６】
前記副画素を副々画素に分割すると共に、前記副画素を異なる分割面積比により分割するようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカラー表示装置。
【請求項７】
前記媒体は、前記変調手段によって明度を変化させる明度変化範囲を有しており、前記明度変化範囲において前記黄色、マゼンタ、シアンのカラーフィルタの連続階調色を表示させることを特徴とする請求項１又は２記載のカラー表示装置。
【請求項８】
前記カラー表示素子は、対向配置された一対の基板と、基板間に設けられ、電圧を印加することによって光学的性質が変化する媒体である液晶層とを備え、前記液晶層の液晶分子の配列変化によるリタデーション変化を利用して入射偏光を所望の偏光状態に変調させる機能を有すると共に、前記複数の画素は、前記液晶層の配列変化によるリタデーション変化に応じた色相変化に基づく変調領域を用いたカラー表示を行う副画素を備えていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のカラー表示装置。
【請求項９】
前記カラー表示素子は、少なくとも基板上に複数の金属薄膜が配置され、前記金属薄膜と基板との空隙距離を変調させることによって干渉色の色調を変化させる機能を有すると共に、前記複数の画素は、前記空隙距離の変化による干渉色変化に応じた色相変化に基づくカラー表示を行う事ができる副画素を備えていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のカラー表示装置。
【請求項１０】
前記カラー表示素子は、複数の粒子を電圧印加によって移動させる機能を有すると共に、前記複数の画素は、少なくとも２つ以上の駆動電極と、少なくとも２種類以上の互いに異なる粒子移動特性と呈色を示す粒子を含む副画素を備えていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のカラー表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、カラー表示装置の一例であるフラットパネルディスプレイはパソコン用などの各種モニタ、携帯電話用などに広く普及しており、今後は大画面テレビへの展開を図るなど、ますます普及の一途をたどることが予測されている。中でも最も広く普及しているのが液晶表示装置であって、このような液晶表示装置におけるカラー表示方式として広く使用されているのが、マイクロカラーフィルタ方式と呼ばれるカラー表示方式である。
【０００３】
ここで、このマイクロカラーフィルタ方式は、ひとつの画素を少なくとも３つの副画素に分割し、それぞれに３原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタを配設することによってフルカラー表示を行うものであり、高い色再現性能を容易に実現することができるというメリットがある。
【０００４】
しかし、その一方、透過率が１／３になってしまうことから、光利用効率が悪くなってしまうという欠点がある。そして、このような光利用効率の悪さは、バックライトを有する透過型液晶表示装置やフロントライトを有する反射型液晶表示装置においては、バックライトやフロントライトの消費電力が高くなってしまう原因となっている。
【０００５】
これに対し、ＲＧＢカラーフィルタではなく、補色系の黄色（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）のカラーフィルタを用いる表示素子が提案されている（非特許文献１参照）。しかし単に従来の考え方を用いて、モノクロ表示素子にＹＭＣカラーフィルタを適用した方法では、純度の高い原色を表示させることが不可能であった。
【０００６】
また、近年電子ペーパーディスプレイとして、液晶表示素子よりも視認性に優れた表示素子がいくつか報告されている。それらの多くは偏光板を用いないことによって明るい表示を実現しようとするものである。しかしながら、これらの表示素子においても、モノクロでは明るい表示が実現されているものの、カラー表示は液晶表示素子と同様に前記ＲＧＢ三原色のカラーフィルタを用いるしかなく、カラー表示を紙に匹敵するような明るさで実現することは未だ出来ていないのが現状である。
【０００７】
一方、カラーフィルタを用いることなくカラー表示を行うことのできるカラー表示装置として、ＥＣＢ型（電界制御複屈折効果型）の液晶表示素子を用いたものが知られている。なお、このＥＣＢ型液晶表示素子としては、一対の基板間に液晶を挟持した液晶セルを挟んで、その表面側と裏面側とにそれぞれ偏光板を配置した透過型のものと、反射型のものとがあり、さらにこの反射型のものには一方の基板にのみ偏光板を配置した一枚偏光板タイプと、両方の基板に偏光板を配置し、偏光板の外側に反射板を設けた二枚偏光板タイプのものがある。
【０００８】
ここで、透過型のＥＣＢ型液晶表示素子の場合、一方の偏光板を透過して入射した直線偏光が、液晶セルを透過する過程で液晶層の複屈折作用により、各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光となった光となり、その光が他方の偏光板に入射して、この他方の偏光板を透過した光が、その光を構成する各波長光の光強度の比に応じた色の着色光になる。
【０００９】
このように、ＥＣＢ型液晶表示素子は、液晶の複屈折作用と偏光板の偏光作用とを利用して光を着色するものであり、カラーフィルタによる光の吸収がないことから、光の透過率を高くして明るいカラー表示を得ることができる。しかも、電圧に応じて液晶層の複屈折性が変化するため、液晶セルへの印加電圧を制御することによって透過光や反射光の色を変化させることができることから、同じ画素で複数の色を表示することもできる。
【００１０】
図９は、このようなクロスニコル下でのＥＣＢ型液晶表示素子の複屈折量（リタデーションＲと呼ばれる）と色度図上での座標の関係を示すものであり、図９により、Ｒが０から２５０ｎｍ附近まではほぼ色度図の中央にあって無彩色であるが、それ以上になると複屈折量に応じて色が変化していく様子がわかる。
【００１１】
なお、この場合、液晶として誘電率異方性（Δεと表す）が負の材料を使用しており、このような液晶は、電圧無印加時に基板に対して垂直配向させると、電圧とともに液晶分子が傾斜していき、それにつれて液晶の複屈折量が増加していく。
【００１２】
このとき、クロスニコル下では図９の曲線に沿って色度が変化する。即ち、電圧無印加時にはＲがほぼ０であるから光は透過せず、暗状態（黒状態）となっているが、電圧の増加に応じて、黒→グレー→白と明るさが増していく。さらに電圧を上げると色がついて、黄色→黄色っぽい赤→紫→青→シアン→黄色→紫→シアン→緑といったように色が変化する。
【００１３】
このようにＥＣＢ型液晶表示素子は、低電圧側の変調領域では最大明度と最小明度との間を電圧によって明度変化させることができ、より高い電圧領域で、複数の色相を電圧によって変化させることができる。
【００１４】
ところで、図９に示すように、リタデーションで得られる色は、色度図上の外縁にある最大純度の色に比べてかなり純度が低い。これを補う方法としてはカラーフィルタを併用する方法がある。つまり、ＥＣＢ表示の色を、同色のカラーフィルタを通すことにより純度を高めることができる。例えば、純度の高い赤色を得るためには、青色表示を行なわない画素に赤色系または黄色系のカラーフィルタを配して、ＥＣＢ効果で得られる赤色の短波長成分をカットし、純度の高い赤色を得るようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
以下、色度図上の黒→グレー→白と明るさが変化するリタデーションの範囲（０ないし２５０ｎｍ）を明度変化範囲といい、黄色以上の有彩色変化の範囲（２５０ｎｍ以上）を色相変化範囲という。なお、無彩色と有彩色の境界ははっきりとは決められないので、上記範囲の２５０ｎｍは一応の目安である。
【００１６】
また、以下、リタデーションによって得られる色について言及するが、それは図９の曲線に沿った色である。図９にあるように、純度が極大となる点はリタデーションが４５０ｎｍ、６００ｎｍ、１３００ｎｍ付近にあり、赤色、青色、緑色として視認される。しかし、それらの点の前後におよそ１００ｎｍ幅でほぼ同じ色とみなせる範囲があるので、以下、その範囲の色も赤色、青色、緑色という。また、マゼンタは赤と青の中間５３０ｎｍ付近にある。
【００１７】
さらに通常、液晶表示装置などで用いられるカラーフィルタの色はリタデーションで得られる色よりは純度が高く、色度図上では上記の範囲の外側にあるが、以下、それらも同名の色で呼ぶことにする。
【００１８】
【非特許文献１】１９９８年日本液晶学会討論会講演予稿集  ｐ．３２４
【特許文献１】特開平４−０５２６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ところで、従来のＥＣＢ型液晶表示素子を用いた液晶表示装置（カラー表示装置）はカラー表示は可能であるものの、このカラー表示は複屈折効果を利用した色相変化に基づく表示であるため、印加する電圧量によって色相を制御することは可能であるが、純度の高い表示色を得ることは困難であった。また緑色表示のためには１３００ｎｍという高い値のリタデーション量を使用するしかなかった。
【００２０】
それと同時に、ＥＣＢ型カラー液晶表示素子はカラー表示を行うことができるものの、明暗二値の表示に限られており、中間の明るさを表現することができなかった。つまり、カラー表示は色純度が良好でなく限られた色数でしか表示することができなかった。なお、既述した特許文献１についても階調色については言及されていなかった。
【００２１】
そこで本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、光利用効率が向上すると共に、多色表示が可能なカラー表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、少なくとも変調手段によって色相を変化させる色相変化範囲を有する媒体を用いると共に、複数の画素を有するカラー表示素子を備えたカラー表示装置において、前記画素を構成すると共に、前記媒体の色相変化に基づく変調領域を用いてカラー表示を行う複数の副画素と、前記複数の副画素の少なくとも一つに設けられた黄色、マゼンタ、シアンのいずれか一つのカラーフィルタと、を備え、赤、緑、青の三原色表示する際には、前記媒体の色相変化範囲を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のように、カラー表示素子の複数の画素を、少なくとも媒体の色相変化に基づく変調領域を用いてカラー表示を行う副画素にて構成し、この副画素の少なくとも一つに黄色（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）のいずれかのカラーフィルタを設け、赤、緑、青の三原色表示する際には、媒体の色相変化範囲を用いるようにすることにより、光利用効率が向上すると共に、多色表示が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２５】
図１は、本発明を実施するための最良の形態に係るカラー表示装置に用いられるカラー表示素子の１画素の構造を示す図である。次に、このカラー表示素子のカラー表示動作原理について説明する。なお、本発明に係るカラー表示素子は、さまざまな形態のものが適用できるが、その表示原理について、ＥＣＢ効果を有する垂直配向（ＶＡ）モード液晶を用いた液晶表示素子を一例に挙げて説明する。
【００２６】
本実施の形態に係る液晶表示素子（カラー表示素子）では、図１に示すように、１画素２０を複数（３つ）の副画素２１〜２３に分割すると共に、それぞれの副画素２１〜２３に、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のカラーフィルタを配設している。
【００２７】
ここで、これら全ての副画素２１〜２３において、液晶層のリタデーションを調節することにより、黒から白に至る無彩色の輝度変化を利用することができる。例えば、白色表示時には符号Ｃ，Ｍ，Ｙで示すカラーフィルタの色が表示されることになるので、全ての液晶層を白色表示にすると、副画素２１〜２３ではＹＭＣの加法混色による白色表示となり、その結果、画素全体としても白色表示が得られる。
【００２８】
一般に、ＲＧＢの加法混色のみによる白色表示は、カラーフィルタを用いない白色表示と比較して光利用効率は三分の一に減少するが、ＹＭＣの加法混色による白色表示はＲＧＢの加法混色による白色表示に対して２倍の光利用効率を得ることが可能である。
【００２９】
ここで、このようなＹＭＣのカラーフィルタを用いてカラー表示を行う方式は、通常のマイクロカラーフィルタ方式と同じであるが、本実施の形態に係る液晶表示素子では、液晶層のリタデーションを変化させて、有彩色を表示する。
【００３０】
例えば、マゼンタカラーフィルタが配設された副画素２２では、リタデーションが小さい領域では液晶層単独では前述のように黒から白色となり、その場合カラーフィルタの色が観測されるので、黒から暗いマゼンタを経て明るいマゼンタにいたるマゼンタの連続階調表示が可能となる。また、リタデーションが大きい領域では液晶層単独でもＥＣＢ効果に基づく干渉色が表示されるので、赤からマゼンタを経て青に至るいずれかの色を表示させることができる。
【００３１】
そして、マゼンタカラーフィルタは、これら赤・マゼンタ・青の全てを表示することができるので、マゼンタカラーフィルタを通した後も赤・マゼンタ・青の表示が観測される。なおこのとき液晶層単独でのリタデーションによる着色が黄色の場合でも、マゼンタカラーフィルタを通過することにより、黄色とマゼンタ色との減法混色原理によって赤色表示を得ることができる。つまり原色表示に関しては、カラーフィルタによる減法混色効果によって、液晶層単独でのリタデーション色と異なる系統色の表示色を得るように制御することも可能である。
【００３２】
なお、青色に関してはリタデーションによる着色によって比較的純度の高い青色が表示できており、マゼンタカラーフィルタを通過した後もそのままの青色表示を得ることができる。あるいはリタデーションによる着色にてシアン色を表示させ、マゼンタカラーフィルタを通すことによって純度の高い青色表示とすることも可能である。
【００３３】
さらに、同様の議論によって、シアンの副画素２１についてはＥＣＢ効果を利用することによって青・シアン・緑色の表示を行うことが可能となる。このとき、リタデーション色のみによって緑色を得るためには、上述したとおり大きなリタデーション量が必要であるが、この副画素２１にて緑色表示させるためには、液晶層単独では黄色表示させてもよい。
【００３４】
ここで、リタデーションによる黄色表示はモノクロ表示より若干リタデーションが大きめの値という比較的小さいリタデーション量にて実現可能な表示色であり、この液晶層の黄色とカラーフィルタのシアン色との減法混色原理によって純度の高い緑色を容易に実現することが可能となる。
【００３５】
青色に関しては上述の通り、もとよりリタデーション色のみで純度の高い青色が表示できるのでそれをそのまま用いればよい。あるいはリタデーション色によってマゼンタ表示させ、それとシアンカラーフィルタとの減法混色原理によって青色表示させることも可能である。
【００３６】
さらに、同様の議論によって、黄色の副画素２３についてはＥＣＢ効果を利用することによって緑・黄色・赤の表示を行うことが可能となる。このとき、リタデーション色のみによって緑色を得るためには、上述したとおり大きなリタデーション量が必要であるが、この副画素２３にて緑色表示させるためには、液晶層単独ではシアン色表示させてもよい。リタデーションによるシアン色表示は青色表示より若干リタデーションが大きめの値という値で比較的容易に実現可能な設計値であって、この液晶層のシアン色とカラーフィルタの黄色との減法混色原理によって純度の高い緑色を容易に実現することが可能となる。
【００３７】
赤色に関しては、リタデーション色のみでも赤色表示は可能であるが、上述した通り赤色カラーフィルタを用いた場合と比較すると色純度が劣ってしまう。そこで、液晶層ではリタデーション色によってマゼンタ表示させ、それと黄色カラーフィルタとの減法混色原理によって赤色表示させることによって、純度の高い赤色表示を得ることが可能である。
【００３８】
なお本形態ではＹＭＣ三種類の補色系カラーフィルタを用いた例にて説明しているが、このカラーフィルタのうち、例えば一色が欠けている場合でも良好なカラー表示を行うことができる。
【００３９】
例えば、黄色カラーフィルタが存在せず、マゼンタとシアンのカラーフィルタがある副画素２１，２２とカラーフィルタの無い副画素の三つの副画素からなる表示素子の場合にも、マゼンタとシアンの副画素において液晶層単独にて白色表示するよう制御することで、カラーフィルタ色である青色表示（ＭとＣの加法混色）が得られ、カラーフィルタの無い副画素ではリタデーションによる着色により黄色表示させることによって、これら全ての加法混色によって白色表示を得ることが可能となる。
【００４０】
また、マゼンタ副画素とシアン副画素では比較的小さいリタデーション量にて純度の高い青・緑・赤の三原色表示を得ることが可能でなる。つまり本表示素子では少なくともＹＭＣいずれかのカラーフィルタが設けられていれば、色相変化範囲での良好な原色表示を行うことが可能となる。
【００４１】
次に、このような表示原理を用いた表示可能色をより具体的に述べる。なお本発明では、少なくともＹＭＣのカラーフィルタが設けられていればよいが、これからの説明では、各副画素にＹＭＣ三種類のカラーフィルタがそれぞれ設けられているものとして説明する。
【００４２】
本実施の形態では、不図示の電源の制御が可能な変調手段による電圧印加によって液晶層のリタデーションを変化させて有彩色を表示する第１の副画素（群）２１〜２３にて単位画素が構成される。なお、副画素（群）２１〜２３にはＲＧＢと補色関係にあるＹＭＣのカラーフィルタが配設されている。
【００４３】
ここで、表示可能色を、図２に示すＲＧＢ色立体を用いて説明する。なお、図２に示すように、ＲＧＢ色立体の各辺はＲ軸、Ｇ軸、Ｂ軸からなる独立ベクトルに対応している。ここで、ＲＧＢマイクロカラーフィルタ方式では、１画素を３つの副画素に分割し、これらの独立ベクトルの大きさを個別に制御することでＲＧＢ色立体内の全ての点を表現することが可能となっている。
【００４４】
ここで、この６面体を数値でわかり易く表記するために、前記ＲＧＢカラーフィルタ方式で得られる立方体の１辺を１とする。つまり、前記ＲＧＢカラーフィルタ方式で得られる色立体中の点は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）空間において、（０，０，０）、（１，０，０）、（０，１，０）、（０，０，１）、（１，１，０）、（１，０，１）、（０，１，１）、（１，１，１）を頂点とする６面体の内側である。
【００４５】
一方、本実施の形態の液晶表示素子では、既存の液晶表示素子に一般に用いられているＲＧＢカラーフィルタではなく、ＹＭＣカラーフィルタを利用している。この場合、ＹＭＣカラーフィルタを用いたときのＲＧＢ色立体における基本ベクトルは図３のようになるので、液晶層単独にてモノクロ表示させたときに表示可能な領域は図３のＹＭＣの基本ベクトルからなる６面体の内側となる。
【００４６】
したがって、ＹＭＣカラーフィルタを従来のようなモノクロ変調領域のみを用いるマイクロカラーフィルタ方式を利用した液晶表示素子として用いる場合には、表示可能な点は、（０，０，０）、（１，１，０）、（０，１，１）、（１，０，１）、（１，２，１）、（２，１，１）、（１，１，２）、（２，２，２）を頂点とする６面体の内側である。
【００４７】
これによると、原色軸には取りうる点が存在しないことから色純度の高い原色表示が得られないことが理解できる。
【００４８】
一方、本発明の液晶表示素子では、上述した通り、ＥＣＢ効果に基づく着色現象を利用することによって、補色系カラーフィルタ副画素においても原色表示が出来ることが特徴である。これを色立体上で表現すると、例えば図１において符号２３で示す黄色（Ｙ）副画素では、黄色の連続階調のみならず赤色と緑色が表示できることになるので、色立体上でとりうる点は、図４の直線Ｙおよび点Ｒｙ，点Ｇｙとなる。これにより、本液晶表示素子では色純度の高い原色表示を得ることが可能となる。
【００４９】
同様に、図１において符号２２で示すマゼンタ（Ｍ）副画素では、マゼンタ色の連続階調のみならず赤色と青色が表示できることになるので、色立体上でとりうる点は、図５の直線Ｍおよび点Ｒｍ，点Ｂｍとなる。これにより、本液晶表示素子では色純度の高い原色表示を得ることが可能となる。また、図１において符号２１で示すシアン（Ｃ）副画素では、シアン色の連続階調のみならず緑色と青色が表示できることになるので、色立体上でとりうる点は、図６の直線Ｃおよび点Ｇｃ，点Ｂｃとなる。これにより、本液晶表示素子では色純度の高い原色表示を得ることが可能となる。
【００５０】
このように原色表示が可能であるが、例えば赤色表示の場合、マゼンタ副画素における赤色表示（Ｒｍ）と黄色副画素における赤色表示（Ｒｙ）の二種類を得ることができる。したがって、両方を消灯（０，０，０）、いずれか一方を点灯（１，０，０）、両方を点灯（２，０，０）という三段階の階調表示を得ることができる。他の青・緑の原色も同様に三階調表示を行うことができる。
【００５１】
もちろん、こうした原色の不連続点と補色の連続した線を加法混色することも可能である。例えば、マゼンタ副画素と黄色副画素ともに赤色表示している場合、残るシアン副画素にてシアンの連続階調、もしくは青もしくは緑色表示することで赤色との加法混色の表示色を得ることが可能となる。このときの表示色は、（２，０，０）＋ｋ×（０，１，１）（ここで、ｋは０〜１の任意の値）となる。
【００５２】
このように、完全なアナログフルカラーではないものの、色立体中にて多くの表示色が得られることを示すことが出来た。
【００５３】
したがって、こうした素子で自然画を表示させるときには、ディザ処理などの画像処理を適宜組み合わせることによって、視認上自然な写真画質を得ることが可能となる。なおこの写真画質を得ようとするとき、原色の階調数を増やしたいという要求がある。こうした階調数増加の要求に対しては、画素分割するのが有効である（Ｈ．Ｍｉｚｕｔａｎｉ  ｅｔ  ａｌ．：Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ，１９９８，Ｖｏｌ．２１３，ｐｐ．１７９−１８６参照)。
【００５４】
しかしながら、このように画素分割によって階調表示させるのは、ドライバＩＣ数の増加などコストアップの要因になり易い。そこで本発明の表示素子では、異なる表示色のカラーフィルタより同じ色が表示できるという特徴を活かして、上記のように全ての副画素を同様の分割面積比にて分割するのではなく、少なくとも一つの副画素の分割比を異ならせることによって、少ないコストアップにて多くの階調を得ることが可能となる。
【００５５】
つまり、例えば図７に示すようにシアン副画素を１：５の面積比に分割し（Ｃ１，Ｃ５と称する）、黄色副画素を２：４の面積比に分割し（Ｙ２，Ｙ４と称する）、マゼンタ副画素も１：５の面積比に分割する（Ｍ１，Ｍ５と称する）。
【００５６】
このとき、緑色表示に関しては、シアンと黄色により実現できることから、二種類の副画素を利用して階調表示を行うことが可能となる。その例を表１に示す。
【００５７】
【表１】
2006053498.tif 000003
【００５８】
そして、この表１に示すように少ない分割数で緑色の１３階調を表示することが可能となる。また、赤色についても同様の考え方で１３階調を表示することが可能である。
【００５９】
なお、青色に関しては、シアン・マゼンタともに１：５の面積比にて分割されているために、階調としては、０・１・２・５・６・７・１０・１１・１２という９階調のみであり、しかも途中の階調に抜けがありリニアリティーが確保できていない。しかしながら、人間の目の視感度特性は青色が最も鈍感であるので、若干階調不足であっても大きな問題になることは無い。
【００６０】
このように異なった分割比で面積分割する際には、緑色（および赤色）の階調が正しく表現できるように設計しておくことが好ましい。なお、分割数や分割比についてはこの例に限ることなく、様々な値を用いることができるのは言うまでも無い。また、カラーフィルタのカラーバランスを適宜調整することによって、ＹＭＣそれぞれの副画素の面積を均等ではなく若干異なった面積比に設定してもよい。
【００６１】
以上述べた組み合わせによって、完全に色立体中の非常に多くの点を表現することができるので、多色表示を実現することが可能となる。
【００６２】
以上述べたように、本実施の形態に係る液晶表示素子は、複数の画素を、少なくとも液晶の色相変化に基づく変調領域を用いてカラー表示を行う副画素にて構成し、この副画素の少なくとも一つに黄色、マゼンタ、シアンのいずれか一つのカラーフィルタを設け、赤、緑、青の三原色表示する際には、液晶の色相変化範囲を用いるようにする。
【００６３】
これにより、明るい白色表示と中間色表示可能な明るい原色表示を実現することが可能となる。その結果、従来のＲＧＢカラーフィルタのみによって三原色を表示する方式と比べて光利用効率の高い素子が得られる。したがって、本液晶表示素子を、反射型液晶表示素子として、ペーパーライクディスプレイまたは電子ペーパーに用いることが出来る。
【００６４】
一方、本構成の液晶表示素子は、液晶層の透過率が高いので、従来方式のものと同一の輝度を得るために必要なバックライト消費電力が少なくて済み、低消費電力化という観点から透過型液晶表示素子、または半透過型液晶表示素子としても好適に用いられる。
【００６５】
さらに、液晶を利用した高速応答性があるので、本液晶表示素子は動画表示にも用いることが出来る。従来、テレビ用途の液晶表示素子に関して、鮮明な動画特性を実現するために、１フレーム期間内でバックライトの消灯期間を設ける『擬似インパルス駆動』と称されている駆動方法が特開２００１−２７２９５６などに提案されているが、消灯期間を設ける分だけの輝度低下が生じてしまうのが課題となっている。
【００６６】
しかし、こうした用途に対しても本液晶表示素子のように応答速度が速く、かつ透過率の高い液晶表示素子を適用することにより、上記の課題を解決することが出来る。また、高い光利用効率が求められる投射型表示素子にも好適に用いられる。
【００６７】
次に、ＥＣＢ効果による着色現象を原色以外のリタデーション値においても利用する方法について説明する。
【００６８】
例えば、既述した図５では、黄色副画素においてＥＣＢ効果による着色現象によって緑と赤を表示させる例を説明したが、ＥＣＢ効果による着色現象では図９に示すように各表示色の間において、連続的に色調を変化させることができている。つまり、上記説明で述べた原色表示以外にも使用可能な有彩色は多く存在しており、こうした表示色を用いることで上記説明におけるフルカラー表示のバリエーションを増やすことが可能となる。
【００６９】
このとき、マゼンタカラーフィルタ画素における赤色表示領域近傍など、リタデーション変化させることによって色相はほとんど変化しないで明度が若干変化する領域を利用することで、擬似的に階調表示とすることもできる。これにより、より多くの中間色を表示することが可能となる。
【００７０】
次に、緑色のカラーフィルタを追加する方法について説明する。
【００７１】
緑色のカラーフィルタを用いることによって、その緑カラーフィルタ画素では緑色の連続階調表示を行うことが可能になる。人間の目の視感度特性は緑色が最も高いので、緑色にて連続階調表示できることは自然画を表示するにあたって極めて有効となる。
【００７２】
このとき緑カラーフィルタの大きさは、ＹＭＣカラーフィルタにて緑色表示させる最小副（々）画素の大きさがあれば十分である。即ち、例えば図７に示したようにシアン副画素を５：１分割した場合には、必要な緑カラーフィルタ画素の大きさはシアン副画素の６分の１の大きさがあればよい。
【００７３】
この緑カラーフィルタによって上述の段階的な中間調のすき間を埋めることが可能となるので緑色の連続階調表示を実現することが可能となる。しかも緑カラーフィルタ画素の大きさは非常に小さい大きさで済むので、光利用効率の損失は最小限に抑えることが可能となる。なお、これは赤や青のカラーフィルタを追加する場合も同様である。
【００７４】
以上述べた手法によって、高い光利用効率を維持したまま、フルカラーに匹敵するような非常に多くの色を表示すること（多色表示）が可能となる。
【００７５】
また、本発明は液晶層の液晶分子が電圧無印加時には基板面に略垂直に配向し、電圧印加時には略垂直の配向から傾斜してリタデーションを変化させるＶＡモードの他、以下に述べるいろいろな液晶表示モードに適用できる。
【００７６】
ＯＣＢ（Ｏｐｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）モードは、液晶層の液晶分子が電圧印加によってベンド配向と略垂直配向との間にて配向状態を変化させることでリタデーションを変化させるので、本発明を適用できることはＶＡモードと同様である。
【００７７】
本発明ではリタデーション変化による表示色を利用するために、視野角による色調変化を考慮しなければならない。しかし昨今のＬＣＤ開発の進歩は著しく、ＲＧＢカラーフィルタ方式を用いたカラー液晶ディスプレイでは視野角依存性の問題はほとんど解決しているといっても過言ではない。例えばＯＣＢモードではベンド配向による自己補償効果によって、視野角の変化に伴うリタデーション変化を抑制することが報告されている。
【００７８】
また、ＳＴＮモードも位相差フィルム開発の進展によって視野角特性は大きく改善されている。これらＯＣＢやＳＴＮモードもリタデーション量を適宜設定することによってＥＣＢ効果に基づく着色現象を得ることができるため、本発明の構成を適用することが可能である。特にＯＣＢモードでは、先に述べた応答速度に関して大幅に改善することが出来るために、高速性が必要となる用途では好適に用いられる。
【００７９】
一方、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉｄｏｍａｉｎ  Ｖｉｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードは非常に良好な視野角特性を示すモードとして既に商品化され、広く使用されている。その他、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｉｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードと称されるモードも広く使用されている。
【００８０】
これらの垂直配向モードは、表面に凹凸をつけたり（ＭＶＡ）、電極形状を工夫したり（ＰＶＡ）して電圧印加時の液晶分子傾斜方向を、少なくとも光軸の異なる２つのダイレクタ方向に傾斜するように制御することで、広い視野角特性を実現している。そして、これらは電圧によってリタデーション量を変化させるモードであるために、本発明の構成を適用することが可能である。こうすることで高い透過率（もしくは反射率）、広い視野角、広い色空間を同時に満足する液晶表示素子を実現することが可能となる。また適宜設計された位相差フィルムを貼り付けることにより、視野角を更に改善してもよい。
【００８１】
また上記と同様の電圧無印加時に垂直配向状態をとる配向モードとしてＣＰＡ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｐｉｎｗｈｅｅｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが提案されている（シャープ技報：第８０号・２００１年８月  ｐ．１１参照）。
【００８２】
このモードも上記ＰＶＡ方式と同様に、電極形状を工夫することによって電圧印加時の液晶分子の傾斜方向を制御する方式である。この方式では電圧印加時にはサブピクセル中心部から放射状に液晶分子が傾斜する配向状態となることで広視野角化を実現している。そして、このＣＰＡモードについても電圧によってリタデーション量を変化させるモードであるために、本発明の構成を適用することが可能である。
【００８３】
なお、ＣＰＡモードにおいて、液晶の透過率を高めるためにカイラル材を添加した液晶材料を用いたリバースＴＮ方式を用いることによって、複屈折性と旋光性を併用することが出来るために光利用効率が高くなる（上記文献参照）。このカイラル材添加についても、本発明の構成にて適用することが可能である。
【００８４】
ただし、本発明の構成において、反射型液晶であってかつ円偏光板を使用する場合にはＣＰＡモードにおいてカイラル材を添加しなくとも良好な反射率を得ることが可能である。これについて以下に説明する。
【００８５】
円偏光板、液晶層、反射板という３つの層が積層された構成を考えると、まず液晶層に複屈折がない場合、例えば液晶層が垂直配向状態になっている場合には、外部からの入射光は、まず円偏光板を通過し、偏光状態に変調を受けないまま反射し、その反射光は再び円偏光板を通過して外界に向かって光は進行する。ここで、光は円偏光板を２回通過することになるために、特に円偏光条件を満たす波長領域では光が外界に出てくることは無い。つまり電圧無印加状態において垂直配向であるＣＰＡモードは上記構成においてノーマリブラック構成である。
【００８６】
ここで、電圧を印加した場合には放射状に液晶分子が傾斜することから、方位角方向に対して全ての方向に傾斜することになる。前記文献のように透過型であって液晶層に直線偏光が入射される場合には、液晶の分子軸方向と偏光板の偏光方向とが一致するときに光利用効率の低下につながるが、液晶層に対して円偏光が入射されるような構成の場合には、液晶が傾斜する分子軸方向によらずに等しく偏光が変調される。
【００８７】
以上の原理によって、本発明の構成において円偏光板を用いた反射型表示モードであってＣＰＡモードを適用する場合には、上記文献に記載のようにカイラル材を添加してもよいし、必ずしもカイラル材を添加しなくてもよい。
【００８８】
なお、本実施の形態の液晶表示素子の駆動には、直接駆動方式、単純マトリクス方式、アクティブマトリクス方式のいずれの方式も用いることが出来る。また用いる基板はガラスでもよいしプラスチックでもよい。透過型の場合には一対の基板両方とも光透過性のものが必要であるが、反射型の場合には反射層の支持基板として光を透過しないものを用いてもよい。また使用する基板として可撓性を有するものを用いても良い。
【００８９】
また反射型にする場合には、反射板として鏡面反射板を用い液晶層の外側に散乱板を設けるような、いわゆる前方散乱板方式や、反射面の形状を工夫して指向性を設けたいわゆる指向性反射板など、各種反射板を用いることが出来る。また本実施の形態では一例として垂直配向モードを例示したが、他にも平行配向モード、ＨＡＮ型モード、ＯＣＢモードなど電圧印加によるリタデーション変化を利用するモードであればいずれのモードにも適用することが可能である。
【００９０】
また、本実施の形態では主として電圧無印加時に黒表示となるようなノーマリブラックの構成を例示して説明した。この構成は円偏光板および電圧無印加時に基板面内方向に複屈折を持たない表示層を積層することによって実現出来るのであるが、この構成において円偏光板を通常の直線偏光板などに置き換えることによって電圧無印加時に白色表示となるようなノーマリホワイトの構成にしてもよい。
【００９１】
あるいはこれらいずれかの構成に一軸性位相差板などを積層することによって、電圧無印加時に有彩色表示させるような構成にしてもよい。この場合は電圧を印加することによって積層した一軸性位相差板のリタデーション量をキャンセルする方向に液晶分子配列を変形させることで黒や白の表示を得ることができる。
【００９２】
また本発明は、ひとつの画素で明度変調と色相変調が実現可能な素子であれば適用可能であるため、ＳＴＮモードなどのねじれ配向状態となっている液晶モードやゲストホストモード、選択反射モードなど、様々なモードを適用することが可能である。
【００９３】
ところで、これまでの説明においては、液晶のＥＣＢ効果を中心に詳述してきた。しかしながら本発明の基本となる考え方は、色相変化しうる表示モードとカラーフィルタをともに利用する点にある。したがって、上述のＥＣＢ効果を用いた構成に限らず、上記のような表示が可能であれば、あらゆるカラー表示装置に適用することが可能となる。
【００９４】
その例として、
（１）機械的な変調によって干渉層の空隙距離を変化させるカラー表示装置、
（２）着色粒子を移動させることによって表示・非表示を切り替えるカラー表示装置、があり、以下、このようなカラー表示装置について説明する。
【００９５】
（１）は例えばＳＩＤ９７Ｄｉｇｅｓｔ  ｐ．７１に記載のような構成であって、基板との空隙の距離を変化させることによって干渉色の表示・非表示の切り替えを行っている。ここでは変形可能なアルミ薄膜が外部からの電圧制御によって基板に接近したり離れたりすることでオン・オフの切り替えを行っている。また、このときの発色原理は干渉を利用したものであるために、上述した液晶のＥＣＢを利用した干渉による発色とまったく同じ議論が成立する。
【００９６】
したがって、このようなカラー表示素子である空隙距離変調素子においても、電圧などの外部制御可能な変調手段によって光学的性質を変化させることができ、かつ素子がとりうる最大明度と最小明度との間を変調手段によって明度変化させることができる変調領域と、素子がとりうる複数の色相を変調手段によって変化させることができる変調領域とを有していることになる。
【００９７】
そして、このような素子に対してその単位画素を複数の副画素に分割し、そのうち複数の副画素は、色相変化に基づく変調領域を用いたカラー表示を行う事ができる副画素（群）からなることによって、既述したカラー液晶素子と全く同様にして、高い光利用効率及び多色表示が可能なカラー表示素子が実現可能となる。
【００９８】
（２）は例えば、特開平１１−２０２８０４号公報などに記載の粒子移動型表示素子が好適に利用される。この例は電気泳動特性を利用して、コレクト電極及び表示電極間での電圧印加によって透明な絶縁性液体中で着色帯電泳動粒子を基板面と水平に移動させることによって表示・非表示の切り替えを行うものである。
【００９９】
またこれを応用した表示素子が特開２００４−０２０８１８号公報に開示されている。これは、２種類のカラー粒子を用いる構成であって、観察者から見て互いにほぼ重畳する位置に配置される２つの表示電極と、２つのコレクト電極と、互いに異なる帯電極性および呈色を示し、少なくとも何れか一方が透光性である２種類の粒子とを備え、２種類の帯電粒子が全てコレクト電極に集合した状態、又は全て表示電極に配置された状態、又は何れか１方の粒子が表示電極に配置され他方の粒子がコレクト電極に集合した状態、又はこれらの中間状態、を形成可能な駆動手段とを含む単位セルとなるような構成にすることもできる。
【０１００】
ここで、単位セル中における２種類の泳動粒子色の組み合わせが例えば青と赤である構成を考える。この場合において白表示とする場合には、２種類とも粒子全てがコレクト電極に集合した状態となるよう駆動し、表示電極が全て露出した状態とすればよい。また赤もしくは青の単色表示の場合には、単位セルにおいて所望の単色粒子のみを表示電極に配置することによって単色を表示すればよい。
【０１０１】
例えば青表示の場合は、青粒子を表示電極に配置し光吸収層を形成し、赤の粒子をコレクタ電極に集めればよい。一方黒表示の場合は、全ての粒子を表示電極に配置し光吸収層を形成することによって、第１電極、第２電極に形成された赤粒子、青粒子のそれぞれの吸収層を通過するため減法混色によって黒色となる。中間調表示の場合は、黒表示時の一部分の粒子だけを表示電極に配置すればよい。これによって、単位セルは赤・青の有彩色間での色相の変調、および白・黒・中間調の表示による明度の変調を行うことができる。
【０１０２】
このように、カラー表示素子の複数の画素を、少なくとも色相変化に基づく変調領域を用いてカラー表示を行う副画素にて構成し、この副画素の少なくとも一つに黄色（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）のいずれかのカラーフィルタを設け、赤、緑、青の三原色表示する際には、媒体の色相変化範囲を用いるようにすることにより、光利用効率が向上すると共に、多色表示が可能となる。また必要なリタデーション量を抑制できるので、薄いセル厚での設計が可能となり、応答速度の高速化に寄与することができる。
【０１０３】
（実施例）
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【０１０４】
なお、本実施例においては、共通の素子構造として下記のものを用いる。
【０１０５】
液晶層は、基本的な構成は、垂直配向処理を施した２枚のガラス基板の間に液晶材料として誘電率異方性Δεが負である液晶材料（メルク社製、型名ＭＬＣ−６６０８）を充填して形成する。なお、このとき実施例に応じてリタデーションが最適となるようにセル厚を変化させるものとする。
【０１０６】
用いる基板構造として、一方の基板にＴＦＴが配置されたアクティブマトリクス基板を用い、もう一方の基板にはカラーフィルタが配置された基板を用いている。このときの画素形状やカラーフィルタ構成は実施例に応じて変化させるものとする。なお、カラーフィルタの厚みは特に指定のない限りは１ミクロンとする。
【０１０７】
また、ＴＦＴ側の画素電極にはアルミ電極を用い、反射型の構成とする。
【０１０８】
また上基板（カラーフィルタ基板）と偏光板との間には位相補償板として広帯域λ／４板（可視光領域で１／４波長条件をほぼ満たすことができる位相補償板）が配置されている。これにより反射型での表示の際に電圧無印加時には暗状態となり、電圧印加時には明状態となるようなノーマリブラック構成となる。
【０１０９】
（比較例１）
なお、比較のため対角１２インチ、画素数６００×８００のＥＣＢ型アクティブマトリクス液晶表示パネル（液晶表示素子）を用いる。この画素ピッチは約３００μｍであり、各画素は３分割され、それぞれに黄色（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のカラーフィルタが配置されている。また、液晶層は、±５Ｖ電圧印加時の反射分光特性の中心波長が５５０ｎｍ及びリタデーション量が１３８ｎｍとなるよう、厚さを３ミクロンに調整される。
【０１１０】
このときのセル構造は、図８に示すように、電極１６，１９の表面に垂直配向膜１７ａ，１７ｂを塗布し、電圧印加時の液晶分子の傾斜方向が偏光板１１の吸収軸に対して４５度となるように、垂直配向膜には基板法線から１度程度のプレチルト角をその方向に付与させる。そして、上下の基板１５ａ，１５ｂを貼り合わせてセルを作り、液晶材料として誘電率異方性Δεが負である液晶材料（メルク社製、型名ＭＬＣ−６６０８）を注入すると、電圧を印加しないときは液晶１８が基板表面に垂直に配向する。なお、同図において、１３は位相補償フィルム、１４は前方散乱板、１０は球形のスペーサである。
【０１１１】
このような液晶表示素子について、電圧を様々に変化させることによって画像を表示すると、ＹＭＣそれぞれの副画素について印加電圧に応じた連続階調色が得られ、それによって滑らかなカラー表示が可能となる。またこのような構成の場合、反射率は、３３％と良好である。しかしながら、原色の純度が非常に低く、鮮やかなカラー表示を行うことが出来ない。
【０１１２】
（比較例２）
本比較例２においては、アクティブマトリクス基板として対角１２インチ、画素数６００×８００のアクティブマトリクス基板を用いる。また、各画素にはカラーフィルタは設けられていない。しかし、この場合には、液晶層の厚みを１０ミクロンに調整することによって、リタデーションによって三原色表示が出来るようになる。
【０１１３】
例えば、２．８２Ｖにて赤表示、３．１５Ｖにて青表示、６．２Ｖにて緑表示である。このような液晶表示素子について、電圧を変化させることによって画像を表示させることができる。なお、０Ｖから２．５Ｖまでは連続的に明度変調できる領域である。しかし、赤色表示の色純度は悪く、鮮やかな発色ができていない。また応答速度が遅く動画表示には適さない。
【０１１４】
（実施例１）
本実施例１においては、アクティブマトリクス基板として対角１２インチ、画素数６００×８００のアクティブマトリクス基板を用いる。また、各画素は３つの副画素に分割され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３種類のカラーフィルタを用い、３回のフォトリソグラフィープロセスを繰り返すことによって３色のカラーフィルタが形成される。
【０１１５】
液晶層の厚みは５ミクロンに調整することによって、リタデーションによって色相変化可能になっている。ただし、リタデーション量が足りないので緑色表示は困難である。このときカラーフィルタを用いないで液晶層単独での表示色は、例えば、３．１Ｖは黄色表示、３．４Ｖにて赤表示、４．２Ｖにて青表示、５Ｖにてシアン表示である。このような液晶表示素子について、電圧を変化させることによって画像を表示させることができる。なお、０Ｖから２．８Ｖまでは連続的に明度変調できる領域である。
【０１１６】
そして、全ての画素に対して２．８Ｖを印加すると、白色表示が得られる。このときの反射率は約３３％となり、従来のＲＧＢカラーフィルタ方式と比較しておよそ２倍の明るさとなる。また２．８Ｖ以下の電圧を全ての画素に対して印加することによって、モノクロの連続階調表示を得ることができる。
【０１１７】
次いで赤色の表示状態について述べる。
【０１１８】
赤色はＹ画素あるいはＭ画素に対して３．４Ｖを印加することによっても赤色表示を得ることができる。このときＹ画素に関しては、３．４Ｖ印加して液晶層で赤色表示させるよりもＹ画素に３．６５Ｖを印加して、液晶層としてはマゼンタ表示になるよう設定した上で、黄色カラーフィルタとの減法混色効果によって赤色表示を得る方が純度の高い赤色表示を得ることができる。
【０１１９】
ここで、既述したように、ＹおよびＭ画素ともに赤表示とすることで赤色の最大輝度状態を得ることができる。そしてその明るさは従来のＲＧＢカラーフィルタ方式によって得られる赤色の約２倍の明るさとなる。なお他の二つの原色についても同様にして表示させることによって、純度の高い三原色表示を得ることが可能となる。また、既述したように３段階の階調表示が可能であることが確認できる。
【０１２０】
一方、補色に関しては、黄色表示の際にはＹ画素をオン、Ｍ画素にて赤色表示、Ｃ画素にて緑色表示を行うことによって、黄色の最大輝度状態を得ることが可能となる。なおＹ画素では黄色の連続階調を得ることが可能であるので、Ｍ・Ｃ画素をオフにしてＹ画素にて連続階調制御することによって、（０，０，０）〜（１，１，０）の範囲の連続階調が可能となり、Ｍ・Ｃ画素をオンにしてＹ画素にて連続階調制御することによって、（１，１，０）〜（２，２，０）の範囲の連続階調が可能となるので、黄色に関しては全領域で連続階調表示が可能である。
【０１２１】
他の二つの補色に関しても同様の方法にて全領域で連続階調表示が可能となる。
【０１２２】
（実施例２）
本実施例においては、実施例１とほぼ同じ構成を用いる。ただし、カラーフィルタの厚みをシアンのみ薄くし、０．８ミクロンとする。これにより、シアンの透過率が高くなってしまうためホワイトバランスが崩れるが、シアン副画素を２割程度小さくすることによって、白色表示を得ることができる。このようにカラーフィルタの大きさが三つの画素ともに同じ大きさでなくても実施例１と同じ表示色を得ることができる。
【０１２３】
（実施例３）
本実施例においては、実施例１とほぼ同じ構成を用いる。ただし、本実施例ではＹＭＣ各副画素を副副画素に分割して用いる。
【０１２４】
例えば、ＹＭＣ各画素それぞれを１：２の面積比に分割すると、その結果としてＹＭＣ色は実施例１と同様にアナログ階調が得られ、ＲＧＢの三原色は全て７階調を得ることができる。
【０１２５】
また、シアン副画素を１：５の面積比に、黄色副画素を２：４の面積比に、マゼンタ副画素も１：５の面積比にそれぞれ分割すると（図７参照)、その結果として既述したように緑色の１３階調を表示することが可能となる。赤色についても同様の考え方で１３階調を表示することが可能となる。なお、青色に関しては、既述したように９階調しか表示できず、途中の階調に抜けがありリニアリティーが確保できていない。しかしながら、人間の目の視感度特性は青色が最も鈍感であるので、自然画表示における大きな障害とはならない。
【０１２６】
さらに、シアン副画素を１：５の面積比に分割し、黄色副画素を２：４の面積比に分割する一方、マゼンタ副画素を分割しないようにすると、その結果として緑色は０〜１２までの１３階調を表示することができる。赤色は０，２，４，６，８，１０，１２というリニアリティーの確保できた７階調表示が得られる。
【０１２７】
なお、青色は０，１，５，６，７，１１，１２が得られ、７階調表示が得られるもののリニアリティーが確保できていない。しかし、青色は人間の目の視感度特性が最も鈍感であるので、自然画表示における大きな障害とはならない。こうした構成により、視感度の順序に従った階調表示能を少ない画素分割数で得ることができる。
【０１２８】
（実施例４）
本実施例においては、既述した図７の構成に加えてＹＭＣ副画素の１／６の大きさの緑画素を追加する。これにより、緑色の連続階調表示を得ることが出来、滑らかな自然画表示を得ることができる。
【０１２９】
（実施例５）
前記実施例３に用いる基板を１２インチから３．５インチの基板へと変更し、同様の表示を行うと、視認上粒状感はほとんど観測されず、ほぼフルカラーといってよい表示を得ることが可能となる。
【０１３０】
（実施例６）
本実施例においては、実施例１に用いるカラーフィルタについて、ＹＭＣ画素のうちのいずれかの画素にてカラーフィルタを用いない構成とした。
【０１３１】
例えば、実施例１における画素を、Ｍカラーフィルタを除き、ＹＣのカラーフィルタを有する２つの副画素と、カラーフィルタを有さない１つの副画素とから構成した。
【０１３２】
この場合、カラーフィルタを有さない副画素でもＥＣＢ効果による着色現象によって、０Ｖにて黒表示、３．４Ｖにて赤表示、３．６５Ｖにてマゼンタ表示、４．２Ｖにて青表示を得ることが可能となる。つまり、カラーフィルタを有する副画素と同様の表示状態を得ることができるので、本構成においても実施例１とほぼ同様のマルチカラー表示は可能となる。
【０１３３】
同様の考え方で、ＹやＣのカラーフィルタがなくてもＥＣＢ効果による着色現象によってカラー表示が出来るので、実施例１からカラーフィルタを減らすことが可能となる。これにより、カラーフィルタ形成プロセスの負荷が軽減されるとともに、明るい表示を得ることが可能となる。
【０１３４】
以上述べたように、本実施例１〜６によって明るい反射型液晶表示素子が実現可能となる。なお、本実施例中では直視型の反射型液晶表示素子を中心に述べたが、直視型の透過型液晶表示素子や半透過型液晶表示素子、投射型の液晶表示素子、拡大光学系を用いたビューファインダなどの液晶表示素子に応用することができる。
【０１３５】
さらに本実施例１〜６では駆動基板としてＴＦＴを用いているが、その替わりにＭＩＭを用いたり、半導体基板上に形成したスイッチング素子を用いるといった基板構成の変更や、単純マトリクス駆動やプラズマアドレッシング駆動、セグメント駆動などの直接駆動法にしたりといった駆動方法の変形は自明になしえる。
【０１３６】
また本実施例１〜６では単一ドメインの垂直配向モードを中心に述べたが、これを公知の方法によってマルチドメイン化することも可能である。また、公知の位相差フィルムを用いて視野角を拡大することも可能である。また明細書中で既述したように平行配向モード、ＨＡＮ型モード、ＯＣＢモードなど、電圧印加によるリタデーション変化を利用するモードであればいずれのモードにも適用することが可能である。またＳＴＮモードなどのねじれ配向状態となっている液晶モードにも適用することが可能である。
【０１３７】
さらに、ＥＣＢ効果を有する液晶表示素子の替わりに機械的な変調によって干渉層の媒体としての空気の厚さである空隙距離を変化させるカラー表示素子を用いる場合でも本実施例と同様の効果が得られる。また、カラー表示装置として、実施の形態中で述べた構成に基づく媒体である複数の粒子を電圧印加によって移動させる粒子移動型表示素子を用いる場合でも本実施例１〜６と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明を実施するための最良の形態に係るカラー表示装置に用いられるカラー表示素子（液晶表示素子）の１画素の構造を示す図。
【図２】ＲＧＢ色立体を表す図。
【図３】上記ＲＧＢ色立体において、ＹＭＣの基本ベクトルを説明する図。
【図４】上記ＲＧＢ色立体において、上記カラー表示素子が黄色副画素にて表示可能な範囲を表す図。
【図５】上記ＲＧＢ色立体において、上記カラー表示素子がマゼンタ副画素にて表示可能な範囲を表す図。
【図６】上記ＲＧＢ色立体において、上記カラー表示素子がシアン副画素にて表示可能な範囲を表す図。
【図７】上記黄色、マゼンタ及びシアン副画素を分割した状態を示す図。
【図８】上記液晶表示素子の比較例に係る液晶表示素子の構成を説明する図。
【図９】リタデーション量が変化したときの色度図上の変化を表す図。
【符号の説明】
【０１３９】
２０            液晶表示素子の１画素
２１〜２３      液晶表示素子の副画素
１５ａ，１５ｂ  ガラス基板
１８            液晶
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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