(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複屈折量が可変であって、該複屈折量の変化により表示色を無彩色および有彩色に変化させる表示媒体物質を備えるカラー画像表示装置であって、
１つの原色を含む波長域の光を透過するカラーフィルタを有して、無彩色範囲で表示媒体物質の複屈折量が変化する原色表示領域と、
前記波長域以外の可視光を透過するカラーフィルタを有して、少なくとも有彩色範囲で表示媒体物質の複屈折量が変化する補色表示領域と、
カラーフィルタを有さず、無彩色範囲および有彩色範囲で表示媒体物質の複屈折量が変化する無着色表示領域と、を１つの画素に含み、
前記画素が配列して画像が表示されることを特徴とするカラー画像表示装置。
【請求項２】
前記原色表示領域と、前記補色表示領域と、前記無着色表示領域と、がストライプ状に隣接配置されていることを特徴とする請求項１記載のカラー画像表示装置。
【請求項３】
前記ストライプ状のストライプ幅が等幅であることを特徴とする請求項２記載のカラー画像表示装置。
【請求項４】
前記原色は緑であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載のカラー画像表示装置。
【請求項５】
前記原色表示領域による原色表示と、前記補色表示領域による補色表示と、前記無着色表示領域の無彩色表示とによって、前記画素に白色を表示させることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載のカラー画像表示装置。 
【請求項６】
前記原色表示領域と前記補色表示領域との少なくとも一方を用いて前記画素の有彩色表示を行った際に、前記無着色表示領域の前記複屈折量を無彩色範囲で制御して前記有彩色表示の見かけの階調を変化させることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載のカラー画像表示装置。
【請求項７】
前記補色表示領域の前記複屈折量と前記無着色表示領域の前記複屈折量とを同一色相に近づけて制御して、前記補色表示領域による前記画素の有彩色表示よりも明るい有彩色表示を行うことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載のカラー画像表示装置。
【請求項８】
前記原色表示領域による前記原色表示と前記補色表示領域による前記補色表示とを用いた白表示と、
前記無着色表示領域のみによる白表示と、を用いて表示領域配列方向で位置の異なる２つの白表示を行うことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載のカラー画像表示装置。
【請求項９】
前記原色表示領域による前記原色表示と前記補色表示領域による前記補色表示とを用いた白表示と、
前記原色表示領域による前記原色表示と前記無着色表示領域による前記補色の表示とを用いた白表示と、
前記補色表示領域による有彩色表示と前記無着色表示領域による前記有彩色の補色の表示とを用いた白表示と、を用いて表示領域配列方向で位置の異なる３つの白表示を行うことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載のカラー画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示媒体物質の複屈折量を制御して表示領域に複数の色相を表示させるカラー画像表示装置、詳しくは、照明光の利用効率を高めて明るい画像を表示する画素の表示領域配置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、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、携帯電話用表示素子などに広く普及しており、今後は大画面テレビ用途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ディスプレイであり、このような液晶ディスプレイにおいて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】
マイクロカラーフィルタ方式は、ひとつの画素を３つの表示領域に分割して、それぞれの表示領域に３原色の赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）のカラーフィルタを配置し、３つの表示領域の輝度バランスによってフルカラー表示を行う。従って、３原色の赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）に望み通りの階調を設定して、高い色再現性能を容易に実現することができる。
【０００４】
しかし、マイクロカラーフィルタ方式は、それぞれのカラーフィルタが可視光の２／３の波長帯域を遮断するので、モノクロ表示の場合に比較して、表示領域の透過率が１／３になってしまう。従って、マイクロカラーフィルタ方式は、照明光の利用効率が悪くなってしまうという欠点がある。
【０００５】
そして、照明光の利用効率の悪さは、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、補助光源である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。また、補助光源を使用しない反射型カラー液晶表示装置は、光利用効率の悪さが致命的に画面を暗くしているため、現在ではほとんど実用に供されていない。
【０００６】
特許文献１には、従来のマイクロカラーフィルタ方式に比較して著しく照明光の利用効率を高めたハイブリッド方式のカラー液晶装置が示される。ここでは、緑のカラーフィルタを配置した緑色表示領域とマゼンタ色のカラーフィルタを配置した赤色青色表示領域とで１つの画素を形成しており（図６参照）、赤色青色表示領域では、液晶層の複屈折量を制御して、赤〜青の色相を表示している。そして、緑色表示領域による緑の階調表示と赤色青色表示領域による赤、青の色相表示とを混合して、１つの画素にて光の三原色（赤・緑・青）を含む多色表示を行うことができる。この多色表示に関して、複数の画素を異なる表示状態とし、空間的な混色を利用して階調数を増加させることが可能である。なお、特許文献１には表示色数を増加させる手段ならびにアナログフルカラーを得る方法に関しての開示がある。本明細書中では、上記多色表示のことを実質的なフルカラー表示と表現する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２５８６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に示されるカラー液晶装置は、赤色青色表示領域が可視光の２／３の波長帯域を利用する。従って、画素面積が１．５倍で１／３の波長帯域しか利用できない従来のマイクロカラーフィルタ方式に比較すれば、後述するように、画素の明るさが５０％近く高められる。
【０００９】
しかし、画素の１／２の面積を占める緑色表示領域では、依然として、可視光の１／３の波長帯域しか利用できないので、外光のみを頼りにする反射型装置としては若干明るさが不足しており、更なる改善が求められる。
【００１０】
本発明は、ハイブリッド方式のカラー液晶装置等において、照明光の利用効率を一段と高めて画像の魅力を増した、明るい画面のカラー画像表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のカラー画像表示装置は、複屈折量が可変であって、該複屈折量の変化により表示色を無彩色および有彩色に変化させる表示媒体物質を備える。そして、１つの原色を含む波長域の光を透過するカラーフィルタを有して、無彩色範囲で表示媒体物質の複屈折量が変化する原色表示領域と、前記波長域以外の可視光を透過するカラーフィルタを有して、少なくとも有彩色範囲で表示媒体物質の複屈折量が変化する補色表示領域と、カラーフィルタを有さず、無彩色範囲および有彩色範囲で表示媒体物質の複屈折量が変化する無着色表示領域と、を１つの画素に含み、前記画素が配列して画像が表示される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のカラー画像表示装置では、表示媒体物質に電圧等を印加して無彩色範囲で複屈折量を制御することにより表示領域が無彩色の明度変化を呈し、有彩色範囲で複屈折量を制御することにより同じ表示媒体物質の表示領域が有彩色の色相変化を呈する。そして、原色のカラーフィルタを配置した表示領域では、表示媒体物質の複屈折量を無彩色範囲で制御して原色の階調表示を行う一方、補色のカラーフィルタを配置した表示領域では、表示媒体物質の複屈折量を有彩色範囲で制御して複数の色相を表示する。これにより、原色の階調表示と複数の色相表示とを加法混色して、画素の多色表示が実現される。
【００１３】
無着色表示領域は、カラーフィルタによる損失が無い明るい白を表示できるので、後述する第１実施形態の制御を行うことによって、表示画像の明るさを高めることができる。すなわち、原色表示領域による原色表示と、補色表示領域による補色表示とで白表示を行う際に、無着色表示領域に白表示を行わせることにより、３つの表示領域を配置した１つの画素における白表示の明るさを高めることができる。
【００１４】
また、後述する第２実施形態、第５実施形態の制御を行うことによって、特許文献１に示される画像表示の有彩色の階調数を増すことができる。さらに、後述する第６実施形態、第７実施形態の制御を行うことによって、モノクロ画像表示における解像度を高めることもできる。
【００１５】
従って、従来のＲＧＢ画素によるカラー画像表示装置や特許文献１に示されるカラー画像表示装置では実現できない各種機能を実現できる。これにより、用途（タブレットＰＣ用の表示装置、ＣＡＤ用のモニタ装置等）や使用環境（夜間屋外、炎天下等）に応じた最適な画像表示装置の選択肢を増やすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態であるカラー表示を行う反射型の液晶装置１００について、図面を参照して詳細に説明する。液晶装置１００は、観察側から見た後方側の表示基板６９上に表示領域ごとの反射電極６８Ｍ、６８Ｇ、６８Ｃを形成している。しかし、反射電極６８Ｍ、６８Ｇ、６８Ｃを透明電極に置き換えた透明な表示基板６９の背後に反射面を配置する構成で実施してもよい。
【００１７】
また、液晶装置１００は、薄膜トランジスタ素子７１Ｍ、７１Ｇ、７１Ｃを表示領域ごとに配置したアクティブマトリクス型であるが、本発明は、アクティブマトリクス型以外の表示領域駆動方式を採用してもよい。
【００１８】
また、液晶装置１００は、無数の画素を格子状に配列した画像表示装置であるが、図１、図２では、１つの画素の３つの表示領域で代表して図示し、表示領域の構造説明では、専ら１つの表示領域について詳細な説明を行う。
【００１９】
また、特許文献１に示される液晶の材料物性、液晶装置の構造、一般的な製造方法については、本発明の趣旨と隔たりがあるので、煩雑を避けるべく、一部図示を省略して詳細な説明も省略する。例えば、液晶材料、配向膜、封止構造、配線形態、スイッチング素子の構造、ドライバを含む画像表示回路、駆動信号処理、成膜プロセス、パターン形成プロセス等についてである。
【００２０】
また、本実施形態の液晶装置１００は、視野角補償フィルム６２を配置して電圧無印加時にブラック表示を行う構成を採用している。しかし、リタデーションに応じて色相を変化させる限りにおいて、視野角補償フィルム６２無しや、別の波長板への置き換えによって、電圧無印加時に他の表示を行わせてもよい。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の液晶装置における画素の表示領域配置の説明図、図２は第１実施形態の液晶装置における断面構成の説明図、図３は液晶層の電界と複屈折量の関係の線図である。図４は赤色青色表示領域の色相出力特性の説明図、図５は第１実施形態と各比較例とを比較する一覧表である。
【００２２】
図１に示すように、第１実施形態の液晶装置１００は、３つの表示領域、すなわち赤色青色表示領域５１、緑色表示領域５２、無着色表示領域５３で構成される１つの画素５０ごとに色相制御が可能なアクティブマトリクス液晶表示パネルである。
【００２３】
図２に示すように、第１実施形態の液晶装置１００は、観察側の第１ガラス基板６３から入射した照明光（外光）を、第２ガラス基板６９に形成された反射電極６８で折り返して第１ガラス基板６３から射出させる。第１ガラス基板６３には、液晶装置１００のすべての表示領域に共通な透明電極６４が配置され、第２ガラス基板６９には、表示領域ごとに分割された反射電極６８が配置されている。
【００２４】
第１ガラス基板６３上には、所定範囲の複屈折量の光を選択透過する偏光板６１と、位相差板としての視野角補償フィルム６２とが配置される。偏光板６１は、直線偏光素子に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）を重ねて配置することによって、広帯域の円偏光板としてある。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。なお、重ねる位相差板を選択することによって、電圧無印加状態にて着色し、電圧印加状態で黒表示するような反転モードとすることも可能である。
【００２５】
第１ガラス基板６３の液晶層６６側には、透明な透明電極６４の上に、マゼンタカラーフィルタ７０Ｍ、緑カラーフィルタ層７０Ｇ、透明層７０Ｃが平坦に配置され、配向膜６５で覆われている。
【００２６】
第２ガラス基板６９上には、立体交差させて格子状に配列した不図示のデータ線とゲートトリガー線とが多数配置される。そして、データ線とゲートトリガー線との各交点に表示領域ごとの薄膜トランジスタ素子（ＴＦＴ）７１Ｍ、７１Ｇ、７１Ｃを配置して、層間絶縁層７１Ｈで絶縁してある。
【００２７】
層間絶縁層７１Ｈ上に、微細な表面凹凸形状を形成して拡散性を付与した表示領域ごとの反射電極６８Ｍ、６８Ｇ、６８Ｃが配置されている。反射電極６８Ｍ、６８Ｇ、６８Ｃは、表示領域ごとの薄膜トランジスタ素子７１Ｍ、７１Ｇ、７１Ｃに接続されており、感光性樹脂を用いて形成した微細な表面凹凸形状を有する支持層上にアルミニウム薄膜を堆積して輪郭をパターンニングしてある。反射電極６８Ｍ、６８Ｇ、６８Ｃは、表面凹凸形状を平坦化する平坦化層６８Ｈによって覆われ、平坦化層６８Ｈ上に配向膜６７が形成されている。
【００２８】
なお、視野角補償フィルム６２と第１ガラス基板６３との間、視野角補償フィルム６２の上、または偏光板６１の上に前方散乱フィルムを用いることで、同様な照明光の拡散性を持たせてもよい。前方散乱フィルムは、表面凹凸形状を形成した反射電極６８Ｍ、６８Ｇ、６８Ｃと組み合わせ使用してもよいし、反射電極６８Ｍ、６８Ｇ、６８Ｃを鏡面としてもよい。一方、前方散乱特性を有するフィルムの代わりにマゼンタカラーフィルタ７０Ｍ、緑カラーフィルタ層７０Ｇ、透明層７０Ｃに微粒子を分散させて同様な拡散性を実現してもよい。
【００２９】
第１ガラス基板６３と第２ガラス基板６９との間には液晶層６６が配置される。書き込み信号ドライバ５５は、上述のデータ線を通じて、透明電極６４と反射電極６８との間に書き込み電圧を印加することにより、液晶層６６に表示領域ごとの電界を作用させて、液晶層６６のリタデーション（複屈折量）を制御する。走査信号ドライバ５６は、上述のトリガー線を通じて薄膜トランジスタ素子７１Ｍ、７１Ｇ、７１Ｃを制御し、反射電極６８に書き込み電圧を印加するタイミングを制御する。
【００３０】
液晶層６６には、誘電率異方性が負の液晶材料を採用して、液晶表示モードとして、いわゆるＶＡ配向モードを用いている。すなわち、液晶層６６の界面における液晶分子の配向状態を制御する配向膜６５、６７に垂直配向処理を施し、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）を上下の配向膜６５、６７の間隔に注入してある。液晶層６６の厚さは、後述するように、必要なリタデーション量に応じて設定され、第１実施形態では５ミクロンである。
【００３１】
配向膜６５、６７の間隔に注入された液晶分子は、基板法線方向から１度傾いたプレチルト角を有しており、配向膜６５と配向膜６７とにおけるプレチルト方向には反平行の関係を持たせてある。
【００３２】
第１実施形態の液晶装置１００は、対角１２インチ、全ての表示領域の合計数は、縦が６００、横が２４００（＝８００×３）のアクティブマトリクス方式の画像表示パネルである。図１に示すように、１つの画素５０は、横方向に隣接する赤色青色表示領域５１、緑色表示領域５２、無着色表示領域５３により構成されので、縦６００画素、横８００画素のカラー画像表示が可能である。
【００３３】
そして、図２に示すように、赤色青色表示領域５１にはマゼンタカラーフィルタ７０Ｍ、緑色表示領域５２には緑カラーフィルタ層７０Ｇ、無着色表示領域５３には透明層７０Ｃが配置されている。マゼンタカラーフィルタ７０Ｍ、緑カラーフィルタ層７０Ｇ、透明層７０Ｃは、フォトリソグラフィー工程によって、ストライプ状に形成されている。すなわち、所定の着色を行ったレジスト層を透明電極６４上に塗布し、マスクを重ねて紫外線露光により部分的に硬化させ、未露光部分を現像除去する操作を繰り返している。このカラーフィルタの形成には上記フォトリソグラフィー工程の他にも、インクジェット方式や電着法など、公知の様々な技術を利用することができる。
【００３４】
そして、赤色青色表示領域５１には、反射電極６８Ｍに印加される書き込み電圧に応じた赤〜青の色相表示、緑色表示領域５２には反射電極６８Ｇに印加される書き込み電圧に応じた緑色の階調表示がそれぞれ実現される。また、無着色表示領域５３には反射電極６８Ｃに印加される書き込み電圧に応じた白〜黒の階調表示が実現される。
【００３５】
すなわち、緑色表示領域５２と、無着色表示領域５３とについては、図３に示すように、０Ｖ〜３Ｖの範囲で印加電圧値を制御して、液晶層６６の透過率を変化させることにより、無彩色での連続階調特性（グレースケール）が得られる。また、赤色青色表示領域５１については、図４に示すように、５Ｖ印加時には青色表示、３．８Ｖ印加時には赤色表示が得られるとともに、３．８Ｖ〜５．０Ｖの範囲で印加電圧値を制御して、青〜赤間の各種色相も表示できる。従って、図１に示す画素５０は、ＲＧＢ三原色の表示が可能である。
【００３６】
また、赤色青色表示領域５１は、３Ｖ以下の領域では印加電圧の大きさに応じたマゼンタ色の連続階調の表示が得られる。従って、緑色表示領域５２の明るさと赤色青色表示領域５１に表示させたマゼンタ色の明るさをバランスさせて液晶層６６の透過率を制御することにより、白〜黒（無彩色）の連続階調を表示できる。このとき、さらに無着色表示領域５２を白色表示とすることにより、無彩色表示の明るさを一段増すことができる。
【００３７】
つまり、赤色青色表示領域５１、緑色表示領域５２、無着色表示領域５３に対して共通に３．０Ｖを印加することで、明るい白表示を得ることができる。全面このような白表示とした液晶装置１００の画面反射率は３３％であり、無着色表示領域５２が無い場合（図６参照）に比較してかなり明るい白表示となる。また、三原色の色純度も良好であり、きわめて高品位な画像表示パネルを得ることができる。
【００３８】
また、こうした３つの表示領域を１画素として取り扱うことによって、従来のＲＧＢ画素の駆動に使用される汎用３ドット反転ドライバ（画素データに応じた信号を３本の配線に出力する）を用いたときに、画素データの対応に不整合がなくなる。これにより、安価な部品で良質な画素表示装置を実現できる。
【００３９】
さらに、図１に示されるように、３つの表示領域を実質的に等しい面積に設定することによって、マゼンタカラーフィルタ７０Ｍ、緑カラーフィルタ層７０Ｇ、透明層７０Ｃが等幅のストライプ状となる。これにより、従来用いられてきたＲＧＢ表示領域の製造に使用されるカラーフィルタパターンマスクをそのまま転用してマゼンタカラーフィルタ７０Ｍ、緑カラーフィルタ層７０Ｇ、透明層７０Ｃを形成することが可能となる。
【００４０】
また、特許文献１に示されるように、赤色青色表示領域５１を複数の表示領域に分割して赤や青の階調数を増加させた場合でも、上述した高い光利用効率のものが実現可能である。
【００４１】
また、赤色青色表示領域５１を複数の表示領域に分割しなくても、無着色表示領域５３で白〜黒の連続階調を表示することによって、隣接する赤色青色表示領域５１に表示させた色相の見かけ上の明るさが変化する。従って、擬似的に赤や青の連続階調を表現でき、表示できる色数を大幅に増加できる。
【００４２】
なお、第１実施形態と同様な液晶装置は、広帯域円偏光板を用いなくても実現可能である。また、必ずしもＶＡ配向モードを用いなくても、本モードは複屈折効果を示す液晶モードであれば実現可能であるので、ＯＣＢ、ＨＡＮ、ＥＣＢ、ＳＴＮなど公知の液晶モードを使用することができる。あるいは、必ずしも液晶に限らず、電気泳動型の表示素子や、微小な電気機械効果を用いた干渉表示型表示素子など、さまざまな表示素子を用いることが可能である。また、第１実施形態の説明では、無着色表示領域５２、透明層７０Ｃという表現を用いているが、透明層７０Ｃは無色透明には限定されず、ＩＴＯ電極や反射電極の分光スペクトルとの組み合わせにおいて無彩色を呈するような着色を行ってもよい。
【００４３】
こうした構成のカラー画像表示装置に対しても、図１に示すように、緑・マゼンタ・透明の三つの表示領域によって１つの画素を構成すれば、カラー画像表示装置の光利用効率が非常に高くなる。つまり、光源を用いない反射型ディスプレイとして用いたとしても、使用できる環境照度の制約が少なくなるため、明るい場所から暗い場所に至る幅広い照度環境において視認性の高いカラー画像表示を行うことができる。
【００４４】
また、後述する第５実施形態で説明するように、白表示の輝度向上のみならず、有彩色の階調数を明るい側へ１つ増やすことも可能である。つまり、無着色表示領域５２で赤色表示、青色表示等、有彩色表示を行うことにより、赤色青色表示領域５１だけに頼って赤色表示、青色表示等を行う場合に比較して、これらの有彩色の階調数を１つ以上増すことができる。
【００４５】
また、後述する第６実施形態、第７実施形態で説明するように、従来のＲＧＢ表示領域による白黒表示に比較して３倍の解像度でモノクロ画像を表示することもできる。つまり、赤色青色表示領域５１、緑色表示領域５２、無着色表示領域５３を用いて、位置の異なる３種類の白を表示できることを利用して、従来のＲＧＢ画素構成の３倍の解像度でモノクロ画像を表示できる。
【００４６】
＜比較例１＞
第１実施形態の液晶装置１００と比較すべく、対角１２インチ、画素数６００×８００の一般的なアクティブマトリクス方式のＲＧＢ画像表示パネルを試作した。比較例１の液晶装置は、第１実施形態の液晶装置１００と同一の構成部品を利用して、カラーフィルタ配置を異ならせている。画素ピッチは約３００μｍで、各画素は３つの表示領域に分割され、それぞれに赤・緑・青のカラーフィルタが配置されている。従って、比較例１の液晶装置の表示領域合計数は、実施形態１の液晶装置１００と同じで、縦が６００、横が２４００（＝８００×３）となっている。ただし、液晶層６６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ミクロンに設定する。
【００４７】
このような比較例１の液晶装置について、液晶層６６への印加電圧を様々に変化させることによって画像を表示させると、ＲＧＢそれぞれの表示領域について印加電圧に応じた連続階調色が得られる。そして、ＲＧＢ表示領域の輝度バランスによってフルカラー表示可能となる。しかし、全画素で白表示を行った際の画面の反射率は１６％となり、第１実施形態の液晶装置１００に比較して大幅に暗い画像表示となる。
【００４８】
＜比較例２＞
第１実施形態の液晶装置１００と比較すべく、比較例１と同じ画像表示パネルの構成部品を用いて、ハイブリッド方式の液晶装置を試作した。比較例２の液晶装置は、対角１２インチで、表示領域合計数は、縦が６００、横が２４００、横方向に隣接する２つの表示領域で一つの画素を構成した縦６００画素、横１２００画素の画像表示パネルである。そして、隣接する２つの表示領域の一方に緑色のカラーフィルタを配置し、他方は、リタデーション量による着色効果を利用するためにカラーフィルタを配さず透明のままとした。すなわち、図１に示す赤色青色表示領域５１を無くして無着色表示領域５３にて有彩色表示を行う構成である。
【００４９】
液晶層６６のリタデーションは、反射型なので透過型の場合の半分であればよい。赤色表示と青色表示とができるように、無着色表示領域５３の±５Ｖ電圧印加時のリタデーション量が３００ｎｍとなるよう、セル厚を５ミクロンに設定した。緑色表示領域５２の条件については比較例１と同様とした。
【００５０】
このような比較例２の液晶装置について、液晶層６６に印加する電圧を変化させて画像を表示させると、緑色表示領域５２に関しては、印加電圧値に応じた透過率変化を示して連続階調特性が得られる。また、無着色表示領域５３に関しては、５Ｖ印加時には青色、３．８Ｖ印加時には赤色表示となる。
【００５１】
従って、比較例２の液晶装置もまた三原色表示が可能であり、無着色表示領域５３は、３Ｖ以下の領域では印加電圧値の大きさに応じた無彩色の連続階調を表示する。画素５０を白表示するときに、無着色表示領域５３に対して３．０Ｖを印加して白表示とすると、有彩色の緑色表示領域５２は、電圧を印加しないで黒表示とするほか無い。
【００５２】
このようにして、全画素で白表示を行った際の画面の反射率は２５％となり、比較例１に比較すれば明るいが、緑色表示領域５２が白表示の明るさに寄与できないので、第１実施形態に比較すると格段に暗い画像表示となる。また、マゼンタ色のフィルタを用いていないので、図３に示すように、３．８Ｖにおける赤色表示は色純度が悪く、カラーディスプレイとしての品位は高くないと感じられる。
【００５３】
＜比較例３＞
ハイブリッド方式のカラー表示では、マゼンタ色と緑色との加色混合によっても白色表示を行うことができる。そこで、比較例２とはカラーフィルタ配置のみ異ならせ、緑色表示領域５２と赤色青色表示領域５１とを用いて白表示を行う画像表示パネルを試作した。比較例３の液晶装置では、緑表示領域５２は構成と動作が比較例２とほぼ同様である。しかし、マゼンタカラーフィルタ７０Ｍを配置した赤色青色表示領域５１は、図４に示すように、５Ｖ印加時には青色表示、３．８Ｖ印加時には赤色表示、さらに、３Ｖ以下の領域では印加電圧の大きさに応じたマゼンタ色の連続階調が表示される。
【００５４】
従って、比較例３の液晶装置における画素５０は、三原色を表示可能であり、緑表示領域５２と赤色青色表示領域５１との両方に対して３．０Ｖを印加することにより、加色混合による白表示を得ることができる。
【００５５】
このように構成／制御した比較例３の液晶装置で画面全体を白表示とした際の反射率は２５％となり、やや明るい白表示である。また、図４で示したように、３．８Ｖにおける赤色表示は色純度が良好であり、カラーディスプレイとして高い表示品位を得ることができる。
【００５６】
以上のように試作実験を行った結果を図５に示す。図５に示すように、第１実施形態の液晶装置１００は、従来のＲＧＢカラーフィルタを用いた液晶装置に比較して格段に明るい画像表示が可能である。また、特許文献１に示されるハイブリッド方式の液晶装置に比較してもかなり明るい画像表示が可能である。そして、３つの表示領域を用いて画素表示を行うので、従来のＲＧＢカラーフィルタを用いた液晶装置とハイブリッドな生産方法、生産設備、ドライバ部品を採用できる。従って、生産性、試作効率、品質管理等が容易で、特許文献１に示される液晶装置よりも製造コスト削減の余地が大きい。
【００５７】
＜第２実施形態＞
第１実施形態の液晶装置１００を用いて画像表示を行ってみた。赤色系統の表示色を行う場合、図１に示すように、赤色青色表示領域５１において３．８Ｖを印加して図４に示すように純色の赤色表示とし、無着色表示領域５３の電圧値を０から３．０Ｖまで変化させて無彩色の階調表示を行った。このとき、色純度は若干変化するものの、赤色表示において、あたかも明度変調を行うことができるかのような連続的な明度階調の設定を行うことができた。
【００５８】
また、赤色青色表示領域５１において５．０Ｖを印加して、図４に示すように純色の青色表示を行う場合も、同様に、無着色表示領域５３の電圧値を０から３．０Ｖまで変化させて無彩色の階調表示を行わせることにより、ほぼ青色表示の連続階調を設定できる。
【００５９】
従って、赤色青色表示領域５１と無着色表示領域５３とを用いて、赤色〜青色間の各色相での擬似的な連続階調を得ることができ、特許文献１に示される赤色青色表示領域５１を複数に分割する場合よりもきめ細かい階調設定が可能となる。
【００６０】
＜第３実施形態＞
第１実施形態の液晶装置１００を用いてドット反転駆動を行う。このとき、汎用の３ドットを一まとめにして駆動を行う３ドット反転駆動用のドライバＩＣを用いることで、良好な表示を行うことができる。
【００６１】
＜第４実施形態＞
図６は第４実施形態の液晶装置における画素の表示領域配置の説明図である。第４実施形態の液晶装置４００は、マゼンタカラーフィルタ７０Ｍが配置された赤色青色表示領域５２が２つに分割される以外は第１実施形態の液晶装置１００とほぼ同一に構成されている。従って、図１と共通する構成部材には共通の符号を付して詳細な説明は省略する。また、断面構成を説明する際には図２を参照する。
【００６２】
第４実施形態の液晶装置４００は、上述した比較例１の液晶装置に用いた、対角１２インチ、全ての表示領域の合計数は縦が６００、横が２４００のアクティブマトリクス基板を用いる。液晶層６６の厚みは５ミクロンに設定する。
【００６３】
図６に示すように、横方向に隣接し、面積比の異なる４つの表示領域５２、５１ａ、５１ｂ、５３で一つの最小単位画素５２を構成し、縦６００画素、横６００画素の表示パネルとする。４つの表示領域のうち一つの緑色表示領域５２に緑カラーフィルタ７０Ｇを配置し、二つの赤色青色表示領域５１ａ、５２ａにはマゼンタカラーフィルタ７０Ｍａ、７０Ｍｂを配置する。最後に残る一つの無着色表示領域５３にはカラーフィルタを配さず透明のままとする。二つの赤色青色表示領域５１ａ、５２ａのうち、面積の大きい方を第１赤色青色表示領域５１ａとし、面積の小さい方を第２赤色青色表示領域５１ｂとする。緑色表示領域５２、赤色青色表示領域５１ａ、５２ａ、無着色表示領域５３の面積比は、３：２：１：３である。
【００６４】
このように構成した第４実施形態の液晶装置４００について、各表示電極に印加する電圧を変化させることによって画像を表示させると、緑色表示領域５１Ｇに関しては、印加電圧値に応じた透過率変化を示し連続階調特性が得られる。また、第１赤色青色表示領域５１ａ、第２赤色青色表示領域５１ｂに関しては、いずれの表示領域ともに、５Ｖ印加時には青色、３．８Ｖ印加時には赤色表示となり、さらに、３Ｖ以下の領域では、印加電圧の大きさに応じたマゼンタの連続階調を表示する。従って、実施形態４の液晶装置４００は三原色表示が可能である。
【００６５】
また、赤色の明度階調に関しては、第１赤色青色表示領域５１ａに０Ｖ、第２赤色青色表示領域５１ｂに３．８Ｖ、を印加することで１／３の明るさを表示できる。第１赤色青色表示領域５１ａに３．８Ｖ、第２赤色青色表示領域５１ｂに０Ｖを印加することで２／３の明るさを表示できる。第１赤色青色表示領域５１ａと第２赤色青色表示領域５１ｂとに３．８Ｖを印加することで１の明るさを表示できる。従って、赤色の４階調表示を得ることができる。同様な組み合わせで印加電圧を５Ｖにすることで、青色の４階調表示を得ることもできる。
【００６６】
一方、画素５２全体で無彩色を表示するときには、緑色表示領域５２、第１赤色青色表示領域５１ａ、第２赤色青色表示領域５１ｂに対して、それぞれ３Ｖ以下の電圧を印加することによって無彩色の連続階調表示が出来る。さらに、残る無着色表示領域５３に対して３Ｖの電圧を印加することで画素５２の明るさを増すことができる。
【００６７】
第４実施形態の液晶装置４００は、４つの表示領域ともに３．０Ｖを印加することで、白表示を得ることができる。この素子の反射率は３３％であり、かなり明るい白表示が得られる。また、三原色の色純度も良好であり、赤・青の中間調もデジタル的に表現することが出来、きわめて高品位な画像表示パネルを得ることができる。
【００６８】
以上述べたように、本実施形態では、複屈折量による着色効果（ＥＣＢ効果）とカラーフィルタとの組み合わせによって三原色表示が得られる液晶パネルにおいて、緑色表示領域、赤色青色表示領域の構成に加えて、透明な無着色表示領域を追加する。これによって、明るく低コストで色純度の良好な表示パネルを得ることができる。
【００６９】
なお、以上の説明では、専らバックライト等の自己光源を備えない反射型ディスプレイについて述べたが、これを、自己光源を有する透過型ディスプレイ、反射型ディスプレイ、半透過型ディスプレイへと応用することは容易に実現しうる。また、カラーフィルタの組み合わせとして、緑カラーフィルタとマゼンタカラーフィルタとを説明したが、赤カラーフィルタとシアンカラーフィルタとの組み合わせでも、透明画素を組み合わせることによって明るく色純度の高い表示を得ることができる。黄色カラーフィルタと青カラーフィルタとの組み合わせにおいても、透明画素を組み合わせることによって明るく色純度の高い表示を得ることができる。
【００７０】
また、特許文献１に記載された緑カラーフィルタ、マゼンタカラーフィルタに加えて、赤カラーフィルタ、青カラーフィルタを加えた構成に対しても、無着色表示領域を加えて複合的に制御することができる。これによって、明るく、アナログフルカラー表示が可能な各種画像表示装置を得ることができる。
【００７１】
＜変形例＞
図７は変形例の液晶装置における断面構成の説明図である。変形例の液晶装置２００は、カラーフィルタが第２ガラス基板６９側に配置される以外は第１実施形態の液晶装置１００と同様に構成／制御される。従って、図７中、図２と共通する構成部材には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。なお、図７で、表示電極をカラーフィルタの上に置くこともできる。このときは、表示電極を透明電極として、カラーフィルタの下や、第２ガラス基板６９の下等に反射面や反射板を配置する。
【００７２】
＜第５実施形態：無着色表示領域を用いた赤、青階調＞
ここまでの説明では専ら白表示における明るさ改善について説明したが、第１実施形態の液晶装置１００では、無着色表示領域５３においてもリタデーション量を有彩色範囲で制御して、ＥＣＢ効果による有彩色を表示させる。これにより、画素５０の赤色〜青色範囲での階調数を増している。すなわち、赤色青色表示領域５１と無着色表示領域５３とで赤色表示（または青表示）を行うことにより、赤色青色表示領域５１のみで赤色表示（または青表示）を行った場合よりも明るい１階調づつが追加される。
【００７３】
具体的には、無着色表示領域５３と赤色青色表示領域５１とをいずれもＥＣＢ効果を用いた青色表示にしておけば明るい青が表示でき、いずれか一方を青色表示にして他方をオフすれば中間的な青色、両方をオフにすれば黒色表示できる。従って、青色を３階調で表示できる。つまり、図３、図４に示すように、無着色表示領域５３の反射電極６８Ｃと赤色青色表示領域５１の反射電極６８Ｍとに５Ｖを印加すると、明るい青色表示が可能となる。これにより、無着色表示領域５３のみまたは赤色青色表示領域５１のみを青色表示させた状態が中間の明度となるので、青色の３階調表示が可能となる。
【００７４】
同様に、無着色表示領域５３と赤色青色表示領域５１とをいずれもＥＣＢ効果を用いた赤色表示にしておけば明るい赤が表示できる。また、いずれか一方を赤色表示にして他方をオフすれば中間的な赤色、両方をオフにすれば黒色表示できるため、赤色を３階調に表示できる。つまり、無着色表示領域５３の反射電極６８Ｃと赤色青色表示領域５１の反射電極６８Ｍとに３．８Ｖを印加すると、明るい赤色表示が可能となる。これにより、無着色表示領域５３のみまたは赤色青色表示領域５１のみを赤色表示させた状態が中間の明度となるので、赤色の３階調表示が可能となる。
【００７５】
なお、この場合、無着色表示領域５３における赤色表示は、色純度が劣り黄色みがかった表示となるため、中間的な赤色表示の時には赤色青色表示領域５１を赤色表示させて無着色表示領域５３をオフにすることが好ましい。
【００７６】
緑・マゼンタ・透明の３つの表示領域（副画素）からなる画素構成について、第５実施形態の制御を採用すれば、緑・マゼンタの表示領域（副画素）からなる画素構成よりも表示可能な色数の多い、明るく低コストなディスプレイが実現できる。
【００７７】
＜第６実施形態：モノクロ画像の高精細表示方法＞
ところで、第１実施形態の液晶装置１００では、図１に示すように、緑色表示領域５２による緑色表示と赤色青色表示領域５１によるマゼンタ色表示とにより画素５０を白表示できる。しかし、無着色表示領域５３のみを白表示して画素５０を白表示することも可能である。そこで、第１実施形態の液晶装置１００では、この２種類の白表示を区別して使うことでモノクロ表示における解像度を高め、高い精細度の表示を可能にしている。ここで、高い精細度の表示は、特に文書表示において有効であると考えられる。つまり漢字などの複雑な文字を有する言語の表現では高精細表示は必須である。また、単純なアルファベットなどにおいても、フォントの違いを表現したり、筆記体などの曲線を正確に表現したりするためには、高精細表示が実現できることが好ましい。こうした文書用途においては、カラー表示よりもむしろモノクロ表示が中心として用いられている。
【００７８】
第６実施形態の制御では、ＥＣＢ効果を用いた画素構成に対して、下記のような制御方法を適用することによって、従来型のＲＧＢ画素の液晶ディスプレイに対して高い精細度のモノクロ表示を実現している。あるいは、これを応用したカラー表示を行うことが可能となる。これについて、説明する。
【００７９】
図８は画素単位でモノクロ表示を行った「Ｗ」の文字表示の説明図、図９は第６実施例の制御による「Ｗ」の文字表示の説明図である。図１に示す画素５０は、１つの画素５０に緑色表示領域５１、赤色青色表示領域５２、無着色表示領域５３を具備している。通常は、この３つを一つの最小単位（画素５０）として表示させるが、モノクロ表示の場合には、この最小単位（画素５０）をさらに分割して表示させることによって、精細度の高い表示を得ている。
【００８０】
図８に示すように、画素単位でモノクロ表示を行って「Ｗ」の文字を表示させた場合、当然、文字の線幅は画素幅、線と線の間隔も画素幅となる。図８では、文字は白色、背景色は黒（図面上では灰色）の様子を表している。白抜きの文字の線部分では、赤色青色表示領域（５１：図１）ではマゼンタ色の明度変調領域での最大輝度が得られるように電圧駆動がされている。緑色表示領域（５２：図１）では、緑色の明度変調領域での最大輝度が得られるように電圧駆動がされている。無着色表示領域（５３：図１）では白色の明度変調領域での最大輝度が得られるように電圧駆動がされている。これによって、３つの表示領域（５１、５２、５３）の混色は白色表示となる。
【００８１】
しかし、第６実施形態の制御では、高精細モードを選択すると、図９に示すように、画素５０をさらに二つに分割して白表示を行う。つまり、赤色青色表示領域（５１：図１）による最大輝度のマゼンタ色表示と、緑色表示領域（５２：図１）による最大輝度の緑色表示とで得られる並置加法混色の白表示と、無着色表示領域（５３：図１）単独による最大輝度の白色表示とを独立して制御する。これにより、１つの画素５０を用いて２画素のモノクロ表示を実現できる。言い換えれば、無着色表示領域（５３：図１）を独立に制御してモノクロ表示を行うことで、無着色表示領域（５３：図１）幅の線や、線と線との間隔を表示して、黒ツブレや白ツブレを避けた文字表示等を行うことができる。図９における「Ｗ」の文字は、図８と比較すると、段差がスムースになって斜めの線が忠実に再現できることがわかる。また、線幅も細くなるので、精細度の高い表示が可能となる。
【００８２】
ところで、このように３つの表示領域（５１、５２、５３）を２つに分割すると、１つの無着色表示領域５３のみによる白表示と、残りの２つの表示領域（５１、５２）による白色表示とが混在する。これにより、例えば同じ幅の２本の線を描画したつもりでも、異なった線幅で表示される。しかし、こうした線幅の違いは大きな問題にはならない。その理由は以下のとおりである。
【００８３】
まず、無着色表示領域５３を用いて白抜き表示を行う場合、無着色表示領域５３は、カラーフィルタによる吸収がない最大の光利用効率で白表示され、隣接する表示領域（５１、５２）は黒表示状態となっている。このため、平均として１／２の光利用効率で表示されている。これに対して、緑色表示領域５２と赤色青色表示領域５１とを用いた白抜き表示の場合には、緑カラーフィルタ層７０Ｍとマゼンタカラーフィルタ層７０Ｍの吸収によってほぼ１／２の光利用効率で表示されている。従って、視感上の白抜き線幅はほぼ等しくなり、３つの表示領域（５１、５２、５３）を２つに分割して独立に駆動する表示方法を用いたとしても、さほど大きな違和感無く表示できる。
【００８４】
第６実施形態の制御によれば、第１実施形態の液晶装置１００を用いて、３つの表示領域（５１、５２、５３）を２つに分割して独立に駆動する文字表示を行うことにより、高精細な文字表示が可能となり、漢字表示が正確に出来るようになる。
【００８５】
第６実施形態の制御によれば、表示領域（５１、５２、５３）の配列方向における画面の解像度は見かけ上、従来のＲＧＢカラーフィルタ方式に対して２倍の解像度を得ることが可能となる。
【００８６】
＜第７実施形態：モノクロ画像の別の高精細表示方法＞
第１実施形態の液晶装置１００は、表示領域（５１、５２、５３）をそれぞれ独立に制御することにより、第６実施形態の制御よりも自然に表示領域（５１、５２、５３）の配列方向における画面の解像度を増すことができる。第７実施形態の制御では、通常は、図１に示す３つの表示領域（５１、５２、５３）を一つの最小単位（画素５０）として図８に示すように画像（カラー及びモノクロ）を表示させている。しかし、モノクロ画像専用の高精細モードを設定すると、最小単位（画素５０）を表示データに応じて３つに分割して独立に制御して白表示を行うことによって精細度の高い表示を行う。
【００８７】
図１０は第７実施形態の制御による「Ｗ」の文字表示の説明図、図１１は従来の画素分割による画像表示方法の説明図である。図１０には、図８、図９と同様に、背景を黒色表示とし、白抜きのも文字「Ｗ」を表示させた状態を表している。第７実施形態では、以下のような表示方法を採用することによって、白い文字を表現している。
【００８８】
まず、図１に示すように、緑色表示領域５２による緑色表示と赤色青色表示領域５１によるマゼンタ色表示との加法混色により、画素５０の赤色青色表示領域５１側部分だけを白抜き表示できる。このとき、緑色表示領域５２と赤色青色表示領域５１とは明度変調領域において最大輝度を与える駆動が行われる。なお、上述したように、赤色青色表示領域５１は、色相変調領域におけるマゼンタ色表示としてもよく、緑色表示画素５２は、色相変調領域における緑色表示に置き換えてもよい。両者の加法混色によって白色を得る点で反射効率は同等である。
【００８９】
次に、緑色表示領域５２による緑色表示と無着色表示領域５１によるほぼマゼンタ色表示との加法混色により、画素５０の無着色表示領域５１側部分だけを白抜き表示できる。このとき、緑色表示領域５２は、明度変調領域で最大輝度を得る等、上記と同様に駆動される。一方、無着色表示領域５３は、色相変調領域においてほぼマゼンタ色となるように駆動される。
【００９０】
さらに、無着色表示領域５３による緑色表示と隣接画素（５０）の赤色青色表示領域（５１）によるマゼンタ色表示との加法混色により、画素５０の隣接画素（５０）にまたがった部分だけを白抜き表示できる。この白抜き色表示に関して以下説明する。
【００９１】
図２に示す液晶層６６のリタデーション変化幅が十分に大きく、複屈折効果によって緑色を表現できる場合には、無着色表示領域５３を緑色に変調する一方で、赤色青色表示領域５１、５２は、明度変調領域における最大輝度が得られるように変調すればよい。赤色青色表示領域５１、５２は、色相変化領域におけるマゼンタ色表示が得られるように変調してもよい。これによって、図１０に示すように、無着色表示領域（５３）と隣接画素の赤色青色表示領域（５１）との組み合わせによって白表示を得ることができる。
【００９２】
なお、図２に示す液晶層６６のリタデーション変化幅が緑を得るほど大きくない場合でも、加法混色による白表示は可能である。図３に示したシアン色（ｘｙ色度図上の（０．２，０．３）近傍の表示色が得られる程度にリタデーションを大きく変調できるようにしてあればよい。そして、無着色表示領域５３を上述した青色表示を越えてシアン色表示とする一方、隣接画素（５０）の赤色青色表示領域（５１）をシアン色の補色（赤色）となるように色相変化領域で変調すればよい。これによって、無着色表示領域５３と赤色青色表示領域５１との組み合わせによって白抜き表示を実現できる。
【００９３】
また、液晶層６６のリタデーション変化幅がシアン色表示が行えるほど大きくない場合でも、無着色表示領域５３は、図３に示すように、明度変調領域（０〜３．０Ｖ）と赤色表示（３．８Ｖ）との間で黄色表示が可能である。従って、この黄色と赤色青色表示領域５１の青色（黄色の補色）との加法混色によって白表示を行うことも可能である。
【００９４】
すなわち、第１実施形態の液晶装置１００は、赤色青色表示領域５１を用いて青色までを表示することができ、無着色表示領域５３では、純度の高い赤色は表示できないが、赤色と白色の中間状態では黄色表示が得られる。そこで、無着色表示領域５３において黄色表示とし、赤色青色表示領域５１において青色表示となるように駆動を行うことによって、無着色表示領域５３と赤色青色表示領域５１との組み合わせによる白表示が実現される。
【００９５】
以上述べた隣接する表示領域（５１、５２、５３）の３通りの組み合わせによって、表示領域（５１、５２、５３）の配列方向の３つの位置でそれぞれ高精細な白抜き表示を得ることが可能となる。これによれば、第６実施形態の制御とは違い、線幅と線間隔とはいずれも常に一定となり、第６実施形態の制御よりもさらに自然な線の描画が得られる。
【００９６】
第７実施形態の制御によれば、第１実施形態の液晶装置１００を用いて、高精細な文字表示が可能となり、漢字表示が正確にできるようになる。さらに、２つ表示領域を１つの組とし、この組み合わせが３通り得られることから、ＲＧＢ画素を用いた従来の液晶装置に比較して、３倍の解像度が得られる。
【００９７】
なお、類似の考え方の技術として、マイクロソフト社の「クリアタイプ」と称される技術があり、同社のオペレーションソフトウエアなどに採用されている。これは、ＲＧＢカラーフィルタがストライプ状に配置されている液晶ディスプレイにおいて、白色表示させる際に見かけ上３倍の解像度を得るものである。ここでは、図１１に示すように、（１）図中最上段の「ＲＧＢ」セット、（２）図中中段の「ＧＢＲ」セット、（３）図中下段の「ＢＲＧ」セットの３通りを適宜用いる。
【００９８】
しかし、このような制御では、白抜き位置を表示領域の配列方向に３段階に変化させて段差を減らしたスムースな斜め線を表示することは実現される。しかし、画素自体の大きさには変化が無いので、第６実施形態、第７実施形態のように１つの画素内に白抜き表示や黒抜き表示を配置して解像度それ自体を高めることはできない。
【００９９】
つまり、第６実施形態、第７実施形態の制御は、上述した通り、表示領域の色相変化領域を利用して高精細化する技術であるので、図１１に示す制御と同様にスムースな斜め線を描画できるとともに、画素幅の２／３の線幅を実現できる。つまり、本発明は図１１に示す制御を更に発展させた技術であると言える。
【０１００】
なお、第６実施形態、第７実施形態に関する上記説明では、専ら白色表示を得る表示方法について述べたが、隣接する二つの表示領域における明度変調を組み合わせることによってカラー表示へと応用することが容易に可能である。
【０１０１】
＜第８実施形態＞
第１実施形態の液晶装置１００を用いてタブレットＰＣ用の表示装置を試作し、画像データに基づいて第６実施例の駆動をする書き込み信号ドライバ５５を装着した。これにより、手書き入力した文字が滑らかに表示された。
【０１０２】
＜第９実施形態＞
第１実施形態の液晶装置１００を用いてタブレットＰＣ用の表示装置を試作し、画像データに基づいて第７実施例の駆動をする書き込み信号ドライバ５５を装着した。これにより、手書き入力した文字が滑らかに表示された。
【０１０３】
＜第１０実施形態＞
第１実施形態の液晶装置１００を用いてＣＡＤ用のモニタ装置を試作し、画像データに基づいて第６実施例の駆動をする書き込み信号ドライバ５５を装着した。これにより、明るく高精細な線画が表示された。
【０１０４】
＜第１１実施形態＞
第１実施形態の液晶装置１００を用いてＣＡＤ用のモニタ装置を試作し、画像データに基づいて第７実施例の駆動をする書き込み信号ドライバ５５を装着した。これにより、明るく高精細な線画が表示された。
【０１０５】
以上述べたように、ＥＣＢ効果とカラーフィルタとの組み合わせによって三原色表示が得られる液晶パネルにおいて、緑・マゼンタの構成に加えて、透明画素を追加することによって、明るく低コストで色純度の良好な表示パネルを得ることができる。また、この構成を用いて高精細な表示を行うことができる。
【０１０６】
なお、以上の各実施形態の説明においては、光源を有さない反射型ディスプレイについて述べたが、これを光源を有する透過型ディスプレイ、反射型ディスプレイ、半透過型ディスプレイへと応用することは容易に実現しうる。また、カラーフィルタの組み合わせとして、本実施例では緑とマゼンタとしたが、赤とシアンとの組み合わせ、もしくは黄色と青との組み合わせにおいても透明画素を組み合わせることによって明るく色純度の高い表示を得ることができる。
【０１０７】
また特許文献１に記載の、緑・マゼンタに加えて赤と青のカラーフィルタを加えた構成に対して、透明画素を加えることによって、明るく、アナログフルカラー表示が可能な画像表示装置を得ることができる。
【０１０８】
＜ハイブリッド型液晶装置＞
電界制御複屈折効果によるカラー表示モード（以下、ＥＣＢカラーモードと称する）が、主として１９７０年代を中心に広く検討された。この表示を用いれば干渉色によるカラー表示ができるので、カラーフィルタを形成することなく明るいカラー表示を行うことが可能である。
【０１０９】
しかしながら、ＥＣＢカラーモードでは純度の高い赤色表示ができなかったり、視野角特性が極めて悪かったりといった欠点が多く存在する。このため、１９８０年代以降はマイクロカラーフィルタ方式にとって替わられ、現在ではＥＣＢカラーモードの液晶表示素子はほとんど利用されていないのが現状である。
【０１１０】
ところで、特許文献１には、このようなカラーフィルタ方式及びＥＣＢカラー方式のそれぞれ異なる課題を解決するための新しい表示原理が提案されている。この方式によると、ＥＣＢカラー方式とカラーフィルタ方式とを組み合わせることによって、従来のＲＧＢカラーフィルタ方式と比較して光利用効率が高くなるため、明るい表示装置が実現可能である。
【０１１１】
以下、この複屈折による着色現象とカラーフィルタとを組み合わせたハイブリッド型のカラー表示方式のことを本方式、もしくはハイブリッドカラー液晶モードと称する。
【０１１２】
以下、本方式の原理について説明する。なお、本方式は特許文献１に記載のように、様々な応用例、変形例があげられるが、ここでは基本形態について説明する。
【０１１３】
図１２は、ハイブリッドカラー液晶モード基本形態に係る液晶表示素子の画素構成を示す図である。この液晶表示素子においては、図１２に示すように、１つの画素１０を複数の複画素（表示領域１１、１２）に分割している。そして、そのうちの１つの緑色表示領域１２には緑カラーフィルタ２０Ｇを重ねると共に、残る赤色青色表示領域１１にはマゼンタカラーフィルタ２０Ｍを重ねている。緑色表示領域１２では、リタデーションを調節して、黒から明るい緑色までを連続的に明度を変調できる。残る赤色青色表示領域１１ではリタデーションを調節して、黒から明るいマゼンタ色に至る明度変化と、マゼンタから赤を経て、さらに再びマゼンタを経て青に至る色相変化領域を用いて、その中のいずれかの色を表示させる。なお、ここでは、マゼンタ色と表現しているが、緑色と補色の関係にある表示色であればよいため、紫、青紫色などの慣用色名で表現される色のカラーフィルタを用いてもよい。
【０１１４】
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の色調を変調する第１の表示領域と、カラーフィルタを有し、電圧によって明度変化範囲でリタデーションを変化させてカラーフィルタの色を表示する第２の表示領域とで単位画素を構成する。なお、ここで説明した構成例では、光の三原色のうち、視感度の高い緑色を表示させる緑色表示領域１２には、ＥＣＢによる着色を利用しないで緑色のカラーフィルタＧを用い、赤と青だけにＥＣＢによる着色現象を利用することが特徴である。
【０１１５】
例えば、緑カラーフィルタ２０Ｇを配置した緑色表示領域１２を暗状態とし、マゼンタカラーフィルタ２０Ｍを配置した赤色青色表示領域１１をマゼンタ色（明度変化領域の最大輝度状態）にすることにより、画素全体として白を表示することが出来る。あるいは、緑色表示領域を最大透過状態にし、マゼンタカラーフィルタ２０Ｍを配置しない無着色表示領域（１１）を有彩色領域のマゼンタ色にしてもよい。マゼンタ色は、赤（Ｒ）と青（Ｂ）の両方の色を含むので、合成の結果、白表示が得られる。
【０１１６】
また、Ｇ単色にするには、緑色表示領域１２を最大透過状態にし、赤色青色表示領域１１を暗状態にする。Ｒ単色（Ｂ単色）にするには、緑色表示領域１２を暗状態にし、赤色青色表示領域１１のリタデーション値を赤（青）表示となるように適宜調整すればよい。例えば、偏光面を９０度傾けた一対の偏光素子（クロスニコル）に挟んだ液晶層を透過型として観測する場合には、リタデーション値を４５０ｎｍ（６００ｎｍ）にすればよい。これらを組み合わせることで、ＲとＧ、ＢとＧの混色も得られる。
【０１１７】
緑色表示領域１２と赤色青色表示領域１１とをともにリタデーション０にして暗状態とすれば黒表示が得られことはいうまでもない。なお、円偏光板を使用した一枚偏光板型反射型液晶装置の場合には、液晶層を往復で透過するので、リタデーション値はここに記載する値の半分である。
【０１１８】
図３に示すリタデーション特性の液晶層を用いた図１２に示す構成では、緑色表示領域１２は、リタデーションを０から２５０ｎｍの範囲で変化させる。また、赤色青色表示領域１１はリタデーションを０から２５０ｎｍの範囲と４５０ｎｍから６００ｎｍの範囲で変化させる。通常、液晶材料は両方の表示領域で共通にするので、駆動電圧範囲を異なるように設定する。
【０１１９】
そして、この構成では、カラーフィルタを緑色に選んだ結果、緑をリタデーションの調節で作ることが回避される。ここで、リタデーションによって得られる緑色は１３００ｎｍ程度であって、極めて大きな値であるので製造上および特性上の不利を招く。しかし、緑カラーフィルタを用いる本方式を用いることによって、こうした大きなリタデーション値を用いる必要がなくなる。また、緑色は視感度が高いので、緑カラーフィルタ２０Ｇによって純度の高い色を作ることにより、画質が向上する。
【０１２０】
また、このように構成することにより、通常用いられる液晶表示素子と比較してセル厚を極端に厚くする必要がなくなる。例えば、透過型の場合、赤はリタデーションが４５０ｎｍであって、青はリタデーションが６００ｎｍである。したがって、６００ｎｍのリタデーションを実現するためのセル厚に設定すればよいことになる。
【０１２１】
従来のＲＧＢカラーフィルタを用いる液晶表示素子の場合、白黒表示に必要なリタデーションは２５０ｎｍ程度であるので、本方式に必要なセル厚は従来の約２倍である約１０ミクロンに設定すればよいことになる。
【０１２２】
また、液晶層の応答速度はセル厚の二乗に比例するとされているが、最近の駆動技術の進展によって数ミリ秒の応答速度が実現されつつあるために、本方式で応答が約４倍の時間がかかったとしても、若干のボケは存在するものの動画表示は可能となる。また、これを反射型液晶表示素子に適用した場合には、セル厚が半分となるため応答速度はこの１／４となり、動画表示にもほぼ問題ないレベルにすることができる。
【０１２３】
また、緑の色再現範囲は緑カラーフィルタ２０Ｇによって決まり、かつ視感度が高いために、白色成分の透過率を犠牲にすることなく高い色再現性を実現することが可能となる。反射型の場合、従来のＲＧＢカラーフィルタ方式において白黒表示に必要なリタデーション量と大きな差がないので、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等、表示領域作製プロセスを大きく変更する必要がない。
【０１２４】
また、リタデーション変化で着色する方の赤色青色表示領域１１にマゼンタなどの緑色と補色の関係にあるマゼンタカラーフィルタ２０Ｍを配設しているので、赤色および青色の色再現範囲を大幅に広げることが可能となっている。
【０１２５】
図４には、波長４８０ｎｍ〜５８０ｎｍまでの透過率がゼロであり、それ以外の波長の透過率が１００％となるような理想的なマゼンタカラーフィルタ２０Ｇを配設した場合のリタデーションによる色変化の計算値を示す。
【０１２６】
なお、図４と、マゼンタカラーフィルタ２０Ｍを用いない場合のリタデーションによる色変化の計算値である図３とを比較してみると、図４では、色度変化の範囲が赤と青の純色（色度図の隅）近くにまで広がっている。従って、マゼンタカラーフィルタ２０Ｍを配設することによって、赤と青の色再現範囲が広がっていることがわかる。
【０１２７】
また、赤色から青色への変化が色度図の下辺に沿って動くので、赤色から青色への連続的な混色の変化が得られることもわかる。このように、マゼンタカラーフィルタ２０Ｍを配設することによって、赤色と青色の色再現範囲が広がると同時に、リタデーション変化したときに中間色の連続的変化も得られる。
【０１２８】
ところで、図１２に示す液晶表示素子では、視感度特性の高い緑色表示領域１２については連続階調を表示可能であるが、青色と赤色とは、ＥＣＢカラー領域における着色現象を利用している。このため、電圧によって色相が変化しても明度は変化せず、厳密な意味での階調表示はできない。
【０１２９】
このようにＥＣＢカラー効果を用いる表示色における階調数は基本的には明暗の２値のみに限定される。しかし、従来のＲＧＢカラーフィルタ方式と比較すると、ハイブリッド方式では、１つの画素に必要な表示領域（副画素）数を３つから２つに減らすことが可能となる。これにより、ドライバＩＣの数が同一であったときには有効画素数が１．５倍となり、高解像度な表示が得られる。もしくは、同一の画素数を得るために必要なドライバＩＣ数を減らすことが出来るために、低コストな画像表示パネルを得ることが可能となる。また、開口率の面からも表示領域数が少ないため有利である。
【０１３０】
特許文献１にも示されるように、ハイブリッド型のカラー表示方式の液晶表示素子では、視感度特性の低い赤と青については、階調を有さないために、ディザなどの画像処理を用いたデジタル階調を使用することで擬似的な階調表示が可能である。また、視感度特性の高い緑表示領域１２には、０から２５０ｎｍの範囲で連続的な変調を与えることにより、連続的な階調を表示できる。そのために、人間の目には、階調性が大きく損なわれたようには感じられず、比較的良好なカラー画像を得ることができる。即ち、目の検知しうる階調数が少ない赤と青に限ってデジタル階調を使用することで、限られた階調数でも十分な特性を持たせることが可能となる。
【０１３１】
なお、上記のように限られた階調数でも十分な階調性を感じさせるためにも、画素ピッチは細かい方が好ましい。つまり、人間が画素を識別できなくなる解像度という観点で、２００ミクロンピッチ以下にしておくことがより望ましい。以上述べた方式に従えば、明るく、光利用効率が高く、視認上フルカラー表示が可能な液晶表示素子を実現することが可能となる。
【０１３２】
なお、ＥＣＢカラー領域では色相変化とともに視感度が変化して見かけの明度も若干変化するので、この範囲であっても色相変化が視認上気にならない範囲では、明度変調を利用することで擬似的に階調表示を行うことも不可能ではない。
【０１３３】
ところで、上述したとおり、ＲＧＢカラーフィルタ方式のカラー液晶表示素子は明るさに関しては相当犠牲にしながら実用化されている。一方、ハイブリッド型のカラー表示方式では、明るく、光利用効率が高く、視認上フルカラー表示が可能な極めて表示品位の高い液晶表示素子を実現することが可能である。
【０１３４】
しかしながら、こうした明るい表示方式においても、更なる光利用効率の改善を行うことによって応用範囲が飛躍的に拡大することが期待できる。例えば、光源を有する表示素子であれば光源に使用する電力が低下できるために、従来よりも省エネルギーとなり、同じ電池で長時間の使用が可能となる。また、光源を有さない反射型表示素子の場合には、従来では使用困難であった薄暗い環境での使用が可能となる。
【０１３５】
それとともに、更なる低コスト化が要求される。つまり、ハイブリッド型のカラー表示方式では、基本形態では、緑色とマゼンタ色の２色のカラーフィルタが用いられる。このとき、例えば、ストライプ状のカラーフィルタの場合では、緑カラーフィルタとマゼンタカラーフィルタとが交互に形成されるため、２ラインごとに１色を形成するカラーフィルタ用のマスクを新たに作製する必要がある。この新規マスクの作製によって製造コストの上昇の原因となる。
【０１３６】
このような問題点を解決するカラー液晶表示素子は、光学的性質が外部からの変調によって制御可能な表示媒体物質を用いたカラー表示素子である。前記表示媒体物質は、無彩色の範囲で該媒体の明度が変化する明度変化制御範囲と、有彩色の範囲で該媒体の色相が変化する色相変化制御範囲とを有する。そして、該カラー表示素子は、画像情報の最小単位を表示する単位画素が、カラーフィルタを有する第１の副画素と、カラーフィルタを有する第２の副画素と、カラーフィルタを有さない第３の副画素とから構成される。第２の副画素は、電圧の印加によって前記明度変化範囲の明度で前記カラーフィルタの色を表示する。第１の副画素は、第２の副画素と補色の関係色にあるカラーフィルタ有し、電圧の印加によって前記明度変化範囲の明度で第２の副画素と補色の関係色にあるカラーフィルタの色を表示する。ならびに、第１の副画素は、電圧の印加によって前記色相変化範囲の色相に基づく有彩色を表示する。第３の副画素は、電圧の印加によって前記明度変化範囲の明度で無彩色の明度変調を行う。
【０１３７】
なお、ここで言うカラーフィルタを有さないというのは、純度の高い特定の表示色のみを透過するカラーフィルタを有さないという意味である。例えば、ほぼ可視光領域の全波長帯に渡って透過率５０％を超えるような薄膜層（例えば透明層７０Ｃ：図２）が介在している場合にも、実質的には透明画素であると見なすことができる。
【０１３８】
そして、このような液晶表示素子では、カラーフィルタを有さない透明画素を併設することによって、光利用効率の高いカラー表示素子及びカラー表示装置を提供することができる。また、第１、第２、第３の副画素の面積を実質的に等しく設定することによって、従来広く用いられてきたＲＧＢカラーフィルタ用のフォトマスクをそのまま利用することが可能となる。つまり、ＲＧＢカラーフィルタでは３ラインごとに１色のカラーフィルタを形成するようにマスクが形成されている。これと同じマスクを利用することが可能となる。そして、従来のＲＧＢ方式のプロセスに用いられてきたカラーフィルタマスクをそのまま使うことによって新たなマスクを作製する必要が無くなり、コストダウンに寄与することができる。
【０１３９】
＜発明との対応＞
液晶装置１００は、複屈折量が可変であって、該複屈折量の変化により表示色を無彩色および有彩色に変化させる液晶層６６を備える。そして、１つの原色を含む波長域の光を透過する緑カラーフィルタ層７０Ｇを有して、無彩色範囲で液晶層６６の複屈折量が変化する緑色表示領域５２と、前記波長域以外の可視光を透過するマゼンタカラーフィルタ層７０Ｍを有して、少なくとも有彩色範囲で液晶層６６の複屈折量が変化する赤色青色表示領域５１と、いずれの波長選択手段も有さず、少なくとも無彩色範囲で液晶層６６の複屈折量が変化する無着色表示領域５３とが１つの画素に配置されている。
【０１４０】
従って、第１実施形態の制御を行って白表示の明るさを増し、第２実施形態、第５実施形態の制御を行って図１２の画素構成よりも有彩色の階調数を増すことができる。さらに、第６実施形態、第７実施形態の制御を行ってモノクロ画像表示（白黒二階調およびグレースケール）の解像度を高めることができる。
【０１４１】
液晶装置１００は、緑カラーフィルタ層７０Ｇを有する領域と、マゼンタカラーフィルタ層７０Ｍを有する領域と、無着色表示領域５３とがストライプ状に隣接配置されている。
【０１４２】
従って、従来のＲＧＢ画素の画像表示装置におけるカラーフィルタ製造工程との整合性が高く、カラーフィルタ製造マスクや各種製造装置の転用が容易である。また、従来のＲＧＢ画素の画像表示装置における回路組み付け工程との整合性も高くドライバＩＣや配線基板、組み立て装置の転用が容易である。
【０１４３】
液晶装置１００は、ストライプ状の前記領域のストライプ幅が等幅である。また、緑色表示領域５２が表示する原色が緑である。
【０１４４】
液晶装置１００は、複屈折量が可変であって、該複屈折量の変化により表示色を無彩色および有彩色に変化させる液晶層６６を備える。そして、無彩色範囲で液晶層６６の複屈折量を変化させて緑色表示が可能な緑色表示領域５２と、無彩色範囲で前記液晶層６６の複屈折量を変化させてマゼンタ色表示が可能であるとともに、有彩色範囲で液晶層６６の複屈折量を変化させて赤色および青色の表示が可能な赤色青色表示領域５１と、無彩色範囲で液晶層６６の複屈折量を変化させて白色表示が可能な無着色表示領域５３とを１つの画素５０に有する。
【０１４５】
第１実施形態では、緑色表示領域５２による緑色表示と赤色青色表示領域５１によるマゼンタ色表示とを用いて画素５０の白色表示を行った際に、無着色表示領域５３の複屈折量を白色表示に制御している。これにより、緑色表示領域５２による緑色表示と赤色青色表示領域５１によるマゼンタ色表示とを加法混色した白色表示よりも明るい画素５０の白色表示が得られた。
【０１４６】
無着色表示領域５３は、波長選択手段による損失が無い明るい白を表示できる。書き込み信号ドライバ５５は、緑カラーフィルタ７０Ｇを配置した緑色表示領域５２の緑色表示と、マゼンタカラーフィルタ７０Ｍを配置した赤色青色表示領域５１のマゼンタ色表示とで白表示を行う。このとき、無着色表示領域５３に白表示を行わせて、３つの表示領域で構成される１つの画素５０の見かけの明るさを高める。従って、ＲＧＢ画素を用いた画像表示装置に比較して２倍、図１２に示す画素構成（特許文献１）に比較して３０％明るい画像表示が可能となる。
【０１４７】
第２実施形態では、緑色表示領域５２と赤色青色表示領域５１との少なくとも一方を用いて画素５０の有彩色表示を行った際に、無着色表示領域５３の複屈折量を無彩色範囲で制御して有彩色表示の見かけの階調を変化させた。これにより、赤色青色表示領域５１による赤色、青色の見かけの階調数が増えて、赤色青色表示領域５１と緑色表示領域５２とによる画素構成よりも自然な擬似フルカラー表示が可能になった。
【０１４８】
言い換えれば、緑色表示領域５２と赤色青色表示領域５１との少なくとも一方を用いて画素５０の有彩色表示を行った際に、無着色表示領域５３の複屈折量を無彩色範囲で制御して有彩色表示の見かけの階調数を増やしている。これにより、図１２に示す画素構成（特許文献１）に比較して、赤色表示、青色表示の階調数が増える。また、必要ならば赤色〜青色間の中間色表示も同様に行って、明るく階調数が多い画素表示を行うことができる。
【０１４９】
第５実施形態では、赤色青色表示領域５１の複屈折量と無着色表示領域５３の複屈折量とを同一色相に近づけて制御して、赤色青色表示領域５１による画素５０の有彩色表示よりも明るい有彩色表示を行った。これにより、赤色青色表示領域５１だけの場合よりも明るい赤色、青色の表示が可能であるとともに、赤色青色表示領域５１と無着色表示領域５３とによる明るい１階調が追加されて、画素５０が表示可能な合計の色数が増えた。
【０１５０】
言い換えれば、赤色青色表示領域５１の複屈折量と無着色表示領域５３の複屈折量とをほぼ同一に制御して、赤色青色表示領域５１による画素５０の有彩色表示よりも明るい有彩色表示を行っている。従って、無着色表示領域５３で無彩色表示を行う第２実施形態の制御よりも彩度の高い赤色表示、青色表示が実現され、赤色青色表示領域５１のみに頼る場合よりも明るい赤色表示、青色表示が可能である。これにより、図１２に示す画素構成（特許文献１）に比較して、赤色表示、青色表示の階調数が増える。また、必要ならば赤色〜青色間の中間色表示も同様に行って明るく階調数が多く、彩度の高い画素表示を行うことができる。
【０１５１】
液晶装置１００の画素５０は、３つの表示領域における単独と２つの組み合わせとで同じ色相の表示が可能である。従って、同じ色相の表示でも表示領域の配列方向の異なった位置での表示が可能であり、これにより、１つの画素を分割して解像度を高めた表示が可能である。言い換えれば、緑色表示領域５２と赤色青色表示領域５１とで構成される特許文献１の画素に無着色表示領域５３を追加したことにより、１つの画素の分割表示が可能になっている。
【０１５２】
これに対して、従来のＲＧＢ構成の画素では、１つの画素を分割して表示を行うと必ず色相が異なる表示となってしまう。特にモノクロ二諧調の表示では、白表示がＲＧＢ同時発光となるので、１つの画素を分割することすら不可能である。
【０１５３】
第６実施形態では、緑色表示領域５２による緑色表示と赤色青色表示領域５１によるマゼンタ色表示とを用いた白表示と、無着色表示領域５３のみによる白表示とを用いて表示領域配列方向で位置の異なる２つの白表示を行った。従って１つの画素を用いてそれぞれ位置の異なる２つの白表示、黒表示を行うことができ、画像表示装置の解像度が２倍に高められる。
【０１５４】
第７実施形態では、表示領域配列方向で位置の異なる３つの白表示を行った。１つ目は、緑色表示領域５２による緑色表示と赤色青色表示領域５１によるマゼンタ色表示とを用いた白表示である。２つ目は、緑色表示領域５２による緑色表示と無着色表示領域５３によるほぼマゼンタ色の表示とを用いた白表示である。３つ目は、赤色青色表示領域５１による有彩色表示と無着色表示領域５３によるほぼマゼンタ色の表示とを用いた白表示である。
【０１５５】
従って、隣接する２つの画素５０を用いてそれぞれ位置の異なる５つの白表示、黒表示を行うことができ、画像表示装置の解像度を３倍に高められる。例えば、隣接する４つの画素５０を用いてそれぞれ位置の異なる１１つの白表示、黒表示を行うこともできる。この場合、解像度は１１／４倍となる。しかし、一番右端の表示領域の更に右の表示領域との組み合わせも利用可能なので、解像度は１２／４＝３倍となる。
【０１５６】
液晶装置１００の観察側の基板部材は、第１ガラス基板６３と、第１ガラス基板６３上に配置された複数の表示領域に共通な面状の透明電極６４とを備える。そして、緑色の光を透過させる緑カラーフィルタ７０Ｇと、緑と補色関係にある補色の光を透過させるマゼンタカラーフィルタ７０Ｍと、透過光を着色しない無着色層７０Ｃとが透明電極６４上にストライプ状に配置されている。
【０１５７】
変形例の液晶装置２００の回路側の基板部材は、表示領域５１、５２、５３ごとの薄膜トランジスタ素子７１Ｍ、７１Ｇ、７１Ｃが配置された第２ガラス基板６９と、第２ガラス基板６９上に配置された表示領域５１、５２、５３ごとの反射面を兼ねた反射電極６８Ｍ、６８Ｇ、６８Ｃとを備える。そして、緑色の光を透過させる緑カラーフィルタ７０Ｇと、緑と補色関係にある補色の光を透過させるマゼンタカラーフィルタ７０Ｍと、透過光を着色しない無着層７０Ｃとが反射電極６８Ｍ、６８Ｇ、６８Ｃ上に等幅ストライプ状に配置されている。
【０１５８】
液晶装置１００は、表示領域５１、５２、５３ごとの反射電極６８Ｍ、６８Ｇ、６８Ｃを配置した第２ガラス基板６９と、第２ガラス基板６９上に配置されて、印加される電界に応じて透過光の複屈折量を変化させる液晶層６６を備える。液晶層６６に重なる位置関係で配置され、必要な複屈折量の光を選択透過させる偏光板６１も備える。また、緑カラーフィルタ７０Ｇを配置した表示領域である緑色表示領域５２と、緑色と補色関係にあるマゼンタカラーフィルタ７０Ｍを配置した表示領域である赤色青色表示領域５１とを１つの画素５０内に配置している。そして、カラーフィルタを配置しない表示領域である無着色表示領域５３を画素５０内に配置している。また、緑色表示領域５２における複屈折量を無彩色の範囲で制御し、赤色青色表示領域５１における複屈折量を少なくとも有彩色の範囲で制御し、無着色表示領域５３における複屈折量を少なくとも無彩色の範囲で制御する書き込み信号ドライバ５５を備えている。
【０１５９】
従って、反射電極６８に電圧を印加して液晶層６６に電界を作用させることにより、液晶層６６の複屈折量が制御される。そして、緑カラーフィルタ７０Ｇを配置した緑色表示領域５２では、液晶層６６の複屈折量を無彩色範囲で制御して緑色の階調表示を行う。一方、マゼンタカラーフィルタ７０Ｍを配置した赤色青色表示領域５１では、液晶層６６の複屈折量を有彩色範囲で制御して複数の色相を表示する。これにより、緑色の階調表示と複数の色相表示とを加色混合して、画素５０の実質的なフルカラー表示が実現される。
【０１６０】
液晶装置１００の書き込み信号ドライバ５５は、第６実施形態、第７実施形態で説明したように、以下の白色表示のうち少なくとも２つを用いて、画素５０よりも狭い領域を区別させる画素５０の分割表示を行うことができる。１つ目は、緑色表示領域５２と赤色青色表示領域５１とを用いた白色表示、２つ目は緑色表示領域５２と無着色表示領域５３とを用いた白色表示である。３つ目は、赤色青色表示領域５１と無着色表示領域５３とを用いた白色表示、４つ目は無着色表示領域５３のみによる白色表示である。
【０１６１】
従って、１つの画素５０を２つに分割した白色／黒色表示によって２つの画素を表示することができ、ＲＧＢ画素を用いた従来の画像表示装置や図１２に示す画素構成の画像表示装置に比較して実質的な解像度を高めることができる。
【０１６２】
液晶装置１００の書き込み信号ドライバ５５は、３つの表示領域５１、５２、５３を用いた画素５０のカラー表示と、画素５０の分割表示とを切替えて実行可能である。従って、文字表示ではカラーを犠牲にして精細度を高め、画像や写真の表示では精細度を犠牲にしてフルカラー表示を楽しむことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】第１実施形態の液晶装置における画素の表示領域配置の説明図である。
【図２】第１実施形態の液晶装置における断面構成の説明図である。
【図３】液晶層の電界と複屈折量の関係の線図である。
【図４】赤色青色表示領域の色相出力特性の説明図である。
【図５】第１実施形態と各比較例とを比較する一覧表である。
【図６】第４実施形態の液晶装置における画素の表示領域配置の説明図である。
【図７】変形例の液晶装置における断面構成の説明図である。
【図８】画素単位でモノクロ表示を行った「Ｗ」の文字表示の説明図
【図９】第６実施例の制御による「Ｗ」の文字表示の説明図である。
【図１０】第７実施形態の制御による「Ｗ」の文字表示の説明図である
【図１１】従来の画素分割による画像表示方法の説明図である。
【図１２】ハイブリッドカラー液晶モード基本形態に係る液晶表示素子の画素構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１６４】
５０  画素
５１  補色波長選択手段を有する表示領域、補色表示領域（赤色青色表示領域）
５２  原色波長選択手段を有する表示領域、原色表示領域（緑色表示領域）
５３  いずれの波長選択手段も有さない表示領域、無着色表示領域（無着色表示領域）
５５  制御手段（書き込み信号ドライバ）
５６  操作信号ドライバ
６１  偏光選択手段（偏光板）
６３  透明基板（第１ガラス基板）
６４  透明電極
６６  表示媒体物質（液晶層）
６８Ｍ、６８Ｇ、６８Ｃ  反射電極
６９  後方基板（第２ガラス基板）
７０Ｇ  原色波長選択手段（緑カラーフィルタ層）
７０Ｍ  補色波長選択手段（マゼンタカラーフィルタ層）
７０Ｃ  透明層
１００、２００  カラー画像表示装置（液晶装置）
【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】
0004773811.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004773811.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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