(57)【要約】【課題】本発明は、色の再現性を向上させ、表示画面の高輝度化をなしえた表示装置ならびにそれを備えた電子機器の提供を目的とする。【解決手段】本発明は、第１のピーク波長の第１のサブピクセルと第２のピーク波長の第２のサブピクセルと第３のピーク波長の第３のサブピクセルにより単位画素が構成され、複数の単位画素のうち、隣接する２つの単位画素のうちの一方の単位画素において第１〜第３のサブピクセルのうちの１つか２つが、波長特性において、第１、第２のピーク波長の間に位置する第４のピーク波長と、第１、第３のピーク波長の間に位置する第５のピーク波長の少なくとも一方に置換されてなることを特徴とする。【選択図】図３
2007226084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブピクセルを単位画素内に備え、前記単位画素が複数集合されて表示領域が規定された表示装置であって、
出射される光の波長特性において第１のピーク波長を有する第１のサブピクセルと第２のピーク波長を有する第２のサブピクセルと第３のピーク波長を有する第３のサブピクセルにより前記単位画素が構成されるとともに、前記表示領域を規定する複数の単位画素のうち、隣接する２つの単位画素のうちの一方の単位画素において前記第１〜第３のサブピクセルのうちの１つあるいは２つが、前記波長特性において、前記第１のピーク波長と前記第２のピーク波長の間に位置する第４のピーク波長と、前記第１のピーク波長と前記第３のピーク波長の間に位置する第５のピーク波長の少なくとも一方に置換され、前記隣接する２つの単位画素のうちの一方の単位画素の置換されたサブピクセルが、前記他方の単位画素における置換されていないサブピクセルであって、前記置換されたサブピクセルのピーク波長に近いピーク波長を有するサブピクセルに隣接されていないことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
複数のサブピクセルを単位画素内に備え、該単位画素の複数が集合されて表示領域が規定された表示装置であって、
出射される光の波長特性において第１のピーク波長を有する第１のサブピクセルと第２のピーク波長を有する第２のサブピクセルと第３のピーク波長を有する第３のサブピクセルにより前記単位画素が構成されるとともに、前記複数の単位画素のうち、少なくとも一部の単位画素において前記第１〜第３のサブピクセルのうちの１つあるいは２つが、前記波長特性において、前記第１のピーク波長と前記第２のピーク波長の間に位置する第４のピーク波長と、前記第１のピーク波長と前記第３のピーク波長の間に位置する第５のピーク波長の少なくとも一方に置換されるとともに、前記隣接する２つの単位画素のうちの一方の単位画素の置換されたサブピクセルが、前記他方の単位画素における置換されていないサブピクセルであって、前記置換されたサブピクセルのピーク波長に近いピーク波長を有するサブピクセルに隣接されていないことにより、表示領域全体の色調において前記第１のピーク波長側あるいは前記第３のピーク波長側への偏りが抑制されてなることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記複数の単位画素のうち、隣接する２つの単位画素のうちの他方の単位画素において前記第１〜第３のサブピクセルのうちの１つあるいは２つが、前記波長特性において、前記第１のピーク波長と前記第２のピーク波長の間に位置する第４のピーク波長と、前記第２のピーク波長と前記第３のピーク波長の間に位置する第５のピーク波長の少なくとも一方に置換されるとともに、前記隣接する２つの単位画素のうちの他方の単位画素の置換されたサブピクセルが、前記一方の単位画素における置換されていないサブピクセルであって、前記他方の単位画素において置換されたサブピクセルのピーク波長に近いピーク波長を有するサブピクセルに隣接されていないことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１のピーク波長を有する第１のサブピクセルが緑色、前記第２のピーク波長を有する第２のサブピクセルが青色、前記第３のピーク波長を有する第３のサブピクセルが赤色とされ、前記第４のピーク波長を有するサブピクセルがシアン色とされてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１のピーク波長を有する第１のサブピクセルが緑色、前記第２のピーク波長を有する第２のサブピクセルが青色、前記第３のピーク波長を有する第３のサブピクセルが赤色とされ、前記第５のピーク波長を有するサブピクセルがマゼンダ色とされてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示領域において、縦方向または横方向のどちらか一方に同色のサブピクセルが配列され、他の方向に緑色のサブピクセルと青色のサブピクセルと赤色のサブピクセルが、いずれかのサブピクセルを第１番目と第２番目と第３番目に配置して繰り返し同じ順序で配置されてなることを特徴とする請求項４または５に記載の表示装置。
【請求項７】
複数のサブピクセルを単位画素内に備え、前記単位画素が複数集合されて表示領域が規定された表示装置であって、
出射される光の波長特性において第１のピーク波長を有する第１のサブピクセルと第２のピーク波長を有する第２のサブピクセルと第３のピーク波長を有する第３のサブピクセルにより前記単位画素が構成されるとともに、前記表示領域を規定する複数の単位画素のうち、隣接する２つの単位画素のうちの一方の単位画素において前記第１〜第３のサブピクセルのうちの１つあるいは２つが、前記波長特性において、前記第１のピーク波長と前記第２のピーク波長の間に位置する第４のピーク波長と、前記第１のピーク波長と前記第３のピーク波長の間に位置する第５のピーク波長の少なくとも一方に置換され、前記隣接する２つの単位画素のうちの一方の単位画素の置換されたサブピクセルが、前記他方の単位画素における置換されていないサブピクセルであって、前記置換されたサブピクセルのピーク波長に近いピーク波長を有するサブピクセルに隣接されていないことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項８】
複数のサブピクセルを単位画素内に備え、該単位画素の複数が集合されて表示領域が規定された表示装置であって、
出射される光の波長特性において第１のピーク波長を有する第１のサブピクセルと第２のピーク波長を有する第２のサブピクセルと第３のピーク波長を有する第３のサブピクセルにより前記単位画素が構成されるとともに、前記複数の単位画素のうち、少なくとも一部の単位画素において前記第１〜第３のサブピクセルのうちの１つあるいは２つが、前記波長特性において、前記第１のピーク波長と前記第２のピーク波長の間に位置する第４のピーク波長と、前記第１のピーク波長と前記第３のピーク波長の間に位置する第５のピーク波長の少なくとも一方に置換されるとともに、前記隣接する２つの単位画素のうちの一方の単位画素の置換されたサブピクセルが、前記他方の単位画素における置換されていないサブピクセルであって、前記置換されたサブピクセルのピーク波長に近いピーク波長を有するサブピクセルに隣接されていないことにより、表示領域全体の色調において前記第１のピーク波長側あるいは前記第３のピーク波長側への偏りが抑制されてなることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項９】
前記第１のピーク波長を有する第１のサブピクセルが緑色、前記第２のピーク波長を有する第２のサブピクセルが青色、前記第３のピーク波長を有する第３のサブピクセルが赤色とされ、前記第４のピーク波長を有するサブピクセルがシアン色とされて、表示領域全体の色調において緑色側への偏りが抑制されてなることを特徴とする請求項８または９に記載のカラーフィルタ。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかに記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項７〜９のいずれかに記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする液晶表示装置用パネル。
【請求項１２】
請求項１〜６のいずかに記載の表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
請求項７〜９のいずれかに記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示領域の色調の偏りを抑制した表示装置及びカラーフィルタとそれらを備えた液晶表示装置、液晶表示装置用パネル及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示装置においては、各種の表示形態が提案されており、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置と称する。）、プラズマディスプレイ等が知られている。このような表示装置は、いずれもＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色のサブピクセルを単位画素内に備えた構成となっており、当該３色サブピクセルの光量を各々異ならせることで、多様な色を実現し、カラー画像表示を行っている。
ところで、自然界には、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色利用だけでは表示できない色の波長領域が存在しており、３色利用のみでは自然光により近い色を実現することが困難であった。
そこで、近年では、これまで以上に自然光に近い色の実現が可能となる表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。当該特許文献においては、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色サブピクセルと、Ｃ（シアン色）を更に備えた画素構成を採用している。当該Ｃは、色度図上のＲ、Ｇ、Ｂの各点を結んで形成される三角形領域の外に規定された色であるため、これによってより広範囲の波長域の表示色を実現できるようになっている。また、当該文献においては、Ｃの他に、Ｙ（イエロー色）、Ｍ（マゼンダ色）を採用した例の記載がなされている。
【０００３】
上記特許文献１に記載された技術においては、より広範囲の波長域の表示色が実現可能となっているが、当該技術では、色の表現力は向上するものの、表示品位が必ずしも向上するとは言えない問題があった。
即ち、単位画素内に４色のサブピクセルを有する表示装置において、互いに波長特性が近似している２つのサブピクセルを隣接配置すると、当該波長特性が異なる２つのサブピクセルが見かけ上同一のサブピクセルとして認識されてしまい、人間の視感度として表示画像の解像度が低下してしまう問題がある。
このような背景から、複数のサブピクセルを単位画素内に備えた表示装置であって、出射される光の波長特性において第１〜第３のピーク波長を各々有する、第１〜第３のサブピクセルと、前記波長特性において、前記第１のピーク波長と前記第２のピーク波長の間に位置すると共に、前記第１のピーク波長よりも前記第２のピーク波長に近い第４のピーク波長を有する、第４のサブピクセルとを具備し、前記第４のサブピクセルは、前記第２のサブピクセルに隣接せず、前記第１のサブピクセルまたは前記第３のサブピクセルに隣接して配置されていることを特徴とする表示装置が提案されている。（特許文献２参照）
【特許文献１】特開２００１−３０６０２３号公報
【特許文献２】特開２００５−３０９３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先の特許文献２に記載されているカラーフィルタにおけるサブピクセルの平面配置の例を図１１、図１２に示すが、特許文献２には図１１に示す如く１つの画素１００に第１〜第４のサブピクセル１０１〜１０４をＲＧＢＣの色の順に繰り返し配置した構成と、図１２に示す如く１つの画素１０５に第１〜第４のサブピクセル１０６〜１０９をＢＧＲＣの順序で繰り返し配置した構成が開示されている。
図１１と図１２に示すカラーフィルタにおける色の配置によれば、隣接するサブピクセルの色の混色による悪影響を排除し、人間の視感度に関連した解像度低下や画像品質の低下を防止できる利点を有するが、その反面、１つの単位画素が４つのサブピクセルに分割されてなる構成であるので、１つの画素を３つのサブピクセルに分割する構成に比べて、単位画素の大きさが同じ場合、個々のサブピクセルのサイズが小さくなってしまう問題点を有していた。
例えば、通常の液晶表示装置にあっては、基本的なカラーフィルタの画素サイズは２４０μｍ×２４０μｍであり、この大きさの画素を３つのサブピクセルに分割した場合の各サブピクセルサイズは８０μｍ×２４０μｍであるのに対し、４つのサブピクセルに分割した場合の各サブピクセルサイズは６０μｍ×２４０μｍとなり、その分サブピクセルサイズが小さくなることになる。現状の液晶表示装置の製造技術において横幅６０μｍ×縦幅２４０μｍ程度のサブピクセルを製造することは問題ないが、液晶表示装置が携帯電話等の高精細仕様となる場合、例えば１２０μｍ×１２０μｍサイズの単位画素となり、このサイズの画素を４分割すると、横幅３０μｍ×縦幅１２０μｍ程度のサイズのサブピクセルであり、３０μｍ幅のサブピクセルの製造は、微細フォトリソ工程を利用する現状の製造技術では困難であり、製造コストが嵩む問題がある。
【０００５】
また、図１１に示す配置状態のカラーフィルタにおいて、人間の視感度は緑色に高感度であるので、そのまま同一面積で赤色と緑色と青色とシアン色のサブピクセルを配置すると、表示画面全体を白表示にした場合、４色全部が点灯するために緑色がかった白色表示となってしまう問題があることを本発明者は知見した。
そこで、緑色のサブピクセルの部分の光が通過する部分の面積を制限し、サブピクセルの一部を遮光構造としたり、緑色のサブピクセルを薄い色調として観察者に届く緑色の量を制限する構造を採用する必要があった。
しかし、サブピクセルの一部の光透過面積の制限を行うと、表示に寄与しないデスエリアが増大して開口率が低下し、輝度が低下する問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、基本的な単位画素を３つのサブピクセルに分割する構造を採用し、微細サブピクセルの製造条件を緩和した上で第４のピーク波長あるいは第５のピーク波長のサブピクセルを混在させ、色の再現性を向上させるとともに、画素において表示に寄与しないデスエリアの発生を無くして表示画面の高輝度化をなしえた表示装置ならびにそれを備えた電子機器の提供を１つの目的とする。
また、本発明は、基本的な単位画素を３つのサブピクセルに分割する構造を採用し、微細なサブピクセルの製造条件を緩和した上で第４のピーク波長あるいは第５のピーク波長のサブピクセルを混在させ、色の再現性を向上させるとともに、表示に寄与しないデスエリアの発生を無くして表示画面の高輝度化をなしえたカラーフィルタならびにそれを備えた液晶表示装置、液晶表示装置用パネルと電子機器の提供を１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の表示装置は、複数のサブピクセルを単位画素内に備え、前記単位画素が複数集合されて表示領域が規定された表示装置であって、出射される光の波長特性において第１のピーク波長を有する第１のサブピクセルと第２のピーク波長を有する第２のサブピクセルと第３のピーク波長を有する第３のサブピクセルにより前記単位画素が構成されるとともに、前記表示領域を規定する複数の単位画素のうち、隣接する２つの単位画素のうちの一方の単位画素において前記第１〜第３のサブピクセルのうちの１つあるいは２つが、前記波長特性において、前記第１のピーク波長と前記第２のピーク波長の間に位置する第４のピーク波長と、前記第１のピーク波長と前記第３のピーク波長の間に位置する第５のピーク波長の少なくとも一方に置換され、前記隣接する２つの単位画素のうちの一方の単位画素の置換されたサブピクセルが、前記他方の単位画素における置換されていないサブピクセルであって、前記置換されたサブピクセルのピーク波長に近いピーク波長を有するサブピクセルに隣接されていないことを特徴とする。
【０００８】
隣接する単位画素の第１〜第３のピーク波長を有する第１〜第３のサブピクセルのうち、一方の単位画素の第１〜第３のサブピクセルの一部を第４あるいは第５のピーク波長のサブピクセルに置き換えることで、３色のサブピクセルに加えて他の色のサブピクセルを利用して色再現性を向上させた上に、表示領域全体の色調が特定のピークの色に偏ることを抑制できる。特に、緑色は観察者の視感度の高い特定波長のピークであり、全サブピクセルを利用して白表示した場合などに表示領域の全体の色調が緑色のサブピクセルの色に偏らないように均一化して良好な白表示することができる。
更に、特定色のサブピクセルの色に偏らないように表示領域の色を均一化できるので、特定色のサブピクセルの色の偏りに応じて従来構造において行なわれていたサブピクセルの部分的遮光構造を採用する必要が無くなり、その分だけ透過光の透過率が向上するので開口率の高い明るい表示装置を提供できる。
また、１つの基本画素の色の置換を行ったサブピクセルを他の基本画素側の色を置換していない、近いピーク波長を有するサブピクセルに隣接させないように配置したので、近いピーク波長を有するサブピクセルどうしを隣接させることが無くなり、近いピーク波長を有するサブピクセルどうしが隣接することによる解像度低下を防止できる。
【０００９】
本発明の表示装置は、複数のサブピクセルを単位画素内に備え、該単位画素の複数が集合されて表示領域が規定された表示装置であって、出射される光の波長特性において第１のピーク波長を有する第１のサブピクセルと第２のピーク波長を有する第２のサブピクセルと第３のピーク波長を有する第３のサブピクセルにより前記単位画素が構成されるとともに、前記複数の単位画素のうち、少なくとも一部の単位画素において前記第１〜第３のサブピクセルのうちの１つあるいは２つが、前記波長特性において、前記第１のピーク波長と前記第２のピーク波長の間に位置する第４のピーク波長と、前記第１のピーク波長と前記第３のピーク波長の間に位置する第５のピーク波長の少なくとも一方に置換されるとともに、前記隣接する２つの単位画素のうちの一方の単位画素の置換されたサブピクセルが、前記他方の単位画素における置換されていないサブピクセルであって、前記置換されたサブピクセルのピーク波長に近いピーク波長を有するサブピクセルに隣接されていないことにより、表示領域全体の色調において前記第１のピーク波長側あるいは前記第３のピーク波長側への偏りが抑制されてなることを特徴とする。
【００１０】
第１〜第３のピーク波長を有する第１〜第３のサブピクセルに加えてそれらの一部を第４あるいは第５のピーク波長のサブピクセルに置き換えることで、３色のサブピクセルに加えて他の色のサブピクセルを利用して色再現性を向上させた上に、表示領域全体の色調が特定のピークの色に偏ることを抑制できる。特に、緑色は観察者の視感度の高い特定波長のピークであり、全サブピクセルを利用して白表示した場合などに表示領域の全体の色調が緑色のサブピクセルの色に偏らないように均一化して良好な白表示することができる。
更に、特定色のサブピクセルの色に偏らないように表示領域の色を均一化できるので、特定色のサブピクセルの色の偏りに応じて従来構造において行なわれていたサブピクセルの部分的遮光構造を採用する必要が無くなり、デスエリアが無くなる分だけ透過光の透過率が向上するので開口率の高い明るい表示装置を提供できる。
また、１つの基本画素の色の置換を行ったサブピクセルを他の基本画素側の色を置換していない、近いピーク波長を有するサブピクセルに隣接させないように配置したので、近いピーク波長を有するサブピクセルどうしを隣接させることが無くなり、近いピーク波長を有するサブピクセルどうしが隣接することによる解像度低下を防止できる。
【００１１】
本発明の表示装置は、前記複数の単位画素のうち、隣接する２つの単位画素のうちの他方の単位画素において前記第１〜第３のサブピクセルのうちの１つあるいは２つが、前記波長特性において、前記第１のピーク波長と前記第２のピーク波長の間に位置する第４のピーク波長と、前記第２のピーク波長と前記第３のピーク波長の間に位置する第５のピーク波長の少なくとも一方に置換されるとともに、前記隣接する２つの単位画素のうちの他方の単位画素の置換されたサブピクセルが、前記一方の単位画素における置換されていないサブピクセルであって、前記他方の単位画素において置換されたサブピクセルのピーク波長に近いピーク波長を有するサブピクセルに隣接されていないことを特徴とする。
【００１２】
隣接する基本画素の内、一方の単位画素の複数のサブピクセルの一部に加え、他方の単位画素の複数のサブピクセルの一部も第４のサブピクセルまたは第５のサブピクセルに置換するので、３色のサブピクセルに加えて他の２色のサブピクセルを有効に利用してより広い色再現性を実現することができる。また、一方の単位画素の置換したサブピクセルも他方の単位画素の置換したサブピクセルも他の画素の置換していないピーク波長の近いサブピクセルに隣接しないので、近いピーク波長を有するサブピクセルどうしを隣接させることが無くなり、近いピーク波長を有するサブピクセルどうしが隣接することによる解像度低下を防止できる。
【００１３】
本発明の表示装置は、前記第１のピーク波長を有する第１のサブピクセルが緑色、前記第２のピーク波長を有する第２のサブピクセルが青色、前記第３のピーク波長を有する第３のサブピクセルが赤色とされ、前記第４のピーク波長を有するサブピクセルがシアン色とされてなることを特徴とする。
隣接する単位画素のＧ（緑色）のサブピクセルとＢ（青色）のサブピクセルとＲ（赤色）のサブピクセルについて、一方の単位画素のＧ（緑色）のサブピクセルをＣ（シアン色）のサブピクセルで置換することにより、表示領域全体に存在するＧ（緑色）のサブピクセルの総数を削減し、ＧとＢとＲのサブピクセルに加えたＣのサブピクセルによる４色サブピクセル表示の色再現性を確保した上に、表示領域全体の色調がＧ（緑色）側に偏ることを抑制する。
特に、緑色は観察者の視感度の高い特定波長のピークであり、全サブピクセルを利用して白表示した場合などに表示領域の全体の色調が緑色のサブピクセルの色に偏らないように均一化して良好な白表示することができる。
更に、緑色のサブピクセルの色に偏らないように表示領域の色を均一化できるので、緑色のサブピクセルの色の偏りに応じて従来構造において行なわれていた緑色のサブピクセルの部分的遮光構造を採用する必要が無くなり、デスエリアが無くなる分だけ透過光の透過率が向上するので開口率の高い明るい表示装置を提供できる。
また、Ｃに置換したサブピクセルを他の単位画素のＧのサブピクセルに隣接させていないので、近いピーク波長を有するＧとＣのサブピクセルどうしを隣接させることが無くなり、ＧとＣのサブピクセルどうしが隣接することによる解像度低下を防止できる。
【００１４】
本発明の表示装置は、前記第１のピーク波長を有する第１のサブピクセルが緑色、前記第２のピーク波長を有する第２のサブピクセルが青色、前記第３のピーク波長を有する第３のサブピクセルが赤色とされ、前記第５のピーク波長を有するサブピクセルがマゼンダ色とされてなることを特徴とする。
隣接する単位画素のＧ（緑色）のサブピクセルとＢ（青色）のサブピクセルとＲ（赤色）のサブピクセルについて、一方の単位画素のＲ（赤色）のサブピクセルをＭ（マゼンダ色）のサブピクセルで置換することにより、表示領域全体に存在するＲ（赤色）のサブピクセルの総数を削減し、ＧとＢとＲのサブピクセルに加えたＭのサブピクセルによる４色サブピクセル表示の色再現性を確保した上に、表示領域全体の色調がＲ（赤色）側に偏ることを抑制する。
【００１５】
本発明の表示装置は、前述の表示領域において、縦方向または横方向のどちらか一方に同色のサブピクセルが配列され、他の方向に緑色のサブピクセルと青色のサブピクセルと赤色のサブピクセルが、いずれかのサブピクセルを第１番目と第２番目と第３番目に配置して繰り返し同じ順序で配置されてなることを特徴とする。
前記サブピクセルの配列構成として、緑色のサブピクセルと青色のサブピクセルと赤色のサブピクセルがいずれかのサブピクセルを第１番目と第２番目と第３番目に配置して繰り返し同じ順序で配置されてなる構成を採用できる。例えば、サブピクセルの配置例として、ＧＢＲＣＢＲの繰り返し、ＲＧＢＲＣＢの繰り返し、ＲＢＧＲＢＣの繰り返し、ＢＲＧＢＲＣの繰り返し、ＧＲＢＣＲＢの繰り返しなどのいずれを選択しても良い。
【００１６】
本発明のカラーフィルタは、複数のサブピクセルを単位画素内に備え、前記単位画素が複数集合されて表示領域が規定された表示装置であって、出射される光の波長特性において第１のピーク波長を有する第１のサブピクセルと第２のピーク波長を有する第２のサブピクセルと第３のピーク波長を有する第３のサブピクセルにより前記単位画素が構成されるとともに、前記表示領域を規定する複数の単位画素のうち、隣接する２つの単位画素のうちの一方の単位画素において前記第１〜第３のサブピクセルのうちの１つあるいは２つが、前記波長特性において、前記第１のピーク波長と前記第２のピーク波長の間に位置する第４のピーク波長と、前記第１のピーク波長と前記第３のピーク波長の間に位置する第５のピーク波長の少なくとも一方に置換され、前記隣接する２つの単位画素のうちの一方の単位画素の置換されたサブピクセルが、前記他方の単位画素における置換されていないサブピクセルであって、前記置換されたサブピクセルのピーク波長に近いピーク波長を有するサブピクセルに隣接されていないことを特徴とする。
【００１７】
本発明のからフィルタによれば、隣接する単位画素の第１〜第３のピーク波長を有する第１〜第３のサブピクセルのうち、一方の単位画素の第１〜第３のサブピクセルの一部を第４あるいは第５のピーク波長のサブピクセルに置き換えることで、３色のサブピクセルに加えて他の色のサブピクセルを利用して色再現性を向上させた上に、表示領域全体の色調が特定のピークの色に偏ることを抑制できる。特に、緑色は観察者の視感度の高い特定波長のピークであり、全サブピクセルを利用して白表示した場合などに表示領域の全体の色調が緑色のサブピクセルの色に偏らないように均一化して良好な白表示することができる。また、１つの基本画素の色の置換を行ったサブピクセルを他の基本画素側の色を置換していない、近いピーク波長を有するサブピクセルに隣接させないように配置したので、近いピーク波長を有するサブピクセルどうしを隣接させることが無くなり、近いピーク波長を有するサブピクセルどうしが隣接することによる解像度低下を防止できる。
【００１８】
本発明のカラーフィルタは、複数のサブピクセルを単位画素内に備え、該単位画素の複数が集合されて表示領域が規定された表示装置であって、出射される光の波長特性において第１のピーク波長を有する第１のサブピクセルと第２のピーク波長を有する第２のサブピクセルと第３のピーク波長を有する第３のサブピクセルにより前記単位画素が構成されるとともに、前記複数の単位画素のうち、少なくとも一部の単位画素において前記第１〜第３のサブピクセルのうちの１つあるいは２つが、前記波長特性において、前記第１のピーク波長と前記第２のピーク波長の間に位置する第４のピーク波長と、前記第１のピーク波長と前記第３のピーク波長の間に位置する第５のピーク波長の少なくとも一方に置換されるとともに、前記隣接する２つの単位画素のうちの一方の単位画素の置換されたサブピクセルが、前記他方の単位画素における置換されていないサブピクセルであって、前記置換されたサブピクセルのピーク波長に近いピーク波長を有するサブピクセルに隣接されていないことにより、表示領域全体の色調において前記第１のピーク波長側あるいは前記第３のピーク波長側への偏りが抑制されてなることを特徴とする。
【００１９】
本発明のカラーフィルタは、前記第１のピーク波長を有する第１のサブピクセルが緑色、前記第２のピーク波長を有する第２のサブピクセルが青色、前記第３のピーク波長を有する第３のサブピクセルが赤色とされ、前記第４のピーク波長を有するサブピクセルがシアン色とされて、表示領域全体の色調において緑色側への偏りが抑制されてなることを特徴とする。
隣接する単位画素のＧ（緑色）のサブピクセルとＢ（青色）のサブピクセルとＲ（赤色）のサブピクセルについて、一方の単位画素のＧ（緑色）のサブピクセルをＣ（シアン色）のサブピクセルで置換することにより、表示領域全体に存在するＧ（緑色）のサブピクセルの総数を削減し、ＧとＢとＲのサブピクセルに加えたＣのサブピクセルによる４色サブピクセル表示の色再現性を確保した上に、表示領域全体の色調がＧ（緑色）側に偏ることを抑制する。
特に、緑色は観察者の視感度の高い特定波長のピークであり、全サブピクセルを利用して白表示した場合などに表示領域の全体の色調が緑色のサブピクセルの色に偏らないように均一化して良好な白表示することができる。また、Ｃに置換したサブピクセルを他の単位画素のＧのサブピクセルに隣接させていないので、近いピーク波長を有するＧとＣのサブピクセルどうしを隣接させることが無くなり、ＧとＣのサブピクセルどうしが隣接することによる解像度低下を防止できる。
【００２０】
本発明の液晶表示装置と液晶表示装置用パネルは、先のいずれかに記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする。
本発明の電子機器は、先のいずかに記載の表示装置またはカラーフィルタを備えたことを特徴とする。
これらの液晶表示装置と液晶表示装置用パネル並びに電子機器によれば、前述の表示装置やカラーフィルタが備えた特徴を有する液晶表示装置と液晶表示装置用パネル並びに電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本願発明について最良の実施形態を基に説明するが、本願発明が以下の実施の形態により制限されるものではない。また、以下の全ての図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて示してある。
「第１実施形態」
以下、図１〜図６を参照し、本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態では、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）をスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス方式の透過型液晶表示装置に本発明を適用した例について説明する。
図１は本実施形態の液晶表示装置の各構成要素を対向基板の側から見た平面図であり、図２は液晶表示装置の断面構成を説明するための斜視図であり、図３は液晶表示装置のカラーフィルタ基板とＴＦＴアレイ基板の対向状態を示す斜視図であり、図４は液晶表示装置におけるカラーフィルタの平面配置図であり、図５はカラーフィルタの波長選択特性の一例を示す図であり、図６は液晶表示装置のカラーフィルタのｘｙ色度特性を説明するための図である。
図１〜図３に示すように、本実施形態の液晶表示装置（表示装置）Ｓ１は、ＴＦＴアレイ基板１と対向基板２とがシール材３によって貼り合わされ、このシール材３によって区画された領域内に液晶層５が封入されて概略構成されている。前記シール材３の形成領域の内側領域には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）６が形成されている。シール材３の外側の周辺回路領域には、データ線駆動回路７および外部回路実装端子８がＴＦＴアレイ基板１の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する他の２辺に沿って走査線駆動回路９が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１の残る一辺には、表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路９の間を接続するための複数の配線１１が設けられている。また、対向基板２の角部においては、ＴＦＴアレイ基板１と対向基板２との間で電気的導通をとるための基板間導通材１２が適宜配設されている。
【００２２】
また、図２と図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板１の内側には複数の画素電極１３がマトリクス状に整列形成され、対向基板２の内側には共通電極１５が形成されている。更に、対向基板２と共通電極１５の間には、カラーフィルタ１６が形成されている。また、ＴＦＴアレイ基板１と対向基板２の外側には、図２に示すようにバックライトユニット１７と、上下偏光板１８、１９とが形成されている。
なお、本実施形態において、「内側」とは、液晶層５が形成されている側を意味し、「外側」とは、液晶層５が配置されていない側を意味している。
【００２３】
ここで、液晶表示装置Ｓ１を構成する各構成要素について説明する。
ＴＦＴアレイ基板１及び対向基板２は、ガラス、プラスチック等の透明基板によって構成されている。また、画素電極１３及び共通電極１５は、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明導電体によって形成されている。更に、各画素電極１３は、ＴＦＴアレイ基板１に設けられたＴＦＴ（Thin film Transistor）２０に接続されており、各ＴＦＴ２０には先のデータ線駆動回路７に接続されたデータ配線２０Ａと、先の走査線駆動回路９に接続された走査配線２０Ｂとが接続され、データ線駆動回路７と走査線駆動回路９により作動制御される当該ＴＦＴ２０のスイッチング駆動に応じて、前記共通電極１５と画素電極１３の間の液晶層５に電圧を付与するようになっている。
液晶層５は、共通電極１５と画素電極１３によって付与された電圧値に応じて配列が変化する液晶分子を有している。本実施形態においては、液晶モードとしてＴＦＴアレイ基板１と対向基板２の間で９０度ねじれているＴＮモードを採用することができるが、液晶モードとして他のモードを選択しても差し支えない。また、ＴＮモードとする場合、上下偏光板１８、１９は、この形態では相互の透過軸が直交するように配置されている。
【００２４】
以上のような液晶層５及び上下偏光板１８、１９においては、液晶層５に付与される電圧値に応じて液晶分子の配列が変化することで、液晶層５及び上下偏光板１８、１９を透過する光量が変わるようになっている。従って、液晶層５は、本発明の透光量制御部として機能するものであり、バックライトユニット１７側から入射する光の光量を制御して、観察者側に所定の透光量で透過させるものである。
前記バックライトユニット１７は、本発明の照明部として機能するものであり、光源と導光板によって構成されている。このような構成においては、光源から発光した光を導光板内部に均一に広げて、図２の符号Ａに示す方向に光源光を出射して観察者に到達するようになっている。光源は、例えば蛍光管や白色ＬＥＤ等からなるものであり、導光板は、アクリル等の樹脂からなる透明のものである。
以上のような構成を有する液晶表示装置Ｓ１は、図２に示すようにバックライトユニット１７の発光を符号Ａの方向に出射し、対向基板２側から取り出す透過型の液晶表示装置である。従って、バックライトユニット１７の光源光を利用して液晶表示を行うようになっている。
【００２５】
次に、本実施形態のカラーフィルタ１６の構成について説明する。
図３と図４は、隣接する３つのサブピクセルによって１つの基本的な単位画素が構成され、その単位画素が複数マトリクス状に配置されたカラーフィルタ１６の一例を示しており、複数配列されたＧ（緑色）、Ｂ（青色）、Ｒ（赤色）の第１から第３のサブピクセル２１、２２、２３に加えて、複数のサブピクセルのうち、Ｇのサブピクセル２１の代わりに一部Ｃ（シアン色）のサブピクセル２５が配置された画素構成を示している。この実施形態では、第１のピーク波長を有する第１のサブピクセル２１がＧ、第２のピーク波長を有する第２のサブピクセル２２がＢ、第３のピーク波長を有する第３のサブピクセル２３がＲとされている。
この形態のカラーフィルタ１６の各サブピクセルの平面配置は、図３または図４に示すように、左側から右側に向けてＧ、Ｂ、Ｒ、Ｃ、Ｂ、Ｒの繰り返しで各色サブピクセルが配置された構成とされている。また、各サブピクセルの平面配置において縦方向は、図３または図４に示すように上から下に向けて同一色のサブピクセルが並べられている。このようなサブピクセル構成を有するカラーフィルタ１６は、図１に示す液晶表示装置１の表示領域の大部分を占めるように配置されているものとする。
即ち、本実施形態のカラーフィルタ１６は、第１〜第３のサブピクセル２１、２２、２３が平面視横方向にＧ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒの順で繰り返し配列されているストライプ配置とされた場合について、Ｇ、Ｂ、Ｒで構成される単位画素が２つセットで隣接されている内、一方の画素のＧをＣで置換した配列の単位画素２６と、Ｇ、Ｂ、Ｒの配列の単位画素２７とが繰り返されるもの、即ち、２つセットで隣接配置された単位画素２６、２７が繰り返し配列された（Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｃ、Ｂ、Ｒ）構成とされている。
【００２６】
また、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｃ、Ｂ、Ｒの各サブピクセルは、バックライトユニット１７の白色光が照射されることによって、当該白色光に含まれる所定の波長域、換言すれば所定色、の光を観察者側に透過させるものである。従って、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｃ、Ｂ、Ｒの順序で繰り返し配列された各サブピクセルは、カラーフィルタ１６を構成する各着色層であって、本実施形態の液晶表示装置１において波長選択素子として機能するものである。
なお、本実施形態では表示領域において、各サブピクセルを縦方向に同一色として配列し、横方向にＧ、Ｂ、Ｒ、Ｃ、Ｂ、Ｒの繰り返し配列としたが、逆に、縦方向にＧ、Ｂ、Ｒ、Ｃ、Ｂ、Ｒの繰り返し配列として横方向には同一色の繰り返し配列としても良いのは勿論である。
【００２７】
図５は、本実施形態のカラーフィルタ１６の波長選択特性の一例を示しており、Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｒのピーク波長は、例えば各々４５０ｎｍ、５１０ｎｍ、５５０ｎｍ、６２０ｎｍ以上のものを選択することができる。
具体的には、図５の波長選択特性を参照するように、Ｂ、Ｃのピーク波長の差が６０ｎｍ（５１０ｎｍ−４５０ｎｍ）であり、Ｇ、Ｃのピーク波長の差が４０ｎｍ（５５０ｎｍ−５１０ｎｍ）であるため、Ｃのピーク波長（第４のピーク波長）がＧのピーク波長（第１のピーク波長）に近くなっている。また、Ｃのピーク波長がＢのピーク波長（第２のピーク波長）に遠くなっている。
従って、本実施形態ではＧのサブピクセル（第１のサブピクセル）２１の約半分をＣのサブピクセル（第４のサブピクセル）２５で置換したサブピクセル配列を採用することで、Ｇのサブピクセル２１に近い発色のＣのサブピクセル２５を利用することによる緑の強い色味の増大を抑制する。従って、図３または図４に示すように左からＧ、Ｂ、Ｒ、Ｃ、Ｂ、Ｒの順に配列された画素構造が採用される。
【００２８】
以上のサブピクセル配列の単位画素２６、２７の繰り返し配列からなるカラーフィルタ１６であるならば、総画素数において、第１のサブピクセル２１（Ｇ）の約半分がＣ（シアン色）で置換されているので、人間の視感度としてＲやＢよりも敏感なＧの色を半減し、残りをシアン色で表現するので、全てのサブピクセルを全点灯した場合に白色が緑色がかることを抑制することができる。
しかも本実施形態のサブピクセル配列であるならば、第１〜第３のサブピクセルのＧ、Ｂ、Ｒに加えてＣの色も利用してカラー表示できるので、色の再現性が向上する。この理由について以下に図６を参照して説明する。
４色サブピクセル（４ＣＦ）からなる画素構成を備えた液晶表示装置と、ＲＧＢの３色サブピクセル（３ＣＦ）からなる画素構成を備えた液晶表示装置を比較したｘｙ色度特性を示して説明する。３色サブピクセルの画素構成ではｘｙ色度特性のＢＧＲの点を結ぶ三角形領域の色を実現することが可能となっているが、４色サブピクセルの画素構成では図６に示すｘｙ色度特性のＧＣＢＲの点を結ぶ四角形領域の色を実現することが可能となる。従って、４色サブピクセルの画素構成における本実施形態の液晶表示装置はＲＧＢの３色サブピクセルからなる画素構成よりも広色域を実現することが可能となる。
【００２９】
また、本実施形態においては、波長選択特性においてピーク波長が互いに近いＧのサブピクセル２１とＣのサブピクセル２５を隣接させずに、Ｂのサブピクセル２２又はＲのサブピクセル２３にＣのサブピクセルを隣接させた構成を有しているので、見かけ上の解像度低下やスジ状のライン発生を防止でき、画像表示品質を向上でき、広色域の画像表示が可能となる液晶表示装置Ｓ１を実現することができる。
【００３０】
ここで以下に、ＣとＧのサブピクセルを隣接させた構成と比較して説明する。図５に示したように、ＣとＧは非常に近い色相を有しているため、当該２つのサブピクセルを隣接させると液晶表示装置の見かけ上の解像度が低下し、ストライプ配列の画素構成においてスジ状のラインが見えることがある。このように解像度や画像品質が低下するのは、人間の視感度を考慮せずに、４色のサブピクセルが配置された場合に発生する。
これに対し、本実施形態の液晶表示装置Ｓ１は、互いにピーク波長が近いサブピクセル、即ち、概ね同色を示すＣとＧのサブピクセル２５、２１を離間し、その間に他のサブピクセル（Ｂ、Ｒ）２２、２３を配置しているので、人間の視感度として解像度や画像品質が向上した画像を表示することができる。従って、このような見かけ上の解像度低下やスジ状のラインを防止でき、画像品質を向上でき、広色域の画像表示が可能となる液晶表示装置Ｓ１を本実施形態では実現することができる。
また、本実施形態の液晶表示装置Ｓ１においては、上記のようにＧＢＲの各サブピクセルに加えてＣのサブピクセル２５を具備すると共に、Ｃのサブピクセル２５の配列を上記のように規定しているので、非常に広い色再現範囲を実現し、より自然光に近い広範囲の波長域の表示色で画像を表示することができるだけでなく、当該画像の解像度や画像品質を向上させて表示することができる。
【００３１】
また、図６に示すｘｙ色度特性において、ＢとＧの座標を結ぶ線分よりも左側もしくは左上側の領域は、ＧとＲの座標を結ぶ線分よりも右上側の領域や、ＲとＢの座標を結ぶ線分よりも右下側の領域よりも、その領域が大きいために、より自然光に近い色を表現するための余地が大きい領域である。そこで、図６のｘｙ色度図においてＢとＧの座標を結ぶ線分よりも左側もしくは左上側の領域に位置する色座標サブピクセル、即ち、Ｃのサブピクセルを単位画素内に備えることで、上記、余地が大きい領域における色再現範囲を大きくすることができる。従って、自然光に近い広範囲の波長域の表示色を実現できる。
更に、Ｃを含む４色のサブピクセル２１、２２、２３、２５を備える液晶表示装置Ｓ１は、Ｙのサブピクセル等、他の色サブピクセルを単位画素内に備える液晶表示装置と比較して、ｘｙ色度特性における表示可能領域を広範囲にすることができる。
【００３２】
また、液晶表示装置は、ＧＢＲＣの各サブピクセルに対して、白色光を照射するバックライトユニット１７を備えている。これにより、当該バックライトユニット１７が、白色光でＧＢＲＣの各サブピクセルを照射し、当該ＧＢＲＣの各サブピクセルがＧＢＲＣの各色の波長選択特性で光を透過させ、液晶層５が当該光の透光量を制御するので、非常に広い色再現範囲を実現し、より自然光に近い広範囲の波長域の表示色を透過光で表示することができる。更に、ＧＢＲＣの各ドットが上記のように好適に規定配置されているので、解像度や画像品質を向上させて表示することができる。
【００３３】
次に、前記構成の液晶表示装置Ｓ１であるならば、４色サブピクセルの画素構造を採用するとしても、単位画素を３分割して適用できるので、例えば基本的な画素のサイズが２４０μｍ×２４０μｍであり、それを３分割する場合のサイズは８０μｍ×２４０μｍで良いので、実際にカラーフィルタをフォトリソ工程で製造する場合に工程に対する負担は従来の３分割画素構造と同等であり、従来と同等のフォトリソ工程負担で４色サブピクセル利用の画素表示ができる特徴を有する。また、携帯電話の液晶表示装置などにおいて高精細表示対応として１２０μｍ×１２０μｍのサイズの基本的な画素構造に適用しても、４０μｍ×１２０μｍサイズの分割構造で良く、仮に４分割とする場合の３０μｍ×１２０μｍサイズとする場合に比べてフォトリソ工程に対する負担は少ない。なお、現状の液晶表示装置用フォトリソ工程においてエッチング精度、マスク精度や露光精度に勘案して４０μｍ程度までは現状技術で対応可能であるものの、３０μｍ程度まで精度を向上するとなると極めてコスト高となる問題があるので、上述の差異は大きな工程負担となる。
【００３４】
ところで、本実施形態の構造においては、Ｇ、Ｂ、Ｒの順で３色のサブピクセル２１、２２、２３を配列した構成を基本としているが、３色のサブピクセルの配置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの順でも等価であるので、本発明ではＲ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂの順で繰り返し配列される場合に、Ｇの一部をＣで置き換えて２単位画素を１ユニットとして扱うＲ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｃ、Ｂの繰り返し配列としても同等であり、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇの順で繰り返し配列される場合に、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｃの繰り返し配列としても同等であるのは勿論である。また、例えば、サブピクセルの配置例として、ＧＢＲＣＢＲの繰り返し、ＲＢＧＲＢＣの繰り返し、ＧＲＢＣＲＢの繰り返しなどのいずれを選択しても良い。
なお、本実施形態の液晶表示装置Ｓ１に適用されるデータ線駆動回路７、走査線駆動回路９については一般的な液晶表示装置と同様の駆動回路で良いが、特に本実施形態の液晶表示装置Ｓ１用に特別に設計した駆動回路でも良い。
【００３５】
「半透過反射型液晶表示装置の実施形態」
図７は本発明に係るカラーフィルタ１６を半透過反射型の液晶表示装置に適用した場合のカラーフィルタの色の配置構成と画素電極の配置構成をそれらを平面視した場合に重ねた状態で示すものである。
半透過反射型の液晶表示装置においては、図７に示すように各カラーフィルタに対向して設けられる反射膜からなる画素電極３０の一部に透孔３１を形成しておき、反射表示の場合はバックライトの光を消し、外光を利用して反射表示するとともに、透過表示の場合はバックライトを点灯し、先の透孔３１を通過するバックライト光を利用して透過表示を行うことができる。
この例の如く半透過反射型の液晶表示装置においても先の第１実施形態のカラーフィルタ１６と同等の配列のカラーフィルタ２９を適用することができる。
従って、この形態の半透過反射型液晶表示装置のカラーフィルタ２９においても、Ｇのサブピクセル（第１のサブピクセル）２１の約半分をＣのサブピクセル（第４のサブピクセル）２５で置換したサブピクセル配列を採用することができる。従って、図７に示すように左からＣ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒの順に繰り返し配列されたサブピクセルから成る画素構造が採用される。
この例のカラーフィルタ２９を備えた液晶表示装置においても先のカラーフィルタ１６を備えた液晶表示装置の場合と同等の効果を得ることができる。
【００３６】
「第２実施形態」
図８は第２実施形態の液晶表示装置のカラーフィルタ基板とＴＦＴアレイ基板の対向状態を示す斜視図である。
この第２実施形態の液晶表示装置Ｓ２においては、カラーフィルタ３２を構成するサブピクセルの配列状態のみが先の液晶表示装置Ｓ１と異なり、その他の構成は先の液晶表示装置Ｓ１と同等とされている。
この形態のカラーフィルタ３２においては、Ｇ、Ｂ、Ｒの順で３色のサブピクセル２１、２２、２３からなる単位画素が繰り返し配列される構成において、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒの２つの繰り返しサブピクセルのうち、Ｒ（赤色）のサブピクセルの一方がＭ（マゼンダ色）のサブピクセル３５で置換され、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｍの順で配置されたサブピクセルが繰り返し配列された構造とされている。
【００３７】
図８に示す第２実施形態の構造においては、先の第１実施形態の構造がＧの色を抑制したものであったのに対し、Ｒの色を抑制した構造とすることができる。
本実施形態のサブピクセル配列であるならば、第１〜第３のサブピクセルのＧ、Ｂ、Ｒに加えてＲの色も利用してカラー表示できるので、色の再現性が向上する。この理由について以下に図６を参照して説明する。
４色サブピクセルＢ、Ｇ、Ｒ、Ｍからなる画素構成を備えた液晶表示装置と、ＲＧＢの３色サブピクセルからなる画素構成を備えた液晶表示装置を比較したｘｙ色度特性を示して説明する。３色サブピクセルの画素構成では図６に示すｘｙ色度特性のＧＢＲの点を結ぶ三角形領域の色を実現することが可能となっているが、４色サブピクセルの画素構成では図６に示すｘｙ色度特性のＧＢＭＲの点を結ぶ四角形領域の色を実現することが可能となる。従って、４色サブピクセルの画素構成における本実施形態の液晶表示装置はＲＧＢの３色サブピクセルからなる画素構成よりも広色域を実現することが可能となる。
また、４色サブピクセルＢ、Ｇ、Ｒ、Ｍとする画素構成において、Ｍの利用によりＲに近い赤色が強くなる場合を考慮し、Ｒのサブピクセルの一部をＭのサブピクセルで置換して２単位画素を１ユニットとして扱うＲ、Ｇ、Ｂ、Ｍ、Ｇ、Ｂの繰り返し配列により、赤色が強くなることを抑制できる。
本第２実施形態において、その他の作用効果は先の第１実施形態の構造と同様である。
【００３８】
「第３実施形態」
図９は第３実施形態の液晶表示装置のカラーフィルタ基板とＴＦＴアレイ基板の対向状態を示す斜視図である。
この第３実施形態の液晶表示装置Ｓ３においては、カラーフィルタ３３を構成するサブピクセルの配列状態のみが先の液晶表示装置Ｓ１と異なり、その他の構成は先の液晶表示装置Ｓ１と同等とされている。
この実施形態のカラーフィルタ３３においては、Ｇ、Ｂ、Ｒの順で３色のサブピクセル２１、２２、２３からなる単位画素が繰り返し配列される構成において、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒの２つの繰り返しサブピクセルのうち、Ｇのサブピクセルの一方がＣ（シアン色）のサブピクセル２５に置換され、Ｒのサブピクセルの一方がＭ（マゼンダ色）のサブピクセル３５に置換され、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｃ、Ｂ、Ｍの順で配置されたサブピクセルが繰り返し配列された構造とされている。
【００３９】
図９に示す第３実施形態の構造においては、先の第１実施形態の構造がＧの色を抑制したものであったのに対し、５色のサブピクセルを利用した場合にＧの色とＲの色を両方抑制した構造を採用したものである。
本実施形態のサブピクセル配列であるならば、第１〜第３のサブピクセルの３色のＧ、Ｂ、Ｒに加えて第４のサブピクセルのＣの色（シアン色）と第５のサブピクセルのＭの色（マゼンダ色）も利用して５色カラー表示できるので、色の再現性が向上する。この理由について以下に図６を参照して説明する。
【００４０】
５色サブピクセルＧ、Ｂ、Ｒ、Ｃ、Ｍからなる画素構成を備えた液晶表示装置と、ＧＢＲの３色サブピクセルからなる画素構成を備えた液晶表示装置を比較したｘｙ色度特性を示して説明する。３色サブピクセルの画素構成では図６に示すｘｙ色度特性のＧＢＲの点を結ぶ三角形領域の色を実現することが可能となっているが、５色サブピクセルの画素構成では図６に示すｘｙ色度特性のＧＣＢＭＲの点を結ぶ五角形領域の色を実現することが可能となる。従って、５色サブピクセルの画素構成における本実施形態の液晶表示装置はＧＢＲの３色サブピクセルからなる画素構成よりも広色域を実現することが可能となる。
また、５色サブピクセルＧ、Ｂ、Ｒ、Ｃ、Ｍとする画素構成において、Ｃの利用によりＧに近い緑色が強くなり、Ｍの利用によりＲに近い赤色が強くなる場合を考慮し、Ｇのサブピクセルの一部をＣで置換し、Ｒのサブピクセルの一部をＭのサブピクセルで置換して２単位画素を１ユニットとして扱うＲ、Ｇ、Ｂ、Ｍ、Ｃ、Ｂの繰り返し配列により、緑色と赤色が強くなることを抑制できる。
本第３実施形態において、その他の作用効果は先の第１実施形態の構造と同様である。
【００４１】
「第４実施形態」
図１０は第４実施形態の液晶表示装置のカラーフィルタ基板とＴＦＴアレイ基板の対向状態を示す斜視図である。
この第３実施形態の液晶表示装置Ｓ４においては、カラーフィルタ３４を構成するサブピクセルの配列状態のみが先の液晶表示装置Ｓ１と異なり、その他の構成は先の液晶表示装置Ｓ１と同等とされている。
この実施形態のカラーフィルタ３３においては、Ｇ、Ｂ、Ｒの順で３色のサブピクセル２１、２２、２３からなる単位画素が繰り返し配列される構成において、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒの２つの繰り返しサブピクセルのうち、最初の単位画素のＧ、Ｂ、Ｒのうち、ＧのサブピクセルがＣ（シアン色）のサブピクセル２５に置換され、次の単位画素のＧ、Ｂ、Ｒのうち、ＲのサブピクセルがＭ（マゼンダ色）のサブピクセル３５に置換され、結果的にＣ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｍの順で配置されたサブピクセルが繰り返し配列された構造とされている。
【００４２】
図１０に示す第４実施形態の構造においては、先の第１実施形態の構造がＧの色を抑制したものであったのに対し、５色のサブピクセルを利用した場合にＧの色とＲの色を両方抑制した構造を採用したものである。
本実施形態のサブピクセル配列であるならば、第１〜第３のサブピクセルの３色のＧ、Ｂ、Ｒに加えて第４のサブピクセルのＣ（シアン色）と第５のサブピクセルのＭ（マゼンダ色）も利用して５色カラー表示できるので、色の再現性が向上する。この理由について以下に図６を参照して説明する。
【００４３】
５色サブピクセルＧ、Ｂ、Ｒ、Ｃ、Ｍからなる画素構成を備えた液晶表示装置と、ＧＢＲの３色サブピクセルからなる画素構成を備えた液晶表示装置を比較したｘｙ色度特性を示して説明する。３色サブピクセルの画素構成では図６に示すｘｙ色度特性のＧＢＲの点を結ぶ三角形領域の色を実現することが可能となっているが、５色サブピクセルの画素構成では図６に示すｘｙ色度特性のＧＣＢＭＲの点を結ぶ五角形領域の色を実現することが可能となる。従って、５色サブピクセルの画素構成における本実施形態の液晶表示装置はＧＢＲの３色サブピクセルからなる画素構成よりも広色域を実現することが可能となる。
また、５色サブピクセルＧ、Ｂ、Ｒ、Ｃ、Ｍとする画素構成において、Ｃの利用によりＧに近い緑色が強くなり、Ｍの利用によりＲに近い赤色が強くなる場合を考慮し、Ｇのサブピクセルの一部をＣで置換し、Ｒのサブピクセルの一部をＭのサブピクセルで置換することにより、緑色と赤色が強くなることを抑制できる。
本第４実施形態において、その他の作用効果は先の第１実施形態の構造と同様である。
【００４４】
なお、先に説明した第３、第４実施形態においては、５色サブピクセルＧ、Ｂ、Ｒ、Ｃ、Ｍからなる画素構成を備えたカラーフィルタについて説明したが、カラーフィルタのサブピクセルの配置は、Ｇ、Ｂ、Ｒの基本的な単位画素の並びをＲ、Ｇ、Ｂの並びに置換しても同等であり、Ｒ、Ｇ、Ｂの並びと仮定した場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂの並びの場合に、第３実施形態の場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｍ、Ｃ、Ｂの並びの繰り返しとなり、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂの並びの場合に、第４実施形態の場合は、Ｒ、Ｃ、Ｂ、Ｍ、Ｇ、Ｂの並びとなるが、これらの並びについても本願発明と同等の作用効果を奏するのは勿論である。
【００４５】
ところで、これまで説明してきた各実施形態においては、Ｇのサブピクセルの一部をＣに置換するか、Ｒのサブピクセルの一部をＭに置換する例について説明してきたが、Ｂのサブピクセルの一部をＹ（イエロー色）のサブピクセルで置換しても良い。また、適用する液晶表示装置のタイプとして反射型液晶表示装置に適用することもできるし、液晶の駆動タイプから、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）タイプの液晶表示装置、ＴＦＤ（Thin Film Diode）タイプの液晶表示装置のいずれに適用することもできる。
また、Ｇのサブピクセルの一部をＣに置換するか、Ｒのサブピクセルの一部をＭに置換する場合、隣り合う２つの画素のうち、一方の画素のＧあるいはＲを置換する例、即ち、総画素の５０％程度を置換する例について説明したが、置換する割合は５０％に限るものではない。置換割合については、５０％を目安として、任意の割合に設定することができる。例えば、Ｇの緑色は観察者にとって視感度の高い色であるので、置換割合を高くすることが好ましいが、開口率が低下しない程度に一部遮光構造を取り入れてＧのサブピクセルを通過する割合を減じることで置換割合を少なくすることもできる。
【００４６】
ところで、本発明において、着色領域は４色の着色領域で１画素を構成している。
ここで用いる４色の着色領域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域（３８０−７８０ｎｍ）のうち、青系の色相の着色領域、赤系の色相の着色領域と、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相の着色領域からなる。ここで系と用いているが、例えば青系であれば純粋の青の色相に限定されるものでなく、青紫や青緑等を含むものである。赤系の色相であれば、赤に限定されるものでなく橙を含む。また、これら着色領域は単一の着色層で構成されても良いし、複数の異なる色相の着色層を重ねて構成されても良い。また、これら着色領域は色相で述べているが、当該色相は、彩度、明度を適宜変更し、色を設定し得るものである。
具体的な色相の範囲は、青系の色相の着色領域は、青紫から青緑であり、より好ましくは藍から青である。赤系の色相の着色領域は、橙から赤である。青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、青から緑であり、より好ましくは青緑から緑である。青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、緑から橙であり、より好ましくは緑から黄である。もしくは緑から黄緑である。
ここで、各着色領域は、同じ色相を用いることはない。例えば、青から黄までの色相で選択される２つの着色領域で緑系の色相を用いる場合は、他方は一方の緑に対して青系もしくは黄緑系の色相を用いる。
これにより、従来のＲＧＢの着色領域よりも広範囲の色再現性を実現することができる。
【００４７】
上記では広範囲の色再現性を色相で述べたが、以下に、着色領域を透過する波長で表現する。
青系の着色領域は、波長のピークが４１５−５００ｎｍにある着色領域、好ましくは、４３５−４８５ｎｍにある着色領域である。赤系の着色領域は、波長のピークが６００ｎｍ以上にある着色領域で、好ましくは、６０５ｎｍ以上にある着色領域である。青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、波長のピークが４８５−５３５ｎｍにある着色領域で、好ましくは、４９５−５２０ｎｍにある着色領域である。青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、波長のピークが５００−５９０ｎｍにある着色領域、好ましくは５１０−５８５ｎｍにある着色領域、もしくは５３０−５６５ｎｍにある着色領域である。
【００４８】
次に、ｘ、ｙ色度図で表現する。
青系の着色領域は、ｘ≦０．１５１、ｙ≦０．０５６にある着色領域であり、好ましくは、０．１３４≦ｘ≦０．１５１、０．０３４≦ｙ≦０．０５６にある着色領域である。赤系の着色領域は、０．６４３≦ｘ、ｙ≦０．３３３にある着色領域であり、好ましくは、０．６４３≦ｘ≦０．６９０、０．２９９≦ｙ≦０．３３３にある着色領域である。青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、ｘ≦０．１６４、０．４５３≦ｙにある着色領域であり、好ましくは、０．０９８≦ｘ≦０．１６４、０．４５３≦ｙ≦０．７５９にある着色領域である。青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、０．２５７≦ｘ、０．６０６≦ｙにある着色領域であり、好ましくは、０．２５７≦ｘ≦０．３５７、０．６０６≦ｙ≦０．６７０にある着色領域である。
これら４色の着色領域は、サブ画素に透過領域と反射領域を備えた場合、透過領域及び反射領域も上述した範囲で適用することができるものである。
【００４９】
また、バックライトとして、ＲＧＢの光源としてＬＥＤ、蛍光管、有機ＥＬを用いても良い。または白色光源を用いていも良い。なお、白色光源は青の発光体とＹＡＧ蛍光体により生成される白色光源でもよい。
ＲＧＢ光源としては、以下のものが好ましい。
Ｂは波長のピークが４３５ｎｍ−４８５ｎｍにあるもの。Ｇは波長のピークが５２０ｎｍ−５４５ｎｍにあるもの。Ｒは波長のピークが６１０ｎｍ−６５０ｎｍにあるもの。
そして、ＲＧＢ光源の波長によって、上記カラーフィルタ（ＣＦ）を適切に選定すればより広範囲の色再現性を得ることができる。
また、波長が例えば、４５０ｎｍと５６５ｎｍにピークがくるような、複数のピークを持つ光源を用いていも良い。
【００５０】
上記４色の着色領域の構成の例として、以下のものがあげられる。
色相が、赤、青、緑、シアン（青緑）の着色領域。
色相が、赤、青、緑、黄の着色領域。
色相が、赤、青、深緑、黄の着色領域。
色相が、赤、青、エメラルド、黄の着色領域。
色相が、赤、青、深緑、黄緑の着色領域。
色相が、赤、青緑、深緑、黄緑の着色領域。
【００５１】
［電子機器］
図１３は、先に説明した液晶表示装置を表示部に備えた電子機器の一例である携帯電話の斜視構成図である。この携帯電話１０００は、前述の液晶表示装置を小サイズの表示部１００１として備え、複数の操作ボタン等を備えて、折り畳み型に構成されている。
この携帯電話１０００に備えられる液晶表示装置１００１として前述の各実施形態の構成により得られる作用効果を奏する。
ところで、上記実施の形態の液晶表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、高コントラスト、広視野角の透過表示及び反射表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は本発明の第１実施形態の液晶表示装置における各構成要素を示す平面図。
【図２】図２は本発明の第１実施形態の液晶表示装置における断面構成を示す斜視図。
【図３】図３は本発明の第１実施形態の液晶表示装置におけるカラーフィルタ基板と素子基板との対向状態の一例を示す斜視図。
【図４】図４は本発明の第１実施形態の液晶表示装置におけるカラーフィルタの平面配置図。
【図５】図５は前記カラーフィルタに適用される各サブピクセルの波長選択特性の一例を示す図。
【図６】図６は前記カラーフィルタに適用される各サブピクセルの色のｘｙ色度特性を示す図。
【図７】図７は本発明の第２実施形態の液晶表示装置におけるカラーフィルタの平面配置図。
【図８】図８は本発明の第３実施形態の液晶表示装置におけるカラーフィルタ基板と素子基板の対向状態を示す斜視図。
【図９】図９は本発明の第４実施形態の液晶表示装置におけるカラーフィルタ基板と素子基板の対向状態を示す斜視図。
【図１０】図１０は本発明の第５実施形態の液晶表示装置におけるカラーフィルタ基板と素子基板の対向状態を示す斜視図。
【図１１】図１１は従来の一例の液晶表示装置に適用されているカラーフィルタのサブピクセル配置を示す正面図。
【図１２】図１２は従来の一例の液晶表示装置に適用されているカラーフィルタのサブピクセル配置の他の例を示す正面図。
【図１３】図１３は前記液晶表示装置を備えた電子機器の一例としての携帯電話を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４      液晶表示装置（表示装置）、
１      ＴＦＴアレイ基板、
２      対向基板、
３      シール材、
５      液晶層、
１３    画素電極、
１６、３２、３３、３４    カラーフィルタ、
１７    バックライトユニット、
２１    第１のサブピクセル、
２２    第２のサブピクセル、
２３    第３のサブピクセル、
２５    第４のサブピクセル、
２６    単位画素、
２７    単位画素、
３５    第５のサブピクセル、
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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