(57)【要約】【課題】画素間のクロストークの影響を抑制した液晶パネル、液晶パネル装置、その液晶パネルあるいは液晶パネル装置を使用した表示装置およびプロジェクタを提供する。【解決手段】本発明の液晶パネル１は、配向方向が設定された液晶１５と、入射する光を複数の色成分に分解する色分解フィルタを複数有する色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃと、複数の色分解フィルタの間に設けられた複数の白色フィルタ１３Ｄと、液晶の配向を制御して色分解フィルタおよび白色フィルタを透過する光の光量を調節する光量調節電極１２Ａ〜１３Ｄとを含み、複数の色分解フィルタ１３Ａ〜１３Ｃに対応する複数の画素と複数の白色フィルタ１３Ｄに対応する複数の画素により表示用画素配列を構成することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向方向が設定された液晶と、
入射する光を複数の色成分に分解する色分解フィルタを複数有する色フィルタと、
前記複数の色分解フィルタの間に設けられた複数の白色フィルタと、
前記液晶の配向を制御して前記色分解フィルタおよび前記白色フィルタを透過する光の光量を調節する光量調節電極とを含み、
前記複数の色分解フィルタに対応する複数の画素と前記複数の白色フィルタに対応する複数の画素により表示用画素配列を構成することを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶パネルにおいて、
前記光量調節電極は、前記色分解フィルタおよび白色フィルタごとに設けた画素電極および各画素電極に共通の共通電極を含むことを特徴とする液晶パネル。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶パネルにおいて、
前記共通電極側に設けられ、前記液晶を第１方向に配向する第１配向膜および前記画素電極側に設けられ、前記液晶を第２方向に配向する第２配向膜を備え、
前記白色フィルタは、前記色分解フィルタに関して、前記第２配向膜側の液晶配向である前記第２方向と略直交する方向に隣接して配置されることを特徴とする液晶パネル。
【請求項４】
請求項２に記載の液晶パネルにおいて、
前記白色フィルタは、前記白色フィルタが配置されない場合、隣接する画素電極に印加される画素信号による前記液晶の配向の乱れで当該画素を透過する光の光量が所定値以上低下する領域に配置されることを特徴とする液晶パネル。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶パネルにおいて、
前記色分解フィルタの形状は、角の数が６以上の多辺角形であることを特徴とする液晶パネル。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶パネルにおいて、
前記白色フィルタの形状は、三角形または四角形であることを特徴とする液晶パネル。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液晶パネルにおいて、
前記複数の色分解フィルタはデルタ配列され、
前記白色フィルタの形状が平行四辺形であり、前記白色フィルタの短辺、該対角線および前記色分解フィルタの前記白色フィルタに接していない辺が組み合わさり、矩形形状を形成する場合、前記白色フィルタの対角線の長さは、前記矩形形状の長辺の長さの２分の１であることを特徴とする液晶パネル。
【請求項８】
請求項３に記載の液晶パネルにおいて、
前記白色フィルタの形状が長辺を有する四角形である場合、前記白色フィルタの長辺と前記第２方向とのなす角は０°または鋭角であることを特徴とする液晶パネル。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液晶パネルにおいて、
前記色分解フィルタの全面積に対する前記白色フィルタの全面積の割合は、２０％以下であることを特徴とする液晶パネル。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液晶パネルにおいて、
前記白色フィルタの全面積は、前記複数の色分解フィルタ毎の全面積以下であることを特徴とする液晶パネル。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶パネルと、
前記光量制御電極へ印加する画素信号を生成する画素信号生成手段であって、前記白色フィルタを挟んで隣接する２つの色分解フィルタによって表示される画素が黒以外を表示する場合、前記白色フィルタによって表示される画素の明るさの階調は、前記白色フィルタを挟んで隣接する２つの色分解フィルタによって表示される画素の明るさの階調の値以下の値となるように前記画素信号を生成する画素信号生成手段とを備えることを特徴とする液晶パネル装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶パネルと、
前記光量制御電極へ印加する画素信号を生成する画素信号生成手段であって、前記白色フィルタを囲む４つの色分解フィルタのうち３つが各色成分に対応する色分解フィルタであり、前記４つの色分解フィルタによってそれぞれ表示される各画素の明るさの階調の値が同じである場合、前記白色フィルタによって表示される画素の明るさの階調の値は、前記４つの色分解フィルタによって表示される画素の明るさの階調の値と等しくなるように前記画素信号を生成する画素信号生成手段とを備えることを特徴とする液晶パネル装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶パネルと、
前記光量制御電極へ印加する画素信号を生成する画素信号生成手段であって、前記白色フィルタの形状が長辺を有する四角形であり、前記白色フィルタの長辺に接している色分解フィルタによって表示される画素が黒を表示する場合、前記白色フィルタによって表示される画素の明るさの階調の値は０より大きくなるように前記画素信号を生成する画素信号生成手段とを備えることを特徴とする液晶パネル装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶パネルと、
前記光量制御電極へ印加する画素信号を生成する画素信号生成手段であって、黒を表示する画素に対応する色分解フィルタが、前記第１のラビング方向と略直交をなす側において白色フィルタと接する場合、前記白色フィルタによって表示される画素の明るさの階調の値は０より大きくなるように前記画素信号を生成する画素信号生成手段とを備えることを特徴とする液晶パネル装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶パネルと、
前記光量制御電極へ印加する画素信号を生成する画素信号生成手段であって、前記白色フィルタの形状が長辺を有する四角形であり、前記白色フィルタの長辺に接している色分解フィルタによって表示される画素が黒を表示する場合、前記白色フィルタによって表示される画素の明るさの階調の値を０となるように前記画素信号を生成する画素信号生成手段とを備えることを特徴とする液晶パネル装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶パネルを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１７】
請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の液晶パネル装置を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶パネルを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１９】
請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の液晶パネル装置を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル、液晶パネル装置、表示装置およびプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
信号線によるクロストーク現象を防止するため、信号線方向に沿ったスリットを共通電極に形成したアクティブマトリックス型の液晶パネルが従来技術として知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１１８４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
画素サイズの微細化にともない、信号線によるクロストークの他に画素電極によるクロストークの影響を抑制する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（１）請求項１の発明の液晶パネルは、配向方向が設定された液晶と、入射する光を複数の色成分に分解する色分解フィルタを複数有する色フィルタと、複数の色分解フィルタの間に設けられた複数の白色フィルタと、液晶の配向を制御して色分解フィルタおよび白色フィルタを透過する光の光量を調節する光量調節電極とを含み、複数の色分解フィルタに対応する複数の画素と複数の白色フィルタに対応する複数の画素により表示用画素配列を構成することを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の液晶パネルにおいて、光量調節電極は、色分解フィルタおよび白色フィルタごとに設けた画素電極および各画素電極に共通の共通電極を含むことを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項２に記載の液晶パネルにおいて、共通電極側に設けられ、液晶を第１方向に配向する第１配向膜および画素電極側に設けられ、液晶を第２方向に配向する第２配向膜を備え、白色フィルタは、色分解フィルタに関して、第２配向膜側の液晶配向である第２方向と略直交する方向に隣接して配置されることを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項２に記載の液晶パネルにおいて、白色フィルタは、白色フィルタが配置されない場合、隣接する画素電極に印加される画素信号による液晶の配向の乱れで当該画素を透過する光の光量が所定値以上低下する領域に配置されることを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶パネルにおいて、色分解フィルタの形状は、角の数が６以上の多辺角形であることを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶パネルにおいて、白色フィルタの形状は、三角形または四角形であることを特徴とする。
（７）請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液晶パネルにおいて、複数の色分解フィルタはデルタ配列され、白色フィルタの形状が平行四辺形であり、白色フィルタの短辺、該対角線および色分解フィルタの白色フィルタに接していない辺が組み合わさり、矩形形状を形成する場合、白色フィルタの対角線の長さは、矩形形状の長辺の長さの２分の１であることを特徴とする。
（８）請求項８の発明は、請求項３に記載の液晶パネルにおいて、白色フィルタの形状が長辺を有する四角形である場合、白色フィルタの長辺と第２方向とのなす角は０°または鋭角であることを特徴とする。
（９）請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液晶パネルにおいて、色分解フィルタの全面積に対する白色フィルタの全面積の割合は、２０％以下であることを特徴とする。
（１０）請求項１０の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液晶パネルにおいて、白色フィルタの全面積は、複数の色分解フィルタ毎の全面積以下であることを特徴とする。
（１１）請求項１１の発明の液晶パネル装置は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶パネルと、光量制御電極へ印加する画素信号を生成する画素信号生成手段であって、白色フィルタを挟んで隣接する２つの色分解フィルタによって表示される画素が黒以外を表示する場合、白色フィルタによって表示される画素の明るさの階調は、白色フィルタを挟んで隣接する２つの色分解フィルタによって表示される画素の明るさの階調の値以下の値となるように画素信号を生成する画素信号生成手段とを備えることを特徴とする。
（１２）請求項１２の発明の液晶パネル装置は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶パネルと、光量制御電極へ印加する画素信号を生成する画素信号生成手段であって、白色フィルタを囲む４つの色分解フィルタのうち３つが各色成分に対応する色分解フィルタであり、４つの色分解フィルタによってそれぞれ表示される各画素の明るさの階調の値が同じである場合、白色フィルタによって表示される画素の明るさの階調の値は、４つの色分解フィルタによって表示される画素の明るさの階調の値と等しくなるように画素信号を生成する画素信号生成手段とを備えることを特徴とする。
（１３）請求項１３の発明の液晶パネル装置は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶パネルと、光量制御電極へ印加する画素信号を生成する画素信号生成手段であって、白色フィルタの形状が長辺を有する四角形であり、白色フィルタの長辺に接している色分解フィルタによって表示される画素が黒を表示する場合、白色フィルタによって表示される画素の明るさの階調の値は０より大きくなるように画素信号を生成する画素信号生成手段とを備えることを特徴とする。
（１４）請求項１４の発明の液晶パネル装置は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶パネルと、光量制御電極へ印加する画素信号を生成する画素信号生成手段であって、黒を表示する画素に対応する色分解フィルタが、第１のラビング方向と略直交をなす側において白色フィルタと接する場合、白色フィルタによって表示される画素の明るさの階調の値は０より大きくなるように画素信号を生成する画素信号生成手段とを備えることを特徴とする。
（１５）請求項１５の発明の液晶パネル装置は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶パネルと、光量制御電極へ印加する画素信号を生成する画素信号生成手段であって、白色フィルタの形状が長辺を有する四角形であり、白色フィルタの長辺に接している色分解フィルタによって表示される画素が黒を表示する場合、白色フィルタによって表示される画素の明るさの階調の値を０となるように画素信号を生成する画素信号生成手段とを備えることを特徴とする。
（１６）請求項１６の発明の表示装置は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶パネルを備えることを特徴とする。
（１７）請求項１７の発明の表示装置は、請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の液晶パネル装置を備えることを特徴とする。
（１８）請求項１８の発明のプロジェクタは、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶パネルを備えることを特徴とする。
（１９）請求項１９の発明のプロジェクタは、請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の液晶パネル装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、画素間の電界の影響により、液晶パネルの表示の明るさが低減するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
−液晶パネル−
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。本発明の実施形態における液晶パネルでは、色フィルタを備えた画素間に白色光を出射する画素（以下、サブ画素と呼ぶ。）を備え、これにより、画素間の電界の影響により、液晶パネルの表示の明るさが低減してしまうのを抑制することができる。
【０００７】
図１は、本発明の実施形態による液晶パネル１の構造を説明するための図である。本発明の第１の実施形態による液晶パネル１は反射型の液晶パネルであり、液晶パネル１に入射する入射光を利用して表示素子としての機能を実現する。また、液晶パネル１はＴＮ（Twisted Nematic）方式の液晶パネルであり、液晶パネル１の面方向を軸として液晶分子が反射により９０°ねじれる配列になっている。さらに、液晶パネル１はＴＦＴ（Thin Film Transistor）を使用したアクティブ・マトリクス方式の液晶パネルであり、それぞれの画素にＴＦＴによるオン／オフスイッチが形成されている。
【０００８】
液晶パネル１は、ＴＦＴ素子形成Ｓｉ基板１１、画素電極１２、色フィルタ集合体１３、配向膜１４、液晶１５、配向膜１６、共通電極１７およびガラス基板１８から構成される。この液晶パネル１はＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）ブロックと組み合わせて使用する。ここで、ＰＢＳブロックは、たとえば、直角のプリズムの斜面に偏光分離膜を蒸着し、斜面（偏光面）同士で接着した立方体状の偏光子である。ＰＢＳブロックに入射した光のうち、所定振動方向の光は偏光面を透過し、他の所定振動方向の光は偏光面を反射する。
【０００９】
以下、液晶パネル１をプロジェクタに使用した場合を例にあげて説明する。図２（ａ）は液晶パネル１を使用したプロジェクタ３を説明する図である。符号２は、プロジェクタ３により投射された投射像を示す。図２（ｂ）を参照してプロジェクタ３を説明すると、プロジェクタ３は、ＬＥＤ光源３１、集光光学系３２、ＰＢＳブロック３３、液晶パネル１および投射光学系３４を含む。プロジェクタ３では、不図示のハーネスおよびパターンを介してＬＥＤ光源３１に駆動電流が供給される。ＬＥＤ光源３１は、駆動電流に応じた明るさの光を集光光学系３２へ向けて射出する。集光光学系３２はＬＥＤ光を略平行光にしてＰＢＳブロック３３へ入射させる。ＰＢＳブロック３３へ入射された光束のうち、Ｐ偏光はＰＢＳブロック３３を透過して液晶パネル１を照明する。照射した光は液晶パネル１で反射する。液晶パネル１を反射した反射光はＰＢＳブロック３３へ入射する。この入射光はＳ偏光であり、ＰＢＳブロック３３の偏光面３３ａで反射し、投射光学系３４へ向けて投射光として射出される。投射光学系３４に入射した光束は、プロジェクタ前方へ投射される。
【００１０】
次に、図１を参照して液晶パネル１の各構成について説明する。ＴＦＴ素子形成Ｓｉ基板１１は、表面にＴＦＴ素子を形成したＳｉ基板である。ＴＦＴ素子は、各画素電極に対応して形成され、後述する画素電極における電荷（画素信号）の充電を制御するオン／オフスイッチである。ＴＦＴ素子がオン状態のとき、画素電極に電流が流れ、画素電極に電荷が充電され、液晶１５に電圧が印加される。ＴＦＴ素子がオフ状態になると、画素電極に充電された電荷は外部へ流れないので、画素電極に充電された電荷は保持され、液晶１５の電圧印加は保持される。その後、ＴＦＴ素子がオン状態になると、画素電極から電流が流れ、画素電極に充電された電荷は放電され、液晶１５の電圧印加は解除される。
【００１１】
後述する画素ごとに設けられる画素電極１２は、アルミニウム板などの反射性を有する金属電極であり、液晶１５に電圧を印加する。画素電極１２はＴＦＴ素子形成Ｓｉ基板１１上に形成される。複数の画素電極１２は縦横に並列配置され、画素電極１２に充電される電荷は、上述のＴＦＴ素子のオン／オフ状態により１画素電極ずつ順次制御される。
【００１２】
色フィルタ集合体１３は、入射する光を複数の色成分に分解する複数の色分解フィルタと、白色フィルタとの集合体である。色フィルタ集合体１３は、フォトリソグラフィー工程により作製され、赤色光のみを透過する赤（Ｒ）フィルタ１３Ａ、緑色光のみを透過する緑（Ｇ）フィルタ１３Ｂ、青色光のみを透過する青（Ｂ）フィルタおよび全ての色を透過する白（Ｗ）フィルタ１３Ｄから構成される。Ｒフィルタ１３Ａ、Ｇフィルタ１３ＢおよびＢフィルタ１３Ｃの形状は六角形である（図３（ａ）参照）。以下、これらのフィルタ１３Ａ〜１３Ｃを総称するとき、色フィルタと呼ぶ。白色フィルタ１３Ｄの形状は平行四辺形である（図３（ａ）参照）。色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃおよび白色フィルタ１３Ｄは、各画素電極１２上に形成される。
【００１３】
色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃは、図３（ａ）に示すようにデルタ配列される。すなわち、Ｒフィルタ１３Ａ、Ｇフィルタ１３ＢおよびＢフィルタ１３Ｃは、それぞれの中心位置が三角形となるように配列されている。一つの色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃと、それに対応するＴＦＴ素子形成Ｓｉ基板１１、画素電極１２、配向膜１４、液晶１５、配向膜１６、共通電極１７およびガラス基板１８から１つの画素が構成される。加法混色の原理に基づいて、Ｒフィルタ１３Ａ、Ｇフィルタ１３ＢおよびＢフィルタ１３Ｃを通して透過する光の組み合わせにより全ての色彩を再現することができる。
【００１４】
白色フィルタ１３Ｄは、図３（ａ）に示すように、長辺が色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃの所定方向の辺と隣接するように配列される。一つの白色フィルタ１３Ｄと、それに対応するＴＦＴ素子形成Ｓｉ基板１１、画素電極１２、配向膜１４、液晶１５、配向膜１６、共通電極１７およびガラス基板１８から１つのサブ画素が構成される。なお、Ｒフィルタ１３Ａの画素をＲ画素、Ｇフィルタ１３Ｂの画素をＧ画素、Ｂフィルタ１３Ｃの画素をＢ画素と呼ぶ。液晶パネル１は、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素およびサブ画素の集合体として構成される。
【００１５】
配向膜１４，１６は、液晶分子を所定方向に配向させるための膜である。配向膜１４，１６は、０．１μｍ程度の厚さであり、ポリイミドなどの高分子膜から成る。配向膜１４，１６は、上述の高分子膜の表面にラビング処理を施すことにより作製される。ラビング処理とは、ローラに巻きつけた布で高分子膜の表面を擦る処理である。液晶１５と配向膜１４，１６の界面において配向膜１４，１６に接した液晶分子は擦った方向に配向する。以下、液晶分子を配向させる方向をラビング方向と呼ぶ。この場合、ローラに巻きつけた布で高分子膜の表面を擦った方向がラビング方向となる。２つの配向膜１４，１６のラビング方向は４５°の角度をなす。液晶分子は同じ方向に配向しようとする性質を有するため、液晶分子の配向方向は配向膜１４のラビング方向から配光膜１６の配向膜のラビング方向へ徐々に変化する。これにより、液晶分子は、液晶パネル１の面方向を軸とした４５°ねじれる配列になる。液晶パネル１は反射型であるため、液晶１５に入射した光は往復光路となり、液晶を往復して９０°ねじれ相当の偏光変化となる。
【００１６】
共通電極１７は、画素電極１２と対向して設けられた、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明電極である。共通電極１７もプラズマＣＶＤやスパッタにより形成される。共通電極１７は、グランド電位に接続され、共通電極１７と電荷が充電された画素電極１２との間の電位差で液晶内に電界が生じる。
【００１７】
図１を参照して、液晶パネル１の各画素の投影面に対する表示／非表示の原理を説明する。
【００１８】
液晶パネル１の画素を投影面に表示させる場合、画素電極１２に電荷を充電しない。このとき、液晶１５における液晶分子の配列は、上述の４５°ねじれた配列になる。
【００１９】
ＬＥＤ光源３１からの光をＰＢＳブロック３３に照射するとＰ偏光のみが液晶パネル１に入射する。そして、Ｐ偏光は、ガラス基板１８、共通電極１７および配向膜１６を透過する。その後、液晶１５、配向膜１４、色フィルタ（白色フィルタ）１３Ａ〜１３Ｃ（１３Ｄ）を透過し、画素電極１２で反射する。
【００２０】
画素電極１２の反射により最終的に反射光は、液晶１５における液晶分子のねじれ配列により入射したＰ偏光に対して振動方向が９０°回転したＳ偏光になる。そして、Ｐ偏光は、偏光面３３ａを反射し、プロジェクタ３から出射される。
【００２１】
一方、液晶パネル１の画素を投影面に表示させない場合、反射画素電極１２に電荷を充電する。このとき、液晶１５における液晶分子は電界の向きに配向した配列になる。この場合、液晶パネル１を反射したＰ偏光の振動方向は９０°回転しないため、液晶パネル１の反射光はＰ偏光であり、ＰＢＳブロックの偏光面３３ａで反射せずに透過するので、プロジェクタ３から出射されない。
【００２２】
以上のように画素電極１２における電荷の充電を制御することにより、Ｒ画素のみを投影面に表示させたり、Ｒ画素およびＧ画素のみを投影面に表示させたりするなどして、液晶パネル１により全ての色彩を投影面に再現することができる。
【００２３】
同様に、サブ画素についても画素電極１２における電荷の充電を制御することにより、投影面にサブ画素の表示を表示させたりさせなかったりすることができる。
【００２４】
図３〜図５を参照して、各画素において、各画素に隣接する画素電極による電界の影響を抑制する抑制手段について説明する。ここで、Ｇフィルタ１３Ｂの画素のみを投影面に表示させ、Ｒ画素およびＢ画素については表示させないものとして説明する。この場合、Ｒ画素およびＢ画素における画素電極１２に電荷を充電し、Ｇ画素における画素電極１２に電荷を充電しない。
【００２５】
図３（ａ）は本発明の実施形態における色フィルタ集合体１３を説明するための図である。上述したように色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃの形状は六角形であり、色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃはデルタ配列される。また、白色フィルタ１３Ｄの形状は平行四辺形であり、白色フィルタ１３Ｄは、その長辺が色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃの所定方向の辺と接するように配列される。図３（ｂ）は、本発明の実施形態における画素電極１２側の配向膜１４のラビング方向を説明するための図である。画素電極１２側の配向膜１４のラビング方向は、色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃの左下から右上に進む対角線の方向（ＤＬ）である。図３（ｃ）は、本発明の実施形態における共通電極１７側の配向膜１６のラビング方向を説明するための図である。共通電極１７側の配向膜１６のラビング方向は、配向膜１４のラビング方向と４５°の角度をなす方向（ＰＬ）である。
【００２６】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、白色フィルタ１３Ｄの長辺は、色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃにおける、画素電極１２側の配向膜１４のラビング方向（ＤＬ）と略直交する方向に位置する辺と接するように配列される。また、白色フィルタ１３Ｄの長辺の向きは、画素電極１２側の配向膜１４のラビング方向（ＤＬ）と同じである。
【００２７】
図４は、投影面に投影した投射像２を拡大したものである。Ｇ画素の表示光量は、隣接するＲ画素およびＢ画素の画素電極における充電電荷の影響で低減する（後述する図５（ｂ）参照）。しかし、Ｇフィルタ１３Ｂと長辺が接する白色フィルタ１３Ｄ１，１３Ｄ２のサブ画素を発光させることにより、Ｇ画素の表示における輝度の低減を抑制することができる。
【００２８】
図５を参照して、本発明の実施形態の液晶パネル１の比較例について説明する。比較例の液晶パネル１Ａにおける配向膜１４，１６のラビング方向は、実施形態のラビング方向と同一であるものとして説明する。図５（ａ）は、比較例における色フィルタ集合体１３を説明するための図である。色フィルタは矩形形状であり、色フィルタ集合体１３には白色フィルタが形成されていない。この場合、図５（ｂ）の投射像２Ａの拡大図が示すように、Ｇフィルタ１３Ｂの左上の角および右下の角を中心に画素の表示光量が低減し、画素の表示光量は小さくなる。
【００２９】
比較例の液晶パネル１Ａでは、以下の作用により表示光量が低下する。Ｒフィルタ１３Ａの画素およびＢフィルタ１３Ｃの画素を発光させない場合、図６（ａ）に示すように、画素電極１２Ａ，１２Ｃに電荷を充電させ、液晶分子を画素電極１２Ａ，１２Ｃから共通電極１７の方向へ配向させる。この画素電極１２Ａ，１２Ｃから発生する電界は、共通電極１７へ向かって発生するとともに、Ｇ画素の画素電極１２Ｂへ向かっても発生し、Ｇ画素の画素電極１２Ｂ近傍の液晶分子１５ａ，１５ｂの４５°ねじれ配列を崩してしまう。その結果、Ｇフィルタ１３Ｂへ入射した光のうち、Ｒフィルタ１３ＡおよびＢフィルタ１３Ｃの近傍に入射した光の振動方向が９０°回転しなくなり、Ｇ画素の表示光量が低減する。Ｇ画素の画素電極１２Ｂ側のラビング方向（ＤＬ）と略直交する側の角の部分では、角に接する２つの画素からの電界が合成され、ラビング方向（ＤＬ）と略直角方向の強い電界が発生するので、液晶分子の４５°ねじれ配列の崩れる程度が大きくなる。このため、図５（ｂ）に示すように、Ｇフィルタ１７Ｂの左上の角および右下の角を中心に画素の表示光量が低減するものと考えられる。
【００３０】
本発明の実施形態では、Ｇ画素の表示光量低減の程度が比較例に比べて小さい。これは、図６（ｂ）に示すように、Ｒ画素の画素電極１２ＡおよびＢ画素の画素電極１２Ｃとの間に白色フィルタ１３Ｄの画素電極１２Ｄが設けられ、これにより、Ｒ画素およびＢ画素の画素電極１２Ａ，１２ＣからのＧ画素に対する電界の影響を緩和しているためと考えられる。つまり、サブ画素は画素間の電界緩和領域の役割を果たしているためである。たとえば、図６（ｂ）では、白色フィルタ１３Ｄの画素電極１２Ｄ近傍の液晶分子１５ｃ，１５ｄは、Ｒ画素の画素電極１２ＡおよびＢ画素の画素電極１２Ｃからの電界の影響を受けるものの、白色フィルタ１３Ｄの画素電極１２Ｄの配置により画素電極１２Ａと画素電極Ｃとの間の間隔が広がり、Ｇ画素の画素電極１２Ｂ上の液晶分子は、Ｒ画素の画素電極１２ＡおよびＢ画素の画素電極１２Ｃからの電界の影響を受けない。
【００３１】
−液晶パネル装置−
図８を参照して、本発明の実施形態による液晶パネル装置１００を説明する。液晶パネル装置１００は、液晶パネル１および液晶パネル制御回路１１０を含む。液晶パネル制御回路１１０は、液晶パネル１に駆動信号を出力し、画素やサブ画素を制御する。これにより、液晶パネル１はその駆動信号に応じて画像を生成する。
【００３２】
次に、図９〜図１２を参照して液晶パネル制御回路１１０によるサブ画素の制御について説明する。図９に示すように、サブ画素６２Ｄを挟んで隣接する２つの色画素６２Ａ，６２Ｂの表示が黒表示（明るさの階調が０）以外のとき、２つの色画素６２Ａ，６２Ｂに挟まれるサブ画素６２Ｄの明るさの階調を、２つの色画素６２Ａ，６２Ｂの明るさの階調のいずれの値以下にする。これにより、サブ画素６２Ｄの表示により液晶パネル１の表示が白っぽくなるのを抑制することができる。たとえば、色画素６２Ａの階調が１００、色画素６２Ｂの階調が２００の場合、サブ画素６２Ｄの階調を１００以下の値にする。
【００３３】
図１０に示すように、サブ画素６３Ｄを囲む３つの色画素が各色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃの画素６３Ａ〜６３Ｃであり、その３つの色画素６３Ａ〜６３Ｃの明るさの階調が等しいとき、サブ画素６３Ｄの明るさの階調をそれらの階調と同じ値にする。これにより、周囲の色画素６３Ａ〜６３Ｃに対するサブ画素６３Ｄの明るさのバランスを維持することができる。たとえば、色画素６３Ａ〜６３Ｃの階調が１００の場合、サブ画素６２Ｄの階調を１００にする。
【００３４】
図１１に示すように、隣接する色画素６４Ｃが黒表示（明るさの階調の値が０）のとき、サブ画素６４Ｄの明るさの階調の値を０より大きくする。画素の階調が大きいことからサブ画素６４Ｄの画素電極１２Ｄから発生する電界強度は、色画素６４Ｃの画素電極１２Ｃから発生する電界強度に比べて小さくなるので、色画素６４Ｃの電界が色画素６４Ａに与える影響を弱くすることができる。とくに、画素電極１２側のラビング方向（ＤＬ）と略直交する方向に隣接する画素に与える影響は大きいので、長辺を有する四角形の形状であるサブ画素６４Ｄの長辺と接している色画素６４Ｃが黒表示のとき、サブ画素６４Ｄの明るさの階調の値を０より大きくする。つまり、黒表示の色画素６４Ｃの画素電極１２側のラビング方向（ＤＬ）と略直交する方向に形成されたサブ画素６４Ｄの明るさの階調の値を０より大きくする。たとえば、色画素６３Ｃの階調が０の場合、サブ画素６４Ｄの階調を１以上にする。
【００３５】
隣接する色画素６４Ｃが黒表示（明るさの階調の値が０）のとき、サブ画素６４Ｄの明るさの階調の値を０より大きくする代りに、図１２に示すように、サブ画素６５Ｄ１，６５Ｄ２の長辺が接している色画素６５Ｃが黒表示（明るさの階調の値が０）のとき、サブ画素６５Ｄ１，６５Ｄ２の明るさの階調の値を０とするようにしてもよい。黒い色画素６５Ｃの中で、白いサブ画素６５Ｄ１，６５Ｄ２が浮き上がって見えてしまうのを抑制するためである。
【００３６】
以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃを備えた画素の、画素電極１２側の配向膜１４におけるラビング方向（ＤＬ）と略直交をなす方向側に隣接して白色フィルタ１３Ｄの画素（サブ画素）を形成するようにした。これにより、色フィルタを備えた画素における画素間の影響により、液晶パネル１の表示の明るさが低減してしまうのを抑制することができる。また、白色フィルタ１３Ｄを備えたサブ画素は、色フィルタを備えた画素における画素間の電界の影響を緩和させる緩和領域としての役割も果たす。
【００３７】
（２）サブ画素の色フィルタとして白色フィルタを用いたので、サブ画素の発光により、表示の色相が変わらない。サブ画素を発光すると、図７の色度座標を表したグラフに示すように、液晶パネル１に表示される赤の色度がＲからＲ’へ移動し、緑の色度がＧからＧ’へ移動し、青の色度がＢからＢ’へ移動する。ここで、Ｒ、Ｇ、Ｂは白色フィルタ１３Ｄを表示させないときに投射面に投射される赤、緑および青の色度である。このように、白色フィルタ１３Ｄを表示させることにより、液晶パネル１が表示することができる色度が白の色度（Ｗ）側へ移動し、表示できる色の範囲は狭くなる。しかし、色全体のバランスは維持されるので、白色フィルタ１３Ｄの発光により表示の色相が変わることはない。
【００３８】
−変形例−
以上の実施形態を次のように変形することができる。
（１）以上の実施形態では、白色フィルタ１３Ｄの画素（サブ画素）の形状は平行四辺形であったが、特に限定されない。たとえば、図１３（ａ）、図１３（ａ）に示すようにサブ画素の形状は四角形であってもよいし、図１３（ｂ）、図１３（ｂ）に示すように三角形であってもよい。
【００３９】
（２）色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃの画素（色画素）の形状は６角形であったが、角の数が６以上の多辺角形であれば、実施形態に限定されない。たとえば、図１３（ａ）、図１４（ｂ）に示すように８角形であってもよい。色画素の形状を角の数が６以上の多辺角形にすることにより、サブ画素を隣接させても液晶パネルにすき間をほとんど生じさせないで画素を配置することができる。
【００４０】
（３）図１５に示すようにサブ画素６１Ｄの平行四辺形の対角線および短辺と、６角形である色画素６１Ａの辺のうちのサブ画素６１Ｄと接していない辺とを組み合わせると矩形形状（太線６１Ｅ）になる場合、サブ画素６１Ｄの平行四辺形の対角線長さは、上記矩形形状６１Ｅの長辺の長さの１／２であることが好ましい。これにより、サブ画素６１Ｄを液晶パネル１に規則的に配列することができる。
【００４１】
（４）サブ画素の形状が矩形形状または平行四辺形である場合、長辺の向きは、画素電極１２側のラビング方向（ＤＬ）とのなす角が鋭角であれば、ラビング方向（ＤＬ）と平行である必要はない。これにより、サブ画素の長辺と、色画素のラビング方向（ＤＬ）と直角をなす側の辺とが接触する長さを長くすることができ、サブ画素の効果を大きくすることができる。
【００４２】
（５）液晶パネル１における白色フィルタ１３Ｄの面積の合計は、色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃの面積の合計の２０％以下であることが好ましい。２０％より大きくなると、図７に示すＲからＲ’へのシフト量、ＧからＧ’へのシフト量およびＢからＢ’へのシフト量が大きくなりすぎてしまい、液晶パネル１が表示できる色の範囲が狭くなりすぎてしまうからである。また、同様の理由により、サブ画素の合計面積も色画素の合計面積の２０％以下であることが好ましい。
【００４３】
（６）液晶パネル１における白色フィルタ１３Ｄの面積の合計は、各色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃの面積の合計以下であることが好ましい。具体的には、白色フィルタ１３Ｄの面積の合計は赤フィルタ１３Ａの面積の合計以下であり、かつ、緑フィルタ１３Ｂの面積の合計以下であり、かつ、青赤フィルタ１３Ｃの面積の合計以下であることが好ましい。同様に、サブ画素の面積の合計は、各色フィルタ１３Ａ〜１３Ｃの色画素（Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素）の面積の合計以下であることが好ましい。
【００４４】
（７）色フィルタを備えた画素（色画素）の配置は、デルタ配置に限定されない。たとえば、図１５に示すように、格子状の配列でもよい。図１５（ｂ）は、画素電極１２側の配向膜１４のラビング方向（ＤＬ）を説明するための図であり、図１５（ｃ）は、共通電極１７側の配向膜１６のラビング方向（ＰＬ）を説明するための図である。この場合も、色画素における画素電極１２側の配向膜１４のラビング方向（ＤＬ）と略直交する方向に色画素と隣接してサブ画素６６Ｄが形成される。
【００４５】
（８）図１６（ａ）に示すように、サブ画素を設けないと表示されている色画素の中で隣接する画素の影響で暗くなる部分が生じる。図１６（ｂ）に示すように、このように暗くなる部分に対応する位置にサブ画素６７Ｄを設けるものであれば、サブ画素６７Ｄの形成する位置は実施形態に限定されない。サブ画素６７Ｄを設けることにより、画素の暗くなる部分が明るくなるからである。この場合、画素電極側のラビング方向に関係なく、画素が暗くなる部分にサブ画素を設ける。
【００４６】
（９）以上の実施形態による液晶パネル１，１Ａを反射型液晶パネルとして説明したが、透過型の液晶パネルであってもよい。また、以上の実施形態による液晶パネル１の表示原理は、ＴＮ方式であったが、実施形態に限定されない。たとえば、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）方式や垂直配向の液晶を用いたものであってもよい。液晶パネル１，１Ａの駆動方式は、ＴＦＴを使用したアクティブ・マトリクス方式として説明したが、アクティブ・マトリクス方式であれば実施形態に限定されない。たとえば、ＭＩＭ（Metal Insulated Metal）を使用したアクティブ・マトリクス方式であってもよい。
【００４７】
（１０）液晶分子の並ぶ方向を所定の方向に保持する処理は、以上の実施形態によるラビング処理に限定されない。たとえば、ガラス基板に酸化ケイ素を蒸着させる斜め蒸着法でもよい。
【００４８】
（１１）透過型液晶パネルの場合、液晶を挟んで設けられる一対の偏光板の偏光軸が相互に直交する液晶パネル（ノーマルホワイト型）でもよいし、一対の偏光板の偏光軸の方向が揃った液晶パネル（ノーマルブラック型）でもよい。
【００４９】
（１２）液晶パネル１とＰＢＳブロック３３とを組み合わせて使用する一例を示したが、ＰＢＳブロック３３の代りに、液晶パネルが偏光板を有するようにしてもよい。
【００５０】
（１３）以上の実施形態による液晶パネル１は、プロジェクタ以外に小型表示装置に使用することできる。液晶パネル１を高解像度で小型化するにともない、画素も小型化され、隣接する画素による電界の影響が大きくなるからである。たとえば、図１７に示すように、上面表示装置４１は、カメラ４の上面に設置されるので、液晶パネル１を小さくする必要があり、さらに高解像度で表示することが好ましい。したがって、隣接する画素による電界の影響が大きくなるので、本発明は上面表示装置４１の液晶パネルに好適である。この場合、ＰＢＳブロックを設けないので液晶パネル１は偏光板を備えることになる。また、本発明の液晶パネル１を電子ビューファインダやヘッドマウントディスプレイにも適用することができる。
【００５１】
実施形態と変形例の一つ、もしくは複数を組み合わせることも可能である。変形例同士をどのように組み合わせることも可能である。
【００５２】
以上の説明はあくまで一例であり、本発明は上記実施形態の構成に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態による液晶パネルの構造を説明するための図である。
【図２】本発明の液晶パネルを使用しプロジェクタを説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態における配向膜のラビング方向を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態における投影面に投影された画素を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態における比較例を説明するための図である。
【図６】液晶分子の配列を説明するための図である。
【図７】色度座標を表したグラフである。
【図８】本発明の実施形態における液晶パネル装置を説明するための図である。
【図９】サブ画素の表示における明るさの階調の一例を説明するための図である。
【図１０】サブ画素の表示における明るさの階調の一例を説明するための図である。
【図１１】サブ画素の表示における明るさの階調の一例を説明するための図である。
【図１２】サブ画素の表示における明るさの階調の一例を説明するための図である。
【図１３】白色フィルタの形状の変形例を説明するための図である。
【図１４】白色フィルタの形状の変形例を説明するための図である。
【図１５】白色フィルタの対角線の長さを説明するための図である。
【図１６】画素の配置の変形例を説明するための図である。
【図１７】サブ画素の配置の変形例を説明するための図である。
【図１８】本発明の液晶パネルを使用した表示装置を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  液晶パネル                                ２  投射像
３  プロジェクタ                              ４  カメラ
１１  ＴＦＴ素子形成Ｓｉ基板                  １２  画素電極
１３  色フィルタ集合体                        １３Ａ〜１３Ｃ  色フィルタ
１３Ｄ  白色フィルタ                          １４，１６  配向膜
３１  ＬＥＤ光源                              ３３  ＰＢＳブロック              ３３ａ  偏光面                                ４１  上面表示装置
【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】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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