JP2008139528A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】色再現範囲を拡大すると共に、輝度の向上を図ることのできる電気光学装置を提供する。
【解決手段】電気光学装置は、例えば、液晶表示装置であり、液晶表示パネルと、照明装置とを備える。照明装置は、液晶表示パネルを、光を透過させることにより照明する。液晶表示パネルは、１つの表示画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、黄（Ｙ）、透明または白色（Ｗ）の５つのサブ画素より構成される。Ｙのサブ画素を用いることにより、色再現範囲の拡張と、人間の視感度が高いＧの色の光の輝度の低下の抑制とを図ると共に、Ｗのサブ画素を用いることにより、１つの表示画素における分割数の増加による表示画面全体の輝度の低下を抑えることができる。また、Ｗのサブ画素に加え、Ｙのサブ画素を設けることにより、Ｙの視感度の相対的な低下を抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種情報の表示に用いて好適な電気光学装置に関する。

液晶表示装置に代表される電気光学装置は、白色光を出光する照明装置と、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカラーフィルタとによりカラー表示を行っている。この電気光学装置により表現可能な色再現範囲は、色度図上のＲＧＢの３色のカラーフィルタにより規定される色三角形の範囲内に限定される。一般的に、この色三角形により規定される色再現範囲では黄系色の彩度が低く、十分な色再現性を得ることができない。下記の特許文献１及び２に示す液晶表示装置では、１つの表示画素を４つ又は６つのサブ画素に分割し、ＲＧＢ以外の色、例えば黄（Ｙ）などの色のカラーフィルタを有するサブ画素を設けている。

また、最近では、１つの表示画素において、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色に加え、さらに透明（Ｗ）のサブ画素を加えた液晶表示装置が提案されている。下記の特許文献３に示す液晶表示装置は、Ｗのサブ画素を用いることにより表示画面の輝度を向上させている。

更に、下記の特許文献４には、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４つの色を示すサブ画素の中央にＷのサブ画素を挿入することによって、Ｗのサブ画素の液晶層が、上記４つの色を示すサブ画素間の電場により自動的に駆動される液晶表示装置が開示されている。

特開２００１−３０６０２３号公報 特開２００２−２８６９２７号公報 特開２００３−２９５８１２号公報 特開２００５−１９６１６６号公報

しかしながら、特許文献１及び２に示す液晶表示装置では、１つの表示画素を、ＲＧＢの３つのサブ画素から４つ又は６つのサブ画素に分割しているため、一般的なＲＧＢのカラーフィルタのみを備える液晶表示装置と比較して、１つのサブ画素における開口率が低下するため、光の透過率が低下してしまい、表示画面の輝度も低下してしまう。また、特許文献３に示す液晶表示装置では、Ｗのサブ画素を追加することにより表示画面の輝度は向上するが、色再現範囲はＲＧＢの３色のカラーフィルタにより規定される色三角形の範囲内に限定されたままとなる。更には、Ｗのサブ画素を追加することにより、相対的に人間の視感度がＲ、Ｇで低下しＲ、Ｇ及びその両者を混合して表示するＹの視感度も相対的に低下し、表示したときに彩度が低下して感じるあるいは”くすんだ色”になる場合があった。

また、特許文献４に示す方法では、Ｗのサブ画素には対向電極がなく、印加される電界は周囲の４色のサブ画素の駆動状態に依存するため正確な色調整は不可能であった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、正確に色再現範囲を拡大すると共に、輝度の向上を図ることのできる電気光学装置を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、電気光学装置は、１つの表示画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、黄（Ｙ）、透明又は白色（Ｗ）の５つのサブ画素から構成される液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに対して光を照射し、当該液晶表示パネルを透過させることにより照明する照明装置と、を備える。

上記の電気光学装置は、例えば、液晶表示装置であり、液晶表示パネルと、照明装置とを備える。前記照明装置は、例えばＬＥＤなどの光源を有し、光を照射し、透過させることにより前記液晶表示パネルを照明する。前記液晶表示パネルは、１つの表示画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、黄（Ｙ）、透明又は白色（Ｗ）の５つのサブ画素より構成される。Ｗのサブ画素は、具体的には、他のサブ画素における着色層に対応する部分に透明又は白色部を有する。なお、透明又は白色部は、例えば透明樹脂によって形成された層、もしくは何も設けない層とされる。Ｙのサブ画素を用いることにより、色再現範囲の拡張と、人間の視感度が高いＧの色の光の輝度の低下の抑制とを図ると共に、Ｗのサブ画素を用いることにより、１つの表示画素における分割数の増加による表示画面全体の輝度の低下を抑えることができる。また、本発明の電気光学装置では、Ｗのサブ画素に加え、Ｙのサブ画素を更に設けることにより、Ｙの視感度の相対的な低下を抑えることができる。

本発明の好適な実施例では、電気光学装置は、１つの表示画素の透過光の波長のピークが、６００ｎｍ以上の範囲にある第１着色領域と、５００〜５８０ｎｍの範囲にある第２着色領域と、４１５〜５００ｎｍの範囲にある第３着色領域と、５５０〜５９０ｎｍの範囲にある第４着色領域と、透明又は白色領域の５つのサブ画素から構成される液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに対して光を照射し、当該液晶表示パネルを透過させることにより照明する照明装置と、を備える。ここでいう透明又は白色領域とは、透明又は白色部を有する領域のことである。

上記の電気光学装置の好適な実施例は、前記第４着色領域の透過光のピークが５６０〜５８０ｎｍの範囲にある。

上記の電気光学装置の他の一態様は、入力されたＲＧＢの画像信号を、ＲＧＢＹの画像信号に変換して前記液晶表示パネルに出力する表示画像変換回路を更に備える。このようにすることで、入力画像の画像信号として、ＲＧＢの画像信号が入力された場合においても、出力画像の色再現範囲を黄系色の色再現範囲に拡大することができる。

上記の電気光学装置の他の一態様は、前記表示画像変換回路は、前記ＲＧＢの画像信号より輝度信号を算出し、前記輝度信号を基にＷの画像信号を決定して、前記液晶表示パネルへ出力する。具体的には、表示画像変換回路は、入力されたＲＧＢの画像信号に対応するＲＧＢＹの画像信号を、ＬＵＴ（Look Up Table）より求め、液晶表示パネルへ出力する。このようにすることで、出力画像の色純度の向上を図ることができる。

上記の電気光学装置の他の一態様は、前記表示画像変換回路は、前記輝度信号を基に前記照明装置の輝度を決定して、前記照明装置の輝度を調整する。このようにすることで、表示画面のコントラストを向上させることができる。

本発明のさらなる他の観点では、上記の電気光学装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器を構成することができる。

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。

［第１実施形態］
まず、図１及び図２を参照して、第１実施形態に係る液晶表示装置１００の構成について説明する。

図１は、第１実施形態に係る液晶表示装置１００の概略構成を模式的に示す平面図である。図１では、紙面手前側（観察側）にカラーフィルタ基板９２が、また、紙面奥側に素子基板９１が夫々配置されている。なお、図１では、紙面縦方向（列方向）をＹ方向と、また、紙面横方向（行方向）をＸ方向と規定する。また、図１において、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、Ｗ（透明又は白色）に対応する各領域は１つのサブ画素ＳＧを示していると共に、ＲＧＢＹＷに対応する１行５列のサブ画素ＳＧは、１つの表示画素ＡＧを示している。

図２は、液晶表示装置１００における切断線Ａ−Ａ´に沿った１つの表示画素ＡＧの拡大断面図である。図２に示すように、液晶表示装置１００は、液晶表示パネル３０と、照明装置１０より構成される。液晶表示パネル３０は、素子基板９１と、その素子基板９１に対向して配置されるカラーフィルタ基板９２とが枠状のシール材５を介して貼り合わされ、そのシール材５の内側に液晶が封入されて液晶層４が形成されてなる。液晶表示パネル３０の素子基板９１の外面上には、液晶表示パネル３０を照明する照明装置１０が備えられる。

第１実施形態に係る液晶表示装置１００は、ＲＧＢＹＷの５色を用いて構成されるカラー表示用の液晶表示装置であると共に、スイッチング素子としてα−Ｓｉ型ＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置である。

素子基板９１の平面構成について説明する。素子基板９１の内面上には、主として、複数のソース線３２、複数のゲート線３３、複数のα−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３７、複数の画素電極３４、ドライバＩＣ４０、外部接続用配線３５及びＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）４１などが形成若しくは実装されている。

図１に示すように、素子基板９１は、カラーフィルタ基板９２の一辺側から外側へ張り出してなる張り出し領域３１を有しており、その張り出し領域３１上には、ドライバＩＣ４０が実装されている。ドライバＩＣ４０の入力側の端子（図示略）は、複数の外部接続用配線３５の一端側と電気的に接続されていると共に、複数の外部接続用配線３５の他端側はＦＰＣ４１と電気的に接続されている。各ソース線３２は、Ｙ方向に延在するように且つＸ方向に適宜の間隔をおいて形成されており、各ソース線３２の一端側は、ドライバＩＣ４０の出力側の端子（図示略）に電気的に接続されている。

各ゲート線３３は、Ｙ方向に延在するように形成された第１配線３３ａと、その第１配線３３ａの終端部からＸ方向に延在するように形成された第２配線３３ｂとを備えている。各ゲート線３３の第２配線３３ｂは、各ソース線３２と交差する方向、即ちＸ方向に延在するように且つＹ方向に適宜の間隔をおいて形成されており、各ゲート線３３の第１配線３３ａの一端側は、ドライバＩＣ４０の出力側の端子（図示略）に電気的に接続されている。各ソース線３２と各ゲート線３３の第２配線３３ｂの交差に対応する位置にはα−ＴＦＴ素子３７が設けられており、各α−ＴＦＴ素子３７は各ソース線３２、各ゲート線３３及び各画素電極３４等に電気的に接続されている。各α−ＴＦＴ素子３７及び各画素電極３４は、ガラスなどの基板１上の各サブ画素ＳＧに対応する位置に設けられている。各画素電極３４は、例えばＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）などの透明導電材料により形成されている。

１つの表示画素ＡＧがＸ方向及びＹ方向に複数個、マトリクス状に並べられた領域が有効表示領域Ｖ（２点鎖線により囲まれる領域）である。この有効表示領域Ｖに、文字、数字、図形等の画像が表示される。つまり、この有効表示領域Ｖが、液晶表示装置１００における表示画面の領域を示している。なお、有効表示領域Ｖの外側の領域は表示に寄与しない額縁領域３８となっている。また、各ソース線３２、各ゲート線３３、各α−ＴＦＴ素子３７、及び各画素電極３４等の内面上には、図示しない配向膜が形成されている。

次に、カラーフィルタ基板９２の平面構成について説明する。図２に示すように、カラーフィルタ基板９２は、ガラスなどの基板２上に、遮光層（一般に「ブラックマトリクス」と呼ばれ、以下では、単に「ＢＭ」と略記する）、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、６Ｙと、Ｗの透明又は白色部６Ｗ及び共通電極８などを有する。なお、透明又は白色部６Ｗは、例えば透明樹脂によって形成された層、もしくは何も設けない層とされ、照明装置１０からの光Ｌをそのまま、無着色で透過する。ＢＭは、各サブ画素ＳＧを区画する位置に形成されている。図２では、各色のサブ画素ＳＧについて、対応する色をカッコ付きで示している。

なお、以下の説明もしくは図面において、ＲＧＢＹの色を特定することなく構成要素を示す場合には、単に「着色層６」のように記し、ＲＧＢＹの色を区別して構成要素を示す場合には、例えば「着色層６Ｒ」のように記すこととする。この着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、６Ｙと、透明又は白色部６Ｗがカラーフィルタを構成する。共通電極８は、画素電極と同様にＩＴＯなどの透明導電材料からなり、カラーフィルタ基板９２の略一面に亘って形成されている。共通電極８は、シール材５の隅の領域Ｅ１において配線３６の一端側と電気的に接続されていると共に、当該配線３６の他端側は、ドライバＩＣ４０のＣＯＭに対応する出力端子と電気的に接続されている。

次に、照明装置１０について説明する。照明装置１０は、導光板１１と光源部１２より構成される。光源部１２は、光源として複数のＬＥＤ１３を有している。複数のＬＥＤ１３としては、青色ＬＥＤからの青色光でＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体を励起し、それによって白色光を照射するシングルチップ方式の白色ＬＥＤを配列したものを用いても良いし、又は、ＲＧＢの夫々の色のＬＥＤを揃えて同時に発光および混光することによって白色光を出光するマルチチップ方式のものを用いても良い。複数のＬＥＤ１３より出光した白色光は、光源部１２より光Ｌとして、導光板１１の端面（以下、「入光端面」と称す）１１ｃに向けて出光する。

光源部１２より出光した光Ｌは、導光板１１の入光端面１１ｃより導光板１１内へ入り、導光板１１の出光面１１ａ、反射面１１ｂで反射を繰り返すことにより方向を変え、導光板１１の出光面１１ａと光Ｌのなす角が臨界角を超えると、導光板１１の出光面１１ａから照明光Ｌとして図示しない光学シートを介して液晶表示パネル３０へ向けて夫々出光する。液晶表示装置１００は、光Ｌが液晶表示パネル３０を透過することによって照明される。これにより、液晶表示装置１００は、文字、数字、図形等の画像を表示することができ、観測者が画像を視認することができる。

液晶表示装置１００では、電子機器のメイン基板等と接続されたＦＰＣ４１側からの信号及び電力等に基づき、ドライバＩＣ４０によって、Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｍ−１、Ｇｍ（ｍは自然数）の順にゲート線３３が順次排他的に１本ずつ選択されるとともに、選択されたゲート線３３には、選択電圧のゲート信号が供給される一方、他の非選択のゲート線３３には、非選択電圧のゲート信号が供給される。そして、ドライバＩＣ４０は、選択されたゲート線３３に対応する位置にある画素電極３４に対し、表示内容に応じたソース信号を、それぞれ対応するＳ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎ−１、Ｓｎ（ｎは自然数）のソース線３２及びα−ＴＦＴ素子３７を介して供給する。その結果、液晶層４の配向状態が制御され、液晶表示装置１００の表示状態が、非表示状態または中間表示状態に切り替えられることとなる。

なお、液晶表示装置１００は、完全透過型の液晶表示装置として示しているが、これに限られず、代わりに半透過反射型の液晶表示装置を用いるとすることもできる。図３に半透過反射型の液晶表示装置におけるサブ画素ＳＧの構成を示す。この場合、サブ画素ＳＧ毎の画素電極３４上に光を反射する反射層４１が設けられる。この態様の例としては、図３（ａ）に示すように、開口部４２を有するように反射層４１が形成される。この開口部４２が、照明装置１０からの光Ｌを透過する透過領域となる。又は、図３（ｂ）に示すように、サブ画素ＳＧを２つの領域に分け、一方のみに反射層４１を形成し、他方には反射層４１を形成しないこととしてもよい。この場合、反射層４１を形成しない領域４３が、照明装置１０からの光Ｌを透過する透過領域となる。

さらに、図１に示すように、スイッチング素子としては、α−ＴＦＴ素子３７を用いるとしているが、これに限られず、代わりにポリシリコンＴＦＴやＴＦＤ（Thin Film Diode）素子を用いるとすることもできる。

（スペクトル分布と色度図）
図４に、第１実施形態に係る液晶表示装置１００における着色層６の透過率と光の波長の関係を示す。横軸は光の波長[ｎｍ]を、縦軸は着色層の透過率を夫々示す。

図４において、グラフ３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂ、３０１Ｙは、夫々ＲＧＢＹの着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、６Ｙの透過率を示す。ＲＧＢＹの夫々の着色層６の透過率は、グラフ３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂ、３０１Ｙより分かるように、それぞれＲＧＢＹの各色の波長の範囲で透過率が最も高くなる性質を有している。よって、第１実施形態に係る液晶表示装置１００では、ＲＧＢＹの各色を表示する場合、各色の着色層が各色の波長の範囲にある光のみを透過することにより、カラー表示を行うことができる。ここで、グラフ３０１Ｙを見ると、グラフ３０１Ｇと重なっている領域３５０を有することが分かる。つまり、Ｙの色の着色層６ＹとＧの色の着色層６Ｇとでは、透過波長領域が重なる部分を有する。

図５に第１実施形態に係る液晶表示装置による色再現範囲を国際照明委員会（ＣＩＥ）の色度図で示す。図５において、色再現範囲４０１は、人間の目の波長感度特性による色再現範囲であり、人間が見分けることのできる色再現範囲を示している。三角形の破線で示した色再現範囲４０２は、一般的なＲＧＢの３色のみからなる着色層を有する液晶表示装置により達成される色再現範囲である。一方、四角形の実線で示した色再現範囲４５１は、第１実施形態に係る液晶表示装置１００により達成される色再現範囲である。なお、色再現範囲４１１は、黄系色の色再現範囲を示している。

図５において、黄系色の色再現範囲が色再現範囲４１１となることから分かるように、一般的なＲＧＢの３色のみからなる着色層を有する液晶表示装置では、色再現範囲が４０２となるので、黄系色を表示するのが困難であった。一方、第１実施形態に係る液晶表示装置により達成される色再現範囲４５１は、色再現範囲４０２と較べて、色再現範囲は拡大しており、特に黄系色の再現範囲４１１に張り出すような形状をしている。即ち、第１実施形態に係る液晶表示装置１００によって、色再現範囲を拡大すること、特に黄系色の色再現範囲を拡大することが可能となる。

一般的なＲＧＢの３色のみからなる着色層を有する液晶表示装置と比較すると、先にも述べたように、第１実施形態に係る液晶表示装置では、１つの表示画素に、ＲＧＢのサブ画素ＳＧに加えて、Ｙ、Ｗのサブ画素ＳＧを有する構造となる。一般的なＲＧＢの３色のみからなる着色層を有する液晶表示装置では、１つの表示画素は、ＲＧＢのサブ画素ＳＧから構成されているので、３分割されている。それに対し、第１実施形態に係る液晶表示装置では、１つの表示画素は、ＲＧＢＹＷのサブ画素ＳＧから構成されるので、５分割されている。従って、第１実施形態に係る液晶表示装置１００は、一般的なＲＧＢの３色のみからなる着色層を有する液晶表示装置と比較して、表示画面全体から見ると、各サブ画素ＳＧを区画する位置に形成されるＢＭが増えると共に、各サブ画素ＳＧにおける開口率も小さくなるため、光の透過率が低下し、輝度も低下するように思われる。

しかしながら、第１実施形態に係る液晶表示装置１００では、先に述べたように、Ｙの色の着色層６ＹとＧの色の着色層６Ｇとでは、透過波長領域が重なる部分を有する。この透過波長領域が重なる部分の色の光は、着色層６Ｙと着色層６Ｇの両方を透過することができる。言い換えれば、１つの表示画素が５分割されることにより、一般的なＲＧＢの３色のみからなる着色層を有する液晶表示装置におけるサブ画素の面積と比較して、１つのサブ画素ＳＧにおける光の透過率が小さくなっても、この透過領域が重なる部分の色の光は、着色層６Ｙを有するサブ画素ＳＧ、着色層６Ｇを有するサブ画素ＳＧの両方より出光することができる。Ｇの色の光は、人間の視感度が高い。従って、Ｙのサブ画素ＳＧを通してＧの色の一部の波長領域の光を出光することにより、人間の視感度が高いＧの色の光の輝度の低下を抑えることができる。

また、第１実施形態に係る液晶表示装置１００では、１つの表示画素が５分割されたとはいえ、その内の１つのサブ画素ＳＧは、Ｗのサブ画素ＳＧとなっている。Ｗのサブ画素ＳＧは、透明又は白色部６Ｗを有しているので、照明装置１０より出光された光Ｌを透明又は白色部６Ｗで吸収することなく、そのまま透過することができる。従って、Ｗのサブ画素ＳＧを用いることにより、表示画素の輝度を向上させることができ、引いては表示画面全体の輝度を向上させることができる。このことから分かるように、第１実施形態に係る液晶表示装置では、１つの表示画素が５分割されることによって生じる表示画面全体の輝度の低下を、光Ｌをそのまま透過することのできるＷのサブ画素ＳＧを用いることで抑えることができる。

また一般的なＲＧＢの３色のみからなる着色層を有する液晶表示装置にＷのサブ画素を追加して設けた場合には、表示画面の輝度は向上するものの、Ｗのサブ画素ＳＧを追加することにより、相対的に人間の視感度がＲ、Ｇで低下する。そのため、Ｒ、Ｇ及びその両者を混合して表示するＹの視感度も相対的に低下し、表示したときに彩度が低下して感じるあるいは”くすんだ色”になってしまう。それに対し、第１実施形態に係る液晶表示装置１００では、Ｗのサブ画素ＳＧに加え、Ｙのサブ画素ＳＧを更に設けているので、Ｙの視感度の相対的な低下を抑えることができる。

以上をまとめると、第１実施形態に係る液晶表示装置１００は、一般的なＲＧＢの３色のみからなる着色層を有する液晶表示装置と比較して、Ｙのサブ画素ＳＧを用いることにより、色再現範囲の拡張と、人間の視感度が高いＧの色の光の輝度の低下の抑制とを図ると共に、Ｗのサブ画素ＳＧを用いることにより、１つの表示画素における分割数の増加による表示画面全体の輝度の低下を抑えることができる。また、第１実施形態に係る液晶表示装置１００では、Ｗのサブ画素ＳＧに加え、Ｙのサブ画素ＳＧを更に設けているので、Ｙの視感度の相対的な低下を抑えることができる。

第１実施形態に係る液晶表示装置１００に入力される画像信号としては、例えば、ＲＧＢＹの各色の画像信号が外部より直接入力されるとしても良いし、又は、ＲＧＢの各色の画像信号が外部より入力され、ＲＧＢＹの各色の画像信号に変換されるとしても良い。このとき、Ｗのサブ画素ＳＧにおける液晶層は、常に光を完全に透過する状態にされている。

次に、液晶表示装置１００において、ＲＧＢの各色の画像信号がＲＧＢＹの各色の画像信号に変換される場合について述べる。

図６は、第１実施形態に係る液晶表示装置１００の模式図である。液晶表示装置１００において、入力されたＲＧＢの各色の画像信号がＲＧＢＹの各色の画像信号に変換される場合、液晶表示装置１００は、表示画像変換回路６１２を備える。表示画像変換回路６１２は、パーソナルコンピュータなどの外部の表示画像出力源６１１より出力されたＲＧＢの各色の画像信号を、ＲＧＢＹの各色の画像信号に変換して、液晶表示パネル３０に出力する機能を有する。

表示画像出力回路６１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理部６１２ａと、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶部６１２ｂとを備えて構成されている。演算処理部６１２ａは、表示画像出力源６１１より出力された入力画像のＲＧＢの各色の画像信号６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを、ＲＧＢＹの各色の画像信号６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂ、６２Ｙに変換する。記憶部６１２ｂには、所定の強度のＲＧＢの各色の画像信号と、これに対応する強度のＲＧＢＹの各色の画像信号とを対応させたＬＵＴ（Look Up Table）が設けられている。例えば、演算処理部６１２ａに、Ｙの色のみを表示させるＲＧＢの各色の画像信号、例えば、Ｒ＝０、Ｇ＝１００、Ｂ＝１００の強度のＲＧＢの各色の画像信号が入力された場合、演算処理部６１２ａは、このＲＧＢの各色の画像信号の強度に対応する強度のＲＧＢＹの各色の画像信号（例えば、Ｒ＝０、Ｇ＝１０、Ｂ＝１０、Ｙ＝１００）を、記憶部６１２ｂのＬＵＴより取得し、取得したＲＧＢＹの各色の画像信号を液晶表示パネル３０へ出力する。これにより、液晶表示パネル３０の表示画面に、ＲＧＢの各色だけでなく、Ｙの色を表示することができる。このようにして、このようにすることで、入力画像の画像信号として、ＲＧＢの画像信号が入力された場合においても、出力画像の色再現範囲を黄系色の色再現範囲に拡大することができる。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置１００ａについて述べる。図７は、第２実施形態に係る液晶表示装置１００ａを示す模式図である。第２実施形態に係る液晶表示装置１００ａにおける表示画像変換回路６１２は、パーソナルコンピュータなどの表示画像出力源６１１より出力されたＲＧＢの各色の画像信号をＲＧＢＹの各色の画像信号に変換するだけでなく、Ｗの画像信号にも変換して、液晶表示パネル３０に出力する機能を有する。

表示画像出力回路６１２は、第１実施形態で述べたのと同様にして、ＲＧＢの各色の画像信号をＲＧＢＹの各色の画像信号に変換して、色再現範囲の拡大を図る。このとき、演算処理部６１２ａは、更に、入力されたＲＧＢの各色の画像信号より、輝度信号を算出し、当該輝度信号を基に決定されたＷの色の画像信号を液晶表示パネル３０へ出力する。以下に示す式（１）は、ＲＧＢの各色の強度より、輝度信号Ｙ_sigと色差信号Ｉ、Ｑを算出する一般的な式である。式（１）では、ＲＧＢの各色の強度を夫々、Ｒａ、Ｇａ、Ｂａとしている。具体的には、演算処理部６１２ａは、入力されたＲＧＢの各色の画像信号より、ＲＧＢの各色の強度を検出した後、検出されたＲＧＢの各色の強度より、式（１）の輝度信号Ｙ_sigを求める式を用いて、輝度信号Ｙ_sigを算出する。

演算処理部６１２ａは、算出された輝度信号Ｙ_sigを基に、Ｗの画像信号を決定し、決定されたＷの画像信号を液晶表示パネル３０へ出力する。このようにすることで、Ｗのサブ画素ＳＧにおける液晶層の階調を入力画像に合わせて調整することができ、出力画像を入力画像に合わせた適切な輝度で表示することができる。

第２実施形態に係る液晶表示装置１００ａは、上述したように、輝度信号Ｙ_sigを基に、Ｗのサブ画素ＳＧにおける液晶層の階調を調整することができるので、出力画像を、入力画像に合わせた適切な輝度で表示することができる。従って、Ｗのサブ画素ＳＧにおける液晶層を、常に光が透過する状態にするよりも、出力画像の色純度の向上を図ることができる。

[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置１００ｂについて述べる。図８は、第３実施形態に係る液晶表示装置１００ｂの模式図である。第３実施形態に係る液晶表示装置１００ｂと、第１実施形態に係る液晶表示装置１００との異なる点は、表示画像変換回路６１２が、照明装置１０に対し、制御信号６２ＢＬを供給する点である。具体的には、表示画像変換回路６１２は、制御信号６２ＢＬを照明装置１０のＬＥＤ１３に供給することにより、照明装置１０の光源部１２より出光される光Ｌの輝度を調整する。

表示画像変換回路６１２の演算処理部６１２ａは、先の式（１）より求められた輝度信号Ｙ_sigを基に、制御信号６２ＢＬを決定する。例えば、輝度信号Ｙ_sigを基に、１つの表示画像において、高い輝度を有する表示画素の割合が多いと判断した場合には、光Ｌの輝度を高める調整を行う一方、１つの表示画像において、低い輝度を有する表示画素の割合が多いと判断した場合には、光Ｌの輝度を低くする調整を行う。このとき、Ｗのサブ画素ＳＧは、その液晶層を完全透過の状態としても良いし、又は、第２実施形態に係る液晶表示装置１００ａで述べたように、輝度信号Ｙ_sigを基に階調を変えることとしても良い。

第３実施形態に係る液晶表示装置では、入力される画像信号に対応して照明装置１０より出光される光Ｌの輝度を調整することで、明るい画像はより明るく、暗い画像はより暗く表示することができ、表示画面のコントラストを向上させることができる。

[変形例]
上記の説明では、カラーフィルタとして機能する着色層の色（着色領域）としてＲＧＢＹを挙げて説明したが、本発明の適用はこれには限定されず、他の４色の着色領域により１画素を構成することもできる。

この場合、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、赤系の色相の着色領域（「第１着色領域」とも呼ぶ）、緑系の色相の着色領域（「第２着色領域」とも呼ぶ）、青系の色相の着色領域（「第３着色領域」とも呼ぶ）、黄系の色相の着色領域（「第４着色領域」とも呼ぶ）からなる。ここで「系」との語を用いているが、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、例えば、
・赤系の色相の着色領域は、橙から赤である。
・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。

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。

また、上記では４色の着色領域による広範囲の色再現性を色相で述べたが、以下に、着色領域を透過した光の波長で表現すると図４より以下のようになる。
・赤系の着色領域は、該着色領域を透過した光の波長のピークが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。
・緑系の着色領域は、該着色領域を透過した光の波長のピークが５００ｎｍ〜５８０ｎｍにある着色領域で、好ましくは、５１０〜５７０ｎｍにある着色領域である。
・青系の着色領域は、該着色領域を透過した光の波長のピークが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。
・黄系の着色領域は、該着色領域を透過した光の波長のピークが５５０〜５９０ｎｍにある着色領域で、好ましくは、５６０〜５８０ｎｍにある着色領域である。

なお、本例における４色の着色領域を用いた場合、バックライトにはＲＧＢＷの光源として、上述のＬＥＤの他、蛍光管、有機ＥＬなどを用いても良い。

但し、ＲＧＢＷの光源のうち、ＲＧＢ光源としては、以下のものが好ましい。
・Ｂは発光する光の波長のピークが４３５ｎｍ〜４８５ｎｍにあるもの
・Ｇは発光する光の波長のピークが５２０ｎｍ〜５４５ｎｍにあるもの
・Ｒは発光する光の波長のピークが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も良い。

次に、各実施形態に係る液晶表示装置１００〜１００ｂの変形例について述べる。本変形例は、具体的には、表示画素ＡＧにおけるサブ画素ＳＧの配列構成の変形例である。

図９（ａ）〜（ｄ）は、表示画素ＡＧにおけるサブ画素ＳＧの配列構成の変形例を示す平面図である。夫々ハッチングされた領域が、夫々の色のサブ画素ＳＧの領域を示している。図９（ａ）は上述したサブ画素ＳＧの配列構成を示している。１つの表示画素ＡＧにおけるサブ画素ＳＧの配列構成としては、図９（ａ）に示す配列構成に限られるものではなく、代わりに図９（ｂ）〜（ｄ）に示す配列構成とすることもできる。

図９（ｂ）に示す配列構成では、図に示すように、Ｗのサブ画素ＳＧは、Ｌ字型の形状をなしており、ＲＧＢＹの各色のサブ画素ＳＧに接する構成となる。従って、このような配列構成を採った場合、観測者は、ＲＧＢＹの各色の輝度が等しく向上して見える。また、図９（ａ）〜（ｂ）に示す配列構成では、ＲＧＢＹＷの各色のサブ画素ＳＧがストライプ状に配列されているので、ゲート線３３やソース線３２といったサブ画素ＳＧの表示状態を制御する液晶表示パネル３０の配線構成を簡単にすることができる。

図９（ｃ）に示す配列構成では、ＲＧＢＹの各色のサブ画素ＳＧを田の字型に配列し、その中心にＷのサブ画素ＳＧを配列する構成となる。このような配列構成を採った場合、Ｗのサブ画素ＳＧが配置されている表示画素ＡＧの中心部が明るくなるので、観測者から見て表示画素ＡＧそのものの輝度が向上して見える。図９（ｄ）に示すデルタ配列の配列構成としても同様の効果が得られる。

さらに、図９（ａ）〜（ｄ）において、Ｗのサブ画素ＳＧの面積は、他の色、即ちＲＧＢＹの各色のサブ画素ＳＧの面積と異ならせても良い。なぜならば、Ｗのサブ画素ＳＧは、表示画素ＡＧの輝度を向上させるためのものに過ぎないからである。

[電子機器]
次に、上述した各実施形態に係る液晶表示装置１００〜１００ｂを適用可能な電子機器の具体例について図１０を参照して説明する。

まず、各実施形態に係る液晶表示装置１００〜１００ｂを、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図１０（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本発明に係る液晶表示装置１００〜１００ｂを適用した表示部７１３とを備えている。

続いて、各実施形態に係る液晶表示装置１００〜１００ｂを、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図１０（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、本発明に係る液晶表示装置１００〜１００ｂを適用した表示部７２４を備える。

なお、各実施形態に係る液晶表示装置１００〜１００ｂを適用可能な電子機器としては、図１０（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図１０（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・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、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。

第１実施形態に係る液晶表示装置の平面図である。 第１実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。 第１実施形態に係る液晶表示装置のサブ画素の平面図である。 第１実施形態に係る液晶表示装置のスペクトル分布を示す図である。 色度範囲を示す国際照明委員会（ＣＩＥ）のｘｙ色度図である。 第１実施形態に係る液晶表示装置の模式図である。 第２実施形態に係る液晶表示装置の模式図である。 第３実施形態に係る液晶表示装置の模式図である。 各実施形態の液晶表示装置の変形例を示すサブ画素の平面図である。 各実施形態の液晶表示装置を適用した電子機器の例を示す図である。

符号の説明

１１ 導光板、 １２ 光源部、 １３ ＬＥＤ、 １０ 照明装置、 ３０ 液晶表示パネル、 １００ 液晶表示装置

Claims (7)

1. １つの表示画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、黄（Ｙ）、透明又は白色（Ｗ）の５つのサブ画素から構成される液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルに対して光を照射し、当該液晶表示パネルを透過させることにより照明を行う照明装置と、
   を備えることを特徴とする電気光学装置。
2. １つの表示画素の透過光の波長のピークが、６００ｎｍ以上の範囲にある第１着色領域と、５００〜５８０ｎｍの範囲にある第２着色領域と、４１５〜５００ｎｍの範囲にある第３着色領域と、５５０〜５９０ｎｍの範囲にある第４着色領域と、透明又は白色領域の５つのサブ画素から構成される液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルに対して光を照射し、当該液晶表示パネルを透過させることにより照明する照明装置と、
   を備えることを特徴とする電気光学装置。
3. 前記第４着色領域の透過光のピークが５６０〜５８０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
4. 入力されたＲＧＢの画像信号を、ＲＧＢＹの画像信号に変換して前記液晶表示パネルに出力する表示画像変換回路を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
5. 前記表示画像変換回路は、前記ＲＧＢの画像信号より輝度信号を算出し、前記輝度信号を基にＷの画像信号を決定して、前記液晶表示パネルへ出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
6. 前記表示画像変換回路は、前記輝度信号を基に前記照明装置の輝度を決定して、前記照明装置の輝度を調整することを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器。

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