JP2011186191A - 液晶装置とその駆動方法、および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】外部環境の明るさに応じて明るい表示、もしくは色鮮やかな表示が可能な液晶装置とその駆動方法を提供する。
【解決手段】本発明の液晶装置１０７は、複数の画素Ｐからの出力光により画像を形成する画像表示部と、複数の画素の各々を駆動する駆動信号を生成する駆動ＩＣ１１０（駆動部）と、を備え、各画素Ｐは、赤色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒと、緑色光出力用サブ画素Ｄ_Ｇと、青色光出力用サブ画素Ｄ_Ｂと、赤色光、緑色光、青色光の少なくとも一つの出力光により得られる画像の輝度および色純度を調整するための光を出力する白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗ（輝度・色純度調整用サブ画素）とを含み、駆動ＩＣ１１０は、外部環境の明るさを示す明るさ情報に基づいて、白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗに供給する駆動信号を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶装置とその駆動方法、および電子機器に関する。

反射型の液晶装置として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色を表現するサブ画素に、例えば白色（Ｗ）のサブ画素を追加し、いわゆる４色のサブ画素によって表示を行うものが提案されている（例えば、下記の特許文献１参照）。この液晶装置によれば、白色（Ｗ）のサブ画素を追加したことで表示可能な輝度の範囲が広がるため、明るい画像を得ることができる。また、反射モードと透過モードとを兼ね備えた、いわゆる半透過反射型の液晶装置においても、上記と同様、白色（Ｗ）のサブ画素を追加したものが提案されている（例えば、下記の特許文献２、特許文献３参照）。

特開２０００−３３０１０２号公報 特開２００７−１８３５６９号公報 特開２００８−６４９４５号公報

上記特許文献１に記載の液晶装置は反射型液晶装置であり、表示が暗くなりがちであるという問題を元々抱えているため、暗い場所（以下、暗所と称する）で使用したときに表示が明るくなるのは好ましいことである。しかしながら、その反面、白色（Ｗ）のサブ画素を追加したことで色純度が低下し、特に明るい場所（以下、明所と称する）で使用したときに鮮やかな色の表示が得られない、という問題が生じる。また、上記特許文献２、特許文献３に記載の半透過反射型の液晶装置、ひいては透過型の液晶装置でも同様の問題を抱えており、暗所における表示の明るさと明所における色の鮮やかさを両立することが望まれている。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、外部環境の明るさに応じて明るい表示、もしくは色鮮やかな表示が可能な液晶装置とその駆動方法、および上記のような表示が可能な電子機器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の液晶装置は、液晶と前記液晶を駆動する電極とを有し、特定色の光を出力する特定色光出力用画素と、前記特定色の出力光の輝度および色純度を調整するための調整光を出力する輝度・色純度調整用画素と、前記特定色光出力用画素を駆動するとともに、外部環境光の明るさを示す明るさ情報に基づいて、前記輝度・色純度調整用画素を駆動する駆動部と、を備えることを特徴とする。さらに、前記特定色光出力用画素は、赤色光を出力する赤色光出力用サブ画素と、緑色光を出力する緑色光出力用サブ画素と、青色光を出力する青色光出力用サブ画素と、を含み、前記輝度・色純度調整用画素は、前記赤色光、前記緑色光、前記青色光の少なくとも一つの出力光の輝度および色純度を調整するための調整光を出力する輝度・色純度調整用画素を含む構成であってもよい。

本発明の液晶装置によれば、駆動部が外部環境光の明るさ情報に基づいて輝度・色純度調整用画素に供給する駆動信号を生成する構成となっているため、例えば本発明の液晶装置を明所で使用する際には、輝度・色純度調整用画素に対して暗所で使用する場合に比べて液晶の光透過率を低下させる駆動信号を生成、供給することができる。この場合、輝度・色純度調整用画素からの出力光が減少するので、表示の明るさは低下する反面、全出力光中に占める特定色（赤色光、緑色光、青色光）の割合が相対的に増加するので、色純度は向上する。また、これとは逆に、明所で使用する場合であっても、暗所で使用する場合に比べて液晶の光透過率を増加させる駆動信号を生成、供給することもできる。この場合、色純度は低下する反面、明るさは向上させることができる。このようにして、外部環境光の明るさに応じて明るい表示、もしくは色鮮やかな表示のいずれかが可能な液晶装置を実現できる。

本発明の液晶装置が、前記一対の基板のうちの一方の基板に設けられた反射層からの反射光により前記画像を形成する反射型液晶装置である場合、前記駆動部は、前記外部環境光の明るさが明るいときよりも暗いときに、前記輝度・色純度調整用画素からの調整光の輝度が大きくなるように駆動することが望ましい。

反射型液晶装置は外光を利用して表示を行うため、明所では表示が明るく、暗所では表示が暗くなるという特徴を持っている。そのため、明所では色鮮やかな表示、暗所では明るい表示が求められる。その点、上記の構成によれば、外部環境光の明るさが明るいよりも暗いときに、輝度・色純度調整用画素からの調整光の輝度が大きくなるように駆動信号が調整されて駆動されるので、明所では色鮮やかな表示、暗所では明るい表示が実現できる。

本発明の液晶装置が、前記一対の基板の外方に設けられた照明装置からの透過光により前記画像を形成する透過型液晶装置である場合、前記駆動部は、前記外部環境光の明るさが明るいときよりも暗いときに、前記輝度・色純度調整用画素からの調整光の輝度が小さくなるように駆動することが望ましい。

透過型液晶装置は照明装置からの光、すなわち装置自身が保有する光源からの光を利用して表示を行うため、明所ではむしろ表示が視認し難く、暗所では表示が視認し易いという特徴を持っている。そのため、反射型液晶装置とは逆に、明所ではより明るい表示、暗所では色鮮やかな表示が求められる。その点、上記の構成によれば、外部環境光の明るさが明るいときよりも暗いときに、輝度・色純度調整用画素からの調整光の輝度が小さくなるように駆動信号が調整されて駆動されるので、明所ではより明るい表示、暗所では色鮮やかな表示が実現できる。

本発明の液晶装置において、前記外部環境の明るさを検出するセンサーを備え、前記センサーが検出する明るさ情報に基づいて前記輝度・色純度調整用画素を駆動する構成としてもよい。
すなわち、上記の明るさ情報は本発明の液晶装置の外部から入力される構成でも良いし、本発明の液晶装置が有するセンサーから得ても良い。前者の場合には、液晶装置自身が明るさセンサーを備える必要がないという利点があり、後者の場合には、外部に明るさセンサーを用意することなく、液晶装置の内部で完結して本発明の効果が得られるという利点がある。

本発明の液晶装置において、前記輝度・色純度調整用画素が、白色光を出力する白色光出力用画素からなる構成としてもよい。
この構成によれば、赤色光出力用サブ画素、緑色光出力用サブ画素、青色光出力用サブ画素に、白色光出力用画素を加えた、４つのサブ画素で１つの画素を構成し、特に表示の明るさを重視した液晶装置を実現することができる。

あるいは、本発明の液晶装置において、前記輝度・色純度調整用サブ画素が、前記赤色光出力用サブ画素から出力される赤色光よりも色純度が低い赤色光を出力する低色純度赤色光出力用サブ画素、前記緑色光出力用サブ画素から出力される緑色光よりも色純度が低い緑色光を出力する低色純度緑色光出力用サブ画素、前記青色光出力用サブ画素から出力される青色光よりも色純度が低い青色光を出力する低色純度青色光出力用サブ画素、のうちの少なくとも一つを含む構成としてもよい。
この構成によれば、赤色光出力用サブ画素、緑色光出力用サブ画素、青色光出力用サブ画素に、低色純度赤色光出力用サブ画素、低色純度緑色光出力用サブ画素、低色純度青色光出力用サブ画素のうちの少なくとも一つを含む、４〜６個のサブ画素で１つの画素を構成し、特に色再現性に優れた液晶装置を実現することができる。

本発明の液晶装置の駆動方法は、画像信号に基づいて、前記特定色光出力用画素に供給する駆動信号を生成するとともに、前記画像信号と前記外部環境光の明るさ情報とに基づいて、前記輝度・色純度調整用画素に供給する駆動信号を生成することを特徴とする。

本発明の液晶装置の駆動方法によれば、外部環境光の明るさ情報に基づいて輝度・色純度調整用画素に供給する駆動信号を生成する構成となっているため、例えば液晶装置を明所で使用する際には、輝度・色純度調整用画素に対して暗所で使用する場合に比べて液晶の光透過率を低下させる駆動信号を生成、供給することができる。この場合、輝度・色純度調整用画素からの出力光が減少するので、表示の明るさは低下する反面、全出力光中に占める特定色光（赤色光、緑色光、青色光）の割合が相対的に増加するので、色純度は向上する。また、これとは逆に、明所で使用する場合であっても、暗所で使用する場合に比べて液晶の光透過率を増加させる駆動信号を生成、供給することもできる。この場合、色純度は低下する反面、明るさは向上させることができる。このようにして、外部環境の明るさに応じて明るい表示、もしくは色鮮やかな表示のいずれかが可能な液晶装置の駆動方法を実現できる。

本発明の電子機器は、上記本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、上記本発明の液晶装置を表示部として備えることで、外部環境の明るさに応じて明るい表示、もしくは色鮮やかな表示が可能な表示部を備えた電子機器を実現できる。

本発明の第１実施形態の液晶装置の画素と駆動ＩＣの概略構成図である。 同、液晶装置における外部環境の明るさ情報と輝度・色純度調整用サブ画素の出力光輝度の関係を示す図である。 同、液晶装置の動作を説明するための図である。 従来の液晶装置の動作を説明するための図である。 本実施形態の液晶装置の変形例を示す図である。 本発明の第２実施形態の液晶装置における画素構成を示す図である。 本発明の第３実施形態の液晶装置における外部環境の明るさ情報と輝度・色純度調整用サブ画素の出力光輝度の関係を示す図である。 本発明の液晶装置の全体構成を示す図である。 同、液晶装置の等価回路図である。 本発明の電子機器の一実施形態を示す斜視図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図５を参照しつつ説明する。
本実施形態の液晶装置は、輝度・色純度調整用サブ画素（輝度・色純度調整用画素）として白色光出力用サブ画素（白色光出力用画素）を用いるとともに、特定色光出力用画素として、複数の特定色光出力用画素（赤色光出力用サブ画素、緑色光出力用サブ画素、青色光出力用サブ画素）を用いた反射型液晶装置の例である。
図１は、本実施形態の液晶装置の画素と駆動ＩＣの概略構成図である。図２は、外部環境（外部環境光）の明るさ情報と白色光出力用サブ画素の出力光輝度の関係を示す図である。図３は、本液晶装置の表示状態を説明するための図である。図４は、従来の液晶装置の表示状態を説明するための図である。図５は、本実施形態の液晶装置の変形例を示す図である。
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ある。
また、以下の各実施形態では、本発明の主要部である画素構成と駆動部についてのみ説明し、液晶装置の全体構成については後でまとめて説明する。

本実施形態の液晶装置１０７は、図１（ａ）に示すように、赤色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒと、緑色光出力用サブ画素Ｄ_Ｇと、青色光出力用サブ画素Ｄ_Ｂと、白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗ（輝度・色純度調整用サブ画素）の４色のサブ画素からなる画素Ｐと、画素Ｐと電気的に接続された駆動ＩＣ１１０（駆動部）と、本液晶装置が使用される外部環境の明るさを検出する明るさセンサー１０６と、を備えている。４個のサブ画素のうち、白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗは輝度・色純度調整用サブ画素として機能するものである。白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗからの出力光の輝度が大きくなる程、全出力光に占める白色光の割合が大きくなるため、より明るく、色純度が低い表示となる。それとは逆に、白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗからの出力光の輝度が小さくなる程、全出力光に占める白色光の割合が小さくなるため、より暗く、色純度が高い表示となる。このように、白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗからの出力光の輝度を変えることにより、画素全体の輝度および色純度を調整することができる。
なお、図１（ａ）では一つの画素Ｐのみを図示するが、後述するように、液晶装置全体では複数の画素がマトリクス状に配置されて、画像表示部が構成されている。

駆動ＩＣ１１０は、図１（ｂ）に示すように、信号変換部１００と、駆動回路部１０１とを備えている。信号変換部１００は、図示しない外部ＭＰＵ（マイクロプロセッサー）やビデオコントローラーから供給されるＲＧＢ色信号ＲＧＢｉを、白色信号を加えたＲＧＢＷ色信号（Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏ，Ｗｏ）に変換して出力する。また、明るさセンサー１０６の具体的な形態は特に限定されるものではなく、周囲の明るさを検出できるものでありさえすれば、既存の光量センサーを用いることができる。明るさセンサー１０６からの出力信号値は明るいときに大きく、暗いときに小さいものとする。

信号変換部１００は、ＲＧＢ色信号の入力を受けて白色信号の出力レベルを算出する白色信号演算部を含んだ白色信号生成部１０５を備えている。白色信号生成部１０５には、明るさセンサー１０６が検出した外部環境の明るさ情報を示す明るさセンサー出力信号Ｌが入力される構成となっている。白色信号演算部は、ＲＧＢ色信号を構成する個々の色信号、すなわち赤色信号Ｒｉ、緑色信号Ｇｉ、青色信号Ｂｉの出力レベルＲ，Ｇ，Ｂ（０≦Ｒ，Ｇ，Ｂ≦１）から白色出力用サブ画素Ｄ_Ｗに対応する白色信号Ｗｉの出力レベルＷを算出する。

さらに、白色信号生成部１０５は、明るさセンサー１０６から入力された明るさセンサー出力信号Ｌに基づいて、白色信号演算部が算出した白色信号Ｗｉの出力レベルＷを補正する。具体的には、本実施形態の液晶装置１０７は反射型液晶装置であるから、外部環境が暗いときにはより明るい表示が求められ、外部環境が明るいときにはより色鮮やかな表示（色純度の高い表示）が求められる。したがって、これを実現するためには、図２に示すように、明るさセンサー出力信号Ｌが小さい（外部環境が暗い）ときには白色信号Ｗｉの出力レベルＷが大きくなる（白色出力用サブ画素Ｄ_Ｗからの出力光輝度が大きくなる）ように、また、明るさセンサー出力信号Ｌが大きい（外部環境が明るい）ときには白色信号Ｗｉの出力レベルＷが小さくなる（白色出力用サブ画素Ｄ_Ｗからの出力光輝度が小さくなる）ように白色信号Ｗｉの出力レベルＷを補正する。

明るさセンサー出力信号Ｌと白色信号Ｗｉの出力レベルＷとの関係は、図２に実線で示すように、勾配が一定の直線関係でも良いし、勾配が途中で変化した直線関係でもよいし、図２に破線で示すように、曲線関係でもよい。また、白色信号生成部１０５が実際に補正を行うための手段としては、明るさセンサー出力信号Ｌと白色信号Ｗｉの出力レベルＷの補正値を示したルックアップテーブルを予め用意しておき、これを参照する方法でも良いし、明るさセンサー出力信号Ｌに基づいて白色信号Ｗｉの出力レベルＷの補正値を算出する計算式を用いる方法でも良く、任意の方法を採用できる。

駆動回路部１０１は、少なくとも、信号変換部１００から供給されるＲＧＢＷ色信号を、対応する色のサブ画素のデータ信号（階調データ）Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂ，Ｓｗに変換するデータ信号生成部と、これらのデータ信号を、各サブ画素の選択動作に同期してサブ画素Ｄ_Ｒ，Ｄ_Ｇ，Ｄ_Ｂ，Ｄ_Ｗに出力する信号出力部とを備えている。そして、信号変換部１００から供給されるＲＧＢＷ色信号を、各サブ画素に対する駆動信号として、対応する色のサブ画素のデータ信号（階調データ）Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂ，Ｓｗに変換し、対応する色の各サブ画素に対して出力する。

上記構成を備えた本実施形態の液晶装置１０７においては、図示しないＭＰＵやビデオコントローラーから駆動ＩＣ１１０へのＲＧＢ色信号ＲＧＢｉと、明るさセンサー１０６からの出力信号Ｌの入力を受けて、これらの信号を駆動ＩＣ１１０に入力する。そして、駆動ＩＣ１１０では、入力されたＲＧＢ色信号ＲＧＢｉと明るさセンサー出力信号Ｌとを信号変換部１００に入力する。

信号変換部１００は、内蔵された白色信号生成部１０５の白色信号演算部において、入力されたＲＧＢ色信号の出力レベルＲ，Ｇ，Ｂ（０≦Ｒ，Ｇ，Ｂ≦１）を導出する。その後に得られた出力レベルＲ，Ｇ，Ｂと任意の演算式とを用いた演算により白色信号の出力レベルＷを算出した後、上述の明るさセンサー出力信号Ｌに基づく白色信号の出力レベルＷの補正を行い、得られた出力レベルの白色信号Ｗｏを駆動回路部１０１に出力する。また、外部から入力された色信号Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉをそのまま出力信号とした色信号Ｒｏ，Ｇｏ，ＢｏからなるＲＧＢＷ色信号を駆動回路部１０１に出力する。

そして、駆動回路部１０１は、入力されたＲＧＢＷ色信号を、対応する色のサブ画素用のデータ信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂ，Ｓｗに変換して出力し、かかるデータ信号の入力により、サブ画素Ｄ_Ｒ，Ｄ_Ｇ，Ｄ_Ｂ，Ｄ_Ｗがデータ信号の出力レベルに応じて点灯する結果、画素Ｐがこれらのサブ画素の色を混色した表示となる。

各サブ画素の表示状態の一例を示したのが図３であり、比較のために従来一般の液晶装置の表示状態を示したのが図４である。
従来一般の液晶装置では、図４に示す通り、暗所、明所にかかわらず、赤色の表示時には赤色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒを点灯させ、緑色の表示時には緑色光出力用サブ画素Ｄ_Ｇを点灯させ、青色の表示時には青色光出力用サブ画素Ｄ_Ｂを点灯させる。このように暗所、明所での各サブ画素の点灯状態が同じであるため、外光が少ない暗所では表示が暗く、視認性が劣ってしまう。

これに対して、本実施形態の液晶装置１０７では、図３に示すように、暗所において、赤色の表示時には赤色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒと白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗとを点灯させ、緑色の表示時には緑色光出力用サブ画素Ｄ_Ｇと白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗとを点灯させ、青色の表示時には青色光出力用サブ画素Ｄ_Ｂと白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗとを点灯させる。一方、明所においては、赤色の表示時には赤色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒを点灯させ、緑色の表示時には緑色光出力用サブ画素Ｄ_Ｇを点灯させ、青色の表示時には青色光出力用サブ画素Ｄ_Ｂを点灯させ、どの色を表示する場合でも白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗは非点灯とする。

なお、ここでは説明を簡略化するために、暗所において白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗを点灯、明所においては白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗを非点灯というように、点灯か非点灯かで説明したが、実際には、図２で示したように、明るさセンサー出力信号値に応じて白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗからの出力光の輝度を連続的（直線的または曲線的）に変化させている。

以上説明した本実施形態の液晶装置１０７によれば、駆動ＩＣ１１０の信号変換部１００が、明るさセンサー１０６から入力される明るさセンサー出力信号Ｌに基づいて白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗに供給する白色信号Ｗｉの出力レベルＷを調整するため、明所で使用する際には、白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗからの出力光輝度が小さく、暗所で使用する際には、白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗからの出力光輝度が大きくなる。この場合、明所では、表示の明るさは低下する反面、全出力光中に占める赤色光、緑色光、青色光の割合が相対的に増加するので、色純度は向上する。また、暗所では、全出力光中に占める白色光の割合が相対的に増加するので、色純度は低下する反面、明るさは向上する。このようにして、外部環境の明るさに応じて明るい表示、もしくは色鮮やかな表示が可能な液晶装置を実現できる。

上記実施形態では、白色信号演算部を有する信号変換部１００を、駆動ＩＣ１１０に内蔵した場合について説明した。しかし、本発明に係る電気光学装置における駆動制御系は上記構成に限定されるものではなく、例えば、図５に示す構成も適用することができる。

図５（ａ）は、本発明の液晶装置の第１の変形例を示す概略構成図である。図５（ａ）に示す第１の変形例に係る液晶装置１０８は、４色のサブ画素Ｄ_Ｒ，Ｄ_Ｇ，Ｄ_Ｂ，Ｄ_Ｗからなる画素Ｐと、信号変換部１００Ａと、駆動回路部１０１Ａとを備えている。すなわち、上記実施形態では駆動ＩＣ１１０に一体化されていた信号変換部１００と駆動回路部１０１とを、別個の回路である信号変換部１００Ａ及び駆動回路部１０１Ａとして設けた構成である。このように別個の回路として信号変換部１００Ａを設ける構成とすることで、従来構成に対して駆動回路部１０１Ａや画素Ｐの構成に変更を加えることなく本発明の構成を実現できる利点がある。

図５（ｂ）は、本発明の液晶装置の第２の変形例を示す概略構成図である。図５（ａ）に示す第２の変形例に係る液晶装置１０９は、ＹＵＶ信号やＮＴＳＣコンポジット信号などの他形式の画像信号Ｖｉｄｅｏの入力を受けて、ＲＧＢＷ色信号を出力する画像処理部１０２と、駆動回路部１０１Ａとを備えている。
画像処理部１０２は、画像信号の変換を行う画像変換部と、本発明に係る信号変換部１００とを備えている。換言すれば、画像処理部１０２は、信号変換部１００を備えたビデオコントローラーである。画像処理部１０２は、入力された画像信号Ｖｉｄｅｏを、画像変換部においてＲＧＢ色信号に変換し、かかるＲＧＢ色信号を信号変換部１００に入力してＲＧＢＷ色信号への変換を行う。そして、ＲＧＢＷ色信号を駆動回路部１０１Ａに対して出力するようになっている。
上記構成の第２の変形例は、ビデオコントローラー内蔵の液晶装置となるので、電子機器への実装に際しての汎用性が高くなる。また、従来構成に対して駆動回路部１０１Ａ及び画素Ｐの構成に変更を加えることなく本発明の構成を実現できる。

なお、上記実施形態では、液晶装置の構成として明るさセンサー１０６を備えている例を挙げたが、特に液晶装置が明るさセンサー１０６を備えていなくても良く、外部に設けた明るさセンサーからの出力信号が液晶装置に入力される構成になってさえいれば良い。この構成であれば、液晶装置自体の装置構成がコンパクトになる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図６を参照しつつ説明する。
本実施形態の液晶装置は、輝度・色純度調整用サブ画素として色純度が低い３色のサブ画素を用いた反射型液晶装置の例である。
本実施形態の液晶装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、画素内のサブ画素の構成が第１実施形態と異なるのみである。よって、以下では、図６を用いて画素内のサブ画素の構成のみについて説明する。

本実施形態の液晶装置は、図６に示すように、赤色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒ１と、緑色光出力用サブ画素Ｄ_Ｇ１と、青色光出力用サブ画素Ｄ_Ｂ１と、低色純度赤色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒ２（輝度・色純度調整用サブ画素）と、低色純度緑色光出力用サブ画素Ｄ_Ｇ２（輝度・色純度調整用サブ画素）と、低色純度青色光出力用サブ画素Ｄ_Ｂ２（輝度・色純度調整用サブ画素）、計６色のサブ画素からなる画素Ｐ１を有している。低色純度赤色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒ２は、赤色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒ１から出力される赤色光よりも色純度が低い赤色光を出力するものである。同様に、低色純度緑色光出力用サブ画素Ｄ_Ｇ２は、緑色光出力用サブ画素Ｄ_Ｇ１から出力される緑色光よりも色純度が低い緑色光を出力するもの、低色純度青色光出力用サブ画素Ｄ_Ｂ２は、青色光出力用サブ画素Ｄ_Ｂ１から出力される青色光よりも色純度が低い青色光を出力するものである。これらの色純度の違いは、後述するカラーフィルターの色材層を変えることで実現できる。

本実施形態の液晶装置では、図６に示すように、暗所において、赤色の表示時には赤色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒ１と低色純度赤色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒ２とを点灯させ、緑色の表示時には緑色光出力用サブ画素Ｄ_Ｇと低色純度緑色光出力用サブ画素Ｄ_Ｇ２とを点灯させ、青色の表示時には青色光出力用サブ画素Ｄ_Ｂと低色純度青色光出力用サブ画素Ｄ_Ｂ２とを点灯させる。一方、明所においては、赤色の表示時には赤色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒを点灯させ、緑色の表示時には緑色光出力用サブ画素Ｄ_Ｇを点灯させ、青色の表示時には青色光出力用サブ画素Ｄ_Ｂを点灯させ、いずれの表示時にも、各低色純度色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒ２、Ｄ_Ｇ２、Ｄ_Ｂ２は非点灯とする。なお、ここでは説明を簡略化するために、暗所において各低色純度色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒ２、Ｄ_Ｇ２、Ｄ_Ｂ２を点灯、明所においては各低色純度色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒ２、Ｄ_Ｇ２、Ｄ_Ｂ２を非点灯というように、点灯か非点灯かで説明したが、実際には、第１実施形態の白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗと同様、明るさセンサー出力信号値に応じて各低色純度色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒ２、Ｄ_Ｇ２、Ｄ_Ｂ２からの出力光の輝度を連続的（直線的または曲線的）に変化させている。

本実施形態においても、外部環境の明るさに応じて明るい表示、もしくは色鮮やかな表示が可能な液晶装置を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。また、第１実施形態では、輝度・色純度調整用サブ画素として白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗを用いたことで特に暗所での表示の明るさに優れた液晶装置が得られた。これに対し、本実施形態では、輝度・色純度調整用サブ画素として３色の低色純度色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒ２、Ｄ_Ｇ２、Ｄ_Ｂ２を用い、計６色のサブ画素で１つの画素を構成したことにより、特に色再現性に優れた液晶装置を実現できる。

なお、本実施形態では、輝度・色純度調整用サブ画素として３色の低色純度色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒ２、Ｄ_Ｇ２、Ｄ_Ｂ２を用いたが、必ずしも３色の低色純度色光出力用サブ画素Ｄ_Ｒ２、Ｄ_Ｇ２、Ｄ_Ｂ２を用いなくても良い。例えば、人間の目の視感度が最も高い緑色光に着目し、輝度・色純度調整用サブ画素として低色純度緑色光出力用サブ画素Ｄ_Ｇ２のみを用い、計４色のサブ画素で１つの画素を構成しても良い。この場合でも、３色のサブ画素で１つの画素を構成する場合に比べて色再現性を向上できる。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図７を参照しつつ説明する。
本実施形態の液晶装置は、輝度・色純度調整用サブ画素として白色光出力用サブ画素を用いた透過型液晶装置の例である。
本実施形態の液晶装置の基本構成は、反射型、透過型の違いを除いて第１実施形態と同様であり、外部環境の明るさに対する白色光出力用サブ画素の調整の方向が第１実施形態と異なるのみである。
よって、以下では、図７を用いてこの相違点のみについて説明する。

第１実施形態の液晶装置は反射型液晶装置であったため、外部環境が暗いときには明るい表示が求められ、外部環境が明るいときにはより色鮮やかな表示（色純度の高い表示）が求められた。これに対し、本実施形態の液晶装置は透過型液晶装置であるため、反射型の場合とは逆に、外部環境が明るいときには表示の視認性を確保するためにより明るい表示が求められ、外部環境が暗いときにはさほど明るくなくても視認性を確保できるため、色鮮やかな表示（色純度の高い表示）が求められる。

したがって、図７に示すように、明るさセンサー出力信号Ｌが小さい（外部環境が暗い）ときには白色信号Ｗｉの出力レベルＷが小さくなる（白色出力用サブ画素Ｄ_Ｗからの出力光輝度が小さくなる）ように、また、明るさセンサー出力信号Ｌが大きい（外部環境が明るい）ときには白色信号Ｗｉの出力レベルＷが大きくなる（白色出力用サブ画素Ｄ_Ｗからの出力光輝度が大きくなる）ように白色信号Ｗｉの出力レベルＷを補正する。

明るさセンサー出力信号Ｌと白色信号Ｗｉの出力レベルＷとの関係は、図７の実線に示すように、勾配が一定の直線関係でもよいし、勾配が途中で変化した直線関係でもよいし、図７の破線に示すように、曲線関係でもよい。また、白色信号生成部１０５が実際に補正を行うための手段は、第１実施形態と同様の方法を採用できる。

本実施形態のように透過型液晶装置においても、外部環境の明るさに応じて明るい表示、もしくは色鮮やかな表示が可能な液晶装置を実現できる、といった第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。

〔液晶装置の全体構成〕
以下、上記実施形態の液晶装置の全体構成について説明する。
図８（ａ）は、液晶装置の平面構成図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の断面構成図である。
液晶装置１５０は、表示ユニットである液晶パネル２を有しており、第１、第２実施形態の反射型液晶装置の場合には、液晶パネルのみで表示が可能である。また、第３実施形態の透過型液晶装置の場合には、図８（ｂ）に示したように、液晶パネル２の背面側（図示下面側）に配設されたバックライト（照明装置）５が必要となる。

液晶パネル２は、液晶３２を挟んで対向する第１基板２２aと第２基板２２ｂとを、これら２枚の基板の周縁部に環状に設けたシール材２３によって接着一体化したものである。本実施形態の液晶パネル２の表示面を構成する第１基板２２ａは、透明基板である基板本体２４ａの液晶層側の面に、透光性の共通電極２６ａや配向膜（図示略）等からなる液晶配向制御層が形成された構成を備える。表示面と反対側（図示下面側）に配置された第２基板２２ｂは、透明基板である基板本体２４ｂの液晶層側の面に、画素電極２６ｂや配向膜（図示略）等からなる液晶配向制御層が形成された構成を備える。液晶パネル２を構成する２枚の基板２２ａ、２２ｂの間には、基板２２ａ、２２ｂ間の距離（セルギャップ）を一定に保持するための粒状のスペーサ２９が分散配置されている。

また、第１基板２２a、第２基板２２ｂのいずれかには、カラーフィルターが設けられている。第１、第３実施形態のように、輝度・色純度調整用サブ画素として白色光出力用サブ画素を用いる場合には、白色光出力用サブ画素に相当する位置にカラーフィルターの色材層は不要である。第２実施形態のように、輝度・色純度調整用サブ画素として低色純度色光出力用サブ画素を用いる場合には、通常の色光出力用サブ画素に相当する位置と、低色純度色光出力用サブ画素に相当する位置とで、カラーフィルターの色材層の色純度、すなわち、色の濃度を変える必要がある。

反射型液晶装置の場合、視認側と反対側の基板である第２基板２２ｂに、第１基板２２ａ側から入射した光を反射させる反射層が必要となる。反射層は、基板本体２４ｂの液晶層側の面にアルミニウム等の反射率の高い金属によって形成されていても良いし、基板本体２４ｂの液晶層と反対側の面に外付けの反射板として貼付されていても良い。もしくは、基板本体２４ｂの液晶層側の面の画素電極２６ｂをアルミニウム等の反射率の高い金属によって形成し、画素電極２６ｂが反射層を兼ねる構成としても良い。

透過型液晶装置に用いるバックライト５は、透明樹脂材料等からなる導光板１５と、導光板１５の一側端面に配設された光源１６と、導光板１５の背面側（液晶パネル２と反対側）に配設された反射板１７とを備えて構成されている。光源１６はＬＥＤ（発光ダイオード）や冷陰極管等により構成されており、光源１６から出力された光を導光板１５の前記側端面から導光板１５内に導入し、当該光を反射板１７により反射させつつ液晶パネル２側へ照明光として射出するようになっている。

液晶パネル２は、パッシブマトリクス型又はアクティブマトリクス型のいずれであってもよく、液晶の配向形態も、ＴＮ型、ＶＡＮ型、ＳＴＮ型、強誘電型、反強誘電型等の種々の公知の形態を採り得る。

液晶パネル２の第２基板２２ｂには、第１基板２２ａの外周側に張り出した張り出し部２４ｃが設けられている。この張り出し部２４ｃは実装端子形成領域として使用するものである。張り出し部２４ｃには図示略の配線パターンが形成されており、第２基板２２ｂの画素電極２６ｂは図示略のスイッチング素子及び配線パターンを介して張り出し部２４ｃの配線パターンに電気的に接続されている。また、第１基板２２ａの共通電極２６ａも図示略の配線パターン及び導通材を介して張り出し部２４ｃの配線パターンと電気的に接続されている。そして、張り出し部２４ｃの配線パターンに対して、液晶パネル２を電気的に駆動する駆動ＩＣ１１０が実装されている。この駆動ＩＣ１１０の実装形態としては、ＣＯＧ実装やＦＰＣ実装等を用いることができる。

図８（ａ）に示すように、液晶パネル２のシール材２３に囲まれた内側に形成された画像表示部３１には、４色のサブ画素Ｄ_Ｒ，Ｄ_Ｇ，Ｄ_Ｂ，Ｄ_Ｗからなる画素Ｐが、平面視マトリクス状に配列されている。上述したように、各サブ画素Ｄ_Ｒ，Ｄ_Ｇ，Ｄ_Ｂ，Ｄ_Ｗの色種は、各々のサブ画素に対応して設けられたカラーフィルターにより決定される。白色出力用サブ画素Ｄ_Ｗは、着色されたカラーフィルターを設けない構成か、あるいは透明なカラーフィルターが設けられた構成とされる。

ここで、図９は、上記サブ画素Ｄ_Ｒ，Ｄ_Ｇ，Ｄ_Ｂ，Ｄ_Ｗが配列された画像表示部３１の等価回路図である。液晶パネル２の画像表示部３１には、データ線６ａおよび走査線３ａが格子状に配置され、データ線６ａと走査線３ａとの交点付近には、画像表示単位であるサブ画素Ｄ_Ｒ，Ｄ_Ｇ，Ｄ_Ｂ，Ｄ_Ｗが配置されている。したがって画素Ｐを構成する各サブ画素Ｄ_Ｒ，Ｄ_Ｇ，Ｄ_Ｂ，Ｄ_Ｗは、データ線６ａ及び走査線３ａを介して駆動ＩＣ１１０と電気的に接続されている。

マトリクス状に配置された複数のサブ画素Ｄ_Ｒ，Ｄ_Ｇ，Ｄ_Ｂ，Ｄ_Ｗには、それぞれ画素電極２６ｂが設けられている。画素電極２６ｂの近傍には、画素電極２６ｂへの通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ３０が形成されている。このＴＦＴ３０のソースには、データ線６ａが電気的に接続されている。各データ線６ａにはデータ信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎ（図１に示したデータ信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂ，Ｓｗ）が供給される。ＴＦＴ３０のゲートには、走査線３ａが電気的に接続されている。走査線３ａには、所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、‥、Ｇｍが供給される。またＴＦＴ３０のドレインには、画素電極２６ｂが電気的に接続されている。そして、走査線３ａから供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、‥、Ｇｍにより、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態にすると、データ線６ａから供給されたデータ信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。

液晶に書き込まれた所定レベルのデータ信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎは、画素電極２６ｂと後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。また保持されたデータ信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極２６ｂと容量線３ｂとの間に蓄積容量７０が形成され、液晶容量と並列に配置されている。そして、上記のように液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光が変調されて階調表示が可能となっている。

上記構成の液晶装置１５０は、駆動ＩＣ１１０から４色のサブ画素Ｄ_Ｒ，Ｄ_Ｇ，Ｄ_Ｂ，Ｄ_Ｗに対してデータ信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂ，Ｓｗが供給されて表示を行えるようになっている。そして、明るさセンサー出力信号Ｌに基づいて白色光出力用サブ画素Ｄ_Ｗに供給する白色信号Ｗｉの出力レベルＷを調整する構成となっているため、外部環境の明るさに応じて明るい表示、もしくは色鮮やかな表示が可能な液晶装置を実現できる。

〔電子機器〕
図１０は、本発明に係る電子機器の一例である携帯電話機の斜視構成図である。同図に示す携帯電話機１３００は、複数の操作ボタン１３０２と、受話口１３０３と、送話口１３０４と、先の実施形態の液晶装置からなる液晶表示部１３０１とを備えて構成されている。かかる携帯電話機としては、液晶表示部１３０１に送信する画像信号を、白色信号演算部を含むビデオコントローラー又はＭＰＵによって白色信号を含むＲＧＢＷ色信号に変換することができる構成も適用できる。

なお、本発明に係る電気光学装置を備えた電子機器としては、上記のものに限らず、他に例えば、デジタルカメラ、パーソナルコンピューター、テレビ、携帯用テレビ、ビューファインダー型・モニター直視型のビデオテープレコーダー、ＰＤＡ、携帯用ゲーム機、ページャ、電子手帳、電卓、時計、ワードプロセッサー、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などを挙げることができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記第１、第２実施形態では反射型液晶装置の場合を例に挙げ、第３実施形態では透過型液晶装置の場合を例に挙げたが、反射表示モードと透過表示モードとを兼ね備えた半透過反射型液晶装置に本発明を適用することができる。ただし、上述したように、輝度・色純度調整用サブ画素の調整の方向が反射表示モードと透過表示モードとで逆になるため、反射表示用の輝度・色純度調整用サブ画素と透過表示用の輝度・色純度調整用サブ画素とを一つの画素内に別々に設ける必要がある。また、サブ画素の配置については、上記実施形態で例示したものの他、変更が可能である。また、特定色光出力用画素が赤色光出力用サブ画素、緑色光出力用サブ画素、青色光出力用サブ画素である例を示したが、赤色光、緑色光、青色光以外の色光を出力するサブ画素を用いても良いし、４色以上の色光を出力する４個以上のサブ画素を用いても良い。その他、液晶装置を構成する各種構成要素の具体的な構成についても、上記実施形態の他、適宜変更が可能である。

２６ａ…共通電極、２６ｂ…画素電極、３１…画像表示部、３２…液晶、１０６…明るさセンサー、１０７，１０８，１０９，１５０…液晶装置、１１０…駆動ＩＣ（駆動部）、１３００…携帯電話機（電子機器）、Ｄ_Ｒ，Ｄ_Ｒ１…赤色光出力用サブ画素、Ｄ_Ｇ，Ｄ_Ｇ１…緑色光出力用サブ画素、Ｄ_Ｂ，Ｄ_Ｂ１…青色光出力用サブ画素、Ｄ_Ｗ…白色光出力用サブ画素（輝度・色純度調整用サブ画素）、Ｄ_Ｒ２…低色純度赤色光出力用サブ画素（輝度・色純度調整用サブ画素）、Ｄ_Ｇ２…低色純度緑色光出力用サブ画素（輝度・色純度調整用サブ画素）、Ｄ_Ｂ２…低色純度青色光出力用サブ画素（輝度・色純度調整用サブ画素）、Ｐ…画素、Ｌ…明るさセンサー出力信号。

Claims (9)

1. 液晶と前記液晶を駆動する電極とを有し、特定色の光を出力する特定色光出力用画素と、
   前記特定色の出力光の輝度および色純度を調整するための調整光を出力する輝度・色純度調整用画素と、
   前記特定色光出力用画素を駆動するとともに、外部環境光の明るさを示す明るさ情報に基づいて、前記輝度・色純度調整用画素を駆動する駆動部と、
   を備えることを特徴とする液晶装置。
2. 前記特定色光出力用画素は、赤色光を出力する赤色光出力用サブ画素と、緑色光を出力する緑色光出力用サブ画素と、青色光を出力する青色光出力用サブ画素と、を含み、
   前記輝度・色純度調整用画素は、前記赤色光、前記緑色光、前記青色光の少なくとも一つの出力光の輝度および色純度を調整するための調整光を出力する輝度・色純度調整用画素を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記特定色光出力用画素および前記輝度・色純度調整用画素に前記外部環境光を反射する反射層を備え、
   前記駆動部は、前記輝度・色純度調整用画素からの調整光の輝度が、前記外部環境光の明るいときよりも暗いときに大きくなるように、前記輝度・色純度調整用画素を駆動することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。
4. 前記特定色光出力用画素および前記輝度・色純度調整用画素に照明光を出力する照明装置を備え、
   前記駆動部は、前記輝度・色純度調整用画素からの調整光の輝度が、前記外部環境光の明るいときよりも暗いときに小さくなるように、前記輝度・色純度調整用画素を駆動することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。
5. 前記外部環境光の明るさを検出するセンサーを備え、
   前記駆動部は、前記センサーが検出する明るさ情報に基づいて前記輝度・色純度調整用画素を駆動することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液晶装置。
6. 前記輝度・色純度調整用サブ画素が、白色光を出力する白色光出力用画素からなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の液晶装置。
7. 前記輝度・色純度調整用画素が、前記赤色光出力用サブ画素から出力される赤色光よりも色純度が低い赤色光を出力する低色純度赤色光出力用サブ画素、前記緑色光出力用サブ画素から出力される緑色光よりも色純度が低い緑色光を出力する低色純度緑色光出力用サブ画素、前記青色光出力用サブ画素から出力される青色光よりも色純度が低い青色光を出力する低色純度青色光出力用サブ画素、のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の液晶装置。
8. 請求項１に記載の液晶装置において、
   画像信号に基づいて、前記特定色光出力用画素に供給する駆動信号を生成するとともに、
   前記画像信号と前記外部環境光の明るさ情報とに基づいて、前記輝度・色純度調整用画素に供給する駆動信号を生成することを特徴とする液晶装置の駆動方法。
9. 請求項１ないし７のいずれか一項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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