以下、図面を参照して、本発明による液晶表示装置の実施形態を説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
(実施形態1)
以下、本発明による液晶表示装置の第1実施形態を説明する。図1に、本実施形態の液晶表示装置100の模式図を示す。液晶表示装置100は、液晶パネル200と、バックライト300と、多原色変換部400とを備えている。液晶パネル200は、アクティブマトリクス基板220と、対向基板240と、アクティブマトリクス基板220と対向基板240との間に設けられた液晶層260とを有している。アクティブマトリクス基板220および対向基板240には図示しない偏光板が設けられており、偏光板の透過軸はクロスニコルの関係を有している。例えば、アクティブマトリクス基板220には図示しない配線、絶縁層および画素電極等が設けられており、対向基板240には図示しない対向電極およびカラーフィルタ層等が設けられている。液晶層260の厚さはほぼ一定である。
液晶パネル200は複数の行および列のマトリクス状に配列された複数の画素を有している。各画素は複数のサブ画素を有している。複数のサブ画素は、赤、緑、青、黄およびシアンサブ画素である。各サブ画素の輝度は独立に制御可能である。液晶パネル200において各画素は5つの原色、すなわち、赤、緑、青、黄およびシアンで表示を行う。
液晶パネル200において各サブ画素は透過領域を有しており、液晶パネル200は透過型である。バックライト300から出射された光は液晶パネル200において変調され、所望の画像が表示される。なお、液晶パネル200において各サブ画素には透過領域だけでなく反射領域が設けられていてもよく、液晶パネル200は透過反射両用型であってもよい。
多原色変換部400は、入力信号の階調レベルrgbを階調レベルRGBYeCに変換する。本明細書の以下の説明において、赤サブ画素R、緑サブ画素G、青サブ画素B、黄サブ画素Yeおよびシアンサブ画素Cの階調レベルをそれぞれR、G、B、YeおよびCとも示す。図1には、階調レベルR、G、B、YeおよびCをまとめてRGBYeCと示している。階調レベルR、G、B、Ye、Cの取り得る値は0から255である。多原色変換部400は、例えば、図示しないルックアップテーブルを有しており、ルックアップテーブルは、3原色の階調レベルr、g、bに対応する赤、緑、青、黄およびシアンサブ画素の階調レベルを示すデータを有している。なお、基本的に、階調レベルRGBYeCによって特定される色は階調レベルrgbによって特定される色と同じであるが、必要に応じて異なっていてもよい。多原色変換部400は階調レベルrgbを示す入力信号に基づいて多原色信号を生成する。多原色信号は、液晶パネル200における画素に属する各サブ画素に対応する階調レベルRGBYeCを示している。
以下の説明において、便宜上、最低階調レベル(例えば、階調レベル0)に対応するサブ画素の輝度レベルを「0」と表し、最高階調レベル(例えば、階調レベル255)に対応するサブ画素の輝度レベルを「1」と表す。輝度レベルが等しくても、赤、緑および青サブ画素の実際の輝度は異なり、輝度レベルは、各サブ画素の最高輝度に対する比を示している。例えば、入力信号において画素が黒を示す場合、入力信号に示された階調レベルr、g、bのすべてが最低階調レベル(例えば、階調レベル0)であり、また、入力信号において画素が白を示す場合、階調レベルr、g、bのすべてが最高階調レベル(例えば、階調レベル255)である。また、以下の説明において、階調レベルを最高階調レベルで規格化し、階調レベルを「0」から「1」の範囲で示すこともある。
液晶表示装置100において色温度は所望の値に設定されている。例えば、色温度は9900Kであり、これは、白色点の色度(x,y)=(0.281,0.288)に相当する。
図2に、液晶表示装置100の色再現範囲を模式的に表したxy色度図を示す。図2において、R、G、B、YeおよびCは、それぞれ、対応するサブ画素の色度を示す。例えば、Rは、赤サブ画素の階調レベルが最高階調レベルであり、他のサブ画素の階調レベルが最低階調レベルである場合の液晶表示装置100の色度である。液晶表示装置100の色再現範囲はR、G、B、YeおよびCを頂点とする五角形で表されることもある。各サブ画素の色度は欧州放送連合(European Broadcasting Union:EBU)規格の色再現範囲よりも外側に位置している。
なお、図2では、シアンサブ画素の色度が青サブ画素の色度の比較的近くに位置するように示しているが、シアンサブ画素の色度は青サブ画素よりも緑サブ画素の色度に近くに位置してもよい。RGBYeはユニーク色とも呼ばれ、赤、緑、青および黄サブ画素の色度がそれぞれ比較的狭い範囲の外にあると表示品位が低下するのに対して、シアンサブ画素の色度は比較的広い範囲内にあれば表示品位の低下が生じにくい。
本実施形態の液晶表示装置100では、シアンサブ画素の色度に応じてサブ画素の開口面積比の関係が設定される。なお、各サブ画素の開口面積は、液晶表示装置100の表示画面を法線方向から見てカラーフィルタの開口部(ブラックマトリクスなど遮光膜がない部分)とアクティブマトリクス基板220の開口部の重なっている部分の面積である。
具体的には、シアンサブ画素の色度に応じて青サブ画素およびシアンサブ画素のうちの一方のサブ画素の開口面積が他方のサブ画素、緑サブ画素および黄サブ画素よりも大きくなるとともに、赤サブ画素の開口面積が上記他方のサブ画素、緑サブ画素および黄サブ画素よりも大きくなるように設定される。なお、シアンサブ画素の色度とは、シアンサブ画素の階調レベルが最高階調レベルであり、他のサブ画素の階調レベルが最低階調レベルである場合の液晶表示装置100の色度である。
シアンサブ画素の色度がある値を示す場合、図3(a)に示すように、赤サブ画素およびシアンサブ画素の開口面積は、緑、青、黄サブ画素の開口面積よりも大きい。具体的には、シアンサブ画素の色度がEBU規格の色再現範囲の外であって白色点の色度に比較的近く、かつ、青サブ画素の色度に比較的近い場合、赤サブ画素およびシアンサブ画素の開口面積は、緑、青、黄サブ画素の開口面積よりも大きい。例えば、緑、青、黄サブ画素の開口面積の比率を1.0とすると、赤サブ画素およびシアンサブ画素の開口面積の比率は1.8である。
一方、シアンサブ画素の色度が別の値を示す場合、図3(b)に示すように、赤サブ画素および青サブ画素の開口面積は、緑、シアン、黄サブ画素の開口面積よりも大きい。具体的には、シアンサブ画素の色度が白色点の色度から比較的遠いか、または、緑サブ画素の色度に比較的近い場合、赤サブ画素および青サブ画素の開口面積は、緑、シアン、黄サブ画素の開口面積よりも大きい。例えば、緑、シアン、黄サブ画素の開口面積の比率を1.0とすると、赤サブ画素および青サブ画素の開口面積の比率は1.8である。
なお、以下の説明において、赤サブ画素とともにシアンサブ画素の開口面積の大きい液晶パネルを液晶パネル200Aと示し、赤サブ画素とともに青サブ画素の開口面積の大きい液晶パネルを液晶パネル200Bと示す。本実施形態の液晶表示装置100では、シアンサブ画素の色度に応じて赤およびシアンサブ画素または赤および青サブ画素の開口面積が比較的大きいため、赤の明度改善とともに高輝度が効率的に実現される。
以下、比較例1、2の液晶表示装置と比較した本実施形態の液晶表示装置100の利点を説明する。まず、比較例1の液晶表示装置を説明する。
図4に、比較例1の液晶表示装置の液晶パネルにおける1つの画素に属するサブ画素の模式図を示す。比較例1の液晶表示装置においても1つの画素に属する5つのサブ画素は、赤、緑、青、黄およびシアンサブ画素を有しているが、各サブ画素の開口面積は互いに略等しい。比較例1の液晶表示装置では、各画素が5つのサブ画素を有しているため、画素サイズの等しい3原色液晶表示装置と比べると、比較例1の液晶表示装置における1つのサブ画素あたりの開口面積は比較的小さい。このような比較例1の液晶表示装置では、特に、赤の再現可能な明度が比較的低くなり、一部の物体色を表示できない。このように用いる原色の数を増やすことによって明度(Y値)が低下すると、赤がどす黒い赤(つまり暗い赤)となり、明度の高い赤色を充分に再現できず、赤の表示品位が低下してしまう。
次に、比較例2の液晶表示装置を説明する。図5に、比較例2の液晶表示装置の液晶パネルにおける1つの画素に属するサブ画素の模式図を示す。比較例2の液晶表示装置の液晶パネルにおいて、赤サブ画素の開口面積は他のサブ画素の開口面積よりも大きく、また、緑、青、黄およびシアンサブ画素の開口面積は互いに略等しい。例えば、赤サブ画素の開口面積は緑、青、黄およびシアンサブ画素の開口面積の1.8倍である。
比較例1の液晶表示装置と比較すると、比較例2の液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積が大きいため、赤サブ画素の輝度割合が比較的高くなる。このため、明度の高い赤色を充分に再現することができ、赤の表示品位の低下が抑制される。しかしながら、比較例2の液晶表示装置では、比較的透過率の低い赤サブ画素の開口面積の割合が増大するため、カラーフィルタの透過率が低下し、バックライトからの出射光強度を増大させなければ高輝度を実現できない。
これに対して、本実施形態の液晶表示装置100では、赤サブ画素の開口面積が比較的大きいため、明度の高い赤も充分に再現することができる。また、本実施形態の液晶表示装置100では、シアンサブ画素の色度に応じてシアンまたは青サブ画素の開口面積を比較的大きくしており、これにより、高輝度を効率的に実現することができる。
なお、上述したように、液晶表示装置100においてサブ画素の開口面積の大小関係はシアンサブ画素の色度に応じて変化する。以下、図6を参照して、シアンサブ画素の色度とサブ画素の開口面積の関係を説明する。上述したように、シアンサブ画素の色度はEBU規格の色再現範囲よりも外にあり、本実施形態の液晶表示装置100は広い色再現範囲を実現できる。
シアンサブ画素の色度は、シアンサブ画素の主波長、色純度で特定可能である。ここでは、シアンサブ画素の主波長、色純度は基準となる白色点の色度に対して決定される。この白色点の色度(x,y)は(0.3333,0.3333)である。
シアンサブ画素の主波長は、シアンサブ画素の色度と、白色点の色度とを結んだ線とスペクトル軌跡との交点で規定される。シアンサブ画素の色度が青サブ画素の色度に近いほどシアンサブ画素の主波長は短くなり、シアンサブ画素の色度が緑サブ画素の色度に近いほどシアンサブ画素の主波長は長くなる。
また、シアンサブ画素の色純度は、白色点の色度からシアンサブ画素の色度を通りスペクトル軌跡と交わる点までの線分の長さに対する白色点の色度とシアンサブ画素の色度とを結ぶ線分の長さの割合で決定される。シアンサブ画素の色度が白色点の色度に近いほど色純度は低くなり、シアンサブ画素の色度がスペクトル軌跡に近いほど色純度は高くなる。
図6に示すように、シアンサブ画素の色純度が比較的低く、かつ、シアンサブ画素の主波長が青サブ画素の主波長に比較的近い場合、すなわち、シアンサブ画素の色度が図6に示した範囲A内にある場合、赤サブ画素およびシアンサブ画素の開口面積は、緑、青、黄サブ画素の開口面積よりも大きい。
一方、シアンサブ画素の色純度が比較的高い場合、または、シアンサブ画素の主波長が緑サブ画素の主波長に比較的近い場合、すなわち、シアンサブ画素の色度が図6に示した範囲B内にある場合、赤サブ画素および青サブ画素の開口面積は、緑、シアン、黄サブ画素の開口面積よりも大きい。
具体的には、範囲Aは、シアンサブ画素の色度x、yが白色点の色度と、主波長490nmで色純度40%の色度と、主波長485nmで色純度60%の色度と、主波長470nmで色純度100%の色度とで囲まれた範囲であって、EBU規格の色再現範囲の外の範囲である。また、範囲Bは、主波長470nm以上520nm以下で範囲A以外の範囲であって、EBU規格の色再現範囲の外の範囲である。なお、本明細書の以下の説明において、範囲A、範囲Bをそれぞれ第1範囲、第2範囲と呼ぶことがある。
なお、液晶パネル200A、200Bを、同一のバックライトと組み合わせると、白色点の色度が変化して色温度がずれてしまう。このため、液晶表示装置100では、所定の色温度を実現するように、液晶パネル200におけるカラーフィルタの変更に伴い、出射スペクトルの異なるバックライト300を用いる。例えば、色温度は約9900Kになるように設定される。なお、バックライト300の出射スペクトルの変化により、バックライト300の発光効率が変化することになる。
以下の説明において、赤サブ画素およびシアンサブ画素の開口面積の大きい液晶パネル200Aに対して所定の色温度を実現するバックライトをバックライト300Aと示し、液晶パネル200Aおよびバックライト300Aを備える液晶表示装置を液晶表示装置100Aと示す。また、赤サブ画素および青サブ画素の開口面積の大きい液晶パネル200Bに対して所定の色温度を実現するバックライトをバックライト300Bと示し、液晶パネル200Bおよびバックライト300Bを備える液晶表示装置を液晶表示装置100Bと示す。
図7(a)に、液晶パネル200Aにおける各サブ画素に対応するカラーフィルタの透過スペクトルを示し、図7(b)に、液晶パネル200Bにおける各サブ画素に対応するカラーフィルタの透過スペクトルを示す。図7(a)、図7(b)において、液晶パネル200A、200Bに用いられる赤、緑、青および黄のカラーフィルタをR、G、B、Yeと示している。また、図7(a)、図7(b)において、液晶パネル200Aに用いられるシアンのカラーフィルタをCAと示しており、液晶パネル200Bに用いられるシアンのカラーフィルタをCBと示している。
液晶パネル200A、200Bにおいて赤、緑、青および黄のカラーフィルタの透過スペクトルは互いにほぼ等しい。青のカラーフィルタの透過率は波長450nm付近でピークを示す。緑のカラーフィルタの透過率は波長530nm付近でピークを示す。また、黄のカラーフィルタは波長550nm以上700nm以下において90%以上の透過率を示し、赤のカラーフィルタは波長630nm以上700nm以下において90%以上の透過率を示す。
これに対して、液晶パネル200Aにおけるシアンのカラーフィルタの透過スペクトルは液晶パネル200Bにおけるシアンのカラーフィルタの透過スペクトルとは異なる。シアンのカラーフィルタCAの透過スペクトルでは、青に対応する波長の透過率は比較的高いのに対して、シアンのカラーフィルタCBの透過スペクトルでは、青に対応する波長の透過率は比較的低い。
図8(a)に、バックライト300Aの出射スペクトルを示し、図8(b)に、バックライト300Bの出射スペクトルを示す。バックライト300A、300Bはいずれも冷陰極蛍光管(Cold Cathode Fluorescent Lamp:CCFL)である。バックライト300A、300Bのいずれにおいても、緑に対応する波長の放射強度は赤および青に相当する波長の放射強度よりも高く、青に対応する波長の放射強度は赤に相当する波長の放射強度よりも高い。バックライト300A、300Bの出射スペクトルを比較すると、バックライト300Aにおいて赤に対応する波長の放射強度が比較的高く、バックライト300Bにおいて青に対応する波長の放射強度が比較的高い。
なお、xy色度図においてシアンに相当する領域の主波長の間隔は赤、緑、青および黄に相当する領域の主波長の間隔よりも長い。このため、カラーフィルタ、開口面積比およびバックライトからの出射スペクトルの変化に伴い、シアンサブ画素の色度は比較的大きく変化し得る。
再び、図3を参照する。図3(a)に示した液晶パネル200Aにおいて、1つの画素に属する5つのサブ画素、すなわち、赤サブ画素R、緑サブ画素G、青サブ画素B、黄サブ画素Yeおよびシアンサブ画素Cが行方向に沿って配列されている。また、ここでは、赤、緑、青、黄およびシアンサブ画素の長さ(y方向に沿った距離)は互いに略等しいが、幅(x方向に沿った距離)に着目すると、赤およびシアンサブ画素の幅は緑、青および黄サブ画素の幅よりも大きい。このように、液晶パネル200Aでは、赤サブ画素およびシアンサブ画素の開口面積は緑、青および黄サブ画素の開口面積よりも大きい。
液晶パネル200Aでは、他の3つのサブ画素よりも開口面積の大きい2つのサブ画素は赤サブ画素およびシアンサブ画素である。なお、ここでは、赤サブ画素およびシアンサブ画素の開口面積は互いに略等しく、残りの3つのサブ画素の開口面積よりも大きいが、本発明はこれに限定されない。例えば、液晶パネル200Aにおいて、赤サブ画素の開口面積が最も大きく、シアンサブ画素の開口面積は赤サブ画素の次に大きくてもよい。または、シアンサブ画素の開口面積が最も大きく、赤サブ画素の開口面積はシアンサブ画素の次に大きくてもよい。
また、図3(b)に示した液晶パネル200Bにおいて、幅(x方向に沿った距離)に着目すると、赤および青サブ画素の幅は緑、黄およびシアンサブ画素の幅よりも大きい。このように、液晶パネル200Bでは、赤サブ画素および青サブ画素の開口面積は緑、黄およびシアンサブ画素の開口面積よりも大きい。
液晶パネル200Bでは、他の3つのサブ画素よりも開口面積の大きい2つのサブ画素は赤サブ画素および青サブ画素である。なお、ここでは、赤サブ画素および青サブ画素の開口面積は互いに略等しく、残りの3つのサブ画素の開口面積よりも大きいが、本発明はこれに限定されない。例えば、液晶パネル200Bにおいて、赤サブ画素の開口面積が最も大きく、青サブ画素の開口面積は赤サブ画素の次に大きくてもよい。または、青サブ画素の開口面積が最も大きく、赤サブ画素の開口面積は青サブ画素の次に大きくてもよい。
上述したように、本実施形態の液晶表示装置100では、シアンサブ画素の色度に応じて赤およびシアンサブ画素または赤および青サブ画素の開口面積が他のサブ画素よりも大きくなるように設定され、これにより、赤の明度改善とともに高輝度が効率的に実現される。ここでは、高輝度を効率的に実現するために、バックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率に着目する。バックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率の両方が比較的高いことにより、高輝度の白色が効率的に実現される。なお、赤サブ画素とともに緑または黄サブ画素の開口面積比を増大させた場合、カラーフィルタの透過率は増加し得るが、バックライトの発光効率が著しく低下してしまい、高輝度を効率的に実現できない。
ここで、所定の色温度を実現しながら赤、青およびシアンサブ画素の開口面積比がそれぞれ変化する場合のバックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率の変化を検討する。
赤サブ画素の開口面積比が増加する場合、カラーフィルタを透過する赤成分が増大し、緑成分および青成分が減少する。この場合、色温度の変化を抑制するためには、バックライトから出射される光の赤成分を減少させ、緑成分および青成分を増大させる必要がある。青成分の発光効率は比較的低い一方、緑成分の発光効率は比較的高いが、緑成分の寄与は青成分よりも大きいため、結果としてバックライトの発光効率が改善されることになる。また、赤のカラーフィルタの単位面積あたりの透過率は比較的低いため、赤サブ画素の開口面積比が増加する場合、カラーフィルタの透過率が低下する。このように、赤サブ画素の開口面積比が増加する場合、バックライトの発光効率が改善され、カラーフィルタの透過率が減少する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。
青サブ画素の開口面積比が増加する場合、カラーフィルタを透過する青成分が増大し、赤成分および緑成分が減少する。この場合、色温度の変化を抑制するためには、バックライトから出射される光の青成分を減少させ、赤成分および緑成分を増大させる必要がある。青成分の発光効率は比較的低く、緑成分の発光効率は比較的高いため、バックライトの発光効率が改善される。
また、青のカラーフィルタの単位面積あたりの透過率は比較的低いため、青サブ画素の開口面積比が増加する場合、カラーフィルタの透過率が低下することになる。ただし、シアンサブ画素の色純度が比較的低い場合、カラーフィルタの透過率が比較的高いため、青サブ画素の開口面積比の増大に伴いカラーフィルタの透過率は大きく低下する。これに対して、シアンサブ画素の色純度が比較的高い場合、カラーフィルタの透過率が比較的低いため、青サブ画素の開口面積比の増大に伴うカラーフィルタの透過率の低下は比較的小さい。
このように、青サブ画素の開口面積比が増加する場合、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。これに対して、青サブ画素の開口面積比が減少する場合、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が増加する。
なお、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分およびカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分の大小関係はシアンサブ画素の色度に応じて異なり、したがって、相対輝度の変化もシアンサブ画素の色度に応じて異なる。例えば、シアンサブ画素の色度が青サブ画素の色度と比較的近い場合、バックライトからの光の青成分が比較的少ないため、青サブ画素の開口面積比が増加してもバックライトの発光効率はそれほど増大せず、結果として、相対輝度は低下する。
これに対して、シアンサブ画素の色度が緑サブ画素の色度と比較的近い場合、バックライトからの光の青成分が比較的多いため、青サブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きくなり、相対輝度は増加する。ただし、青サブ画素の開口面積比がある程度まで増加すると、バックライトから出射される光の青成分を減少させる割合が低下するため、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分と比べて小さくなり、相対輝度は減少することになる。このように、相対輝度はシアンサブ画素の色度に応じて変化する。
上述したように、シアンサブ画素の色度はシアンサブ画素の主波長および色純度で表される。シアンサブ画素の開口面積比が増加する場合、シアンサブ画素の色度に応じてバックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率が変化する。具体的には、シアンサブ画素の主波長に応じてバックライトの発光効率が変化する。また、シアンサブ画素の色純度に応じてカラーフィルタの透過率が変化する。
シアンサブ画素の主波長が比較的短い場合、シアンサブ画素の色度は青サブ画素の色度に比較的近い。このようなシアンサブ画素の開口面積比が増加すると、カラーフィルタを透過する青成分が増大し、赤成分および緑成分が減少する。この場合、色温度の変化を抑制するためには、バックライトから出射される光の青成分を減少し、赤成分および緑成分を増大させる必要がある。青成分の発光効率は比較的低く、緑成分の発光効率は比較的高いため、バックライトの発光効率が改善される。
一方、シアンサブ画素の主波長が比較的長い場合、シアンサブ画素の色度は緑サブ画素の色度に比較的近い。このようなシアンサブ画素の開口面積比が増加すると、カラーフィルタを透過する緑成分および青成分が増大し、赤成分が減少する。この場合、色温度の変化を抑制するためには、バックライトから出射される光の緑成分および青成分を減少させ、赤成分を増大させる必要がある。青成分の発光効率は比較的低い一方、緑成分の発光効率は比較的高いが、緑成分の寄与は青成分よりも大きいため、バックライトの発光効率が低下する。
また、シアンサブ画素の色純度が比較的低い場合、すなわち、シアンのカラーフィルタの透過率が比較的高い場合、シアンサブ画素の開口面積比が増加すると、カラーフィルタの透過率が増加する。一方、シアンサブ画素の色純度が比較的高い場合、すなわち、シアンのカラーフィルタの透過率が比較的低い場合、シアンサブ画素の開口面積比が増加すると、カラーフィルタの透過率が低下する。
なお、上述したように、異なる透過スペクトルを有するカラーフィルタがシアンのカラーフィルタとして用いられ得る。図9(a)にシアンのカラーフィルタC1〜C4の透過スペクトルを示し、図9(b)にシアンのカラーフィルタC5〜C11の透過スペクトルを示す。また、図10(a)および図10(b)に、図6に示した赤、緑、青および黄のカラーフィルタとともに、図9(a)、図9(b)に示したカラーフィルタC1〜C11をシアンのカラーフィルタとして用いた場合のシアンサブ画素の色度を示す。なお、図10(a)および図10(b)においてシアンの各カラーフィルタC1〜C11に複数の色度点が示されているのは、開口面積比の違いに応じてバックライトのスペクトルが調整された結果、シアンサブ画素の色度が変化するためである。
図10(a)および図10(b)から理解されるように、シアンのカラーフィルタが図9(a)に示したカラーフィルタC1〜C4である場合、シアンサブ画素の色度は範囲A(第1範囲)内にあるので、図3(a)に示した液晶パネル200Aのように、赤およびシアンサブ画素の開口面積を他のサブ画素の開口面積よりも大きくする。また、シアンのカラーフィルタが図9(b)に示したカラーフィルタC5〜C11である場合、シアンサブ画素の色度は範囲B(第2範囲)内にあるので、図3(b)に示した液晶パネル200Bのように、赤および青サブ画素の開口面積を他のサブ画素の開口面積よりも大きくする。
なお、図3(a)に示した液晶パネル200Aでは、赤サブ画素とシアンサブ画素の開口面積は互いにほぼ等しく、また、緑、青および黄サブ画素の開口面積は互いにほぼ等しかったが、本発明はこれに限定されない。同様に、図3(b)に示した液晶パネル200Bでは、赤サブ画素と青サブ画素の開口面積は互いにほぼ等しく、また、緑、シアンおよび黄サブ画素の開口面積は互いにほぼ等しかったが、本発明はこれに限定されない。
以下、比較例1〜3の液晶表示装置と比較した液晶表示装置100Aの利点を説明する。以下の説明において、液晶表示装置100Aとして、実施例1〜5の液晶表示装置を説明する。なお、比較例1〜3の液晶表示装置および実施例1〜5の液晶表示装置のいずれにおいても各画素は赤、緑、青、黄およびシアンサブ画素を有している。比較例1〜3の液晶表示装置および実施例1〜5の液晶表示装置において色温度はいずれも約9900Kであり、具体的には色温度は9865〜9910Kである。
上述したように、比較例1の液晶表示装置では、赤、緑、青、黄およびシアンサブ画素の開口面積は互いにほぼ等しいのに対して、比較例2の液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積は、緑、青、黄およびシアンサブ画素の開口面積よりも大きい。ここでは、赤サブ画素の開口面積は、緑、青、黄およびシアンサブ画素の開口面積の1.8倍である。比較例3の液晶表示装置では、赤サブ画素および青サブ画素の開口面積が他のサブ画素よりも大きい。ここでは、赤および青サブ画素の開口面積は、緑、黄およびシアンサブ画素の開口面積の1.8倍である。
実施例1〜5の液晶表示装置では、赤サブ画素およびシアンサブ画素の開口面積が他のサブ画素よりも大きい。実施例1の液晶表示装置では、赤サブ画素およびシアンサブ画素の開口面積は緑、青および黄サブ画素の開口面積の1.8倍である。
実施例2の液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積はシアンサブ画素の開口面積よりも大きい。赤サブ画素の開口面積は緑、青および黄サブ画素の開口面積の2.0倍であり、シアンサブ画素の開口面積は緑、青および黄サブ画素の開口面積の1.8倍である。
実施例3の液晶表示装置では、シアンサブ画素の開口面積は赤サブ画素の開口面積よりも大きい。シアンサブ画素の開口面積は緑、青および黄サブ画素の開口面積の2.0倍であり、赤サブ画素の開口面積は緑、青および黄サブ画素の開口面積の1.8倍である。
実施例4の液晶表示装置では、青サブ画素の開口面積は緑および黄サブ画素の開口面積よりも小さい。赤およびシアンサブ画素の開口面積は緑および黄サブ画素の開口面積の1.8倍であり、青サブ画素の開口面積は緑および黄サブ画素の開口面積の0.8倍である。
実施例5の液晶表示装置では、青サブ画素の開口面積は緑および黄サブ画素の開口面積よりも大きい。赤およびシアンサブ画素の開口面積は緑および黄サブ画素の開口面積の1.8倍であり、青サブ画素の開口面積は緑および黄サブ画素の開口面積の1.2倍である。
まず、表1〜8を参照して、図9(a)に示したカラーフィルタC1をシアンのカラーフィルタとして用いた比較例1a〜3aの液晶表示装置および実施例1a〜5aの液晶表示装置を説明する。
表1に、比較例1aの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C1)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。表1において、サブ画素の開口面積は各サブ画素の開口面積の比率を示している。また、輝度割合は、全てのサブ画素を最高階調レベルにしたときの輝度に対して、対応するサブ画素を最高階調レベルにしたときの輝度の割合を示しており、小数点第2位以下を四捨五入し小数点第1位で示している。発光効率はバックライトの単位消費電力に対する出力輝度比を示しており、比較例1aの液晶表示装置において100%となるように規格化されている。透過率は、バックライトとカラーフィルタを組み合わせた際の1画素あたりのカラーフィルタの透過率を示している。なお、この透過率は、ブラックマトリクスなどの遮光領域を考慮していない。また、相対輝度は、液晶表示装置における白色の相対的な輝度を示しており、発光効率および透過率の積に対応しており、比較例1aの液晶表示装置において100%となるように規格化されている。
上述したように、比較例1aの液晶表示装置では、各画素が5つのサブ画素を有しているため、画素サイズの等しい3原色液晶表示装置と比べると、比較例1aの液晶表示装置における1つのサブ画素あたりの面積は比較的小さい。比較例1aの液晶表示装置では、各サブ画素の開口面積が減少しており、特に、赤サブ画素の輝度の割合が比較的低くなり、赤の色再現可能な明度が低下して、物体色の一部を表現できない。
表2に、比較例2aの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C1)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例2aの液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積が大きく、輝度割合が高いため、明度の高い赤も充分に再現できる。また、比較例2aの液晶表示装置では、比較例1aの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積が大きいため、上述したように、バックライトの発光効率は改善する。また、比較例2aの液晶表示装置では、比較例1aの液晶表示装置と比べて赤サブ画素の開口面積が増大しており、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例2aの液晶表示装置では、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
表3に、比較例3aの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C1)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例3aの液晶表示装置でも、赤サブ画素の開口面積が大きく、輝度割合が高いため、明度の高い赤も充分に再現できる。また、比較例3aの液晶表示装置では、比較例1aの液晶表示装置と比べて、赤および青サブ画素の開口面積が大きいため、上述したように、バックライトの発光効率が改善する。また、比較例3aの液晶表示装置では、比較例1aの液晶表示装置と比べて赤および青サブ画素の開口面積が増大しており、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例3aの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
表4に、実施例1aの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C1)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例1aの液晶表示装置では、比較例1aの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積が大きく、輝度割合が高いため、明度の高い赤も充分に再現できる。
また、実施例1aの液晶表示装置では、比較例2aの液晶表示装置と比べてシアンサブ画素の開口面積が増大しており、シアンサブ画素の色度は青サブ画素の色度に比較的近く、シアンサブ画素の主波長は比較的短い。このため、実施例1aの液晶表示装置におけるバックライトの発光効率は比較例2aの液晶表示装置と比べて改善する。また、シアンサブ画素の開口面積が増大する場合、シアンのカラーフィルタC1の単位面積当たりの透過率は比較的高く、シアンサブ画素の色純度が比較的低いため、実施例1aの液晶表示装置においてカラーフィルタの透過率は比較例2aの液晶表示装置と比べて増加する。このため、実施例1aの液晶表示装置における相対輝度は比較例2aの液晶表示装置と比べて増加する。
また、実施例1aの液晶表示装置では、比較例3aの液晶表示装置と比べて青サブ画素に代えてシアンサブ画素の開口面積が増大する。青サブ画素に代えてシアンサブ画素の開口面積が増大する場合、色温度の変化を抑制するためには、バックライトから出射される光のうち発光効率の比較的低い青成分を増大させ、発光効率の比較的高い緑成分を減少させる必要がある。このため、実施例1aの液晶表示装置においてバックライトの発光効率は低下する。また、シアンのカラーフィルタC1の単位面積あたりの透過率は青のカラーフィルタよりも高いため、実施例1aの液晶表示装置においてカラーフィルタの透過率は増加する。このとき、カラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分がバックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
なお、表2、表3および表4の比較から理解されるように、比較例3aの液晶表示装置では、比較例2aの液晶表示装置と比べて、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きく、相対輝度の改善は見られない。これに対して、実施例1aの液晶表示装置では、比較例2aの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善するとともにカラーフィルタの透過率が増加しており、相対輝度が増加する。
表5に、実施例2aの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C1)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例2aの液晶表示装置では、実施例1aの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積がさらに増大しており、輝度割合が増大し、赤の表示品位がさらに改善される。また、実施例2aの液晶表示装置では、実施例1aの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率は改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。
表6に、実施例3aの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C1)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例3aの液晶表示装置では、実施例1aの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が増大している。上述したように、シアンのカラーフィルタC1を用いたシアンサブ画素の主波長は比較的短いため、バックライトの発光効率は改善する。また、シアンサブ画素の開口面積が増大する場合、シアンのカラーフィルタC1の単位面積当たりの透過率は比較的高く、シアンサブ画素の色純度が比較的低いため、実施例3aの液晶表示装置においてカラーフィルタの透過率は実施例1aの液晶表示装置と比べて増加する。このため、実施例3aの液晶表示装置における相対輝度は実施例1aの液晶表示装置と比べて増加する。
表7に、実施例4aの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C1)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例4aの液晶表示装置では、実施例1aの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が減少しており、バックライトの発光効率は低下する。また、青のカラーフィルタの単位面積あたりの透過率は最も低いため、実施例4aの液晶表示装置においてカラーフィルタの透過率は増加する。このとき、カラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分がバックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度は増加する。
表8に、実施例5aの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C1)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例5aの液晶表示装置では、実施例1aの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が増大している。このため、上述したように、実施例5aの液晶表示装置におけるバックライトの発光効率は実施例1aの液晶表示装置と比べて改善する。また、実施例5aの液晶表示装置では、実施例1aの液晶表示装置と比べて青サブ画素の開口面積が増大しており、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きく、相対輝度が低下する。なお、実施例2a〜5aの液晶表示装置では、比較例2a、3aの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率の両方が比較的高く維持されており、相対輝度は高い。
なお、シアンのカラーフィルタとして図9(a)に示したカラーフィルタC2を用いてもよい。以下、表9〜16を参照して、シアンのカラーフィルタとしてカラーフィルタC2を用いた比較例1b〜3bの液晶表示装置および実施例1b〜5bの液晶表示装置を説明する。
表9に、比較例1bの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C2)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例1bの液晶表示装置では、3原色表示装置と比べて各サブ画素の開口面積が小さいため、赤サブ画素の輝度割合が比較的低く、明度の高い赤を充分に再現できない。
表10に、比較例2bの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C2)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例2bの液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積の増大に伴って輝度割合が増大しており、明度の高い赤を充分に再現できる。また、比較例2bの液晶表示装置では、比較例1bの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。したがって、比較例2bの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
表11に、比較例3bの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C2)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例3bの液晶表示装置でも、赤サブ画素の開口面積が大きく、輝度割合が高いため、明度の高い赤も充分に再現できる。また、比較例3bの液晶表示装置では、比較例1bの液晶表示装置と比べて赤および青サブ画素の開口面積が増大しており、上述したように、バックライトの発光効率は改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例3bの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
表12に、実施例1bの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C2)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例1bの液晶表示装置では、比較例1bの液晶表示装置と比べて赤サブ画素の開口面積が増大しており、明度の高い赤が再現できる。また、実施例1bの液晶表示装置では、比較例2bの液晶表示装置と比べてシアンサブ画素の開口面積が増大しており、シアンサブ画素の色度は青サブ画素の色度に比較的近く、シアンサブ画素の主波長は比較的短い。このため、実施例1bの液晶表示装置におけるバックライトの発光効率は比較例2bの液晶表示装置と比べて改善する。また、シアンのカラーフィルタC2の単位面積当たりの透過率は比較的低いもののカラーフィルタC1ほどには低くないため、実施例1bの液晶表示装置におけるカラーフィルタの透過率は比較例2bの液晶表示装置と比べて低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
また、実施例1bの液晶表示装置では、比較例3bの液晶表示装置と比べて青サブ画素に代えてシアンサブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が増加する。このとき、カラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分がバックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
なお、表10、表11および表12の比較から理解されるように、比較例3bの液晶表示装置では、比較例2bの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分とほぼ相殺し、相対輝度の改善が見られない。これに対して、実施例1bの液晶表示装置では、比較例2bの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きく、相対輝度が増加する。
表13に、実施例2bの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C2)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例2bの液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積がさらに増大するため、赤サブ画素の輝度割合が増大し、赤の表示品位がさらに改善される。また、実施例2bの液晶表示装置では、実施例1bの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。
表14に、実施例3bの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C2)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例3bの液晶表示装置では、実施例1bの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が増大するため、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度はわずかに低下する。
表15に、実施例4bの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C2)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例4bの液晶表示装置では、実施例1bの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が減少しており、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が増加する。このとき、カラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分がバックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度はわずかに増加する。
表16に、実施例5bの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C2)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例5bの液晶表示装置では、実施例1bの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。また、上述した実施例2b〜5bの液晶表示装置では、比較例2b、3bの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率の両方が比較的高く維持されており、相対輝度は高い。
なお、シアンのカラーフィルタとして、図9(a)に示したカラーフィルタC3を用いてもよい。以下、表17〜24を参照して、シアンのカラーフィルタとしてカラーフィルタC3を用いた比較例1c〜3cの液晶表示装置および実施例1c〜5cの液晶表示装置を説明する。
表17〜表19に、比較例1c〜3cの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C3)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例2cの液晶表示装置では、比較例1cの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例2cの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
また、比較例3cの液晶表示装置では、赤および青サブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率は改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例3cの液晶表示装置は、比較例2cの液晶表示装置と同様に、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
表20に、実施例1cの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C3)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例1cの液晶表示装置では、比較例1cの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積が大きく、輝度割合が高いため、明度の高い赤も充分に再現できる。
また、実施例1cの液晶表示装置では、比較例2cの液晶表示装置と比べてシアンサブ画素の開口面積が増大しており、シアンサブ画素の色度は青サブ画素の色度に比較的近く、シアンサブ画素の主波長は比較的短い。このため、実施例1cの液晶表示装置におけるバックライトの発光効率は比較例2cの液晶表示装置と比べて改善する。また、シアンサブ画素の開口面積が増大する場合、シアンのカラーフィルタC3の単位面積当たりの透過率は比較的高く、シアンサブ画素の色純度が比較的低いため、実施例1cの液晶表示装置においてカラーフィルタの透過率は比較例2cの液晶表示装置と比べて増加する。このため、実施例1cの液晶表示装置における相対輝度は比較例2cの液晶表示装置と比べて増加する。
また、実施例1cの液晶表示装置では、比較例3cの液晶表示装置と比べて青サブ画素に代えてシアンサブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が増加する。このとき、カラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分がバックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
なお、表18〜表20の比較から理解されるように、比較例3cの液晶表示装置では、比較例2cの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分が比較的大きいため、相対輝度はそれほど増加しない。これに対して、実施例1cの液晶表示装置では、比較例2cの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率の改善の程度は比較的小さいが、カラーフィルタの透過率が増加する。このため、実施例1cの液晶表示装置の相対輝度は増加する。
表21〜表24に、実施例2c〜5cの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C3)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例2cの液晶表示装置では、実施例1cの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積がさらに増大しており、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分はカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりもわずかに小さく、実施例1cの液晶表示装置よりわずかに相対輝度が低下する。
また、実施例3cの液晶表示装置では、実施例1cの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積がさらに増大しており、バックライトの発光効率は略等しいが、カラーフィルタの透過率が増加し、相対輝度が増加する。
実施例4cの液晶表示装置では、実施例1cの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が減少しており、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が増加する。このとき、バックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分がカラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度がわずかに低下する。
また、実施例5cの液晶表示装置では、実施例1cの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。この場合、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。なお、実施例2c〜5cの液晶表示装置では、比較例2c、3cの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率の両方が比較的高く維持されており、相対輝度は高い。
なお、シアンのカラーフィルタとして、図9(a)に示したカラーフィルタC4を用いてもよい。以下、表25〜32を参照して、シアンのカラーフィルタとしてカラーフィルタC4を用いた比較例1d〜3dの液晶表示装置および実施例1d〜5dの液晶表示装置を説明する。
表25〜表27に、比較例1d〜3dの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C4)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例2dの液晶表示装置では、比較例1dの液晶表示装置と比べて赤サブ画素の開口面積が増大しており、輝度割合の高い赤が再現できる。また、比較例2dの液晶表示装置では、比較例1dの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例2dの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
また、比較例3dの液晶表示装置では、比較例1dの液晶表示装置と比べて赤および青サブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率は改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例3dの液晶表示装置は、比較例2dの液晶表示装置と同様に、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
表28に、実施例1dの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C4)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例1dの液晶表示装置では、比較例1dの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積が増大する。このため、赤サブ画素の輝度割合が増大しており、明度の高い赤も充分に再現できる。
また、実施例1dの液晶表示装置では、比較例2dの液晶表示装置と比べてシアンサブ画素の開口面積が増大しており、シアンサブ画素の色度は青サブ画素の色度に比較的近く、シアンサブ画素の主波長は比較的短い。このため、実施例1dの液晶表示装置におけるバックライトの発光効率は比較例2dの液晶表示装置と比べて改善する。また、シアンサブ画素の開口面積が増大する場合、シアンのカラーフィルタC4の単位面積当たりの透過率は比較的高く、シアンサブ画素の色純度が比較的低いため、実施例1dの液晶表示装置においてカラーフィルタの透過率は比較例2dの液晶表示装置と比べて増加する。したがって、実施例1dの液晶表示装置における相対輝度は比較例2dの液晶表示装置と比べて増加する。
また、実施例1dの液晶表示装置では、比較例3dの液晶表示装置と比べて、青サブ画素に代えてシアンサブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が大幅に増加する。このとき、カラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分がバックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
なお、表26〜表28の比較から理解されるように、比較例3dの液晶表示装置では、比較例2dの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率は改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分が比較的大きいため、相対輝度はそれほど増加しない。これに対して、実施例1dの液晶表示装置では、比較例2dの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率の改善の程度は比較的小さいが、カラーフィルタの透過率が大幅に増加しており、相対輝度は増加する。
表29〜表32に、実施例2d〜5dの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C4)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例2dの液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積がさらに増大するため、赤サブ画素の輝度割合が増大し、赤の表示品位がさらに改善される。また、実施例2dの液晶表示装置では、実施例1dの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。
実施例3dの液晶表示装置では、実施例1dの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が増加する。このとき、カラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分がバックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
実施例4dの液晶表示装置では、実施例1dの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が減少しており、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が増加する。このとき、バックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分がカラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度はわずかに低下する。
実施例5dの液晶表示装置では、実施例1dの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりもわずかに大きいため、相対輝度はわずかに低下する。なお、実施例2d〜5dの液晶表示装置では、比較例2d、3dの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率の両方が比較的高く維持されており、相対輝度は高い。
なお、シアンサブ画素の色度が範囲A内にある場合、赤サブ画素の開口面積比は1.3以上2.0未満であることが好ましく、同様に、シアンサブ画素の開口面積比は1.3以上2.0未満であることが好ましい。ここで、赤またはシアンサブ画素の開口面積比は他の3つのサブ画素(すなわち、緑、青および黄サブ画素)の開口面積の平均を1.0として規格化してもよい。
赤サブ画素の開口面積比が1.3以上であることにより、赤サブ画素の輝度割合を10%以上増加させることができ、明度の高い赤を再現することができる。なお、赤サブ画素の開口面積比が2.0以上である場合、赤サブ画素の輝度割合はさらに増大するが、赤または青サブ画素開口面積比が2.0以上になると、サブ画素の開口面積の差が大きくなるため、ザラツキ感・ストライプ感が視認されやすくなり、表示品位が劣化してしまうことがある。
ここで、図11〜図14を参照して、比較例3a〜3dの液晶表示装置について赤および青サブ画素の開口面積比を緑、黄およびシアンサブ画素の開口面積比に対して変化させた場合の相対輝度および赤サブ画素の輝度割合の変化、ならびに、実施例1a〜1dの液晶表示装置について赤およびシアンサブ画素の開口面積比を緑、青および黄サブ画素の開口面積比に対して変化させた場合の相対輝度および赤サブ画素の輝度割合の変化を説明する。なお、図11〜図14において、細線および細い破線は、実施例1a〜1dの液晶表示装置における相対輝度および赤サブ画素の輝度割合をそれぞれ示し、太線および太い破線は、比較例3a〜3dの液晶表示装置における相対輝度および赤サブ画素の輝度割合をそれぞれ示す。
図11に、比較例3aおよび実施例1aの液晶表示装置における相対輝度および赤サブ画素の輝度割合の変化を示す。上述したように、比較例3aおよび実施例1aの液晶表示装置では、シアンのカラーフィルタC1を用いている。
カラーフィルタC1を用いた場合、シアンサブ画素の主波長は比較的短く、シアンサブ画素の色純度は比較的低い。この場合、青サブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下し、相対輝度が低下する。このため、比較例3aの液晶表示装置では赤および青サブ画素の開口面積比の増加に伴って相対輝度が低下する。
これに対して、シアンサブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善するとともにカラーフィルタの透過率が増加し、相対輝度が増加する。実施例1aの液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の低下成分はシアンサブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の増加成分と略相殺するため、赤およびシアンサブ画素の開口面積比の増加に対して相対輝度は低下せず、略一定である。
図12に、比較例3bおよび実施例1bの液晶表示装置における相対輝度および赤サブ画素の輝度割合の変化を示す。上述したように、比較例3bおよび実施例1bの液晶表示装置では、シアンのカラーフィルタC2を用いている。
カラーフィルタC2を用いた場合、シアンサブ画素の主波長は比較的短く、シアンサブ画素の色純度は比較的低い。この場合、青サブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善するが、カラーフィルタの透過率が低下し、相対輝度が低下する。このため、比較例3bの液晶表示装置では赤および青サブ画素の開口面積比の増加に伴って相対輝度が大きく低下する。
これに対して、シアンサブ画素の開口面積比が増加すると、カラーフィルタの透過率が低下するが、バックライトの発光効率が改善するため、相対輝度の低下が抑制される。実施例1bの液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の低下成分の一部はシアンサブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の増加成分と相殺するため、赤およびシアンサブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の低下が比較的小さい。
図13に、比較例3cおよび実施例1cの液晶表示装置における相対輝度および赤サブ画素の輝度割合の変化を示す。上述したように、比較例3cおよび実施例1cの液晶表示装置では、シアンのカラーフィルタC3を用いている。
カラーフィルタC3を用いた場合、シアンサブ画素の主波長は比較的短く、シアンサブ画素の色純度は比較的低い。この場合、青サブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下し、相対輝度が増加する。このとき、赤サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の低下成分は青サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の増加成分よりも大きいため、比較例3cの液晶表示装置では赤および青サブ画素の開口面積比の増加に伴って相対輝度が低下する。
これに対して、シアンサブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善するとともにカラーフィルタの透過率が増加し、相対輝度が増加する。実施例1cの液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の低下成分はシアンサブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の増加成分と略相殺するため、赤およびシアンサブ画素の開口面積比の増加に対して相対輝度は低下せず、略一定である。
図14に、比較例3dおよび実施例1dの液晶表示装置における相対輝度および赤サブ画素の輝度割合の変化を示す。上述したように、比較例3dおよび実施例1dの液晶表示装置では、シアンのカラーフィルタC4を用いている。
カラーフィルタC4を用いた場合、シアンサブ画素の主波長は比較的短く、シアンサブ画素の色純度は比較的低い。この場合、青サブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下し、このとき、相対輝度が増加する。しかしながら、赤サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の低下成分は青サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の増加成分よりも大きいため、比較例3dの液晶表示装置では赤および青サブ画素の開口面積比の増加に伴って相対輝度が低下する。
これに対して、シアンサブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善するとともにカラーフィルタの透過率が増加し、相対輝度が増加する。実施例1dの液晶表示装置では、シアンサブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の増加成分は赤サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の低下成分よりも大きいため、赤およびシアンサブ画素の開口面積比の増加に対して相対輝度は増加する。
次に、比較例1〜3の液晶表示装置と比較して液晶表示装置100Bの利点を説明する。以下の説明において、液晶表示装置100Bとして、実施例1〜5の液晶表示装置を説明する。なお、比較例1〜3の液晶表示装置および実施例1〜5の液晶表示装置のいずれにおいても各画素は赤、緑、青、黄およびシアンサブ画素を有している。比較例1〜3の液晶表示装置および実施例1〜5の液晶表示装置においても色温度はいずれも約9900Kであり、具体的には色温度は9865〜9910Kである。
上述したように、比較例1の液晶表示装置では、赤、緑、青、黄およびシアンサブ画素の開口面積は互いにほぼ等しいのに対して、比較例2の液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積は、緑、青、黄およびシアンサブ画素の開口面積よりも大きい。ここでは、赤サブ画素の開口面積は、緑、青、黄およびシアンサブ画素の開口面積の1.8倍である。比較例3の液晶表示装置では、赤サブ画素およびシアンサブ画素の開口面積が他のサブ画素よりも大きい。ここでは、赤およびシアンサブ画素の開口面積は、緑、黄および青サブ画素の開口面積の1.8倍である。
実施例1〜5の液晶表示装置では、赤サブ画素および青サブ画素の開口面積が他のサブ画素よりも大きい。実施例1の液晶表示装置では、赤サブ画素および青サブ画素の開口面積は緑、シアンおよび黄サブ画素の開口面積の1.8倍である。
実施例2の液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積は青サブ画素の開口面積よりも大きい。赤サブ画素の開口面積は緑、シアンおよび黄サブ画素の開口面積の2.0倍であり、青サブ画素の開口面積は緑、青および黄サブ画素の開口面積の1.8倍である。
実施例3の液晶表示装置では、青サブ画素の開口面積は赤サブ画素の開口面積よりも大きい。青サブ画素の開口面積は緑、シアンおよび黄サブ画素の開口面積の2.0倍であり、赤サブ画素の開口面積は緑、シアンおよび黄サブ画素の開口面積の1.8倍である。
実施例4の液晶表示装置では、シアンサブ画素の開口面積は緑および黄サブ画素の開口面積よりも小さい。赤および青サブ画素の開口面積は緑および黄サブ画素の開口面積の1.8倍であり、シアンサブ画素の開口面積は緑および黄サブ画素の開口面積の0.8倍である。
実施例5の液晶表示装置では、シアンサブ画素の開口面積は緑および黄サブ画素の開口面積よりも大きい。赤および青サブ画素の開口面積は緑および黄サブ画素の開口面積の1.8倍であり、シアンサブ画素の開口面積は緑および黄サブ画素の開口面積の1.2倍である。
なお、シアンのカラーフィルタとして、図9(b)に示したカラーフィルタC5を用いてもよい。以下、表33〜40を参照して、シアンのカラーフィルタとしてカラーフィルタC5を用いた比較例1e〜3eの液晶表示装置および実施例1e〜5eの液晶表示装置を説明する。
表33〜表35に、比較例1e〜3eの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C5)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例2eの液晶表示装置では、比較例1eの液晶表示装置と比べて赤サブ画素の開口面積が増大しており、明度の高い赤が再現できる。また、比較例2eの液晶表示装置では、比較例1eの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例2eの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
比較例3eの液晶表示装置では、比較例1eの液晶表示装置と比べて赤およびシアンサブ画素の開口面積が増大する。このように赤およびシアンサブ画素の開口面積が増大する場合、シアンのカラーフィルタC5を用いたシアンサブ画素の主波長は比較的長いため、色温度の変化を抑制するためには、バックライトから出射される光のうち発光効率の比較的低い青成分を増大させる必要があり、バックライトの発光効率は低下する。また、赤およびシアンサブ画素の開口面積が増大しているため、カラーフィルタの透過率が低下する。このため、相対輝度は減少する。したがって、比較例3eの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
表36に、実施例1eの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C5)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例1eの液晶表示装置では、比較例1eの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積が大きく、輝度割合が高いため、明度の高い赤も充分に再現できる。また、実施例1eの液晶表示装置では、比較例2eの液晶表示装置と比べて青サブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
また、実施例1eの液晶表示装置では、比較例3eの液晶表示装置と比べてシアンサブ画素に代えて青サブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
なお、表34〜表36の比較から理解されるように、比較例3eの液晶表示装置では、比較例2eの液晶表示装置と比べてシアンサブ画素の開口面積が増大しており、シアンサブ画素の色度は緑サブ画素の色度に比較的近く、シアンサブ画素の主波長は比較的長い。このため、比較例3eの液晶表示装置におけるバックライトの発光効率は比較例2eの液晶表示装置と比べて低下する。また、シアンサブ画素の開口面積が増大する場合、シアンのカラーフィルタC5の単位面積当たりの透過率は比較的高く、シアンサブ画素の色純度は比較的低いため、比較例3eの液晶表示装置においてカラーフィルタの透過率は比較例2eの液晶表示装置と比べて増加する。このとき、バックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分が比較的大きいため、相対輝度はそれほど増加しない。
これに対して、実施例1eの液晶表示装置では、比較例2eの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率は低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度は著しく増加する。
表37〜40に、実施例2e〜5eの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C5)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例2eの液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積がさらに増大しており、さらに赤サブ画素の輝度割合が高くなる。また、実施例2eの液晶表示装置は、実施例1eの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。
実施例3eの液晶表示装置では、実施例1eの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が増大するため、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
実施例4eの液晶表示装置では、実施例1eの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が減少しており、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度はわずかに増加する。
実施例5eの液晶表示装置では、実施例1eの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が増加する。このとき、カラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分がバックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度はわずかに増加する。なお、実施例2e〜5eの液晶表示装置では、比較例2e、3eの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率の両方が比較的高く維持されており、相対輝度は高い。
以下、表41〜48を参照して、シアンのカラーフィルタとして図9(b)に示したカラーフィルタC6を用いた比較例1f〜3fの液晶表示装置および実施例1f〜5fの液晶表示装置を説明する。
表41に、比較例1fの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C6)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例1fの液晶表示装置では、3原色表示装置と比べて各サブ画素の開口面積が小さいため、赤サブ画素の輝度割合が比較的低く、明度の高い赤を充分に再現できない。
表42に、比較例2fの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C6)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例2fの液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積の増大に伴って赤サブ画素の輝度割合が増大しており、明度の高い赤も充分に再現できる。また、比較例2fの液晶表示装置では、比較例1fの液晶表示装置と比べてバックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例2fの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
表43に、比較例3fの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C6)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例3fの液晶表示装置では、比較例1fの液晶表示装置と比べて赤およびシアンサブ画素の開口面積が増大しており、カラーフィルタの透過率が低下する。また、比較例3fの液晶表示装置では、比較例1fの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が増大しており、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例3fの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
表44に、実施例1fの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C6)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例1fの液晶表示装置では、比較例1fの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積が大きく、輝度割合が高いため、明度の高い赤も充分に再現できる。また、実施例1fの液晶表示装置では、比較例2f、3fの液晶表示装置と比べてバックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
表45に、実施例2fの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C6)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例2fの液晶表示装置では、実施例1fの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積がさらに増大しており、さらに赤サブ画素の輝度割合が高くなる。また、実施例2fの液晶表示装置は、実施例1fの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。
表46に、実施例3fの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C6)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例3fの液晶表示装置では、実施例1fの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が増大するため、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
表47に、実施例4fの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C6)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例4fの液晶表示装置では、実施例1fの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が減少しており、バックライトの発光効率が改善するとともにカラーフィルタの透過率はわずかに増加し、相対輝度が増加する。
表48に、実施例5fの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C6)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例5fの液晶表示装置では、実施例1fの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率がわずかに低下し、カラーフィルタの透過率は略等しい。このため、相対輝度がわずかに低下している。なお、実施例2f〜5fの液晶表示装置では、比較例2f、3fの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率の両方が比較的高く維持されており、相対輝度は高い。
なお、シアンのカラーフィルタとして、図9(b)に示したカラーフィルタC7を用いてもよい。以下、表49〜56を参照してシアンのカラーフィルタとしてカラーフィルタC7を用いた比較例1g〜3gの液晶表示装置および実施例1g〜5gの液晶表示装置を説明する。
表49〜51に、比較例1g、2g、3gの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C7)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例2gの液晶表示装置では、比較例1gの液晶表示装置と比べて赤サブ画素の開口面積が増大するため、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例2gの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
また、比較例3gの液晶表示装置では、比較例1gの液晶表示装置に比べて赤およびシアンサブ画素の開口面積が増大しており、カラーフィルタの透過率およびバックライトの発光効率が低下するため、相対輝度が大きく低下する。このため、比較例3gの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
表52に、実施例1gの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C7)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例1gの液晶表示装置では、比較例1gの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積が大きく、輝度割合が高いため、明度の高い赤も充分に再現できる。また、実施例1gの液晶表示装置では、比較例2g、3gの液晶表示装置と比べてバックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
表53〜56に、実施例2g〜5gの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C7)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例2gの液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積がさらに増大しており、さらに赤サブ画素の輝度割合が高くなる。実施例2gの液晶表示装置は、実施例1gの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。
実施例3gの液晶表示装置では、実施例1gの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が増大するため、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度は増加する。
実施例4gの液晶表示装置では、実施例1gの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が減少しており、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度は増加する。
実施例5gの液晶表示装置では、実施例1gの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が増加する。このとき、バックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分がカラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。なお、実施例2g〜5gの液晶表示装置では、比較例2g、3gの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率の両方が比較的高く維持されており、相対輝度は高い。
なお、シアンのカラーフィルタとして、図9(b)に示したカラーフィルタC8を用いてもよい。以下、表57〜64を参照してシアンのカラーフィルタとしてカラーフィルタC8を用いた比較例1h〜3hの液晶表示装置および実施例1h〜5hの液晶表示装置を説明する。
表57〜表59に、比較例1h〜3hの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C8)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例2hの液晶表示装置では、比較例1hの液晶表示装置に比べて赤サブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例2hの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
また、比較例3hの液晶表示装置では、比較例1hの液晶表示装置に比べて赤およびシアンサブ画素の開口面積が大きく、バックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率が低下するため、相対輝度は低下する。このため、比較例3hの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
表60に、実施例1hの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C8)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例1hの液晶表示装置では、比較例1hの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積が大きく、輝度割合が高いため、明度の高い赤も充分に再現できる。また、実施例1hの液晶表示装置では、比較例2h、3hの液晶表示装置と比べてバックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
表61〜64に、実施例2h〜5hの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C8)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例2hの液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積がさらに増大しており、さらに赤サブ画素の輝度割合が高くなる。実施例2hの液晶表示装置は、実施例1hの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。
実施例3hの液晶表示装置では、実施例1hの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が増大するため、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
実施例4hの液晶表示装置では、実施例1hの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が減少しており、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度は増加する。
実施例5hの液晶表示装置では、実施例1hの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が増加する。このとき、バックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分がカラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度はわずかに低下する。なお、実施例2h〜5hの液晶表示装置では、比較例2h、3hの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率の両方が比較的高く維持されており、相対輝度は高い。
なお、シアンのカラーフィルタとして、図9(b)に示したカラーフィルタC9を用いてもよい。以下、表65〜72を参照して、シアンのカラーフィルタとしてカラーフィルタC9を用いた比較例1i〜3iの液晶表示装置および実施例1i〜5iの液晶表示装置を説明する。
表65〜表67に、比較例1i〜3iの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C9)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例2iの液晶表示装置では、比較例1iの液晶表示装置と比べて赤サブ画素の開口面積が増大しており、明度の高い赤が再現できる。また、比較例2iの液晶表示装置では、比較例1iの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例2iの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
また、比較例3iの液晶表示装置では、比較例1iの液晶表示装置と比べて赤およびシアンサブ画素の開口面積が増大しており、カラーフィルタの透過率が低下する。また、比較例3iの液晶表示装置では、比較例1iの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が増大しており、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例3iの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
表68に、実施例1iの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C9)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例1iの液晶表示装置では、比較例1iの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積が大きく、輝度割合が高いため、明度の高い赤も充分に再現できる。また、実施例1iの液晶表示装置では、比較例2i、3iの液晶表示装置と比べてバックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
表69〜表72に、実施例2i〜5iの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C9)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例2iの液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積がさらに増大しており、さらに赤サブ画素の輝度割合が高くなる。また、実施例2iの液晶表示装置は、実施例1iの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。
実施例3iの液晶表示装置では、実施例1iの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が増大するため、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
実施例4iの液晶表示装置では、実施例1iの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が減少しており、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度はわずかに増加する。
実施例5iの液晶表示装置では、実施例1iの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が増加する。このとき、バックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分がカラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度はわずかに低下する。なお、実施例2i〜5iの液晶表示装置では、比較例2i、3iの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率の両方が比較的高く維持されており、相対輝度は高い。
なお、シアンのカラーフィルタとして、図9(b)に示したカラーフィルタC10を用いてもよい。以下、表73〜80を参照して、シアンのカラーフィルタとしてカラーフィルタC10を用いた比較例1j〜3jの液晶表示装置および実施例1j〜5jの液晶表示装置を説明する。
表73〜75に、比較例1j〜3jの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C10)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例2jの液晶表示装置では、比較例1jの液晶表示装置と比べて赤サブ画素の開口面積が増大しており、明度の高い赤が再現できる。また、比較例2jの液晶表示装置では、比較例1jの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例2jの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
また、比較例3jの液晶表示装置では、比較例1jの液晶表示装置と比べて赤およびシアンサブ画素の開口面積が増大しており、カラーフィルタの透過率が低下する。また、バックライトの発光効率も低下している。このため、相対輝度は大きく減少しており、比較例3jの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
表76に、実施例1jの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C10)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例1jの液晶表示装置では、比較例1jの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積が大きく、輝度割合が高いため、明度の高い赤も充分に再現できる。また、実施例1jの液晶表示装置では、比較例2j、3jの液晶表示装置と比べてバックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
表77〜80に、実施例2j〜5jの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C10)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例2jの液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積がさらに増大しており、さらに赤サブ画素の輝度割合が高くなる。また、実施例2jの液晶表示装置は、実施例1jの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。
実施例3jの液晶表示装置では、実施例1jの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が増大するため、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下するが、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
実施例4jの液晶表示装置では、実施例1jの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が減少しており、バックライトの発光効率が改善するとともにカラーフィルタの透過率が増加するため、相対輝度が増加する。
実施例5jの液晶表示装置では、実施例1jの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率が低下するため、相対輝度は低下する。なお、実施例2j〜5jの液晶表示装置では、比較例2j、3jの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率の両方が比較的高く維持されており、相対輝度は高い。
なお、シアンのカラーフィルタとして、図9(b)に示したカラーフィルタC11を用いてもよい。以下、表81〜88を参照してシアンのカラーフィルタとしてカラーフィルタC11を用いた比較例1k〜3kの液晶表示装置および実施例1k〜5kの液晶表示装置を説明する。
表81〜83に、比較例1k〜3kの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C11)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
比較例2kの液晶表示装置では、比較例1kの液晶表示装置と比べて赤サブ画素の開口面積が増大しており、明度の高い赤が再現できる。また、比較例2kの液晶表示装置では、比較例1kの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。したがって、比較例2kの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
また、比較例3kの液晶表示装置では、比較例1kの液晶表示装置と比べて赤およびシアンサブ画素の開口面積が増大しており、カラーフィルタの透過率が低下する。また、比較例3kの液晶表示装置では、比較例1kの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が増大しており、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。このため、比較例3kの液晶表示装置は、明度の高い赤を再現できるものの高輝度を効率的に実現できない。
表84に、実施例1kの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C11)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例1kの液晶表示装置では、比較例1kの液晶表示装置と比べて、赤サブ画素の開口面積が大きく、輝度割合が高いため、明度の高い赤も充分に再現できる。また、実施例1kの液晶表示装置では、比較例2k、3kの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率は低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
表85〜88に、実施例2k〜5kの液晶表示装置における赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C11)および黄(Ye)サブ画素の開口面積、色度および輝度割合、ならびに、バックライトの発光効率、カラーフィルタの透過率および液晶表示装置の相対輝度を示す。
実施例2kの液晶表示装置では、赤サブ画素の開口面積がさらに増大しており、さらに赤サブ画素の輝度割合が高くなる。また、実施例2kの液晶表示装置は、実施例1kの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。
実施例3kの液晶表示装置では、実施例1kの液晶表示装置と比べて、青サブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度が増加する。
実施例4kの液晶表示装置では、実施例1kの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が減少しており、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が増加する。このとき、カラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分がバックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度は増加する。
実施例5kの液晶表示装置では、実施例1kの液晶表示装置と比べて、シアンサブ画素の開口面積が増大しており、バックライトの発光効率が改善するが、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。なお、実施例2k〜5kの液晶表示装置では、比較例2k、3kの液晶表示装置と比べて、バックライトの発光効率およびカラーフィルタの透過率の両方が比較的高く維持されており、相対輝度は高い。
なお、シアンサブ画素の色度が範囲B内にある場合、赤サブ画素の開口面積比は1.2以上2.0未満であることが好ましく、同様に、青サブ画素の開口面積比は1.2以上2.0未満であることが好ましい。ここで、赤または青サブ画素の開口面積比は他の3つのサブ画素(すなわち、緑、黄およびシアンサブ画素)の開口面積の平均を1.0として規格化してもよい。
赤サブ画素の開口面積比が1.2以上であることにより、赤サブ画素の輝度割合を10%以上増加させることができ、明度の高い赤を再現することができる。なお、赤サブ画素の開口面積比が2.0以上である場合、赤サブ画素の輝度割合はさらに増大するが、赤または青サブ画素の開口面積比が2.0以上になると、サブ画素の開口面積の差が大きくなるため、ザラツキ感・ストライプ感が視認されやすくなり、表示品位が劣化してしまうことがある。また、赤および青サブ画素の開口面積比が2.0以上になると、相対輝度が低下してしまうことがある。
ここで、図15〜図21を参照して、比較例3e〜3kの液晶表示装置について赤およびシアンサブ画素の開口面積比を緑、青および黄サブ画素の開口面積比に対して変化させた場合の相対輝度および赤サブ画素の輝度割合の変化、ならびに、実施例1e〜1kの液晶表示装置について赤および青サブ画素の開口面積比を緑、シアンおよび黄サブ画素の開口面積比に対して変化させた場合の相対輝度および赤サブ画素の輝度割合の変化を説明する。なお、図15〜図21において、細線および細い破線は実施例1e〜1kの液晶表示装置における相対輝度および赤サブ画素の輝度割合をそれぞれ示し、太線および太い破線は比較例3e〜3kの液晶表示装置における相対輝度および赤サブ画素の輝度割合をそれぞれ示す。
図15に、比較例3eおよび実施例1eの液晶表示装置における相対輝度および赤サブ画素の輝度割合の変化を示す。上述したように、比較例3eおよび実施例1eの液晶表示装置では、シアンのカラーフィルタC5を用いている。
カラーフィルタC5を用いた場合、シアンサブ画素の主波長は比較的長く、シアンサブ画素の色純度は比較的低い。このため、シアンサブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が増加する。このとき、カラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分がバックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。したがって、比較例3eの液晶表示装置では赤およびシアンサブ画素の開口面積比の増加に伴って相対輝度が低下する。
これに対して、青サブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。青サブ画素の開口面積比がある程度まで増加する間、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きく、相対輝度は増加し、また、青サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の増加成分は赤サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の低下成分よりも大きい。実施例1eの液晶表示装置では、赤および青サブ画素の開口面積比が2.0になるまで相対輝度は増加し、開口面積比が2.0を超えると相対輝度は低下する。
図16に、比較例3fおよび実施例1fの液晶表示装置における相対輝度および赤サブ画素の輝度割合の変化を示す。上述したように、比較例3fおよび実施例1fの液晶表示装置では、シアンのカラーフィルタC6を用いている。
カラーフィルタC6を用いた場合、シアンサブ画素の主波長は比較的短く、シアンサブ画素の色純度は比較的高い。このため、シアンサブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。このとき、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分がバックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。したがって、比較例3fの液晶表示装置では赤およびシアンサブ画素の開口面積比の増加に伴って相対輝度が低下する。
これに対して、青サブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。青サブ画素の開口面積比がある程度まで増加する間、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きく、相対輝度は増加し、また、青サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の増加成分は赤サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の低下成分よりも大きい。実施例1fの液晶表示装置では赤および青サブ画素の開口面積比が1.8になるまで相対輝度は増加し、開口面積比が1.8を超えると相対輝度は低下する。
図17に、比較例3gおよび実施例1gの液晶表示装置における相対輝度および赤サブ画素の輝度割合の変化を示す。上述したように、比較例3gおよび実施例1gの液晶表示装置では、シアンのカラーフィルタC7を用いている。
カラーフィルタC7を用いた場合、シアンサブ画素の主波長は比較的長く、シアンサブ画素の色純度は比較的低い。このため、シアンサブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が増加する。このとき、バックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分がカラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。したがって、比較例3gの液晶表示装置では赤およびシアンサブ画素の開口面積比の増加に伴って相対輝度が低下する。
これに対して、青サブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。青サブ画素の開口面積比がある程度まで増加する間、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きく、相対輝度は増加し、また、青サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の増加成分は赤サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の低下成分よりも大きい。実施例1gの液晶表示装置では赤および青サブ画素の開口面積比が2.4になるまで相対輝度は増加し、開口面積比が2.4を超えると相対輝度は低下する。
図18に、比較例3hおよび実施例1hの液晶表示装置における相対輝度および赤サブ画素の輝度割合の変化を示す。上述したように、比較例3hおよび実施例1hの液晶表示装置では、シアンのカラーフィルタC8を用いている。
カラーフィルタC8を用いた場合、シアンサブ画素の主波長は比較的長く、シアンサブ画素の色純度は比較的低い。このため、シアンサブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が増加する。このとき、バックライトの発光効率の低下による輝度の低下成分がカラーフィルタの透過率の増加による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。したがって、比較例3hの液晶表示装置では赤およびシアンサブ画素の開口面積比の増加に伴って相対輝度が低下する。
これに対して、青サブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。青サブ画素の開口面積比がある程度まで増加する間、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きく、相対輝度は増加し、また、青サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の増加成分は赤サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の低下成分よりも大きい。実施例1hの液晶表示装置では赤および青サブ画素の開口面積比が2.2になるまで相対輝度は増加し、開口面積比が2.2を超えると相対輝度は低下する。
図19に、比較例3iおよび実施例1iの液晶表示装置における相対輝度および赤サブ画素の輝度割合の変化を示す。上述したように、比較例3iおよび実施例1iの液晶表示装置では、シアンのカラーフィルタC9を用いている。
カラーフィルタC9を用いた場合、シアンサブ画素の主波長は比較的長いものの、カラーフィルタC5、C7、C8よりも短く、また、シアンサブ画素の色純度は比較的低い。このため、シアンサブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が増加し、相対輝度は増加する。このとき、シアンサブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の増加成分は赤サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の低下成分よりも小さい。したがって、比較例3iの液晶表示装置では赤およびシアンサブ画素の開口面積比の増加に伴って相対輝度が低下する。
これに対して、青サブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。青サブ画素の開口面積比がある程度まで増加する間、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きく、相対輝度は増加し、また、青サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の増加成分は赤サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の低下成分よりも大きい。実施例1iの液晶表示装置では赤および青サブ画素の開口面積比が2.0になるまで相対輝度は増加し、開口面積比が2.0を超えると相対輝度は低下する。
図20に、比較例3jおよび実施例1jの液晶表示装置における相対輝度および赤サブ画素の輝度割合の変化を示す。上述したように、比較例3jおよび実施例1jの液晶表示装置では、シアンのカラーフィルタC10を用いている。
カラーフィルタC10を用いた場合、シアンサブ画素の主波長は比較的長く、シアンサブ画素の色純度は比較的高い。このため、シアンサブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が低下し、カラーフィルタの透過率が低下し、相対輝度が低下する。したがって、比較例3jの液晶表示装置では赤およびシアンサブ画素の開口面積比の増加に伴って相対輝度が低下する。
これに対して、青サブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。青サブ画素の開口面積比がある程度まで増加する間、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きく、相対輝度は増加し、また、青サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の増加成分は赤サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の低下成分よりも大きい。実施例1jの液晶表示装置では赤および青サブ画素の開口面積比が2.1になるまで相対輝度は増加し、開口面積比が2.1を超えると相対輝度は低下する。
図21に、比較例3kおよび実施例1kの液晶表示装置における相対輝度および赤サブ画素の輝度割合の変化を示す。上述したように、比較例3kおよび実施例1kの液晶表示装置では、シアンのカラーフィルタC11を用いている。
カラーフィルタC11を用いた場合、シアンサブ画素の主波長は比較的短く、シアンサブ画素の色純度は比較的高い。このため、シアンサブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。シアンサブ画素の開口面積比がある程度まで増加する間、カラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分が、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分よりも大きいため、相対輝度は低下する。したがって、比較例3kの液晶表示装置では赤およびシアンサブ画素の開口面積比の増加に伴って相対輝度が低下する。
これに対して、青サブ画素の開口面積比が増加すると、バックライトの発光効率が改善し、カラーフィルタの透過率が低下する。青サブ画素の開口面積比がある程度まで増加する間、バックライトの発光効率の改善による輝度の増加成分がカラーフィルタの透過率の低下による輝度の低下成分よりも大きく、相対輝度は増加し、また、青サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の増加成分は赤サブ画素の開口面積比の増加に伴う相対輝度の低下成分よりも大きい。実施例1kの液晶表示装置では赤および青サブ画素の開口面積比が1.8になるまで相対輝度は増加し、開口面積比が1.8を超えると相対輝度は低下する。
このように、シアンサブ画素の色度が範囲B内にある場合、赤および青サブ画素の開口面積比が少なくとも1.8になるまで相対輝度は増加し、赤および青サブ画素の開口面積比が少なくとも2.0になるまでの相対輝度は開口面積比が1.0のときの相対輝度よりも高い。したがって、赤サブ画素の開口面積比は1.2以上2.0未満であることが好ましく、同様に、青サブ画素の開口面積比は1.2以上2.0未満であることが好ましい。
なお、図3では、1つの画素に属する赤、緑、青、黄およびシアンサブ画素がこの順番に配列されていたが、本発明はこれに限定されない。1つの画素に属するサブ画素において青サブ画素は黄サブ画素と隣接していることが好ましい。また、1つの画素に属するサブ画素が1方向に配列される場合、中央に緑サブ画素が位置することが好ましい。また、輝度割合に着目すると、輝度割合の大小関係が交互に変化することが好ましい。以上から、サブ画素は、図22(a)、図22(b)に示すように、赤、シアン、緑、青および黄サブ画素の順番に配列されていることが好ましい。
なお、上述した説明では、バックライト300としてCCFLが用いられたが、本発明はこれに限定されない。バックライト300としてLEDが用いられてもよい。例えば、バックライト300として、青発光、赤・緑蛍光タイプのLEDを用いてもよい。図23に、青発光、赤・緑蛍光タイプのLEDをバックライト300として用いた際の出射スペクトルを示す。このスペクトルは、青に対応する放射強度のピークは緑および赤に対応する放射強度よりも高く、緑に対応する放射強度のピークは赤に対応する放射強度よりも高い。あるいは、バックライト300として、青発光、黄蛍光タイプのLEDを用いてもよく、または、赤、緑および青発光タイプのLEDを用いてもよい。
なお、上述したように、シアンサブ画素の主波長は470nm以上520nm以下であったが、青サブ画素の主波長が最も短く、シアンサブ画素、緑サブ画素、黄サブ画素および赤サブ画素の順番に主波長は長くなる。例えば、赤サブ画素の主波長は605nm以上635nm以下、緑サブ画素の主波長は520nm以上550nm以下、青サブ画素の主波長は470nm以下であることが好ましく、黄サブ画素の主波長は565nm以上580nm以下であることが好ましい。
さらに、赤の色純度は90%以上、緑の色純度は65%以上80%以下、青の色純度は90%以上95%以下であることが好ましく、黄の色純度は85%以上95%以下であることが好ましい。
なお、液晶パネル200は、VA(Vertical Alignment)モードであってもよく、IPS(In−Plane−Switching)モードであってもよく、TN(Twisted Nematic)モードであってもよい。
(実施形態2)
上述した説明では、5原色の表示装置において各画素は5つのサブ画素を有していたが、本発明はこれに限定されない。各画素が等しい2つのサブ画素を有していてもよく、すなわち、5原色の表示装置において各画素は6以上のサブ画素を有していてもよい。また、上述した説明では、1つの画素に属するサブ画素は1行のサブ画素にわたって配列されていたが、本発明はこれに限定されない。1つの画素に属するサブ画素は、例えば、2行3列に配列されていてもよい。
図24に、本発明による液晶表示装置の第2実施形態の模式図を示す。本実施形態の液晶表示装置100’は、液晶パネル200’と、バックライト300’と、多原色変換部400とを備えている。液晶パネル200’において各画素は5つの原色、すなわち、赤、緑、青、黄およびシアンで表示を行うが、各画素に属するサブ画素の数は6以上である。液晶表示装置100’では、シアンサブ画素の色度に応じてサブ画素の開口面積の関係が決定される。このようにサブ画素の開口面積の関係を設定することにより、高輝度を効率的に実現することができる。
本実施形態の液晶表示装置100’では、シアンサブ画素の色度がある値を示す場合、図25(a)に示すように、赤サブ画素およびシアンサブ画素の開口面積は、緑、青、黄サブ画素の開口面積よりも大きい。具体的には、各サブ画素の長さ(y方向に沿った距離)は互いに略等しいが、幅(x方向に沿った距離)に着目すると、赤(R1)およびシアン(C)サブ画素の幅は別の赤(R2)、緑(G)、青(B)および黄(Ye)サブ画素の幅よりも大きい。このため、赤サブ画素の開口面積が最も大きく、シアンサブ画素の開口面積は次に大きい。
一方、シアンサブ画素の色度が別の値を示す場合、図25(b)に示すように、赤サブ画素および青サブ画素の開口面積は、緑、シアン、黄サブ画素の開口面積よりも大きい。具体的には、各サブ画素の長さ(y方向に沿った距離)は互いに略等しいが、幅(x方向に沿った距離)に着目すると、赤(R1)および青(B)サブ画素の幅は別の赤(R2)、緑(G)、シアン(C)および黄(Ye)サブ画素の幅よりも大きい。このため、赤サブ画素の開口面積が最も大きく、青サブ画素の開口面積は次に大きい。なお、赤(R1)サブ画素は別の赤(R2)サブ画素と同様に作製され、同様の透過スペクトルを有してもよいが、異なって作製されて異なる透過スペクトルを有してもよい。
なお、図25(a)、図25(b)では、開口面積の最も大きいサブ画素は赤サブ画素であったが、開口面積の最も大きいサブ画素はシアンまたは青サブ画素であってもよい。この場合も、2つのシアンまたは青サブ画素は同様に作製され、同様の透過スペクトルを有してもよいが、異なって作製されて異なる透過スペクトルを有してもよい。
なお、上述した液晶パネル200、200’では、各サブ画素は1つの透過率を示したが、本発明はこれに限定されない。各サブ画素は透過率の異なる複数の領域を有していてもよく、これにより、視野角特性の改善を図ってもよい。