液晶显示装置的制作方法

xiaoxiao2020-7-2  2

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专利名称:液晶显示装置的制作方法
技术领域
本发明涉及液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置具有重量轻、形体薄及耗电低等的优点,不止用于便携式电话的显示部等的小型的显示装置,还可用于大型电视机。现广泛应用的彩色液晶显示装置中,一个像素由与红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的光的3原色对应的子像素构成,典型而言,红色、绿色及蓝色的颜色的区别是通过彩色滤光片实现的。近年来,提出了与一般的3原色的显示装置不同的、将4原色以上的多原色加法混色的显示装置(例如,参照专利文献1 3)。这样,使用4个以上的原色进行显示的显示装置也称为多原色显示装置。专利文献1中,公开了通过红色、绿色、蓝色及黄色这4种原色进行显示的液晶显示装置、和通过红色、绿色、蓝色、黄色及青绿这5种原色进行显示的液晶显示装置。再者,专利文献1中,还公开了通过红色、绿色、蓝色、黄色、青色及品红色这6种原色进行显示的液晶显示装置。但是,如果原色的数量多于3个,则红色、绿色及蓝色子像素的开口面积减小。这时,尤其是明度较高的红色不能得到充分地再现,导致红色的显示品质下降。因此,专利文献2中,公开了在一个像素设置着两个红色子像素的多原色显示装置。专利文献2的多原色显示装置中,通过将红色子像素的开口面积的和扩大至比其他的子像素的开口面积大,来改善红色的显示品质。专利文献3中,公开了将红色及蓝色子像素的开口面积扩大至比绿色及黄色子像素的开口面积大的4原色的显示装置。专利文献3的显示装置中,扩大红色子像素的开口面积,改善红色的显示品质。并且,虽然由于扩大彩色滤光片的透过率比较低的蓝色子像素的开口面积,导致彩色滤光片整体的透过率下降,但由于即使降低背光源中的发光效率比较低的蓝色成分,液晶显示装置也能实现规定的色温度,所以能够高效率地实现高明度的(亮度)的白色。现有技术文献专利文献专利文献1 美国专利第7268757号说明书专利文献2 国际公开2007/034770号公报专利文献3 国际公开2007/148519号公报

发明内容
发明要解决的课题如上所述,专利文献3中,记载了 4原色的显示装置在改善显示品质的同时高效率地实现了高亮度的技术,但是并没有对5原色的显示装置进行同样的研究。若在5原色的显示装置中简单地进行各子像素的设计,则显示品质会下降或者不能高效率地实现高亮度。本发明就是鉴于上述课题而提出的,其目的在于提供一种改善显示品质并高效率地实现高亮度的5原色的液晶显示装置。用于解决课题的技术手段基于本发明的液晶显示装置具备像素,该像素具有多个子像素,该液晶显示装置中,上述多个子像素包含红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及青色子像素, 上述蓝色子像素和上述青色子像素中的一种子像素的开口面积比另一种子像素、上述绿色子像素及上述黄色子像素大,上述红色子像素的开口面积比上述另一种子像素、上述绿色子像素及上述黄色子像素大。在优选的实施方式中,上述青色子像素的色度χ、y处于第一范围内的情况下, 上述红色子像素和上述青色子像素各自的开口面积,比上述绿色子像素、上述蓝色子像素和上述黄色子像素中的任一个的开口面积都大,上述第一范围为由白色点的色度、主波长 490nm且色纯度40 %的色度、主波长485nm且色纯度60 %的色度、和主波长470nm且色纯度 100%的色度所包围的范围,并且为EBU标准的色再现范围之外,上述青色子像素的色度χ、 y处于第二范围内的情况下,上述红色子像素和上述蓝色子像素各自的开口面积,比上述绿色子像素、上述青色子像素和上述黄色子像素中的任一个的开口面积都大,上述第二范围为主波长470nm以上520nm以下的上述第一范围以外的范围,并且为EBU标准的色再现范围之外。在优选的实施方式中,上述白色点的色度是(0.3333,0.3333)。发明的效果根据本发明,能够提供一种改善显示品质并高效率地实现了高亮度的5原色的液晶显示装置。


图1是表示本发明中的液晶显示装置的第一实施方式的示意图。图2是示意性地表示图1所示的液晶显示装置的色再现范围的xy色度图。图3(a)是青色子像素显示某色度时的图1所示的液晶显示装置中的液晶面板的示意图,(b)是青色子像素显示其他的色度时的图1所示的液晶显示装置中的液晶面板的示意图。图4是表示比较例1的液晶显示装置的液晶面板的示意图。图5是表示比较例2的液晶显示装置的液晶面板的示意图。图6是表示青色子像素的色度的范围A及范围B的xy色度图。图7(a)是表示青色子像素的色度处于范围A时的图1所示的液晶显示装置中的液晶面板的彩色滤光片的光谱的图表,(b)是表示青色子像素的色度处于范围B时的图1所示的液晶显示装置中的液晶面板的彩色滤光片的光谱的图表。图8(a)是表示青色子像素的色度处于范围A时的图1所示的液晶显示装置中的背光源的出射光谱的图表,(b)是表示青色子像素的色度处于范围B时的图1所示的液晶显示装置中的背光源的出射光谱的图表。图9(a)是表示青色子像素的色度处于范围A时的图1所示的液晶显示装置中的液晶面板的青色的彩色滤光片的透过光谱的图表,(b)是表示青色子像素的色度处于范围B时的图1所示的液晶显示装置中的液晶面板的青色的彩色滤光片的透过光谱的图表。图10(a)是表示青色子像素的色度的范围A及范围B的xy色度图,(b)是将(a)的一部分放大后的放大图。图11是表示比较例3a及实施例Ia的液晶显示装置中,相对于子像素的开口面积比的变化,相对亮度及红色子像素的亮度比例的变化的图表。图12是表示比较例北及实施例Ib的液晶显示装置中,相对于子像素的开口面积比的变化,相对亮度及红色子像素的亮度比例的变化的图表。图13是表示比较例3c及实施例Ic的液晶显示装置中,相对于子像素的开口面积比的变化,相对亮度及红色子像素的亮度比例的变化的图表。图14是表示比较例3d及实施例Id的液晶显示装置中,相对于子像素的开口面积比的变化,相对亮度及红色子像素的亮度比例的变化的图表。图15是表示比较例!Be及实施例Ie的液晶显示装置中,相对于子像素的开口面积比的变化,相对亮度及红色子像素的亮度比例的变化的图表。图16是表示比较例3f及实施例If的液晶显示装置中,相对于子像素的开口面积比的变化,相对亮度及红色子像素的亮度比例的变化的图表。图17是表示比较例3g及实施例Ig的液晶显示装置中,相对于子像素的开口面积比的变化,相对亮度及红色子像素的亮度比例的变化的图表。图18是表示比较例池及实施例Ih的液晶显示装置中,相对于子像素的开口面积比的变化,相对亮度及红色子像素的亮度比例的变化的图表。图19是表示比较例3i及实施例Ii的液晶显示装置中,相对于子像素的开口面积比的变化,相对亮度及红色子像素的亮度比例的变化的图表。图20是表示比较例3j及实施例Ij的液晶显示装置中,相对于子像素的开口面积比的变化,相对亮度及红色子像素的亮度比例的变化的图表。图21是表示比较例3k及实施例Ik的液晶显示装置中,相对于子像素的开口面积比的变化,相对亮度及红色子像素的亮度比例的变化的图表。图22 (a)是表示青色子像素的色度处于范围A时的其他的液晶面板的示意图,(b)是青色子像素的色度处于范围B时的其他的液晶面板的示意图。图23是表示图1所示的液晶显示装置中的背光源的其他的出射光谱的图表。图M是表示本发明中的液晶显示装置的第二实施方式的示意图。图25(a)是青色子像素的色度为某种情况时的图1所示的液晶显示装置中的液晶面板的示意图,(b)是青色子像素的色度为其他情况时的图1所示的液晶显示装置中的液晶面板的示意图。
具体实施例方式下面,参照附图,说明本发明中的液晶显示装置的实施方式。但是,本发明并不限定于下述的实施方式。(实施方式1)下面,说明本发明中的液晶显示装置的第一实施方式。图1表示本实施方式的液晶显示装置100的示意图。液晶显示装置100具备液晶面板200、背光源300和多原色转换部400。液晶面板200具有有源矩阵基板220、相对基板240和设置在有源矩阵基板220与相对基板240之间的液晶层沈0。在有源矩阵基板220及相对基板240设置有未图示的偏光板,偏光板的透射轴具有正交尼克尔的关系。例如,有源矩阵基板220上,设置有未图示的配线、绝缘层及像素电极等,相对基板240上设置有未图示的相对电极及彩色滤光片层等。液晶层260的厚度基本一定。液晶面板200具有排列成多个行及列的矩阵状的多个像素。各像素具有多个子像素。多个子像素是红色、绿色、蓝色、黄色及青色子像素。各子像素的亮度可独立控制。液晶面板200中,各像素通过5种原色、即红色、绿色、蓝色、黄色及青色进行显示。液晶面板200中,各子像素具有透过区域,液晶面板200是透过型的。从背光源 300射出的光在液晶面板200中得到调制,显示所希望的图像。此外,液晶面板200中,也可以在各子像素不只设置有透过区域,还设置有反射区域,液晶面板200也可以是透过反射两用型的。多原色转换部400将输入信号的灰度等级水平rgb转换为灰度等级水平RGBkC。 本说明书的下述说明中,将红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B、黄色子像素知及青色子像素C的灰度等级水平分别表示为R、G、B、如及C。图1中,将灰度等级水平R、G、B、 如及(集中表示为RGBkC。灰度等级水平R、G、BJe、C的可取到的值是从0到255。多原色转换部400具有例如未图示的查找表,查找表具有表示与3原色的灰度等级水平r、g、b 对应的红色、绿色、蓝色、黄色及青色子像素的灰度等级水平的数据。此外,虽然基本上由灰度等级水平RGBYeC特定的颜色与由灰度等级水平rgb特定的颜色相同,但是也可以根据需要而有所不同。多原色转换部400根据表示灰度等级水平rgb的输入信号生成多原色信号。 多原色信号表示与属于液晶面板200中的像素的各子像素对应的灰度等级水平RGBkC。下述说明中,为了便于说明,将与最低灰度等级水平(例如,灰度等级水平0)对应的子像素的亮度等级表示为“0”,将与最高灰度等级水平(例如,灰度等级水平25 对应的子像素的亮度等级表示为“1”。即使亮度等级相等,红色、绿色和蓝色子像素的实际的亮度也不同,亮度等级表示与各子像素的最高亮度的比。例如,输入信号中,像素表示黑色时,输入信号所示的灰度等级水平R、G、B全部是最低灰度等级水平(例如,灰度等级水平0),并且,输入信号中,像素表示白色时,灰度等级水平R、G、B全部是最高灰度等级水平(例如,灰度等级水平25 。并且,下述说明中,有时是按最高灰度等级水平将灰度等级水平标准化, 按从“0”到“ 1,,的范围表示灰度等级水平。液晶显示装置100中,色温度被设定为所希望的值。例如,色温度是9900K,这相当于白色点的色度(x,y) = (0. 281,0. 288) 0图2是示意性地表示液晶显示装置100的色再现范围的xy色度图。图2中,R、G、 B、如及C分别表示对应的子像素的色度。例如,R是红色子像素的灰度等级水平为最高灰度等级水平,而其他子像素的灰度等级水平为最低灰度等级水平时的液晶显示装置100的色度。液晶显示装置100的色再现范围可用以R、G、B、k& C为顶点的五角形表示。各子像素的色度位于比欧洲广播联盟(European Broadcasting Union =EBU)标准的色再现范围还靠外侧的位置。此外,图2中表示为青色子像素的色度位于比较接近蓝色子像素的色度的位置,但是青色子像素的色度也可以位于与蓝色子像素相比更接近绿色子像素的色度的位置。RGBYe也被称为特有色(-二一々色),若红色、绿色、蓝色及黄色子像素的色度分别处于比较窄的范围之外,则显示品质下降,而如果青色子像素的色度在比较宽的范围内,则显示品质难以下降。本实施方式的液晶显示装置100中,按照青色子像素的色度,设定子像素的开口面积比的关系。此外,各子像素的开口面积,是从法线方向观察液晶显示装置100的显示画面时,彩色滤光片的开口部(没有黑矩阵等的遮光膜的部分)与有源矩阵基板220的开口部重合的部分的面积。具体而言,依照青色子像素的色度,设定为蓝色子像素及青色子像素中的一种子像素的开口面积比另一种子像素、绿色子像素及黄色子像素的开口面积大,且红色子像素的开口面积比上述另一种子像素、绿色子像素及黄色子像素的开口面积大。此外,所谓青色子像素的色度,是指青色子像素的灰度等级水平为最高灰度等级水平,其他的子像素的灰度等级水平为最低灰度等级水平时的液晶显示装置100的色度。青色子像素的色度表示某值时,如图3(a)所示,红色子像素和青色子像素的开口面积比绿色、蓝色、黄色子像素的开口面积大。具体而言,青色子像素的色度在EBU标准的色再现范围之外,比较接近白色点的色度,且比较接近蓝色子像素的色度时,红色子像素及青色子像素的开口面积比绿色、蓝色、黄色子像素的开口面积大。例如,若绿色、蓝色、黄色子像素的开口面积的比例为1.0,则红色子像素及青色子像素的开口面积的比例为1.8。另一方面,青色子像素的色度表示其他的值时,如图3(b)所示,红色子像素及蓝色子像素的开口面积比绿色、青色、黄色子像素的开口面积大。具体而言,青色子像素的色度离白色点的色度比较远,或者比较接近绿色子像素的色度时,红色子像素及蓝色子像素的开口面积比绿色、青色、黄色子像素的开口面积大。例如,若绿色、青色、黄色子像素的开口面积的比例为1.0,则红色子像素及蓝色子像素的开口面积的比例为1.8。再者,下述说明中,将红色子像素与青色子像素的开口面积大的液晶面板表示为液晶面板200A,将红色子像素与蓝色子像素的开口面积大的液晶面板表示为液晶面板200B。本实施方式的液晶显示装置100中,由于按照青色子像素的色度,红色及青色子像素或红色及蓝色子像素的开口面积比较大,所以红色的明度得到了改善并且高效率地实现了高亮度。下面,说明与比较例1、2的液晶显示装置进行比较后的本实施方式的液晶显示装置100的优点。首先,说明比较例1的液晶显示装置。图4是表示属于比较例1的液晶显示装置的液晶面板中的1个像素的子像素的示意图。比较例1的液晶显示装置中,属于1个像素的5个子像素具有红色、绿色、蓝色、黄色及青色子像素,各子像素的开口面积相互基本相等。比较例1的液晶显示装置中,各像素具有5个子像素,与像素尺寸相等的3原色液晶显示装置相比,比较例1的液晶显示装置中的1个子像素平均的开口面积比较小。这样的比较例1的液晶显示装置中,红色的可再现的明度比较低,不能表示一部分的物体色。这样,若通过增加使用的原色的数量,导致明度(Y值)下降,则红色成为暗黑红色(即暗红色),不能充分再现明度高的红色,红色的显示品质下降。下面,说明比较例2的液晶显示装置。图5是比较例2的液晶显示装置的属于液晶面板中的1个像素的子像素的示意图。比较例2的液晶显示装置的液晶面板中,红色子像素的开口面积比其他子像素的开口面积大,并且,绿色、蓝色、黄色及青色子像素的开口面积相互基本相等。例如,红色子像素的开口面积是绿色、蓝色、黄色及青色子像素的开口面积的1. 8倍。若与比较例1的液晶显示装置相比较,则比较例2的液晶显示装置中,红色子像素的开口面积大,所以红色子像素的亮度比例变得较高。因此,能够充分再现明度高的红色, 抑制红色的显示品质的下降。但是,比较例2的液晶显示装置中,由于透过率比较低的红色子像素的开口面积的比例增大,所以彩色滤光片的透过率下降,若不增大来自背光源的出射光强度就不能实现高亮度。相对于此,本实施方式的液晶显示装置100中,由于红色子像素的开口面积比较大,所以明度高的红色也能够充分再现。并且,本实施方式的液晶显示装置100中,按照青色子像素的色度,使青色或蓝色子像素的开口面积较大,由此,能够高效率地实现高亮度。再者,如上所述,液晶显示装置100中,子像素的开口面积的大小关系随着青色子像素的色度而变化。下面,参照图6,说明青色子像素的色度与子像素的开口面积的关系。如上所述,青色子像素的色度在EBU标准的色再现范围之外,本实施方式的液晶显示装置100 能够实现宽的色再现范围。青色子像素的色度能够由青色子像素的主波长、色纯度确定。这里,青色子像素的主波长、色纯度相对于作为基准的白色点的色度而确定。该白色点的色度(χ,y)是 (0. 3333,0. 3333)。青色子像素的主波长由连结着青色子像素的色度和白色点的色度的线与光谱轨迹的交点限定。青色子像素的色度越接近蓝色子像素的色度,青色子像素的主波长越短,青色子像素的色度越接近绿色子像素的色度,青色子像素的主波长越长。并且,青色子像素的色纯度,由连接白色点的色度与青色子像素的色度的线段的长度相对于从白色点的色度通过青色子像素的色度到与光谱轨迹相交的点为止的线段的长度的比例决定。青色子像素的色度越接近白色点的色度,色纯度越低,青色子像素的色度越接近光谱轨迹,色纯度越高。如图6所示,青色子像素的色纯度比较低,且青色子像素的主波长比较接近蓝色子像素的主波长时,即,青色子像素的色度在图6所示的范围A内时,红色子像素和青色子像素的开口面积比绿色、蓝色、黄色子像素的开口面积大。另一方面,青色子像素的色纯度比较高时,或者青色子像素的主波长比较接近绿色子像素的主波长时,即,青色子像素的色度位于图6所示的范围B内时,红色子像素和蓝色子像素的开口面积比绿色、青色、黄色子像素的开口面积大。具体而言,范围A是作为由青色子像素的色度x、y为白色点的色度、主波长490nm 且色纯度40 %的色度、主波长485nm且色纯度60 %的色度、主波长470nm且色纯度100 %的色度所包围的范围的、EBU标准的色再现范围之外的范围。并且,范围B是作为主波长470nm 以上520nm以下的、范围A以外的范围的、EBU标准的色再现范围之外的范围。再者,本说明书的下述说明中,将范围A、范围B分别称为第一范围、第二范围。再者,若将液晶面板200A、200B与相同的背光源组合,则白色点的色度变化,色温度偏离。因此,液晶显示装置100中,为了实现规定的色温度,使用随着液晶面板200中的彩色滤光片的变更,出射光谱不同的背光源300。例如,按照色温度为大约9900K的方式设定。此外,通过背光源300的出射光谱的变化,背光源300的发光效率也发生变化。下述说明中,将对于红色子像素及青色子像素的开口面积大的液晶面板200A,实现规定的色温度的背光源表示为背光源300A,将具备液晶面板200A及背光源300A的液晶显示装置表示为液晶显示装置100A。并且,将对于红色子像素及蓝色子像素的开口面积大的液晶面板200B,实现规定的色温度的背光源表示为背光源300B,将具备液晶面板200B及背光源300B的液晶显示装置表示为液晶显示装置100B。图7(a)表示对应液晶面板200A中的各子像素的彩色滤光片的透过光谱,图7 (b)表示对应液晶面板200B中的各子像素的彩色滤光片的透过光谱。图7(a)、图7(b)中,将液晶面板200A、200B中使用的红色、绿色、蓝色及黄色的彩色滤光片表示为R、G、B、k。并且,图7(a)、图7(b)中,将液晶面板200A中使用的青色的彩色滤光片表示为Ca,将液晶面板200B中使用的青色的彩色滤光片表示为(;。液晶面板200A、200B中,红色、绿色、蓝色及黄色的彩色滤光片的透过光谱相互基本相等。蓝色的彩色滤光片的透过率在波长450nm附近表示出峰值。绿色的彩色滤光片的透过率在波长530nm附近表示出峰值。并且,黄色的彩色滤光片在波长550nm以上700nm以下的范围内表示出90%以上的透过率,红色的彩色滤光片在波长630nm以上700nm以下的范围内表示出90%以上的透过率。相对于此,液晶面板200A中的青色的彩色滤光片的透过光谱,与液晶面板200B中的青色的彩色滤光片的透过光谱不同。青色的彩色滤光片Ca的透过光谱中,与蓝色对应的波长的透过率比较高,青色的彩色滤光片Cb的透过光谱T中,与蓝色对应的波长的透过率比较低。图8 (a)表示背光源300A的出射光谱,图8 (b)表示背光源300B的出射光谱。背光源 300A、300B 都是冷阴极荧光管(Cold Cathode Fluorescent Lamp :CCFL)。背光源 300A、300B中,与绿色对应的波长的放射强度比相当于红色及蓝色的波长的放射强度高,与蓝色对应的波长的放射强度比相当于红色的波长的放射强度高。若比较背光源300A、300B的出射光谱,则背光源300A中,与红色对应的波长的放射强度比较高,背光源300B中,与蓝色对应的波长的放射强度比较高。此外,xy色度图中,与青色相当的区域的主波长的间隔,比与红色、绿色、蓝色及黄色相当的区域的主波长的间隔长。因此,随着彩色滤光片、开口面积比及来自背光源的出射光谱的变化,青色子像素的色度会比较大地变化。再次参照图3。图3(a)所示的液晶面板200A中,属于1个像素的5个子像素、即红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B、黄色子像素知及青色子像素C沿着行方向排列。并且,这里,虽然红色、绿色、蓝色、黄色及青色子像素的长度(沿着y方向的距离)相互基本相等,但是若观察宽度(沿着χ方向的距离),则可知红色及青色子像素的宽度比绿色、蓝色及黄色子像素的宽度大。这样,液晶面板200A中,红色子像素及青色子像素的开口面积比绿色、蓝色及黄色子像素的开口面积大。液晶面板200A中,比其他3个子像素的开口面积大的2个子像素是红色子像素及青色子像素。再者,这里,虽然红色子像素及青色子像素的开口面积相互基本相等,比其余的3个子像素的开口面积大,但是本发明并不限定于此。例如,液晶面板200A中,红色子像
9素的开口面积最大,青色子像素的开口面积在红色子像素之后,为次最大也可以。再者,青色子像素的开口面积最大,红色子像素的开口面积在青色子像素之后,为次最大也可以。并且,图3 (b)所示的液晶面板200B中,若观察宽度(沿着χ方向的距离),则可知红色及蓝色子像素的宽度比绿色、黄色及青色子像素的宽度大。这样,液晶面板200Β中,红色子像素及蓝色子像素的开口面积比绿色、黄色及青色子像素的开口面积大。液晶面板200Β中,比其他3个子像素的开口面积大的2个子像素是红色子像素及蓝色子像素。再者,这里虽然红色子像素及蓝色子像素的开口面积相互基本相等,比其余的 3个子像素的开口面积大,但是本发明并不限定于此。例如,液晶面板200Β中,红色子像素的开口面积最大,蓝色子像素的开口面积在红色子像素之后,为次最大也可以。再者,蓝色子像素的开口面积最大,红色子像素的开口面积在蓝色子像素之后,为次最大也可以。如上所述,本实施方式的液晶显示装置100中,依照青色子像素的色度,按红色及青色子像素或者红色及蓝色子像素的开口面积比其他的子像素大的方式进行设定,由此, 红色的明度得到改善并且可有效地实现高亮度。这里,为了高效率地实现高亮度,要关注背光源的发光效率及彩色滤光片的透过率。背光源的发光效率及彩色滤光片的透过率这两方都比较高,从而高效率地实现高亮度的白色。再者,与红色子像素同时增大绿色或者黄色子像素的开口面积比时,彩色滤光片的透过率得到增加,但是背光源的发光效率显著下降,不能有效地实现高亮度。这里,研究在实现规定的色温度的同时,红色、蓝色及青色子像素的开口面积比分别变化时的背光源的发光效率及彩色滤光片的透过率的变化。红色子像素的开口面积比增加时,透过彩色滤光片的红色成分增多,绿色成分及蓝色成分减少。这时,为了抑制色温度的变化,需要使从背光源射出的光的红色成分减少, 使绿色成分及蓝色成分增多。虽然蓝色成分的发光效率比较低,绿色成分的发光效率比较高,但是绿色成分的作用比蓝色成分大,所以结果是背光源的发光效率得到改善。并且,由于红色的彩色滤光片的每单位面积的透过率比较低,所以红色子像素的开口面积比增加时,彩色滤光片的透过率下降。这样,红色子像素的开口面积比增加时,背光源的发光效率得到改善,彩色滤光片的透过率减少。这时,由于彩色滤光片的透过率下降导致的降低成分比背光源的发光效率的改善导致的亮度的增加成分大,所以相对亮度下降。蓝色子像素的开口面积比增加时,透过彩色滤光片的蓝色成分增多,红色成分及绿色成分减少。这时,为了抑制色温度的变化,需要使从背光源射出的光的蓝色成分减少, 使红色成分及绿色成分增加。由于蓝色成分的发光效率比较低、绿色成分的发光效率比较高,所以背光源的发光效率得到改善。并且,由于蓝色的彩色滤光片的每单位面积的透过率比较低,所以蓝色子像素的开口面积比增大时,彩色滤光片的透过率下降。但是,青色子像素的色纯度比较低时,由于彩色滤光片的透过率比较高,所以彩色滤光片的透过率随着蓝色子像素的开口面积比的增大而大幅下降。相对于此,青色子像素的色纯度比较高时,由于彩色滤光片的透过率比较低,所以随着蓝色子像素的开口面积比的增大的彩色滤光片的透过率的下降比较小。这样,蓝色子像素的开口面积比增加时,背光源的发光效率改善,彩色滤光片的透过率下降。相对于此,蓝色子像素的开口面积比减少时,背光源的发光效率降低,彩色滤光片的透过率增加。
再者,背光源的发光效率的改善导致的亮度的增加成分及彩色滤光片的透过率的下降导致的亮度的降低成分的大小关系依据青色子像素的色度而不同,因此,相对亮度的变化也依据青色子像素的色度而不同。例如,青色子像素的色度与蓝色子像素的色度比较近时,来自背光源的光的蓝色成分比较少,所以即使蓝色子像素的开口面积比增加,背光源的发光效率也不会如此增大,结果,相对亮度降低。相对于此,青色子像素的色度与绿色子像素的色度比较近时,来自背光源的光的蓝色成分比较多,所以若蓝色子像素的开口面积比增加,则背光源的发光效率的改善导致的亮度的增加成分比彩色滤光片的透过率的下降导致的亮度的降低成分大,相对亮度增加。但是,蓝色子像素的开口面积比若增加至某程度,则使从背光源射出的光的蓝色成分减少的比例下降,所以背光源的发光效率的改善导致的亮度的增加成分与彩色滤光片的透过率的下降导致的亮度的降低成分相比变小,相对亮度减少。这样,相对亮度根据青色子像素的色度而变化。如上所述,青色子像素的色度通过青色子像素的主波长及色纯度表示。青色子像素的开口面积比增加时,背光源的发光效率及彩色滤光片的透过率依据青色子像素的色度而变化。具体而言,背光源的发光效率依据青色子像素的主波长而变化。并且,彩色滤光片的透过率依据青色子像素的色纯度而变化。青色子像素的主波长比较短时,青色子像素的色度比较接近蓝色子像素的色度。若这样的青色子像素的开口面积比增加,则透过彩色滤光片的蓝色成分增多,红色成分及绿色成分减少。这时,为了抑制色温度的变化,需要减少从背光源射出的光的蓝色成分,增多红色成分及绿色成分。由于蓝色成分的发光效率比较低、绿色成分的发光效率比较高,所以背光源的发光效率得到改善。另一方面,青色子像素的主波长比较长时,青色子像素的色度比较接近绿色子像素的色度。若这样的青色子像素的开口面积比增加,则透过彩色滤光片的绿色成分及蓝色成分增多,红色成分减少。这时,为了抑制色温度的变化,需要减少从背光源射出的光的绿色成分及蓝色成分,增加红色成分。虽然蓝色成分的发光效率比较低,绿色成分的发光效率比较高,但是由于绿色成分的作用比蓝色成分大,所以背光源的发光效率降低。并且,当青色子像素的色纯度比较低时,即青色的彩色滤光片的透过率比较高时,若青色子像素的开口面积比增加,则彩色滤光片的透过率增加。另一方面,青色子像素的色纯度比较高时,即青色的彩色滤光片的透过率比较低时,若青色子像素的开口面积比增加,则彩色滤光片的透过率下降。再者,如上所述,具有不同的透过光谱的彩色滤光片能够作为青色的彩色滤光片使用。图9(a)表示青色的彩色滤光片Cl C4的透过光谱,图9(b)表示青色的彩色滤光片C5 Cll的透过光谱。并且,图10(a)及图10(b)表示使用图6所示的红色、绿色、蓝色及黄色的彩色滤光片,并使用图9(a)、图9(b)中所示的彩色滤光片Cl Cll作为青色的彩色滤光片时的青色子像素的色度。再者,图10(a)及图10(b)中,对青色的各彩色滤光片Cl Cll表示了出多个色度点,是因为依照开口面积比的不同调查背光源的光谱的结果是青色子像素的色度在变化。从图10(a)及图10(b)可知,青色的彩色滤光片是图9 (a)所示的彩色滤光片Cl C4时,青色子像素的色度在范围A(第一范围)内,所以如图3(a)所示的液晶面板200A那样,使红色及青色子像素的开口面积比其他的子像素的开口面积大。并且,青色的彩色滤光片是图9(b)所示的彩色滤光片C5 Cll时,青色子像素的色度在范围B(第二范围)内, 所以如图3(b)所示的液晶面板200B那样,使红色及蓝色子像素的开口面积比其他的子像素的开口面积大。再者,图3 (a)所示的液晶面板200A中,红色子像素与青色子像素的开口面积相互基本相等,并且,绿色、蓝色及黄色子像素的开口面积相互基本相等,但是本发明并不限定于此。同样,图3(b)所示的液晶面板200B中,红色子像素与蓝色子像素的开口面积相互基本相等,并且,绿色、青色及黄色子像素的开口面积相互基本相等,但是本发明并不限定于此。下面,说明与比较例1 3的液晶显示装置比较后的液晶显示装置100A的优点。 下述说明中,说明实施例1 5的液晶显示装置作为液晶显示装置100A。再者,比较例1 3的液晶显示装置及实施例1 5的液晶显示装置中,各像素都具有红色、绿色、蓝色、黄色及青色子像素。比较例1 3的液晶显示装置及实施例1 5的液晶显示装置中,色温度都是大约9900K,具体而言,色温度是9865 9910K。如上所述,比较例1的液晶显示装置中,红色、绿色、蓝色、黄色及青色子像素的开口面积相互基本相等,而比较例2的液晶显示装置中,红色子像素的开口面积比绿色、蓝色、黄色及青色子像素的开口面积大。这里,红色子像素的开口面积是绿色、蓝色、黄色及青色子像素的开口面积的1.8倍。比较例3的液晶显示装置中,红色子像素及蓝色子像素的开口面积比其他的子像素大。这里,红色及蓝色子像素的开口面积是绿色、黄色及青色子像素的开口面积的1.8倍。实施例1 5的液晶显示装置中,红色子像素及青色子像素的开口面积比其他的子像素大。实施例1的液晶显示装置中,红色子像素及青色子像素的开口面积是绿色、蓝色及黄色子像素的开口面积的1. 8倍。实施例2的液晶显示装置中,红色子像素的开口面积比青色子像素的开口面积大。红色子像素的开口面积是绿色、蓝色及黄色子像素的开口面积的2.0倍,青色子像素的开口面积是绿色、蓝色及黄色子像素的开口面积的1. 8倍。实施例3的液晶显示装置中,青色子像素的开口面积比红色子像素的开口面积大。青色子像素的开口面积是绿色、蓝色及黄色子像素的开口面积的2.0倍,红色子像素的开口面积是绿色、蓝色及黄色子像素的开口面积的1. 8倍。实施例4的液晶显示装置中,蓝色子像素的开口面积比绿色及黄色子像素的开口面积小。红色及青色子像素的开口面积是绿色及黄色子像素的开口面积的1.8倍,蓝色子像素的开口面积是绿色及黄色子像素的开口面积的0. 8倍。实施例5的液晶显示装置中,蓝色子像素的开口面积比绿色及黄色子像素的开口面积大。红色及青色子像素的开口面积是绿色及黄色子像素的开口面积的1.8倍,蓝色子像素的开口面积是绿色及黄色子像素的开口面积的1. 2倍。首先,参照表1 8,说明将图9(a)所示的彩色滤光片Cl用作青色的彩色滤光片的比较例Ia 3a的液晶显示装置及实施例Ia fe的液晶显示装置。表1中表示比较例Ia的液晶显示装置中的红色(R)、绿色(G)、蓝色⑶、青色(Cl) 及黄色(Ye)子像素的开口面积,色度及亮度比例,以及背光源的发光效率,彩色滤光片的透过率及液晶显示装置的相对亮度。表1中,子像素的开口面积表示各子像素的开口面积的比例。并且,亮度比例表示令对应的子像素为最高灰度等级水平时的亮度相对于令全部的子像素为最高灰度等级水平时的亮度的比例,将小数点后2位起的数值四舍五入,保留到小数点后一位。发光效率表示背光源的相对于单位耗电的输出亮度比,比较例Ia的液晶显示装置中,将其标准化成为100%。透过率表示将背光源与彩色滤光片组合时的每1个像素中的彩色滤光片的透过率。然而,该透过率没有考虑黑矩阵等的遮光区域。并且,相对亮度表示液晶显示装置中的白色的相对的亮度,对应发光效率及透过率的积,在比较例Ia的液晶显示装置中,标准化为100%。
[表 1]
权利要求
1.一种液晶显示装置,其特征在于所述液晶显示装置具备像素,所述像素具有多个子像素,所述多个子像素包含红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素和青色子像素,所述蓝色子像素和所述青色子像素中的一种子像素的开口面积,比另一种子像素、所述绿色子像素和所述黄色子像素的开口面积大,所述红色子像素的开口面积比所述另一种子像素、所述绿色子像素和所述黄色子像素的开口面积大。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于所述青色子像素的色度χ、y处于第一范围内的情况下,所述红色子像素和所述青色子像素各自的开口面积,比所述绿色子像素、所述蓝色子像素和所述黄色子像素中的任一个的开口面积都大,所述第一范围为由白色点的色度、主波长490nm且色纯度40%的色度、主波长485nm且色纯度60%的色度、和主波长470nm且色纯度100%的色度所包围的范围,并且为EBU标准的色再现范围之外,所述青色子像素的色度χ、y处于第二范围内的情况下,所述红色子像素和所述蓝色子像素各自的开口面积,比所述绿色子像素、所述青色子像素和所述黄色子像素中的任一个的开口面积都大,所述第二范围为主波长470nm以上520nm以下的所述第一范围以外的范围,并且为EBU标准的色再现范围之外。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置,其特征在于 所述白色点的色度是(0. 3333,0. 3333)。
全文摘要
本发明中的液晶显示装置具备像素,该像素具有多个子像素。多个子像素包含红色子像素(R)、绿色子像素(G)、蓝色子像素(B)、黄色子像素(Ye)及青色子像素(C)。青色子像素(C)及蓝色子像素(B)中的一种子像素的开口面积比另一种子像素、绿色子像素(G)及黄色子像素(Ye)的开口面积大,红色子像素(R)的开口面积比上述另一种子像素、绿色子像素(G)及黄色子像素(Ye)大。由此,本发明的液晶显示装置能够充分再现明度高的红色,并能高效率地实现高亮度。
文档编号G02B5/20GK102597859SQ20108004956
公开日2012年7月18日 申请日期2010年10月26日 优先权日2009年10月29日
发明者中村浩三, 吉田悠一, 富泽一成, 森智彦, 植木俊 申请人:夏普株式会社

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