液晶显示装置的制作方法
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，更加详细而言，涉及利用4原色进行显示的液晶显示
>J-U pcrj
^ci ο
背景技术：
液晶显示装置具有重量轻、薄且消耗电カ低等优点，不仅作为移动电话的显示部等小型的显示装置被利用，还作为大型电视机被利用。现在，在被广泛利用的彩色液晶显示装置中，1个像素包括与红色(R)、緑色(G)和蓝色(B)的光的三原色对应的子像素，典型的是，红色、緑色和蓝色的不同通过彩色滤光片实现。一般而言，为了扩大色再现范围，会增加彩色滤光片内的颜料的浓度。但是，如果颜料的浓度增加，则彩色滤光片层的透过率下降，难以实现高亮度。近年来，与一般的三原色的显示装置不同，提案有将4原色以上的多原色相加混色的显示装置(例如，參照专利文献1 3)。这样，使用4种以上的原色进行显示的显示装置也被称为多原色显示装置。在多原色显示装置中，能够比较简单地使色再现范围扩大。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号专利文献3 国际公开2007/148519号
发明内容
发明所要解决的问题但是，如果在多原色显示装置中也单纯地使色再现范围扩大，则彩色滤光片层的透过率下降，不能实现高高度。本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的在干，提供一种能够扩大色再现范围并抑制彩色滤光片层的透过率下降的液晶显示装置。用于解决问题的方式本发明的液晶显示装置包括具有红色子像素、緑色子像素、蓝色子像素和黄色子像素的像素，上述液晶显示装置包括背光源；和液晶面板，上述液晶面板具有彩色滤光片层，该彩色滤光片层包括与上述红色子像素对应的红色滤光片；与上述緑色子像素对应的緑色滤光片；与上述蓝色子像素对应的蓝色滤光片；和与上述黄色子像素对应的黄色滤光片，上述黄色子像素的色度位于将上述红色子像素、上述緑色子像素和上述蓝色子像素的色度连接而成的三角形的外側，上述红色子像素、上述緑色子像素、上述蓝色子像素和上述黄色子像素各自的开ロ面积SK、SG, Sb, Sy以及上述红色滤光片、上述緑色滤光片、上述蓝色滤光片和上述黄色滤光片各自的透过率TK、TG, Tb、Ty满足Ty > [ (SE+SG+SB+SY) (TE+TG+TB) _3 (SEX TE+SGX TG+SB X TB) ] /3SY 的关系。在一个实施方式中，上述红色子像素、上述緑色子像素、上述蓝色子像素和上述黄色子像素中的至少ー个的开ロ面积，与其它子像素中的任一子像素的开ロ面积不同。在一个实施方式中，上述红色子像素的开ロ面积大于上述緑色子像素和上述黄色子像素的开ロ面积，上述蓝色子像素的开ロ面积大于上述緑色子像素和上述黄色子像素的开ロ面积。在一个实施方式中，上述红色子像素、上述緑色子像素、上述蓝色子像素和上述黄色子像素的开ロ面积相互大致相等。在一个实施方式中，上述黄色滤光片的透过率高于上述红色滤光片、上述绿色滤光片和上述蓝色滤光片的透过率的算木平均。发明的效果根据本发明，能够提供ー种能够扩大色再现范围并抑制彩色滤光片层的透过率下降的液晶显示装置。
图1(a)是本发明的液晶显示装置的实施方式的示意图，(b)是(a)的液晶显示装置中的液晶面板的示意图。图2是表示图1所示的液晶显示装置中的各个彩色滤光片的透过光谱的图表。图3是表示图1所示的液晶显示装置中的各个子像素的色度的Xy色度图。图4(a)比较例的液晶显示装置的示意图，(b)是(a)的液晶显示装置中的液晶面板的示意图。图5(a)是将图1所示的液晶显示装置与比较例的液晶显示装置的色再现范围进行比较的色度图，(b)是表示图1所示的液晶显示装置和比较例的液晶显示装置中的NTSC 比和透过率的图表。图6是本发明的液晶显示装置的另ー个实施方式中的液晶面板的示意图。图7(a)是本发明的液晶显示装置的又一个实施方式的示意图，(b)是上述液晶显示装置中的液晶面板的示意图。图8是图7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)是将图7所示的液晶显示装置与比较例的液晶显示装置的色再现范围进行比较的Xy色度图，(b)是(a)的一部分放大图。图10是本发明的液晶显示装置的又一个实施方式中的液晶面板的示意图。图11 (a)、(b)、(c)是分别表示图1和图7所示的液晶显示装置的液晶面板中的液晶分子的取向方位的示意图。
具体实施例方式以下，參照附图，对本发明的液晶显示装置的实施方式进行说明。但是，本发明并不限于以下的实施方式。
图1 (a)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包括液晶面板200和背光源300。液晶面板200具有背面基板220、前面基板M0、在背面基板 220与前面基板240之间设置的液晶层沈0、和彩色滤光片层观0。此处，背面基板220具有绝缘基板222、像素电极2 和第一取向膜226。另外，前面基板240具有绝缘基板M2、对置电极244和第二取向膜M6。另外，此处，彩色滤光片层280设置于前面基板240的绝缘基板242与对置电极244之间。在背面基板220和前面基板240设置有未图示的偏光板，偏光板的透过轴具有正交尼科耳的关系。例如，在背面基板220设置有未图示的配线、绝缘层等。液晶层沈0的厚度大致一定。图1 (b)表示液晶面板200的示意图。在液晶面板200设置有呈多行多列的矩阵状排列的多个像素P。各个像素P由像素电极1 规定。各个像素P具有红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Y。红色子像素R、緑色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Y沿行方向U方向)排列，红色子像素R、緑色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Y的亮度能够独立地进行控制。这样，液晶面板200以4个原色、即红色、緑色、蓝色和黄色进行显示。液晶面板200是透过型，在液晶面板200中各个子像素R、G、B、Y具有透过区域。 从背光源300射出的光在液晶面板200中被调制，显示希望的图像。另外，此处，红色子像素R、緑色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Y的透过区域(开ロ面积)相互大致相等。彩色滤光片层280具有与红色子像素R对应的红色滤光片CR ；与绿色子像素G对应的绿色滤光片CG ；与蓝色子像素B对应的蓝色滤光片CB ；和与黄色子像素Y对应的黄色滤光片CY。彩色滤光片层280例如通过对彩色光致抗蚀剂膜进行光致抗蚀剂处理来制作。另外，在液晶面板200，也可以设置进行与3原色的显示装置对应的输入视频信号的转换的多原色转换部(未图示)。多原色转换部将输入视频信号的灰度等级水平转换为与液晶面板200对应的灰度等级水平。多原色转换部例如也可以具有查找表，该查找表用于将由输入视频信号表示的3原色的灰度等级水平转换为红色、緑色、蓝色和黄色子像素的灰度等级水平。背光源300包括发出蓝色光、发出红色·绿色荧光的类型的LED。在出射光谱中， 与蓝色对应的发射強度的峰高于与绿色和红色对应的发射強度，与緑色对应的发射强度的峰高于与红色对应的发射强度。图2表示红色、緑色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、CY的透过光谱。在图2中，将红色、緑色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、CY的透过光谱分別表示为CR、CG、CB、CY。蓝色滤光片CB的透过光谱在波长450nm附近显示出峰。緑色滤光片CG的透过光谱在波长530nm 附近显示出峰。另外，黄色滤光片CY在波长550nm以上700nm以下显示出90%以上的透过率，红色滤光片CR在波长6IOnm以上700nm以下显示出90%以上的透过率。这样的透过光谱使用分光光度计来测量。图3是表示液晶显示装置100中的各个子像素的色度的xy色度图。在图3中，R、 G、B和Y分別表示对应的子像素的色度。例如，R是红色子像素呈现最高亮度、其它子像素呈现最低亮度的情况下的液晶显示装置100的色度。液晶显示装置100的色再现范围由以 R、G、B和Y为顶点的四边形表示。
在本实施方式的液晶显示装置100中，黄色子像素Y的色度χ、y位于将红色子像素R、緑色子像素G和蓝色子像素B的色度x、y包围的三角形的外側。因此，液晶显示装置 100能够以宽广的色再现范围进行显示。另外，在本实施方式的液晶显示装置100中，红色子像素R、緑色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Y各自的开ロ面积^、SeJB、SY以及红色滤光片CR、緑色滤光片CG、蓝色滤光片CB和黄色滤光片CY各自的透过率TK、TG, Tb、Ty满足Ty > [ (SE+SG+SB+SY) (TE+TG+T b)-3(SeXTe+SgXTg+SbXTb)]/3Sy……(A)的关系。另外，在以下的说明中，在没有特别提及的情况下，透过率的意思是指出射光強度相对于入射光強度的比例。透过率TK、Te、TB、TY不仅根据彩色滤光片CR、CG、CB、CY自身而变化，而且根据入射至彩色滤光片层观0的光的光谱等而变化。严密地说，即使假设红色、緑色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、CY的透过光谱相同，透过率TK、TG, Tb、Ty也根据背光源300的出射光谱、以及位于光入射至液晶面板200 内的入射面与彩色滤光片层280之间的部件的光透过率的波长依存性等而变化。而且，一般而言，液晶面板200内的红色、緑色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、CY以外的部件的透过率在可见光区域几乎不表现出波长依存性，因此，红色、緑色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、 CY的透过率TK、TG, Τβ、Τγ，根据红色、緑色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、CY的透过光谱和背光源300的出射光谱而变化。详细情况在后面进行说明。由于彩色滤光片层观0内的红色、緑色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、CY的透过率TK、TG, Tb、Ty具有上述关系，因此能够使彩色滤光片层280的透过率较高。因此，即使不增大消耗电カ来使背光源300的出射光強度増大，也能够以高亮度进行显示。在以下的说明中，将彩色滤光片层观0的1个像素的(平均)透过率表示为Ta， 将1个像素的面积表示为S a。当向1个像素P输入每単位面积的光度为L的光吋，入射至彩色滤光片层观0的入射光強度Iin表示为LXS a，出射光強度Iott表示为(LX^XTk +LX、XTe+LX^XTB+LXSYXTY)]。因此，彩色滤光片层观0的平均透过率Ta (=し/。 表示为(SE X Te+Sg X Tg+Sb X Tb+Sy X Ty) ] /S a。在此，与比较例的液晶显示装置进行比较，对本实施方式的液晶显示装置100的优点进行说明。首先，參照图4，对比较例的液晶显示装置进行说明。图4(a)表示比较例的液晶显示装置500的示意图。液晶显示装置500以红色、绿色和蓝色的3原色进行显示。液晶显示装置500除了在各个像素P中未设置黄色子像素Y 这点以外，与上述液晶显示装置100具有同样的结构。液晶显示装置500包括液晶面板600和背光源700，液晶面板600具有背面基板 620、前面基板640、在背面基板620与前面基板640之间设置的液晶层660、和彩色滤光片层680。此处，彩色滤光片层680设置于前面基板640的绝缘基板642与对置电极644之间。另外，液晶面板600中的彩色滤光片层680的透过率与液晶面板200中的彩色滤光片层观0的透过率不同，背光源700的出射光谱与背光源300的出射光谱不同。图4 (b)表示液晶面板600的示意性平面图。在液晶面板600中，各个像素P具有红色子像素r、緑色子像素g和蓝色子像素b。在液晶显示装置500中，1个像素内的红色子像素r、緑色子像素g和蓝色子像素b的开ロ面积相互大致相等。在液晶显示装置500中，在彩色滤光片层680设置有红色滤光片Cr、緑色滤光片Cg和蓝色滤光片Cb。彩色滤光片层680中的红色滤光片Cr、緑色滤光片Cg和蓝色滤光片 Cb,由与液晶显示装置100的彩色滤光片层观0中的红色滤光片CR、緑色滤光片CG和蓝色滤光片CB同样的材料形成。此处，对本实施方式的液晶显示装置100与液晶显示装置500的色再现范围进行比较。图5(a)表示将本实施方式的液晶显示装置100与液晶显示装置500的色再现范围进行比较的色度图。在图5中，R、G、B和Y分別表示液晶显示装置100中的红色、緑色、蓝色和黄色子像素R、G、B、Y的色度，r、g和b分別表示液晶显示装置500中的红色、緑色和蓝色子像素r、g和b的色度。液晶显示装置100中的红色、緑色和蓝色子像素R、G、B的色度虽然与液晶显示装置500中的红色、緑色和蓝色子像素r、g、b的色度分别大致相等，但是液晶显示装置100中的黄色子像素Y的色度位于将红色、緑色和蓝色子像素R、G、B的色度连接而成的三角形的外側。因此，在液晶显示装置100中，能够以比液晶显示装置500宽广的色再现范围进行显示。另外，此处，參照xy色度图进行了说明，但是在u’ν’色度图中，黄色子像素Y的色度也位于将红色、緑色和蓝色子像素R、G、B的色度连接而成的三角形的外側。接着，对本实施方式的液晶显示装置100中的彩色滤光片层观0与液晶显示装置 500中的彩色滤光片层680的透过率进行比较。在以下的说明中，将彩色滤光片层680内的各红色、緑色、和蓝色滤光片Cr、Cg、Cb 的透过率分別表示为 ；、Tg、Tb，将彩色滤光片层680的1个像素的(平均)透过率表示为 T β。另外，将液晶显示装置500中的红色子像素r、緑色子像素g和蓝色子像素b的开ロ面积分别表示为民、Sg、Sb，将1个像素的面积表示为S β。在此情况下，彩色滤光片层680的平均透过率 Τβ 表示为(SrXTr+SgXTg+SbXTb)/S3。如上所述，彩色滤光片层680的红色、緑色和蓝色滤光片Cr、Cg、Cb由与彩色滤光片层观0的红色、緑色和蓝色滤光片CR、CG、CB同样的材料形成。因此，红色滤光片Cr、绿色滤光片Cg和蓝色滤光片Cb的透过光谱显示出与图2所示的红色滤光片CR、緑色滤光片 CG和蓝色滤光片CB同样的透过光谱。另外，严密地说，虽然背光源700的出射光谱与背光源300的出射光谱不同，但是背光源700的出射光谱与背光源300的出射光谱的区別非常少，所以能够说背光源700的出射光谱与背光源300的出射光谱大致相同。因此，液晶显示装置500中的红色、緑色和蓝色滤光片Cr、Cg、Cb的透过率Τ,、Tg、Tb与液晶显示装置100 中的红色、緑色和蓝色滤光片CR、CG、CB的透过率TK、Te、TB大致相等。因此，能够表示为Tk —；、Tq — 1 g^ Tb — TbO另外，在此，为了防止说明变得过于复杂，令液晶显示装置500中的1个像素的面积Si3与液晶显示装置100中的1个像素的面积S α相等。例如，在液晶显示装置500的画面尺寸和像素数(分辨率)与液晶显示装置100的画面尺寸和像素数(分辨率)相等的情况下，液晶显示装置500中的像素P的面积S β与液晶显示装置100中的像素P的面积 Sa大致相同。此外，液晶显示装置100中的1个像素内的各个子像素R、G、B、Y的开ロ面积SK、 SG>SB,SY之和与液晶显示装置500中的1个像素内的各个子像素r、g、b的开ロ面积Sr、Sg、 Sb之和大致相同。将这表示为SK+Se+SB+SY = ^+Sg+4。因此，液晶显示装置100中的1个像素内的遮光区域(例如，被黑矩阵等覆盖的区域)的面积与液晶显示装置500中的1个像素内的遮光区域的面积大致相等。例如，在液晶显示装置100、500中，在黑矩阵的宽度为一定的情况下，严密地说，虽然液晶显示装置100中的1个像素内的遮光区域的面积大于液晶显示装置500中的1个像素内的遮光区域的面积，但是当在液晶显示装置100、500中，遮光区域的面积之和与整个开ロ面积之和相比充分小时，即使忽视液晶显示装置100、500中的遮光区域的面积之和的区別，也不会产生实质上的问题，能够说液晶显示装置100中的1 个像素内的开ロ面积之和与液晶显示装置500中的1个像素内的开ロ面积之和大致相等。 或者，液晶显示装置100中的黑矩阵的宽度也可以窄于液晶显示装置500中的黑矩阵的宽/又。此外，在液晶显示装置500中，3个子像素(即，红色子像素r、緑色子像素g和蓝色子像素b)的开ロ面积Sr、Sg、4相互大致相等。因此，被表示为Sr =も=4 = (Sk+、+Sb+SY)/3。在本实施方式的液晶显示装置100中，通过使得红色、緑色、蓝色和黄色子像素R、 G、B、Y的开ロ面积SK、SG, Sb, Sy以及红色、绿色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、CY的透过率 TE, Tg, Tb、Ty满足上述不等式(A)，能够将液晶显示装置100中的彩色滤光片层观0的平均透过率Ta设定为高于液晶显示装置500中的彩色滤光片层680的平均透过率Τβ。以下， 对其详细情况进行具体说明。如上所述，平均透过率T α被表示为(SKXTJSgXTc^bXTB+SYXTy)]/Sa，另外，平均透过率Τβ被表示为(S,XT,+SgXTg+4XTb)]/Si3，因此，在平均透过率Ta高于平均透过率Τβ的情况下，上述的关系被表示为(^XTK+、XTe+^XTB+SYXTY)/Sa > (SrXTr+SgXTg+SbXTb)]/S^。另外，如上所述，Te= Tr、Tg = Tg、Tb = Tb, Sr = Sg = Sb = (SE+SG+SB+SY)/3, Sa = S^ ,因此，上述不等式能够变化为6kXTk+、XTc+^XTb+SyXTy)] > (SE+SG+SB+SY) X (TE+TG+TB)/3,这被表示为 Ty > [ (SE+SG+SB+SY) (TE+TG+TB)-3 (SEX TE+SGX Tg+ Sb X Tb) ] /3SY。根据如上说明，通过使黄色滤光片CY的透过率Ty满足上述关系，彩色滤光片层观0的透过率变得高于由同样的材料形成的彩色滤光片层680的透过率，能够简单地实现高亮度的显示。另外，如上所述，在本实施方式的液晶显示装置100中，红色、緑色、蓝色和黄色子像素的开ロ面积SK、SG, Sb, Sy相互大致相等。在此情况下，上述不等式(A)被表示为Ty > (WTb)/3……(B)。因此，在本实施方式的液晶显示装置100中，由于黄色子像素CY 的透过率Ty高于红色、緑色和蓝色滤光片CR、CG、CB的透过率TK、TG, Tb的算木平均(即， (WTb)/3)，因此彩色滤光片层WO的透过率变得高于由同样的材料形成的彩色滤光片层680的透过率，能够简单地实现高高度的显示。另外，在液晶显示装置100中，4个子像素 (即，红色子像素R、緑色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素的Y)的开ロ面积SK、SG, Sb, Sy相互大致相等的情况下，液晶显示装置500中的各个子像素r、g、b的开ロ面积S” Sg、Sb 大于液晶显示装置100中的各个子像素R、G、B、Y的开ロ面积^、SeJB、SY，子像素的开ロ面积之比被表示为 Sk Sc もSy Sr Sg ら=3 3 3 3 4 4 4。在图5 (b)中表示液晶显示装置100和液晶显示装置500的NTSC比和彩色滤光片层观0、680的透过率的关系的图表。如上所述，在3原色显示装置(RGB)中，当使彩色滤光片的颜料浓度增加，使NTSC比增大时，透过率下降。
在本实施方式的液晶显示装置100中，黄色子像素Y的色度位于将红色、緑色和蓝色子像素R、G、B的色度连接而成的三角形的外側，并且，红色子像素R、緑色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Y各自的开ロ面积^、SeJB、SY以及红色滤光片CR、緑色滤光片CG、 蓝色滤光片CB和黄色滤光片CY各自的透过率TK、TG, Tb、Ty满足上述不等式(A)，因此液晶显示装置100的NTSC比和彩色滤光片层观0的透过率均高于液晶显示装置500的NTSC比和彩色滤光片层680的透过率。因此，液晶显示装置100能够以宽广的色再现范围进行高亮度的显示。此处，參照表1 表4，对本实施方式的液晶显示装置100相对于比较例的液晶显示装置500的优点具体地进行说明。在表1中表示比较例的液晶显示装置500中的红色、緑色和蓝色子像素r、g、b的色度χ、y、U’、ν’和对应的彩色滤光片Cr、Cg、Cb的透过率T。[表1]
权利要求
1.ー种液晶显示装置，其特征在干所述液晶显示装置包括具有红色子像素、緑色子像素、蓝色子像素和黄色子像素的像素，所述液晶显示装置包括背光源；和液晶面板，所述液晶面板具有彩色滤光片层，该彩色滤光片层包括与所述红色子像素对应的红色滤光片；与所述绿色子像素对应的緑色滤光片；与所述蓝色子像素对应的蓝色滤光片； 和与所述黄色子像素对应的黄色滤光片，所述黄色子像素的色度位于将所述红色子像素、所述绿色子像素和所述蓝色子像素的色度连接而成的三角形的外側，所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素和所述黄色子像素各自的开ロ面积も、SG, Sb, Sy以及所述红色滤光片、所述绿色滤光片、所述蓝色滤光片和所述黄色滤光片各自的透过率TK、Te、TB、TY满足Ty > [ (SE+SG+SB+SY) (TE+TG+TB) -3 (SE X Te+Sg X Tg+Sb X Tb) ] /3SY 的关系。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在干所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素和所述黄色子像素中的至少ー个的开ロ面积，与其它子像素中的任一子像素的开ロ面积不同。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在干所述红色子像素的开ロ面积大于所述绿色子像素和所述黄色子像素的开ロ面积， 所述蓝色子像素的开ロ面积大于所述绿色子像素和所述黄色子像素的开ロ面积。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在干所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素和所述黄色子像素的开ロ面积相互大致相等。
5.如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在干所述黄色滤光片的透过率高于所述红色滤光片、所述绿色滤光片和所述蓝色滤光片的透过率的算木平均。
全文摘要
本发明涉及一种以红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)和黄色(Y)的4原色进行显示的液晶显示装置。本发明的液晶显示装置(100)包括具有红色子像素(R)、绿色子像素(G)、蓝色子像素(B)和黄色子像素(Y)的像素(P)。黄色子像素(Y)的色度位于将红色子像素(R)、绿色子像素(G)和蓝色子像素(B)的色度连接而成的三角形的外侧。红色子像素(R)、绿色子像素(G)、蓝色子像素(B)和黄色子像素(Y)各自的开口面积SR、SG、SB、SY以及红色滤光片(CR)、绿色滤光片(CG)、蓝色滤光片(CB)和黄色滤光片(CY)各自的透过率TR、TG、TB、TY满足TY＞[(SR+SG+SB+SY)(TR+TG+TB)-3(SR×TR+SG×TG+SB×TB)]/3SY的关系。根据本发明，能够扩大色再现范围，并且能够抑制彩色滤光片层的透过率的下降。
文档编号G02F1/1335GK102576165SQ20108004388
公开日2012年7月11日 申请日期2010年9月27日 优先权日2009年9月30日
发明者藤井利夫 申请人:夏普株式会社
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置，更加详细而言，涉及利用4原色进行显示的液晶显示
>J-U pcrj
^ci ο
背景技术：
液晶显示装置具有重量轻、薄且消耗电カ低等优点，不仅作为移动电话的显示部等小型的显示装置被利用，还作为大型电视机被利用。现在，在被广泛利用的彩色液晶显示装置中，1个像素包括与红色(R)、緑色(G)和蓝色(B)的光的三原色对应的子像素，典型的是，红色、緑色和蓝色的不同通过彩色滤光片实现。一般而言，为了扩大色再现范围，会增加彩色滤光片内的颜料的浓度。但是，如果颜料的浓度增加，则彩色滤光片层的透过率下降，难以实现高亮度。近年来，与一般的三原色的显示装置不同，提案有将4原色以上的多原色相加混色的显示装置(例如，參照专利文献1 3)。这样，使用4种以上的原色进行显示的显示装置也被称为多原色显示装置。在多原色显示装置中，能够比较简单地使色再现范围扩大。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号专利文献3 国际公开2007/148519号
发明内容
发明所要解决的问题但是，如果在多原色显示装置中也单纯地使色再现范围扩大，则彩色滤光片层的透过率下降，不能实现高高度。本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的在干，提供一种能够扩大色再现范围并抑制彩色滤光片层的透过率下降的液晶显示装置。用于解决问题的方式本发明的液晶显示装置包括具有红色子像素、緑色子像素、蓝色子像素和黄色子像素的像素，上述液晶显示装置包括背光源；和液晶面板，上述液晶面板具有彩色滤光片层，该彩色滤光片层包括与上述红色子像素对应的红色滤光片；与上述緑色子像素对应的緑色滤光片；与上述蓝色子像素对应的蓝色滤光片；和与上述黄色子像素对应的黄色滤光片，上述黄色子像素的色度位于将上述红色子像素、上述緑色子像素和上述蓝色子像素的色度连接而成的三角形的外側，上述红色子像素、上述緑色子像素、上述蓝色子像素和上述黄色子像素各自的开ロ面积SK、SG, Sb, Sy以及上述红色滤光片、上述緑色滤光片、上述蓝色滤光片和上述黄色滤光片各自的透过率TK、TG, Tb、Ty满足Ty > [ (SE+SG+SB+SY) (TE+TG+TB) _3 (SEX TE+SGX TG+SB X TB) ] /3SY 的关系。在一个实施方式中，上述红色子像素、上述緑色子像素、上述蓝色子像素和上述黄色子像素中的至少ー个的开ロ面积，与其它子像素中的任一子像素的开ロ面积不同。在一个实施方式中，上述红色子像素的开ロ面积大于上述緑色子像素和上述黄色子像素的开ロ面积，上述蓝色子像素的开ロ面积大于上述緑色子像素和上述黄色子像素的开ロ面积。在一个实施方式中，上述红色子像素、上述緑色子像素、上述蓝色子像素和上述黄色子像素的开ロ面积相互大致相等。在一个实施方式中，上述黄色滤光片的透过率高于上述红色滤光片、上述绿色滤光片和上述蓝色滤光片的透过率的算木平均。发明的效果根据本发明，能够提供ー种能够扩大色再现范围并抑制彩色滤光片层的透过率下降的液晶显示装置。
图1(a)是本发明的液晶显示装置的实施方式的示意图，(b)是(a)的液晶显示装置中的液晶面板的示意图。图2是表示图1所示的液晶显示装置中的各个彩色滤光片的透过光谱的图表。图3是表示图1所示的液晶显示装置中的各个子像素的色度的Xy色度图。图4(a)比较例的液晶显示装置的示意图，(b)是(a)的液晶显示装置中的液晶面板的示意图。图5(a)是将图1所示的液晶显示装置与比较例的液晶显示装置的色再现范围进行比较的色度图，(b)是表示图1所示的液晶显示装置和比较例的液晶显示装置中的NTSC 比和透过率的图表。图6是本发明的液晶显示装置的另ー个实施方式中的液晶面板的示意图。图7(a)是本发明的液晶显示装置的又一个实施方式的示意图，(b)是上述液晶显示装置中的液晶面板的示意图。图8是图7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)是将图7所示的液晶显示装置与比较例的液晶显示装置的色再现范围进行比较的Xy色度图，(b)是(a)的一部分放大图。图10是本发明的液晶显示装置的又一个实施方式中的液晶面板的示意图。图11 (a)、(b)、(c)是分别表示图1和图7所示的液晶显示装置的液晶面板中的液晶分子的取向方位的示意图。
具体实施例方式以下，參照附图，对本发明的液晶显示装置的实施方式进行说明。但是，本发明并不限于以下的实施方式。
图1 (a)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包括液晶面板200和背光源300。液晶面板200具有背面基板220、前面基板M0、在背面基板 220与前面基板240之间设置的液晶层沈0、和彩色滤光片层观0。此处，背面基板220具有绝缘基板222、像素电极2 和第一取向膜226。另外，前面基板240具有绝缘基板M2、对置电极244和第二取向膜M6。另外，此处，彩色滤光片层280设置于前面基板240的绝缘基板242与对置电极244之间。在背面基板220和前面基板240设置有未图示的偏光板，偏光板的透过轴具有正交尼科耳的关系。例如，在背面基板220设置有未图示的配线、绝缘层等。液晶层沈0的厚度大致一定。图1 (b)表示液晶面板200的示意图。在液晶面板200设置有呈多行多列的矩阵状排列的多个像素P。各个像素P由像素电极1 规定。各个像素P具有红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Y。红色子像素R、緑色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Y沿行方向U方向)排列，红色子像素R、緑色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Y的亮度能够独立地进行控制。这样，液晶面板200以4个原色、即红色、緑色、蓝色和黄色进行显示。液晶面板200是透过型，在液晶面板200中各个子像素R、G、B、Y具有透过区域。 从背光源300射出的光在液晶面板200中被调制，显示希望的图像。另外，此处，红色子像素R、緑色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Y的透过区域(开ロ面积)相互大致相等。彩色滤光片层280具有与红色子像素R对应的红色滤光片CR ；与绿色子像素G对应的绿色滤光片CG ；与蓝色子像素B对应的蓝色滤光片CB ；和与黄色子像素Y对应的黄色滤光片CY。彩色滤光片层280例如通过对彩色光致抗蚀剂膜进行光致抗蚀剂处理来制作。另外，在液晶面板200，也可以设置进行与3原色的显示装置对应的输入视频信号的转换的多原色转换部(未图示)。多原色转换部将输入视频信号的灰度等级水平转换为与液晶面板200对应的灰度等级水平。多原色转换部例如也可以具有查找表，该查找表用于将由输入视频信号表示的3原色的灰度等级水平转换为红色、緑色、蓝色和黄色子像素的灰度等级水平。背光源300包括发出蓝色光、发出红色·绿色荧光的类型的LED。在出射光谱中， 与蓝色对应的发射強度的峰高于与绿色和红色对应的发射強度，与緑色对应的发射强度的峰高于与红色对应的发射强度。图2表示红色、緑色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、CY的透过光谱。在图2中，将红色、緑色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、CY的透过光谱分別表示为CR、CG、CB、CY。蓝色滤光片CB的透过光谱在波长450nm附近显示出峰。緑色滤光片CG的透过光谱在波长530nm 附近显示出峰。另外，黄色滤光片CY在波长550nm以上700nm以下显示出90%以上的透过率，红色滤光片CR在波长6IOnm以上700nm以下显示出90%以上的透过率。这样的透过光谱使用分光光度计来测量。图3是表示液晶显示装置100中的各个子像素的色度的xy色度图。在图3中，R、 G、B和Y分別表示对应的子像素的色度。例如，R是红色子像素呈现最高亮度、其它子像素呈现最低亮度的情况下的液晶显示装置100的色度。液晶显示装置100的色再现范围由以 R、G、B和Y为顶点的四边形表示。
在本实施方式的液晶显示装置100中，黄色子像素Y的色度χ、y位于将红色子像素R、緑色子像素G和蓝色子像素B的色度x、y包围的三角形的外側。因此，液晶显示装置 100能够以宽广的色再现范围进行显示。另外，在本实施方式的液晶显示装置100中，红色子像素R、緑色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Y各自的开ロ面积^、SeJB、SY以及红色滤光片CR、緑色滤光片CG、蓝色滤光片CB和黄色滤光片CY各自的透过率TK、TG, Tb、Ty满足Ty > [ (SE+SG+SB+SY) (TE+TG+T b)-3(SeXTe+SgXTg+SbXTb)]/3Sy……(A)的关系。另外，在以下的说明中，在没有特别提及的情况下，透过率的意思是指出射光強度相对于入射光強度的比例。透过率TK、Te、TB、TY不仅根据彩色滤光片CR、CG、CB、CY自身而变化，而且根据入射至彩色滤光片层观0的光的光谱等而变化。严密地说，即使假设红色、緑色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、CY的透过光谱相同，透过率TK、TG, Tb、Ty也根据背光源300的出射光谱、以及位于光入射至液晶面板200 内的入射面与彩色滤光片层280之间的部件的光透过率的波长依存性等而变化。而且，一般而言，液晶面板200内的红色、緑色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、CY以外的部件的透过率在可见光区域几乎不表现出波长依存性，因此，红色、緑色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、 CY的透过率TK、TG, Τβ、Τγ，根据红色、緑色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、CY的透过光谱和背光源300的出射光谱而变化。详细情况在后面进行说明。由于彩色滤光片层观0内的红色、緑色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、CY的透过率TK、TG, Tb、Ty具有上述关系，因此能够使彩色滤光片层280的透过率较高。因此，即使不增大消耗电カ来使背光源300的出射光強度増大，也能够以高亮度进行显示。在以下的说明中，将彩色滤光片层观0的1个像素的(平均)透过率表示为Ta， 将1个像素的面积表示为S a。当向1个像素P输入每単位面积的光度为L的光吋，入射至彩色滤光片层观0的入射光強度Iin表示为LXS a，出射光強度Iott表示为(LX^XTk +LX、XTe+LX^XTB+LXSYXTY)]。因此，彩色滤光片层观0的平均透过率Ta (=し/。 表示为(SE X Te+Sg X Tg+Sb X Tb+Sy X Ty) ] /S a。在此，与比较例的液晶显示装置进行比较，对本实施方式的液晶显示装置100的优点进行说明。首先，參照图4，对比较例的液晶显示装置进行说明。图4(a)表示比较例的液晶显示装置500的示意图。液晶显示装置500以红色、绿色和蓝色的3原色进行显示。液晶显示装置500除了在各个像素P中未设置黄色子像素Y 这点以外，与上述液晶显示装置100具有同样的结构。液晶显示装置500包括液晶面板600和背光源700，液晶面板600具有背面基板 620、前面基板640、在背面基板620与前面基板640之间设置的液晶层660、和彩色滤光片层680。此处，彩色滤光片层680设置于前面基板640的绝缘基板642与对置电极644之间。另外，液晶面板600中的彩色滤光片层680的透过率与液晶面板200中的彩色滤光片层观0的透过率不同，背光源700的出射光谱与背光源300的出射光谱不同。图4 (b)表示液晶面板600的示意性平面图。在液晶面板600中，各个像素P具有红色子像素r、緑色子像素g和蓝色子像素b。在液晶显示装置500中，1个像素内的红色子像素r、緑色子像素g和蓝色子像素b的开ロ面积相互大致相等。在液晶显示装置500中，在彩色滤光片层680设置有红色滤光片Cr、緑色滤光片Cg和蓝色滤光片Cb。彩色滤光片层680中的红色滤光片Cr、緑色滤光片Cg和蓝色滤光片 Cb,由与液晶显示装置100的彩色滤光片层观0中的红色滤光片CR、緑色滤光片CG和蓝色滤光片CB同样的材料形成。此处，对本实施方式的液晶显示装置100与液晶显示装置500的色再现范围进行比较。图5(a)表示将本实施方式的液晶显示装置100与液晶显示装置500的色再现范围进行比较的色度图。在图5中，R、G、B和Y分別表示液晶显示装置100中的红色、緑色、蓝色和黄色子像素R、G、B、Y的色度，r、g和b分別表示液晶显示装置500中的红色、緑色和蓝色子像素r、g和b的色度。液晶显示装置100中的红色、緑色和蓝色子像素R、G、B的色度虽然与液晶显示装置500中的红色、緑色和蓝色子像素r、g、b的色度分别大致相等，但是液晶显示装置100中的黄色子像素Y的色度位于将红色、緑色和蓝色子像素R、G、B的色度连接而成的三角形的外側。因此，在液晶显示装置100中，能够以比液晶显示装置500宽广的色再现范围进行显示。另外，此处，參照xy色度图进行了说明，但是在u’ν’色度图中，黄色子像素Y的色度也位于将红色、緑色和蓝色子像素R、G、B的色度连接而成的三角形的外側。接着，对本实施方式的液晶显示装置100中的彩色滤光片层观0与液晶显示装置 500中的彩色滤光片层680的透过率进行比较。在以下的说明中，将彩色滤光片层680内的各红色、緑色、和蓝色滤光片Cr、Cg、Cb 的透过率分別表示为 ；、Tg、Tb，将彩色滤光片层680的1个像素的(平均)透过率表示为 T β。另外，将液晶显示装置500中的红色子像素r、緑色子像素g和蓝色子像素b的开ロ面积分别表示为民、Sg、Sb，将1个像素的面积表示为S β。在此情况下，彩色滤光片层680的平均透过率 Τβ 表示为(SrXTr+SgXTg+SbXTb)/S3。如上所述，彩色滤光片层680的红色、緑色和蓝色滤光片Cr、Cg、Cb由与彩色滤光片层观0的红色、緑色和蓝色滤光片CR、CG、CB同样的材料形成。因此，红色滤光片Cr、绿色滤光片Cg和蓝色滤光片Cb的透过光谱显示出与图2所示的红色滤光片CR、緑色滤光片 CG和蓝色滤光片CB同样的透过光谱。另外，严密地说，虽然背光源700的出射光谱与背光源300的出射光谱不同，但是背光源700的出射光谱与背光源300的出射光谱的区別非常少，所以能够说背光源700的出射光谱与背光源300的出射光谱大致相同。因此，液晶显示装置500中的红色、緑色和蓝色滤光片Cr、Cg、Cb的透过率Τ,、Tg、Tb与液晶显示装置100 中的红色、緑色和蓝色滤光片CR、CG、CB的透过率TK、Te、TB大致相等。因此，能够表示为Tk —；、Tq — 1 g^ Tb — TbO另外，在此，为了防止说明变得过于复杂，令液晶显示装置500中的1个像素的面积Si3与液晶显示装置100中的1个像素的面积S α相等。例如，在液晶显示装置500的画面尺寸和像素数(分辨率)与液晶显示装置100的画面尺寸和像素数(分辨率)相等的情况下，液晶显示装置500中的像素P的面积S β与液晶显示装置100中的像素P的面积 Sa大致相同。此外，液晶显示装置100中的1个像素内的各个子像素R、G、B、Y的开ロ面积SK、 SG>SB,SY之和与液晶显示装置500中的1个像素内的各个子像素r、g、b的开ロ面积Sr、Sg、 Sb之和大致相同。将这表示为SK+Se+SB+SY = ^+Sg+4。因此，液晶显示装置100中的1个像素内的遮光区域(例如，被黑矩阵等覆盖的区域)的面积与液晶显示装置500中的1个像素内的遮光区域的面积大致相等。例如，在液晶显示装置100、500中，在黑矩阵的宽度为一定的情况下，严密地说，虽然液晶显示装置100中的1个像素内的遮光区域的面积大于液晶显示装置500中的1个像素内的遮光区域的面积，但是当在液晶显示装置100、500中，遮光区域的面积之和与整个开ロ面积之和相比充分小时，即使忽视液晶显示装置100、500中的遮光区域的面积之和的区別，也不会产生实质上的问题，能够说液晶显示装置100中的1 个像素内的开ロ面积之和与液晶显示装置500中的1个像素内的开ロ面积之和大致相等。 或者，液晶显示装置100中的黑矩阵的宽度也可以窄于液晶显示装置500中的黑矩阵的宽/又。此外，在液晶显示装置500中，3个子像素(即，红色子像素r、緑色子像素g和蓝色子像素b)的开ロ面积Sr、Sg、4相互大致相等。因此，被表示为Sr =も=4 = (Sk+、+Sb+SY)/3。在本实施方式的液晶显示装置100中，通过使得红色、緑色、蓝色和黄色子像素R、 G、B、Y的开ロ面积SK、SG, Sb, Sy以及红色、绿色、蓝色和黄色滤光片CR、CG、CB、CY的透过率 TE, Tg, Tb、Ty满足上述不等式(A)，能够将液晶显示装置100中的彩色滤光片层观0的平均透过率Ta设定为高于液晶显示装置500中的彩色滤光片层680的平均透过率Τβ。以下， 对其详细情况进行具体说明。如上所述，平均透过率T α被表示为(SKXTJSgXTc^bXTB+SYXTy)]/Sa，另外，平均透过率Τβ被表示为(S,XT,+SgXTg+4XTb)]/Si3，因此，在平均透过率Ta高于平均透过率Τβ的情况下，上述的关系被表示为(^XTK+、XTe+^XTB+SYXTY)/Sa > (SrXTr+SgXTg+SbXTb)]/S^。另外，如上所述，Te= Tr、Tg = Tg、Tb = Tb, Sr = Sg = Sb = (SE+SG+SB+SY)/3, Sa = S^ ,因此，上述不等式能够变化为6kXTk+、XTc+^XTb+SyXTy)] > (SE+SG+SB+SY) X (TE+TG+TB)/3,这被表示为 Ty > [ (SE+SG+SB+SY) (TE+TG+TB)-3 (SEX TE+SGX Tg+ Sb X Tb) ] /3SY。根据如上说明，通过使黄色滤光片CY的透过率Ty满足上述关系，彩色滤光片层观0的透过率变得高于由同样的材料形成的彩色滤光片层680的透过率，能够简单地实现高亮度的显示。另外，如上所述，在本实施方式的液晶显示装置100中，红色、緑色、蓝色和黄色子像素的开ロ面积SK、SG, Sb, Sy相互大致相等。在此情况下，上述不等式(A)被表示为Ty > (WTb)/3……(B)。因此，在本实施方式的液晶显示装置100中，由于黄色子像素CY 的透过率Ty高于红色、緑色和蓝色滤光片CR、CG、CB的透过率TK、TG, Tb的算木平均(即， (WTb)/3)，因此彩色滤光片层WO的透过率变得高于由同样的材料形成的彩色滤光片层680的透过率，能够简单地实现高高度的显示。另外，在液晶显示装置100中，4个子像素 (即，红色子像素R、緑色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素的Y)的开ロ面积SK、SG, Sb, Sy相互大致相等的情况下，液晶显示装置500中的各个子像素r、g、b的开ロ面积S” Sg、Sb 大于液晶显示装置100中的各个子像素R、G、B、Y的开ロ面积^、SeJB、SY，子像素的开ロ面积之比被表示为 Sk Sc もSy Sr Sg ら=3 3 3 3 4 4 4。在图5 (b)中表示液晶显示装置100和液晶显示装置500的NTSC比和彩色滤光片层观0、680的透过率的关系的图表。如上所述，在3原色显示装置(RGB)中，当使彩色滤光片的颜料浓度增加，使NTSC比增大时，透过率下降。
在本实施方式的液晶显示装置100中，黄色子像素Y的色度位于将红色、緑色和蓝色子像素R、G、B的色度连接而成的三角形的外側，并且，红色子像素R、緑色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Y各自的开ロ面积^、SeJB、SY以及红色滤光片CR、緑色滤光片CG、 蓝色滤光片CB和黄色滤光片CY各自的透过率TK、TG, Tb、Ty满足上述不等式(A)，因此液晶显示装置100的NTSC比和彩色滤光片层观0的透过率均高于液晶显示装置500的NTSC比和彩色滤光片层680的透过率。因此，液晶显示装置100能够以宽广的色再现范围进行高亮度的显示。此处，參照表1 表4，对本实施方式的液晶显示装置100相对于比较例的液晶显示装置500的优点具体地进行说明。在表1中表示比较例的液晶显示装置500中的红色、緑色和蓝色子像素r、g、b的色度χ、y、U’、ν’和对应的彩色滤光片Cr、Cg、Cb的透过率T。[表1]
权利要求
1.ー种液晶显示装置，其特征在干所述液晶显示装置包括具有红色子像素、緑色子像素、蓝色子像素和黄色子像素的像素，所述液晶显示装置包括背光源；和液晶面板，所述液晶面板具有彩色滤光片层，该彩色滤光片层包括与所述红色子像素对应的红色滤光片；与所述绿色子像素对应的緑色滤光片；与所述蓝色子像素对应的蓝色滤光片； 和与所述黄色子像素对应的黄色滤光片，所述黄色子像素的色度位于将所述红色子像素、所述绿色子像素和所述蓝色子像素的色度连接而成的三角形的外側，所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素和所述黄色子像素各自的开ロ面积も、SG, Sb, Sy以及所述红色滤光片、所述绿色滤光片、所述蓝色滤光片和所述黄色滤光片各自的透过率TK、Te、TB、TY满足Ty > [ (SE+SG+SB+SY) (TE+TG+TB) -3 (SE X Te+Sg X Tg+Sb X Tb) ] /3SY 的关系。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在干所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素和所述黄色子像素中的至少ー个的开ロ面积，与其它子像素中的任一子像素的开ロ面积不同。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在干所述红色子像素的开ロ面积大于所述绿色子像素和所述黄色子像素的开ロ面积， 所述蓝色子像素的开ロ面积大于所述绿色子像素和所述黄色子像素的开ロ面积。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在干所述红色子像素、所述绿色子像素、所述蓝色子像素和所述黄色子像素的开ロ面积相互大致相等。
5.如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在干所述黄色滤光片的透过率高于所述红色滤光片、所述绿色滤光片和所述蓝色滤光片的透过率的算木平均。
全文摘要
本发明涉及一种以红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)和黄色(Y)的4原色进行显示的液晶显示装置。本发明的液晶显示装置(100)包括具有红色子像素(R)、绿色子像素(G)、蓝色子像素(B)和黄色子像素(Y)的像素(P)。黄色子像素(Y)的色度位于将红色子像素(R)、绿色子像素(G)和蓝色子像素(B)的色度连接而成的三角形的外侧。红色子像素(R)、绿色子像素(G)、蓝色子像素(B)和黄色子像素(Y)各自的开口面积SR、SG、SB、SY以及红色滤光片(CR)、绿色滤光片(CG)、蓝色滤光片(CB)和黄色滤光片(CY)各自的透过率TR、TG、TB、TY满足TY＞[(SR+SG+SB+SY)(TR+TG+TB)-3(SR×TR+SG×TG+SB×TB)]/3SY的关系。根据本发明，能够扩大色再现范围，并且能够抑制彩色滤光片层的透过率的下降。
文档编号G02F1/1335GK102576165SQ20108004388
公开日2012年7月11日 申请日期2010年9月27日 优先权日2009年9月30日
发明者藤井利夫 申请人:夏普株式会社
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