JP2005128190A - 表示用デバイスおよび画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示画面の明るさを低下させることなく、高精細な画像の表示を行うことができる表示用デバイスおよび画像表示装置を提供する。
【解決手段】 表示用デバイス１は、一つの画素を、色の三原色である赤色、緑色および青色のうち、赤色および緑色のサブピクセルの組み合わせによる赤緑画素と、青色および緑色の組み合わせによる青緑画素とによって構成し、高解像度の画像を表示するための表示用デバイス１であって、赤緑画素と、青緑画素とを交互に配置した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ディスプレイを構成する表示用デバイスおよびこの表示用デバイスを利用した画像表示装置に関する。

従来、ディスプレイの一種である直視型表示装置または投射型表示装置で、静止画像や動画像（以下、画像という）を、解像度等を上げることにより細部にわたって鮮明に表示する高精細表示を実現するために、当該表示装置の表示画面を構成する素子（表示用デバイス）自体の高精細化が行われている（例えば、特許文献１参照）。

現在、通常の直視型表示装置は、１画素につき、色の三原色である赤色、緑色および青色（ＲＧＢ）をそれぞれ一つずつ組み合わせた３つのサブピクセルを用いて、画像のカラー表示をしているので、サブピクセル数は画素数の３倍必要になる。なお、画素は、画像を描画したり、表示したりする最小単位であり、画素数は、表示画面の大きさによって異なるが、数十万、数百万が一般的である。

ここで、従来の画素構造を図１３に示す。図１３は、従来の画素構造の概略図であり、この図に示すように、各画素は赤色のサブピクセル（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、・・・）、緑色のサブピクセル（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・）および青色のサブピクセル（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・）の組み合わせによって成り、これらが横方向に赤色、緑色、青色の順に配置されて構成されている。

また、ここで、従来の画素構造による空間周波数特性を、図１４を参照して説明する。図１４は、従来の画素構造による赤色、緑色、青色（ＲＧＢ）の空間周波数特性を図示したものである。従来の画素構造では、各画素に赤色のサブピクセル、緑色のサブピクセルおよび青色のサブピクセルがすべて１つずつ含まれているので、各色の空間周波数特性は同じ図で描くことができる（同形となる）。

この図１４では、横軸が表示画面の水平方向の空間周波数、縦軸が表示画面の垂直方向の空間周波数を示しており、この図１４に示すように、空間周波数特性は正方形となり、この正方形の内部が表現可能な周波数範囲を示している。なお、この図１４は、水平・垂直共に、表現可能な最高周波数を１．０に規格化して描いたものである。

また、通常、直視型表示装置において、画像を表示する場合に、１画素を、単色（ＲＧＢ等）の微少な構造に分解しており、サブピクセルは、この微少な構造を指すものである。
例えば、６４０画素×４８０画素（ライン）のカラー表示では、必要なサブピクセル数は６４０画素×４８０画素（ライン）×３＝９２１６００となり、１２８０画素×１０２４画素のカラー表示では、必要なサブピクセル数は１２８０画素×１０２４画素（ライン）×３＝３９３２１６０となる。
特開２０００−２２８７７５号公報（段落０００３〜０００５、図１）

従来の直視型表示装置において、高精細な画像の表示を行うためには、表示画面上の画素数をさらに増加させる必要があり、当該表示画面上の同じ面積で画素数を増加させるためには、当該表示画面上における１つずつの画素の表面積を極めて小さくする必要がある。

しかしながら、１つずつの画素の表面積を極めて小さくしようとしても、各画素を構成するサブピクセルに画像信号を供給する配線パターン等を設ける必要があり、この配線パターンが直視型表示装置の表示画面の表示面側に、通常、画素を構成する液晶素子が組み込まれた基板上に固定して設けられているので、当該配線パターンが設けられたサブピクセルの表面積を小さくすると、表示画面全面積に対する画素の表面積、つまり、発光面積の割合が小さくなって、表示画面の明るさが低下してしまうという問題がある。

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、表示画面の明るさを低下させることなく、高精細な画像の表示を行うことができる表示用デバイスおよび画像表示装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１記載の表示用デバイスは、一つの画素を、色の三原色である赤色、緑色および青色のうち、赤色および緑色のサブピクセルの組み合わせによる赤緑画素、または、青色および緑色の組み合わせによる青緑画素によって構成する表示用デバイスであって、前記赤緑画素と、前記青緑画素とを交互に配置する構成とした。

かかる構成によれば、表示用デバイスは、従来の画素から一つのサブピクセルを割愛した、赤緑画素と、青緑画素とを交互に配置することによって、表示用デバイスの表示面では、当該表示面全体の発光を通じて様々な色を表示することができる。つまり、一つの画素としては、様々な色の表現することができなくても、表示面の各画素の配置を工夫することによって、隣接する画素同士が干渉して、表示面全体として、様々な色を表示することとなる。また、表示用デバイスでは、表示画面の明るさに寄与する緑色のサブピクセルの数を保って、１つずつの画素に含まれるサブピクセルの数を３個から２個に減らすことによって、表示画面の明るさを低下させることなく、画素数を増加させることができ、高精細な画像のカラー表示を行えるようにしている。

請求項２記載の表示用デバイスは、請求項１に記載の表示用デバイスにおいて、前記赤緑画素および前記青緑画素は、同一方向に、縦長または横長の長方形のサブピクセルを備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、表示用デバイスは、同一方向に、縦長または横長の長方形のサブピクセルを備えることによって、赤緑画素および青緑画素を形成する際に、赤緑画素および青緑画素を隙間無く配置することができ、単に縦方向と、横方向とに配線を巡らせばよく、配線パターン等も加工しやすくすることができる。

請求項３記載の表示用デバイスは、請求項１または請求項２に記載の表示用デバイスにおいて、前記赤緑画素について、前記赤色のサブピクセル、前記緑色のサブピクセルの位置を交互に配置すると共に、前記青緑画素について、前記青色のサブピクセル、前記緑色のサブピクセルの位置を交互に配置することを特徴とする。

かかる構成によれば、表示用デバイスは、赤緑画素において、赤色のサブピクセルと、緑色のサブピクセルとを交互（上下、左右）に、すなわち、赤色＋緑色または緑色＋赤色の順序で構成し、青緑画素において、青色のサブピクセルと、緑色のサブピクセルとを交互（上下、左右）に、すなわち、青色＋緑色または緑色＋青色の順序で構成している。

請求項４記載の表示用デバイスは、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示用デバイスにおいて、前記サブピクセルの発色を、当該サブピクセルに当接させた、色の三原色に対応した色フィルタによって実現したことを特徴とする。

かかる構成によれば、表示用デバイスは、サブピクセルの発色が当該サブピクセルに当接された、色フィルタによって、実現される。なお、この色フィルタは、液晶素子、トランジスタ等で構成されるサブピクセルの表示面側に介装されるものである。

請求項５記載の表示用デバイスは、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示用デバイスにおいて、前記サブピクセルの発色を、当該サブピクセルに設置したバックライトによって実現したことを特徴とする。

かかる構成によれば、表示用デバイスは、サブピクセルの発色が当該サブピクセルに配置されたバックライトによって実現される。このバックライトは、サブピクセルの背面側の直下（直視型）、或いは一定距離隔てて（投射型）配置されるものである。

請求項６記載の画像表示装置は、一つの画素を、色の三原色である赤色、緑色および青色のうち、赤色および緑色のサブピクセルの組み合わせによる赤緑画素、または、青色および緑色の組み合わせによる青緑画素によって構成する表示用デバイスを表示画面に用いて、高解像度の画像を表示する画像表示装置であって、表示用デバイスと、ローパスフィルタと、電力供給手段と、を備える構成とした。

かかる構成によれば、高精細画像表示装置は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の表示用デバイスを備え、この表示用デバイスが、駆動電力を供給する電力供給手段によって駆動する。そして、この高精細画像表示装置は、ローパスフィルタによって入力された、赤色のサブピクセルおよび青色のサブピクセルに供給される映像信号（Ｒ用信号およびＢ用信号）の成分（画素の数）が半減されて、表示用デバイスに入力される。なお、緑色のサブピクセルに供給される映像信号（Ｇ用信号）は、そのまま表示用デバイスに入力される。

請求項１記載の発明によれば、１つずつの画素に含まれるサブピクセルの数を減らすことによって、１つの画素の表示面を小さくすることで画素数を増加させることができ、各画素の配置を工夫することによって、表示画面の明るさを低下させることなく、高精細な画像のカラー表示を行うことができる。

請求項２記載の発明によれば、赤緑画素および青緑画素を形成する際に、赤緑画素および青緑画素を隙間無く配置することができ、配線パターン等も加工しやすくすることができる。

請求項３記載の発明によれば、赤緑画素では、赤色のサブピクセルと緑色のサブピクセルとを交互に、青緑画素では、青色のサブピクセルと緑色のサブピクセルとを交互に配置することによって、当該赤緑画素および当該青緑画素の配置の仕方を変えることで、様々なバリーエーションの画素構造を備えることができる。

請求項４記載の発明によれば、サブピクセルに当接させた色フィルタによって、容易にサブピクセルの発色を実現することができる。

請求項５記載の発明によれば、サブピクセルに設置したバックライトによって、容易にサブピクセルの発色を実現することができる。

請求項６記載の発明によれば、供給された駆動電力によって駆動し、ローパスフィルタに入力された赤色のサブピクセルおよび青色のサブピクセルに供給される映像信号（Ｒ用信号およびＢ用信号）が半減されて、表示用デバイスに入力されると共に、緑色のサブピクセルに供給される映像信号（Ｇ用信号）はそのまま表示用デバイスに入力されるので、表示画面を明るく保ったまま、高精細な画像をカラー表示することができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
（表示用デバイスの構成）
図１は、表示用デバイスの分解斜視図である。この図１に示すように、表示用デバイス１は、ガラス板・偏光板３、色フィルタ５と、基板７とを備え、これらが密着されて構成されている。この表示用デバイス１は、外観上、通常の液晶ディスプレイの表示面とほぼ同様な様相を呈している。なお、この図１では、図示を省略しているが、表示用デバイス１の基板７の下部にガラス板・偏光板３が備えられており、１組のガラス板・偏光板３に色フィルタ５と基板７との構成要素が挟まれて、「層」が形成されている。さらに、この表示用デバイス１の下部には、入射光を発生させる光源（図示せず）が設けられている。

この表示用デバイス１では、１つの画素が２つのサブピクセルの組み合わせによって構成されており、このサブピクセルの組み合わせの仕方は、赤色のサブピクセルと緑色のサブピクセルとを組み合わせたもの（赤緑画素）と、青色のサブピクセルと緑色のサブピクセルとを組み合わせたもの（青緑画素）との２種類がある。

なお、サブピクセルとは、色の３原色である赤色、緑色および青色のそれぞれの色に対応する、制御側で番地指定（表示面上の位置）が可能な最小の画素（ｐｉｃｕｔｕｒｅ ｅｌｅｍｅｎｔ）の要素のことである。

また、赤緑画素と青緑画素とは、交互になるように配置されており、詳細は後記する。さらに、表示用デバイス１は、後記するように、画素構造による空間周波数特性が４板画素方式とも異なるものである。

ガラス板・偏光板３は、表示用デバイス１の表示面の外装を構成するもので、色フィルタ５において出射される光を透過すると共に、外部からの衝撃から色フィルタ５および基板７を保護するためのものである。なお、ガラス板・偏光板３のガラス板が果たす役割は、基板７に接続されている電極部（図示せず）に通電させる電気の漏れを防ぐことである。ガラス板・偏光板３の偏光板が果たす役割は、不要な偏光成分を取り除くことで、基板７（後記する液晶素子７ｄ）で作り出された画像の成分に関係する光だけを表示させることである。

色フィルタ５は、薄膜のプラスティック素材によって構成されており、基板７で発生された光が通過する際に、赤色である「Ｒｅｄ」（赤色のサブピクセル）、青色である「Ｂｌｕｅ」（青色のサブピプセル）および緑色である「Ｇｒｅｅｎ」（緑色のサブピクセル）の彩色を施すものである。

すなわち、色フィルタ５の各要素として、色の３原色のそれぞれの色に対応する赤色フィルタ、青色フィルタおよび緑色フィルタを備えている。なお、これらの赤色フィルタ、青色フィルタおよび緑色フィルタの表面積は、従来の色フィルタ（図示せず）の赤色フィルタ、青色フィルタおよび緑色フィルタの表面積よりも、若干大きく形成されており、この実施の形態では、色フィルタ５の各要素の表面積は、従来の３／２程度である。

なお、この色フィルタ５の形成方法には、パターン化した樹脂を染色するゼラチン染色方式、顔料を含んだ樹脂をパターン化する顔料含散方式、顔料を含んだ着色インクを印刷する印刷方式、顔料表面に樹脂コートを電気鍍金する電気鍍金方式等がある。

基板７は、表示用デバイス１の中核をなしており、図示を省略した電力供給手段によって、供給された電力によって駆動して、発光するもので、Ｘ電極７ａと、Ｙ電極７ｂと、トランジスタ７ｃと、液晶素子７ｄとを備えている。なお、この基板７には、図示を省略した配向膜、スペーサも備えられている。

この基板７は、アクティブマトリックス駆動方式の画素構造と同様な構造をしており、画素一つずつに対応するトランジスタ７ｃを備えて、このトランジスタ７ｃをオンオフすることによって、目的とする画素を確実に点灯させたり、消灯させたりすることができるものである。

Ｘ電極７ａは、各画素に対応して設けられたトランジスタ７ｃに配設されており、トランジスタ７ｃをオンオフするものである。
Ｙ電極７ｂは、各トランジスタ７ｃに配設されており、Ｘ電極７ａによって、トランジスタ７ａがオン状態にある際に、電圧をかけて、当該トランジスタ７ｃに該当する画素を点灯させるものである。
なお、このＸ電極７ａとＹ電極７ｂとは、同一平面上に形成されており、液晶素子７ｄが介在して交差する箇所で接続している。

トランジスタ７ｃは、各画素（赤緑画素または青緑画素）に対応して設けられたアクティブ素子である。つまり、このトランジスタ７ｃが駆動すること（オン）によって、画素の情報（後記するＲ用出力信号、Ｂ用出力信号、または、Ｇ用出力信号）が送られて、オフになっている間、当該画素の情報が保持される。

なお、このアクティブ素子として、一般的なＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）に代表される３端子素子と、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）に代表される２端子素子とがある。なお、この実施の形態では、トランジスタ７ｃはＴＦＴの構造を有している。

液晶素子７ｄは、トランジスタ７ｃから出力される（保持される）画素の情報に応じて、当該液晶素子７ｄ内の分子が一定の向きに整列し、入射光の偏光方向を変化させることで、出射光を制御するもので、この出射光がガラス板・偏光板３を通過することによって画像が表示される。この液晶素子７ｄは、従来の液晶とほぼ同じ素材によって構成されている。例えば、この液晶素子７は、ＴＳＴＮ（Ｔｒｉｐｌｅ Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）の原理による複屈折性をもつ高分子フィルムを補償フィルムとして採用し、この高分子フィルムを各液晶素子７ｄの表面、表裏に置くことで、白黒液晶を実現している。なお、補償フィルムを１枚にしたＦＳＴＮ（Ｆｉｌｍ Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）の原理によるものであってもよい。

なお、これら基板７を構成するＸ電極７ａ、Ｙ電極７ｂ、トランジスタ７ｃ、液晶素子７ｄは、色フィルタ５の表面積の拡大（従来の３／２程度）に伴って、３／２程度、拡大されている。

この表示用デバイス１では、色フィルタ５と液晶素子７ｄとを組み合わせて、赤緑画素、青緑画素を構成しているが、例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）のような自己発光の素子を用いてもよい。

ここで、図２、図３を参照して、基板７に接続している映像信号処理回路、映像信号と各画素との関係について説明する。
図２は、基板７に接続する映像信号処理回路の概略を示したものである。図２に示すように、映像信号処理回路９は、入力された映像信号を処理するもので、ＬＰＦ９ａと、ＬＰＦ９ｂとを備えている。なお、この映像信号処理回路９に入力される映像信号はＲ用信号入力（ｎ×ｍ画素）と、Ｇ用信号入力（ｎ×ｍ画素）と、Ｂ用信号入力（ｎ×ｍ画素）とである。

入力される映像信号は、通常、１つの画素に対して、赤色、緑色および青色のサブピクセルともに同じ数である。ここでは、この数をｎ（水平）×ｍ（垂直）としている。この信号処理回路９では、表示用デバイス１の基板７に供給する映像信号を信号処理しているが、当該表示用デバイス１の赤色のサブピクセルと青色のサブピクセルの数が緑色のサブピクセルの半分であるので、表示不可能な周波数成分（高周波部分）を取り去って、サブピクセル数を半分に間引く処理を行っている。

ＬＰＦ９ａは、Ｒ用信号入力（ｎ×ｍ画素）の高周波部分を除去して、赤色のサブピクセルに供給するＲ用出力信号（ｎ×ｍ×０．５画素）を出力するものである。
ＬＰＦ９ｂは、Ｂ用信号入力（ｎ×ｍ画素）の高周波部分を除去して、青色のサブピクセルに供給するＢ用出力信号（ｎ×ｍ×０．５画素）を出力するものである。

すなわち、ＬＰＦ９ａとＬＰＦ９ｂとは、入力されたＲ用信号入力（ｎ×ｍ画素）とＢ用信号入力（ｎ×ｍ画素）とである画素の数を半減させるものである。なお、この映像信号処理回路９は、基板７に一体に形成されていてもよく、後記する高精細画像表示装置の回路に組み込まれていてもよい。

引き続き、図３を参照して、映像信号処理回路９によって処理された映像信号により、各画素を発色させる駆動回路がどのように駆動するのか（映像信号と各画素との関係）を説明する。図３は、映像信号と各画素の駆動回路との関係を説明した図である。

図２に示した映像信号処理回路９によって、Ｒ用信号出力（ｎ×ｍ×０．５画素）と、Ｇ用信号出力（ｎ×ｍ画素）と、Ｂ用信号出力（ｎ×ｍ×０．５画素）とが表示用デバイス１に供給されると、当該表示用デバイス１の各画素のサブピクセルは駆動することになる。ただし、各画素のサブピクセルの垂直方向についての駆動は、図３に示した信号（垂直位置選択用信号（１）〜（５）・・・）に従うことになる。

この図３において、×マークの付いた部分は、垂直位置を選択し、液晶素子７ｄを駆動するための駆動回路であり、入力されたＲ用信号出力（ｎ×ｍ×０．５画素）、Ｇ用信号出力（ｎ×ｍ画素）およびＢ用信号出力（ｎ×ｍ×０．５画素）と、表示面上の表示位置とに応じて、当該駆動回路が応答し、選択された位置で対応する画素のサブピクセルに、入力されたＲ用信号出力（ｎ×ｍ×０．５画素）、Ｇ用信号出力（ｎ×ｍ画素）およびＢ用信号出力（ｎ×ｍ×０．５画素）が送られる。

この図３において、四角で囲った「Ｇ１１」〜「Ｇ１５」、「Ｒ１１」〜「Ｒ１５」、「Ｇ２１」〜「Ｇ２５」、「Ｂ２１」〜「Ｂ２５」は、各画素に対応した液晶素子７ｄを示すものである。赤色のサブピクセルと青色のサブピクセルについては、緑色のサブピクセルの半分の数しかないので、液晶素子７ｄは半分となる。

例えば、図３の一番左側上部に示した液晶素子７ｄ「Ｇ１１」を駆動させる場合には、Ｇの映像信号ａラインにＧ用信号出力（ｎ×ｍ画素）を送り、垂直位置選択用信号（１）を選択する。また、同様に、図３の一番右側下部に示した液晶素子７ｄ「Ｂ２５」を駆動させる場合には、Ｂの映像信号ｂラインにＢ用信号出力（ｎ×ｍ×０．５画素）を送り、垂直位置選択用信号（５）を選択する。

表示用デバイス１によれば、赤緑画素と、青緑画素との２種類の画素によって構成し、各サブピクセルの表示面積を増加させる（３／２程度、１．５倍）ことによって、高解像度の画像表示が実現される。なお、この赤緑画素と、青緑画素との配置は、上下左右の方向に対して、それぞれ交互になるようにしている。このように赤緑画素と、青緑画素とを交互に配置することによって、表示用デバイスの表示面では、当該表示面全体の発光を通じて様々な色を表示することができる。

また、この実施の形態では、表示用デバイス１では、サブピクセルの表示面積を増加させているが、サブピクセルの表示面積を従来と同程度にして、画素数を増加させてよい。つまり、１つずつの画素に含まれるサブピクセルの数を減らすことによって、画素数を増加させ、各画素（赤緑画素、青緑画素）の配置を工夫することによって、表示面の明るさを低下させることなく、高精細な画像のカラー表示を行うことができる。

また、表示用デバイス１によれば、サブピクセルの発色が当該サブピクセルに当接された、色フィルタ５によって行っているので、容易に、高精細な画像のカラー表示を実現することができる。

さらに、表示用デバイス１の色フィルタ５と液晶素子７ｄとの組み合わせによって画素構造を構成する以外に、例えば、自己発光型の有機ＥＬを採用することによって、容易に、高精細な画像のカラー表示を実現することができる。

（画像をカラー表示する際の動作）
次に、図４に示すフローチャートを参照して、表示用デバイス１によって、入力された映像信号をカラー表示する際の動作を説明する。
まず、表示用デバイス１に駆動電力供給手段（図示せず）から駆動電力が供給される（Ｓ１）。続いて、映像信号処理回路９に映像信号（Ｒ用信号入力（ｎ×ｍ画素）、Ｇ用信号入力（ｎ×ｍ画素）およびＢ用信号入力（ｎ×ｍ画素））が入力されて（Ｓ２）、この映像信号のうち、Ｒ用信号入力（ｎ×ｍ画素）およびＢ用信号入力（ｎ×ｍ画素）がＬＰＦ９ａおよびＬＰＦ９ｂによって、表示不可能な周波数成分が除去される（Ｓ３）。

そして、表示用デバイス１の基板７に映像信号（Ｒ用信号出力（ｎ×ｍ×０．５画素）、Ｇ用信号出力（ｎ×ｍ画素）およびＢ用信号出力（ｎ×ｍ×０．５画素））が入力され、垂直位置選択用信号（図４では選択用信号）に従って、各画素のサブピクセルに映像信号（Ｒ用信号出力（ｎ×ｍ×０．５画素）、Ｇ用信号出力（ｎ×ｍ画素）およびＢ用信号出力（ｎ×ｍ×０．５画素））が出力される（Ｓ４）。

（高精細画像表示装置の概略）
次に、図５、図６を参照して、表示用デバイス１を利用した高精細画像表示装置（請求項では、画像表示装置）の概略を説明する。
図５に示すように、高精細画像表示装置Ａは、直視型の表示装置であって、表示用デバイス１のガラス板・偏光板３、色フィルタ５および基板７と、ライトガイド１１と、バックライト１３とから構成されている。

ライトガイド１１は、表示用デバイス１の背面側に設置され、バックライト１３で発生された光を反射させて表示用デバイスの基板７に入射させるものである。このライトガイドは、通常、アクリル等の透明樹脂によって形成され、当該透明樹脂の臨界角（内面反射）を利用して、一端（図５中、下方）に備えられたバックライト１３からの入射した光を、表示用デバイス１の基板７の液晶素子７ｄに効率よく導く導光体である。

バックライト１３は、光源となるもので、この実施の形態では、超小型のエレクトロルミネセンス（蛍光灯）およびインバーターを含んで構成されている。このバックライト１３は白色（単色）に発光するものである。このバックライト１３は、ライトガイド１１の直下に配置されている、

なお、このバックライト１３を単色の光源とするのではなく、表示用デバイス１の色フィルタ５の代わりとして、当該バックライト１３に３種類のＬＥＤ（電界発光半導体、赤色用ＬＥＤ、青色用ＬＥＤ、緑色用ＬＥＤ）を用いて、色の三原色を発生させて、色フィルタ５の配列に対応するように、当該表示用デバイス１の基板７の液晶素子７ｄに供給する構成としてもよい。

すなわち、表示用デバイス１におけるサブピクセルの発色が、当該表示用デバイス１に入射光を供給する光源であるバックライト１３によって実現することができる。

図６に示すように、高精細画像表示装置Ｂは、投射型の表示装置であって、表示用デバイス１のガラス板・偏光板３、色フィルタ５および基板７と、バックライト１５と、投射レンズ１７と、スクリーン１９とから構成されている。

このバックライト１５は、光源となるもので、この実施の形態では、ハロゲンランプ灯によって構成されている。このバックライト１５は白色（単色）に発光するものである。このバックライト１５は、表示用デバイス１の基板７から一定距離、離間されて設置されている。

投射レンズ１７は、表示用デバイス１の表示面であるガラス板・偏光板３と同程度の表示面積を備える凸レンズであり、当該表示用デバイス１のガラス板・偏光板３から出射される光（高精細な画像）を拡散させて、スクリーン１９に投射させるものである。

スクリーン１９は、投射レンズ１７から投射された光（高精細な画像）を映し出す役目を果たすものである。
なお、高精細表示装置Ａ、Ｂには、図示を省略したが、表示用デバイス１を駆動させるための駆動電力を供給する電力供給手段が備えられている。また、この高精細表示装置Ａ、Ｂには、映像信号処理回路９（図２参照）が組み込まれており、表示用デバイス１の赤色サブピクセルおよび青色のサブピクセルに供給される映像信号の画素の数が半減されている。

また、この高精細表示装置Ａ、Ｂでは、表示用デバイス１の色フィルタ５が赤緑画素および青緑画素を備える画素構造を有していおり、バックライト１３、１５から出射された光は、表示用デバイス１の色フィルタ５を通過するときにＲＧＢの色に分解される。その後、高精細表示装置Ａでは、ガラス板・偏光板３を直視することによって、高精細表示装置Ｂでは、スクリーン１９に投射されることによって、高精細な画像を観察することができる（高精細な画像が表示される）。

これら、高精細画像表示装置Ａ、Ｂによれば、表示用デバイス１によって、１つの画素を構成するサブピクセルの数が減少されており、サブピクセルの表示面積が増加することによって高解像度（高精細）の画像の表示を実現することができる。

（サブピクセルの配置について）
次に、図７から図１０を参照して、サブピクセルの配置の例について説明する。
図７から図１０は、表示用デバイス１の画素構造（サブピクセルの配置）を示したものである。これら図７から図１０において、縦“１”、横“１”の両矢印で示した部分が１画素に該当する。

図７では、１画素を、縦長の長方形のサブピクセル、つまり、緑色のサブピクセルおよび赤色のサブピクセルと、緑色のサブピクセルおよび青色のサブピクセルとによって構成している。緑色のサブピクセルの右側に赤色のサブピクセルを配置した赤緑画素と、緑色のサブピクセルの右側に青色のサブピクセルを配置した青緑画素とを、水平方向には交互に配置し、垂直方向には互い違いになるように配置している。

すなわち、緑色のサブピクセルについては、１画素に必ず含まれているので、従来の表示装置（図示せず）と等しい解像度（いわゆるフルの解像度）を持っているが、赤色のサブピクセルおよび青色のサブピクセルは、緑色のサブピクセルの半分の数であり、これら赤色のサブピクセルおよび青色のサブピクセルの位置は、斜め画素ずらしのサンプリング位置に対応しているため、斜め方向の解像度は、従来の表示装置（図示せず）の半分になっている。

より具体的に説明すると、表示用デバイス１をハイビジョン対応とした場合、緑色のサブピクセルの数は１９２０×１０８０であり、赤色のサブピクセルおよび青色のサブピクセルの数は１９２０×１０８０×１／２であり、緑色のサブピクセルの半分になる。なお、一般的に、解像度には、輝度（輝度信号）が最も重要であり、輝度に対する寄与（輝度に及ぼす影響）は、緑色のサブピクセルが一番大きい。このサブピクセルの配置例では、赤色のサブピクセルおよび青色のサブピクセルは、従来の表示装置（図示せず）のフルの解像度を持っておらず、緑色のサブピクセルのみ従来の表示装置（図示せず）のフルの解像度を持っているので、表示用デバイス１全体としては、ほぼ１９２０×１０８０画素の解像度を有することができる。表示用デバイス１の画素数が従来の表示装置（図示せず）の画素数と同数とすると、表示用デバイス１のサブピクセルは、従来の表示装置（図示せず）のサブピクセルよりも１．５倍大きく、製造が容易となり、表示面上の明るさを優位にすることができる。

図８では、１画素を、縦長の長方形のサブピクセル、つまり、緑色のサブピクセルおよび赤色のサブピクセルと、緑色のサブピクセルおよび青色のサブピクセルとによって構成している。緑色のサブピクセルの右側に赤色のサブピクセルを配置した赤緑画素（Ｒ）と、緑色のサブピクセルの左側に赤色のサブピクセルを配置した赤緑画素（Ｌ）と、緑色のサブピクセルの右側に青色のサブピクセルを配置した青緑画素（Ｒ）と、緑色のサブピクセルの左側に青色のサブピクセルを配置した青緑画素（Ｌ）とを備え、水平方向には赤緑画素（Ｒ）と青緑画素（Ｒ）とを交互に配置し、垂直方向には各列毎に、赤緑画素（Ｒ）と青緑画素（Ｌ）とを交互に、または、青緑画素（Ｒ）と赤緑画素（Ｌ）とを交互に配置している。

この図８では、図７に示した画素構造（サブピクセルの配置）における解像度に比べ、単純な画素ずらしではないので、赤色のサブピクセルおよび青色のサブピクセルの解像度がやや低下することになる。

図９では、１画素を、横長の長方形のサブピクセル、つまり、緑色のサブピクセルおよび赤色のサブピクセルと、緑色のサブピクセルおよび青色のサブピクセルとによって構成している。緑色のサブピクセルの下側に赤色のサブピクセルを配置した赤緑画素と、緑色のサブピクセルの下側に青色のサブピクセルを配置した青緑画素とを、水平方向には交互に配置し、垂直方向には互い違いになるように配置している。これら赤色のサブピクセルおよび青色のサブピクセルの位置は、斜め画素ずらしのサンプリング位置に対応しているため、斜め方向の解像度は、従来の表示装置（図示せず）の半分になっている。

図１０では、１画素を、横長の長方形のサブピクセル、つまり、緑色のサブピクセルおよび赤色のサブピクセルと、緑色のサブピクセルおよび青色のサブピクセルとによって構成している。緑色のサブピクセルの下側に赤色のサブピクセルを配置した赤緑画素（下）と、緑色のサブピクセルの上側に赤色のサブピクセルを配置した赤緑画素（上）と、緑色のサブピクセルの上側に青色のサブピクセルを配置した青緑画素（上）と、緑色のサブピクセルの下側に青色のサブピクセルを配置した青緑画素（下）とを備え、水平方向には赤緑画素（下）と青緑画素（上）とを交互に配置し、垂直方向には各列毎に、赤緑画素（下）と青緑画素（下）とを交互に、または、青緑画素（上）と赤緑画素（上）とを交互に配置している。

この図１０では、図９に示した画素構造（サブピクセルの配置）における解像度に比べ、単純な画素ずらしではないので、赤色のサブピクセルおよび青色のサブピクセルの解像度がやや低下することになる。

これら図７から図１０に示した画素構造では、赤緑画素および青緑画素が、縦長または横長の長方形のサブピクセルを備えているので、赤緑画素および青緑画素を形成する際に、赤緑画素および青緑画素を隙間無く配置することができ、配線パターン等も加工しやすくすることができる。

また、これら図７から図１０に示した画素構造では、赤緑画素において、赤色のサブピクセル、緑色のサブピクセルの位置を交互にすると共に、青緑画素において、青色サブピクセル、緑色のサブピクセルの位置を交互にしているので、様々バリエーションの画像構造を得ることができる。

（画素構造による空間周波数特性について）
次に、図１１、図１２を参照して、表示用デバイス１の空間周波数特性について説明する。図１１、図１２は表示用デバイス１の空間周波数特性を図示したものである。表示用デバイス１では、１つの画素に１つの緑色のサブピクセルが配置されているので、緑色のサブピクセルの空間周波数特性について、図１１で示したようになる。また、赤色のサブピクセルおよび青色のサブピクセルの空間周波数特性については、１つおきの画素に赤色のサブピクセルまたは青色のサブピクセルが配置されているので、空間周波数特性は、図１２に実線で示したようになる。

つまり、水平方向、垂直方向については、緑色のサブピクセルと同様の空間周波数特性を有することになるが、斜め方向については、緑色のサブピクセルよりも低い空間周波数特性を有することになる。しかし、人間の視覚を通じて観察される画像の解像度は、輝度（明るさ）によるものであり、この輝度は緑色のサブピクセルによるものであるので、表示用デバイス１で表示される画像を観察した場合、解像度については従来の表示装置（図示せず）とほとんど同じに見える。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、本実施形態では、表示用デバイス１と映像信号処理回路９とを別の装置構成として説明したが一体の装置として製造してもよい。また、映像信号処理回路９は、高精細表示装置Ａ、Ｂに組み込んで製造してもいい。

実施形態に係る表示用デバイスの分解斜視図である。 映像信号処理回路の概略図である 映像信号と各画素の駆動回路との関係を説明した図である。 表示用デバイスの動作を説明したフローチャートである。 高精細画像表示装置（直視型）の概略を説明した図である。 高精細画像表示装置（投射型）の概略を説明した図である。 表示用デバイスの画素構造（縦長）を説明した図である。 表示用デバイスの画素構造（縦長）を説明した図である。 表示用デバイスの画素構造（横長）を説明した図である。 表示用デバイスの画素構造（横長）を説明した図である。 空間周波数特性（緑色のサブピクセル）について説明した図である。 空間周波数特性（赤色、青色のサブピクセル）について説明した図である。 従来の画素構造について説明した図である。 従来の画素構造における空間周波数特性を説明した図である。

符号の説明

１ 表示用デバイス
３ ガラス板・偏光板
５ 色フィルタ
７ 基板
７ａ Ｘ電極
７ｂ Ｙ電極
７ｃ トランジスタ
７ｄ 液晶素子
９ 映像信号処理回路
９ａ、９ｂ ローパスフィルタ
１１ ライトガイド
１３、１５ バックライト
１７ 投射レンズ
１９ スクリーン
Ａ、Ｂ 高精細画像表示装置（画像表示装置）

Claims (6)

1. 一つの画素を、色の三原色である赤色、緑色および青色のうち、赤色および緑色のサブピクセルの組み合わせによる赤緑画素、または、青色および緑色の組み合わせによる青緑画素によって構成する表示用デバイスであって、
   前記赤緑画素と、前記青緑画素とを交互に配置したことを特徴とする表示用デバイス。
2. 前記赤緑画素および前記青緑画素は、同一方向に、縦長または横長の長方形のサブピクセルを備えることを特徴とする請求項１に記載の表示用デバイス。
3. 前記赤緑画素において、前記赤色のサブピクセル、前記緑色のサブピクセルの位置を交互に配置すると共に、前記青緑画素において、前記青色のサブピクセル、前記緑色のサブピクセルの位置を交互に配置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示用デバイス。
4. 前記サブピクセルの発色を、当該サブピクセルに当接させた、色の三原色に対応した色フィルタによって実現したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示用デバイス。
5. 前記サブピクセルの発色を、当該サブピクセルに設置したバックライトによって実現したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示用デバイス。
6. 一つの画素を、色の三原色である赤色、緑色および青色のうち、赤色および緑色のサブピクセルの組み合わせによる赤緑画素、または、青色および緑色の組み合わせによる青緑画素とによって構成する表示用デバイスを表示画面に用いて、画像を表示する画像表示装置であって、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の表示用デバイスと、
   前記赤色のサブピクセルおよび前記青色のサブピクセルに供給する映像信号の成分を半減させるローパスフィルタと、
   前記表示用デバイスに駆動電力を供給する電力源供給手段と、
   を備えることを特徴とする画像表示装置。

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