JP2007086783A - ディスプレイパネル及びその表示品質の改善方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半透過型カラーＬＣＤパネルに適用し、パネルのカラー品質を過度に下げることなく、望みの効果を効果的に達成し、画素の反射率を上げることができる方法とサブピクセル構造を提供する。
【解決手段】本件発明の半透過型ＬＣＤパネルの画素は、追加のサブピクセル域を備える。画素はＲ、Ｇ、Ｂの少なくとも３つのサブピクセルと、少なくとも１つのサブピクセルＭとを備える。各カラーサブピクセルは、透過領域と反射領域とを備える。サブピクセルＭは、全部又は一部を反射領域として、画像データを表示する。カラー画像データに基づき、サブピクセルＭに提供する画像データを計算するために２つ又は２つ以上のアルゴリズムを用いる。アルゴリズムは、ユーザーが選択しても良く、又は環境光の輝度に基づいて自動的に選択させても良い。半透過型ＬＣＤパネルは、環境光がある輝度レベルに達したとき、反射モードで用いることができる。
【選択図】図１９

Description

本件発明は、液晶ディスプレイパネルに関し、特に、半透過型液晶ディスプレイパネルに関する。

薄型の形状と低消費電力の特性により、液晶表示装置（ＬＣＤ）は、例えば、携帯型パソコン、デジタルカメラ、投影機などの電子製品に広く用いられている。一般的には、ＬＥＤパネルは、透過型、反射型と、半透過型の３種類に分けることができる。透過型ＬＣＤパネルは、バックライト光源を用いてその光源としている。反射型ＬＣＤパネルは、環境光を用いてその光源としている。半透過型ＬＣＤパネルは、バックライト光源と環境光とを一緒に用いてその光源としている。

図３６に示すように、従来のカラーＬＥＤパネル１は、２次元配列の画素１０を備える。各画素は複数のサブピクセルを備え、通常、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色を備える。対応するカラーフィルターによって、Ｒは、Ｒフィルター（Ｒｆ）に対応し、Ｇは、Ｇフィルター（Ｇｆ）に対応し、Ｂは、Ｂフィルター（Ｂｆ）に対応してカラーフィルターのＲＧＢのカラーコンポーネントを実現する。図３７は、従来の半透過型ＬＣＤパネルの画素１０の平面図を表している。図３７に示すように、画素１０は、１２Ｒ、１２Ｇと、１２Ｂの３つのサブピクセルを備え、且つ、それぞれ透過領域（ＴＡ）と、反射領域（ＲＡ）とを備えている。画素１０は、ゲートラインＧａｔｅ ｎに接続され、カラーサブピクセル１２Ｒ、１２Ｇと、１２Ｂは、データラインＤａｔａ_Ｒｍ、Ｄａｔａ_Ｇｍと、Ｄａｔａ_Ｂｍにそれぞれ接続される。図３８は、画素１０に用いるカラーフィルターを表している。図３８のカラーフィルターは、３つのカラーフィルター領域Ｒ、Ｇ、Ｂを備え、画素１０のカラーサブピクセル１２Ｒ、１２Ｇと、１２Ｂにそれぞれ対応する。図３９は、カラーサブピクセル１２Ｒの断面（Ｄ−Ｄ’）を表している。図に示すように、カラーサブピクセル１２は、上層構造、下層構造と、上、下層構造の間に設置された液晶層９００を備える。この上層構造は、上部基板８１０、カラーフィルター８２０と上部電極８３０を備える。下層構造は、下部基板８７０、素子層８６０、保護層８５０と、電極層を備える。反射領域の反射電極８４２を備える電極層は、ビアホール（ｖｉａ）８５２によって素子層８６０に電気的に接続され、透過領域の透過電極８４４は、ビアホール（ｖｉａ）８５４によって素子層８６０に電気的接続される。この透過電極８４４と上部電極８３０は、透明材料（インジウムスズ酸化物）によって構成される。反射電極８４２は反射器として機能し、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉと、ＡｌＮｄなどの１つ、又は１つ以上の高反射性を備える金属から構成される。

反射領域内の全反射率が好ましい色濃度を実現するのに不十分な場合、図３８に示すように、反射領域のカラーフィルター領域で未使用のフィルター、又は無色フィルター（ＮＣＦ）がその反射率を増加させるように用いられる。この色補正方法は、ＬＣＤパネルの表示するカラー画像品質を好ましいものとできない。

よって、半透過型カラーＬＣＤパネルにおいて、パネルのカラー品質を過度に下げることなく画素の反射率を上げることができる方法と、有効であるサブピクセル構造が望まれていた。

上述のように半透過型ＬＣＤパネルはバックライトの使用を抑制できる省電力型であるため用途の拡大が見込まれているものである。しかしながら、透過領域と反射領域では明るさや色調が異なってしまうという問題を抱えている。その一つの対応策として特許文献１には環境の照度に応じてバックライト強度を切り替える技術が開示されている。また、特許文献２には反射領域のカラーフィルター厚みを薄くする技術が、特許文献３にはサブピクセルの大きさを変更して色調を調整する技術が開示されている。

特開平９−４３６０４号公報 特開２００３−２４８２１７号公報 特開２００５−１４１１９６号公報

本件発明は、半透過型カラーＬＣＤパネルに適用し、パネルのカラー品質を過度に下げることなく、望みの効果を効果的に達成し、画素の反射率を上げることができる方法とサブピクセル構造を提供する。

本件発明に係る半透過型ＬＣＤパネルの画素は、追加のサブピクセル域を備える。画素は複数のサブピクセルを備えており、少なくとも３つのサブピクセルは、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーサブピクセルと、少なくとも１つのサブピクセルＭである。カラーサブピクセルＲ、Ｇ、Ｂは、透過領域と反射領域とを備える。サブピクセルＭは、全部又は一部を反射領域とすることができる。前記画素に用いるカラーフィルターは、カラーサブピクセルＲ、Ｇ、Ｂにそれぞれ対応するＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルターセグメントと、１つのサブピクセルＭに対応するカラーフィルターセグメントを備える。このサブピクセルＭのカラーフィルターセグメントは、全部又は一部を無色とすることができる。また、１つ又は１つ以上の反射領域と関連するＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルターセグメントも無色サブセグメントを備えることができる。

最も好ましいサブピクセルの数は、４つであり、その中の３つのサブピクセルは、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーサブピクセルであり、１つのサブピクセルは、サブピクセルＭである。しかし、１つの画素が６つのサブピクセルを備えることもできる。例えば、６つのサブピクセルでは、１つのサブピクセルがサブピクセルＭであり、５つのサブピクセルはカラーサブピクセルである。また、１つの画素が８つのサブピクセルを備えることもできる。例えば、８つのサブピクセルでは、２つのサブピクセルがサブピクセルＭであり、６つのサブピクセルは、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーサブピクセルである。

前記無色のサブセグメントは、白色サブセグメントＷと見なされ、ディスプレイパネルの輝度とカラー品質を制御するために用いることができる。このサブセグメントＷに提供されたカラー信号は、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーサブセグメントに提供されるカラー信号に基づき計算される。特に、本件発明は、２つ又は２つ以上のアルゴリズムを用いてＷカラー信号を計算し、環境の輝度、ユーザーの好み、又は既定の基準に基づいてこれらのアルゴリズムの中の１つのアルゴリズムを用いる。

一般的には、前記“無色サブセグメント”は非原色を提供するために用いられ、このセグメントに提供されるカラー信号は、黄色、赤紫色、青緑色、又はその組み合わせである。

本件発明に係るディスプレイパネル及びその表示品質の改善方法によれば、半透過型カラーＬＣＤパネルのカラー品質を過度に下げることなく画素の反射率を上げることができ。期待効果を達成できる。

本件発明の目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、図１〜図３５に実施形態を例示し、図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

本件発明の実施例の半透過型ＬＣＤパネルでは、画素は少なくとも１つの無色のフィルターセグメントの追加のサブピクセルと、このフィルターセグメントに対応する反射電極を備える。また、この追加のサブピクセルは、例えば、黄色、赤紫色、青緑色、又はその組み合わせなどの非原色のカラーフィルターセグメントを備える。本件発明の実施例では、１つの画素は、複数のサブピクセルを備えており、その中の少なくとも３つのサブピクセルは、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーサブピクセルであり、少なくとも１つは、サブピクセルＭである。カラーサブピクセルＲ、Ｇ、Ｂは、透過領域（ＴＡ）と反射領域（ＲＡ）とを備えている。よって、カラーサブピクセルＲ、Ｇ、Ｂは、透過領域では１つの透過電極（それぞれＴ_Ｒ、Ｔ_Ｇ、Ｔ_Ｂ）をそれぞれが備え、反射領域では１つの反射電極（それぞれＲ_Ｒ、Ｒ_Ｇ、Ｒ_Ｂ）をそれぞれが備える。サブピクセルＭは、全部又は一部を反射領域とできる。よって、サブピクセルＭは、透過電極を備えていても良く、又は透過電極を備えていなくても良い。画素に用いるカラーフィルターは、カラーサブピクセルＲ、Ｇ、Ｂにそれぞれ対応するＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルターセグメントと、１つの第４サブピクセルのフィルターセグメントを備える。この第４サブピクセルのフィルターセグメントは、全部又は一部を無色とすることができ、少なくとも部分的に、例えば、黄色、赤紫色、青緑色、又はその組み合わせなどの非原色とすることができる。

サブピクセルＭのフィルターセグメントと、電極の大きさと配列に関しては多数の組み合わせ方式があることから、ここで挙げる実施例とその対応する図は、本件発明を説明する目的に用いられるものであって、本件発明を限定するものではない。一般的に、１つの画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂと、Ｍの４つのサブピクセルとを備える。図１〜図８に示すように、カラーサブピクセルＲ、Ｇ、Ｂは、透過領域と反射領域とを備えるがサブピクセルＭは、全部又は一部を反射領域にすることができる。図１に示した例では、サブピクセルＲ、Ｇ、Ｂと、Ｍの領域の大きさは、実質的に同じであり、サブピクセルの反射領域の大きさも実質的に互いに同じである。図２では、サブピクセルＲ、Ｇ、Ｂと、Ｍの領域の大きさは、実質的に同じであるがサブピクセルＭの反射領域は、サブピクセルＲ、Ｇ、Ｂの反射領域より大きい。図３では、サブピクセルＭは、全部が反射領域である。図４では、サブピクセルＭの反射領域は、サブピクセルＲ、Ｇ、Ｂの反射領域より小さい。図５では、サブピクセルＲ、Ｇ、Ｂと、Ｍの領域の大きさは、実質的に同じであるがサブピクセルＭとサブピクセルＢの反射領域は、サブピクセルＲとサブピクセルＧの反射領域より大きい。上述のサブピクセルの配列方法は説明に用いただけで、その他の配列方式を用いることもできることを断っておく。例えば、サブピクセルＭとサブピクセルＧの反射領域は、サブピクセルＲとサブピクセルＢの反射領域より大きくもできる。

図６及び図７と、図２及び図３に示した画素構造の主な違いは、その中のサブピクセルＭの領域がカラーサブピクセルの領域より小さいことを除けば基本的に同じである。図８では、サブピクセルＭは、２つのカラーサブピクセルの間に設置されている。

また、図１〜図８の画素に対応するカラーフィルターには、多くの異なる設計方法を採ることができる。一般的に、カラーフィルターは３つのＲ、Ｇ、Ｂを表示するカラーフィルターセグメントを備えなければならず、且つ、各セグメントは、カラーサブピクセルに対応する。そして、このカラーフィルターは第４フィルターセグメントを備える。図９、図１１、図１３及び図１４に示すように一部を無色にすることもできるが、基本的には図１０又は図１２に示すように全部を無色（透明、Ｗ）にする。一般的には、この第４フィルターセグメントの幅は、第４サブピクセルＭ（図１〜図８参照）の幅と一致させる。第４フィルターセグメントが部分的に無色のカラーフィルターでは、第４フィルターセグメントの残りの部分の色は、Ｒ、Ｇ、Ｂとすることができる。図９及び図１１に示す例では、その残りの部分の色はＧである。図９、図１１、図１３及び図１４に示す例では、第４フィルターセグメントの色の組み合わせは、Ｗ／Ｇである。しかし、上述の色の組み合わせはまた、Ｗ／ＢやＷ／Ｒとすることもできる。即ち、記号「Ｗ」は、黄色、赤紫色、青緑色、又はその組み合わせなどの非原色を示している。

図９、図１１、図１３及び図１４に示すような第４フィルターセグメントが部分的に無色の１つの画素では、その透過領域は３つの透過電極を備え、且つ、その中の１つの透過電極は、第４サブピクセルの透過電極に電気的接続される。例えば、仮に第４フィルターセグメントの残りの部分の色がＧであるとき、図１６に示すように、第４サブピクセル（Ｍ）の透過電極は、サブピクセルＧの透過電極に電気的に接続される。同じように、３つのスイッチング素子（ＴＦＴｓ）は、Ｒ、Ｂと、Ｇ／Ｍの透過電極に対応する液晶層の制御に用いられる。

もう１つの実施例では、第４フィルターセグメントは、完全に無色であり、且つ、反射領域と対応するＲ、Ｇと、Ｂを表示する１つ又は１つ以上のカラーフィルターセグメント（図１、図２、図３、図４、図５及び図８）は、部分的に無色のサブセグメントを備える。図１５に示す例では、反射領域内のＲ、Ｇ、Ｂの３つのカラーフィルターセグメントは、無色のサブセグメントを備える。これらの無色のサブセグメントは、同じ大きさであっても異なる大きさであっても構わない。

図１０、図１２及び図１５に示すように、第４フィルターセグメントを完全に無色（Ｗ）とした画素では、その透過領域は４つの透過電極を備えるので、各透過電極はスイッチング素子によって個別に制御される。このＲ、Ｇ、Ｂ及びＷ４つの個別の透過電極を図１７に示す。

図９〜図１５に示す例では、反射領域にＷサブセグメントを備える。よって、その反射領域は、４つの反射電極を備え、各透過電極が１つのスイッチング素子によってそれぞれ制御される。この４つの個別のＲ、Ｇ、Ｂと、Ｗの反射電極は、図１７に示される。

本件発明に係るＭサブセグメントのデータ信号は、いくつかのアルゴリズムを用い、Ｒ、Ｇ、Ｂを表示するデータ信号を用いて計算する。このようにして、表示パネルのカラー品質、又は表示パネルの輝度を改善する。図１９は、本件発明に係る表示システムのブロック図である。図１９に示すように、表示システム１００は、１つ又は複数のゲートドライバＩＣ（未表示）によって駆動された半透過型ＬＣＤパネル１１０から構成される。Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの色で表示した画像データは、１つ又は複数のデータＩＣ１２０によって提供され、データＩＣ１２０は、カラー画像データをＬＣＤパネル１１０に提供する。バックライト光源１９０は、ＬＣＤパネル１１０が透過モードのときの画像輝度を提供するのに用いられる。

サブセグメント用のデータ信号Ｍは、計算モジュール１３０により提供される。計算モジュール１３０は、データ信号Ｍを計算する２つ、又は２つ以上のアルゴリズム（図２０参照）を備えることができる。表示システム１００は、その中の１つのアルゴリズムを選ぶためのアルゴリズムセレクタ１４０を構成要素とできる。アルゴリズムは、ユーザーによる有線又は無線コントローラー１５０、又は光学センサから来る信号１６０により選択される。

例えば、データ信号Ｍは、各カラーコンポネントのデータ信号の線性関係に基づいて計算することができる。下記数７に示すアルゴリズムでは、データ信Ｍ号は、データ信号Ｒ、Ｇ、Ｂの加重和を意味する。

その中のαの範囲は０．０８〜０．４の間にあり、βの範囲は０．３〜０．８の間にあり、γの範囲は０．１〜０．３の間にある。そして、以下の数８を満足することが好ましい。

しかし、α＋β＋γの和は、１より大き久手も小さ久手も構わない。前記数７によれば、Ｒ、Ｇ、Ｂカラー画像のデータ信号中１つ又は複数が０（ゼロ）に等しくても、Ｍの値は常に０（ゼロ）より大きくなる。

もう１つのアルゴリズムでは、データ信号Ｍと各カラー画素のデータ信号は、以下の数９に示す指数関係を有する。下記に示すように、各カラーコンポネントのデータ信号は、１より大きい指数インデックス（ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ ｉｎｄｅｘ）のガンマによって修正される。例えば、ガンマの範囲は、実質的に１〜４の間とすることができる。

但し、上記数９においてＹ_ＲＧＢは以下の数１０を満足する。

上記において、Ｙ_Ｒｍａｘ、Ｙ_Ｇｍａｘと、Ｙ_Ｂｍａｘは、表示できる最大輝度レベルである。Ｙ_{ＲＧＢＭＡＸ}は、Ｙ_Ｒｍａｘ、Ｙ_Ｇｍａｘと、Ｙ_Ｂｍａｘの和である。表示装置では、各色の輝度レベルは、ビット数ｎで表示され、その最大輝度レベルは２^ｎである。ＭＡＸは、グレースケールで表示される最大入力信号のレベルである。

仮にグレースケールがビット数ｍで表示される場合、ＭＡＸは２^ｍに等しくなる。上述の方程式におけるＲ、Ｇ、Ｂは、カラーコンポネントの入力デジタルデータである。上記の数９及び数１０によれば、Ｒ、Ｇ、Ｂカラー画像のデータ信号中１つ又は複数が０（ゼロ）に等しくても、Ｍ値は０（ゼロ）より大きくなる。

好ましくは、カラーコンポネントのデータであるＲ_Ｏ、Ｇ_Ｏ、Ｂ_Ｏは、表示パネル１１０に提供されるＲ、Ｇ、Ｂの入力データと一致していることが好ましい。また、図２３に示すように、異なるグレースケールでは異なる輝度レベルを生じる効果を達成できるよう、Ｍサブピクセルのガンマ電圧は、ガンマ電圧発生器（未表示）によって変えることができるものとする。このようにして、図２４に示すように、異なる反射型ＮＴＳＣ色域を得ることができる。反射型ＮＴＳＣ色域は、液晶表示装置が反射モードで、且つ、そのバックライト光源がオフのときに測定することができる。

異なるアルゴリズムを用いてＷデータ信号を計算することを目的として、計算モジュール１３０は、多くのソフトウェア、又はハードウェアのサブモジュール１３４ｉを備えることができる。ここで、ｉは連番１、２、３．．．である。図２０に示すように、これらのサブモジュールは、セレクタの入力１４２によりマルチプレクサ１３２を制御して選ぶことができ、且つ、これらのサブモジュールからの出力は、１つの加算装置（ｓｕｍｍｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）１３６にリンクさせることができる。

ここで、半透過型液晶ディスプレイパネルには、通常、バックライト光源１９０（図１９参照）が用いられており、バックライト光源からの光が各カラーサブピクセルの透過領域内の透過電極を透過してきていることに注意を喚起しておく。そして、表示パネルの画像輝度の一部は、各カラーサブピクセルの反射領域内にある反射電極が環境光を反射したものである。環境光が十分に低いとき、この半透過型液晶ディスプレイパネルは、基本的に透過型ディスプレイパネルとして動作する。環境光が適当なとき、この半透過型液晶ディスプレイパネルは、透過モード、又は反射モードを用いる。環境光が強過ぎて、透過モードの効果が無ければ、バックライト光源をオフにすることができ、この半透過型液晶ディスプレイパネルは反射型ディスプレイパネルとして動作させることができる。

アルゴリズムは、環境光の輝度に基づいて自動的に適当なアルゴリズムを選ぶこともできる。例えば、フォトセンサ１６０を表示パネル１１０上、又は表示パネル１１０の近くに設置し、環境輝度をモニタする。このフォトセンサ１６０は、アルゴリズムの選択をするためにアルゴリズムセレクタ１４０に接続される。例えば、輝度がある一定のレベル、ｅ．ｇ．５ｋＬｕｘより低いとき、以下の数１１を用いてＭデータ信号を計算することができる。５ｋＬｕｘより高いとき、以下の数１２を用いることができる。

但し、上記数１２においてＹ_ＲＧＢは以下の数１３を満足する。

しかし、輝度が例えば、１０ｋＬｕｘの一定の高レベルに達したとき、バックライト光源１９０は、オフになり、異なるアルゴリズムを用いることができる。よって、第４サブピクセルに入力される信号は、バックライト光源がオンか、又はオフであるかに関連付けたものとできる。

下記数１４に基づいてＭデータ信号を計算するハードウェアモジュールの例を図２１に示す。下記数１５に基づいてＭデータ信号を計算するハードウェアモジュールの例を図２２に示す。

但し、上記数１５においてＹ_ＲＧＢは以下の数１６を満足する。

これらのハードウェアモジュールは、例えば、乗算器と加算器などの公知の電子部品を用いて、必要な計算を行っている。図２１で選択するアルゴリズムの１つでは、Ｍ＝０とすることができる。Ｍサブセグメントは個別のモジュールを用いてガンマ曲線を修正し、Ｍサブセグメントのガンマ曲線をカラーサブセグメントのガンマ曲線と違うものともできる。例えば、ガンマ曲線の修正をルックアップテーブル方式によって実施することもできる。

要約して言えば、本件発明では、半透過型液晶ディスプレイパネルのカラーサブピクセルの補助データ信号を、データ信号に基づき２つ、又は２つ以上のアルゴリズムを用いて計算する。例えば、この補助データ信号を白色（Ｗ）とすることができる。この補助データ信号は、カラーサブピクセルのデータ信号を直線関係、又は指数関係で処理したものの加重和とすることができる。アルゴリズムの選択は、ユーザーが決めるか、又は環境光の輝度に基づく自動選択とできる。アルゴリズムの選択はまた、半透過型液晶ディスプレイパネルの操作モードに基づいて決められることもできる。半透過型液晶ディスプレイパネルは、半透過型モード、透過モードと、反射モードで動作できる。補助データ信号は、例えば、黄色、赤紫色、青緑色、又はその組み合わせなどの非原色であっても良い。この場合、１つのアルゴリズムで、カラー画像データの互いの関係に基づいて第４サブピクセル用の画像データを計算する。

また、カラーサブピクセルのデータ信号のうち１つ又は２つが実質的に０に等しくても、補助データ信号は、０より大きくなる。

本件発明に基づいた最も好ましい実施例では、画素は４つのサブピクセルを備え、その中の３つのサブピクセルは、カラーサブピクセルであり、１つのサブピクセルがサブピクセルＭである。本件発明に基づいたもう１つの実施例では、画素は６つのサブピクセルを備え、その中の５つのサブピクセルは、カラーサブピクセルであり、１つのサブピクセルがサブピクセルＭ（中央下方のサブピクセル）である。図２５では、サブピクセルＭはその他の５つのサブピクセル同様透過領域と反射領域とを備える。しかし、サブピクセルＭは、図２６に示すように全て反射領域にもできる。

また、図２７では、サブピクセルＭは、その他の５つのサブピクセルより大きい反射領域を備える。

本件発明に基づいたもう１つの実施例では、画素は８つのサブピクセルを備え、その中の６つのサブピクセルは、カラーサブピクセルであり、残りの２つのサブピクセルがサブピクセルＭ（図３４、又は図３５のフィルターセグメントＷの位置に対応する）である。図２８では、各サブピクセルＭとその他の６つのサブピクセルは、透過領域と反射領域とを備える。しかし、サブピクセルＭは、図２９と図３１では全部が反射領域である。又は、図３０と３２に示すように、各サブピクセルＭは、その他の６つのサブピクセルより大きい反射領域を備える。

図２５〜図２７に示された画素構造に関連したカラーフィルターは、図３３に示すように、１つの無色フィルターセグメントＷと５つのカラーフィルターセグメントで構成されている。図２９及び図３０に示された画素構造に関連したカラーフィルターは、図３４に示すように、２つの無色フィルターセグメントと６つのカラーフィルターセグメントで構成されている。図３４では、カラーフィルターの上半部と下半部は、４つの異なるフィルターセグメントで構成されている。図３１と図３２に示された画素構造に関連したカラーフィルターは、図３５に示すように、２つの無色フィルターセグメントと６つのカラーフィルターセグメントで構成されている。図３５では、各無色フィルターセグメントは、カラーフィルターの下半部に設置されている。

以上、本件発明の好適な実施例を例示したが、これは本件発明を限定するものではなく、本件発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本件発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

本件発明では半透過型ＬＣＤパネルの画素が備えるカラーサブピクセルＲ、Ｇ、Ｂに少なくとも１つの第４のサブピクセルＭを追加した４つ以上のサブピクセルを備えるものとする。カラーサブピクセルＲ、Ｇ、Ｂは、透過領域と反射領域とで構成されており、第４のサブピクセルＭはその全部又は一部が反射領域である。また、第４のサブピクセルＭのカラーフィルターは、全部又は一部の領域が無色透明（Ｗ）である。当該手法を用いた半透過型カラーＬＣＤパネルでは、パネルのカラー品質を過度に下げることなく画素における反射率を上げることができる。

サブピクセルＲ、Ｇ、Ｂと、Ｍの領域の大きさは実質的に同じであり、且つ、サブピクセル内の反射領域の大きさも実質的に互いに同じ画素の模式図である。 サブピクセルＲ、Ｇ、Ｂと、Ｍの領域の大きさは実質的に同じであるが、サブピクセルＭの反射領域は、カラーサブピクセルＲ、Ｇ、Ｂの反射領域より大きい画素の模式図である。 サブピクセルＲ、Ｇ、Ｂと、Ｍの領域の大きさは実質的に同じであるが、サブピクセルＭを全て反射領域とした画素の模式図である。 サブピクセルＲ、Ｇ、Ｂと、Ｍの領域の大きさは実質的に同じであるが、サブピクセルＭの反射領域はカラーサブピクセルＲ、Ｇ、Ｂの反射領域よりも小さい画素の模式図である。 サブピクセルＲ、Ｇ、Ｂと、Ｍの領域の大きさは実質的に同じであるが、サブピクセルＭとサブピクセルＧの反射領域は、サブピクセルＲとサブピクセルＢの反射領域と異なる画素の模式図である。 サブピクセルＭの領域の大きさは、サブピクセルＲ、Ｇ、Ｂの領域の大きさより小さく、且つ、サブピクセルＭの一部を反射領域とした画素の模式図である。 サブピクセルＭの領域の大きさは、サブピクセルＲ、Ｇ、Ｂの領域の大きさより小さく、且つ、サブピクセルＭを全て反射領域とした画素の模式図である。 サブピクセルＲ、Ｇ、Ｂと、Ｍの領域の大きさは実質的に同じであるが、サブピクセルＭの反射領域は、サブピクセルＲ、Ｇ、Ｂの反射領域より大きく、且つ、サブピクセルＭは、２つのカラーサブピクセルの間に設置された画素の模式図である。 カラーフィルターセグメントＲ、Ｇ、Ｂと、第４フィルターセグメントの領域の大きさは、実質的に同じであり、且つ、第４フィルターセグメントは、部分的に無色とした、サブピクセルの構造に用いるカラーフィルターの模式図である。 カラーフィルターセグメントＲ、Ｇ、Ｂと、第４フィルターセグメントの領域の大きさは、実質的に同じであり、且つ、第４フィルターセグメントは、完全に無色とした、サブピクセルの構造に用いるカラーフィルターの模式図である。 第４フィルターセグメントの領域は、カラーフィルターセグメントＲ、Ｇ、Ｂの領域より小さく、且つ、第４フィルターセグメントは、実質的に一部、無色とした、サブピクセルの構造に用いるカラーフィルターの模式図である。 第４フィルターセグメントの領域は、カラーフィルターセグメントＲ、Ｇ、Ｂの領域より小さく、且つ、第４フィルターセグメントは、完全に無色とした、サブピクセルの構造に用いるカラーフィルターの模式図である。 反射領域のカラーフィルターは、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのカラーフィルターセグメントと、１つの無色の第４フィルターセグメントを備え、透過領域のカラーフィルターは、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのカラーフィルターセグメントのみを備える、サブピクセルの構造に用いるカラーフィルターの模式図である。 カラーフィルターセグメントＲ、Ｇ、Ｂと、第４フィルターセグメントの領域の大きさは、実質的に同じであり、第４フィルターセグメントは、部分的に無色であり、且つ、このフィルターセグメントは２つのカラーフィルターセグメントの間に設置されている、サブピクセルの構造に用いるカラーフィルターの模式図である。 １つ又は複数の画素の反射領域と対応するＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルターセグメントは、無色のサブセグメントを備えることができるとした、サブピクセルの構造に用いるカラーフィルターの模式図である。 図１１に示す３つの透過電極を備える画素の（Ａ−Ａ’）における断面模式図である。 図１０に示す４つの透過電極を備える画素の（Ｂ−Ｂ’）における断面模式図である。 図１２に示す４つの反射電極を備える画素の（Ｃ−Ｃ’）における断面模式図である。 本件発明に係る表示装置システムの各種部品のブロック図である。 アルゴリズムセレクタのブロック図をである。 アルゴリズム計算モジュールのブロック図である。 アルゴリズム計算モジュールのブロック図である。 異なるガンマ曲線の輝度レベルとグレー値の関係図である。 反射型ＮＴＳＣ色域とデジタルガンマ間の模擬関係図である。 ６つのサブピクセルを備え、且つ、各サブピクセルは、透過領域と反射領域とを備える画素の模式図である。 ６つのサブピクセルを備え、その中の１つのサブピクセルは、完全に反射領域である画素の模式図である。 ６つのサブピクセルを備え、その中の１つのサブピクセルの反射領域は、その他のサブピクセルの反射領域より大きい画素の模式図である。 ８つのサブピクセルを備え、その中の６つのサブピクセルは、透過領域と反射領域とを備え、残り２つのサブピクセルがその他のサブピクセルと同じように、透過領域と反射領域とを備えている画素の模式図である。 ８つのサブピクセルを備え、６つのサブピクセルは、透過領域と反射領域とを備え、残りの２つのサブピクセルは、その全部が反射領域である画素の模式図である。 ８つのサブピクセルを備え、６つのサブピクセルは、透過領域と反射領域とを備え、残りの２つのサブピクセルの一部が反射領域であり、この反射領域はその他の６つのサブピクセルの反射領域よりも大きい画素の模式図である。 ８つのサブピクセルを備え、６つのサブピクセルは、透過領域と反射領域とを備え、残りの２つのサブピクセルは、その全部が反射領域である画素の模式図である。 ８つのサブピクセルを備え、６つのサブピクセルは、透過領域と反射領域とを備え、残りの２つのサブピクセルの一部が反射領域であり、この反射領域はその他の６つのサブピクセルの反射領域よりも大きい画素の模式図である。 ６つのサブピクセルを備え、その中の１つのサブピクセルのフィルターセグメントは、無色である画素の模式図である。 ８つのサブピクセルを備え、その中の２つのサブピクセルのフィルターセグメントは、無色である画素の模式図である。 ８つのサブピクセルを備え、その中の２つのサブピクセルのフィルターセグメントは、無色の異なる配列の方式を持つ画素の模式図である。 従来のＬＣＤパネルの概略図である。 従来の半透過型カラーＬＣＤパネルの画素構造の平面図である。 従来の半透過型カラーＬＣＤパネルの画素に用いるカラーフィルターである。 図３７に示す従来の半透過型カラーＬＣＤパネルのサブピクセルと、サブピクセルの光束の反射と透過の様子を示す（Ｄ−Ｄ’）における断面模式図である。

符号の説明

１ カラー液晶ディスプレイパネル
１０ 画素
Ｒ、Ｇ、Ｂ 赤色、緑色、青色
１２、１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ カラーサブピクセル
ＲＡ 反射領域
ＴＡ 透過領域
Ｄａｔａ_Ｒｍ、Ｄａｔａ_Ｇｍと、Ｄａｔａ_Ｂｍ データライン
Ｇａｔｅ ｎ−１、Ｇａｔｅ ｎ ゲートライン
Ｗ 透明サブセグメント
Ｍ サブピクセル
１００ 表示システム
１１０ 液晶ディスプレイパネル
１２０ データ集積回路
１３０ 計算モジュール
１３２ マルチプレクサ
１３４ ハードウェアサブモジュール
１３６ 加算装置
１４０ アルゴリズムセレクタ
１４２ セレクタの入力
１５０ 無線制御
１６０ 光学センサ信号
１９０ バックライト光源
８１０ 上部基板
８２０ カラーフィルター
８３０ 上部電極
８４２ 反射電極
８４４ 透過電極
８５０ 保護層
８５２、８５４ ビアホール
８６０ 素子層
８７０ 下部基板
９００ 液晶層
Ｙ_Ｒｍａｘ、Ｙ_Ｇｍａｘ、Ｙ_Ｂｍａｘ 表示できる最大輝度レベル
Ｙ_{ＲＧＢＭＡＸ} Ｙ_Ｒｍａｘ、Ｙ_Ｇｍａｘ、Ｙ_Ｂｍａｘの和
ＭＡＸ グレースケールで表示される最大入力信号のレベル
Ｗ データ信号
Ｒｆ Ｒフィルター
Ｇｆ Ｇフィルター
Ｂｆ Ｂフィルター
ＮＣＦ 無色フィルター
Ｔ_Ｒ 透過電極Ｒ
Ｔ_Ｇ 透過電極Ｇ
Ｔ_Ｂ 透過電極Ｂ
Ｔ_Ｗ 透過電極Ｗ
Ｒ_Ｒ 反射電極Ｒ
Ｒ_Ｇ 反射電極Ｇ
Ｒ_Ｂ 反射電極Ｂ
Ｒ_Ｗ 反射電極Ｗ

Claims (22)

1. 共通電極を備える第１基板、第２基板、及び前記第１基板と前記第２基板の間に設置され且つ複数の画素に関連した複数の層セグメント（ｌａｙｅｒ ｓｅｇｍｅｎｔｓ）を備え、少なくとも前記画素内の複数の画素は複数のサブピクセルを備えていて、当該複数のサブピクセルの内少なくとも３つのサブピクセルはカラーサブピクセルであり、また前記複数のサブピクセルの内少なくとも１つのサブピクセルは第４サブピクセルであり、また前記各カラーサブピクセルは透過領域と反射領域とを備え、前記透過領域は前記第２基板の上に設置された透過電極を備え、前記反射領域は前記第２基板の上に設置された反射電極を備え、且つ、前記第４サブピクセルは、前記第２基板の上に設置されたもう１つの電極を備え、前記もう１つの電極は少なくとも一部分が反射領域である液晶層を備える複数の画素で構成された半透過型液晶ディスプレイパネルであって、
   前記カラーサブピクセルにカラー画像データを提供するために用いられるデータ入力装置と、当該カラー画像データに基づいて前記第４サブピクセルに提供するもう１つの画像データを計算し、且つ、異なるアルゴリズムを用いて前記もう１つの画像データを計算する２つ、又は２つ以上のサブモジュールで構成された計算モジュール及び前記計算モジュールに接続され前記アルゴリズムを選ぶセレクタを備えることを特徴とするディスプレイパネル。
2. 前記アルゴリズムの１つは、前記第４サブピクセルのもう１つの前記画像データを実質的に０（ゼロ）に等しい値に設定する請求項１に記載のディスプレイパネル。
3. 前記アルゴリズムの１つは、前記カラー画像データの加重和に基づいて前記第４サブピクセルの前記もう１つの画像データを計算する請求項１又は請求項２に記載のディスプレイパネル。
4. 前記アルゴリズムは、Ｍを前記第４サブピクセルの前記もう１つの画像データとし、Ｒ、Ｇ、Ｂを前記カラーサブピクセルに提供されたカラー画像データとしたときに下記の数１を満足し、αの範囲は、実質的に０．０８〜０．４の間にあり、βの範囲は、実質的に０．３〜０．８の間にあり、γの範囲は、実質的に０．１〜０．３の間にある請求項１〜請求項３のいずれかに記載のディスプレイパネル。
   

   
5. 前記アルゴリズムの１つは、指数インデックス（ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ ｉｎｄｅｘ）によって修正された前記カラー画像データに基づいて、前記第４サブピクセルの前記もう１つの画像データを計算する請求項１〜請求項４のいずれかに記載のディスプレイパネル。
6. 前記アルゴリズムは、Ｒ、Ｇ、Ｂを前記カラーサブピクセルに提供されたカラー画像データとし、Ｙ_Ｒｍａｘ、Ｙ_Ｇｍａｘと、Ｙ_Ｂｍａｘを前記カラーサブピクセルの前記表示装置の最大輝度レベルとし、Ｙ_{ＲＧＢＭＡＸ}をＹ_Ｒｍａｘ、Ｙ_Ｇｍａｘと、Ｙ_Ｂｍａｘの和とし、ＭＡＸをグレースケールで表示される最大入力信号のレベルとしてｇａｍｍａを１より大きい指数インデックスとしたとき、前記第４サブピクセルの前記もう１つの画像データであるＭは下記数２を満足する請求項１〜請求項５のいずれかに記載のディスプレイパネル。
   

   

   
   但し、上記数２においてＹ_ＲＧＢは以下の数３を満足する。
   

   
7. 前記半透過型液晶ディスプレイパネルは、半透過型モード、反射モードと、透過モードのいずれかで動作し、且つ、前記もう１つの画像データは、前記モードの１つに用いる請求項１〜請求項６のいずれかに記載のディスプレイパネル。
8. 環境光を感知する複数の装置を更に備え、前記セレクタに前記感知した環境光に基づいた前記アルゴリズムを選ばせる請求項１〜請求項７のいずれかに記載のディスプレイパネル。
9. 前記感知した環境光に基づいてオン状態とオフ状態で操作できるバックライト光源を更に備える請求項８に記載のディスプレイパネル。
10. 前記３つのカラーサブピクセルの１つ又は２つの前記カラー画像データが０（ゼロ）より大きいとき、前記第４サブピクセルの前記もう１つの画像データ信号は０（ゼロ）より大きい請求項１〜請求項９のいずれかに記載のディスプレイパネル。
11. 前記カラーサブピクセルに提供された前記カラー画像データＲ、Ｇ、Ｂは、前記データ入力装置に入力された前記対応する入力データに実質的に等しい請求項１〜請求項１０のいずれかに記載のディスプレイパネル。
12. 前記もう一つの電極は、全部が反射領域である請求項１〜請求項１１のいずれかに記載のディスプレイパネル。
13. 複数の画素を備える半透過型液晶ディスプレイパネルに用いられるパネルの表示品質の改善方法であって、
    少なくとも各前記画素内の複数の画素は複数のサブピクセルに分かれており、前記複数のサブピクセルの内少なくとも３つはカラーサブピクセルであり、少なくとも１つは第４サブピクセルであり、各前記カラーサブピクセルは透過電極を備える透過領域と、反射電極を備える反射領域に分かれてカラー画像データを表示し、もう１つの画像データを表示するために、前記第４サブピクセル内に、少なくとも部分的に反射するもう１つの電極を提供するステップ、前記カラー画像データに基づいて、２つ、又は２つ以上のアルゴリズムを用いて前記もう１つの画像データを計算するステップ、及び前記アルゴリズムの中の１つを選び、前記もう１つの画像データを表示するステップで構成されるパネルの表示品質の改善方法。
14. 前記アルゴリズムの１つは、前記第４サブピクセルのもう１つの前記画像データを実質的に０（ゼロ）に等しい値に設定する請求項１３に記載のパネルの表示品質の改善方法。
15. 前記アルゴリズムの１つは、前記カラー画像データの加重和に基づいて前記第４サブピクセルの前記もう１つの画像データを計算する請求項１３又は請求項１４に記載のパネルの表示品質の改善方法。
16. 前記アルゴリズムは、Ｍを前記第４サブピクセルの前記もう１つの画像データとし、Ｒ、Ｇ、Ｂを前記カラーサブピクセルに提供されたカラー画像データとしたときに下記の数４を満足し、αの範囲は、実質的に０．０８〜０．４の間にあり、βの範囲は、実質的に０．３〜０．８の間にあり、γの範囲は、実質的に０．１〜０．３の間にある請求項１３〜請求項１５のいずれかに記載のパネルの表示品質の改善方法。
    

    
17. 前記アルゴリズムの１つは、指数インデックス（ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ ｉｎｄｅｘ）によって修正された前記カラー画像データに基づいて、前記第４サブピクセルの前記もう１つの画像データを計算する請求項１３〜請求項１６のいずれかに記載のパネルの表示品質の改善方法。
18. 前記アルゴリズムは、Ｒ、Ｇ、Ｂを前記カラーサブピクセルに提供されたカラー画像データとし、Ｙ_Ｒｍａｘ、Ｙ_Ｇｍａｘと、Ｙ_Ｂｍａｘを前記カラーサブピクセルの前記表示装置の最大輝度レベルとし、Ｙ_{ＲＧＢＭＡＸ}をＹ_Ｒｍａｘ、Ｙ_Ｇｍａｘと、Ｙ_Ｂｍａｘの和とし、ＭＡＸをグレースケールで表示される最大入力信号のレベルとしてｇａｍｍａを１より大きい指数インデックスとしたとき、前記第４サブピクセルの前記もう１つの画像データであるＭは下記数５を満足する請求項１３〜請求項１７のいずれかに記載のパネルの表示品質の改善方法。
    

    

    
    但し、上記数５においてＹ_ＲＧＢは以下の数６を満足する。
    

    
19. 前記半透過型液晶ディスプレイパネルは、半透過型モード、反射モードと、透過モードのいずれかで動作し、且つ、前記もう１つの画像データは、前記モードの１つで用いる請求項１３〜請求項１８のいずれかに記載のパネルの表示品質の改善方法。
20. 前記アルゴリズムの１つは、前記カラー画像データの補完関係に基づいて、前記第４サブピクセルの前記もう１つの画像データを計算する請求項１３〜請求項１９のいずれかに記載のパネルの表示品質の改善方法。
21. ３つの前記カラーサブピクセルの１つ又は２つの前記カラー画像データが０（ゼロ）より大きいとき、前記第４サブピクセルの前記もう１つの画像データ信号は、０（ゼロ）より大きい請求項１３〜請求項２０のいずれかに記載のパネルの表示品質の改善方法。
22. 前記もう一つの電極は全て反射電極である請求項１３〜請求項２１のいずれかに記載のパネルの表示品質の改善方法。

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