JP2010009081A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】表示の形態に対応して画素を構成することにより、各種情報を高い輝度で表示可
能な電気光学装置、およびこの電気光学装置を備えた電子機器を提供すること。
【解決手段】電気光学装置をヘッドアップディスプレイに用いるにあたって、２つのサブ
画素１００ｂによって１つの画素１００ａを構成し、２つのサブ画素１００ｂのうちの第
１サブ画素１００ｂ₁は、赤色（Ｒ）に対応するカラー用サブ画素とし、第２サブ画素１
００ｂ₂は、緑色（Ｇ）に対応するカラー用サブ画素とする。かかる構成によれば、簡易
ナビゲーション表示やスピード表示などを行なうのに十分である。また、画素１００ａを
２つのサブ画素１００ｂで構成したので、１つの画素１００ａ内で薄膜トランジスタ３０
や配線が占める割合が小さいので、画素開口率が高い。
【選択図】図５

Description

本発明は、各種情報をカラー表示可能な電気光学装置、およびこの電気光学装置を備え
た電子機器に関するものである。

液晶装置や有機エレクトロルミネッセンス装置などといった電気光学装置では、複数の
画素が所定方向に配列されている。このような電気光学装置のうち、例えば、液晶装置で
カラー表示を行なう場合、図１１（ａ）に示すように、複数の画素１００ｅの各々が、赤
色、緑色、青色に対応する３つのサブ画素１００ｆ（Ｒ），１００ｆ（Ｇ），１００ｆ（
Ｂ）によって構成される（特許文献１参照）。

また、医療用表示装置などにおいて、画像上にコメントやマークを描画することを目的
に、図１１（ｂ）に示すように、画素１００ｅを構成する３つのサブ画素１００ｆのうち
、１つのサブ画素１００ｆ（Ｃ）をカラー表示に用い、２つのサブ画素１００ｆ（−）を
モノクロ表示に用いることが提案されている（特許文献２参照）。

特開平２−２９８９１６号公報 特開２００４−１９８７９２号公報

近年、電気光学装置は、直視型表示装置あるいは投射型表示装置等、様々な電子機器に
用いられている。また、投射型表示装置のうち、車両のウィンドシールドガラスに各種画
像を投射表示する表示装置については、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ／Head Up Di
splay）と称せられており、かかる表示装置によれば、運転者は視線を落とさずとも情報
を視認できるという利点がある。ここで、投射型表示装置の場合、直視型表示装置に比較
してより高輝度であることが求められ、それには、サブ画素において、表示光を出射する
ことのできる領域が占める割合（画素開口率）が高いことが求められる。

しかしながら、サブ画素内において、画素電極に電気的に接続する画素スイッチング素
子や各種配線は光を透過しない遮光領域として構成され、かかる遮光領域が占める面積を
狭めるにも限界があることから、従来構成では、これ以上、画素開口率を高めるのは困難
であるという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、表示の形態に対応して画素を構成することに
より、各種情報を高い輝度で表示可能な電気光学装置、およびこの電気光学装置を備えた
電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、電気光学装置であって、第１サブ画素と、第
２サブ画素と、を備え、第１サブ画素及び第２サブ画素のみで画素を構成すると共に、第
１サブ画素と、第２サブ画素はそれぞれ異なる色の光を出射することを特徴とする。

本発明では、１つの画素が第１サブ画素および第２サブ画素からなる２つのサブ画素に
より構成されているため、１つの画素が３つのサブ画素により構成されている場合と比較
して、１つの画素内で薄膜トランジスタや配線が占める割合が小さいので、画素開口率が
高い。それ故、輝度の高い画像を表示することができる。また、第１サブ画素と、前記第
２サブ画素はそれぞれ異なる色の光を出射するため、ヘッドアップディスプレイなどで求
められる情報を色を区別して表示するのに支障がない。それに加えて、１つの画素を構成
するサブ画素を２つとしたために、サブ画素を３つとした構成に比べて、電気光学装置を
駆動する線駆動回路の構成が簡略化できる。

本発明において、第１サブ画素及び第２サブ画素は、互いに異なる色の着色光を出射す
るカラー用サブ画素である構成を採用することができる。かかる構成によれば、計３色の
カラー表示を行なうことができ、計４種類の異なる表示の状態を得ることができる。ヘッ
ドアップディスプレイなどでは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のサブ画素が必要
ではないことが多い。そのため、例えばＲ、Ｇ、Ｂに用いていた表示パネルの３つのサブ
画素を、Ｒ、Ｇ、Ｇあるいは、Ｒ、Ｒ、Ｇなどの２色のサブ画素として使用することも考
えられるが、上述の理由でサブ画素２つで１画素を構成したほうが有利である。

本発明において、第１サブ画素及び第２サブ画素のいずれか一方のサブ画素は、白色光
を出射するモノクロ用サブ画素である構成を採用することができる。かかる構成によれば
、モノクロ表示を行なうことができるとともに、警告などを色つきで表示することができ
る。

本発明において、第１サブ画素と第２サブ画素とは、サイズが等しい構成を採用するこ
とができる。

本発明において、第１サブ画素と第２サブ画素とは、サイズが相違する構成を採用して
もよい。このように構成すると、表示すべき内容に適応してサイズを調整すれば、各種情
報を見やすく表示することができる。

本発明において、互いに交差する方向を第１方向および第２方向としたとき、第１方向
に沿って第１サブ画素と第２サブ画素とが交互に配置された画素列が複数列配置され、第
２方向で隣接する画素列では、第１方向における第１サブ画素と第２サブ画素の位置がず
れていることが好ましい。

本発明において、サブ画素が形成された素子基板と、素子基板に保持された電気光学物
質とを備え、第１サブ画素及び第２サブ画素の少なくとも一方に対応する領域にカラーフ
ィルタを備えている構成を有する。

本発明において、第１サブ画素及び第２サブ画素は、２階調で駆動されることが好まし
い。かかる構成によれば、ヘッドアップディスプレイなどでは、複数の階調表示を必要と
しない場合が多く、サブ画素をオンとオフの２階調とすることで、駆動回路をさらに簡略
化することができる。

本発明において、電気光学装置は、バックライトをさらに有し、バックライトの光源は
、第１サブ画素と同じ色を出射する第１光源と第２サブ画素と同じ色を出射する第２光源
とを有することが好ましい。かかる構成によれば、バックライトがサブ画素出射する光の
色と同じ色の光を出射するため、言い換えれば、必要な色の光のみを出射するため、光の
利用効率がよく明るい表示が可能となる。

本発明において、第１光源及び第２光源はＬＥＤであり、第１光源と第２光源の点灯さ
せる数が異なることが好ましい。かかる構成によれば、例えば、第１サブ画素及び第２サ
ブ画素のうち、第１サブ画素を明るく表示したい場合には、点灯する第１光源の数を多く
することによって第１サブ画素を明るくすることができる。また、第１光源及び第２光源
はＬＥＤであり、第１光源と第２光源に流す電流値がそれぞれ異なることが好ましい。点
灯する光源の数を増減する代わりに、点灯する光源の電流を制御して第１光源と第２光源
の明るさの調整が可能となる。第１サブ画素を明るくするためには第１サブ画素のサイズ
を第２サブ画素よりも大きくすることでも可能であるが、そのような場合は駆動回路で制
御することが必要になるが、かかる構成であれば、光源を制御するのみで可能である。

本発明を適用した電気光学装置は、携帯電話、電子手帳、ビューファインダ型、ＰＯＳ
端末、タッチパネルなどの直視型表示装置（電子機器）に用いることができる他、ヘッド
アップディスプレイなどといった投射型表示装置（電子機器）に用いることができる。こ
の場合、投射型表示装置は、前記電気光学装置に光を供給する光源と、該光源から出射さ
れた光を前記電気光学装置により光変調してなる表示光を被投射面に向けて投射する光学
系とを有することになる。

本発明を適用した電気光学装置が搭載される電子機器の一例としてのヘッドアップディスプレイの基本構成を模式的に示す説明図。 本発明を適用した電気光学装置の電気的構成を示すブロック図。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置を各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ’断面図。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置に用いた素子基板において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ’線に相当する位置で電気光学装置を切断したときの断面図。 本発明の実施の形態１に係る電気光学装置における各画素（サブ画素）の平面的な配列を示す説明図。 本発明の実施の形態２に係る電気光学装置における各画素（サブ画素）の平面的な配列を示す説明図。 本発明の実施の形態３に係る電気光学装置における各画素（サブ画素）の平面的な配列を示す説明図。 本発明の実施の形態４に係る電気光学装置を図４（ａ）のＡ−Ａ’線に相当する位置で電気光学装置を切断したときの断面図。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明の実施の形態４に係る電気光学装置１００における各画素（サブ画素）の平面的な配列を示す説明図、その変形例に係る各画素（サブ画素）の平面的な配列を示す説明図、および別の変形例に係る各画素（サブ画素）の平面的な配列を示す説明図。 本発明に係る電気光学装置を用いた電子機器の説明図。 従来の電気光学装置における各画素（サブ画素）の平面的な配列を示す説明図。 本発明に係る電気光学装置に適用するバックライト装置の説明図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態は、電気光学装置
として、アクティブマトリクス駆動形式の液晶装置に本発明を適用したものである。なお
、以下の説明では、ヘッドアップディスプレイ（投射型表示装置／電子機器）に用いられ
る電気光学装置を中心に説明する。また、以下の説明で参照する図においては、各層や各
部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめ
てある。さらに、以下の説明で参照する図においては、赤色に対応する部分については（
Ｒ）を付し、緑色に対応する部分については（Ｇ）を付し、モノクロ用の白色光を出射す
る部分については（−）を付してある。

［ヘッドアップディスプレイの基本的な構成］
図１は、本発明を適用した電気光学装置が搭載される電子機器の一例としてのヘッドア
ップディスプレイの基本構成を模式的に示す説明図である。

図１に示す電子機器としてのヘッドアップディスプレイ１０００は、ＬＥＤ、冷陰極線
管、エレクトロルミネッセンス素子などを用いたバックライト装置１１０と、後述する電
気光学装置１００と、光学系としてのミラー１２０とを備えており、バックライト装置１
１０から出射された白色光は、電気光学装置１００により光変調されて表示光として電気
光学装置１００からミラー１２０に向けて出射される。そして、ミラー１２０で反射した
表示光は、ウィンドシールドガラス１３０（被投射面）に投射される。本発明における被
投射面はウィンドシールドガラスなどの透明なスクリーンに投影することを前提としてい
る。すなわち、ウィンドシールドガラスを通して、外部の光景を視認すると共に、ウィン
ドシールドガラスに投影された情報を視認する。

かかるヘッドアップディスプレイ１０００は、簡易ナビゲーション表示やスピード表示
などを行なう。その際、３色で十分な情報を表示することができる。従って、ヘッドアッ
プディスプレイ１０００は、通常のフルカラー表示装置と違って、少ない種類の色で画像
を表示すればよいという特殊性を備えている。

また、ヘッドアップディスプレイ１０００は、ナイトビジョンとして構成されることも
ある。この場合、夜間、赤外線カメラなどの車両前方を撮像した画像を表示するとともに
、通行人などの存在を認識した場合、画像内に赤色で警告を行なう。このような用途にお
いて、ヘッドアップディスプレイ１０００は、通常のフルカラー表示装置と違って、モノ
クロでの画像表示と赤色での警告表示を行なうことができればよいという特殊性を備えて
いる。

そこで、本発明では、電気光学装置１００については、実施の形態１〜４として以下に
説明するように構成されている。なお、図１には、透過型の電気光学装置を用いた例を示
してあるが、反射型の電気光学装置を用いてもよい。

［実施の形態１］
（全体構成）
図２は、本発明を適用した電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図２に
示すように、電気光学装置１００は、概ね、液晶パネル１００ｐ、画像処理回路２０２、
タイミング発生回路２０３および電源回路２０１によって構成されており、画像処理回路
２０２、タイミング発生回路２０３および電源回路２０１は、液晶パネル１００ｐに接続
されたフレキシブル基板（図示せず）に実装されたＩＣなどにより構成されている。タイ
ミング発生回路２０３では、液晶パネル１００ｐの各画素１００ａ（サブ画素１００ｂ）
を駆動するためのドットクロックが生成され、このドットクロックに基づいて、クロック
信号ＶＣＫ，ＨＣＫ、反転クロック信号ＶＣＫＢ，ＨＣＫＢ、転送開始パルスＨＳＰ，Ｖ
ＳＰが生成される。画像処理回路２０２は、外部から入力画像データが入力されると、こ
の入力画像データに基づいて画像信号を生成し、液晶パネル１００ｐに供給する。電源回
路２０１は、複数の電源ＶＤＤ，ＶＳＳ，ＶＨＨ，ＶＬＬを生成して液晶パネル１００ｐ
に供給する。

液晶パネル１００ｐは、その中央領域に複数の画素１００ａがマトリクス状に配列され
た画素配列領域１０ｂを備えている。かかる液晶パネル１００ｐにおいて、後述する素子
基板１０には、画素配列領域１０ｂの内側で複数本のデータ線６ａおよび複数本の走査線
３ａが縦横に延びており、それらの交点に対応する位置にサブ画素１００ｂが構成されて
いる。複数のサブ画素１００ｂの各々には、画素スイッチング素子としての薄膜トランジ
スタ３０および画素電極９ａが１対１の関係をもって形成されている。薄膜トランジスタ
３０のソースにはデータ線６ａが電気的に接続され、薄膜トランジスタ３０のゲートには
走査線３ａが電気的に接続され、薄膜トランジスタ３０のドレインには画素電極９ａが電
気的に接続されている。

詳しくは後述するが、本形態の電気光学装置１００において、複数の画素１００ａは各
々、２つのサブ画素１００ｂによって構成されており、本形態において、２つのサブ画素
１００ｂのうちの一方のサブ画素（第１サブ画素１００ｂ₁）は、赤色（Ｒ）の光を出射
するカラー用サブ画素であり、他方のサブ画素（第２サブ画素１００ｂ₂）は、緑色（Ｇ
）の光を出射するカラー用サブ画素である。

素子基板１０において、画素配列領域１０ｂの外側領域には走査線駆動回路１０４およ
びデータ線駆動回路１０１が構成されている。データ線駆動回路１０１は各データ線６ａ
の一端に電気的に接続しており、画像処理回路２０２から供給される画像信号を各データ
線６ａに順次供給する。走査線駆動回路１０４は、各走査線３ａに電気的に接続しており
、走査信号を各走査線３ａに順次供給する。

各画素１００ａにおいて、画素電極９ａは、後述する対向基板に形成された共通電極と
液晶を介して対向し、液晶容量５０ａを構成している。また、各サブ画素１００ｂには、
液晶容量５０ａで保持される画像信号がリークするのを防ぐために、液晶容量５０ａと並
列に保持容量６０が付加されている。本形態では、保持容量６０を構成するために、走査
線３ａと並列するように容量線３ｂが形成されており、かかる容量線３ｂは共通電位線（
図示せず）に接続され、所定の電位に保持されている。なお、保持容量６０は前段の走査
線３ａとの間に形成される場合もある。

（液晶パネルおよび素子基板の構成）
図３（ａ）、図３（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置１００の液晶パネル１
００ｐを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ’断面図であ
る。図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、電気光学装置１００の液晶パネル１００ｐで
は、所定の隙間を介して素子基板１０と対向基板２０とが所定の隙間を介してシール材１
０７によって貼り合わされており、シール材１０７は対向基板２０の縁に沿うように配置
されている。シール材１０７は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂などからなる接着剤であり、
両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャ
ップ材が配合されている。

素子基板１０において、シール材１０７の外側領域では、素子基板１０の一辺に沿って
データ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成されており、この一辺に隣接する
２辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。対向基板２０のコーナー部の少な
くとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための
上下導通材１０９が形成されている。

詳しくは後述するが、素子基板１０には、画素電極９ａがマトリクス状に形成されてい
る。これに対して、対向基板２０には、シール材１０７の内側領域に遮光性材料からなる
額縁１０８が形成され、その内側が画像表示領域１０ａとされている。また、対向基板２
０では、素子基板１０の画素電極９ａの縦横の境界領域と対向する領域にブラックマトリ
クス（あるいはブラックストライプ）などと称せられる遮光膜２３が形成され、その上層
側には、後述するカラーフィルタ、平坦化膜、対向電極２１、配向膜が形成されている。
画素配列領域１０ｂには、額縁１０８と重なる領域にダミーの画素が構成される場合があ
り、この場合、画素配列領域１０ｂのうち、ダミー画素を除いた領域が画像表示領域１０
ａとして利用されることになる。

なお、図示を省略するが、電気光学装置１００において、対向基板２０および素子基板
１０の光入射側の面あるいは光出射側には、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（
ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや
、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相
差フィルム、偏光板などが所定の向きに配置される。

（各画素の構成）
図４（ａ）、図４（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置１００に用いた素子基
板１０において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ’線に相当する位置で電気光
学装置１００を切断したときの断面図である。

図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、素子基板１０には、ガラスなどからなる透光性
基板１０ｄの表面にシリコン酸化膜などからなる下地保護膜１２が形成されているととも
に、その表面側において、画素電極９ａに隣接する位置にＮチャネル型の薄膜トランジス
タ３０が形成されている。薄膜トランジスタ３０は、島状の半導体膜１ａに対して、チャ
ネル形成領域１ａ’、低濃度ソース領域１ｂ、高濃度ソース領域１ｄ、低濃度ドレイン領
域１ｃ、および高濃度ドレイン領域１ｅが形成されたＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構
造を備えている。

半導体膜１ａは、素子基板１０に対してアモルファスシリコン膜を形成した後、レーザ
アニールやランプアニールなどにより多結晶化されたポリシリコン膜である。低濃度ソー
ス領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃは、走査線３ａをマスクとして、例えば、約０
．１×１０¹³／ｃｍ²〜約１０×１０¹³／ｃｍ²のドーズ量で低濃度Ｎ型の不純物イオン（
リンイオン）を導入することにより形成された半導体領域であり、高濃度ソース領域１ｄ
および高濃度ドレイン領域１ｅは、レジストマスクを用いて、約０．１×１０¹⁵／ｃｍ²
〜約１０×１０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量で高濃度Ｎ型の不純物イオン（リンイオン）を導入
することにより形成された半導体領域である。

薄膜トランジスタ３０の上層側には、層間絶縁膜７，８が形成されている。層間絶縁膜
７の表面にはデータ線６ａが形成され、このデータ線６ａは、層間絶縁膜７に形成された
コンタクトホール７ａを介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続している。層間絶縁
膜８の表面にはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる透光性の画素電極９ａが形成され
ている。画素電極９ａは、層間絶縁膜８に形成されたコンタクトホール８ａを介してドレ
イン電極６ｂに電気的に接続し、このドレイン電極６ｂは、層間絶縁膜７およびゲート絶
縁膜２に形成されたコンタクトホール７ｂを介して高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接
続している。画素電極９ａの表面側にはポリイミド膜からなる配向膜１６が形成されてい
る。また、高濃度ドレイン領域１ｅからの延設部分１ｆ（下電極）に対しては、ゲート絶
縁膜２と同時形成された絶縁膜（誘電体膜）を介して、走査線３ａと同層の容量線３ｂが
上電極として対向することにより、保持容量６０が構成されている。本形態において、走
査線３ａおよび容量線３ｂは、モリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン
膜、タンタル膜などの単層膜あるいは積層膜からなる。また、データ線６ａおよびドレイ
ン電極６ｂも、モリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜
などの単層膜あるいは積層膜からなる。

このように構成した素子基板１０と対向基板２０とは、画素電極９ａと対向電極２１と
が対面するように配置され、かつ、これらの基板間には、前記のシール材１０７（図３（
ａ）、図３（ｂ）参照）により囲まれた空間内に電気光学物質としての液晶５０が封入さ
れている。液晶５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で配向膜１６，
２６により所定の配向状態をとる。液晶５０は、例えば一種または数種のネマティック液
晶を混合したものなどからなる。

このような構成の電気光学装置１００においては、１つの画素電極９ａに対応して１つ
のサブ画素１００ｂが形成され、２つのサブ画素１００ｂによって１つの画素１００ａが
構成される。本形態では、複数の画素１００ａのいずれにおいても、２つのサブ画素１０
０ｂのうちの一方のサブ画素（第１サブ画素１００ｂ₁）は、赤色（Ｒ）に対応するカラ
ー用サブ画素であり、他方のサブ画素（第２サブ画素１００ｂ₂）は、緑色（Ｇ）に対応
するカラー用サブ画素である。

このようなカラーサブ画素を構成するにあたって、対向基板２０では、ガラスなどから
なる透光性基板２０ｂの表面に、素子基板１０の画素電極９ａの縦横の境界領域と対向す
る領域にブラックマトリクス（あるいはブラックストライプ）などと称せられる遮光膜２
３が形成され、遮光膜２３の上層側には、対応する色のカラーフィルタ２２（２２（Ｒ）
，２２（Ｇ））が形成されている。本形態では、２つのサブ画素１００ｂのうち、第１サ
ブ画素１００ｂ₁には、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ２２（Ｒ）が形成され、第２サブ画
素１００ｂ₂には、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ２２（Ｇ）が形成されている。なお、カ
ラーフィルタ２２の上層には、感光性樹脂からなる平坦化膜２４、ＩＴＯ膜からなる透光
性の対向電極２１、および配向膜２６が形成されている。

（カラー配列）
図５は、本発明を適用した電気光学装置１００における各画素（サブ画素）の平面的な
配列を示す説明図である。

図５に示すように、本形態の電気光学装置１００においては、カラー配列としてストラ
イプ配列が採用されていることから、互いに直交する方向を第１方向Ｘ（走査線３ａが延
びている方向）および第２方向Ｙ（データ線６ａが延びている方向）としたとき、複数の
画素１００ａのうち、第１方向Ｘに沿って配列された画素１００ａでは、第１サブ画素１
００ｂ₁と第２サブ画素１００ｂ₂とが交互に配置され、第２方向Ｙで隣接する画素では、
第１サブ画素１００ｂ₁および第２サブ画素１００ｂ₂の第１方向Ｘにおける位置が一致し
ている。言い換えれば、第１方向Ｘに沿って第１サブ画素１００ｂ₁と第２サブ画素１０
０ｂ₂とが交互に配置された画素列が複数列配置され、第２方向Ｙで隣接する画素列では
、第１方向における第１サブ画素と第２サブ画素の位置が一致している。また、複数の画
素１００ａのいずれにおいても、第１サブ画素１００ｂ₁と第２サブ画素１００ｂ₂は同一
サイズである。

このように構成した電気光学装置１００を、図１に示すヘッドアップディスプレイ１０
００に用いた場合、第１サブ画素１００ｂ₁による赤色（Ｒ）での表示と、第２サブ画素
１００ｂ₂による緑色（Ｇ）での表示と、第１サブ画素１００ｂ₁および第２サブ画素１０
０ｂ₂による黄色での表示が可能であり、かかる色数は、ヘッドアップディスプレイ１０
００において簡易ナビゲーション表示やスピード表示などを行なうのに十分である。

また、本形態では、画素１００ａを２つのサブ画素１００ｂで構成したので、１つの画
素１００ａ内で薄膜トランジスタ３０や配線が占める割合が、図１１を参照して説明した
画素と比較して小さいので、画素開口率が高い。すなわち、３つのサブ画素で１つの画素
を構成すると、１つの画素内に３つの薄膜トランジスタ３０、および２本のデータ線６ａ
が形成されるが、本形態では、２つのサブ画素１００ｂで１つの画素１００ａを構成した
ので、１つの画素１００ａ内には２つの薄膜トランジスタ３０、および１本のデータ線６
ａが形成されるだけであるので、表示光が透過する領域が広い。それ故、本形態によれば
、輝度の高い画像を表示することができる。

［実施の形態２］
図６は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置１００における各画素（サブ画素）
の平面的な配列を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様
であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

図６に示すように、本形態の電気光学装置１００においても、２つのサブ画素１００ｂ
によって１つの画素１００ａが構成されている。本形態では、複数の画素１００ａのいず
れにおいても、２つのサブ画素１００ｂのうちの一方のサブ画素（第１サブ画素１００ｂ
₁）は、赤色（Ｒ）に対応するカラー用サブ画素であり、他方のサブ画素（第２サブ画素
１００ｂ₂）は、緑色（Ｇ）に対応するカラー用サブ画素である。

また、本形態の電気光学装置１００においては、カラー配列としてストライプ配列が採
用されていることから、互いに直交する方向を第１方向Ｘおよび第２方向Ｙとしたとき、
複数の画素１００ａのうち、第１方向Ｘに沿って配列された画素１００ａでは、第１サブ
画素１００ｂ₁と第２サブ画素１００ｂ₂とが交互に配置され、第２方向Ｙで隣接する画素
では、第１サブ画素１００ｂ₁および第２サブ画素１００ｂ₂の第１方向Ｘにおける位置が
一致している。言い換えれば、第１方向Ｘに沿って第１サブ画素１００ｂ₁と第２サブ画
素１００ｂ₂とが交互に配置された画素列が複数列配置され、第２方向Ｙで隣接する画素
列では、第１方向における第１サブ画素と第２サブ画素の位置が一致している。

ここで、複数の画素１００ａのいずれにおいても、第１サブ画素１００ｂ₁と第２サブ
画素１００ｂ₂はサイズが相違しており、緑色（Ｇ）に対応する第２サブ画素１００ｂ₂の
サイズは、赤色（Ｒ）に対応する第１サブ画素１００ｂ₁のサイズの約２倍である。

（本形態の主な効果）
このように構成した電気光学装置１００を、図１に示すヘッドアップディスプレイ１０
００に用いた場合、実施の形態１と同様、第１サブ画素１００ｂ₁による赤色（Ｒ）での
表示と、第２サブ画素１００ｂ₂による緑色（Ｇ）での表示と、第１サブ画素１００ｂ₁お
よび第２サブ画素１００ｂ₂による黄色での表示が可能であり、かかる色数は、ヘッドア
ップディスプレイ１０００において簡易ナビゲーション表示やスピード表示などを行なう
のに十分である。また、本形態では、画素１００ａを２つのサブ画素１００ｂで構成した
ので、１つの画素１００ａ内で薄膜トランジスタ３０や配線が占める割合が、図１１を参
照して説明した画素と比較して小さいので、画素開口率が高い。それ故、輝度の高い画像
を表示することができる。それに加えて、第１サブ画素１００ｂ₁および第２サブ画素１
００ｂ₂の面積を、画素を構成するサブ画素が３つの場合と同一とした場合には、１つの
画素の面積を３分の２にすることができ、電気光学装置１００の外形寸法を小型化するこ
とができる。反対に、電気光学装置１００の外形寸法を変更しない場合には、１つの画素
の面積が３分の２になるのでより多くの画素を配置することにより、総画素数を増やして
高精細化することができる。

また、画素を構成するサブ画素を２つとしたために、サブ画素を３つとした構成に比べ
て、電気光学装置１００を駆動するデータ線駆動回路１０１の構成が簡略化できる。具体
的には、データ線駆動回路１０１が占める面積を縮小して電気光学装置１００の外形寸法
を小型化することが可能である。また、１つの画素を制御するのに３つのデータ線６ａを
制御しているのに対して２つのデータ線６ａを制御すればよいことになり、制御も容易に
なる。

さらに、赤色（Ｒ）および緑色（Ｇ）のうち、視認度の低い緑色（Ｇ）に対応する第２
サブ画素１００ｂ₂のサイズを、赤色（Ｒ）に対応する第１サブ画素１００ｂ₁のサイズよ
りも大きくしたので、緑色（Ｇ）で表示した部分についても視認しやすいという利点があ
る。その際、画素を構成するサブ画素が３つの場合のサブ画素の面積よりも大きな面積の
サブ画素を含む場合は、大きなサブ画素を駆動するため、電圧を印加する時間を従来より
も長くする必要がある。

［実施の形態３］
図７は、本発明の実施の形態３に係る電気光学装置１００における各画素（サブ画素）
の平面的な配列を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様
であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

図７に示すように、本形態の電気光学装置１００においても、２つのサブ画素１００ｂ
によって１つの画素１００ａが構成されている。本形態では、複数の画素１００ａのいず
れにおいても、２つのサブ画素１００ｂのうちの一方のサブ画素（第１サブ画素１００ｂ
₁）は、赤色（Ｒ）に対応するカラー用サブ画素であり、他方のサブ画素（第２サブ画素
１００ｂ₂）は、緑色（Ｇ）に対応するカラー用サブ画素である。また、複数の画素１０
０ａのいずれにおいても、第１サブ画素１００ｂ₁と第２サブ画素１００ｂ₂はサイズが等
しい。

ここで、本形態の電気光学装置１００においては、カラー配列としてデルタ配列が採用
されていることから、互いに直交する方向を第１方向Ｘおよび第２方向Ｙとしたとき、複
数の画素１００ａのうち、第１方向Ｘに沿って配列された画素１００ａでは、第１サブ画
素１００ｂ₁と第２サブ画素１００ｂ₂とが交互に配置され、第２方向Ｙで隣接する画素で
は、第１サブ画素１００ｂ₁および第２サブ画素１００ｂ₂の第１方向Ｘにおける位置がず
れている。言い換えれば、第１方向Ｘに沿って第１サブ画素と第２サブ画素とが交互に配
置された画素列が複数列配置され、第２方向Ｙで隣接する画素列では、第１方向における
第１サブ画素と第２サブ画素の位置がずれている。本形態では、第２方向Ｙで隣接する画
素列の画素では、画素ピッチの１／２倍に相当する寸法だけ、第１サブ画素１００ｂ₁お
よび第２サブ画素１００ｂ₂の第１方向Ｘにおける位置がずれている。

このように構成した電気光学装置１００を、図１に示すヘッドアップディスプレイ１０
００に用いた場合、実施の形態１と同様、第１サブ画素１００ｂ₁による赤色（Ｒ）での
表示と、第２サブ画素１００ｂ₂による緑色（Ｇ）での表示と、第１サブ画素１００ｂ₁お
よび第２サブ画素１００ｂ₂による黄色での表示が可能であり、かかる色数は、ヘッドア
ップディスプレイ１０００において簡易ナビゲーション表示やスピード表示などを行なう
のに十分である。また、本形態では、画素１００ａを２つのサブ画素１００ｂで構成した
ので、１つの画素１００ａ内で薄膜トランジスタ３０や配線が占める割合が、図１１を参
照して説明した画素と比較して小さいので、画素開口率が高い。それ故、輝度の高い画像
を表示することができる。

さらに、電気光学装置１００にカバーを設けた場合などにおいて、例えば、矢印Ｘ１で
示す側がカバーで覆われ、矢印Ｘ２で示す側のみで画像を表示した際、図５および図６に
示すストライプ配列の場合、画像の端部分に緑色（Ｇ）の線などが表示されてしまうこと
があるが、本形態によれば、かかる線が表示されることを防止することができる。

［実施の形態１〜３の変形例］
上記形態１〜３では、２つのサブ画素１００ｂのうちの一方のサブ画素（第１サブ画素
１００ｂ₁）は、赤色（Ｒ）に対応するカラー用サブ画素であり、他方のサブ画素（第２
サブ画素１００ｂ₂）は、緑色（Ｇ）に対応するカラー用サブ画素であったが、他の色の
組み合わせ、例えば、赤色（Ｒ）と青色（Ｂ）との組み合わせや、緑色（Ｇ）と青色（Ｂ
）との組み合わせを採用してもよい。また、図６に示す形態において、赤色（Ｒ）および
緑色（Ｇ）のうち、緑色（Ｇ）に対応する第２サブ画素１００ｂ₂のサイズを、赤色（Ｒ
）に対応する第１サブ画素１００ｂ₁のサイズよりも大きくしたが、赤色（Ｒ）に対応す
る第１サブ画素１００ｂ₁のサイズを、緑色（Ｇ）に対応する第２サブ画素１００ｂ₂のサ
イズよりも大きくした構成を採用してもよい。さらに、図７に示す構成については、図６
に示す構成のように、第１サブ画素１００ｂ₁のサイズと第２サブ画素１００ｂ₂のサイズ
とが相違している場合に適用してもよい。

［実施の形態４］
図８は、本発明の実施の形態４に係る電気光学装置１００を図４（ａ）のＡ−Ａ’線に
相当する位置で電気光学装置１００を切断したときの断面図である。図９（ａ）、図９（
ｂ）、図９（ｃ）は各々、本発明の実施の形態４に係る電気光学装置１００における各画
素（サブ画素）の平面的な配列を示す説明図、その変形例に係る各画素（サブ画素）の平
面的な配列を示す説明図、および別の変形例に係る各画素（サブ画素）の平面的な配列を
示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、共通
する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

実施の形態１〜３では、１つの画素１００ａに含まれる２つのサブ画素１００ｂのうち
、第１サブ画素１００ｂ₁には赤色（Ｒ）のカラーフィルタ２２（Ｒ）が形成され、第２
サブ画素１００ｂ₂には、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ２２（Ｇ）が形成されていたが、
図８および図９（ａ）に示すように、本形態では、第１サブ画素１００ｂ₁には赤色（Ｒ
）のカラーフィルタ２２（Ｒ）が形成されているが、第２サブ画素１００ｂ₂には、カラ
ーフィルタ２２（Ｇ）が形成されていない。このため、第２サブ画素１００ｂ₂は、白色
光を出射するモノクロ用サブ画素になっている。

このように構成した電気光学装置１００においては、ストライプ配列と同様な配列が採
用されていることから、互いに直交する方向を第１方向Ｘおよび第２方向Ｙとしたとき、
複数の画素１００ａのうち、第１方向Ｘに沿って配列された画素１００ａでは、第１サブ
画素１００ｂ₁と第２サブ画素１００ｂ₂とが交互に配置され、第２方向Ｙで隣接する画素
では、第１サブ画素１００ｂ₁および第２サブ画素１００ｂ₂の第１方向Ｘにおける位置が
一致している。言い換えれば、第１方向Ｘに沿って第１サブ画素と第２サブ画素とが交互
に配置された画素列が複数列配置され、第２方向Ｙで隣接する画素列では、第１方向にお
ける第１サブ画素と第２サブ画素の位置が一致している。また、複数の画素１００ａのい
ずれにおいても、第１サブ画素１００ｂ₁と第２サブ画素１００ｂ₂は同一サイズである。

このように構成した電気光学装置１００を、図１に示すヘッドアップディスプレイ１０
００に用いた場合、第２サブ画素１００ｂ₂によるモノクロ表示と、第１サブ画素１００
ｂ₁による赤色（Ｇ）での警告表示とが可能であり、ヘッドアップディスプレイ１０００
においてナイトビジョンとして用いるのに十分である。

また、本形態では、画素１００ａを２つのサブ画素１００ｂで構成したので、１つの画
素１００ａ内で薄膜トランジスタ３０や配線が占める割合が、図１１を参照して説明した
画素と比較して小さいので、画素開口率が高い。それ故、輝度の高いモノクロ画像を表示
することができる。

なお、実施の形態４についても、図９（ｂ）に示すように、第１サブ画素１００ｂ₁お
よび第２サブ画素１００ｂ₂のうち、モノクロ用の第２サブ画素１００ｂ₂のサイズを、赤
色（Ｒ）に対応する第１サブ画素１００ｂ₁のサイズよりも大きくしてもよい。また、図
示を省略するが赤色（Ｒ）に対応する第１サブ画素１００ｂ₁のサイズをモノクロ用の第
２サブ画素１００ｂ₂のサイズよりも大きくしてもよい。

また、実施の形態４についても、図９（ｃ）に示すように、複数の画素１００ａのうち
、第１方向Ｘに沿って配列された画素１００ａでは、第１サブ画素１００ｂ₁と第２サブ
画素１００ｂ₂とが交互に配置され、第２方向Ｙで隣接する画素では、第１サブ画素１０
０ｂ₁および第２サブ画素１００ｂ₂の第１方向Ｘにおける位置がずれている、言い換えれ
ば、第１方向Ｘに沿って第１サブ画素と第２サブ画素とが交互に配置された画素列が複数
列配置され、第２方向Ｙで隣接する画素列では、第１方向における第１サブ画素と第２サ
ブ画素の位置がずれている構成を採用してもよい。

また、本形態でも、赤色（Ｒ）に対応する第１サブ画素１００ｂ₁とモノクロ用の第２
サブ画素１００ｂ₂とを組み合わせたが、第１サブ画素１００ｂ₁については他の色に対応
させてもよい。

［その他の実施の形態］
上記形態では、半導体膜としてポリシリコン膜を用いた例であったが、アモルファスシ
リコン膜や単結晶シリコン層を用いた素子基板１０に本発明を適用してもよい。また、画
素スイッチング素子として薄膜ダイオード素子（非線形素子）を用いた液晶装置に本発明
を適用してもよい。

また、上記形態では、ＴＮ（Twisted Nematic）方式の液晶装置（電気光学装置）に本
発明を適用したが、いわゆるフリンジフィールドスイッチング（ＦＦＳ（Fringe Field S
witching））方式やインプレンスイッチング（ＩＰＳ（In Plane Switching））方式等、
横電界により液晶を駆動するタイプの液晶装置（電気光学装置）に本発明を適用してもよ
い。

また、上記形態では、電気光学装置として、液晶装置を例に説明したが、液晶以外の電
気光学物質を用いた電気光学装置、例えば、有機エレクトロルミネッセンス装置に本発明
を適用してもよい。その場合、電気光学物質は、素子基板と対向基板との間に保持される
必要はなく、素子基板に保持される構成となり、必要に応じて、第１サブ画素１００ｂ₁
と第２サブ画素１００ｂ₂の少なくとも一方に対応する領域にカラーフィルタを備えてい
ればよい。

また、上記形態では言及しなかったが、第１サブ画素１００ｂ₁と第２サブ画素１００
ｂ₂の駆動を、オンとオフの２階調で駆動することが好ましい。ヘッドアップディスプレ
イなどでは、視認しやすい表示が第１に求められるため、複数の階調表示などの複雑な表
示を必要としない場合が多い。従って、複雑な階調表示をするための駆動回路や制御を省
略して、駆動回路をさらに簡略化することができる。

また、上記形態に加えて、本発明の電気光学装置は、図１に示すようにバックライト装
置１１０をさらに有し、そのバックライト装置１１０の光源は、図１２に示すように第１
サブ画素１００ｂ₁と同じ色を出射する第１光源１１０ａ₁と第２サブ画素１００ｂ₂と同
じ色を出射する第２光源１１０ａ₂とを有することが好ましい。バックライト装置１１０
がサブ画素出射する光の色と同じ色の光を出射するため、言い換えれば、必要な色の光の
みを出射するため、光の利用効率が向上し、より明るい表示が可能となる。

さらに、第１光源１１０ａ₁及び第２光源１１０ａ₂がＬＥＤであり、第１光源１１０ａ
₁と第２光源１１０ａ₂の点灯させる数を異ならせることも好ましい。例えば、第１サブ画
素１００ｂ₁及び第２サブ画素１００ｂ₂のうち、第１サブ画素１００ｂ₁を明るく表示し
たい場合には、点灯する第１光源１１０ａ₁の数を第２光源１１０ａ₂よりも多くすること
によって第１サブ画素１００ｂ₁を明るくすることができる。この場合、常に第１サブ画
素１００ｂ₁を明るく表示したい場合には、最初から第１光源１１０ａ₁の数を第２光源１
１０ａ₂よりも多く配置して点灯させることで実現可能である。また、通常は第１サブ画
素１００ｂ₁と第２サブ画素１００ｂ₂の明るさを同等にしておいて、表示内容に応じて、
第１サブ画素１００ｂ₁を明るくする必要がある場合には、第１光源１１０ａ₁の数と第２
光源１１０ａ₂を同数点灯しておき、第１サブ画素１００ｂ₁を明るくする必要が発生した
時に、第１光源１１０ａ₁の点灯数を増加させることでも実現可能である。また、ＬＥＤ
である第１光源１１０ａ₁及び第２光源に流す電流値をそれぞれ異ならせることも好まし
い。第１光源１１０ａ₁の数を第２光源１１０ａ₂の数は同数設置しておき、点灯する光源
の数を増減する代わりに、点灯する光源の電流を制御して第１光源１１０ａ₁と第２光源
１１０ａ₂の明るさの調整をしても良い。例えば、第１サブ画素１００ｂ₁を明るくする必
要がある場合には、第１光源１１０ａ₁に流す電流を多くするように制御することでも第
１サブ画素１００ｂ₁を明るくすることが可能である。さらに、光源の数と光源に流す電
流の両方を制御してもよい。第１サブ画素１００ｂ₁を明るくするためには第１サブ画素
１００ｂ₁のサイズを第２サブ画素１００ｂ₂よりも大きくすることでも可能であるが、そ
のような場合は駆動回路で制御することが必要になるが、かかる構成であれば、点灯する
光源の数を制御するのみで可能である。図１２に示すバックライト装置１１０は導光板の
側面にＬＥＤを配置しているが、ＬＥＤを電気光学装置の背面の直下に配列する直下型の
バックライト装置においても同様に、ＬＥＤの点灯数或いは、電流値によって制御するこ
とが可能である。

［電子機器への搭載例］
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置１００を適用した電子機器について説明す
る。図１０（ａ）に、電気光学装置１００を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機
３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２、並びに表示ユ
ニットとしての電気光学装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作すること
によって、電気光学装置１００に表示される画面がスクロールされる。図１０（ｂ）に、
電気光学装置１００を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）
の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１および電源スイッチ
４００２、並びに表示ユニットとしての電気光学装置１００を備える。電源スイッチ４０
０２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置１００に
表示される。

なお、電気光学装置１００が適用される電子機器としては、図１０に示すものの他、ペ
ージャ、電子手帳、電卓、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。
そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した電気光学装置１００が適用可能
である。

９ａ…画素電極、１０…素子基板、１０ｂ…画素配列領域、２０…対向基板、２２（Ｒ
），２２（Ｇ）…カラーフィルタ、３０…薄膜トランジスタ、１００…電気光学装置、１
００ａ…画素、１００ｂ…サブ画素、１００ｂ₁…第１サブ画素、１００ｂ₂…第２サブ画
素、１１０…バックライト装置、１１０ａ₁…第１光源、１１０ａ₂…第２光源、１２０…
光学系としてのミラー、１０００…電子機器としてのヘッドアップディスプレイ。

Claims (13)

1. 電気光学装置であって、
   第１サブ画素と、第２サブ画素と、を備え、
   前記第１サブ画素及び前記第２サブ画素のみで画素を構成すると共に、前記第１サブ画
   素と、前記第２サブ画素はそれぞれ異なる色の光を出射することを特徴とする電気光学装
   置。
2. 前記第１サブ画素及び前記第２サブ画素は、互いに異なる色の着色光を出射するカラー
   用サブ画素であることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記第１サブ画素及び前記第２サブ画素のいずれか一方のサブ画素は、白色光を出射す
   るモノクロ用サブ画素であることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
4. 前記第１サブ画素と第２サブ画素とは、サイズが等しいことを特徴とする請求項１乃至
   ３の何れか一項に記載の電気光学装置。
5. 前記第１サブ画素と第２サブ画素とは、サイズが相違することを特徴とする請求項１乃
   至３の何れか一項に記載の電気光学装置。
6. 互いに交差する方向を第１方向および第２方向としたとき、
   前記第１方向に沿って前記第１サブ画素と前記第２サブ画素とが交互に複数配置された
   画素列が複数列配置され、前記第２方向で隣接する前記画素列では、前記第１方向におけ
   る前記第１サブ画素と前記第２サブ画素の位置がずれていることを特徴とする請求項１乃
   至５の何れか一項に記載の電気光学装置。
7. 前記サブ画素が形成された素子基板と、前記素子基板に保持された電気光学物質とを備
   え、
   前記第１サブ画素及び前記第２サブ画素の少なくとも一方に対応する領域にカラーフィ
   ルタが配置されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の電気光学装置。
8. 前記第１サブ画素及び前記第２サブ画素は、２階調で駆動されることを特徴とする請求
   項１乃至７の何れか一項に記載の電気光学装置。
9. 前記電気光学装置は、バックライトをさらに有し、
   当該バックライトの光源は、第１サブ画素と同じ色を出射する第１光源と第２サブ画素
   と同じ色を出射する第２光源とを有することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に
   記載の電気光学装置。
10. 前記第１光源及び前記第２光源はＬＥＤであり、前記第１光源と前記第２光源の点灯さ
    せる数が異なることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の電気光学装置。
11. 前記第１光源及び前記第２光源はＬＥＤであり、前記第１光源と前記第２光源に流す電
    流値がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の電気光学装
    置。
12. 請求項１乃至１１の何れか一項に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電
    子機器。
13. 前記電気光学装置に光を供給する光源と、該光源から出射された光を前記電気光学装置
    により光変調してなる表示光を被投射面に向けて投射する光学系とを有することを特徴と
    する請求項１２に記載の電子機器。

Images