JP6966918B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置に関する。
IPS(In Plane Switching)方式等、横電界方式の液晶表示装置における配向を全ての副画素で統一する所謂シングルドメイン方式では、異なる視野角間で視認される色が異なる所謂カラーシフトが生じることがある。そこで、それぞれ配向が異なる複数種類の副画素を設けた所謂マルチドメイン方式の表示装置が知られている(例えば特許文献1、特許文献2等)。
特開2000−29072号公報 国際公開第2014/185122号
従来のマルチドメイン方式では、配向が異なる2種類の副画素が行単位で交互に配置されていた。このため、行単位で副画素の色に偏りがある場合、各色の副画素における2種類の副画素の配向の割合が不均一になるため、カラーシフトが解消されなかった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、より確実にカラーシフトを抑制することができる表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様による表示装置は、複数の画素が行列方向に配置されている表示面を有する表示部を備える表示装置であって、1つの画素は、複数の副画素を有し、1つの画素が有する前記複数の副画素の色はそれぞれ異なり、副画素は、電極の開口部の長手方向が第1方向である第1副画素と、電極の開口部の長手方向が第2方向である第2副画素とを含み、前記第1方向と前記第2方向は、前記表示面に沿い、かつ、行列方向と異なる方向であり、前記行列方向のうち一方向である第3方向に並ぶ副画素は前記第1副画素又は前記第2副画素であり、前記行列方向のうち他方向である第4方向に1つの色のパターンを構成する副画素の数が2αであり、前記第4方向に並ぶ前記第1副画素と前記第2副画素が一周期を構成する副画素の数が4αであり、前記一周期内で前記第4方向の一端側から数えた場合に前記第1副画素が奇数番目にある数、前記第1副画素が偶数番目にある数、前記第2副画素が奇数番目にある数及び前記第2副画素が偶数番目にある数が等しく、αは自然数である。
図1は、実施形態1に係る表示装置の一例を表す説明図である。 図2は、図1の表示装置のシステム例を表すブロック図である。 図3は、画素を駆動する駆動回路の一例を示す回路図である。 図4は、表示部の一例を示す断面図である。 図5は、実施形態1に係る表示装置の画素を模式的に示す平面図である。 図6は、実施形態1に係る表示装置の画素をスイッチングするトランジスタの一例を模式的に示す断面図である。 図7は、実施形態1における第1副画素と第2副画素の配置例を示す図である。 図8は、実施形態1における画素及び副画素の配置パターン例を示す図である。 図9は、明暗を含む表示パターンの一例を示す図である。 図10は、図8のパターン1−1が示す画素及び副画素の配置パターンを有する実施形態1の表示装置で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。 図11は、図8のパターン1−2が示す画素及び副画素の配置パターンを有する実施形態1の表示装置で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。 図12は、参考例における第1副画素と第2副画素の配置例を示す図である。 図13は、図8のパターン1−1が示す画素及び副画素の配置パターンを有する参考例の表示装置で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。 図14は、図8のパターン1−2が示す画素及び副画素の配置パターンを有する参考例の表示装置で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。 図15は、実施形態2における第1副画素と第2副画素の配置例を示す図である。 図16は、実施形態2における画素及び副画素の配置パターン例を示す図である。 図17は、図16のパターン2−1が示す画素及び副画素の配置パターンを有する実施形態2の表示装置で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。 図18は、図16のパターン2−2が示す画素及び副画素の配置パターンを有する実施形態2の表示装置で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。 図19は、図16のパターン2−1が示す画素及び副画素の配置パターンを有する実施形態1の表示装置で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。 図20は、図16のパターン2−2が示す画素及び副画素の配置パターンを有する実施形態2の表示装置で図12に示す第1副画素と第2副画素の配置例が採用された表示装置で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。 図21は、実施形態3における第1副画素と第2副画素の配置の一例を示す図である。 図22は、実施形態3における第1副画素と第2副画素の配置の別の一例を示す図である。 図23は、実施形態3における画素及び副画素の配置パターン例を示す図である。 図24は、図23のパターン3が示す画素及び副画素の配置パターンを有する実施形態3の表示装置の一例(図21)で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。 図25は、図23のパターン3が示す画素及び副画素の配置パターンを有する実施形態3の表示装置の別の一例(図22)で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る表示装置1の一例を表す説明図である。図2は、図1の表示装置1のシステム例を表すブロック図である。図1は模式的に表したものであり、実際の寸法、形状と同一とは限らない。
表示装置1は、表示部2と、ドライバIC3と、バックライト6と、を備えている。表示装置1は、透過型、又は半透過型の表示装置であってもよく、バックライト6を備えない、反射型の表示装置であってもよい。図示しないフレキシブルプリント基板(FPC(Flexible Printed Circuits))は、ドライバIC3への外部信号又はドライバIC3を駆動する駆動電力を伝送する。表示部2は、透光性絶縁基板、例えばガラス基板11と、ガラス基板11の表面にあり、画素Pix(図3参照)が行列方向に沿ってマトリクス状に多数配置されてなる表示エリア部21と、水平ドライバ(水平駆動回路)23と、垂直ドライバ(垂直駆動回路)22A、22Bと、を備えている。垂直ドライバ(垂直駆動回路)22A、22Bは、第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bとして、表示エリア部21を挟むように配置されているが、第1垂直ドライバまたは第2垂直ドライバのいずれか一方のみであってもよい。ガラス基板11は、能動素子(例えば、トランジスタ)を含む多数の画素回路がマトリクス状に配置形成される第1基板と、この第1の基板と所定の間隙をもって対向して配置される第2基板とを含む。そして、ガラス基板11は、第1基板、第2基板の間に液晶が封入されることで形成された液晶層54(図4参照)を有する。水平ドライバ(水平駆動回路)23と、垂直ドライバ(垂直駆動回路)22A、22Bとは、第1基板に形成されるので、周辺回路ともよばれる。表示装置1は、このような液晶表示装置に限られず、表示装置1が有機発光ダイオード(OLED)のような自発光体を点灯する表示装置であってもよい。この場合、表示装置1は、表示エリア部21が発光できるので、バックライト6を不要とすることができる。
表示部2の額縁領域11gr、11glは、ガラス基板11上に形成され、液晶素子LC(図3参照)を含む画素Pixがマトリクス状に多数配置されてなる表示エリア部21の外側にある、非表示領域である。垂直ドライバ22A、22Bは、額縁領域11gr、11glに配置されている。
バックライト6は、表示部2の裏面側(画像を表示する面とは反対側の面)に配置されている。バックライト6は、表示部2に向けて光を照射し、表示エリア部21の全面に光を入射させる。バックライト6は、例えば光源と、光源から出力された光を導いて、表示部2の裏面に向けて出射させる導光板と、を含む。
表示部2は、ガラス基板11上に、表示エリア部21と、インターフェース(I/F)及びタイミングジェネレータの機能を備えるドライバIC3と、第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22B及び水平ドライバ23とを備えている。
表示エリア部21は、液晶層54を含む副画素Vpixが、表示上の1画素を構成するユニットがm行×n列に配置されたマトリクス構造を有している。なお、この明細書において、行とは、一方向(第3方向)に配列されるn個の副画素Vpixを有する画素行をいう。また、列とは、行が配列される方向と直交する他方向(第4方向)に配列されるm個の副画素Vpixを有する画素列をいう。そして、mとnとの値は、垂直方向の表示解像度と水平方向の表示解像度に応じて定まる。表示エリア部21は、副画素Vpixのm行n列の配列に対して行毎に走査線24、24、24・・・24が配線され、列毎に信号線25、25、25・・・25が配線されている。以後、実施形態1においては、走査線24、24、24・・・24を代表して走査線24又は走査線24のように表記し、信号線25、25、25・・・25を代表して信号線25又は信号線25のように表記することがある。また、実施形態1においては、走査線24、24、24・・・24を代表して走査線24m+1、24m+2、24m+3・・・のように表記し、信号線25、25、25・・・25を代表して信号線25n+1、25n+2、25n+3・・・のように表記することもある。表示エリア部21は、正面に直交する方向から見た場合、走査線24と信号線25がカラーフィルタのブラックマトリクスと重なる領域に配置されている。また、表示エリア部21は、ブラックマトリクスが配置されていない領域が開口部となる。
表示部2には、外部から外部信号である、マスタークロック、水平同期信号及び垂直同期信号が入力され、ドライバIC3に与えられる。ドライバIC3は、外部電源の電圧振幅のマスタークロック、水平同期信号及び垂直同期信号を、液晶の駆動に必要な内部電源の電圧振幅にレベル変換(昇圧)し、マスタークロック、水平同期信号及び垂直同期信号を生成する。ドライバIC3は、生成したマスタークロック、水平同期信号及び垂直同期信号をそれぞれ第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22B及び水平ドライバ23に与える。ドライバIC3は、副画素Vpix毎の画素電極72(図5参照)に対して各画素共通に与える共通電位を生成して表示エリア部21に与える。
第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、シフトレジスタを含み、さらにラッチ回路等を含む。第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、ラッチ回路が、垂直クロックパルスに同期してドライバIC3から出力される表示データを1水平期間で順次サンプリングしラッチする。第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、ラッチ回路においてラッチされた1ライン分のデジタルデータを垂直走査パルスとして順に出力し、表示エリア部21の走査線24m+1、24m+2、24m+3・・・に与えることによって副画素Vpixを行単位で順次選択する。第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、走査線24m+1、24m+2、24m+3・・・の延在方向に走査線24m+1、24m+2、24m+3・・・を挟むように配置されている。第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、例えば、走査線24m+1、24m+2、24m+3・・・の表示エリア部21の上寄り、垂直走査上方向から、表示エリア部21の下寄り、垂直走査下方向へ順にデジタルデータを出力する。また、第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、走査線24m+1、24m+2、24m+3・・・の表示エリア部21の下寄り、垂直走査下方向から、表示エリア部21の上寄り、垂直走査上方向へ順にデジタルデータを出力することもできる。なお、垂直走査における上方向とは、走査線24m+1、24m+2、24m+3・・・の並び方向に沿う一方向である。下方向とは、上方向の反対側の方向である。
水平ドライバ23には、所定ビット数(例えば6ビット)の赤(R)、緑(G)、青(B)、白(W)の表示データが与えられる。水平ドライバ23は、第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bによる垂直走査によって選択された行の各副画素Vpixに対して、画素Pix毎に、もしくは複数画素毎に、あるいは全画素一斉に、信号線25を介して表示データを書き込む。
図3は、画素Pixを駆動する駆動回路の一例を示す回路図である。表示エリア部21には、図3に示す各副画素Vpixの薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)Trに表示データとして画素信号を供給する信号線25n+1、25n+2、25n+3、各薄膜トランジスタTrを駆動する走査線24m+1、24m+2、24m+3等の配線が形成されている。このように、信号線25n+1、25n+2、25n+3は、上述したガラス基板11の表面と平行な平面に延在し、副画素Vpixに画像を表示するための画素信号を供給する。副画素Vpixは、薄膜トランジスタTr及び液晶素子LCを備えている。薄膜トランジスタTrは、この例では、nチャネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のTFTで構成されている。薄膜トランジスタTrのソース及びドレインのうち一方は信号線25n+1、25n+2、25n+3に接続され、ゲートは走査線24m+1、24m+2、24m+3に接続され、ソース及びドレインのうち他方は液晶素子LCの一端に接続されている。液晶素子LCは、一端が薄膜トランジスタTrに接続され、他端が共通電極comに接続されている。
副画素Vpixは、走査線24m+1、24m+2、24m+3により、表示エリア部21の同じ行に属する他の副画素Vpixと互いに接続されている。走査線24m+1、24m+2、24m+3のうち奇数の走査線24m+1、24m+3は、第1垂直ドライバ22Aと接続され、第1垂直ドライバ22Aから後述する走査信号の垂直走査パルスが供給される。走査線24m+1、24m+2、24m+3のうち偶数の走査線24m+2、24m+4は、第2垂直ドライバ22Bと接続され、第2垂直ドライバ22Bから、後述する走査信号の垂直走査パルスが供給される。このように、第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、走査方向の走査線24m+1、24m+2、24m+3に交互に垂直走査パルスを印加する。また、副画素Vpixは、信号線25n+1、25n+2、25n+3により、表示エリア部21の同じ列に属する他の副画素Vpixと互いに接続されている。信号線25n+1、25n+2、25n+3は、水平ドライバ23と接続され、水平ドライバ23より画素信号が供給される。共通電極comは、不図示の駆動電極ドライバと接続され、駆動電極ドライバより電圧が供給される。さらに、副画素Vpixは、共通電極comにより、表示エリア部21の同じ列に属する他の副画素Vpixと互いに接続されている。
図1及び図2に示す第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bは、垂直走査パルスを、図3に示す走査線24m+1、24m+2、24m+3を介して、副画素Vpixの薄膜トランジスタTrのゲートに印加することにより、表示エリア部21にマトリクス状に形成されている副画素Vpixのうちの1行(1水平ライン)を表示駆動の対象として順次選択する。図1及び図2に示す水平ドライバ23は、画素信号を、図3に示す信号線25n+1、25n+2、25n+3を介して、第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bにより順次選択される1水平ラインを含む各副画素Vpixにそれぞれ供給する。そして、これらの副画素Vpixでは、供給される画素信号に応じて、1水平ラインの表示が行われるようになっている。
上述したように、表示装置1は、第1垂直ドライバ22A、第2垂直ドライバ22Bが走査線24m+1、24m+2、24m+3を順次走査するように駆動することにより、1水平ラインが順次選択される。また、表示装置1は、1水平ラインに属する副画素Vpixに対して、水平ドライバ23が画素信号を供給することにより、1水平ラインずつ表示が行われる。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバは、その1水平ラインに対応する共通電極comを印加するようになっている。
表示装置1は、液晶素子LCに同極性の直流電圧が印加され続けることによって液晶の比抵抗(物質固有の抵抗値)等が劣化する可能性がある。表示装置1は、液晶の比抵抗(物質固有の抵抗値)等の劣化を防ぐため、駆動信号を基準として画素信号の極性を所定の周期で反転させる駆動方式が採られる。
この表示装置1の駆動方式として、カラム反転、ライン反転、ドット反転、フレーム反転などの駆動方式が知られている。カラム反転は、1カラム(1画素列)に相当する1V(Vは垂直期間)の時間周期で画素信号の極性を反転させる駆動方式である。ライン反転は、1ライン(1画素行)に相当する1H(Hは水平期間)の時間周期で画素信号の極性を反転させる駆動方式である。ドット反転は、互いに隣接する上下左右の画素Pix毎に画素信号の極性を交互に反転させる駆動方式である。フレーム反転は、1画面に相当する1フレーム毎に全画素に書き込む画素信号を一度に同じ極性で反転させる駆動方式である。
次に、表示エリア部21の構成を詳細に説明する。図4は、表示部2の一例を示す断面図である。表示部2は、図4に示すように、第1基板(上側基板)50と、この第1基板50の表面に垂直な方向に対向して配置された第2基板(下側基板)52と、第1基板50と第2基板52との間に挿設された液晶層54とを備えている。なお、第1基板50は、液晶層54とは反対側の面に、バックライト6が配置されている。
液晶層54は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものである。液晶層54に含まれる液晶分子が、副画素Vpix単位で液晶素子LCを構成する。実施形態1では、FFS(Fringe Field Switching)又はIPS等の横電界モードが採用されている。すなわち、液晶分子は、2つの基板(第1基板50と第2基板52)の間で、当該2つの基板と平行な面内で回転する。具体的には、液晶分子は、当該2つの基板の積層方向に立ち上がる方向の回転をせず、当該積層方向に直交する平面に沿って配向角度を変化させるように駆動される。
第1基板50は、ガラスなどの透光性基板である画素基板60と、画素基板60の液晶層54側に積層された第1配向膜62と、画素基板60の液晶層54とは反対側に積層された第1偏光板63と、を有する。画素基板60については後述する。第1配向膜62は、液晶層54内の液晶分子を所定の方向に配向させるものであり、液晶層54と直接に接している。第1配向膜62は、例えば、ポリイミドなどの高分子材料からなり、例えば、塗布したポリイミド等に対してラビング処理を施すことにより形成されたものである。第1偏光板63は、バックライト6側から入射してきた光を直線偏光に変換する機能を有している。
第2基板52は、ガラスなどの透光性基板である対向基板64と、この対向基板64の液晶層54側に形成されたカラーフィルタ66と、カラーフィルタ66の液晶層54側に形成された第2配向膜67と、対向基板64の液晶層54側とは反対側に形成された位相差板68と、位相差板68の対向基板64側とは反対側に形成された第2偏光板69と、を含む。カラーフィルタ66は、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色された色領域を含む。実施形態1のカラーフィルタ66は、着色されておらず全ての色の光を透過させる領域を含む。以下、この着色されていない領域を白(W)の色領域と記載する。カラーフィルタ66は、開口部76bに例えば赤(R)、緑(G)、青(B)、白(W)の4色の色領域を形成する。副画素Vpixの色は、カラーフィルタ66が設けられている場合のカラーフィルタ66の色に応じて決定される。なお、白(W)のカラーフィルタ66を省略し、副画素Vpixの色を3色に限定してもよい。また、白(W)の色領域を形成する目的で、カラーフィルタ66が設けられていない開口部76bを設けてもよい。
実施形態1では、行方向に並ぶ2つの副画素Vpixが1組として画素Pixとして対応付けられている。カラーフィルタ66は、画素基板60と垂直な方向において、液晶層54と対向する。なお、カラーフィルタ66は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。一般に、カラーフィルタ66は、緑(G)の色領域の輝度が、赤(R)の色領域及び青(B)の色領域の輝度よりも高い。なお、カラーフィルタ66は、ブラックマトリクス76aが図3に示す副画素Vpixの外周を覆うように形成されていてもよい。このブラックマトリクス76aは、二次元配置された副画素Vpixと副画素Vpixとの境界に配置されることで、格子形状となる。そして、ブラックマトリクス76aは、光の吸収率が高い材料で形成される。
第2配向膜67は、第1配向膜62と同様に、液晶層54内の液晶分子を所定の方向に配向させるものであり、液晶層54と直接に接している。第2配向膜67は、例えば、ポリイミドなどの高分子材料からなり、例えば、塗布したポリイミド等に対してラビング処理を施すことにより形成されたものである。位相差板68は、第1偏光板63及び第2偏光板69に生じる偏光板起因の視野角を補償する機能を有する。第2偏光板69は、偏光板吸収軸と平行な直線偏光成分を吸収し、直交する偏光成分を透過する機能を有している。第2偏光板69は、液晶のON/OFF状態に依存して光を透過/遮断する機能を有している。位相差版68の反対側に位置する第2偏光板69の一面が、実施形態1における表示面である。
このように、実施形態1では、各副画素Vpixが有する液晶素子LCにおける液晶分子の配向は、第1配向膜62及び第2配向膜67に基づいて決定されている。
次に、図5及び図6を用いて、画素基板60について説明する。図5は、実施形態1に係る表示装置1の画素Pixを模式的に示す平面図である。図6は、実施形態1に係る表示装置1の画素Pixをスイッチングするトランジスタの一例を模式的に示す断面図である。画素基板60は、透光性基板71に各種回路が形成されたTFT基板であり、この画素基板60上にマトリクス状に配設された複数の画素電極72と、共通電極comと、を含む。図6に示すように、画素電極72と共通電極comとは、第4絶縁膜73dで絶縁され、画素基板60の表面に垂直な方向において、対向している。画素電極72及び共通電極comは、ITO(Indium Tin Oxide)等の透光性導電材料(透光性導電酸化物)で形成される透光性電極である。
図3に示す副画素Vpixのスイッチング素子である薄膜トランジスタTrをトランジスタTr1とする場合、画素基板60は、透光性基板71に、上述した各副画素Vpixのスイッチング素子であるトランジスタTr1が形成された半導体層であるアイランド25c、各画素電極72に画素信号を供給する信号線25、トランジスタTr1を駆動する走査線24等の配線が積層されている。
図5及び図6に示すように、走査線24は、アイランド25cの一部と立体交差して、トランジスタTr1のゲートとして作用する。トランジスタTr1は、例えばソース線25a,ドレイン線25b及びアイランド25cの電気的接続関係によってnチャネルであるチャネル領域chがパターニングされている。半導体層は、例えば、低温ポリシリコンで形成されている。信号線25は、透光性基板71の表面と平行な平面に延在し、画素Pixに画像を表示するための画素信号を供給する。半導体層は、一部が信号線25のソース線25aと接し、他の一部が信号線25と同一の層に形成されたドレイン線25bと電気的に接続している。実施形態1のドレイン線25bは、スルーホールSH1において、画素電極72と電気的に接続している。実施形態1において、走査線24は、例えばモリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)等の金属の配線であり、信号線25は、アルミニウム等の金属の配線である。実施形態1の画素基板60は、透光性基板71上に、アイランド25c、第1絶縁膜73a、走査線24、第2絶縁膜73b、信号線25(ソース線25a及びドレイン線25bを含む)、第3絶縁膜74a、共通電極com、第4絶縁膜73d、画素電極72、第1配向膜62の順で積層されている。
実施形態1の第1絶縁膜73a、第2絶縁膜73b、第3絶縁膜73c及び第4絶縁膜73dは、例えばSiNx(窒化シリコン)又は酸化シリコン等の無機絶縁材料若しくはポリイミド樹脂等の有機系絶縁材料で形成されている。なお、第1絶縁膜73a、第2絶縁膜73b、第3絶縁膜73c及び第4絶縁膜73dの各層を形成する材料はこれに限定されない。また、第1絶縁膜73a、第2絶縁膜73b、第3絶縁膜73c及び第4絶縁膜73dは、同じ絶縁材料で構成されたものであってもよいし、一部又は全部がそれぞれ異なる絶縁材料で構成されたものであってもよい。
画素基板60は、各副画素Vpixに対応して画素電極72に開口部SLが形成されており、共通電極comと画素電極72との間に形成される電界のうち、画素電極72の開口部SLからもれた電界(フリンジ電界)で液晶54を駆動させる。このように、実施形態1の表示部2は、対向する2つの基板(画素基板60と、対向基板64)のうち一方の基板(例えば、画素基板60)に設けられた電極(画素電極72)に与えられる電位に基づいて、当該2つの基板の間に設けられた液晶層54の液晶分子を回転させる液晶パネルである。
図5に示す開口部SLの長手方向は、各副画素Vpixの液晶分子の配向に沿う方向である。また、各副画素Vpixが設けられている方向は、開口部SLの長手方向と同一方向である。すなわち、図5に示す第1副画素Vpixaの液晶分子の配向は、第1方向V1に沿う。また、図5に示す第2副画素Vpixbの液晶分子の配向は、第2方向V2に沿う。互いに交差する第1方向V1と第2方向V2の2方向は、表示部2の表示面に沿い、かつ、行列方向と異なる方向である。図5に示すように、副画素Vpixは、画素電極72の開口部SLの長手方向が第1方向V1である第1副画素Vpixaと、画素電極72の開口部SLの長手方向が第2方向V2である第2副画素Vpixbとを含む。このように、実施形態1の表示部2は、液晶分子の配向が異なる複数の副画素Vpixを含む所謂擬似マルチドメインの液晶パネルである。なお、第1方向と第2方向は、第3方向及び第4方向のうち少なくとも一方に対して対称の関係となるよう、当該少なくとも一方と形成する鋭角が同一の角度であることが好ましい。第1方向と第2方向は、対称でなくてもよく、当該少なくとも一方と形成する鋭角が同一角度でなくてもよい。
図7は、実施形態1における第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbの配置例を示す図である。図7等では、m行×n列に並ぶ副画素Vpixのうち、行方向に並ぶ8つの副画素Vpixの位置を示す座標として、行方向の一端側からx1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8を付している。後述する図10等では、行方向に並ぶ8つの副画素Vpixの位置を示す座標として、行方向の一端側からx2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9を付している。また、列方向に並ぶ8つの副画素Vpixの位置を示す座標として、列方向の一端側からy1,y2,y3,y4,y5,y6,y7,y8を付している。
実施形態1では、行方向に並ぶ2つの副画素Vpixが1組として画素Pixとして対応付けられている。画素Pixは、2つの第1副画素Vpixaを有する画素Pixaと2つの第2副画素Vpixbを有する画素Pixbとを含む。また、行方向に並ぶ副画素Vpixは第1副画素Vpixa又は第2副画素Vpixbで統一されている。例えば、図7に示すように、y1,y2,y5,y6に位置する副画素Vpixは全て第1副画素Vpixaである。また、y3,y4,y7,y8に位置する副画素Vpixは全て第2副画素Vpixbである。すなわち、列方向の一端側から数えて所定数(例えば、4つ)分の副画素Vpixが構成する第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbの並び順が、所定数単位で繰り返される。図7では、y1,y2,y3,y4の4つ分の副画素Vpixが構成する第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbの並び順が、y5,y6,y7,y8の4つ分の副画素Vpixで繰り返されている。実施形態1では、この所定数を一周期として、第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbの並びが列方向に繰り返される。このように、図7に示す例では、列方向に第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbが一周期を構成する副画素Vpixの数が4αである。ここで、αは自然数である。また、一周期内で列方向の一端側から数えた場合に第1副画素Vpixaが奇数番目にある数、第1副画素Vpixaが偶数番目にある数、第2副画素Vpixbが奇数番目にある数及び第2副画素Vpixbが偶数番目にある数が等しい。図7に示す例の場合、一周期内で列方向の一端側から数えた場合に第1副画素Vpixaが奇数番目にある数、第1副画素Vpixaが偶数番目にある数、第2副画素Vpixbが奇数番目にある数及び第2副画素Vpixbが偶数番目にある数はそれぞれ1である。実施形態1では、α=1である。また、実施形態1では、一周期内で列方向の一端側から数えた場合における第1副画素Vpixaの連続数と第2副画素Vpixbの連続数が等しい。具体的には、図7に示す例では、第1副画素Vpixaの連続数及び第2副画素Vpixbの連続数は2である。
図8は、実施形態1における画素Pix及び副画素Vpixの配置パターン例を示す図である。図8が示すように、1つの画素Pixが有する複数の副画素Vpixの色はそれぞれ異なる。また、実施形態1では、行列方向に隣接する副画素Vpixの色は、それぞれ異なる。具体的には、各副画素Vpixが有するカラーフィルタ66により形成される開口部76bの色領域が、隣り合う副画素Vpix同士でそれぞれ異なるよう、カラーフィルタ66の色領域が設けられている。すなわち、副画素Vpixの色の差異は、カラーフィルタ66の色領域の差異である。
パターン1−1では、複数の画素Pixは、赤(R)の副画素Vpixと緑(G)の副画素Vpixを有するRG画素と、青(B)の副画素Vpixと白(W)の副画素Vpixを有するBW画素とを含む。また、パターン1−1では、RG画素とBW画素とは、行列方向に沿って交互に配置されている。具体的には、RG画素は、例えば、行方向の一端側に位置する赤(R)の副画素Vpixと、行方向の他端側に位置する緑(G)の副画素Vpixを有する。また、BW画素は、例えば、行方向の一端側に位置する青(B)の副画素Vpixと、行方向の他端側に位置する白(W)の副画素Vpixを有する。一端側と他端側の副画素Vpixの色は逆であってもよい。
パターン1−2では、複数の画素Pixは、赤(R)の副画素Vpixと緑(G)の副画素Vpixを有するRG画素と、赤(R)の副画素Vpixと青(B)の副画素Vpixを有するBR画素と、緑(G)の副画素Vpixと青(B)の副画素Vpixを有するGB画素とを含む。また、パターン1−2では、行方向にRG画素、BR画素及びGB画素が周期的に配置されている。また、パターン1−2では、列方向にRG画素、BR画素及びGB画素のうち2つの画素が交互に配置されている。また、パターン1−2では、異なる色の副画素Vpixが行列方向に並ぶ。具体的には、BR画素は、例えば、行方向の一端側に位置する青(B)の副画素Vpixと、行方向の他端側に位置する赤(R)の副画素Vpixを有する。また、GB画素は、例えば、行方向の一端側に位置する緑(G)の副画素Vpixと、行方向の他端側に位置する青(B)の副画素Vpixを有する。一端側と他端側の副画素Vpixの色は逆であってもよい。
図8に示すパターン1−1及びパターン1−2の画素Pix及び副画素Vpixの配置例では、行方向及び列方向への繰り返し単位になる最低限の画素Pix及び副画素Vpixの配置単位を示している。すなわち、パターン1−1が採用された実施形態1の表示装置1では、行方向及び列方向にRG画素又はBW画素の一方、他方、一方、他方…となるように、RG画素とBW画素が交互に並ぶ。また、パターン1−2が採用された実施形態1の表示装置1では、行方向にRG画素、BR画素又はGB画素のうち1つ、他の1つ、残りの1つ、1つ、他の1つ、残りの1つ…となるように、RG画素、BR画素、GB画素が周期的に並ぶ。また、列方向にRG画素、BR画素又はGB画素のうち1つ、他の1つ、1つ、他の1つ、1つ…となるように、RG画素、BR画素、GB画素のうち2つの種類の画素Pixが周期的に並ぶ。このように、図8に示すパターン1−1及びパターン1−2は、列方向に1つの色のパターンを構成する副画素Vpixの数が2αである。
なお、副画素Vpixが取り得る色の全てが1つの画素Pixに含まれない場合、1つの画素Pixで画素信号に応じた再現が不可能な色成分を、当該色成分に対応する副画素Vpixを有する他の画素に割り当てるサブピクセルレンダリングが行われる。例えば、RG画素に対して青(B)の色成分を含む画素信号が入力された場合、当該青(B)の色成分が当該RG画素に隣接するBW画素のいずれか1つ以上に割り当てられる。
実施形態1で採用される画素Pix及び副画素Vpixの配置パターン、すなわち、カラーフィルタ66の色領域の配置パターンは、図8に示すパターン1−1又はパターン1−2のいずれか一方であってよいし、他のパターンであってもよい(後述)。
図9は、明暗を含む表示パターンの一例を示す図である。図9に示す表示パターンは、相対的に高輝度(例えば、(R,G,B)=(255,255,255))の画素信号が与えられる1つの画素Pixと、相対的に低輝度(例えば、(R,G,B)=(0,0,0))の画素信号が与えられる2つの画素Pixが行方向に周期的に並び、列方向に同一の画素信号が与えられる画素Pixが並ぶストライプ状の表示パターンである。図9では、表示パターンにおいて相対的に高輝度の画素信号が与えられる画素Pixの配置を白の矩形で示し、相対的に低輝度の画素信号が与えられる画素Pixの配置を黒の矩形で示している。以下の説明で参照する図10、図11、図13、図14における表示出力は、図9に示す表示パターンに対応する表示出力である。図10等では、図9における相対的に低輝度の画素信号が与えられる画素Pixが有する副画素Vpixを黒で塗りつぶしている。
図10は、図8のパターン1−1が示す画素Pix及び副画素Vpixの配置パターンを有する実施形態1の表示装置1で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。図11は、図8のパターン1−2が示す画素Pix及び副画素Vpixの配置パターンを有する実施形態1の表示装置で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。図9に示す表示パターンの場合、1カラム、すなわち、1画素分の幅に対応する2つの副画素Vpixが相対的に高い透過率で光を透過させる状態になる。また、当該2つの副画素Vpixに対して行方向に並ぶ2カラムに対応する4つの副画素Vpixが、当該2つの副画素Vpixを挟んだ行方向の一端側及び他端側で、相対的に低い透過率で光を透過させる(又は、透過させない)状態になる。図10及び図11では、x5,x6に位置する1つの画素Pixが有する2つの副画素Vpixが相対的に高い透過率で光を透過させる状態になっている。また、図10では、x2,x3,x4,x7,x8,x9に位置する副画素Vpixが相対的に低い透過率で光を透過させる(又は、透過させない)状態になっている。また、図11では、x2,x3,x8,x9に位置する副画素Vpixが相対的に低い透過率で光を透過させる(又は、透過させない)状態になっている。
図10及び図11では、列方向に並ぶ第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbの並びの1周期(4行)を破線P1で囲っている。図10において当該1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixaの色の種類及び数は、赤(R)、緑(G)、青(B)及び白(W)がそれぞれ1つずつである。また、図10において当該1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)、緑(G)、青(B)及び白(W)がそれぞれ1つずつである。
図11のようにx5,x6に位置する1カラムがGB画素とBR画素を含む画素列である場合、破線P1で示す1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixaの色の種類及び数は、赤(R)及び緑(G)がそれぞれ1つずつ、青(B)が2つである。また、当該1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)及び緑(G)がそれぞれ1つずつ、青(B)が2つである。
図示しないが、x5,x6に位置する1カラムがRG画素とBR画素を含む画素列である場合、1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)が2つ、緑(G)及び青(B)がそれぞれ1つずつである。また、x5,x6に位置する1カラムがRG画素とGB画素を含む画素列である場合、1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)及び青(B)がそれぞれ1つずつ、緑(G)が2つである。
なお、図11等、副画素Vpixの色が赤(R)、緑(G)、青(B)の3色である例では、相対的に高い透過率で光を透過させる1カラムの画素列における画素Pixに含まれない色の副画素Vpixであって、行方向の一端側及び他端側でそれぞれ当該1カラムと隣接する1つの当該色の副画素Vpix(隣接副画素)でも光を透過させている。これによって、相対的に高輝度の画素信号に対応する出力を行っている。例えば、隣接副画素はそれぞれ、相対的に高い透過率で光を透過させる1カラムの画素列における画素Pixの半分の光(半減光)を透過させるよう制御される。
図11のようにx4,x7に隣接画素の副画素Vpixが位置する場合、破線P1で示す1周期内で半減光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixaの色の種類及び数は、赤(R)及び緑(G)がそれぞれ2つずつである。また、当該1周期内で半減光を透過させる副画素Vpixのうち、第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)及び緑(G)がそれぞれ2つずつである。なお、実施形態1等、本発明の実施形態では1つの画素Pixが2つの副画素Vpixを有する構成としているため、サブピクセルレンダリングが行われるが、これに限られるものでない。1つの画素Pixが3つ以上の副画素Vpixを有していてもよい。また、1つの画素Pixが有する副画素Vpixで画素信号に応じた全ての色の再現が可能である場合、サブピクセルレンダリングは行わなくてもよい。
図示しないが、x5,x6に位置する1カラムがRG画素とBR画素を含む画素列である場合、1周期内で半減光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、緑(G)及び青(B)がそれぞれ2つずつである。また、x5,x6に位置する1カラムがRG画素とGB画素を含む画素列である場合、1周期内で半減光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)及び青(B)がそれぞれ2つずつである。
このように、パターン1−1及びパターン1−2が採用された実施形態1によれば、1周期内に含まれる第1副画素Vpixaの色の種類及び数と第2副画素Vpixbの色の種類及び数とが同じである。この均等性は、1カラムの範囲内(図3参照)であっても、2カラム以上の範囲内であっても成立する。
なお、実施形態1では、図10に示すように、パターン1−1では半減光を透過させる隣接副画素を設定していない。これは、x5,x6に位置する1カラム内に、赤(R)、緑(G)、青(B)が均等に含まれるためである。パターン1−1が採用された場合であっても、半減光を透過させる隣接副画素を設定してもよい。パターン1−1で半減光を透過させる隣接副画素を設定したとしても、1周期内に含まれる第1副画素Vpixaの色の種類及び数と第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、同じになる。
図12は、参考例における第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbの配置例を示す図である。図12に示す参考例では、y1,y3,y5,y7に位置する副画素Vpixは全て第1副画素Vpixaである。また、y2,y4,y6,y8に位置する副画素Vpixは全て第2副画素Vpixbである。このように、参考例では、列方向に第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbが交互に入れ替わっている。すなわち、参考例は、列方向に第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbが一周期を構成する副画素Vpixの数が2である。
図13は、図8のパターン1−1が示す画素Pix及び副画素Vpixの配置パターンを有する参考例の表示装置で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。図14は、図8のパターン1−2が示す画素Pix及び副画素Vpixの配置パターンを有する参考例の表示装置で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。図13及び図14では、図10及び図11と同様、x5,x6に位置する1つの画素Pixが有する2つの副画素Vpixが相対的に高い透過率で光を透過させる状態になっている。また、図13では、図10と同様、x2,x3,x4,x7,x8,x9に位置する副画素Vpixが相対的に低い透過率で光を透過させる(又は、透過させない)状態になっている。また、図14では、図10と同様、x2,x3,x8,x9に位置する副画素Vpixが相対的に低い透過率で光を透過させる(又は、透過させない)状態になっている。
図13において破線Pで示す1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixaの色の種類及び数は、赤(R)及び緑(G)がそれぞれ1つずつである。また、破線Pで示す1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、青(B)及び白(W)がそれぞれ1つずつである。
図14のようにx5,x6に位置する1カラムがRB画素とGR画素を含む画素列である場合、破線Pで示す1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixaの色の種類及び数は、赤(R)及び青(B)がそれぞれ1つずつである。また、破線Pで示す1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)及び緑(G)がそれぞれ1つずつである。また、図14のようにx4,x7に隣接画素の副画素Vpixが位置する場合、破線Pで示す1周期内で半減光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixaの色の種類及び数は、緑(G)が2つである。また、破線Pで示す1周期内で半減光を透過させる副画素Vpixのうち、第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、青(B)が2つである。
このように、列方向に第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbが交互に入れ替わっている参考例によれば、1周期内に含まれる第1副画素Vpixaの色の種類及び数と第2副画素Vpixbの色の種類及び数とが同じにならない。このため、参考例では、第1方向V1から見た場合と第2方向V2から見た場合で表示出力内容の色合いが違って見える。例えば、(R,G,B)=(255,255,255)のような白色になるはずの表示出力内容であっても、第1方向V1から見た場合、配向が第1方向V1により近い副画素Vpixの色がより強く現れる。同様に、第2方向V2から見た場合、配向が第2方向V2により近い副画素Vpixの色がより強く現れる。このように、参考例では視野角次第で意図しない色付きが発生してしまうことがある。特に、副画素Vpixの色としてパターン1−2が採用されている場合、単色の視野角ガンマがずれることにより、色付きが発生する。
これに対し、実施形態1では、1周期内に含まれる第1副画素Vpixaの色の種類及び数と第2副画素Vpixbの色の種類及び数とが同じである。このため、実施形態1では、視野角に関わらず、副画素Vpixの色の偏りが発生することを抑制することができる。すなわち、参考例で生じている色付きを、実施形態1では抑制することができる。以上説明したように、実施形態1によれば、このような色付きによるカラーシフトをより確実に抑制することができる。
また、パターン1−1が採用されることで、副画素Vpixの色を4色にすることができる。特に、白(W)の副画素Vpixによってより高い輝度を確保しやすくなる。また、半減光を透過させる隣接副画素が必ずしも必要ないため、画素Pixの透過率制御をよりシンプルにすることができる。
また、パターン1−2が採用されることで、副画素Vpixの色を3色にすることができる。特に、当該3色を赤(R)、緑(G)、青(B)とすることで、一般的なRGB色空間に基づいた表示出力により簡便に対応することができる。
(実施形態2)
次に、実施形態2に係る表示装置について説明する。実施形態2に係る表示装置の説明では、実施形態1に係る表示装置と同様の構成について同じ符号を付して説明を省略することがある。
図15は、実施形態2における第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbの配置例を示す図である。図15等では、m行×n列に並ぶ副画素Vpixのうち、行方向に並ぶ8つの副画素Vpixの位置を示す座標として、行方向の一端側からx1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8を付している。後述する図17等では、行方向に並ぶ8つの副画素Vpixの位置を示す座標として、行方向の一端側からx2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9を付している。また、列方向に並ぶ8つの副画素Vpixの位置を示す座標として、列方向の一端側からy1,y2,y3,y4,y5,y6,y7,y8,y9,y10,y11,y12を付している。
実施形態2では、例えば、図15に示すように、y1,y2,y3,y7,y8,y9に位置する副画素Vpixは全て第1副画素Vpixaである。また、y4,y5,y6,y10,y11,y12に位置する副画素Vpixは全て第2副画素Vpixbである。このように、図15に示す例では、列方向に第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbが一周期を構成する副画素Vpixの数が6αである。図15に示す例では、α=1である。また、実施形態2では、一周期内で列方向の一端側から数えた場合における第1副画素Vpixaの連続数と第2副画素Vpixbの連続数が3βである。図15に示す例では、β=1である。ここで、βは自然数である。
図16は、実施形態2における画素Pix及び副画素Vpixの配置パターン例を示す図である。図16に示すパターン2−1及びパターン2−2の画素Pix及び副画素Vpixの配置例では、図8に示すパターン1−1及びパターン1−2の画素Pix及び副画素Vpixの配置例と同様、行方向及び列方向への繰り返し単位になる最低限の画素Pix及び副画素Vpixの配置単位を示している。すなわち、図16に示すパターン2−1及びパターン2−2は、列方向に1つの色のパターンを構成する副画素Vpixの数が3αである。
実施形態2のパターン2−1は、実施形態1のパターン1−2と同様、赤(R)の副画素Vpixと緑(G)の副画素Vpixを有するRG画素と、赤(R)の副画素Vpixと青(B)の副画素Vpixを有するBR画素と、緑(G)の副画素Vpixと青(B)の副画素Vpixを有するGB画素とを含む。また、パターン2−1では、行列方向にRG画素、BR画素及びGB画素が周期的に配置され、異なる色の副画素Vpixが行列方向に並ぶ。具体的には、パターン2−1では、例えば図16に示すように、行方向及び列方向にRG画素、BR画素、GB画素、RG画素、BR画素、GB画素…となるように、RG画素、BR画素、GB画素の順番で並ぶ周期を繰り返すことで、異なる色の副画素Vpixが行列方向に並ぶようになっている。実施形態2でも、実施形態1と同様、1つの画素Pixが2つの副画素Vpixを有する構成としている場合、サブピクセルレンダリングが行われる。
実施形態2のパターン2−2は、パターン2−1と異なり、赤(R)の副画素Vpixと緑(G)の副画素Vpixを有するRG画素と、赤(R)の副画素Vpixと青(B)の副画素Vpixを有するRB画素と、緑(G)の副画素Vpixと青(B)の副画素Vpixを有するBG画素とを含む。具体的には、RG画素は、例えば、行方向の一端側に位置する赤(R)の副画素Vpixと、行方向の他端側に位置する緑(G)の副画素Vpixを有する。また、RB画素は、例えば、行方向の一端側に位置する赤(R)の副画素Vpixと、行方向の他端側に位置する青(B)の副画素Vpixを有する。また、BG画素は、例えば、行方向の一端側に位置する青(B)の副画素Vpixと、行方向の他端側に位置する緑(G)の副画素Vpixを有する。一端側と他端側の副画素Vpixの色は逆であってもよい。
パターン2−2では、行方向にRG画素、BR画素及びBG画素が周期的に配置され、赤(R)の副画素Vpix、緑(G)の副画素Vpix及び青(B)の副画素Vpixのうち2つの色の副画素Vpixが列方向に2つ連続する。具体的には、パターン2−2では、例えば図16に示すように、行方向及び列方向にRG画素、BG画素、RB画素、RG画素、BG画素、RB画素…となるように、RG画素、BG画素、RB画素の順番で並ぶ周期を繰り返すことで、赤(R)、緑(G)の副画素Vpixが列方向に2つ連続するようになっている。
図17は、図16のパターン2−1が示す画素Pix及び副画素Vpixの配置パターンを有する実施形態2の表示装置で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。図18は、図16のパターン2−2が示す画素Pix及び副画素Vpixの配置パターンを有する実施形態2の表示装置で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。図17、図18に示す各画素Pixの光の透過率は、図10、図11と同様である。
図17及び図18では、列方向に並ぶ第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbの並びの1周期(6行)を破線P2で囲っている。図17及び図18において当該1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)、緑(G)及び青(B)がそれぞれ2つずつである。また、図17において当該1周期内で半減光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)、緑(G)及び青(B)がそれぞれ2つずつである。また、図18において当該1周期内で半減光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)、緑(G)及び青(B)がそれぞれ1つずつである。
このように、パターン2−1及びパターン2−2が採用された実施形態2によれば、1周期内に含まれる第1副画素Vpixaの色の種類及び数と第2副画素Vpixbの色の種類及び数とが同じである。この均等性は、1カラムの範囲内(図3参照)であっても、2カラム以上の範囲内であっても成立する。
以上、特筆した特徴を除いて、実施形態2に係る表示装置は、実施形態1に係る表示装置と同様である。
実施形態2によれば、実施形態1と同様、1周期内に含まれる第1副画素Vpixaの色の種類及び数と第2副画素Vpixbの色の種類及び数とが同じである。このため、参考例で生じている色付きを、実施形態2によっても抑制することができる。以上説明したように、実施形態2によれば、このような色付きによるカラーシフトをより確実に抑制することができる。
また、パターン2−1又はパターン2−2が採用されることで、副画素Vpixの色を3色にすることができる。特に、当該3色を赤(R)、緑(G)、青(B)とすることで、一般的なRGB色空間に基づいた表示出力により簡便に対応することができる。また、パターン2−1が採用されることで、列方向に並ぶ副画素Vpixの色が連続することを抑制することができる。また、パターン2−2が採用されることで、3色全てで副画素Vpixの色が斜め方向に連続することを抑制することができる。
なお、図16を参照して説明したパターン2−1は、図7を参照して説明した実施形態1における第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbの配置と組み合わせて用いることができる。ただし、この場合、α=2(12行周期)である。
図19は、図16のパターン2−1が示す画素Pix及び副画素Vpixの配置パターンを有する実施形態1の表示装置で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。図19では、列方向に並ぶ第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbの並びの1周期(12行)を破線P2aで囲っている。図19において当該1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)、緑(G)及び青(B)がそれぞれ4つずつである。また、図19において当該1周期内で半減光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)、緑(G)及び青(B)がそれぞれ4つずつである。
このように、パターン2−1が採用された実施形態1によれば、1周期内に含まれる第1副画素Vpixaの色の種類及び数と第2副画素Vpixbの色の種類及び数とが同じである。この均等性は、1カラムの範囲内(図3参照)であっても、2カラム以上の範囲内であっても成立する。従って、図19に示す例でも、カラーシフトをより確実に抑制することができる。
図20は、図16のパターン2−2が示す画素及び副画素の配置パターンを有する実施形態2の表示装置で図12に示す第1副画素と第2副画素の配置例が採用された表示装置で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。パターン2−2は、例えば図20に示すように、図12を参照して説明した第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbの配置と組み合わせて用いることができる。この場合、列方向に1つの色のパターンを構成する副画素Vpixの数が3αである。また、この場合、列方向に第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbが一周期を構成する副画素Vpixの数が6αである。また、この場合、一周期内で列方向の一端側から数えた場合における第1副画素Vpixaの連続数と第2副画素Vpixbの連続数が3βよりも小さい数(例えば、1)である。この場合、1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)、緑(G)及び青(B)がそれぞれ2αずつである。また、当該1周期内で半減光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)、緑(G)及び青(B)がそれぞれ2αずつである。
(実施形態3)
次に、実施形態3に係る表示装置について説明する。実施形態3に係る表示装置の説明では、実施形態1に係る表示装置と同様の構成について同じ符号を付して説明を省略することがある。
図21は、実施形態3における第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbの配置の一例を示す図である。図22は、実施形態3における第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbの配置の別の一例を示す図である。図21等では、m行×n列に並ぶ副画素Vpixのうち、行方向に並ぶ8つの副画素Vpixの位置を示す座標として、行方向の一端側からx1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8を付している。後述する図24等では、行方向に並ぶ8つの副画素Vpixの位置を示す座標として、行方向の一端側からx2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9を付している。また、列方向に並ぶ8つの副画素Vpixの位置を示す座標として、列方向の一端側からy1,y2,y3,y4,y5,y6,y7,y8を付している。
図21に示す例では、y1,y2,y3,y4に位置する副画素Vpixは全て第1副画素Vpixaであり、y5,y6,y7,y8に位置する副画素Vpixは全て第2副画素Vpixbである。図22に示す例では、y1,y3,y4,y6に位置する副画素Vpixは全て第1副画素Vpixaであり、y2,y5,y7,y8に位置する副画素Vpixは全て第2副画素Vpixbである。このように、図21及び図22に示す例では、実施形態1と同様、列方向に第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbが一周期を構成する副画素Vpixの数が4αである。ただし、図21及び図22に示す例では、α=2(8行周期)である。
実施形態3では、実施形態1と同様、一周期内で列方向の一端側から数えた場合における第1副画素Vpixaの連続数と第2副画素Vpixbの連続数が等しい。具体的には、図21に示す例では、第1副画素Vpixaの連続数及び第2副画素Vpixbの連続数は4である。また、図22に示す例では、第1副画素Vpixaの連続数及び第2副画素Vpixbの連続数は2(又は、1)である。
図23は、実施形態3における画素Pix及び副画素Vpixの配置パターン例を示す図である。図23に示すパターン3の画素Pix及び副画素Vpixの配置例では、図8に示すパターン1−1の画素Pix及び副画素Vpixの配置例等と同様、行方向及び列方向への繰り返し単位になる最低限の画素Pix及び副画素Vpixの配置単位を示している。すなわち、図23に示すパターン3は、列方向に1つの色のパターンを構成する副画素Vpixの数が2αである。ここで、αは自然数である。
実施形態3のパターン3は、実施形態1のパターン1−2と同様、RG画素と、BR画素と、GB画素とを含む。また、パターン3では、行方向にRG画素、BR画素及びGB画素が周期的に配置され、列方向にRG画素、BR画素及びGB画素のうち2つの画素Pixが残り1つの画素Pixを間に挟んで周期的に配置されている。具体的には、パターン3では、例えば図23に示すように、行方向にRG画素、BR画素、GB画素、RG画素、BR画素、GB画素…となるように、RG画素、BR画素、GB画素の順番で並ぶ周期を繰り返すことで、異なる色の副画素Vpixが行方向に並ぶようになっている。また、図23に示す例では、列方向の一端側から数えて偶数列目の画素行における画素Pixの配置が同じになっている。これによって、偶数列目の画素行を「残り1つの画素Pix」として、奇数列目の画素行に配置されているRG画素、BR画素及びGB画素のうち2つの画素Pixが当該残り1つの画素Pixを間に挟む周期性を形成している。実施形態3でも、実施形態1,2と同様、1つの画素Pixが2つの副画素Vpixを有する構成としている場合、サブピクセルレンダリングが行われる。
図24は、図23のパターン3が示す画素Pix及び副画素Vpixの配置パターンを有する実施形態3の表示装置の一例(図21)で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。図25は、図23のパターン3が示す画素Pix及び副画素Vpixの配置パターンを有する実施形態3の表示装置の別の一例(図22)で図9の表示パターンに対応した表示出力を行った場合の例を示す模式図である。図24、図25に示す各画素Pixの光の透過率は、図10、図11と同様である。
図24及び図25では、列方向に並ぶ第1副画素Vpixaと第2副画素Vpixbの並びの1周期(8行)を破線P3で囲っている。図24及び図25のように、列方向の一端側から数えて偶数列目の画素行においてx5,x6に位置する画素PixがRG画素である場合、当該1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)及び緑(G)がそれぞれ3つずつ、青(B)が2つである。また、この場合、当該1周期内で半減光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)及び緑(G)がそれぞれ2つずつ、青(B)が4つである。
図示しないが、列方向の一端側から数えて偶数列目の画素行においてx5,x6に位置する画素PixがBR画素である場合、当該1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)及び青(B)がそれぞれ3つずつ、緑(G)が2つである。また、この場合、当該1周期内で半減光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、赤(R)及び青(B)がそれぞれ2つずつ、緑(G)が4つである。また、列方向の一端側から数えて偶数列目の画素行においてx5,x6に位置する画素PixがGB画素である場合、当該1周期内で相対的に高い透過率で光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、緑(G)及び青(B)がそれぞれ3つずつ、赤(R)が2つである。また、この場合、当該1周期内で半減光を透過させる副画素Vpixのうち、第1副画素Vpixa及び第2副画素Vpixbの色の種類及び数は、緑(G)及び青(B)がそれぞれ2つずつ、赤(R)が4つである。
このように、パターン3が採用された実施形態3によれば、1周期内に含まれる第1副画素Vpixaの色の種類及び数と第2副画素Vpixbの色の種類及び数とが同じである。この均等性は、1カラムの範囲内(図3参照)であっても、2カラム以上の範囲内であっても成立する。
以上、特筆した特徴を除いて、実施形態3に係る表示装置は、実施形態1に係る表示装置と同様である。
実施形態3によれば、実施形態1と同様、1周期内に含まれる第1副画素Vpixaの色の種類及び数と第2副画素Vpixbの色の種類及び数とが同じである。このため、参考例で生じている色付きを、実施形態3によっても抑制することができる。以上説明したように、実施形態3によれば、このような色付きによるカラーシフトをより確実に抑制することができる。
また、パターン3が採用されることで、副画素Vpixの色を3色にすることができる。特に、当該3色を赤(R)、緑(G)、青(B)とすることで、一般的なRGB色空間に基づいた表示出力により簡便に対応することができる。また、パターン3が採用されることで、列方向に並ぶ副画素Vpixの色が連続することを抑制することができる。
なお、αは1又は2に限られるものでない。また、βは1に限られるものでない。α,βは、自然数であればよい。
また、実施形態の説明における行方向と列方向の関係は、あくまで一方向と他方向の一例であってこれに限られるものでなく、逆であってもよい。
また、実施形態では、第1の色、第2の色、第3の色、第4の色として、赤(R)、緑(G)、青(B)、白(W)を例示しているが、第1の色、第2の色、第3の色、第4の色はこの例が示す色に限られるものでなく、適宜変更可能である。例えば、第1の色、第2の色、第3の色は、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)であってもよい。また、赤(R)、緑(G)、青(B)である第1の色、第2の色、第3の色と組み合わせられる第4の色として、イエロー(Y)を採用してもよい。
また、実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
1 表示装置
2 表示部
6 バックライト
11 ガラス基板
21 表示エリア部
22A 第1垂直ドライバ
22B 第2垂直ドライバ
24 走査線
25 信号線
54 液晶層
60 画素基板
64 対向基板
66 カラーフィルタ
72 画素電極
90 半導体層
LC 液晶素子
com 共通電極
Pix 画素
Vpix 副画素
V1 第1方向
V2 第2方向
Vpixa 第1副画素
Vpixb 第2副画素

Claims (9)

  1. 複数の画素が行列方向に配置されている表示面を有する表示部を備える表示装置であって、
    1つの画素は、複数の副画素を有し、
    1つの画素が有する前記複数の副画素の色はそれぞれ異なり、
    副画素は、電極の開口部の長手方向が第1方向である第1副画素と、電極の開口部の長手方向が第2方向である第2副画素とを含み、
    前記第1方向と前記第2方向は、前記表示面に沿い、かつ、行列方向と異なる方向であり、
    前記行列方向のうち一方向である第3方向に並ぶ副画素は前記第1副画素又は前記第2副画素であり、
    前記行列方向のうち他方向である第4方向に1つの色のパターンを構成する副画素の数が2αであり、
    前記第4方向に並ぶ前記第1副画素と前記第2副画素が一周期を構成する副画素の数が4αであり、
    前記一周期内で前記第4方向の一端側から数えた場合に前記第1副画素が奇数番目にある数、前記第1副画素が偶数番目にある数、前記第2副画素が奇数番目にある数及び前記第2副画素が偶数番目にある数が等しく、
    αは自然数であり、
    前記1つの画素は、前記第3方向に並ぶ2つの副画素を有し、
    前記複数の画素は、第1の色の副画素と第2の色の副画素を有する第1画素と、第3の色の副画素と第4の色の副画素を有する第2画素とを含み、
    前記第1画素と前記第2画素とは、前記行列方向に沿って交互に配置されている
    表示装置。
  2. 複数の画素が行列方向に配置されている表示面を有する表示部を備える表示装置であって、
    1つの画素は、複数の副画素を有し、
    1つの画素が有する前記複数の副画素の色はそれぞれ異なり、
    副画素は、電極の開口部の長手方向が第1方向である第1副画素と、電極の開口部の長手方向が第2方向である第2副画素とを含み、
    前記第1方向と前記第2方向は、前記表示面に沿い、かつ、行列方向と異なる方向であり、
    前記行列方向のうち一方向である第3方向に並ぶ副画素は前記第1副画素又は前記第2副画素であり、
    前記行列方向のうち他方向である第4方向に1つの色のパターンを構成する副画素の数が2αであり、
    前記第4方向に並ぶ前記第1副画素と前記第2副画素が一周期を構成する副画素の数が4αであり、
    前記一周期内で前記第4方向の一端側から数えた場合に前記第1副画素が奇数番目にある数、前記第1副画素が偶数番目にある数、前記第2副画素が奇数番目にある数及び前記第2副画素が偶数番目にある数が等しく、
    αは自然数であり、
    前記1つの画素は、前記第3方向に並ぶ2つの副画素を有し、
    前記複数の画素は、第1の色の副画素と第2の色の副画素を有する第1画素と、第1の色の副画素と第3の色の副画素を有する第2画素と、前記第2の色の副画素と前記第3の色の副画素を有する第3画素とを含み、
    前記第3方向に前記第1画素、前記第2画素及び前記第3画素が周期的に配置され、
    前記第4方向に前記第1画素、前記第2画素及び前記第3画素のうち2つの画素が交互に配置され、
    異なる色の副画素が前記行列方向に並ぶ
    表示装置。
  3. 複数の画素が行列方向に配置されている表示面を有する表示部を備える表示装置であって、
    1つの画素は、複数の副画素を有し、
    1つの画素が有する前記複数の副画素の色はそれぞれ異なり、
    副画素は、電極の開口部の長手方向が第1方向である第1副画素と、電極の開口部の長手方向が第2方向である第2副画素とを含み、
    前記第1方向と前記第2方向は、前記表示面に沿い、かつ、行列方向と異なる方向であり、
    前記行列方向のうち一方向である第3方向に並ぶ副画素は前記第1副画素又は前記第2副画素であり、
    前記行列方向のうち他方向である第4方向に1つの色のパターンを構成する副画素の数が2αであり、
    前記第4方向に並ぶ前記第1副画素と前記第2副画素が一周期を構成する副画素の数が4αであり、
    前記一周期内で前記第4方向の一端側から数えた場合に前記第1副画素が奇数番目にある数、前記第1副画素が偶数番目にある数、前記第2副画素が奇数番目にある数及び前記第2副画素が偶数番目にある数が等しく、
    αは自然数で、かつ、2の倍数であり、
    前記1つの画素は、前記第3方向に並ぶ2つの副画素を有し、
    前記複数の画素は、第1の色の副画素と第2の色の副画素を有する第1画素と、第1の色の副画素と第3の色の副画素を有する第2画素と、前記第2の色の副画素と前記第3の色の副画素を有する第3画素とを含み、
    前記第3方向に前記第1画素、前記第2画素及び前記第3画素が周期的に配置され、
    前記第4方向に前記第1画素、前記第2画素及び前記第3画素のうち2つの画素が残り1つの画素を間に挟んで周期的に配置されている
    表示装置。
  4. 一周期内で前記第4方向の一端側から数えた場合における前記第1副画素の連続数と前記第2副画素の連続数が等しい
    請求項1からのいずれか一項に記載の表示装置。
  5. 前記第1副画素の連続数及び前記第2副画素の連続数は2である
    請求項に記載の表示装置。
  6. 前記第1副画素の連続数及び前記第2副画素の連続数は4である
    請求項に記載の表示装置。
  7. 複数の画素が行列方向に配置されている表示面を有する表示部を備える表示装置であって、
    1つの画素は、複数の副画素を有し、
    1つの画素が有する前記複数の副画素の色はそれぞれ異なり、
    副画素は、電極の開口部の長手方向が第1方向である第1副画素と、電極の開口部の長手方向が第2方向である第2副画素とを含み、
    前記第1方向と前記第2方向は、前記表示面に沿い、かつ、行列方向と異なる方向であり、
    前記行列方向のうち一方向である第3方向に並ぶ副画素は前記第1副画素又は前記第2副画素であり、
    前記行列方向のうち他方向である第4方向に1つの色のパターンを構成する副画素の数が3αであり、
    前記第4方向に並ぶ前記第1副画素と前記第2副画素が一周期を構成する副画素の数が6αであり、
    前記一周期内で前記第4方向の一端側から数えた場合における前記第1副画素の連続数と前記第2副画素の連続数が3βであり、
    α,βは自然数であり、
    前記1つの画素は、前記第3方向に並ぶ2つの副画素を有し、
    前記複数の画素は、第1の色の副画素と第2の色の副画素を有する第1画素と、第1の色の副画素と第3の色の副画素を有する第2画素と、前記第2の色の副画素と前記第3の色の副画素を有する第3画素とを含み、
    前記行列方向に前記第1画素、前記第2画素及び前記第3画素が周期的に配置され、
    異なる色の副画素が前記行列方向に並ぶ
    表示装置。
  8. 複数の画素が行列方向に配置されている表示面を有する表示部を備える表示装置であって、
    1つの画素は、複数の副画素を有し、
    1つの画素が有する前記複数の副画素の色はそれぞれ異なり、
    副画素は、電極の開口部の長手方向が第1方向である第1副画素と、電極の開口部の長手方向が第2方向である第2副画素とを含み、
    前記第1方向と前記第2方向は、前記表示面に沿い、かつ、行列方向と異なる方向であり、
    前記行列方向のうち一方向である第3方向に並ぶ副画素は前記第1副画素又は前記第2副画素であり、
    前記行列方向のうち他方向である第4方向に1つの色のパターンを構成する副画素の数が3αであり、
    前記第4方向に並ぶ前記第1副画素と前記第2副画素が一周期を構成する副画素の数が6αであり、
    前記一周期内で前記第4方向の一端側から数えた場合における前記第1副画素の連続数と前記第2副画素の連続数が3βであり、
    α,βは自然数であり、
    前記1つの画素は、前記第3方向に並ぶ2つの副画素を有し、
    前記複数の画素は、第1の色の副画素と第2の色の副画素を有する第1画素と、第1の色の副画素と第3の色の副画素を有する第2画素と、前記第2の色の副画素と前記第3の色の副画素を有する第3画素とを含み、
    前記第3方向に前記第1画素、前記第2画素及び前記第3画素が周期的に配置され、
    前記第1の色の副画素、前記第2の色の副画素及び前記第3の色の副画素のうち2つの色の副画素は、前記第4方向に2つ連続する
    表示装置。
  9. 前記表示部は、対向する2つの基板のうち一方の基板に設けられた電極に与えられる電位に基づいて、当該2つの基板の間に設けられた液晶層の液晶分子を回転させる液晶パネルを有し、
    前記液晶分子は、前記2つの基板と平行な面内で回転し、
    前記第1副画素の前記液晶分子の初期配向は前記第1方向に沿い、
    前記第2副画素の前記液晶分子の初期配向は前記第2方向に沿う
    請求項1からのいずれか一項に記載の表示装置。
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