KR101344641B1

KR101344641B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR101344641B1
Application number: KR1020127010551A
Authority: KR
Inventors: 도시오 후지이
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2013-12-26
Also published as: CN102576165B; EP2485083A4; KR20120055741A; BR112012007108A2; JP5329671B2; JPWO2011040370A1; EP2485083A1; US8692960B2; US20120188480A1; WO2011040370A1; CN102576165A; RU2499289C1

Abstract

본 발명은, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 황색(Y)의 4원색으로 표시를 행하는 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 액정 표시 장치(100)는, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B) 및 황색 서브 화소(Y)를 갖는 화소(P)를 포함한다. 황색 서브 화소(Y)의 색도는, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G) 및 청색 서브 화소(B)의 색도를 연결한 삼각형의 외측에 있다. 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B) 및 황색 서브 화소(Y) 각각의 개구 면적 S_R, S_G, S_B, S_Y 및 적색 컬러 필터(CR), 녹색 컬러 필터(CG), 청색 컬러 필터(CB) 및 황색 컬러 필터(CY) 각각의 투과율 T_R, T_G, T_B, T_Y는, T_Y>[(S_R+S_G+S_B+S_Y)(T_R+T_G+T_B)-3(S_R×T_R+S_G×T_G+S_B×T_B)]/3S_Y의 관계를 만족한다. 본 발명에 의하면, 색 재현 범위를 확대함과 함께 컬러 필터층의 투과율의 저하를 억제할 수 있다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는 4원색으로 표시를 행하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는, 경량, 박형 및 저소비 전력 등의 이점을 갖고 있으며, 휴대 전화 표시부 등의 소형의 표시 장치로서 뿐만 아니라 대형 텔레비전으로서도 이용되고 있다. 현재, 널리 이용되고 있는 컬러 액정 표시 장치에서는, 1개의 화소는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 광의 삼원색에 대응하는 서브 화소로 구성되어 있고, 전형적으로, 적색, 녹색 및 청색의 차이는 컬러 필터에 의해 실현되고 있다.

일반적으로, 색 재현 범위를 확대하기 위해서, 컬러 필터 내의 안료의 농도가 증가 된다. 그러나, 안료의 농도가 증가하면, 컬러 필터층의 투과율이 저하되어 버리므로, 고휘도를 실현할 수 없게 된다.

최근 들어, 일반적인 3원색의 표시 장치와는 상이하게, 4원색 이상의 다원색을 가법 혼색하는 표시 장치가 제안되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 내지 3 참조). 이렇게 4개 이상의 원색을 사용해서 표시를 행하는 표시 장치는 다원색 표시 장치라고도 불린다. 다원색 표시 장치로는, 비교적 간단하게 색 재현 범위를 확대시킬 수 있다.

미국 특허 제7268757호 명세서 국제 공개 2007/034770호 국제 공개 2007/148519호

그러나, 다원색 표시 장치라도 색 재현 범위를 단순하게 확대시키면, 컬러 필터층의 투과율이 저하해버려, 고휘도를 실현할 수 없게 된다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 색 재현 범위를 확대함과 함께 컬러 필터층의 투과율의 저하를 억제한 액정 표시 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명에 의한 액정 표시 장치는, 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 청색 서브 화소 및 황색 서브 화소를 갖는 화소를 포함하는 액정 표시 장치이며, 백라이트와, 액정 패널을 구비하고 있고, 상기 액정 패널은, 상기 적색 서브 화소에 대응하는 적색 컬러 필터와, 상기 녹색 서브 화소에 대응하는 녹색 컬러 필터와, 상기 청색 서브 화소에 대응하는 청색 컬러 필터와, 상기 황색 서브 화소에 대응하는 황색 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터층을 갖고 있으며, 상기 황색 서브 화소의 색도는 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소 및 상기 청색 서브 화소의 색도를 연결한 삼각형의 외측에 있고, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 상기 청색 서브 화소 및 상기 황색 서브 화소 각각의 개구 면적 S_R, S_G, S_B, S_Y 및 상기 적색 컬러 필터, 상기 녹색 컬러 필터, 상기 청색 컬러 필터 및 상기 황색 컬러 필터 각각의 투과율 T_R, T_G, T_B, T_Y는, T_Y>[(S_R+S_G+S_B+S_Y)(T_R+T_G+T_B)-3(S_R×T_R+S_G×T_G+S_B×T_B)]/3S_Y의 관계를 만족한다.

어떤 실시 형태에 있어서, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 상기 청색 서브 화소 및 상기 황색 서브 화소 중 적어도 하나의 개구 면적은, 다른 서브 화소 중 어느 하나의 서브 화소의 개구 면적과는 상이하다.

어떤 실시 형태에 있어서, 상기 적색 서브 화소의 개구 면적은, 상기 녹색 서브 화소 및 상기 황색 서브 화소의 개구 면적보다도 크고, 상기 청색 서브 화소의 개구 면적은, 상기 녹색 서브 화소 및 상기 황색 서브 화소의 개구 면적보다도 크다.

어떤 실시 형태에 있어서, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 상기 청색 서브 화소 및 상기 황색 서브 화소의 개구 면적은 서로 대략 동등하다.

어떤 실시 형태에 있어서, 상기 황색 컬러 필터의 투과율은, 상기 적색 컬러 필터, 상기 녹색 컬러 필터 및 상기 청색 컬러 필터의 투과율의 상가 평균보다도 높다.

본 발명에 따르면, 색 재현 범위를 확대함과 함께 컬러 필터층의 투과율의 저하를 억제한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1의 (a)는 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 실시 형태의 모식도이며, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 액정 표시 장치에 있어서의 액정 패널의 모식도다.
도 2는 도 1에 도시한 액정 표시 장치에 있어서의 각 컬러 필터의 투과 스펙트럼을 도시하는 그래프다.
도 3은 도 1에 도시한 액정 표시 장치에 있어서의 각 서브 화소의 색도를 도시하는 xy 색도도다.
도 4의 (a)는 비교예의 액정 표시 장치의 모식도이며, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)의 액정 표시 장치에 있어서의 액정 패널의 모식도다.
도 5의 (a)는 도 1에 도시한 액정 표시 장치와 비교예의 액정 표시 장치의 색 재현 범위를 비교한 색도도이며, 도 5의 (b)는 도 1에 도시한 액정 표시 장치와 비교예의 액정 표시 장치에 있어서의 NTSC비 및 투과율을 도시한 그래프다.
도 6은 본 발명에 의한 액정 표시 장치가 다른 실시 형태에 있어서의 액정 패널의 모식도다.
도 7의 (a)는 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 또 다른 실시 형태의 모식도이며, 도 7의 (b)는 상기 액정 표시 장치에 있어서의 액정 패널의 모식도다.
도 8은 도 7에 도시한 액정 표시 장치에 있어서의 백라이트의 출사 스펙트럼을 나타내는 그래프다.
도 9의 (a)는 도 7에 도시한 액정 표시 장치와 비교예의 액정 표시 장치의 색 재현 범위를 비교한 xy 색도도이며, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 일부 확대도다.
도 10은 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 또 다른 실시 형태에 있어서의 액정 패널의 모식도다.
도 11의 (a), 도 11의 (b) 및 도 11의 (c)는 각각 도 1 및 도 7에 도시한 액정 표시 장치의 액정 패널에 있어서의 액정 분자의 배향 방위를 도시하는 모식도다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 실시 형태를 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 1의 (a)에, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)의 모식도를 도시한다. 액정 표시 장치(100)는, 액정 패널(200)과, 백라이트(300)를 구비하고 있다. 액정 패널(200)은, 배면 기판(220)과, 전면 기판(240)과, 배면 기판(220)과 전면 기판(240)과의 사이에 설치된 액정층(260)과, 컬러 필터층(280)을 갖고 있다. 여기에서는, 배면 기판(220)은, 절연 기판(222)과, 화소 전극(224)과, 제1 배향막(226)을 갖고 있다. 또한, 전면 기판(240)은, 절연 기판(242)과, 대향 전극(244)과, 제2 배향막(246)을 갖고 있다. 또한, 여기서는, 컬러 필터층(280)은 전면 기판(240)의 절연 기판(242)과 대향 전극(244)과의 사이에 설치되어 있다.

배면 기판(220) 및 전면 기판(240)에는 도시하지 않은 편광판이 설치되어 있고, 편광판의 투과축은 크로스니콜의 관계를 갖고 있다. 예를 들어, 배면 기판(220)에는 도시하지 않은 배선, 절연층 등이 형성되어 있다. 액정층(260)의 두께는 거의 일정하다.

도 1의 (b)에, 액정 패널(200)의 모식도를 도시한다. 액정 패널(200)에는, 복수의 행 및 복수의 열의 매트릭스 형상으로 배열로 된 복수의 화소(P)가 설치되어 있다. 각 화소(P)는 화소 전극(124)에 의해 규정된다. 각 화소(P)는, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B) 및 황색 서브 화소(Y)를 갖고 있다. 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B) 및 황색 서브 화소(Y)는 행 방향(x 방향)으로 배열되어 있고, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B) 및 황색 서브 화소(Y)의 휘도는 독립적으로 제어 가능하다. 이와 같이, 액정 패널(200)은 4개의 원색, 즉, 적색, 녹색, 청색 및 황색으로 표시를 행한다.

액정 패널(200)은 투과형이며, 액정 패널(200)에 있어서 각 서브 화소(R, G, B, Y)는 투과 영역을 갖고 있다. 백라이트(300)로부터 출사된 광은 액정 패널(200)에 있어서 변조되어, 원하는 화상이 표시된다. 또한, 여기에서는, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B) 및 황색 서브 화소(Y)의 투과 영역(개구 면적)은 서로 거의 동등하다.

컬러 필터층(280)은, 적색 서브 화소(R)에 대응하는 적색 컬러 필터(CR)와, 녹색 서브 화소(G)에 대응하는 녹색 컬러 필터(CG)와, 청색 서브 화소(B)에 대응하는 청색 컬러 필터(CB)와, 황색 서브 화소(Y)에 대응하는 황색 컬러 필터(CY)를 갖고 있다. 컬러 필터층(280)은, 예를 들어 컬러 포토 레지스트막에 대하여 포토레지스트 처리를 행함으로써 제작된다.

또한, 액정 패널(200)에는, 3원색의 표시 장치에 대응한 입력 영상 신호의 변환을 행하는 다원색 변환부(도시하지 않음)가 설치되어도 좋다. 다원색 변환부는, 입력 영상 신호의 계조 레벨을 액정 패널(200)에 대응하는 계조 레벨로 변환한다. 다원색 변환부는, 예를 들어 입력 영상 신호에 나타난 3원색의 계조 레벨을 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소의 계조 레벨로 변환하기 위한 룩업 테이블을 가져도 좋다.

백라이트(300)는, 청색 발광, 적색·녹색 형광 타입의 LED를 포함하고 있다. 출사 스펙트럼에 있어서, 청색에 대응하는 방사 강도의 피크는 녹색 및 적색에 대응하는 방사 강도보다도 높고, 녹색에 대응하는 방사 강도의 피크는 적색에 대응하는 방사 강도보다도 높다.

도 2에, 적색, 녹색, 청색 및 황색 컬러 필터(CR, CG, CB, CY)의 투과 스펙트럼을 도시한다. 도 2에서는, 적색, 녹색, 청색 및 황색 컬러 필터(CR, CG, CB, CY)의 투과 스펙트럼을 각각 CR, CG, CB, CY로 나타내고 있다. 청색 컬러 필터(CB)의 투과 스펙트럼은 파장 450㎚ 부근에서 피크를 나타낸다. 녹색 컬러 필터(CG)의 투과 스펙트럼은 파장 530㎚ 부근에서 피크를 나타낸다. 또한, 황색 컬러 필터(CY)는 파장 550㎚ 이상 700㎚ 이하에서 90％ 이상의 투과율을 나타내고, 적색 컬러 필터(CR)는 파장 610㎚ 이상 700㎚ 이하에서 90％ 이상의 투과율을 나타낸다. 이러한 투과 스펙트럼은 분광 광도계를 사용하여 측정된다.

도 3에, 액정 표시 장치(100)에 있어서의 각 서브 화소의 색도를 나타낸 xy 색도도를 도시한다. 도 3에 있어서, R, G, B 및 Y는, 각각, 대응하는 서브 화소의 색도를 도시한다. 예를 들어, R은 적색 서브 화소가 최고휘도를 나타내고, 다른 서브 화소가 최저휘도를 나타내는 경우의 액정 표시 장치(100)의 색도다. 액정 표시 장치(100)의 색 재현 범위는 R, G, B 및 Y를 정점으로 하는 사각형으로 나타내진다.

본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)에서는, 황색 서브 화소(Y)의 색도(x, y)는, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G) 및 청색 서브 화소(B)의 색도(x, y)를 둘러싼 삼각형보다도 외측에 있다. 이로 인해, 액정 표시 장치(100)는 넓은 색 재현 범위로 표시를 행할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)에서는, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B) 및 황색 서브 화소(Y) 각각의 개구 면적 S_R, S_G, S_B, S_Y 및 적색 컬러 필터(CR), 녹색 컬러 필터(CG), 청색 컬러 필터(CB) 및 황색 컬러 필터(CY) 각각의 투과율 T_R, T_G, T_B, T_Y는,

[부등식 A]

T_Y>[(S_R+S_G+S_B+S_Y)(T_R+T_G+T_B)-3(S_R×T_R+S_G×T_G+S_B×T_B)]/3S_Y

의 관계를 만족한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 특별히 언급하지 않을 경우, 투과율은 입사광 강도에 대한 출사광 강도의 비율을 의미한다. 투과율 T_R, T_G, T_B, T_Y는 컬러 필터(CR, CG, CB, CY) 자체뿐만 아니라, 컬러 필터층(280)에 입사하는 광의 스펙트럼 등에 따라서 변화한다. 엄밀하게는 가령, 적색, 녹색, 청색 및 황색 컬러 필터(CR, CG, CB, CY)의 투과 스펙트럼이 동등하더라도, 백라이트(300)의 출사 스펙트럼이나, 액정 패널(200) 내에 광이 입사하는 입사면과 컬러 필터층(280)과의 사이에 위치하는 부재의 광투과율의 파장 의존성 등에 따라, 투과율 T_R, T_G, T_B, T_Y는 변화한다. 또한, 일반적으로, 액정 패널(200) 내의 적색, 녹색, 청색 및 황색 컬러 필터(CR, CG, CB, CY) 이외의 부재의 투과율은 가시광 영역에서 대부분 파장 의존성을 나타내지 않기 때문에, 적색, 녹색, 청색 및 황색 컬러 필터(CR, CG, CB, CY)의 투과율 T_R, T_G, T_B, T_Y는 적색, 녹색, 청색 및 황색 컬러 필터(CR, CG, CB, CY)의 투과 스펙트럼 및 백라이트(300)의 출사 스펙트럼에 따라서 변화하게 된다.

상세한 것은 후술하는데, 컬러 필터층(280) 내의 적색, 녹색, 청색 및 황색 컬러 필터(CR, CG, CB, CY)의 투과율 T_R, T_G, T_B, T_Y가 상기 관계를 가짐으로써, 컬러 필터층(280)의 투과율을 비교적 높게 할 수 있다. 이로 인해, 소비 전력을 증대시켜서 백라이트(300)의 출사광의 강도를 증대시키지 않아도 고휘도로 표시를 행할 수 있다.

이하의 설명에 있어서, 컬러 필터층(280)의 1 화소의 (평균) 투과율을 Tα로 나타내고, 1 화소의 면적을 Sα로 나타낸다. 1 화소 P에 단위 면적당 광도 L의 광이 입력되는 경우, 컬러 필터층(280)에 입사하는 입사광 강도 I_IN은 L×Sα로 나타내지고, 출사광 강도 I_OUT은 (L×S_R×T_R+L×S_G×T_G+L×S_B×T_B+L×S_Y×T_Y)로 나타내진다. 이로 인해, 컬러 필터층(280)의 평균 투과율 Tα(=I_OUT/I_IN)는 (S_R×T_R+S_G×T_G+S_B×T_B+S_Y×T_Y)/Sα로 나타내진다.

여기서, 비교예의 액정 표시 장치와 비교해서 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)의 이점을 설명한다. 우선, 도 4를 참조하여 비교예의 액정 표시 장치를 설명한다.

도 4의 (a)에, 비교예의 액정 표시 장치(500)의 모식도를 도시한다. 액정 표시 장치(500)는 적색, 녹색 및 청색의 3원색으로 표시를 행한다. 액정 표시 장치(500)는, 각 화소(P)에 황색 서브 화소(Y)가 설치되어 있지 않은 점을 제외하고, 상술한 액정 표시 장치(100)와 마찬가지의 구성을 갖고 있다.

액정 표시 장치(500)는, 액정 패널(600) 및 백라이트(700)를 구비하고 있고, 액정 패널(600)은, 배면 기판(620)과, 전면 기판(640)과, 배면 기판(620)과 전면 기판(640)과의 사이에 형성된 액정층(660)과, 컬러 필터층(680)을 갖고 있다. 여기에서는, 컬러 필터층(680)은 전면 기판(640)의 절연 기판(642)과 대향 전극(644)과의 사이에 형성되어 있다. 또한, 액정 패널(600)에 있어서의 컬러 필터층(680)의 투과율은 액정 패널(200)에 있어서의 컬러 필터층(280)의 투과율과는 상이하고, 백라이트(700)의 출사 스펙트럼은 백라이트(300)의 출사 스펙트럼과 상이하다.

도 4의 (b)에, 액정 패널(600)의 모식적인 평면도를 도시한다. 액정 패널(600)에 있어서 각 화소(P)는 적색 서브 화소(r), 녹색 서브 화소(g) 및 청색 서브 화소(b)를 갖고 있다. 액정 표시 장치(500)에 있어서, 1 화소 내의 적색 서브 화소(r), 녹색 서브 화소(g) 및 청색 서브 화소(b)의 개구 면적은 서로 대략 동등하다.

액정 표시 장치(500)에 있어서 컬러 필터층(680)에는, 적색 컬러 필터(Cr), 녹색 컬러 필터(Cg) 및 청색 컬러 필터(Cb)가 설치되어 있다. 컬러 필터층(680)에 있어서의 적색 컬러 필터(Cr), 녹색 컬러 필터(Cg) 및 청색 컬러 필터(Cb)는 액정 표시 장치(100)의 컬러 필터층(280)에 있어서의 적색 컬러 필터(CR), 녹색 컬러 필터(CG) 및 청색 컬러 필터(CB)와 마찬가지의 재료로 형성되어 있다.

여기서, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)와 액정 표시 장치(500)의 색 재현 범위를 비교한다. 도 5의 (a)에, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)와 액정 표시 장치(500)의 색 재현 범위를 비교한 색도도를 도시한다. 도 5에 있어서, R, G, B 및 Y는, 각각, 액정 표시 장치(100)에 있어서의 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소(R, G, B, Y)의 색도를 나타내고, r, g 및 b는, 각각 액정 표시 장치(500)에 있어서의 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(r, g, b)의 색도를 나타낸다.

액정 표시 장치(100)에 있어서의 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(R, G, B)의 색도는 액정 표시 장치(500)에 있어서의 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(r, g, b)의 색도와 각각 대략 동등한데, 액정 표시 장치(100)에 있어서의 황색 서브 화소(Y)의 색도는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(R, G, B)의 색도를 연결하는 삼각형의 외측에 위치하고 있다. 이로 인해, 액정 표시 장치(100)에서는, 액정 표시 장치(500)보다도 넓은 색 재현 범위로 표시를 행할 수 있다. 또한, 여기에서는, xy 색도도를 참조하여 설명했지만, u' v' 색도도에 있어서도, 황색 서브 화소(Y)의 색도는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(R, G, B)의 색도를 연결하는 삼각형의 외측에 위치한다.

이어서, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)에 있어서의 컬러 필터층(280)과 액정 표시 장치(500)에 있어서의 컬러 필터층(680)의 투과율을 비교한다.

이하의 설명에 있어서, 컬러 필터층(680) 내의 각 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(Cr, Cg, Cb)의 투과율을 각각 T_r, T_g, T_b로 나타내고, 컬러 필터층(680)의 1 화소의 (평균) 투과율을 Tβ로 나타낸다. 또한, 액정 표시 장치(500)에 있어서의 적색 서브 화소(r), 녹색 서브 화소(g) 및 청색 서브 화소(b)의 개구 면적을 각각 S_r, S_g, S_b로 나타내고, 1 화소의 면적을 Sβ로 나타낸다. 이 경우, 컬러 필터층(680)의 평균 투과율 Tβ는 (S_r×T_r+S_g×T_g+S_b×T_b)로 나타내진다.

상술한 바와 같이, 컬러 필터층(680)의 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(Cr, Cg, Cb)는 컬러 필터층(280)의 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(CR, CG, CB)와 마찬가지의 재료로 형성되어 있다. 이로 인해, 적색 컬러 필터(Cr), 녹색 컬러 필터(Cg) 및 청색 컬러 필터(Cb)의 투과 스펙트럼은 도 2에 도시한 적색 컬러 필터(CR), 녹색 컬러 필터(CG) 및 청색 컬러 필터(CB)와 마찬가지의 투과 스펙트럼을 나타낸다. 또한, 엄밀하게는 백라이트(700)의 출사 스펙트럼은 백라이트(300)의 출사 스펙트럼과는 상이한데, 백라이트(700)의 출사 스펙트럼과 백라이트(300)의 출사 스펙트럼과의 차이는 매우 작아서, 백라이트(700)의 출사 스펙트럼은 백라이트(300)의 출사 스펙트럼과 대략 동등하다고 말할 수 있다. 이로 인해, 액정 표시 장치(500)에 있어서의 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(Cr, Cg, Cb)의 투과율 T_r, T_g, T_b는 액정 표시 장치(100)에 있어서의 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(CR, CG, CB)의 투과율 T_R, T_G, T_B와 대략 동등하다. 따라서, T_R=T_r, T_G=T_g, T_B=T_b로 나타내진다.

또한, 여기에서는, 설명이 과도하게 복잡해지는 것을 방지하기 위해서, 액정 표시 장치(500)에 있어서의 1 화소의 면적 Sβ는 액정 표시 장치(100)에 있어서의 1 화소의 면적 Sα와 같은 것으로 한다. 예를 들어, 액정 표시 장치(500)의 화면 크기 및 화소수(해상도)가 액정 표시 장치(100)와 같을 경우, 액정 표시 장치(500)에 있어서의 화소(P)의 면적 Sβ는 액정 표시 장치(100)에 있어서의 화소(P)의 면적 Sα와 대략 동등하다.

또한, 액정 표시 장치(100)에 있어서의 1 화소 내의 각 서브 화소(R, G, B, Y)의 개구 면적 S_R, S_G, S_B, S_Y의 합은 액정 표시 장치(500)에 있어서의 1 화소 내의 각 서브 화소(r, g, b)의 개구 면적 S_r, S_g, S_b의 합과 대략 동등하다. 이것은, S_R+S_G+S_B+S_Y=S_r+S_g+S_b로 나타내진다. 이로 인해, 액정 표시 장치(100)에 있어서의 1 화소 내의 차광 영역(예를 들어, 블랙 매트릭스 등으로 덮어져 있는 영역)의 면적은 액정 표시 장치(500)에 있어서의 1화소 내의 차광 영역의 면적과 대략 동등하다. 예를 들어, 액정 표시 장치(100, 500)에 있어서, 블랙 매트릭스의 폭이 일정한 경우, 엄밀하게는 액정 표시 장치(100)에 있어서의 1 화소 내의 차광 영역의 면적은 액정 표시 장치(500)에 있어서의 1 화소 내의 차광 영역의 면적보다도 크지만, 액정 표시 장치(100, 500)에 있어서 차광 영역의 면적의 합이 개구 면적 전체의 합보다도 충분히 작으면, 액정 표시 장치(100, 500)에 있어서의 차광 영역의 면적의 합의 차이를 무시해도 실질적인 문제가 발생하지 않고, 액정 표시 장치(100)에 있어서의 1 화소 내의 개구 면적의 합은 액정 표시 장치(500)에 있어서의 1 화소 내의 개구 면적의 합과 대략 동등하다고 말할 수 있다. 혹은, 액정 표시 장치(100)에 있어서의 블랙 매트릭스의 폭이 액정 표시 장치(500)에 있어서의 블랙 매트릭스의 폭보다도 좁아도 좋다.

또한, 액정 표시 장치(500)에 있어서 3개의 서브 화소(즉, 적색 서브 화소(r), 녹색 서브 화소(g) 및 청색 서브 화소(b))의 개구 면적 S_r, S_g, S_b는 서로 대략 동등하다. 이로 인해, S_r=S_g=S_b=(S_R+S_G+S_B+S_Y)/3으로 나타내진다.

본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)에서는, 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소(R, G, B) 및 Y의 개구 면적 S_R, S_G, S_B, S_Y 및 적색, 녹색, 청색 및 황색 컬러 필터(CR, CG, CB, CY)의 투과율 T_R, T_G, T_B, T_Y가 상기 부등식 A를 만족시킴으로써, 액정 표시 장치(100)에 있어서의 컬러 필터층(280)의 평균 투과율 Tα는 액정 표시 장치(500)에 있어서의 컬러 필터층(680)의 평균 투과율 Tβ보다도 높아지도록 설정된다. 이하에, 그 상세를 구체적으로 설명한다.

상술한 바와 같이, 평균 투과율 Tα는 (S_R×T_R+S_G×T_G+S_B×T_B+S_Y×T_Y)/Sα로 나타내지고, 또한 평균 투과율 Tβ는 (S_r×T_r+S_g×T_g+S_b×T_b)/Sβ로 나타내지기 때문에, 평균 투과율 Tα가 평균 투과율 Tβ보다도 높은 경우, 상술한 관계는,

(S_R×T_R+S_G×T_G+S_B×T_B+S_Y×T_Y)/Sα＞(S_r×T_r+S_g×T_g+S_b×T_b)/Sβ

로 나타내진다.

또한, 상술한 바와 같이 T_R=T_r, T_G=T_g, T_B=T_b, S_r=S_g=S_b=(S_R+S_G+S_B+S_Y)/3, Sα=Sβ이므로, 상기 식은,

(S_R×T_R+S_G×T_G+S_B×T_B+S_Y×T_Y)＞(S_R+S_G+S_B+S_Y)×(T_R+T_G+T_B)/3

으로 변형 가능하고, 이것은,

T_Y>[(S_R+S_G+S_B+S_Y)(T_R+T_G+T_B)-3(S_R×T_R+S_G×T_G+S_B×T_B)]/3S_Y

으로 나타내진다. 이상으로부터, 황색 컬러 필터(CY)의 투과율 T_Y가, 상기 관계를 만족함으로써, 컬러 필터층(280)의 투과율은, 마찬가지의 재료로 형성된 컬러 필터층(680)의 투과율보다도 높아지고, 고휘도의 표시를 간편하게 실현할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)에서는, 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소의 개구 면적 S_R, S_G, S_B, S_Y는 서로 대략 동등하다. 이 경우, 상기 부등식 A는,

[부등식 B]

T_Y>(T_R+T_G+T_B)/3

으로 나타내진다. 이로 인해, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)에서는, 황색 컬러 필터(CY)의 투과율 T_Y가 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(CR, CG, CB)의 투과율 T_R, T_G, T_B의 상가 평균(즉, (T_R+T_G+T_B)/3)보다도 높음으로써, 컬러 필터층(280)의 투과율은, 마찬가지의 재료로 형성된 컬러 필터층(680)의 투과율보다도 높아지고, 고휘도의 표시를 간편하게 실현할 수 있다. 또한, 액정 표시 장치(100)에 있어서 4개의 서브 화소(즉, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B) 및 황색 서브 화소(Y))의 개구 면적 S_R, S_G, S_B, S_Y가 서로 대략 동등할 경우, 액정 표시 장치(500)에 있어서의 각 서브 화소(r, g, b)의 개구 면적 S_r, S_g, S_b는 액정 표시 장치(100)에 있어서의 각 서브 화소(R, G, B, Y)의 개구 면적 S_R, S_G, S_B, S_Y보다도 크고, 서브 화소의 개구 면적의 비는 S_R:S_G:S_B:S_Y:S_r:S_g:S_b=3:3:3:3:4:4:4로 나타내진다.

도 5의 (b)에, 액정 표시 장치(100) 및 액정 표시 장치(500)의 NTSC비 및 컬러 필터층(280, 680)의 투과율의 관계를 나타낸 그래프를 도시한다. 상술한 바와 같이, 3원색 표시 장치(RGB)에 있어서 컬러 필터의 안료 농도를 증가시켜서 NTSC비를 증대시키면, 투과율이 저하한다.

본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)에서는, 황색 서브 화소(Y)의 색도가 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(R, G, B)의 색도를 연결하는 삼각형보다도 외측에 위치함과 함께, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B) 및 황색 서브 화소(Y) 각각의 개구 면적 S_R, S_G, S_B, S_Y 및 적색 컬러 필터(CR), 녹색 컬러 필터(CG), 청색 컬러 필터(CB) 및 황색 컬러 필터(CY) 각각의 투과율 T_R, T_G, T_B, T_Y가 상기 부등식 A를 만족시키기 위해서, 액정 표시 장치(100)에 있어서의 NTSC비 및 컬러 필터층(280)의 투과율은 모두 액정 표시 장치(500)에 있어서의 NTSC비 및 컬러 필터층(680)의 투과율보다도 높다. 이로 인해, 액정 표시 장치(100)는 넓은 색 재현 범위로 고휘도의 표시를 행할 수 있다.

여기서, 표 1 내지 표 4를 참조하여 비교예의 액정 표시 장치(500)에 대한 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)의 이점을 구체적으로 설명한다.

표 1에, 비교예의 액정 표시 장치(500)에 있어서의 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(r, g, b)의 색도 x, y, u', v' 및 대응하는 컬러 필터(Cr, Cg, Cb)의 투과율 T를 나타낸다.

또한, 표 2에, 비교예의 액정 표시 장치(500)에 있어서 황색 및 백색을 표시했을 때의 색도 x, y, u', v'를 나타낸다.

또한, 여기서, 황색은 청색 서브 화소를 최저휘도로 함과 함께 적색 및 녹색 서브 화소를 최고휘도로 함으로써 표시된다. 또한, 백색은 모든 서브 화소를 최 고휘도로 함으로써 표시된다. 액정 표시 장치(500)의 색온도는 32000K이다.

이러한 비교예의 액정 표시 장치(500)에 있어서 컬러 필터층(680)의 투과율은 31.9％이다. 또한, 비교예의 액정 표시 장치(500)에서는, CIE 1931의 NTSC비는 80.0％이며, CIE 1976의 NTSC비는 86.7％이다.

이어서, 표 3 및 표 4를 참조하여 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)를 설명한다. 표 3에, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)에 있어서의 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소의 색도(x, y, u', v') 및 대응하는 컬러 필터의 투과율 T를 나타낸다.

또한, 표 4에 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)에 있어서 황색 및 백색을 표시했을 때의 색도 x, y, u', v'를 나타낸다.

또한, 여기서, 황색은 청색 서브 화소를 최저휘도로 함과 함께, 적색, 녹색 및 황색 서브 화소를 최고휘도로 함으로써 표시된다. 또한, 백색은 모든 서브 화소를 최고휘도로 함으로써 표시된다. 액정 표시 장치(100)의 색온도는 7800K이다.

액정 표시 장치(100)에서는, 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(R, G, B)의 색도는 액정 표시 장치(500)와 마찬가지이며, 액정 표시 장치(100)에 있어서의 황색 서브 화소(Y)의 색도는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(R, G, B)를 연결하는 삼각형보다도 외측에 위치하고 있다. 이로 인해, 액정 표시 장치(100)의 색 재현 범위는 액정 표시 장치(500)보다도 넓다. 또한, 표 3으로부터 이해되는 바와 같이, 적색, 녹색, 청색 및 황색 컬러 필터(CR, CG, CB, CY)의 투과율 T_R, T_G, T_B, T_Y는 상기 부등식 B를 만족하고 있고, 컬러 필터층(280)의 투과율은 컬러 필터층(680)의 투과율보다도 높다. 액정 표시 장치(100)에 있어서의 컬러 필터층(280)의 투과율은 44.7％이다.

또한, 상술한 설명에서는, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B) 및 황색 서브 화소(Y)는 행 방향으로 배열되어 있었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B) 및 황색 서브 화소(Y)는 2행 2열의 매트릭스 형상으로 배열되어도 좋다.

또한, 상술한 설명에서는, 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소(R, G, B, Y)의 개구 면적 S_R, S_G, S_B, S_Y는 모두 동등했으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소(R, G, B, Y)의 개구 면적 S_R, S_G, S_B, S_Y의 비율은 상이해도 좋다.

상술한 바와 같이, 화소 P의 면적이 동등할 경우, 액정 표시 장치(100)에 있어서의 적색 서브 화소(R)의 개구 면적 S_R은 비교예의 액정 표시 장치(500)에 있어서의 적색 서브 화소(r)의 개구 면적 S_r보다도 작다. 이로 인해, 액정 표시 장치(100)에서는 명도가 높은 적색을 충분히 표현할 수 없는 경우가 있다.

또한, 액정 패널(200)에서는, 액정 패널(600)과 비교해서 황색 서브 화소(Y)가 추가되어 있으므로, 액정 패널(200)과 백라이트(700)를 조합해서 사용하면, 액정 표시 장치의 색온도가 저하되어버린다. 또한, 이러한 액정 표시 장치의 색온도의 저하를 억제하기 위해서, 단순하게 백라이트(300)로부터의 출사광의 색온도를 백라이트(700)로부터의 출사광의 색온도보다도 높게 하면, 백라이트(300)의 발광 효율이 저하하게 된다.

도 7의 (a)에, 액정 표시 장치(100A)의 모식도를 도시한다. 액정 표시 장치(100A)는 액정 패널(200A)과, 백라이트(300A)를 구비하고 있다. 액정 표시 장치(100A)는, 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소(R, G, B, Y)의 개구 면적 S_R, S_G _, S_B, S_Y가 동등하지 않은 점을 제외하고, 상술한 액정 표시 장치(100)와 마찬가지의 구성을 갖고 있으며, 설명이 길어지는 것을 피하기 위해서 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 액정 패널(200A)에 있어서의 컬러 필터층(280A)의 투과율은 액정 패널(200)에 있어서의 컬러 필터층(280)의 투과율과는 상이한데, 백라이트(300A)의 출사 스펙트럼은 백라이트(300)의 출사 스펙트럼과 상이하다.

도 7의 (b)에, 액정 패널(200A)의 모식도를 도시한다. 액정 패널(200A)에 있어서 적색 및 청색 서브 화소(R, B)의 개구 면적 S_R, S_B는 녹색 및 황색 서브 화소(G, Y)의 개구 면적 S_G, S_Y보다도 크다. 이와 같이, 적색 서브 화소(R)의 개구 면적 S_R이 비교적 큼으로써, 명도가 높은 적색을 충분히 표현할 수 있다. 또한, 청색 서브 화소(B)의 개구 면적 S_B가 비교적 큼으로써, 백라이트(300A)의 발광 효율의 저하를 억제할 수 있다.

구체적으로는, 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소(R, G, B, Y)의 열 방향의 길이는 모두 동등하고, 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소(R, G, B, Y)의 열 방향의 길이의 비는 1:1:1:1인 것에 반해서, 적색 및 청색 서브 화소(R, B)의 행 방향의 길이는 녹색 및 황색 서브 화소(G, Y)의 행 방향의 길이 보다도 길다. 예를 들어, 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소(R, G, B, Y)의 행 방향의 길이의 비는 1.6:1.0:1.6:1.0이다. 이로 인해, 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소(R, G, B, Y)의 개구 면적 S_R, S_G, S_B, S_Y의 비는 1.6:1.0:1.6:1.0이다.

도 8에, 백라이트(300A)의 출사 스펙트럼을 도시한다. 백라이트(300A)는, 청색 발광, 적색·녹색 형광 타입의 LED를 포함하고 있고, 출사 스펙트럼에 있어서, 청색에 대응하는 방사 강도의 피크는 녹색 및 적색에 대응하는 방사 강도보다도 높고, 녹색에 대응하는 방사 강도의 피크는 적색에 대응하는 방사 강도보다도 높다.

여기서, 표 5 및 표 6을 참조하여 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100A)를 설명한다. 표 5에, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100A)에 있어서의 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소(R, G, B, Y)의 개구 비율, 색도(x, y, u', v') 및 대응하는 컬러 필터(CR, CG, CB, CY)의 투과율 T를 나타낸다.

표 6에, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100A)에 있어서 황색 및 백색을 표시했을 때의 색도(x, y, u', v')를 나타낸다.

또한, 여기서, 황색은 청색 서브 화소를 최저휘도로 함과 함께 적색, 녹색 및 황색 서브 화소를 최고휘도로 함으로써 표시된다. 또한, 백색은 모든 서브 화소를 최고휘도로 함으로써 표시된다. 액정 표시 장치(100A)의 색온도는 11600K이다.

도 9에 액정 표시 장치(100A)와 비교예인 액정 표시 장치(500)와의 색 재현 범위를 비교한 색도도를 도시한다. 도 9의 (a)에 있어서, R, G, B 및 Y는, 각각, 액정 표시 장치(100A)에 있어서의 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소(R, G, B, Y)의 색도를 나타내고, r, g 및 b는, 각각, 액정 표시 장치(500)에 있어서의 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(r, g, b)의 색도를 나타낸다. 도 9의 (a)로부터 이해되는 바와 같이, 액정 표시 장치(100A)에 있어서의 적색, 녹색, 청색 서브 화소(R, G, B)의 색도는 액정 표시 장치(500)에 있어서의 적색, 녹색, 청색 서브 화소(r, g, b)의 색도와 대략 동등하다.

도 9의 (b)에, 황색 서브 화소(Y)의 색도의 근방을 확대한 일부 확대도를 도시한다. 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)로부터 이해되는 바와 같이, 황색 서브 화소(Y)의 색도는, 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(R, G, B)의 색도를 연결하는 삼각형보다도 외측에 위치하고 있어, 액정 표시 장치(100A)의 색 재현 범위는 비교예의 액정 표시 장치(500)보다도 넓다. 상술한 바와 같이 비교예의 액정 표시 장치(500)에 있어서 CIE 1931의 NTSC비는 80.0％이며, CIE 1976의 NTSC비는 86.7％인데, 액정 표시 장치(100A)에서는, CIE 1931의 NTSC비는 81.7％이며, CIE 1976의 NTSC비는 88.8％이다. 이와 같이, 액정 표시 장치(100A)의 NTSC비는 액정 표시 장치(500)보다도 높다.

또한, 표 5로부터 이해되는 바와 같이, 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소(R, G, B, Y)의 개구 면적 S_R, S_G, S_B, S_Y 및 적색, 녹색, 청색 및 황색 컬러 필터(CR, CG, CB, CY)의 투과율 T_R, T_G, T_B, T_Y가 상기 부등식 A를 만족함으로써, 컬러 필터층(280A)의 투과율은 컬러 필터층(680)의 투과율보다도 높다. 상술한 바와 같이 비교예의 액정 표시 장치(500)에 있어서 컬러 필터층(680)의 투과율은 31.9％인데, 액정 표시 장치(100A)에 있어서의 컬러 필터층(280A)의 투과율은 38.3％이다.

또한, 상술한 설명에서는, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B) 및 황색 서브 화소(Y)가 행 방향으로 배열되어 있으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 10에 도시한 바와 같이, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B) 및 황색 서브 화소(Y)는 2행 2열의 매트릭스 형상으로 배열되어도 좋다. 이 경우, 개구 면적이 큰 서브 화소가 열 방향을 따라 배열되고, 또한 개구 면적이 작은 서브 화소가 열 방향을 따라 배열되어도 좋다. 구체적으로는, 적색 서브 화소(R) 및 청색 서브 화소(B)가 열 방향으로 배열되고, 녹색 서브 화소(G) 및 황색 서브 화소(Y)가 열 방향으로 배열되어도 좋다.

예를 들어, 액정 패널(200A)에 있어서 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소(R, G, B, Y)의 열 방향의 길이는 모두 동등하고, 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소(R, G, B, Y)의 열 방향의 길이의 비는 1:1:1:1인 것에 반해서, 적색 및 청색 서브 화소(R, B)의 행 방향의 길이는 녹색 및 황색 서브 화소(G, Y)의 행 방향의 길이 보다도 길다. 예를 들어, 적색, 녹색, 청색 및 황색 서브 화소(R, G, B, Y)의 행 방향의 길이의 비는 1.6:1.0:1.6:1.0이며, 이 경우, 개구 면적 S_R, S_G, S_B, S_Y의 비는 1.6:1.0:1.6:1.0이다.

또한, 여기에서는, 적색 및 청색 서브 화소(R, B)의 양쪽의 개구 면적(S_R, S_B)이, 녹색 및 황색 서브 화소(G, Y)의 개구 면적(S_G, S_Y)보다도 컸지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 개구 면적 S_R이 개구 면적 S_G, S_B, S_Y보다도 커도 좋다. 혹은, 개구 면적 S_B가 개구 면적 S_R, S_G, S_Y보다도 커도 좋다.

또한, 액정 표시 장치(100, 100A)에 있어서의 액정 패널(200, 200A)은 예를 들어 4DRTN 모드다. 도 1의 (a) 및 도 7의 (a)에 도시한 제1 배향막(226) 및 제2 배향막(246)은, 각각 수직 배향막의 표면에 대하여, 액정 분자의 프리틸트각이 90°미만이 되도록 처리된 것이며, 프리틸트각은 제1 배향막(226) 및 제2 배향막(246)의 주면과, 프리틸트 방향으로 규정된 액정 분자의 장축이 이루는 각도다. 제1 배향막(226) 및 제2 배향막(246)에 의해, 각각, 액정 분자의 프리틸트 방향이 규정된다. 이러한 배향막을 형성하는 방법으로서는, 러빙 처리를 행하는 방법, 광 배향 처리를 행하는 방법, 배향막의 하지에 미세한 구조를 미리 형성해 두어, 그 미세 구조를 배향막의 표면에 반영시키는 방법, 혹은, SiO 등의 무기 물질을 경사 증착함으로써 표면에 미세한 구조를 갖는 배향막을 형성하는 방법 등이 알려져 있다. 단, 양산성의 관점에서는, 러빙 처리 또는 광 배향 처리가 바람직하다. 특히, 광 배향 처리는, 비접촉으로 배향 처리를 행하므로, 러빙 처리와 같이 마찰에 의한 정전기의 발생이 없고, 수율을 향상시킬 수 있다.

액정층(260)은 수직 배향형이며, 부의 유전율 이방성의 액정 분자를 갖고 있다. 제1 배향막(226) 및 제2 배향막(246)에 의해, 그 근방의 액정 분자는 제1, 제2 배향막(226, 246)의 주면의 법선 방향으로부터 조금 기울어져 있다. 프리틸트각은, 예를 들어 85° 이상 90° 미만이다. 또한, 여기에서는, 액정층(260)은 키랄제를 갖고 있지 않고, 액정층(260)에 전압을 인가하면, 액정층(260) 내의 액정 분자는 배향막(226, 246)의 배향 규제력을 따라서 트위스트 배향을 취한다. 단, 필요에 따라 액정층(260)에 키랄제가 첨가되어 있어도 좋다. 액정층(260)은 크로스니콜 배치된 편광판과 조합되어서 노멀리 블랙 모드의 표시를 행한다.

이하, 도 11을 참조하여, 1개의 화소에 있어서의, 제1 배향막(226) 및 제2 배향막(246)에 규정된 액정 분자의 프리틸트 방향 및, 각 액정 도메인의 중앙에서의 액정 분자의 배향 방향을 설명한다.

도 11의 (a)에는, 배면 기판(220)의 제1 배향막(226)에 규정된 액정 분자의 프리틸트 방향(PA1 및 PA2)을 도시하고 있고, 도 11의 (b)에는, 전면 기판(240)의 제2 배향막(246)에 규정된 액정 분자의 프리틸트 방향(PB1 및 PB2)을 나타내고 있다. 도 11의 (c)에는, 액정층(260)에 전압을 인가했을 때의 액정 도메인(A 내지 D) 중앙의 액정 분자의 배향 방향 및, 배향 혼란에 의해 어둡게 보이는 영역(도메인 라인)(DL1 내지 DL4)을 도시하고 있다. 또한, 도메인 라인(DL1 내지 DL4)은, 소위 디스크리네이션 라인은 아니다.

도 11의 (a) 내지 도 11의 (c)는, 관찰자측에서 보았을 때의 액정 분자의 배향 방향을 모식적으로 도시하고 있다. 도 11의 (a) 내지 도 11의 (c)에서는, 원기둥 형상의 액정 분자의 단부(거의 원형 부분)가 관찰자를 향하도록 틸트하고 있는 것을 도시하고 있고, 도 11의 (a) 내지 도 11의 (c)에 있어서, 제1, 제2 배향막(226, 246)의 주면의 법선 방향에 대한 액정 분자의 기울기는 매우 작다(즉, 틸트각은 비교적 크다). 상술한 바와 같이, 도 11의 (a) 및 도 11의 (b)에 있어서의 프리틸트각은, 예를 들어 85° 이상 90° 미만이다.

도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 배향막(226)은, 제1 배향 영역(OR1)과 제2 배향 영역(OR2)을 갖고 있다. 제1 배향 영역(OR1)에 규정된 액정 분자는, 제1 배향막(226)의 주면의 법선 방향에 대하여 -y 방향으로 기울어져 있고, 제1 배향막(226)의 제2 배향 영역(OR2)에 규정된 액정 분자는, 제1 배향막(226)의 주면의 법선 방향에 대하여 +y 방향으로 기울어져 있다.

또한, 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이, 제2 배향막(246)은, 제3 배향 영역(OR3)과 제4 배향 영역(OR4)을 갖고 있다. 제3 배향 영역(OR3)에 규정된 액정 분자는 제2 배향막(246)의 주면의 법선 방향에 대하여 +x 방향으로 기울어져 있고, 이 액정 분자의 -x 방향의 단부가 전면측을 향하고 있다. 또한, 제2 배향막(246)의 제4 배향 영역(OR4)에 규정된 액정 분자는 제2 배향막(246)의 주면의 법선 방향에 대하여 -x 방향으로 기울어져 있고, 이 액정 분자의 +x 방향의 단부가 전면측을 향하고 있다.

또한, 광 배향 처리를 행하는 경우, 제1, 제2 배향막(226, 246)에 대하여 자외선을 비스듬히 조사한다. 각도 면에서 엄밀하게 동일한 것은 아니지만, 액정 분자는, 자외선의 조사 방향과 마찬가지의 방향으로 기울어진다. 이로 인해, 참조부호(PD1 내지 PD4)로 도시한 화살표 방향으로부터 자외선을 비스듬히 조사함으로써, 액정 분자는 제1, 제2 배향막(226, 246)의 주면의 법선 방향에 대하여 비스듬히 배향된다.

도 11의 (c)에 도시한 바와 같이, 액정층(260)에는 4개의 액정 도메인(A, B, C 및 D)이 형성된다. 액정층(260) 중, 제1 배향막(226)의 제1 배향 영역(OR1)과 제2 배향막(246)의 제3 배향 영역(OR3) 사이에 끼워져 있는 부분이 액정 도메인(A)이 되고, 제1 배향막(226)의 제1 배향 영역(OR1)과 제2 배향막(246)의 제4 배향 영역(OR4) 사이에 끼워져 있는 부분이 액정 도메인(B)이 되며, 제1 배향막(226)의 제2 배향 영역(OR2)과 제2 배향막(246)의 제4 배향 영역(OR4) 사이에 끼워져 있는 부분이 액정 도메인(C)이 되고, 제1 배향막(226)의 제2 배향 영역(OR2)과 제2 배향막(246)의 제3 배향 영역(OR3) 사이에 끼워져 있는 부분이 액정 도메인(D)이 된다.

액정 도메인(A 내지 D)의 중앙의 액정 분자의 배향 방향은, 제1 배향막(226)에 의한 액정 분자의 프리틸트 방향과 제2 배향막(246)에 의한 액정 분자의 프리틸트 방향의 중간 방향이 된다. 본 명세서에 있어서, 액정 도메인의 중앙에 있어서의 액정 분자의 배향 방향이며, 액정 분자의 장축을 따라 배면으로부터 전면을 향하는 방향의 방위각 성분을 기준 배향 방향이라고 부른다. 기준 배향 방향은, 대응하는 액정 도메인을 특징짓고 있으며, 각 액정 도메인의 시야각 의존성에 지배적인 영향을 준다. 여기서, 표시 화면(지면)의 수평 방향(좌우 방향)을 방위각 방향의 기준으로 하고, 좌측으로 회전하는 것을 정으로 하면(표시면을 시계의 문자판에 비유하면 3시 방향을 방위각 0°로 하고, 반시계 방향을 정으로 하면), 4개의 액정 도메인(A 내지 D)의 기준 배향 방향은 임의의 2개의 방향의 차가 90°인 정수배로 대략 동등한 4개의 방향이 되도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 액정 도메인(A, B, C, D)의 방위각은, 각각 225°, 315°, 45°, 135°이다. 이와 같이, 대칭적인 기준 배향 방향이 실현되었으므로, 시야각 특성이 균일화되어, 양호한 표시를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 설명에서는, 액정 도메인(A, B, C, D)의 방위각은, 각각 225°, 315°, 45°, 135°이지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 4개의 액정 도메인(A 내지 D)의 기준 배향 방향은 임의의 2개의 방향의 차가 90°인 정수배에 대략 동등한 4개의 방향이 되도록 설정되어 있으면 좋고, 액정 도메인(A, B, C, D)의 방위각은, 각각 다른 방위를 나타내도 좋다.

또한, 상술한 설명에서는, 특히, 액정 표시 장치(100, 100A)의 일례로서4DRTN 모드를 설명했으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 액정 표시 장치(100, 100A)는, 다른 모드의 액정 표시 장치이어도 좋다.

또한, 상술한 설명에서는, 백라이트(300, 300A)로서 LED가 사용되었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 백라이트(300, 300A)로서 냉음극관(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL)을 사용해도 좋다.

또한, 상술한 설명에서는, 컬러 필터층(280)은 전면 기판(240)에 설치되어 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 컬러 필터층(280)은 배면 기판(220)에 설치되어도 좋다.

또한, 상술한 설명에서는, 액정 패널(200, 200A)은 투과형이었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 액정 패널(200, 200A)은 반사형이어도 좋다. 반사형인 경우, 외부로부터 입사한 광은 컬러 필터층(280)을 2회 통과하게 되므로, 적색, 녹색, 청색 및 황색 컬러 필터(CR, CG, CB, CY)의 투과율 T_R, T_G, T_B, T_Y는 적색, 녹색, 청색 및 황색 컬러 필터(CR, CG, CB, CY)를 1회 통과할 경우의 투과율의 2승으로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터를 1회 통과할 경우의 투과율이 40％인 경우, 반사형에 있어서의 투과율은 16％가 된다.

혹은, 액정 패널(200, 200A)에 있어서 각 서브 화소(R, G, B, Y)에는 투과 영역 및 반사 영역 양쪽이 설치되어도 좋고, 액정 패널(200, 200A)은 투과 반사 양용형이어도 좋다. 투과 반사 양용형일 경우, 적색, 녹색, 청색 및 황색 컬러 필터(CR, CG, CB, CY)의 투과율 T_R, T_G, T_B, T_Y는 각각, 투과 영역의 면적과 투과 영역에서의 투과율과의 곱과, 반사 영역의 면적과 반사 영역에서의 투과율과의 곱의 합으로 나타내진다.

본 발명에 의한 액정 표시 장치는, 색 재현 범위를 확대함과 함께 컬러 필터층의 투과율의 저하를 억제할 수 있다.

100 액정 표시 장치
200 액정 패널
220 배면 기판
222 절연 기판
224 화소 전극
226 제1 배향막
240 전면 기판
242 절연 기판
244 대향 전극
246 제2 배향막
260 액정층
280 컬러 필터층
300 백라이트

Claims

적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 청색 서브 화소 및 황색 서브 화소를 갖는 화소를 포함하는 액정 표시 장치로서,
백라이트와,
액정 패널을 구비하고 있고,
상기 액정 패널은, 상기 적색 서브 화소에 대응하는 적색 컬러 필터와, 상기 녹색 서브 화소에 대응하는 녹색 컬러 필터와, 상기 청색 서브 화소에 대응하는 청색 컬러 필터와, 상기 황색 서브 화소에 대응하는 황색 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터층을 갖고 있으며,
상기 황색 서브 화소의 색도는 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소 및 상기 청색 서브 화소의 색도를 연결한 삼각형의 외측에 있고,
상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 상기 청색 서브 화소 및 상기 황색 서브 화소 각각의 개구 면적 S_R, S_G, S_B, S_Y 및 상기 적색 컬러 필터, 상기 녹색 컬러 필터, 상기 청색 컬러 필터 및 상기 황색 컬러 필터 각각의 투과율 T_R, T_G, T_B, T_Y는,
T_Y>[(S_R+S_G+S_B+S_Y)(T_R+T_G+T_B)-3(S_R×T_R+S_G×T_G+S_B×T_B)]/3S_Y
의 관계를 만족하는, 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 상기 청색 서브 화소 및 상기 황색 서브 화소 중 적어도 하나의 개구 면적은, 다른 서브 화소 중 어느 하나의 서브 화소의 개구 면적과는 상이한, 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 적색 서브 화소의 개구 면적은, 상기 녹색 서브 화소 및 상기 황색 서브 화소의 개구 면적보다도 크고,
상기 청색 서브 화소의 개구 면적은, 상기 녹색 서브 화소 및 상기 황색 서브 화소의 개구 면적보다도 큰, 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 상기 청색 서브 화소 및 상기 황색 서브 화소의 개구 면적은 서로 동등한, 액정 표시 장치.
제4항에 있어서, 상기 황색 컬러 필터의 투과율은, 상기 적색 컬러 필터, 상기 녹색 컬러 필터 및 상기 청색 컬러 필터의 투과율의 상가 평균(相加平均;arithmetic mean)보다도 높은, 액정 표시 장치.