WO2011040370A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2011040370A1
WO2011040370A1 PCT/JP2010/066699 JP2010066699W WO2011040370A1 WO 2011040370 A1 WO2011040370 A1 WO 2011040370A1 JP 2010066699 W JP2010066699 W JP 2010066699W WO 2011040370 A1 WO2011040370 A1 WO 2011040370A1
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pixel
liquid crystal
sub
display device
crystal display
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PCT/JP2010/066699
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藤井　利夫
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シャープ株式会社
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    • G02F2201/52—RGB geometrical arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device that performs display in four primary colors.
  • the liquid crystal display device has advantages such as light weight, thinness, and low power consumption, and is used not only as a small display device such as a display unit of a mobile phone but also as a large television.
  • a color liquid crystal display device that is widely used, one pixel is composed of sub-pixels corresponding to the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) light. The color difference between red, green and blue is realized by the color filter.
  • the concentration of the pigment in the color filter is increased.
  • the transmittance of the color filter layer decreases, and high luminance cannot be realized.
  • a display device that additively mixes four or more primary colors has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
  • a display device that performs display using four or more primary colors is also called a multi-primary color display device.
  • the color reproduction range can be expanded relatively easily.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that expands a color reproduction range and suppresses a decrease in transmittance of a color filter layer.
  • a liquid crystal display device is a liquid crystal display device including pixels having a red sub-pixel, a green sub-pixel, a blue sub-pixel, and a yellow sub-pixel, and includes a backlight and a liquid crystal panel.
  • the yellow sub-pixel has a chromaticity outside the triangle connecting the red sub-pixel, the green sub-pixel and the blue sub-pixel, and the red sub-pixel, the green subpixel, the blue subpixel and respective opening areas S R of the yellow sub-pixel, S G, S B, S Y, and the red color filter, the green color filter, the blue mosquito Over filter and respective transmittances T R of the yellow color filter, T G, T B, T Y is, 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 is satisfied.
  • the opening area of at least one of the red sub-pixel, the green sub-pixel, the blue sub-pixel, and the yellow sub-pixel is the opening area of any sub-pixel of the other sub-pixels. Is different.
  • an opening area of the red sub-pixel is larger than an opening area of the green sub-pixel and the yellow sub-pixel, and an opening area of the blue sub-pixel is an opening of the green sub-pixel and the yellow sub-pixel. Greater than area.
  • opening areas of the red sub-pixel, the green sub-pixel, the blue sub-pixel, and the yellow sub-pixel are substantially equal to each other.
  • the transmittance of the yellow color filter is higher than the arithmetic average of the transmittances of the red color filter, the green color filter, and the blue color filter.
  • the present invention it is possible to provide a liquid crystal display device that expands the color reproduction range and suppresses a decrease in the transmittance of the color filter layer.
  • (A) is a schematic diagram of embodiment of the liquid crystal display device by this invention
  • (b) is a schematic diagram of the liquid crystal panel in the liquid crystal display device of (a).
  • 3 is a graph showing a transmission spectrum of each color filter in the liquid crystal display device shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is an xy chromaticity diagram showing chromaticity of each sub-pixel in the liquid crystal display device shown in FIG. 1.
  • (A) is a schematic diagram of the liquid crystal display device of a comparative example
  • (b) is a schematic diagram of the liquid crystal panel in the liquid crystal display device of (a).
  • (A) is a chromaticity diagram comparing the color reproduction ranges of the liquid crystal display device shown in FIG.
  • (b) is a liquid crystal display of the liquid crystal display device of FIG. 1 and the comparative example. It is the graph which showed the NTSC ratio and transmittance
  • (A) is a schematic diagram of further another embodiment of the liquid crystal display device by this invention,
  • (b) is a schematic diagram of the liquid crystal panel in the said liquid crystal display device. It is a graph which shows the emission spectrum of the backlight in the liquid crystal display device shown in FIG. (A) is an xy chromaticity diagram comparing the color reproduction ranges of the liquid crystal display device shown in FIG.
  • FIGS. 7 and 7 are schematic diagrams showing the orientation directions of liquid crystal molecules in the liquid crystal panel of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 7, respectively.
  • FIG. 1A shows a schematic diagram of a liquid crystal display device 100 of the present embodiment.
  • the liquid crystal display device 100 includes a liquid crystal panel 200 and a backlight 300.
  • the liquid crystal panel 200 includes a rear substrate 220, a front substrate 240, a liquid crystal layer 260 provided between the rear substrate 220 and the front substrate 240, and a color filter layer 280.
  • the back substrate 220 includes an insulating substrate 222, a pixel electrode 224, and a first alignment film 226.
  • the front substrate 240 includes an insulating substrate 242, a counter electrode 244, and a second alignment film 246.
  • the color filter layer 280 is provided between the insulating substrate 242 and the counter electrode 244 of the front substrate 240.
  • the rear substrate 220 and the front substrate 240 are provided with polarizing plates (not shown), and the transmission axes of the polarizing plates have a crossed Nicols relationship.
  • the back substrate 220 is provided with a wiring, an insulating layer, etc. (not shown).
  • the thickness of the liquid crystal layer 260 is substantially constant.
  • FIG. 1B shows a schematic diagram of the liquid crystal panel 200.
  • the liquid crystal panel 200 is provided with a plurality of pixels P arranged in a matrix of a plurality of rows and a plurality of columns. Each pixel P is defined by a pixel electrode 124. Each pixel P has a red sub-pixel R, a green sub-pixel G, a blue sub-pixel B, and a yellow sub-pixel Y. The red sub-pixel R, the green sub-pixel G, the blue sub-pixel B and the yellow sub-pixel Y are arranged in the row direction (x direction), and the red sub-pixel R, the green sub-pixel G, the blue sub-pixel B and the yellow sub-pixel are arranged. The brightness of Y can be controlled independently. As described above, the liquid crystal panel 200 performs display in four primary colors, that is, red, green, blue, and yellow.
  • the liquid crystal panel 200 is a transmissive type, and in the liquid crystal panel 200, each of the sub-pixels R, G, B, and Y has a transmissive region.
  • the light emitted from the backlight 300 is modulated in the liquid crystal panel 200, and a desired image is displayed.
  • the transmission regions (opening areas) of the red sub-pixel R, the green sub-pixel G, the blue sub-pixel B, and the yellow sub-pixel Y are substantially equal to each other.
  • the color filter layer 280 includes a red color filter CR corresponding to the red subpixel R, a green color filter CG corresponding to the green subpixel G, a blue color filter CB corresponding to the blue subpixel B, and a yellow subpixel Y. And a corresponding yellow color filter CY.
  • the color filter layer 280 is produced, for example, by performing a photoresist process on the color photoresist film.
  • the liquid crystal panel 200 may be provided with a multi-primary color conversion unit (not shown) that converts an input video signal corresponding to a display device of three primary colors.
  • the multi-primary color conversion unit converts the gradation level of the input video signal into a gradation level corresponding to the liquid crystal panel 200.
  • the multi-primary color conversion unit may have, for example, a look-up table for converting the gradation levels of the three primary colors indicated in the input video signal into gradation levels of red, green, blue, and yellow sub-pixels. .
  • the backlight 300 includes blue light emitting and red / green fluorescent type LEDs.
  • the peak of radiant intensity corresponding to blue is higher than the radiant intensity corresponding to green and red
  • the peak of radiant intensity corresponding to green is higher than the radiant intensity corresponding to red.
  • FIG. 2 shows transmission spectra of the red, green, blue, and yellow color filters CR, CG, CB, and CY.
  • the transmission spectra of the red, green, blue, and yellow color filters CR, CG, CB, and CY are shown as CR, CG, CB, and CY, respectively.
  • the transmission spectrum of the blue color filter CB shows a peak around a wavelength of 450 nm.
  • the transmission spectrum of the green color filter CG shows a peak near the wavelength of 530 nm.
  • the yellow color filter CY exhibits a transmittance of 90% or more at a wavelength of 550 nm to 700 nm
  • the red color filter CR exhibits a transmittance of 90% or more at a wavelength of 610 nm to 700 nm.
  • Such a transmission spectrum is measured using a spectrophotometer.
  • FIG. 3 shows an xy chromaticity diagram representing the chromaticity of each sub-pixel in the liquid crystal display device 100.
  • R, G, B, and Y indicate the chromaticities of the corresponding sub-pixels, respectively.
  • R is the chromaticity of the liquid crystal display device 100 when the red sub pixel has the highest luminance and the other sub pixels have the lowest luminance.
  • the color reproduction range of the liquid crystal display device 100 is represented by a rectangle having R, G, B, and Y as vertices.
  • the chromaticities x and y of the yellow subpixel Y are outside the triangle surrounding the chromaticities x and y of the red subpixel R, the green subpixel G, and the blue subpixel B. is there. For this reason, the liquid crystal display device 100 can perform display in a wide color reproduction range.
  • each of the opening areas S R , S G , S B , S Y of the red sub-pixel R, the green sub-pixel G, the blue sub-pixel B, and the yellow sub-pixel Y and
  • the respective transmittances T R , T G , T B , and T Y of the red color filter CR, the green color filter CG, the blue color filter CB, and the yellow color filter CY are: 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 (A ) Satisfy the relationship.
  • the transmittance means the ratio of the outgoing light intensity to the incident light intensity.
  • the transmittances T R , T G , T B , and T Y change not only according to the color filters CR, CG, CB, and CY itself but also according to the spectrum of light incident on the color filter layer 280 and the like.
  • the transmission spectra of the red, green, blue, and yellow color filters CR, CG, CB, and CY are equal, the emission spectrum of the backlight 300 and the incident surface on which light enters the liquid crystal panel 200
  • the transmittances T R , T G , T B , and T Y change according to the wavelength dependency of the light transmittance of a member positioned between the color filter layer 280 and the like.
  • the transmittance of members other than the red, green, blue, and yellow color filters CR, CG, CB, and CY in the liquid crystal panel 200 shows almost no wavelength dependency in the visible light region, so that red, green, and blue And yellow color filters CR, CG, CB, CY transmittances T R , T G , T B , TY are red, green, blue and yellow color filters CR, CG, CB, CY transmission spectra and backlight 300 It will change according to the emission spectrum.
  • the red color filter layer 280, green, blue, and yellow color filters CR, CG, CB, the transmittance of the CY T R, T G, T B, by T Y have the above relationship,
  • the transmittance of the color filter layer 280 can be made relatively high. For this reason, it is possible to perform display with high luminance without increasing power consumption and increasing the intensity of light emitted from the backlight 300.
  • the (average) transmittance of one pixel of the color filter layer 280 is denoted by T ⁇ , and the area of one pixel is denoted by S ⁇ .
  • T ⁇ the incident light intensity I IN incident on the color filter layer 280
  • FIG. 4A shows a schematic diagram of a liquid crystal display device 500 of a comparative example.
  • the liquid crystal display device 500 performs display with three primary colors of red, green, and blue.
  • the liquid crystal display device 500 has the same configuration as the liquid crystal display device 100 described above, except that the yellow sub-pixel Y is not provided for each pixel P.
  • the liquid crystal display device 500 includes a liquid crystal panel 600 and a backlight 700.
  • the liquid crystal panel 600 includes a back substrate 620, a front substrate 640, and a liquid crystal layer 660 provided between the back substrate 620 and the front substrate 640. And a color filter layer 680.
  • the color filter layer 680 is provided between the insulating substrate 642 and the counter electrode 644 of the front substrate 640. Note that the transmittance of the color filter layer 680 in the liquid crystal panel 600 is different from the transmittance of the color filter layer 280 in the liquid crystal panel 200, and the emission spectrum of the backlight 700 is different from the emission spectrum of the backlight 300.
  • FIG. 4B shows a schematic plan view of the liquid crystal panel 600.
  • each pixel P has a red sub-pixel r, a green sub-pixel g, and a blue sub-pixel b.
  • the opening areas of the red sub-pixel r, the green sub-pixel g, and the blue sub-pixel b in one pixel are substantially equal to each other.
  • the color filter layer 680 is provided with a red color filter Cr, a green color filter Cg, and a blue color filter Cb.
  • the red color filter Cr, the green color filter Cg, and the blue color filter Cb in the color filter layer 680 are formed of the same material as the red color filter CR, the green color filter CG, and the blue color filter CB in the color filter layer 280 of the liquid crystal display device 100. Has been.
  • FIG. 5A shows a chromaticity diagram comparing the color reproduction ranges of the liquid crystal display device 100 and the liquid crystal display device 500 of the present embodiment.
  • R, G, B, and Y indicate chromaticities of red, green, blue, and yellow subpixels R, G, B, and Y in the liquid crystal display device 100, respectively, and r, g, and b are respectively The chromaticities of the red, green, and blue sub-pixels r, g, and b in the liquid crystal display device 500 are shown.
  • the chromaticities of the red, green, and blue subpixels R, G, and B in the liquid crystal display device 100 are substantially equal to the chromaticities of the red, green, and blue subpixels r, g, and b in the liquid crystal display device 500, respectively.
  • the chromaticity of the yellow subpixel Y at 100 is located outside the triangle connecting the chromaticities of the red, green, and blue subpixels R, G, and B. Therefore, the liquid crystal display device 100 can perform display in a wider color reproduction range than the liquid crystal display device 500.
  • the description has been made with reference to the xy chromaticity diagram.
  • the chromaticity of the yellow sub-pixel Y is the chromaticity of the red, green, and blue sub-pixels R, G, and B. Located outside the triangle connecting
  • the transmittances of the color filter layer 280 in the liquid crystal display device 100 of the present embodiment and the color filter layer 680 in the liquid crystal display device 500 are compared.
  • the transmittances of the red, green, and blue color filters Cr, Cg, and Cb in the color filter layer 680 are denoted as T r , T g , and T b , respectively.
  • the transmittance is indicated as T ⁇ .
  • the opening areas of the red sub-pixel r, the green sub-pixel g, and the blue sub-pixel b in the liquid crystal display device 500 are denoted as S r , S g , and S b , respectively, and the area of one pixel is denoted as S ⁇ .
  • the average transmittance T ⁇ of the color filter layer 680 is expressed as (S r ⁇ T r + S g ⁇ T g + S b ⁇ T b ) / S ⁇ .
  • the red, green, and blue color filters Cr, Cg, and Cb of the color filter layer 680 are formed of the same material as the red, green, and blue color filters CR, CG, and CB of the color filter layer 280. Therefore, the transmission spectra of the red color filter Cr, the green color filter Cg, and the blue color filter Cb show the same transmission spectra as the red color filter CR, the green color filter CG, and the blue color filter CB shown in FIG. Strictly speaking, the emission spectrum of the backlight 700 is different from the emission spectrum of the backlight 300, but the difference between the emission spectrum of the backlight 700 and the emission spectrum of the backlight 300 is very small.
  • the emission spectrum is substantially equal to the emission spectrum of the backlight 300. Therefore, the transmittances T r , T g , and T b of the red, green, and blue color filters Cr, Cg, and Cb in the liquid crystal display device 500 are the same as the red, green, and blue color filters CR, CG, and CB in the liquid crystal display device 100.
  • the area S ⁇ of one pixel in the liquid crystal display device 500 is equal to the area S ⁇ of one pixel in the liquid crystal display device 100.
  • the area S ⁇ of the pixel P in the liquid crystal display device 500 is substantially equal to the area S ⁇ of the pixel P in the liquid crystal display device 100.
  • the area of the light shielding region (for example, the region covered with the black matrix) in one pixel in the liquid crystal display device 100 is substantially equal to the area of the light shielding region in one pixel in the liquid crystal display device 500.
  • the area of the light shielding region in one pixel in the liquid crystal display device 100 is the area of the light shielding region in one pixel in the liquid crystal display device 500. If the sum of the areas of the light shielding regions in the liquid crystal display devices 100 and 500 is sufficiently smaller than the sum of the entire opening areas, the difference in the sum of the areas of the light shielding regions in the liquid crystal display devices 100 and 500 can be ignored. There is no substantial problem, and it can be said that the sum of the opening areas in one pixel in the liquid crystal display device 100 is substantially equal to the sum of the opening areas in one pixel in the liquid crystal display device 500.
  • the width of the black matrix in the liquid crystal display device 100 may be narrower than the width of the black matrix in the liquid crystal display device 500.
  • the liquid crystal display device 100 of the present embodiment red, green, blue, and yellow sub-pixels R, G, B, and Y opening areas S R , S G , S B , S Y , and red, green, blue, and yellow
  • the transmittances T R , T G , T B , and T Y of the color filters CR, CG, CB, and CY satisfy the inequality (A)
  • the average transmittance T ⁇ of the color filter layer 280 in the liquid crystal display device 100 is the liquid crystal. It is set to be higher than the average transmittance T ⁇ of the color filter layer 680 in the display device 500. The details will be specifically described below.
  • the average transmittance T ⁇ is expressed as (S R ⁇ T R + S G ⁇ T G + S B ⁇ T B + S Y ⁇ T Y ) / S ⁇
  • the average transmittance T ⁇ is (S r ⁇ T since, denoted r + S g ⁇ T g + S b ⁇ T b) / S ⁇
  • the transmittance T Y of the yellow color filter CY is, by satisfying the relationship, the transmittance of the color filter layer 280 is higher than the transmittance of the color filter layer 680 that is formed from the same material, high Luminance display can be easily realized.
  • the opening areas S R , S G , S B , and S Y of the red, green, blue, and yellow sub-pixels are substantially equal to each other.
  • the inequality (A) is T Y > (T R + T G + T B ) / 3 (B) It is expressed.
  • the transmittance T Y of the yellow color filter CY is, red, green and blue color filters CR, CG, the transmittance of the CB T R, T G, the additive of T B
  • the transmittance of the color filter layer 280 is higher than the transmittance of the color filter layer 680 formed of the same material, and the high Luminance display can be easily realized.
  • the opening areas S R , S G , S B , and S Y of the four sub pixels that is, the red sub pixel R, the green sub pixel G, the blue sub pixel B, and the yellow sub pixel Y are substantially the same).
  • each sub-pixel r in the liquid crystal display device 500, g, b of the opening area S r, S g, S b is the sub-pixels R in the liquid crystal display device 100, G, B, the opening area of the Y S R, S
  • the ratio of the aperture area of the sub-pixel is larger than G 1 , S B and S Y
  • FIG. 5B shows a graph showing the relationship between the NTSC ratio of the liquid crystal display device 100 and the liquid crystal display device 500 and the transmittance of the color filter layers 280 and 680.
  • the transmittance is lowered.
  • the chromaticity of the yellow sub-pixel Y is located outside the triangle connecting the chromaticities of the red, green, and blue sub-pixels R, G, and B, and the red sub-pixel R and green
  • the respective aperture areas S R , S G , S B , S Y of the sub-pixel G, blue sub-pixel B and yellow sub-pixel Y , and the red color filter CR, green color filter CG, blue color filter CB and yellow color filter each of the transmittance T R of CY, T G, T B, since the T Y satisfies the above inequality (a), either NTSC ratio and the transmittance of the color filter layer 280 in the liquid crystal display device 100 in the liquid crystal display device 500 It is higher than the NTSC ratio and the transmittance of the color filter layer 680. For this reason, the liquid crystal display device 100 can perform high-luminance display in a wide color reproduction range.
  • Table 1 shows the chromaticities x, y, u ′, v ′ of the red, green, and blue sub-pixels r, g, b in the liquid crystal display device 500 of the comparative example and the transmittance T of the corresponding color filters Cr, Cg, Cb. Indicates.
  • Table 2 shows chromaticities x, y, u ′, and v ′ when yellow and white are displayed in the liquid crystal display device 500 of the comparative example.
  • yellow is displayed by setting the blue sub-pixel to the lowest luminance and setting the red and green sub-pixels to the highest luminance.
  • White is displayed by setting all sub-pixels to the maximum luminance.
  • the color temperature of the liquid crystal display device 500 is 32000K.
  • the transmittance of the color filter layer 680 is 31.9%.
  • the NTSC ratio of CIE 1931 is 80.0%, and the NTSC ratio of CIE 1976 is 86.7%.
  • Table 3 shows the chromaticities x, y, u ', v' of the red, green, blue and yellow sub-pixels and the transmittance T of the corresponding color filter in the liquid crystal display device 100 of the present embodiment.
  • Table 4 shows chromaticities x, y, u ′, and v ′ when yellow and white are displayed in the liquid crystal display device 100 of the present embodiment.
  • yellow is displayed by setting the blue subpixel to the lowest luminance and setting the red, green, and yellow subpixels to the highest luminance.
  • White is displayed by setting all sub-pixels to the maximum luminance.
  • the color temperature of the liquid crystal display device 100 is 7800K.
  • the chromaticities of the red, green, and blue subpixels R, G, and B are the same as those of the liquid crystal display device 500, and the chromaticity of the yellow subpixel Y in the liquid crystal display device 100 is the red, green, and blue subpixels. It is located outside the triangle connecting the pixels R, G, and B. Therefore, the color reproduction range of the liquid crystal display device 100 is wider than that of the liquid crystal display device 500.
  • the transmittances T R , T G , T B and T Y of the red, green, blue and yellow color filters CR, CG, CB and CY satisfy the above inequality (B).
  • the transmittance of the color filter layer 280 is higher than the transmittance of the color filter layer 680.
  • the transmittance of the color filter layer 280 in the liquid crystal display device 100 is 44.7%.
  • the red sub-pixel R, the green sub-pixel G, the blue sub-pixel B, and the yellow sub-pixel Y are arranged in the row direction, but the present invention is not limited to this.
  • the red sub-pixel R, the green sub-pixel G, the blue sub-pixel B, and the yellow sub-pixel Y may be arranged in a matrix of 2 rows and 2 columns.
  • the opening areas S R , S G , S B , and S Y of the red, green, blue, and yellow sub-pixels R, G, B, and Y are equal, but the present invention is not limited to this. Not.
  • the ratios of the opening areas S R , S G , S B , and S Y of the red, green, blue, and yellow sub-pixels R, G, B, and Y may be different.
  • the opening area S R of the red sub-pixel R in the liquid crystal display device 100 is smaller than the opening area S r of the red sub-pixel r in the liquid crystal display device 500 of the comparative example. For this reason, the liquid crystal display device 100 may not be able to sufficiently express red with high brightness.
  • the yellow sub-pixel Y is added to the liquid crystal panel 200 as compared with the liquid crystal panel 600, when the liquid crystal panel 200 and the backlight 700 are used in combination, the color temperature of the liquid crystal display device is lowered. In order to suppress such a decrease in the color temperature of the liquid crystal display device, if the color temperature of the light emitted from the backlight 300 is simply made higher than the color temperature of the light emitted from the backlight 700, the backlight 300 As a result, the luminous efficiency of the liquid crystal becomes lower.
  • FIG. 7A shows a schematic diagram of the liquid crystal display device 100A.
  • the liquid crystal display device 100A includes a liquid crystal panel 200A and a backlight 300A.
  • the liquid crystal display device 100A is the above-described liquid crystal display device 100 except that the aperture areas S R , S G , S B , and S Y of the red, green, blue, and yellow subpixels R, G, B, and Y are not equal. In order to avoid redundancy, redundant description is omitted. Note that the transmittance of the color filter layer 280A in the liquid crystal panel 200A is different from the transmittance of the color filter layer 280 in the liquid crystal panel 200, but the emission spectrum of the backlight 300A is different from the emission spectrum of the backlight 300.
  • FIG. 7B shows a schematic diagram of the liquid crystal panel 200A.
  • the opening areas S R and S B of the red and blue sub-pixels R and B are larger than the opening areas S G and S Y of the green and yellow sub-pixels G and Y.
  • the opening area S R of the red sub-pixel R is relatively large, red having high brightness can be sufficiently expressed.
  • a relatively large opening area S B of the blue subpixel B it can suppress a reduction in luminous efficiency of the backlight 300A.
  • the red, green, blue, and yellow subpixels R, G, B, and Y have the same length in the column direction, and the red, green, blue, and yellow subpixels R, G, B, and Y
  • the ratio of the lengths in the direction is 1: 1: 1: 1, whereas the length in the row direction of the red and blue subpixels R and B is greater than the length in the row direction of the green and yellow subpixels G and Y.
  • the ratio of the lengths in the row direction of red, green, blue, and yellow subpixels R, G, B, and Y is 1.6: 1.0: 1.6: 1.0. Therefore, the ratio of the opening areas S R , S G , S B , S Y of the red, green, blue and yellow subpixels R, G, B, Y is 1.6: 1.0: 1.6: 1. 0.
  • FIG. 8 shows an emission spectrum of the backlight 300A.
  • the backlight 300A includes blue light emitting and red / green fluorescent type LEDs.
  • the peak of the radiation intensity corresponding to blue is higher than the radiation intensity corresponding to green and red, and the radiation corresponding to green.
  • the intensity peak is higher than the radiant intensity corresponding to red.
  • Table 5 shows the aperture ratio, chromaticity x, y, u ′, v ′ of the red, green, blue, and yellow subpixels R, G, B, and Y in the liquid crystal display device 100A of the present embodiment, and the corresponding color filter CR. , CG, CB, CY transmittance T.
  • Table 6 shows chromaticities x, y, u ′, and v ′ when yellow and white are displayed in the liquid crystal display device 100A of the present embodiment.
  • yellow is displayed by setting the blue sub pixel to the lowest luminance and setting the red, green and yellow sub pixels to the highest luminance.
  • White is displayed by setting all sub-pixels to the maximum luminance.
  • the color temperature of the liquid crystal display device 100A is 11600K.
  • FIG. 9 shows a chromaticity diagram comparing the color reproduction ranges of the liquid crystal display device 100A and the liquid crystal display device 500 of the comparative example.
  • R, G, B, and Y indicate chromaticities of red, green, blue, and yellow sub-pixels R, G, B, and Y in the liquid crystal display device 100A, respectively, and r, g, and b Respectively indicate the chromaticities of the red, green, and blue sub-pixels r, g, and b in the liquid crystal display device 500.
  • the chromaticities of the red, green, and blue subpixels R, G, and B in the liquid crystal display device 100A are red, green, and blue subpixels r, g, and b in the liquid crystal display device 500. Is approximately equal to the chromaticity.
  • FIG. 9B shows a partially enlarged view in which the vicinity of the chromaticity of the yellow sub-pixel Y is enlarged.
  • the chromaticity of the yellow sub-pixel Y is positioned outside the triangle connecting the chromaticities of the red, green, and blue sub-pixels R, G, and B. Therefore, the color reproduction range of the liquid crystal display device 100A is wider than that of the liquid crystal display device 500 of the comparative example.
  • the NTSC ratio of CIE 1931 is 80.0% and the NTSC ratio of CIE 1976 is 86.7%.
  • the NTSC ratio of CIE 1931 is Is 81.7%, and the NTSC ratio of CIE 1976 is 88.8%.
  • the NTSC ratio of the liquid crystal display device 100A is higher than that of the liquid crystal display device 500.
  • the red, green, blue and yellow subpixels R, G, B, Y open areas S R , S G , S B , S Y and red, green, blue and yellow colors filter CR, CG, CB, the transmittance T R of CY, T G, T B, T Y is by satisfying the inequality (a), the transmittance of the color filter layer 280A rather than the transmittance of the color filter layer 680 high.
  • the transmittance of the color filter layer 680 is 31.9%, but the transmittance of the large filter layer 280A in the liquid crystal display device 100A is 38.3%.
  • the red sub-pixel R, the green sub-pixel G, the blue sub-pixel B, and the yellow sub-pixel Y are arranged in the row direction, but the present invention is not limited to this.
  • the red sub-pixel R, the green sub-pixel G, the blue sub-pixel B, and the yellow sub-pixel Y may be arranged in a matrix of 2 rows and 2 columns.
  • sub-pixels having a large opening area may be arranged along the column direction
  • sub-pixels having a small opening area may be arranged along the column direction.
  • the red subpixel R and the blue subpixel B may be arranged in the column direction
  • the green subpixel G and the yellow subpixel Y may be arranged in the column direction.
  • the red, green, blue, and yellow subpixels R, G, B, and Y have the same length in the column direction, and the red, green, blue, and yellow subpixels R, G, B, and Y have the same length.
  • the length ratio in the column direction is 1: 1: 1: 1, while the length in the row direction of the red and blue subpixels R and B is the length in the row direction of the green and yellow subpixels G and Y. Longer than that.
  • the ratio of the lengths in the row direction of red, green, blue, and yellow subpixels R, G, B, and Y is 1.6: 1.0: 1.6: 1.0.
  • the ratio of S R , S G , S B , S Y is 1.6: 1.0: 1.6: 1.0.
  • the opening area S R may be larger than the opening areas S G , S B and S Y.
  • the opening area S B may be larger than the opening areas S R , S G , and S Y.
  • the liquid crystal panels 200 and 200A in the liquid crystal display devices 100 and 100A are, for example, in the 4DRTN mode.
  • the first alignment film 226 and the second alignment film 246 shown in FIGS. 1A and 7A each have a pretilt angle of liquid crystal molecules of less than 90 ° with respect to the surface of the vertical alignment film.
  • the pretilt angle is an angle formed between the major surfaces of the first alignment film 226 and the second alignment film 246 and the major axis of the liquid crystal molecules defined in the pretilt direction.
  • the first alignment film 226 and the second alignment film 246 define the pretilt direction of the liquid crystal molecules, respectively.
  • a rubbing process, a photo-alignment process, a fine structure is formed in advance on the base of the alignment film, and the fine structure is reflected on the surface of the alignment film.
  • a method or a method of forming an alignment film having a fine structure on the surface by obliquely depositing an inorganic substance such as SiO is known.
  • rubbing treatment or photo-alignment treatment is preferable.
  • the photo-alignment process is performed without contact, there is no generation of static electricity due to friction unlike the rubbing process, and the yield can be improved.
  • the liquid crystal layer 260 is a vertical alignment type and has liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy. Due to the first alignment film 226 and the second alignment film 246, the liquid crystal molecules in the vicinity thereof are slightly inclined from the normal direction of the main surfaces of the first and second alignment films 226 and 246.
  • the pretilt angle is, for example, not less than 85 ° and less than 90 °.
  • the liquid crystal layer 260 does not have a chiral agent, and when a voltage is applied to the liquid crystal layer 260, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 260 are twisted according to the alignment regulating force of the alignment films 226 and 246. However, a chiral agent may be added to the liquid crystal layer 260 as necessary.
  • the liquid crystal layer 260 is combined with a polarizing plate arranged in a crossed Nicols state to display a normally black mode.
  • pretilt direction of the liquid crystal molecules defined in the first alignment film 226 and the second alignment film 246 and the alignment direction of the liquid crystal molecules in the center of each liquid crystal domain in one pixel will be described with reference to FIG. To do.
  • FIG. 11A shows the pretilt directions PA1 and PA2 of the liquid crystal molecules defined in the first alignment film 226 of the back substrate 220
  • FIG. 11B shows the second alignment film of the front substrate 240
  • the pretilt directions PB1 and PB2 of the liquid crystal molecules defined in H.246 are shown.
  • FIG. 11C shows the alignment direction of the liquid crystal molecules in the center of the liquid crystal domains A to D when a voltage is applied to the liquid crystal layer 260, and regions (domain lines) DL1 to DL4 that appear dark due to the alignment disorder. Yes. Note that the domain lines DL1 to DL4 are not so-called disclination lines.
  • FIG. 11A to FIG. 11C schematically show the alignment direction of the liquid crystal molecules when viewed from the observer side.
  • 11 (a) to 11 (c) show that the end portions (substantially circular portions) of the cylindrical liquid crystal molecules are tilted toward the observer, and FIG. 11 (a) to FIG. In 11 (c), the inclination of the liquid crystal molecules with respect to the normal direction of the main surfaces of the first and second alignment films 226 and 246 is slight (that is, the tilt angle is relatively large).
  • the pretilt angle in FIGS. 11A and 11B is, for example, not less than 85 ° and less than 90 °.
  • the first alignment film 226 has a first alignment region OR1 and a second alignment region OR2.
  • the liquid crystal molecules defined in the first alignment region OR1 are inclined in the ⁇ y direction with respect to the normal direction of the main surface of the first alignment film 226, and are defined in the second alignment region OR2 of the first alignment film 226.
  • the liquid crystal molecules are inclined in the + y direction with respect to the normal direction of the main surface of the first alignment film 226.
  • the second alignment film 246 includes a third alignment region OR3 and a fourth alignment region OR4.
  • the liquid crystal molecules defined in the third alignment region OR3 are inclined in the + x direction with respect to the normal direction of the main surface of the second alignment film 246, and the end portion of the liquid crystal molecules in the ⁇ x direction faces the front side.
  • the liquid crystal molecules defined in the fourth alignment region OR4 of the second alignment film 246 are inclined in the ⁇ x direction with respect to the normal direction of the main surface of the second alignment film 246, and the + x direction of the liquid crystal molecules is The end faces the front side.
  • the first and second alignment films 226 and 246 are irradiated with ultraviolet rays obliquely.
  • the liquid crystal molecules tilt in the same direction as the direction of ultraviolet irradiation. Therefore, by obliquely irradiating ultraviolet rays from the directions indicated by arrows PD1 to PD4, the liquid crystal molecules are aligned obliquely with respect to the normal direction of the main surfaces of the first and second alignment films 226 and 246.
  • liquid crystal domains A, B, C, and D are formed in the liquid crystal layer 260.
  • a portion sandwiched between the first alignment region OR1 of the first alignment film 226 and the third alignment region OR3 of the second alignment film 246 becomes the liquid crystal domain A, and the first alignment region of the first alignment film 226
  • the portion sandwiched between OR1 and the fourth alignment region OR4 of the second alignment film 246 becomes the liquid crystal domain B, and is sandwiched between the second alignment region OR2 of the first alignment film 226 and the fourth alignment region OR4 of the second alignment film 246.
  • the portion sandwiched between the second alignment region OR2 of the first alignment film 226 and the third alignment region OR3 of the second alignment film 246 becomes the liquid crystal domain D.
  • the alignment direction of the liquid crystal molecules at the center of the liquid crystal domains A to D is an intermediate direction between the pretilt direction of the liquid crystal molecules by the first alignment film 226 and the pretilt direction of the liquid crystal molecules by the second alignment film 246.
  • the orientation direction of liquid crystal molecules in the center of the liquid crystal domain, and the azimuth component in the direction from the back surface to the front surface along the major axis of the liquid crystal molecules is referred to as a reference alignment direction.
  • the reference alignment direction characterizes the corresponding liquid crystal domain and has a dominant influence on the viewing angle dependence of each liquid crystal domain.
  • the horizontal direction (left-right direction) of the display screen (paper surface) is taken as a reference for the azimuth angle direction, and the counterclockwise direction is taken positively.
  • the reference alignment directions of the four liquid crystal domains A to D are set so that the difference between any two directions is four directions substantially equal to an integral multiple of 90 °.
  • the azimuth angles of the liquid crystal domains A, B, C, and D are 225 °, 315 °, 45 °, and 135 °, respectively.
  • the symmetrical reference orientation direction is realized, the viewing angle characteristics are made uniform and a good display can be obtained.
  • the azimuth angles of the liquid crystal domains A, B, C, and D are 225 °, 315 °, 45 °, and 135 °, respectively, but the present invention is not limited to this.
  • the reference alignment directions of the four liquid crystal domains A to D may be set so that the difference between any two directions is four directions substantially equal to an integral multiple of 90 °, and the liquid crystal domains A, B, C, Each of the azimuth angles D may indicate a different azimuth.
  • the 4DRTN mode is described as an example of the liquid crystal display devices 100 and 100A, but the present invention is not limited to this.
  • the liquid crystal display devices 100 and 100A may be liquid crystal display devices in other modes.
  • LEDs are used as the backlights 300 and 300A, but the present invention is not limited to this.
  • Cold cathode tubes Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL
  • CCFL Cold Cathode Fluorescent Lamp
  • the color filter layer 280 is provided on the front substrate 240, but the present invention is not limited to this.
  • the color filter layer 280 may be provided on the back substrate 220.
  • the liquid crystal panels 200 and 200A are transmissive, but the present invention is not limited to this.
  • the liquid crystal panels 200 and 200A may be of a reflective type.
  • the transmittances T R , T G , red, green, blue and yellow color filters CR, CG, CB, CY, T B and T Y can be expressed as the square of the transmittance when the red, green, blue and yellow color filters CR, CG, CB and CY pass once. For example, when the transmittance when passing through the color filter once is 40%, the transmittance in the reflection type is 16%.
  • both the transmission region and the reflection region may be provided, and the liquid crystal panels 200 and 200A may be of a transmission / reflection type.
  • the transmittances T R , T G , T B , and T Y of the red, green, blue, and yellow color filters CR, CG, CB, and CY are the transmission area and transmission in the transmission area, respectively. It is represented by the sum of the product of the rate, the product of the area of the reflective region and the transmittance in the reflective region.
  • the liquid crystal display device can expand the color reproduction range and suppress a decrease in the transmittance of the color filter layer.

Abstract

　本発明は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）および黄（Ｙ）の４原色で表示を行う液晶表示装置に関する。　本発明による液晶表示装置（１００）は、赤サブ画素（Ｒ）、緑サブ画素（Ｇ）、青サブ画素（Ｂ）および黄サブ画素（Ｙ）を有する画素（Ｐ）を含む。　黄サブ画素（Ｙ）の色度は、赤サブ画素（Ｒ）、緑サブ画素（Ｇ）および青サブ画素（Ｂ）の色度を結んだ三角形の外側にある。　赤サブ画素（Ｒ）、緑サブ画素（Ｇ）、青サブ画素（Ｂ）および黄サブ画素（Ｙ）のそれぞれの開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳY、ならびに、赤カラーフィルタ（ＣＲ）、緑カラーフィルタ（ＣＧ）、青カラーフィルタ（ＣＢ）および黄カラーフィルタ（ＣＹ）のそれぞれの透過率ＴR、ＴG、ＴB、ＴY は、ＴY＞［（ＳR＋ＳG＋ＳB＋ＳY）（ＴR＋ＴG＋ＴB）－３（ＳR×ＴR＋ＳG×ＴG＋ＳB×ＴB）］／３ＳY の関係を満たす。　本発明によると、色再現範囲を拡大するとともにカラーフィルタ層の透過率の低下を抑制することができる。

Description

液晶表示装置
　本発明は液晶表示装置に関し、より詳細には、４原色で表示を行う液晶表示装置に関する。
　液晶表示装置は、軽量、薄型および低消費電力等の利点を有しており、携帯電話の表示部等の小型の表示装置としてだけでなく大型テレビジョンとしても利用されている。現在、広く利用されているカラー液晶表示装置では、１つの画素は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光の三原色に対応するサブ画素から構成されており、典型的には、赤、緑および青の色の違いは、カラーフィルタによって実現されている。
　一般に、色再現範囲を拡大するために、カラーフィルタ内の顔料の濃度が増加される。しかしながら、顔料の濃度が増加すると、カラーフィルタ層の透過率が低下していまい、高輝度を実現できなくなる。
　近年、一般的な３原色の表示装置とは異なり、４原色以上の多原色を加法混色する表示装置が提案されている（例えば、特許文献１～３参照）。このように４つ以上の原色を用いて表示を行う表示装置は多原色表示装置とも呼ばれる。多原色表示装置では、比較的簡単に色再現範囲を拡大させることができる。
米国特許第７２６８７５７号明細書 国際公開２００７／０３４７７０号 国際公開２００７／１４８５１９号
　しかしながら、多原色表示装置でも色再現範囲を単純に拡大させると、カラーフィルタ層の透過率が低下してしまい、高輝度を実現することができなくなる。
　本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、色再現範囲を拡大するとともにカラーフィルタ層の透過率の低下を抑制した液晶表示装置を提供することにある。
　本発明による液晶表示装置は、赤サブ画素、緑サブ画素、青サブ画素および黄サブ画素を有する画素を含む液晶表示装置であって、バックライトと、液晶パネルとを備えており、前記液晶パネルは、前記赤サブ画素に対応する赤カラーフィルタと、前記緑サブ画素に対応する緑カラーフィルタと、前記青サブ画素に対応する青カラーフィルタと、前記黄サブ画素に対応する黄カラーフィルタとを含むカラーフィルタ層を有しており、前記黄サブ画素の色度は前記赤サブ画素、前記緑サブ画素および前記青サブ画素の色度を結んだ三角形の外側にあり、前記赤サブ画素、前記緑サブ画素、前記青サブ画素および前記黄サブ画素のそれぞれの開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳY、ならびに、前記赤カラーフィルタ、前記緑カラーフィルタ、前記青カラーフィルタおよび前記黄カラーフィルタのそれぞれの透過率ＴR、ＴG、ＴB、ＴYは、ＴY＞［（ＳR＋ＳG＋ＳB＋ＳY）（ＴR＋ＴG＋ＴB）－３（ＳR×ＴR＋ＳG×ＴG＋ＳB×ＴB）］／３ＳYの関係を満たす。
　ある実施形態において、前記赤サブ画素、前記緑サブ画素、前記青サブ画素および前記黄サブ画素のうちの少なくとも１つの開口面積は、他のサブ画素のうちの何れかのサブ画素の開口面積とは異なる。
　ある実施形態において、前記赤サブ画素の開口面積は、前記緑サブ画素および前記黄サブ画素の開口面積よりも大きく、前記青サブ画素の開口面積は、前記緑サブ画素および前記黄サブ画素の開口面積よりも大きい。
　ある実施形態において、前記赤サブ画素、前記緑サブ画素、前記青サブ画素および前記黄サブ画素の開口面積は互いに略等しい。
　ある実施形態において、前記黄カラーフィルタの透過率は、前記赤カラーフィルタ、前記緑カラーフィルタおよび前記青カラーフィルタの透過率の相加平均よりも高い。
　本発明によれば、色再現範囲を拡大するとともにカラーフィルタ層の透過率の低下を抑制した液晶表示装置を提供することができる。
（ａ）は本発明による液晶表示装置の実施形態の模式図であり、（ｂ）は（ａ）の液晶表示装置における液晶パネルの模式図である。 図１に示した液晶表示装置における各カラーフィルタの透過スペクトルを示すグラフである。 図１に示した液晶表示装置における各サブ画素の色度を示すｘｙ色度図である。 （ａ）は比較例の液晶表示装置の模式図であり、（ｂ）は（ａ）の液晶表示装置における液晶パネルの模式図である。 （ａ）は図１に示した液晶表示装置と比較例の液晶表示装置の色再現範囲を比較した色度図であり、（ｂ）は図１に示した液晶表示装置と比較例の液晶表示装置におけるＮＴＳＣ比および透過率を示したグラフである。 本発明による液晶表示装置の別の実施形態における液晶パネルの模式図である。 （ａ）は本発明による液晶表示装置のさらに別の実施形態の模式図であり、（ｂ）は上記液晶表示装置における液晶パネルの模式図である。 図７に示した液晶表示装置におけるバックライトの出射スペクトルを示すグラフである。 （ａ）は図７に示した液晶表示装置と比較例の液晶表示装置の色再現範囲を比較したｘｙ色度図であり、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。 本発明による液晶表示装置のさらに別の実施形態における液晶パネルの模式図である。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ図１および図７に示した液晶表示装置の液晶パネルにおける液晶分子の配向方位を示す模式図である。
　以下、図面を参照して、本発明による液晶表示装置の実施形態を説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
　図１（ａ）に、本実施形態の液晶表示装置１００の模式図を示す。液晶表示装置１００は、液晶パネル２００と、バックライト３００とを備えている。液晶パネル２００は、背面基板２２０と、前面基板２４０と、背面基板２２０と前面基板２４０との間に設けられた液晶層２６０と、カラーフィルタ層２８０を有している。ここでは、背面基板２２０は、絶縁基板２２２と、画素電極２２４と、第１配向膜２２６とを有している。また、前面基板２４０は、絶縁基板２４２と、対向電極２４４と、第２配向膜２４６とを有している。また、ここでは、カラーフィルタ層２８０は前面基板２４０の絶縁基板２４２と対向電極２４４との間に設けられている。
　背面基板２２０および前面基板２４０には図示しない偏光板が設けられており、偏光板の透過軸はクロスニコルの関係を有している。例えば、背面基板２２０には図示しない配線、絶縁層等が設けられている。液晶層２６０の厚さはほぼ一定である。
　図１（ｂ）に、液晶パネル２００の模式図を示す。液晶パネル２００には、複数の行および複数の列のマトリクス状に配列にされた複数の画素Ｐが設けられている。各画素Ｐは画素電極１２４によって規定される。各画素Ｐは、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙを有している。赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙは行方向（ｘ方向）に配列されており、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙの輝度は独立に制御可能である。このように、液晶パネル２００は４つの原色、すなわち、赤、緑、青および黄で表示を行う。
　液晶パネル２００は透過型であり、液晶パネル２００において各サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙは透過領域を有している。バックライト３００から出射された光は液晶パネル２００において変調され、所望の画像が表示される。なお、ここでは、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙの透過領域（開口面積）は互いにほぼ等しい。
　カラーフィルタ層２８０は、赤サブ画素Ｒに対応する赤カラーフィルタＣＲと、緑サブ画素Ｇに対応する緑カラーフィルタＣＧと、青サブ画素Ｂに対応する青カラーフィルタＣＢと、黄サブ画素Ｙに対応する黄カラーフィルタＣＹとを有している。カラーフィルタ層２８０は、例えば、カラーフォトレジスト膜に対してフォトレジスト処理を行うことによって作製される。
　また、液晶パネル２００には、３原色の表示装置に対応した入力映像信号の変換を行う多原色変換部（図示せず）が設けられてもよい。多原色変換部は、入力映像信号の階調レベルを液晶パネル２００に対応する階調レベルに変換する。多原色変換部は、例えば、入力映像信号に示された３原色の階調レベルを赤、緑、青および黄サブ画素の階調レベルに変換するためのルックアップテーブルを有していてもよい。
　バックライト３００は、青発光、赤・緑蛍光タイプのＬＥＤを含んでいる。出射スペクトルにおいて、青に対応する放射強度のピークは緑および赤に対応する放射強度よりも高く、緑に対応する放射強度のピークは赤に対応する放射強度よりも高い。
　図２に、赤、緑、青および黄カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹの透過スペクトルを示す。図２では、赤、緑、青および黄カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹの透過スペクトルをそれぞれＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹと示している。青カラーフィルタＣＢの透過スペクトルは波長４５０ｎｍ付近でピークを示す。緑カラーフィルタＣＧの透過スペクトルは波長５３０ｎｍ付近でピークを示す。また、黄カラーフィルタＣＹは波長５５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下において９０％以上の透過率を示し、赤カラーフィルタＣＲは波長６１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下において９０％以上の透過率を示す。このような透過スペクトルは分光光度計を用いて測定される。
　図３に、液晶表示装置１００における各サブ画素の色度を表したｘｙ色度図を示す。図３において、Ｒ、Ｇ、ＢおよびＹは、それぞれ、対応するサブ画素の色度を示す。例えば、Ｒは、赤サブ画素が最高輝度を呈し、他のサブ画素が最低輝度を呈する場合の液晶表示装置１００の色度である。液晶表示装置１００の色再現範囲はＲ、Ｇ、ＢおよびＹを頂点とする四角形で表される。
　本実施形態の液晶表示装置１００では、黄サブ画素Ｙの色度ｘ、ｙは、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇおよび青サブ画素Ｂの色度ｘ、ｙを囲んだ三角形よりも外側にある。このため、液晶表示装置１００は広い色再現範囲で表示を行うことができる。
　また、本実施形態の液晶表示装置１００では、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙのそれぞれの開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳY、ならびに、赤カラーフィルタＣＲ、緑カラーフィルタＣＧ、青カラーフィルタＣＢおよび黄カラーフィルタＣＹのそれぞれの透過率ＴR、ＴG、ＴB、ＴYは、
　　ＴY　　＞　　［（ＳR＋ＳG＋ＳB＋ＳY）（ＴR＋ＴG＋ＴB）－３（ＳR×ＴR＋ＳG×ＴG＋ＳB×ＴB）］／３ＳY　・・・（Ａ）
の関係を満たす。なお、以下の説明において、特に言及しない場合、透過率は、入射光強度に対する出射光強度の割合を意味する。透過率ＴR、ＴG、ＴB、ＴYはカラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹ自体だけでなく、カラーフィルタ層２８０に入射する光のスペクトル等に応じて変化する。厳密には、仮に、赤、緑、青および黄カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹの透過スペクトルが等しくても、バックライト３００の出射スペクトルや、液晶パネル２００内に光が入射する入射面とカラーフィルタ層２８０との間に位置する部材の光透過率の波長依存性等に応じて、透過率ＴR、ＴG、ＴB、ＴYは変化する。なお、一般に、液晶パネル２００内の赤、緑、青および黄カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹ以外の部材の透過率は可視光領域においてほとんど波長依存性を示さないため、赤、緑、青および黄カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹの透過率ＴR、ＴG、ＴB、ＴYは赤、緑、青および黄カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹの透過スペクトルおよびバックライト３００の出射スペクトルに応じて変化することになる。
　詳細は後述するが、カラーフィルタ層２８０内の赤、緑、青および黄カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹの透過率ＴR、ＴG、ＴB、ＴYが上記関係を有することにより、カラーフィルタ層２８０の透過率を比較的高くすることができる。このため、消費電力を増大させてバックライト３００の出射光の強度を増大させなくても高輝度で表示を行うことができる。
　以下の説明において、カラーフィルタ層２８０の１画素の（平均）透過率をＴαと示し、１画素の面積をＳαと示す。１画素Ｐに単位面積当たり光度Ｌの光が入力する場合、カラーフィルタ層２８０に入射する入射光強度ＩINはＬ×Ｓαと表され、出射光強度ＩOUTは（Ｌ×ＳR×ＴR＋Ｌ×ＳG×ＴG＋Ｌ×ＳB×ＴB＋Ｌ×ＳY×ＴY）と表される。このため、カラーフィルタ層２８０の平均透過率Ｔα（＝ＩOUT／ＩIN）は（ＳR×ＴR＋ＳG×ＴG＋ＳB×ＴB＋ＳY×ＴY）／Ｓαと表される。
　ここで、比較例の液晶表示装置と比較して本実施形態の液晶表示装置１００の利点を説明する。まず、図４を参照して比較例の液晶表示装置を説明する。
　図４（ａ）に、比較例の液晶表示装置５００の模式図を示す。液晶表示装置５００は、赤、緑および青の３原色で表示を行う。液晶表示装置５００は、各画素Ｐに黄サブ画素Ｙが設けられていない点を除いて、上述した液晶表示装置１００と同様の構成を有している。
　液晶表示装置５００は、液晶パネル６００およびバックライト７００を備えており、液晶パネル６００は、背面基板６２０と、前面基板６４０と、背面基板６２０と前面基板６４０との間に設けられた液晶層６６０と、カラーフィルタ層６８０とを有している。ここでは、カラーフィルタ層６８０は前面基板６４０の絶縁基板６４２と対向電極６４４との間に設けられている。なお、液晶パネル６００におけるカラーフィルタ層６８０の透過率は液晶パネル２００におけるカラーフィルタ層２８０の透過率とは異なり、バックライト７００の出射スペクトルはバックライト３００の出射スペクトルと異なる。
　図４（ｂ）に、液晶パネル６００の模式的な平面図を示す。液晶パネル６００において各画素Ｐは赤サブ画素ｒ、緑サブ画素ｇおよび青サブ画素ｂを有している。液晶表示装置５００において、１画素内の赤サブ画素ｒ、緑サブ画素ｇおよび青サブ画素ｂの開口面積は互いに略等しい。
　液晶表示装置５００においてカラーフィルタ層６８０には、赤カラーフィルタＣｒ、緑カラーフィルタＣｇおよび青カラーフィルタＣｂが設けられている。カラーフィルタ層６８０における赤カラーフィルタＣｒ、緑カラーフィルタＣｇおよび青カラーフィルタＣｂは液晶表示装置１００のカラーフィルタ層２８０における赤カラーフィルタＣＲ、緑カラーフィルタＣＧおよび青カラーフィルタＣＢと同様の材料から形成されている。
　ここで、本実施形態の液晶表示装置１００と液晶表示装置５００の色再現範囲を比較する。図５（ａ）に、本実施形態の液晶表示装置１００と液晶表示装置５００の色再現範囲を比較した色度図を示す。図５において、Ｒ、Ｇ、ＢおよびＹは、それぞれ、液晶表示装置１００における赤、緑、青および黄サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの色度を示し、ｒ、ｇおよびｂは、それぞれ、液晶表示装置５００における赤、緑および青サブ画素ｒ、ｇ、ｂの色度を示す。
　液晶表示装置１００における赤、緑および青サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂの色度は液晶表示装置５００における赤、緑および青サブ画素ｒ、ｇ、ｂの色度とそれぞれ略等しいが、液晶表示装置１００における黄サブ画素Ｙの色度は赤、緑および青サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂの色度を結ぶ三角形の外側に位置している。このため、液晶表示装置１００では、液晶表示装置５００よりも広い色再現範囲で表示を行うことができる。なお、ここでは、ｘｙ色度図を参照して説明したが、ｕ’ｖ’色度図においても、黄サブ画素Ｙの色度は赤、緑および青サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂの色度を結ぶ三角形の外側に位置する。
　次に、本実施形態の液晶表示装置１００におけるカラーフィルタ層２８０と液晶表示装置５００におけるカラーフィルタ層６８０の透過率を比較する。
　以下の説明において、カラーフィルタ層６８０内の各赤、緑および青カラーフィルタＣｒ、Ｃｇ、Ｃｂの透過率をそれぞれＴr、Ｔg、Ｔbと示し、カラーフィルタ層６８０の１画素の（平均）透過率をＴβと示す。また、液晶表示装置５００における赤サブ画素ｒ、緑サブ画素ｇおよび青サブ画素ｂの開口面積をそれぞれＳr、Ｓg、Ｓbと示し、１画素の面積をＳβと示す。この場合、カラーフィルタ層６８０の平均透過率Ｔβは（Ｓr×Ｔr＋Ｓg×Ｔg＋Ｓb×Ｔb）／Ｓβと表される。
　上述したように、カラーフィルタ層６８０の赤、緑および青カラーフィルタＣｒ、Ｃｇ、Ｃｂはカラーフィルタ層２８０の赤、緑および青カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢと同様の材料で形成されている。このため、赤カラーフィルタＣｒ、緑カラーフィルタＣｇおよび青カラーフィルタＣｂの透過スペクトルは図２に示した赤カラーフィルタＣＲ、緑カラーフィルタＣＧおよび青カラーフィルタＣＢと同様の透過スペクトルを示す。なお、厳密には、バックライト７００の出射スペクトルはバックライト３００の出射スペクトルとは異なるが、バックライト７００の出射スペクトルとバックライト３００の出射スペクトルとの違いはごくわずかであり、バックライト７００の出射スペクトルはバックライト３００の出射スペクトルと略等しいといえる。このため、液晶表示装置５００における赤、緑および青カラーフィルタＣｒ、Ｃｇ、Ｃｂの透過率Ｔr、Ｔg、Ｔbは液晶表示装置１００における赤、緑および青カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢの透過率ＴR、ＴG、ＴBと略等しい。したがって、ＴR＝Ｔr、ＴG＝Ｔg、ＴB＝Ｔbと表される。
　なお、ここでは、説明が過度に複雑になることを防ぐために、液晶表示装置５００における１画素の面積Ｓβは液晶表示装置１００における１画素の面積Ｓαと等しいとする。例えば、液晶表示装置５００の画面サイズおよび画素数（解像度）が液晶表示装置１００と等しい場合、液晶表示装置５００における画素Ｐの面積Ｓβは液晶表示装置１００における画素Ｐの面積Ｓαと略等しい。
　また、液晶表示装置１００における１画素内の各サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳYの和は液晶表示装置５００における１画素内の各サブ画素ｒ、ｇ、ｂの開口面積Ｓr、Ｓg、Ｓbの和と略等しい。これは、ＳR＋ＳG＋ＳB＋ＳY＝Ｓr＋Ｓg＋Ｓbと表される。このため、液晶表示装置１００における１画素内の遮光領域（例えば、ブラックマトリクス等で覆われている領域）の面積は液晶表示装置５００における１画素内の遮光領域の面積と略等しい。例えば、液晶表示装置１００、５００において、ブラックマトリクスの幅が一定の場合、厳密には、液晶表示装置１００における１画素内の遮光領域の面積は液晶表示装置５００における１画素内の遮光領域の面積よりも大きいが、液晶表示装置１００、５００において遮光領域の面積の和が開口面積全体の和よりも充分小さいと、液晶表示装置１００、５００における遮光領域の面積の和の違いを無視しても実質的な問題が生じず、液晶表示装置１００における１画素内の開口面積の和は液晶表示装置５００における１画素内の開口面積の和と略等しいといえる。あるいは、液晶表示装置１００におけるブラックマトリクスの幅が液晶表示装置５００におけるブラックマトリクスの幅よりも狭くてもよい。
　また、液晶表示装置５００において３つのサブ画素（すなわち、赤サブ画素ｒ、緑サブ画素ｇおよび青サブ画素ｂ）の開口面積Ｓr、Ｓg、Ｓbは互いに略等しい。このため、Ｓr＝Ｓg＝Ｓb＝（ＳR＋ＳG＋ＳB＋ＳY）／３と表される。
　本実施形態の液晶表示装置１００では、赤、緑、青および黄サブ画素Ｒ、Ｇ、ＢおよびＹの開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳY、および、赤、緑、青および黄カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹの透過率ＴR、ＴG、ＴB、ＴYが上記不等式（Ａ）を満たすことにより、液晶表示装置１００におけるカラーフィルタ層２８０の平均透過率Ｔαは液晶表示装置５００におけるカラーフィルタ層６８０の平均透過率Ｔβよりも高くなるように設定される。以下に、その詳細を具体的に説明する。
　上述したように、平均透過率Ｔαは（ＳR×ＴR＋ＳG×ＴG＋ＳB×ＴB＋ＳY×ＴY）／Ｓαと表され、また、平均透過率Ｔβは（Ｓr×Ｔr＋Ｓg×Ｔg＋Ｓb×Ｔb）／Ｓβと表されるため、平均透過率Ｔαが平均透過率Ｔβよりも高い場合、上述の関係は、
　　（ＳR×ＴR＋ＳG×ＴG＋ＳB×ＴB＋ＳY×ＴY）／Ｓα　＞　（Ｓr×Ｔr＋Ｓg×Ｔg＋Ｓb×Ｔb）／Ｓβ
と表される。
　また、上述したように、ＴR＝Ｔr、ＴG＝Ｔg、ＴB＝Ｔb、Ｓr＝Ｓg＝Ｓb＝（ＳR＋ＳG＋ＳB＋ＳY）／３、Ｓα＝Ｓβであるため、上記不等式は、
　　（ＳR×ＴR＋ＳG×ＴG＋ＳB×ＴB＋ＳY×ＴY）　＞　　（ＳR＋ＳG＋ＳB＋ＳY）×（ＴR＋ＴG＋ＴB）／３
と変形可能であり、これは、
　　　　ＴY　　＞　　［（ＳR＋ＳG＋ＳB＋ＳY）（ＴR＋ＴG＋ＴB）－３（ＳR×ＴR＋ＳG×ＴG＋ＳB×ＴB）］／３ＳY 
と表される。以上から、黄カラーフィルタＣＹの透過率ＴYが、上記関係を満たすことにより、カラーフィルタ層２８０の透過率は、同様の材料から形成されたカラーフィルタ層６８０の透過率よりも高くなり、高輝度の表示を簡便に実現することができる。
　なお、上述したように、本実施形態の液晶表示装置１００では、赤、緑、青および黄サブ画素の開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳYは互いに略等しい。この場合、上記不等式（Ａ）は、
　　　ＴY　＞　（ＴR＋ＴG＋ＴB）／３　　・・・（Ｂ）
と表される。このため、本実施形態の液晶表示装置１００では、黄カラーフィルタＣＹの透過率ＴYが、赤、緑および青カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢの透過率ＴR、ＴG、ＴBの相加平均（すなわち、（ＴR＋ＴG＋ＴB）／３）よりも高いことにより、カラーフィルタ層２８０の透過率は、同様の材料から形成されたカラーフィルタ層６８０の透過率よりも高くなり、高輝度の表示を簡便に実現することができる。なお、液晶表示装置１００において４つのサブ画素（すなわち、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙの開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳYが互いに略等しい場合、液晶表示装置５００における各サブ画素ｒ、ｇ、ｂの開口面積Ｓr、Ｓg、Ｓbは液晶表示装置１００における各サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳYよりも大きく、サブ画素の開口面積の比は、ＳR：ＳG：ＳB：ＳY：Ｓr：Ｓg：Ｓb＝３：３：３：３：４：４：４と表される。
　図５（ｂ）に、液晶表示装置１００および液晶表示装置５００のＮＴＳＣ比およびカラーフィルタ層２８０、６８０の透過率の関係を表したグラフを示す。上述したように、３原色表示装置（ＲＧＢ）においてカラーフィルタの顔料濃度を増加させてＮＴＳＣ比を増大させると、透過率が低下する。
　本実施形態の液晶表示装置１００では、黄サブ画素Ｙの色度が赤、緑および青サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂの色度を結ぶ三角形よりも外側に位置するとともに、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙのそれぞれの開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳY、ならびに、赤カラーフィルタＣＲ、緑カラーフィルタＣＧ、青カラーフィルタＣＢおよび黄カラーフィルタＣＹのそれぞれの透過率ＴR、ＴG、ＴB、ＴYが上記不等式（Ａ）を満たすため、液晶表示装置１００におけるＮＴＳＣ比およびカラーフィルタ層２８０の透過率はいずれも液晶表示装置５００におけるＮＴＳＣ比およびカラーフィルタ層６８０の透過率よりも高い。このため、液晶表示装置１００は広い色再現範囲で高輝度の表示を行うことができる。
　ここで、表１～表４を参照して比較例の液晶表示装置５００に対する本実施形態の液晶表示装置１００の利点を具体的に説明する。
　表１に、比較例の液晶表示装置５００における赤、緑および青サブ画素ｒ、ｇ、ｂの色度ｘ、ｙ、ｕ’、ｖ’および対応するカラーフィルタＣｒ、Ｃｇ、Ｃｂの透過率Ｔを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　また、表２に、比較例の液晶表示装置５００において黄色および白色を表示したときの色度ｘ、ｙ、ｕ’、ｖ’を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 なお、ここで、黄色は青サブ画素を最低輝度にするとともに赤および緑サブ画素を最高輝度にすることによって表示される。また、白色は全てのサブ画素を最高輝度にすることによって表示される。液晶表示装置５００の色温度は３２０００Ｋである。
　このような比較例の液晶表示装置５００においてカラーフィルタ層６８０の透過率は３１．９％である。また、比較例の液晶表示装置５００では、ＣＩＥ　１９３１のＮＴＳＣ比は８０．０％であり、ＣＩＥ　１９７６のＮＴＳＣ比は８６．７％である。
　次に、表３および表４を参照して本実施形態の液晶表示装置１００を説明する。表３に、本実施形態の液晶表示装置１００における赤、緑、青および黄サブ画素の色度ｘ、ｙ、ｕ’、ｖ’および対応するカラーフィルタの透過率Ｔを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　また、表４に、本実施形態の液晶表示装置１００において黄色および白色を表示したときの色度ｘ、ｙ、ｕ’、ｖ’を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 なお、ここで、黄色は青サブ画素を最低輝度にするとともに赤、緑および黄サブ画素を最高輝度にすることによって表示される。また、白色は全てのサブ画素を最高輝度にすることによって表示される。液晶表示装置１００の色温度は７８００Ｋである。
　液晶表示装置１００では、赤、緑および青サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂの色度は液晶表示装置５００と同様であり、液晶表示装置１００における黄サブ画素Ｙの色度は赤、緑および青サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂを結ぶ三角形よりも外側に位置している。このため、液晶表示装置１００の色再現範囲は液晶表示装置５００よりも広い。また、表３から理解されるように、赤、緑、青および黄カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹの透過率ＴR、ＴG、ＴB、ＴYは上記不等式（Ｂ）を満たしており、カラーフィルタ層２８０の透過率はカラーフィルタ層６８０の透過率よりも高い。液晶表示装置１００におけるカラーフィルタ層２８０の透過率は４４．７％である。
　なお、上述した説明では、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙは行方向に配列されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図６に示すように、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙは２行２列のマトリクス状に配列されてもよい。
　また、上述した説明では、赤、緑、青および黄サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳYはいずれも等しかったが、本発明はこれに限定されない。赤、緑、青および黄サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳYの比率は異なってもよい。
　上述したように、画素Ｐの面積が等しい場合、液晶表示装置１００における赤サブ画素Ｒの開口面積ＳRは比較例の液晶表示装置５００における赤サブ画素ｒの開口面積Ｓrよりも小さい。このため、液晶表示装置１００では明度の高い赤を充分に表現できないことがある。
　また、液晶パネル２００では、液晶パネル６００と比べて黄サブ画素Ｙが追加されているため、液晶パネル２００とバックライト７００とを組み合わせて用いると、液晶表示装置の色温度が低下してしまう。また、このような液晶表示装置の色温度の低下を抑制するために、単純にバックライト３００からの出射光の色温度をバックライト７００からの出射光の色温度よりも高くすると、バックライト３００の発光効率が低下することになる。
　図７（ａ）に、液晶表示装置１００Ａの模式図を示す。液晶表示装置１００Ａは液晶パネル２００Ａと、バックライト３００Ａとを備えている。液晶表示装置１００Ａは、赤、緑、青および黄サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳYが等しくない点を除いて、上述した液晶表示装置１００と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する説明を省略する。なお、液晶パネル２００Ａにおけるカラーフィルタ層２８０Ａの透過率は液晶パネル２００におけるカラーフィルタ層２８０の透過率とは異なるが、バックライト３００Ａの出射スペクトルはバックライト３００の出射スペクトルと異なる。
　図７（ｂ）に、液晶パネル２００Ａの模式図を示す。液晶パネル２００Ａにおいて赤および青サブ画素Ｒ、Ｂの開口面積ＳR、ＳBは緑および黄サブ画素Ｇ、Ｙの開口面積ＳG、ＳYよりも大きい。このように、赤サブ画素Ｒの開口面積ＳRが比較的大きいことにより、明度の高い赤色を充分に表現することができる。また、青サブ画素Ｂの開口面積ＳBが比較的大きいことにより、バックライト３００Ａの発光効率の低下を抑制できる。
　具体的には、赤、緑、青および黄サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの列方向の長さはいずれも等しく、赤、緑、青および黄サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの列方向の長さの比は１：１：１：１であるのに対して、赤および青サブ画素Ｒ、Ｂの行方向の長さは緑および黄サブ画素Ｇ、Ｙの行方向の長さよりも長い。例えば、赤、緑、青および黄サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの行方向の長さの比は１．６：１．０：１．６：１．０である。このため、赤、緑、青および黄サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳYの比は１．６：１．０：１．６：１．０である。
　図８に、バックライト３００Ａの出射スペクトルを示す。バックライト３００Ａは、青発光、赤・緑蛍光タイプのＬＥＤを含んでおり、出射スペクトルにおいて、青に対応する放射強度のピークは緑および赤に対応する放射強度よりも高く、緑に対応する放射強度のピークは赤に対応する放射強度よりも高い。
　ここで、表５および表６を参照して本実施形態の液晶表示装置１００Ａを説明する。表５に、本実施形態の液晶表示装置１００Ａにおける赤、緑、青および黄サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの開口比率、色度ｘ、ｙ、ｕ’、ｖ’および対応するカラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹの透過率Ｔを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表６に、本実施形態の液晶表示装置１００Ａにおいて黄色および白色を表示したときの色度ｘ、ｙ、ｕ’、ｖ’を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 なお、ここで、黄色は青サブ画素を最低輝度にするとともに赤、緑および黄サブ画素を最高輝度にすることによって表示される。また、白色は全てのサブ画素を最高輝度にすることによって表示される。液晶表示装置１００Ａの色温度は１１６００Ｋである。
　図９に、液晶表示装置１００Ａと比較例の液晶表示装置５００との色再現範囲を比較した色度図を示す。図９（ａ）において、Ｒ、Ｇ、ＢおよびＹは、それぞれ、液晶表示装置１００Ａにおける赤、緑、青および黄サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの色度を示し、ｒ、ｇおよびｂは、それぞれ、液晶表示装置５００における赤、緑および青サブ画素ｒ、ｇ、ｂの色度を示す。図９（ａ）から理解されるように、液晶表示装置１００Ａにおける赤、緑、青サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂの色度は液晶表示装置５００における赤、緑、青サブ画素ｒ、ｇ、ｂの色度と略等しい。
　図９（ｂ）に、黄サブ画素Ｙの色度の近傍を拡大した一部拡大図を示す。図９（ａ）および図９（ｂ）から理解されるように、黄サブ画素Ｙの色度は、赤、緑および青サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂの色度を結ぶ三角形よりも外側に位置しており、液晶表示装置１００Ａの色再現範囲は比較例の液晶表示装置５００よりも広い。上述したように比較例の液晶表示装置５００においてＣＩＥ　１９３１のＮＴＳＣ比は８０．０％であり、ＣＩＥ　１９７６のＮＴＳＣ比は８６．７％であるが、液晶表示装置１００Ａでは、ＣＩＥ　１９３１のＮＴＳＣ比は８１．７％であり、ＣＩＥ　１９７６のＮＴＳＣ比は８８．８％である。このように、液晶表示装置１００ＡのＮＴＳＣ比は液晶表示装置５００よりも高い。
　また、表５から理解されるように、赤、緑、青および黄サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳYおよび赤、緑、青および黄カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹの透過率ＴR、ＴG、ＴB、ＴYが上記不等式（Ａ）を満たすことにより、カラーフィルタ層２８０Ａの透過率はカラーフィルタ層６８０の透過率よりも高い。上述したように比較例の液晶表示装置５００においてカラーフィルタ層６８０の透過率は３１．９％であるが、液晶表示装置１００Ａにおけるラーフィルタ層２８０Ａの透過率は３８．３％である。
　なお、上述した説明では、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙが行方向に配列されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１０に示すように、赤サブ画素Ｒ、緑サブ画素Ｇ、青サブ画素Ｂおよび黄サブ画素Ｙは２行２列のマトリクス状に配列されてもよい。この場合、開口面積の大きいサブ画素が列方向に沿って配列し、また、開口面積の小さいサブ画素が列方向に沿って配列してもよい。具体的には、赤サブ画素Ｒおよび青サブ画素Ｂが列方向に配列し、緑サブ画素Ｇおよび黄サブ画素Ｙが列方向に配列してもよい。
　例えば、液晶パネル２００Ａにおいて赤、緑、青および黄サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの列方向の長さはいずれも等しく、赤、緑、青および黄サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの列方向の長さの比は１：１：１：１であるのに対して、赤および青サブ画素Ｒ、Ｂの行方向の長さは緑および黄サブ画素Ｇ、Ｙの行方向の長さよりも長い。例えば、赤、緑、青および黄サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの行方向の長さの比は１．６：１．０：１．６：１．０であり、この場合、開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳYの比は１．６：１．０：１．６：１．０である。
　なお、ここでは、赤および青サブ画素Ｒ、Ｂの両方の開口面積ＳR、ＳBが、緑および黄サブ画素Ｇ、Ｙの開口面積ＳG、ＳYよりも大きかったが、本発明はこれに限定されない。開口面積ＳRが開口面積ＳG、ＳB、ＳYよりも大きくてもよい。あるいは、開口面積ＳBが開口面積ＳR、ＳG、ＳYよりも大きくてもよい。
　なお、液晶表示装置１００、１００Ａにおける液晶パネル２００、２００Ａは例えば４ＤＲＴＮモードである。図１（ａ）および図７（ａ）に示した第１配向膜２２６および第２配向膜２４６は、それぞれ、垂直配向膜の表面に対して、液晶分子のプレチルト角が９０°未満となるように処理されたものであり、プレチルト角は、第１配向膜２２６および第２配向膜２４６の主面と、プレチルト方向に規定された液晶分子の長軸とのなす角度である。第１配向膜２２６および第２配向膜２４６により、それぞれ、液晶分子のプレチルト方向が規定される。このような配向膜を形成する方法としては、ラビング処理を行う方法、光配向処理を行う方法、配向膜の下地に微細な構造を予め形成しておきその微細構造を配向膜の表面に反映させる方法、あるいは、ＳｉＯなどの無機物質を斜め蒸着することによって表面に微細な構造を有する配向膜を形成する方法などが知られている。ただし、量産性の観点からは、ラビング処理または光配向処理が好ましい。特に、光配向処理は、非接触で配向処理を行うので、ラビング処理のように摩擦による静電気の発生が無く、歩留まりを向上させることができる。
　液晶層２６０は垂直配向型であり、負の誘電率異方性の液晶分子を有している。第１配向膜２２６および第２配向膜２４６により、その近傍の液晶分子は第１、第２配向膜２２６、２４６の主面の法線方向からわずかに傾いている。プレチルト角は、例えば８５°以上９０°未満である。なお、ここでは、液晶層２６０はカイラル剤を有しておらず、液晶層２６０に電圧を印加すると、液晶層２６０内の液晶分子は配向膜２２６、２４６の配向規制力に従ってツイスト配向をとる。ただし、必要に応じて液晶層２６０にカイラル剤が添加されていてもよい。液晶層２６０はクロスニコル配置された偏光板と組み合わされてノーマリーブラックモードの表示を行う。
　以下、図１１を参照して、１つの画素における、第１配向膜２２６および第２配向膜２４６に規定された液晶分子のプレチルト方向、および、各液晶ドメインの中央における液晶分子の配向方向を説明する。
　図１１（ａ）には、背面基板２２０の第１配向膜２２６に規定された液晶分子のプレチルト方向ＰＡ１およびＰＡ２を示しており、図１１（ｂ）には、前面基板２４０の第２配向膜２４６に規定された液晶分子のプレチルト方向ＰＢ１およびＰＢ２を示している。図１１（ｃ）には、液晶層２６０に電圧を印加したときの液晶ドメインＡ～Ｄの中央の液晶分子の配向方向、および、配向乱れによって暗く見える領域（ドメインライン）ＤＬ１～ＤＬ４を示している。なお、ドメインラインＤＬ１～ＤＬ４は、いわゆるディスクリネーションラインではない。
　図１１（ａ）～図１１（ｃ）は、観察者側から見たときの液晶分子の配向方向を模式的に示している。図１１（ａ）～図１１（ｃ）では、円柱状の液晶分子の端部（ほぼ円形部分）が観察者に向かうようにチルトしていることを示しており、図１１（ａ）～図１１（ｃ）において、第１、第２配向膜２２６、２４６の主面の法線方向に対する液晶分子の傾きはわずかである（すなわち、チルト角は比較的大きい）。上述したように、図１１（ａ）および図１１（ｂ）におけるプレチルト角は、例えば、８５°以上９０°未満である。
　図１１（ａ）に示すように、第１配向膜２２６は、第１配向領域ＯＲ１と第２配向領域ＯＲ２とを有している。第１配向領域ＯＲ１に規定された液晶分子は、第１配向膜２２６の主面の法線方向に対して－ｙ方向に傾いており、第１配向膜２２６の第２配向領域ＯＲ２に規定された液晶分子は、第１配向膜２２６の主面の法線方向に対して＋ｙ方向に傾いている。
　また、図１１（ｂ）に示すように、第２配向膜２４６は、第３配向領域ＯＲ３と第４配向領域ＯＲ４とを有している。第３配向領域ＯＲ３に規定された液晶分子は第２配向膜２４６の主面の法線方向に対して＋ｘ方向に傾いており、この液晶分子の－ｘ方向の端部が前面側に向いている。また、第２配向膜２４６の第４配向領域ＯＲ４に規定された液晶分子は第２配向膜２４６の主面の法線方向に対して－ｘ方向に傾いており、この液晶分子の＋ｘ方向の端部が前面側に向いている。
　また、光配向処理を行う場合、第１、第２配向膜２２６、２４６に対して紫外線を斜めから照射する。角度の点で厳密に等しいわけではないが、液晶分子は、紫外線の照射方向と同様の方向に傾く。このため、ＰＤ１～ＰＤ４で示した矢印の方向から紫外線を斜め照射することにより、液晶分子は第１、第２配向膜２２６、２４６の主面の法線方向に対して斜めに配向される。
　図１１（ｃ）に示すように、液晶層２６０には４つの液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤが形成される。液晶層２６０のうち、第１配向膜２２６の第１配向領域ＯＲ１と第２配向膜２４６の第３配向領域ＯＲ３とに挟まれる部分が液晶ドメインＡとなり、第１配向膜２２６の第１配向領域ＯＲ１と第２配向膜２４６の第４配向領域ＯＲ４とに挟まれる部分が液晶ドメインＢとなり、第１配向膜２２６の第２配向領域ＯＲ２と第２配向膜２４６の第４配向領域ＯＲ４とに挟まれる部分が液晶ドメインＣとなり、第１配向膜２２６の第２配向領域ＯＲ２と第２配向膜２４６の第３配向領域ＯＲ３とに挟まれる部分が液晶ドメインＤとなる。
　液晶ドメインＡ～Ｄの中央の液晶分子の配向方向は、第１配向膜２２６による液晶分子のプレチルト方向と第２配向膜２４６による液晶分子のプレチルト方向との中間の方向となる。本明細書において、液晶ドメインの中央における液晶分子の配向方向であって、液晶分子の長軸に沿って背面から前面に向かう方向の方位角成分を基準配向方向とよぶ。基準配向方向は、対応する液晶ドメインを特徴付けており、各液晶ドメインの視野角依存性に支配的な影響を与える。ここで、表示画面（紙面）の水平方向（左右方向）を方位角方向の基準とし、左回りに正をとる（表示面を時計の文字盤に例えると３時方向を方位角０°として、反時計回りを正とする）と、４つの液晶ドメインＡ～Ｄの基準配向方向は任意の２つの方向の差が９０°の整数倍に略等しい４つの方向となるように設定されている。具体的には、液晶ドメインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの方位角は、それぞれ、２２５°、３１５°、４５°、１３５°である。このように、対称的な基準配向方向が実現されているため、視野角特性が均一化され、良好な表示を得ることができる。
　なお、上述した説明では、液晶ドメインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの方位角は、それぞれ、２２５°、３１５°、４５°、１３５°であったが、本発明はこれに限定されない。４つの液晶ドメインＡ～Ｄの基準配向方向は任意の２つの方向の差が９０°の整数倍に略等しい４つの方向となるように設定されていればよく、液晶ドメインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの方位角は、それぞれ、別の方位を示してもよい。
　また、上述した説明では、特に、液晶表示装置１００、１００Ａの一例として４ＤＲＴＮモードを説明したが、本発明はこれに限定されない。液晶表示装置１００、１００Ａは、他のモードの液晶表示装置であってもよい。
　また、上述した説明では、バックライト３００、３００ＡとしてＬＥＤが用いられたが、本発明はこれに限定されない。バックライト３００、３００Ａとして冷陰極管（Ｃｏｌｄ　Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　Ｌａｍｐ：ＣＣＦＬ）を用いてもよい。
　また、上述した説明では、カラーフィルタ層２８０は前面基板２４０に設けられていたが、本発明はこれに限定されない。カラーフィルタ層２８０は背面基板２２０に設けられてもよい。
　また、上述した説明では、液晶パネル２００、２００Ａは透過型であったが、本発明はこれに限定されない。液晶パネル２００、２００Ａは反射型であってもよい。反射型の場合、外部から入射した光はカラーフィルタ層２８０を２回通過することになるため、赤、緑、青および黄カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹの透過率ＴR、ＴG、ＴB、ＴYは、赤、緑、青および黄カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹを１回通過する場合の透過率の２乗と表すことができる。例えば、カラーフィルタを１回通過する場合の透過率が４０％である場合、反射型における透過率は１６％となる。
　あるいは、液晶パネル２００、２００Ａにおいて各サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙには透過領域および反射領域の両方が設けられてもよく、液晶パネル２００、２００Ａは透過反射両用型であってもよい。透過反射両用型の場合、赤、緑、青および黄カラーフィルタＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＹの透過率ＴR、ＴG、ＴB、ＴYは、それぞれ、透過領域の面積と透過領域における透過率との積と反射領域の面積と反射領域における透過率との積との和で表される。
　本発明による液晶表示装置は、色再現範囲を拡大するとともにカラーフィルタ層の透過率の低下を抑制することができる。
　１００　液晶表示装置
　２００　液晶パネル
　２２０　背面基板
　２２２　絶縁基板
　２２４　画素電極
　２２６　第１配向膜
　２４０　前面基板
　２４２　絶縁基板
　２４４　対向電極
　２４６　第２配向膜
　２６０　液晶層
　２８０　カラーフィルタ層
　３００　バックライト

Claims (5)

  1. 　赤サブ画素、緑サブ画素、青サブ画素および黄サブ画素を有する画素を含む液晶表示装置であって、
    　バックライトと、
    　液晶パネルと
    を備えており、
    　前記液晶パネルは、前記赤サブ画素に対応する赤カラーフィルタと、前記緑サブ画素に対応する緑カラーフィルタと、前記青サブ画素に対応する青カラーフィルタと、前記黄サブ画素に対応する黄カラーフィルタとを含むカラーフィルタ層を有しており、
    　前記黄サブ画素の色度は前記赤サブ画素、前記緑サブ画素および前記青サブ画素の色度を結んだ三角形の外側にあり、
    　前記赤サブ画素、前記緑サブ画素、前記青サブ画素および前記黄サブ画素のそれぞれの開口面積ＳR、ＳG、ＳB、ＳY、ならびに、前記赤カラーフィルタ、前記緑カラーフィルタ、前記青カラーフィルタおよび前記黄カラーフィルタのそれぞれの透過率ＴR、ＴG、ＴB、ＴYは、
    　　　ＴY　　＞　　［（ＳR＋ＳG＋ＳB＋ＳY）（ＴR＋ＴG＋ＴB）－３（ＳR×ＴR＋ＳG×ＴG＋ＳB×ＴB）］／３ＳY
    の関係を満たす、液晶表示装置。
  2. 　前記赤サブ画素、前記緑サブ画素、前記青サブ画素および前記黄サブ画素のうちの少なくとも１つの開口面積は、他のサブ画素のうちの何れかのサブ画素の開口面積とは異なる、請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 　前記赤サブ画素の開口面積は、前記緑サブ画素および前記黄サブ画素の開口面積よりも大きく、
    　前記青サブ画素の開口面積は、前記緑サブ画素および前記黄サブ画素の開口面積よりも大きい、請求項１に記載の液晶表示装置。
  4. 　前記赤サブ画素、前記緑サブ画素、前記青サブ画素および前記黄サブ画素の開口面積は互いに略等しい、請求項１に記載の液晶表示装置。
  5. 　前記黄カラーフィルタの透過率は、前記赤カラーフィルタ、前記緑カラーフィルタおよび前記青カラーフィルタの透過率の相加平均よりも高い、請求項４に記載の液晶表示装置。
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