ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК G02F1/1335 

Область техники

Настоящее изобретение относится к жидкокристаллическому устройству отображения и более конкретно к жидкокристаллическому устройству отображения, которое работает как устройство отображения с использованием четырех основных цветов.

Уровень техники

Жидкокристаллические устройства отображения имеют ряд преимуществ, в том числе меньший вес, уменьшенную толщину и меньшее рассеяние мощности, по сравнению с другими видами устройств отображения, и нашли применение не только устройства отображения с малым экраном, таким, как монитор мобильного телефона, но и с большим экраном, таким как экран телевизора. В цветных жидкокристаллических устройствах отображения, которые сегодня широко используются, один пиксель состоит из трех подпикселей, представляющих три основных цвета света, а именно, красный (R), зеленый (G) и синий (B), и цветовое различие между этими цветами, красным, зеленым и синим, обычно создается с помощью цветовых фильтров.

В общем, для того, чтобы расширить диапазон воспроизведения цвета, увеличивают концентрацию пигмента в цветовом фильтре. Однако, чем выше концентрация пигмента, тем ниже коэффициент пропускания, что делает невозможным достижение высокой яркости.

В последнее время были предложены устройства отображения, которые соединяют вместе четыре или более основных цветов (см., например, патентные документы 1-3), в качестве замены обычного устройства отображения, который использует три основных цвета. Такое устройство отображения, которое использует четыре или более основных цветов, иногда называется «устройством отображения с множеством основных цветов». Устройство отображения с множеством основных цветов может относительно легко расширять диапазон воспроизведения цвета.

Список цитируемой литературы

Патентная литература

Патентный документ №1: патент США №7268757.

Патентный документ №2: публикация PCT заявки №2007/034770.

Патентный документ №3: публикация PCT заявки №2007/148519.

Раскрытие изобретения

Техническая проблема

Однако даже устройство отображения с множеством основных цветов не может достичь высокой яркости просто за счет расширения диапазона воспроизведения цвета из-за уменьшения коэффициента пропускания его плоского цветового фильтра в этом случае.

Следовательно, целью настоящего изобретения является создание жидкокристаллического устройства отображения, которое может расширить диапазон воспроизведения цвета при минимизации такого уменьшения коэффициента пропускания.

Решение проблемы

Жидкокристаллическое устройство отображения в соответствии с настоящим изобретением имеет пиксель, который включает в себя красный, зеленый, синий и желтый подпиксели, и включает в себя заднюю подсветку и LCD (жидкокристаллическую) панель. LCD панель включает в себя слой цветового фильтра, который имеет красный, зеленый, синий и желтый цветовые фильтры, связанные с красным, зеленым, синим и желтым подпикселями соответственно. Цветность желтого подпикселя находится вне треугольника, который определяется соединением соответствующих цветностей красного, зеленого и синего подпикселей. Соответствующие площади апертур SR, SG, SB и SY красного, зеленого, синего и желтого подпикселей и соответствующие коэффициенты пропускания TR, TG, ТВ и TY красного, зеленого, синего и желтого цветовых фильтров удовлетворяют неравенству: 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.

В одном варианте осуществления, по меньшей мере, один из красного, зеленого, синего и желтого подпикселей имеет площадь апертуры, отличную от площади апертуры любого из других подпикселей.

В одном варианте осуществления красный подпиксель имеет большую площадь апертуры, чем зеленый и желтый подпиксели, и синий подпиксель имеет большую площадь апертуры, чем зеленый и желтый пиксели.

В одном варианте осуществления соответствующие площади апертур красного, зеленого, синего и желтого подпикселей по существу равны друг другу.

В одном варианте осуществления коэффициент пропускания желтого цветового фильтра выше, чем среднее арифметическое соответствующих коэффициентов пропускания красного, зеленого и синего цветовых фильтров.

Преимущественные результаты изобретения

В настоящем изобретении создается жидкокристаллическое устройство отображения, которое может расширить диапазон воспроизведения цвета при минимизации уменьшения коэффициента пропускания его цветового фильтра.

Краткое описание чертежей

Фиг.1(а) представляет собой схематичное представление, иллюстрирующее жидкокристаллическое устройство отображения как конкретный предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, и фиг.1(b) представляет собой схематичное представление, иллюстрирующее LCD панель жидкокристаллического устройства отображения, показанного на фиг.1(а).

Фиг.2 представляет собой график, показывающий соответствующие спектры пропускания цветовых фильтров в жидкокристаллическом устройстве отображения на фиг.1.

Фиг.3 показывает диаграмму цветностей в координатах xy, представляющий цветности соответствующих подпикселей в жидкокристаллическом устройстве отображения, показанном на фиг.1.

Фиг.4(а) представляет собой схематичное представление, иллюстрирующее жидкокристаллическое устройство отображения в качестве сравнительного примера, и фиг.4(b) представляет собой схематичное представление, иллюстрирующее LCD панель жидкокристаллического устройства отображения, показанного на фиг.4(а).

Фиг.5(а) представляет собой график цветностей, показывающий соответствующие диапазоны воспроизведения цвета жидкокристаллического устройства отображения, показанного на фиг.1, и жидкокристаллического устройства отображения, взятого в качестве сравнительного примера, и фиг.5(b) представляет собой график, показывающий, как изменяется коэффициент пропускания при изменении NTSC-отношения в жидкокристаллическом устройстве отображения, показанном на фиг.1 и в жидкокристаллическом устройстве отображения в качестве сравнительного примера.

Фиг.6 представляет собой схематичное представление, иллюстрирующее LCD панель жидкокристаллического устройства отображения как другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7(а) представляет собой схематичное представление, иллюстрирующее еще один предпочтительный вариант осуществления жидкокристаллического устройства отображения в соответствии с настоящим изобретением, и фиг.7(b) представляет собой схематичное представление, иллюстрирующее LCD панель жидкокристаллического устройства отображения.

Фиг.8 показывает спектр света, излучаемого задней подсветкой устройства жидкокристаллического устройства отображения, показанного на фиг.7.

Фиг.9(а) представляет собой диаграмму цветностей в координатах xy, показывающую, при сравнении, соответствующие диапазоны воспроизведения цвета жидкокристаллического устройства отображения, показанного на фиг.7, и жидкокристаллическое устройство отображения в качестве сравнительного примера, и фиг.9(b) иллюстрирует, в большем масштабе, часть графика цветностей, показанного на фиг.9(a).

Фиг.10 представляет собой схематичное представление, иллюстрирующее LCD панель устройства жидкокристаллического устройства отображения как еще один предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения.

Фиг.11(а), 11(b), и 11(с) представляют собой схематичные представления, иллюстрирующие направления ориентации молекул жидкого кристалла в LCD панели устройств жидкокристаллического устройства отображения, показанных на фиг.1 и 7.

Описание вариантов осуществления

Далее описаны предпочтительные варианты осуществления устройства жидкокристаллического устройства отображения в соответствии с настоящим изобретением со ссылкой на сопровождающие чертежи. Нужно отметить, однако, что настоящее изобретение не ограничивается конкретными предпочтительными вариантами осуществления, описанными ниже.

Фиг.1(а) представляет собой схематичное представление, иллюстрирующее жидкокристаллическое устройство 100 отображения в качестве конкретного предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения. Жидкокристаллическое устройство 100 отображения включает в себя LCD панель 200 и устройство задней подсветки 300. LCD панель 200 включает заднюю подложку 220, переднюю подложку 240, жидкокристаллический слой 260, размещенный между задней и передней подложками 220 и 240, и слой цветового фильтра 280. В этом случае задняя подложка 220 включает изолирующую подложку 222, пиксельные электроды 224 и первую пленку 226 ориентирования. С другой стороны, передняя подложка 240 включает противоэлектрод 244 и вторую пленку ориентирования 246. В этом примере слой цветового фильтра 280 располагается между изолирующей подложкой 242 передней подложки 240 и противоэлектродом 244.

Хотя не показано, создаются два поляризатора для задней и передней подложек 220 и 240 соответственно, они располагаются таким образом, чтобы их оси поляризации удовлетворяли перекрестным соотношениям Николса. Например, линии, изолирующие слои и другие элементы (любые другие, не показаны), располагаются на задней подложке 220. Жидкокристаллический слой 260 имеет по существу постоянную толщину.

Фиг.1(b) представляет собой схематичное представление, иллюстрирующее LCD панель 200, имеющую набор пикселей P, которые располагаются в столбцах и строках для формирования матричной структуры. Каждый пиксель Р определяется с помощью своего пиксельного электрода 124 и образуется красным, зеленым, синим и желтым подпикселями R, G, B и Y, которые располагаются в направлении строки (т.е. в x направлении) и могут иметь яркости, управляемые независимо друг от друга. В этом случае LCD панель 200 осуществляет работу устройства отображения при наличии четырех основных цветов: красного, зеленого, синего и желтого.

LCD панель 200 представляет собой LCD панель передающего типа, и каждый из пикселей, R, G, В и Y имеет передающую область в LCD панели 200. Свет, излучаемый устройством задней подсветки 300, модулируется с помощью LCD панели 200 для планируемого отображения изображения. В этом примере соответствующие передающие области (т.е. площади апертур) красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, В и Y по существу равны друг другу.

Слой 280 цветового фильтра имеет красный, зеленый, синий и желтый цветовые фильтры, CR, CG, CB и CY, которые связаны с красным, зеленым, синим и желтым подпикселями R, G, В и Y соответственно. Цветовой фильтр 280 может быть сформирован путем обработки цветной фоторезистивной пленки с помощью фоторезистивного процесса.

Опционально, LCD панель 200 может, кроме того, включать преобразующую часть (не показана) со многими основными цветами, которая преобразует входной видеосигнал, совместимый с обычным устройством отображения с тремя основными цветами. Преобразующая часть со многими основными цветами преобразует уровень серой шкалы входного видеосигнала в уровень серой шкалы, связанной с LCD панелью 200. Если необходимо, преобразующая часть со многими основными цветами может иметь справочную таблицу для использования при преобразовании уровней серой шкалы трех основных цветов, представленных входным видеосигналом в красном, зеленом, синем и желтом подпикселях.

Задняя подсветка 300 включает в себя светодиоды, излучающие синий свет, и светодиоды флуоресцентного типа, излучающие красный/зеленый свет. В спектре излучаемого света пик интенсивности излучения, соответствующий синему цвету, выше пиков интенсивности излучения, соответствующих зеленому и красному цветам, и пик интенсивности излучения, соответствующий зеленому цвету, выше пика интенсивности излучения, соответствующего красным цветам.

Фиг.2 показывает спектры пропускания красного, зеленого, синего и желтого цветовых фильтров CR, CG, CB и CY. На фиг.2 спектры передачи красного, зеленого, синего и желтого цветовых фильтров CR, CG, CB и CY обозначаются CR, CG, CB и CY соответственно. Спектр пропускания синего цветового фильтра CB имеет пик на длине волны приблизительно 450 нм. Спектр пропускания зеленого цветового фильтра CG имеет пик на длине волны приблизительно 530 нм. Желтый цветовой фильтр CY имеет коэффициент пропускания 90% или более на длине волны от 500 нм до 700 нм, и красный цветовой фильтр CR имеет коэффициент пропускания 90% или более на длине волны от 610 до 700 нм. Эти спектры пропускания измеряются с помощью спектрофотометра.

Фиг.3 показывает график цветностей в координатах xy, представляющий цветности соответствующих подпикселей в жидкокристаллическом устройстве 100 отображения. На фиг.3 R,G,B и Y определяют соответствующие цветности связанных с ними подпикселей. Например, R определяет цветность устройства жидкокристаллического устройства 100 отображения в ситуации, когда красный подпиксель имеет самую высокую яркость, а другие подпиксели имеют самую низкую яркость. Диапазон воспроизведения цвета устройства жидкокристаллического устройства 100 отображения представляется с помощью четырехугольника, четыре вершины которого определяются как R,G,B и Y соответственно.

В устройстве жидкокристаллического устройства 100 отображения этого предпочтительного варианта осуществления цветность (x,y) желтого подпикселя Y находится вне треугольника, который образуется при соединении соответствующих цветностей (x,y) красного, зеленого и синего подпикселей R, G и B. По этой причине это жидкокристаллическое устройство 100 отображения может осуществлять работу устройства отображения в более широком диапазоне воспроизведения цвета.

Также в жидкокристаллическом устройстве 100 отображения этого предпочтительного варианта осуществления соответствующие площади апертур S_R, S_G, S_B и S_Y красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y и соответствующие коэффициенты пропускания T_R, T_G, T_B и T_Y красного, зеленого, синего и желтого цветовых фильтров CR, CG, CB, и CY удовлетворяют неравенству:

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)

В последующем описании «коэффициент пропускания» означает отношение интенсивности выходящего светового излучения к интенсивности входящего светового излучения, если не утверждается иначе. Коэффициенты пропускания T_R, T_G, T_B и T_Y изменяются не только в зависимости от спектра пропускания соответствующих им цветовых фильтров CR, CG, CB, и CY, но также в зависимости от спектра светового излучения, которое попадает в цветовой фильтр 280. Строго говоря, даже если красный, зеленый, синий и желтый цветовые фильтры CR, CG, CB, и CY имеют одинаковый спектр пропускания, коэффициенты пропускания T_R, T_G, T_B и T_Y будут еще варьироваться в зависимости от спектра светового излучения, даваемого устройством задней подсветки 300 и в связи с зависимостью длины волны от оптического коэффициента пропускания элемента, который расположен между поверхностью LCD панели 200, на которую падает входное излучение, и слоем цветового фильтра 280. Вообще говоря, коэффициент пропускания любого элемента в LCD панели 200, отличного от красного, зеленого синего и желтого цветовых фильтров CR, CG, CB и CY почти не будет проявлять зависимость от длины волны в видимом диапазоне излучения. Из-за этого коэффициенты пропускания T_R, T_G, T_B и T_Y красного, зеленого, синего и желтого цветовых фильтров CR, CG, CB, и CY будут изменяться в зависимости от их собственных спектров пропускания и спектра света, излучаемого устройством задней подсветки 300.

Как будет описано подробнее позже, если коэффициенты пропускания T_R, T_G, T_B и T_Y красного, зеленого, синего и желтого цветовых фильтров CR, CG, CB и CY в слое цветового фильтра 280 удовлетворяют соотношению, написанному выше, весь слой цветового фильтра 280 может иметь относительно высокий коэффициент пропускания. Следовательно, даже если интенсивность света, излучаемого устройством задней подсветки 300, не увеличивается из-за рассеяния большей мощности, работа устройства отображения еще может осуществляться с большей яркостью.

В последующем описании средний коэффициент пропускания на пиксель слоя цветового фильтра 280 будет здесь обозначаться Tα, и площадь каждого отдельного пикселя будет обозначаться Sα, соответственно. Если световое излучение, попавшее на отдельный пиксель P, имеет яркость L на единицу площади, интенсивность I_in светового излучения, которое попало на слой цветового фильтра 280, может быть рассчитана как: L×Sα, а интенсивность I_out выходящего светового излучения может быть рассчитана как: L×S_RxT_R+L×S_G×T_G+L×S_B×T_B+LxS_YxT_Y. Следовательно, средний коэффициент пропускания Tα(=I_out/I_in) слоя цветового фильтра 280 определяется как: (S_R×T_R +S_G×T_G+S_B×T_B+S_Y×T_Y)/Sα.

Здесь далее будет описано, какие преимущества жидкокристаллическое устройство 100 отображения этого предпочтительного варианта осуществления имеет над жидкокристаллическим устройством отображения, взятым в качестве сравнительного примера. Прежде всего, жидкокристаллическое устройство отображения, взятое в качестве сравнительного пример, будет описано со ссылкой на фиг.4.

Фиг.4а представляет собой схематичное представление, иллюстрирующее жидкокристаллическое устройство 500 отображения в качестве сравнительного примера. Жидкокристаллическое устройство 500 отображения осуществляет работу устройства отображения, используя три основных цвет: красный, зеленый и синий, и имеет почти такую же конструкцию, как жидкокристаллическое устройство 100 отображения, за исключением того, что каждый пиксель жидкокристаллического устройства 500 отображения не имеет желтый подпиксель Y.

Жидкокристаллическое устройство 500 отображения включает в себя LCD панель 600 и устройство задней подсветки 700. LCD панель 600 включает в себя заднюю подложку 620, переднюю подложку 640, жидкокристаллический слой 660, размещенный между задней и передней подложками 620 и 640, и слой цветового фильтра 680. В этом примере слой цветового фильтра 680 располагается между изолирующей подложкой 642 передней подложки 640 и противоэлектродом 644. Нужно отметить, что цветовой фильтр 680 LCD панели 600 имеет коэффициент пропускания, отличный от коэффициента пропускания слоя цветового фильтра 280 LCD панели 200, и что свет, излучаемый устройством задней подсветки 700, имеет спектр, отличающийся от спектра света, устройством задней подсветки.

Фиг.4(b) представляет собой схематичный вид сверху, иллюстрирующий LCD панель 600, в которой каждый пиксель P имеет красный, зеленый и синий подпиксели r,g и b. В жидкокристаллическом устройстве 500 отображения красный, зеленый и синий подпиксели r,g и b имеют по существу равный площади апертур внутри каждого отдельного пикселя.

В жидкокристаллическом устройстве 500 отображения слой цветового фильтра 680 имеет красный, зеленый и синий фильтры Cr, Cg и Cb, каждый из которых изготовлен из того же материала, что и его эквивалент (т.е. красный, зеленый или синий цветовые фильтры CR, CG и CB) слоя цветного фильтра 280 жидкокристаллического устройства 100 отображения.

Здесь далее соответствующие диапазоны воспроизведения цвета жидкокристаллического устройства 100 отображения этого предпочтительного варианта осуществления и жидкокристаллического устройства 500 отображения будут сравниваться друг с другом. Фиг.5(а) представляет собой график цветностей, показывающий соответствующие диапазоны воспроизведения цвета жидкокристаллического устройства 100 отображения этого предпочтительного варианта осуществления и жидкокристаллического устройства 500 отображения, взятого в качестве сравнительного примера. На фиг.5 R, G, B и Y определяют соответствующие цветности красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y жидкокристаллического устройства 100 отображения, а r, g и b определяют соответствующие цветности красного, зеленого и синего подпикселей r,g и b жидкокристаллического устройства 500 отображения.

Соответствующие цветности красного, зеленого и синего подпикселей R, G и B жидкокристаллического устройства 100 отображения по существу равны соответствующим цветностям r, g и b в жидкокристаллическом устройстве 500 отображения. Однако в жидкокристаллическом 100 устройстве отображения цветность желтого подпикселя Y находится вне треугольника, который определяется соединением соответствующих цветностей красного, зеленого и синего подпикселей R, G и B. По этой причине жидкокристаллическое устройство 100 отображения может осуществлять работу устройства отображения в более широком диапазоне воспроизведения цвета, чем жидкокристаллическое устройство 500 отображения. Хотя это отличие было описано со ссылкой на график цветностей в координатах x, y, цветность желтого подпикселя Y также находится вне треугольника, который определяется соединением соответствующих цветностей красного, зеленого и синего подпикселей R, G и B, даже когда используется диаграмма цветности в координатах u'v'.

Далее, коэффициенты пропускания соответствующих цветовых фильтров 280 и 680 жидкокристаллического устройства 100 отображения и жидкокристаллического устройства 500 отображения будут сравниваться друг с другом.

В последующем описании коэффициенты пропускания красного, зеленого и синего цветовых фильтров Cr, Cg и Cb в слое цветового фильтра 680 будут обозначаться T_r, T_g и T_b соответственно, и средний коэффициент пропускания на пиксель слоя цветового фильтра 680 будет обозначаться как Tβ, соответственно. Площади апертур красного, зеленого и синего подпикселей r, g и b жидкокристаллического устройства 500 отображения будут здесь обозначаться как S_r, S_g и S_b, и площадь каждого отдельного пикселя будет обозначаться как Sβ соответственно. В этом случае средний коэффициент пропускания Tβ слоя цветового фильтра 680 вычисляется как: (S_r×T_r+S_g×T_g+S_b×T_b)/Sβ.

Как описано выше, каждый из цветовых фильтров: красный, зеленый и синий Cr, Cg и Cb слоя цветового фильтра 680 изготовлен из того же материала, что и его эквивалент (т.е. красный, зеленый или синий цветовые фильтры CR, CG и CB) слоя цветового фильтра 280. Из-за этого спектры пропускания красного, зеленого и синего цветовых фильтров Cr, Cg и Cb будут почти такими же, как спектры пропускания красного, зеленого и синего цветовых фильтров CR, CG и CB, показанных на фиг.2. Строго говоря, спектр света, излучаемого устройством задней подсветки 700, отличается от спектра света, излучаемого устройством задней подсветки 300. Однако эта разница настолько мала, что можно говорить о том, что устройства задней подсветки 700 и 300 имеют по существу одни и те же спектры выходящего светового излучения. По этой причине коэффициенты пропускания T_r, T_g и T_b красного, зеленого и синего цветовых фильтров Cr, Cg и Cb жидкокристаллического устройства 500 отображения являются соответственно по существу равными коэффициентам пропускания T_R, T_G и T_B красного, зеленого и синего цветовых фильтров CR, CG и CB жидкокристаллического устройства 100 отображения. Следовательно, равенства T_R=T_r, T_G=T_g и T_B=T_b выполняются.

В этом случае для того, чтобы избежать усложнения описания, предполагается, что площадь Sβ каждого отдельного пикселя в жидкокристаллическом устройстве 500 отображения равна площади Sα каждого отдельного пикселя в жидкокристаллическом устройстве 100 отображения. Например, если размер экрана и количество пикселей (т.е. разрешение) жидкокристаллического устройства 500 отображения являются такими же, как размер экрана и количество пикселей жидкокристаллического устройства 100 отображения, площадь Sβ каждого отдельного пикселя P в жидкокристаллическом устройстве 500 отображения по существу равна площади Sα каждого отдельного пикселя в жидкокристаллическом устройстве 100 отображения.

Также сумма соответствующих площадей апертур S_R, S_G, S_B и S_Y четырех подпикселей R, G, B и Y каждого отдельного пикселя жидкокристаллического устройства 100 отображения по существу равна сумме соответствующих площадей апертур S_r, S_g и S_b трех подпикселей r,g и b каждого отдельного пикселя жидкокристаллического устройства 500 отображения. Таким образом, выполняется равенство: S_R+S_G+S_B+S_Y=S_r+S_g+S_b. Следовательно, площадь непрозрачной части каждого пикселя (например, части, закрытой черной матрицей) в жидкокристаллическом устройстве 100 отображения почти равна площади непрозрачной части каждого пикселя в жидкокристаллическом устройстве 500 отображения. Например, если черная матрица имеет постоянную ширину в обоих этих жидкокристаллических устройствах 100 и 500 отображения, площадь непрозрачной части каждого пикселя в жидкокристаллическом устройстве 100 отображения в действительности, строго говоря, больше, чем площадь непрозрачной части каждого пикселя в жидкокристаллическом устройстве 500 отображения. Однако если сумма площадей таких непрозрачных частей существенно меньше, чем сумма всех площадей апертур в жидкокристаллических устройствах 100 и 500 отображения, по существу проблема не должна возникать, даже если разница в сумме площадей непрозрачных частей между этими жидкокристаллическими устройствами 100 и 500 отображения не принималась во внимание. Следовательно, можно сказать, что сумма площадей апертур внутри каждого пикселя жидкокристаллического устройства 100 отображения почти равна сумме площадей апертур внутри каждого пикселя жидкокристаллического устройства 500 отображения. С другой стороны, ширина черной матрицы в жидкокристаллическом устройстве 100 отображения может быть меньше, чем ширина черной матрицы в жидкокристаллическом устройстве 500 отображения.

Также в жидкокристаллическом устройстве 500 отображения три подпикселя (а именно красный, зеленый и синий подпиксели r,g и b) имеют по существу равные площади апертур S_r, S_g и S_b. Следовательно, выполняется равенство: S_r=S_g=S_b=(S_R+S_G+S_B+S_Y)/3

В жидкокристаллическом устройстве 100 отображения этого предпочтительного варианта осуществления соответствующие площади апертур S_R, S_G, S_B и S_Y красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y и соответствующие коэффициенты пропускания T_R, T_G, T_B и T_Y красного, зеленого, синего и желтого цветовых фильтров CR, CG, CB и CY удовлетворяют неравенству (А). Из-за этого средний коэффициент пропускания Tα слоя цветового фильтра 280 жидкокристаллического устройства 100 отображения устанавливается таким, что он оказывается выше, чем средний коэффициент пропускания Tβ слоя цветового фильтра 680 жидкокристаллического устройства 500 отображения. Это утверждение будет подробно описано ниже.

Как описано выше, средний коэффициент пропускания Tα определяется как: (S_R×T_R+S_G×T_G+S_B×T_B+S_Y×T_Y)/Sα и средний коэффициент пропускания Tβ вычисляется как: (S_r×T_r+S_g×T_g+S_b×T_b)/Sβ. Из-за этого средний коэффициент пропускания Tα выше, чем средний коэффициент пропускания Tβ, поэтому соотношение, описанное выше, можно представить как: (S_RxT_R+S_GxT_G+S_BxT_B+S_YxT_Y)/Sα>(S_rxT_r+S_gxT_g+S_bxT_b)/Sβ.

Также, так как выполняются равенства: 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 и Sα=Sβ, как описано выше, это неравенство может быть преобразовано в неравенство: (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. А это неравенство может быть далее преобразовано в неравенство:

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.

Следовательно, если коэффициент пропускания T_Y желтого цветового фильтра CY удовлетворяет этому соотношению, коэффициент пропускания слоя цветового фильтра 280 становится выше, чем коэффициент пропускания слоя цветового фильтра 680, который изготовлен из того же самого материала. В результате легко может быть получена высокая яркость.

Как описано выше, в жидкокристаллическом устройстве 100 отображения этого предпочтительного варианта осуществления площади апертур S_{R ,} S_G , S_B и S_Y красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y по существу равны друг другу. Далее неравенство (А) может быть преобразовано в

T_Y>(T_R+T_G+T_B)/3 (B)

Таким образом, в жидкокристаллическом устройстве 100 отображения этого предпочтительного варианта осуществления коэффициент пропускания T_Y желтого цветового фильтра CY выше, чем среднее арифметическое соответствующих коэффициентов пропускания T_R, T_G и T_B красного, зеленого и синего цветовых фильтров CR, CG, CB (т.е. (T_R+T_G+T_B)/3), и, следовательно, коэффициент пропускания слоя цветового фильтра 280 становится выше, чем коэффициент пропускания слоя цветового фильтра 680, который изготавливается из того же материала, что и первый слой цветового фильтра 280. В результате может быть легко получена высокая яркость. Если четыре подпикселя (т.е. красный, зеленый, синий и желтый подпиксели R, G, B и Y) имеют по существу равные площади апертур S_{R ,} S_G , S_B и S_Y в жидкокристаллическом устройстве 100 отображения, то площади апертур S_r, S_g и S_b соответствующих подпикселей r, g и b жидкокристаллического устройства 500 отображения оказываются больше, чем площади апертур S_{R ,} S_G , S_B и S_Y соответствующих подпикселей R, G, B и Y жидкокристаллического устройства 100 отображения, и отношение площадей апертур подпикселей может быть представлено в виде: S_R :S_G :S_B : S_Y :S_r :S_g :S_b=3:3:3:4:4:4.

Фиг.5(b) представляет собой график, показывающий, как изменяется коэффициент пропускания слоя цветового фильтра 280, 680 в зависимости от NTSC-отношения жидкокристаллических устройств 100 и 500 отображения. Как описано выше, если NTSC-отношение увеличивается при возрастании концентрации пигмента в цветовых фильтрах устройства отображения с тремя основными цветами (RGB), то коэффициент пропускания уменьшается.

В жидкокристаллическом устройстве 100 отображения этого предпочтительного варианта осуществления цветность желтого подпикселя Y находится вне треугольника, который определяется соединением соответствующих цветностей красного, зеленого и синего подпикселей R, G и B, и соответствующие площади апертур S_R, S_G, S_B и S_Y красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y и соответствующие коэффициенты пропускания T_R, T_G, T_B и T_Y красного, зеленого, синего и желтого цветовых фильтров CR, CG, CB и CY удовлетворяют неравенству (А), описанному выше. Из-за этого жидкокристаллическое устройство 100 отображения имеет более высокое NTSC-отношение, и слой цветового фильтра 280 с коэффициентом пропускания большим, чем коэффициент пропускания устройства жидкокристаллического устройства 500 отображения. Следовательно, жидкокристаллическое устройство 100 отображения может реализовывать операцию создания изображения с высокой яркостью в более широком диапазоне воспроизведения цвета.

Далее со ссылкой на таблицы 1 - 4 описаны преимущества жидкокристаллического устройства 100 отображения этого предпочтительного варианта осуществления по сравнению с жидкокристаллическим устройством 500 отображения, взятым в качестве сравнительного примера.

Следующая таблица 1 показывает цветности x,y и u' и v' r,g и b в жидкокристаллическом устройстве 500 отображения, взятом в качестве сравнительного примера, и коэффициенты пропускания T связанных с ними цветовых фильтров Cr, Cg и Cb:

Следующая таблица 2 показывает цветности x,y и u'и v', когда жидкокристаллическое устройство 500 отображения, взятое в качестве сравнительного примера, отображает желтый цвет и белый цвет.

В этом случае желтый цвет может отображаться за счет такой установки яркости, при которой яркость синего подпикселя является самой низкой, а яркости красного и зеленого подпикселей являются самыми высокими. Белый цвет может отображаться за счет такой установки яркости, при которой яркость каждого подпикселя является самой высокой. Жидкокристаллическое устройство 500 отображения имеет цветовую температуру 32000 К.

В таком жидкокристаллическом устройстве 500 отображения, как в сравнительном примере, слой цветового фильтра 680 имеет коэффициент пропускания 31,9%. Также жидкокристаллическое устройство 500 отображения этого сравнительного примера имеет NTSC-отношение 80,0%, соответствующее стандарту CIE 1931, и отношение NTSC 86,7%, соответствующее стандарту CIE 1976.

Далее, жидкокристаллическое устройство 100 отображения этого предпочтительного варианта осуществления будет описано со ссылкой на таблицы 3 и 4. Следующая таблица 3 показывает цветности x, y и u'и v' красного, зеленого, синего и желтого подпикселей в жидкокристаллическом устройстве 100 отображения этого предпочтительного варианта осуществления и коэффициенты пропускания T связанных с ними цветовых фильтров.

Следующая таблица 4 показывает цветности x,y и u'и v', когда жидкокристаллическое устройство 100 отображения этого предпочтительного варианта осуществления отображает желтый цвет и белый цвет.

В этом случае желтый цвет может отображаться за счет такой установки яркости, при которой яркость синего подпикселя является самой низкой, а яркости красного, зеленого и желтого подпикселей являются самыми высокими. Белый цвет может отображаться за счет такой установки яркости, при которой яркость каждого подпикселя является самой высокой. Жидкокристаллическое устройство 100 отображения имеет цветовую температуру 78000 К.

В жидкокристаллическом устройстве 100 отображения цветности красного, зеленого и синего подпикселей R, G и B являются такими же, как цветности их эквивалентов в жидкокристаллическом устройстве 500 отображения, но цветность желтого подпикселя Y находится вне треугольника, который определяется соединением соответствующих цветностей красного, зеленого и синего подпикселей R, G и B. Из-за этого жидкокристаллическое устройство 100 отображения имеет более широкий диапазон воспроизведения цвета, чем жидкокристаллическое устройство 500 отображения. Также, как видно из таблицы 3, коэффициенты пропускания T_R, T_G, T_B и T_Y красного, зеленого, синего и желтого цветовых фильтров CR, CG, CB и CY удовлетворяют неравенству (В), описанному выше, и слой цветового фильтра 280 имеет более высокий коэффициент пропускания, чем слой цветового фильтра 680. В жидкокристаллическом устройстве 100 отображения слой цветового фильтра 280 имеет коэффициент пропускания 44,7%.

В приведенном выше описании предполагается, что красный, зеленый, синий и желтый подпиксели R, G, B и Y располагаются в Y направлении. Однако это только пример настоящего изобретения. С другой стороны, красный, зеленый, синий и желтый подпиксели R, G, B и Y могут также располагаться в двух столбцах и в двух строках для формирования матричной структуры, как показано на фиг.6.

Также, в приведенном выше описании предполагается, что площади апертур S_R, S_G, S_B и S_Y красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y равны друг другу. Однако это тоже только пример настоящего изобретения. С другой стороны, красный, зеленый, синий и желтый подпиксели R, G, B и Y могут иметь площади апертуры S_R, S_G, S_B и S_Y с различным соотношением.

Как описано выше, в предположении, что каждый пиксель Р имеет одинаковую площадь, площадь апертуры S_R красного пикселя R в жидкокристаллическом устройстве 100 отображения оказывается меньше, чем площадь апертуры S_r красного подпикселя r в жидкокристаллическом устройстве 500 отображения сравнительного примера. Из-за этого иногда жидкокристаллическое устройство 100 отображения не может представлять красный цвет с достаточно высокой яркостью.

С другой стороны, по сравнению с LCD панелью 600 LCD панель 200 дополнительно включает желтый подпиксель Y. По этой причине, если LCD панель 200 и устройство задней подсветки 700 используются в комбинации, цветовая температура жидкокристаллического устройства отображения будет уменьшаться. Также, если цветовая температура света, излучаемого устройством задней подсветки 300, просто устанавливается так, чтобы она была выше, чем цветовая температура света, излучаемого устройством задней подсветки 700, для того, чтобы минимизировать уменьшение цветовой температуры такого жидкокристаллического устройства отображения, то эффективность яркости задней подсветки 300 уменьшается.

Фиг.7(а) представляет собой схематичное представление, иллюстрирующее жидкокристаллическое устройство 100А отображения, которое включает в себя LCD панель 200А и устройство задней подсветки 300А. Жидкокристаллическое устройство 100А отображения имеет такую же конструкцию, как жидкокристаллическое устройство 100 отображения, описанное выше, за исключением того что площади апертур S_R, S_G, S_B и S_Y красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y не равны друг другу. Таким образом, описание их общих особенностей здесь опущено, чтобы избежать избыточности изложения. Коэффициент пропускания слоя 280А цветового фильтра в LCD панели 200А отличается от коэффициента пропускания слоя цветового фильтра 280 в LCD панели 200. Спектр света, излучаемого устройством задней подсветки 300А, отличается от спектра света, излучаемого устройством задней подсветки 300.

Фиг.7(b) представляет собой схематичное представление, иллюстрирующее LCD панель 200А, в которой площади апертур S_R и S_B красного и синего подпикселей R и В больше, чем площади апертур S_G и S_Y зеленого и желтого подпикселей G и Y. Так как красный подпиксель R имеет относительно большую площадь апертуры S_R в этом случае, красный цвет может быть изображен с достаточно высокой яркостью. Кроме того, так как синий подпиксель В имеет относительно большую площадь апертуры S_B, уменьшение эффективности яркости задней подсветки 300А может быть минимизировано.

Конкретнее, соответствующие длины красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y, как измеряется в направлении столбца, равны друг другу, и, следовательно, выполняется соотношение 1:1:1:1. С другой стороны, при измерении в направлении строки, соответствующие длины красного и синего пикселей R и B больше, чем длины зеленого и желтого подпикселей G и Y. Например, соответствующие длины красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y, как это измеряется в направлении строки, могут удовлетворять соотношению 1,6:1,0:1,6:1,0. В этом случае соответствующие площади апертур красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y также удовлетворяют соотношению 1,6:1,0:1,6:1,0.

Фиг.8 показывает спектр света, излучаемого устройством задней подсветки 300А, которое включает светодиоды, излучающие синий свет и светодиоды флуоресцентного типа, излучающие красный/зеленый свет. В спектре излучаемого света пик интенсивности излучения, соответствующий синему цвету, выше пиков интенсивности излучения, соответствующих зеленому и красному цветам, и пик интенсивности излучения, соответствующий зеленому цвету, выше пика интенсивности излучения, соответствующего красным цветам.

Далее жидкокристаллическое устройство 100А отображения этого предпочтительного варианта осуществления будет описано со ссылкой на таблицы 5 и 6. Следующая таблица 5 показывает светосилы и цветности x, y u'и v' красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y в жидкокристаллическом устройстве 100А отображения этого предпочтительного варианта осуществления, и коэффициенты пропускания T связанных с ними цветовых фильтров CR, CG, CB и CY.

Следующая таблица 6 показывает их цветности x,y u'и v', когда жидкокристаллическое устройство 100А отображения этого предпочтительного варианта осуществления отображает желтый цвет и белый цвет.

В этом случае желтый цвет может отображаться за счет такой установки яркости, при которой яркость синего подпикселя является самой низкой, а яркости красного, зеленого и желтого подпикселей являются самыми высокими. Белый цвет может отображаться за счет такой установки яркости, при которой яркость каждого подпикселя является самой высокой. Жидкокристаллическое устройство 100А отображения имеет цветовую температуру 11600 К.

Фиг.9 показывает результат сравнения диапазона воспроизведения цвета жидкокристаллического устройства 100А отображения с диапазоном воспроизведения жидкокристаллического устройства 500 отображения, взятого в качестве сравнительного примера. На фиг.9(а) R, G, B и Y обозначают соответствующие цветности красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y в жидкокристаллическом устройстве 100А отображения, а r, g и b обозначают соответствующие цветности красного, зеленого и синего подпикселей r, g и b в жидкокристаллическом устройстве 500 отображения. Как видно на фиг.9(а), соответствующие цветности красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y в жидкокристаллическом устройстве 100А отображения по существу равны соответствующим цветностям красного, зеленого и синего подпикселей r, g и b в жидкокристаллическом устройстве 500 отображения.

Фиг.9(b) показывает, в большем масштабе, часть графика цветности вблизи цветности желтого подпикселя Y. Как видно из фиг.9(а) и 9(b), цветность желтого подпикселя Y находится вне треугольника, который образуется при соединении соответствующих цветностей красного, зеленого и синего подпикселей R, G и B, и жидкокристаллическое устройство 100А отображения имеет более широкий диапазон воспроизведения цвета, чем жидкокристаллическое устройство 500 отображения, взятое в качестве сравнительного примера. Как описано выше, жидкокристаллическое устройство 500 отображения, взятое в качестве сравнительного примера, имеет NTSC-отношение 80,0%, соответствующее стандарту CIE 1931, и отношение NTSC 86,7%, соответствующее стандарту CIE 1976. С другой стороны, жидкокристаллическое устройство 100А отображения имеет NTSC-отношение 81,7%, соответствующее стандарту CIE 1931, и отношение NTSC 88,8%, соответствующее стандарту CIE 1976. Таким образом, устройства жидкокристаллическое устройство 100А отображения имеет более высокое NTSC-отношение, чем жидкокристаллическое устройство 500 отображения.

Также, как видно из таблицы 5, соответствующие площади апертур S_R, S_G, S_B и S_Y красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y и соответствующие коэффициенты пропускания T_R, T_G, T_B и T_Y красного, зеленого, синего и желтого цветовых фильтров CR, CG, CB и CY удовлетворяют неравенству (А), слой цветового фильтра 280А имеет более высокий коэффициент пропускания, чем слой цветового фильтра 680. Как описано выше, слой цветового фильтра 680 в жидкокристаллическом устройстве 500 отображения, взятом в качестве сравнительного примера, имеет коэффициент пропускания 31,9%, в то время как слой цветового фильтра 280А в жидкокристаллическом устройстве 100А отображения имеет коэффициент пропускания 38,3%.

В приведенном выше описании предполагается, что красный, зеленый, синий и желтый подпиксели R, G, B и Y располагаются в Y направлении. Однако это только пример настоящего изобретения. С другой стороны, красный, зеленый, синий и желтый подпиксели R, G, B и Y могут также располагаться в двух столбцах и в двух строках для формирования матричной структуры, как показано на фиг.10. В этом случае подпиксели с меньшей площадью апертуры могут располагаться в линию в направлении столбца, и подпиксели с меньшей площадью апертуры могут также располагаться в линию в направлении столбца. Конкретнее, красный и синий пиксели R и B могут располагаться в линию в направлении столбца, и зеленый и желтый пиксели G и Y могут располагаться в линию в направлении столбца.

В LCD панели 200А соответствующие длины красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y, как измеряется в направлении столбца, равны друг другу, и, следовательно, выполняется соотношение 1:1:1:1. С другой стороны, при измерении в направлении строки, соответствующие длины красного и синего пикселей R и B больше, чем длины зеленого и желтого подпикселей G и Y. Например, соответствующие длины красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y, как это измеряется в направлении строки, могут удовлетворять соотношению 1,6:1,0:1,6:1,0. В этом случае соответствующие площади апертур красного, зеленого, синего и желтого подпикселей R, G, B и Y также удовлетворяют соотношению 1,6:1,0:1,6:1,0.

В предпочтительном варианте осуществления, описанном выше, предполагается, что соответствующие площади апертур S_R и S_B красного и синего подпикселей R и В больше, чем площади апертур S_G и S_Y зеленого и желтого подпикселей G и Y. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим конкретным предпочтительным вариантом осуществления. Напротив площадь апертуры S_R может быть больше, чем площади апертур S_G, S_B и S_Y. Или площадь апертуры S_B может быть больше, чем площади апертур S_R ,S_G и S_Y.

LCD панели 200 и 200А жидкокристаллических устройств отображения 100 и 100А могут работать, например, в DRTN режиме. Первая и вторая пленки 226 и 246 ориентирования, показанные на фиг.1(а) и 7(а), получаются путем обработки поверхности пленки вертикального ориентирования таким образом, что молекулы жидкого кристалла имеют угол преднаклона менее 90 градусов. В этом описании «угол преднаклона» представляет собой угол, определяемый главной осью молекулы жидкого кристалла, которая ориентирована под углом преднаклона, по отношению к главной поверхности первой и второй пленок 226 и 246 ориентирования. Направления преднаклона молекул жидкого кристалла определяются первой и второй пленками 226 и 246 ориентирования. Примеры известных методов для формирования такой пленки ориентирования включают обработку пленки ориентирования путем шлифования или обработку с оптическим выравниванием, за счет формирования микроструктуры на пленке подложки для каждой пленки ориентирования и переноса шаблона микроструктуры на поверхность пленки ориентирования, или за счет выпаривания наклонно неорганического материала, такого, как SiO, на пленке ориентирования, для создания на ней микроструктуры. Что касается массового производства, предпочтительным является как обработка путем шлифования, так и оптическое выравнивание. Среди прочего, оптическое выравнивание, в частности, предпочтительнее для увеличения объема выпуска, потому что эта обработка является бесконтактным методом, не генерируется статическое электричество из-за трения, в отличие от обработки путем шлифования.

Жидкокристаллический слой 260 является слоем вертикального ориентирования и имеет молекулы жидкого кристалла с отрицательной диэлектрической анизотропией. Первая и вторая пленки 226 и 246 ориентирования заставляют соседние молекулы жидкого кристалла слегка поворачиваться по отношению к нормали к главной поверхности пленок 226 и 246 ориентирования. Их угол преднаклона может попадать, например, в диапазон от 85 градусов до менее чем 90 градусов. В этом предпочтительном варианте осуществления никакой хиральный агент не добавляется в жидкокристаллической слой 260. Когда к жидкокристаллическому слою 260 приложено напряжение, молекулы жидкого кристалла в жидкокристаллическом слое 260 будут иметь скрученную ориентацию под действием силы, управляющей ориентацией, пленок 226 и 246 ориентирования. Однако если необходимо, хиральный агент может быть добавлен в жидкокристаллический слой 260. Жидкокристаллический слой 260 и два поляризатора, которые располагаются как скрещенные поляризаторы Николса, используются в сочетании для осуществления работы устройства отображения в стандартном черном режиме.

Далее направления преднаклона, определяемые первой и второй пленками 226 и 246 ориентирования для молекул жидкого кристалла в отдельном пикселе, и направления ориентации молекул жидкого кристалла в соответствующих жидкокристаллических доменных центрах будут описаны со ссылкой на фиг.11.

Фиг.11(а) представляет направления преднаклона РА1 и РА2 молекул жидкого кристалла, как определяется первой пленкой 226 ориентирования задней подложки 220. Фиг.11(b) представляет направления преднаклона РВ1 и РВ2 молекул жидкого кристалла, как определяется второй пленкой 246 ориентирования передней подложки 240. И фиг.11(с) представляет направления ориентации молекул жидкого кристалла в соответствующих жидкокристаллических доменных центрах от А до D, когда к жидкокристаллическому слою 260 приложено напряжение, и также показывает доменные линии с DL1 по DL4, которые выглядят темными из-за их нарушенной ориентации. Нужно отметить, что доменные линии DL1-DL4 не являются так называемыми «линиями дисклинации».

Фиг.11(а)-11(с) схематично показывают направления ориентации молекул жидкого кристалла, как видно наблюдателю. Также, на фиг.11(а)-11(с) круглые конические молекулы жидкого кристалла наклонены таким образом, что их (по существу круглая) нижняя часть направлена на наблюдателя. Также, на фиг.11(а)-11(с) молекулы жидкого кристалла наклонены лишь слегка по отношению к нормали к главной поверхности первой и второй пленок 226 и 246 ориентирования (т.е. имеют относительно большие углы наклона). Как описано выше, на фиг.11(а) и 11(b) угол преднаклона может находиться в диапазоне от 85 градусов до менее чем 90 градусов.

Как показано на фиг.11(а), первая пленка 226 ориентирования имеет первую и вторую области OR1 и OR2 ориентирования. Молекулы жидкого кристалла, ориентированные за счет первой области OR1 ориентирования, наклонены в направлении -Y по отношению к нормали к главной поверхности первой пленки 226 ориентирования. Молекулы жидкого кристалла, ориентированные за счет второй области OR2 ориентирования, наклонены в направлении +Y по отношению к нормали к главной поверхности первой пленки 226 ориентирования.

С другой стороны, вторая пленка 246 ориентирования имеет третью и четвертую области OR3 и OR4 ориентирования, как показано на фиг.11(b). Молекулы жидкого кристалла, ориентированные за счет третьей области OR3 ориентирования, наклонены в направлении +x по отношению к нормали к главной поверхности второй пленки 246 ориентирования, и их нижняя часть в направлении -x обращена вперед. Молекулы жидкого кристалла, ориентированные за счет четвертой области OR4 ориентирования, наклонены в направлении -x по отношению к нормали к главной поверхности второй пленки 226 ориентирования, и их нижняя часть в направлении +x обращена вперед.

При формировании путем оптического выравнивания первая и вторая пленки 226 и 246 ориентирования облучаются наклонно ультрафиолетовыми лучами. Хотя их углы не являются совсем одинаковыми, молекулы жидкого кристалла будут наклоняться почти в том же направлении, что и направление, в котором падают ультрафиолетовые лучи. За счет наклонного облучения первой и второй пленок 226 и 246 ориентирования с помощью ультрафиолетовых лучей в направлениях, отмеченных стрелками PD1 - PD4, молекулы жидкого кристалла будут наклоняться под углом по отношению к нормали к главной поверхности первой и второй пленок 226 и 246 ориентирования.

Как показано на фиг.11(с), четыре жидкокристаллических домена A, B, C и D формируются в жидкокристаллическом слое 260. Конкретнее, часть жидкокристаллического слоя 260, которая заключена между первой областью OR1 ориентирования первой пленки 226 ориентирования и третьей областью OR3 ориентирования второй пленки 246 ориентирования, становится жидкокристаллическим доменом А. Другая часть жидкокристаллического слоя 260, которая заключена между первой областью OR1 ориентирования первой пленки 226 ориентирования и четвертой областью OR4 ориентирования второй пленки 246 ориентирования, становится жидкокристаллическим доменом B. Еще одна часть жидкокристаллического слоя 260, которая заключена между второй областью OR2 ориентирования первой ориентированной пленки 226 и четвертой ориентированной областью OR4 второй ориентированной пленки 246, становится жидкокристаллическим доменом С. И еще одна часть жидкокристаллического слоя 260, которая заключена между второй областью OR2 ориентирования первой ориентированной пленки 226 и третей ориентированной областью OR3 второй ориентированной пленки 246, становится жидкокристаллическим доменом D.

Направление ориентации молекул жидкого кристалла, расположенных в жидкокристаллическом доменном центре от A до D, становится промежуточным направлением между двумя направлениями преднаклона молекул жидкого кристалла, определяемыми первой и второй пленками 226 и 246 ориентирования. В следующем описании направление ориентации молекул жидкого кристалла в центре жидкокристаллического домена, которое представляет собой азимутальную компоненту, которая направлена прямо (т.е. от задней стороны к передней стороне вдоль главной оси молекул жидкого кристалла) будет обозначаться как «опорное направление ориентации». Опорное направление ориентации представляет собой характеристику связанного с ним жидкокристаллического домена и имеет доминирующее влияние на зависимость угла наблюдения от этого жидкокристаллического домена. Полагая направление против часовой стрелки по отношению к горизонтальному направлению экрана устройства отображения (или к плоскости чертежа) положительным (т.е. полагая, что направление на три часа определяет азимутальный угол 0 градусов, и направление против часовой стрелки является положительным, если экран устройства отображения соответствует виду спереди часов), опорные направления ориентации четырех жидкокристаллических доменов от A до D определяются таким образом, что разница между любыми двумя из этих четырех направлений становится по существу целым числом, кратным 90 градусам. Конкретнее, азимуты жидкокристаллических доменов A, B, C и D могут составлять 225, 315, 45 и 135 градусов соответственно. Т.к. опорное направление ориентации определяется в этом случае симметрично, реализуется более однородная характеристика угла наблюдения, и качество изображения улучшается.

В примере, приведенном выше, предполагается, что азимуты жидкокристаллических доменов A, B, C и D составляют 225, 315, 45 и 135 градусов соответственно. Однако это только пример настоящего изобретения. Поскольку опорные направления ориентации четырех жидкокристаллических доменов от A до D определяются таким образом, что разница между любыми двумя из этих четырех направлений становится по существу целым числом, кратным 90 градусам, азимуты жидкокристаллических доменов A, B, C и D могут иметь любые другие значения.

В приведенном выше описании предполагается, что жидкокристаллические устройства 100 и 100А отображения работают в 4DRTN режиме, как пример. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим конкретным предпочтительным вариантом осуществления. Жидкокристаллические устройства 100 и 100А отображения могут работать в любом другом режиме.

Кроме того, поскольку предполагается, что светодиоды используются как устройства задней подсветки 300 и 300А в предпочтительном варианте осуществления, описанном выше, это только пример настоящего изобретения. С другой стороны флуоресцентные лампы с холодным катодом (CCFL) также могут использоваться как устройства задней подсветки 300 и 300А.

Кроме того, даже хотя предполагается, что слой цветового фильтра 280 снабжается передней подложкой 240 в предпочтительном варианте осуществления, описанном выше, это только пример настоящего изобретения. С другой стороны, слой цветового фильтра 280 также может быть снабжен задней подложкой 220.

Также предполагается, что LCD панели 200 и 200А являются панелями пропускающего типа. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим предпочтительным конкретным вариантом осуществления. Опционально, LCD панели 200 и 200А могут также быть панелями отражательного типа. В случае отражательного типа, свет, который попал на панель с внешней стороны, будет проходить слой цветового фильтра 280 дважды. Поэтому соответствующие коэффициенты пропускания T_R, T_G, T_B и T_Y красного, зеленого, синего и желтого цветовых фильтров CR, CG, CB и CY могут быть представлены как квадраты коэффициентов пропускания, когда свет проходит через красный, зеленый, синий и желтый цветовые фильтры CR, CG, CB и CY только один раз. Например, если коэффициент пропускания составляет 40% в ситуации, когда свет проходит через цветовые фильтры только один раз, коэффициент пропускания будут 16% при отражательном типе панелей.

Для LCD панелей 200 и 200А как пропускающая область, так и отражающая область может быть создана для каждого из подпикселей R, G, B, Y. Т.е. LCD панели 200 и 200А могут также быть полупрозрачными панелями. В такой полупрозрачной панели каждый из коэффициентов пропускания T_R, T_G, T_B и T_Y красного, зеленого, синего и желтого цветовых фильтров CR, CG, CB и CY может быть представлен как сумма произведения площади и коэффициента пропускания области пропускания и произведения площади и коэффициента пропускания отражающей области.

Промышленная применимость

Жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения может не только расширять диапазон воспроизведения цвета, но также минимизировать уменьшение коэффициента пропускания слоя цветового фильтра.

Список обозначений

100 жидкокристаллическое устройство отображения

200 LCD панель

220 задняя подложка

222 изолирующая подложка

224 пиксельный электрод

226 первая пленка ориентирования

240 передняя подложка

242 изолирующая подложка

244 противоэлектрод

246 вторая пленка ориентирования

260 жидкокристаллический слой

280 слой цветового фильтра

300 устройство задней подсветки

Жидкокристаллическое устройство отображения (100) имеет пиксели (Р), которые включают в себя красный, зеленый, синий и желтый подпиксели (R, G, B и Y). Цветность желтого подпикселя (Y) находится вне треугольника, который определяется соединением соответствующих цветностей красного, зеленого и синего подпикселей (R, G и В). Площади апертур S_R, S_G, S_B и S_Y красного, зеленого, синего и желтого подпикселей (R, G, B и Y) и коэффициенты пропускания T_R, T_G, T_B и T_Y связанных с ними красного, зеленого, синего и желтого цветовых фильтров (CR, CG, СВ и CY) удовлетворяют неравенству: 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. Технический результат - расширение диапазона воспроизведения цвета, минимизирование уменьшения коэффициента пропускания слоя цветовых фильтров. 4 з.п. ф-лы, 11 ил., 6 табл.

1. Жидкокристаллическое устройство отображения, которое имеет пиксель, который включает в себя красный, зеленый, синий и желтый подпиксели, и которое содержит
заднюю подсветку и
LCD панель,
причем LCD панель включает в себя слой цветового фильтра, который имеет красный, зеленый, синий и желтый цветовые фильтры, связанные с красным, зеленым, синим и желтым подпикселями соответственно, и
причем цветность желтого подпикселя находится вне треугольника, который определяется соединением вместе соответствующих цветностей красного, зеленого и синего подпикселей, и
при этом соответствующие площади апертур S_R S_G, S_B и S_Y красного, зеленого, синего и желтого подпикселей и соответствующие коэффициенты пропускания T_R T_G, T_B и T_Y красного, зеленого, синего и желтого цветовых фильтров удовлетворяют неравенству:
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.

2. Жидкокристаллическое устройство отображения по п.1, в котором, по меньшей мере, один из красного, зеленого, синего и желтого подпикселей имеет площадь апертуры, отличную от площади апертуры любого из других подпикселей.

3. Жидкокристаллическое устройство отображения по п.1, в котором красный подпиксель имеет большую площадь апертуры, чем зеленый и желтый подпиксели, и
где синий подпиксель имеет большую площадь апертуры, чем зеленый и желтый подпиксели.

4. Жидкокристаллическое устройство отображения по п.1, в котором соответствующие площади апертур красного, зеленого, синего и желтого подпикселей по существу равны друг другу.

5. Жидкокристаллическое устройство отображения по п.4, в котором коэффициент пропускания желтого цветового фильтра выше, чем среднее арифметическое соответствующих коэффициентов пропускания красного, зеленого и синего цветовых фильтров.