JP2007047279A

JP2007047279A - Liquid crystal display device

Info

Publication number: JP2007047279A
Application number: JP2005229533A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamamoto; 武志山本
Original assignee: Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2005-08-08
Filing date: 2005-08-08
Publication date: 2007-02-22

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device that can control chroma and luminance of a displayed image and achieves low power consumption. SOLUTION: The liquid crystal display device includes an array substrate having a display region, a counter substrate having a display region, disposed opposing to the array substrate through a gap and having a display plane in an opposite side to the array substrate, a liquid crystal layer held between the array substrate and the counter substrate, a plurality of unit pixels 11, and a control unit. The unit pixel 11 is disposed in the display region between the array substrate and the counter substrate and has a plurality of pixel portions 12R, 12G, 12B in different hues from one another. The pixel portions 12R, 12G, 12B in respective hues have a first pixel portion 13 and a second pixel portion 14 with lower chroma than the first pixel portion. The control unit selectively drives the first pixel portion 13 and second pixel portion 14 of the pixel portions 12R, 12G, 12B to control the chroma and luminance of a displayed image. COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device.

一般に、液晶表示装置は、アレイ基板と、対向基板と、これら両基板の基板間に狭持された液晶層と、アレイ基板および対向基板のいずれか一方に形成されたカラーフィルタと、を有している。カラーフィルタは、赤色、緑色、青色の着色層で構成されている。アレイ基板および対向基板の間には、スペーサとして、例えば粒径の均一なプラスティックビーズが配置され、この２枚の基板間の隙間を一定に保持している。アレイ基板および対向基板は、両基板の周縁部に配設されたシール材により接合されている。液晶表示装置の表示方式としては、例えばＴＮ（Twisted Nematic）方式、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）方式、ＧＨ（Guest-Host）方式、あるいはＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）方式や強誘電性液晶を用いた方式等が用いられている。 In general, a liquid crystal display device has an array substrate, a counter substrate, a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, and a color filter formed on one of the array substrate and the counter substrate. ing. The color filter is composed of colored layers of red, green, and blue. Between the array substrate and the counter substrate, for example, plastic beads having a uniform particle diameter are arranged as spacers, and the gap between the two substrates is kept constant. The array substrate and the counter substrate are joined by a sealing material disposed on the peripheral edge of both substrates. As a display method of the liquid crystal display device, for example, a TN (Twisted Nematic) method, an STN (Super Twisted Nematic) method, a GH (Guest-Host) method, an ECB (Electrically Controlled Birefringence) method, or a method using a ferroelectric liquid crystal Etc. are used.

カラー表示型アクティブマトリクス駆動液晶表示装置では、アレイ基板上に複数の信号線および複数の走査線がマトリクス状に配設され、これら信号線および走査線の各交差部近傍には、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を半導体層とした薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）が配設されている。各ＴＦＴは基板上に形成された画素電極と接続されている。画素電極を含み基板上には配向膜が成膜されている。 In a color display type active matrix drive liquid crystal display device, a plurality of signal lines and a plurality of scanning lines are arranged in a matrix on an array substrate. For example, amorphous silicon ( A thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) having a-Si) as a semiconductor layer is provided. Each TFT is connected to a pixel electrode formed on the substrate. An alignment film is formed on the substrate including the pixel electrode.

対向基板において、基板上にカラーフィルタ、対向電極、および配向膜が順次形成されている。アレイ基板および対向基板の周縁部には、アレイ基板から対向基板に電圧を印加するための電極転移材が設けられている。電極転移材は、銀ペースト等の導電材料で構成され、アレイ基板および対向基板を電気的に接続している。アレイ基板および対向基板の間に液晶層が形成され、これら両基板の外面に偏光板がそれぞれ配設され、液晶表示装置が構成されている（例えば、特許文献１参照）。 In the counter substrate, a color filter, a counter electrode, and an alignment film are sequentially formed on the substrate. An electrode transition material for applying a voltage from the array substrate to the counter substrate is provided at the peripheral portions of the array substrate and the counter substrate. The electrode transition material is made of a conductive material such as silver paste, and electrically connects the array substrate and the counter substrate. A liquid crystal layer is formed between the array substrate and the counter substrate, and polarizing plates are respectively disposed on the outer surfaces of these substrates to constitute a liquid crystal display device (see, for example, Patent Document 1).

また、近年、上述したように対向基板上にカラーフィルタを設けた液晶表示装置の他、アレイ基板上にカラーフィルタを設けた液晶表示装置が種々開発され、カラーフィルタをアレイ基板上に形成するＣＯＡ（color filter on array）構造とすることにより高い開口率を得る構成や、フォトリソグラフィ技術により柱状スペーサをアレイ基板および対向基板の少なくとも一方の基板上に形成し、均一な基板間距離を保持した構成等の液晶表示装置が開発されている。
特開平１１−２５８６３５号公報 In addition to the liquid crystal display device provided with the color filter on the counter substrate as described above, various liquid crystal display devices provided with the color filter on the array substrate have been developed in recent years. (Color filter on array) structure to obtain a high aperture ratio, or a structure in which a columnar spacer is formed on at least one of the array substrate and the counter substrate by photolithography to maintain a uniform inter-substrate distance Such liquid crystal display devices have been developed.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-258635

液晶表示装置は、薄型／軽量を武器にノートＰＣのような持ち運びタイプのデバイスに多用されているが、近年、ノートＰＣにおいてもＴＶ等の高画質表示を行う機会が増え、高い彩度および高い明度といった表示特性に優れた画像表示が要求されるようになってきている。彩度を高めるには、カラーフィルタの色濃度を高めれば良いが、色濃度を高めると透過率の低下を招く問題がある。このため、明るさの確保のためにバックライト輝度を上げなければならず、消費電力は増加する。ノートＰＣのようなバッテリー駆動型デバイスにとっては消費電力の増加は致命的であるため、表示特性に優れた画像表示と低消費電力化とを両立させる新規技術の開発が待ち望まれている。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、表示画像の彩度および明度を制御可能であり、低消費電力化が可能な液晶表示装置を提供することにある。 Liquid crystal display devices are widely used in portable devices such as notebook PCs, with thin / lightweight weapons, but in recent years, there have been increased opportunities for high-quality display such as TVs in notebook PCs, resulting in high saturation and high color. An image display excellent in display characteristics such as brightness has been demanded. In order to increase the saturation, the color density of the color filter may be increased, but there is a problem that increasing the color density causes a decrease in transmittance. For this reason, in order to ensure brightness, the backlight luminance must be increased, and the power consumption increases. The increase in power consumption is fatal for battery-driven devices such as notebook PCs, and there is a demand for the development of a new technology that achieves both image display with excellent display characteristics and low power consumption.
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device capable of controlling the saturation and brightness of a display image and reducing power consumption.

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る液晶表示装置は、表示領域を有した第１基板と、前記表示領域を有し、前記第１基板に隙間をおいて対向配置され、前記第１基板に対して反対側に表示面を含む第２基板と、前記第１基板および第２基板間に狭持された液晶層と、前記第１基板および第２基板間の表示領域に設けられ、互いに色相の異なる複数の画素部をそれぞれ有した複数の単位画素であって、各色相の画素部は第１画素部およびこの第１画素部より彩度の低い第２画素部をそれぞれ含んでいる複数の単位画素と、前記各画素部の第１画素部および第２画素部を選択的に駆動し、表示画像の彩度および明度を制御する制御部と、を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a liquid crystal display device according to an aspect of the present invention includes a first substrate having a display area, the display area, the first substrate being opposed to the first substrate with a gap, A second substrate including a display surface on the opposite side of the one substrate; a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate; and a display region between the first substrate and the second substrate. A plurality of unit pixels each having a plurality of pixel portions having different hues, each pixel portion including a first pixel portion and a second pixel portion having lower saturation than the first pixel portion. A plurality of unit pixels, and a controller that selectively drives the first pixel portion and the second pixel portion of each of the pixel portions to control the saturation and brightness of the display image. Yes.

また、本発明の他の態様に係る液晶表示装置は、表示領域を有した第１基板と、前記表示領域を有し、前記第１基板に隙間をおいて対向配置され、前記第１基板に対して反対側に表示面を含む第２基板と、前記第１基板および第２基板間に狭持された液晶層と、前記第１基板および第２基板間の表示領域に設けられ、無彩色の画素部および互いに色相の異なる複数の画素部をそれぞれ有した複数の単位画素と、前記各単位画素の無彩色の画素部を選択的に駆動し、表示画像の彩度および明度を制御する制御部と、を備えていることを特徴としている。 In addition, a liquid crystal display device according to another aspect of the present invention includes a first substrate having a display region, the display region, the first substrate being opposed to the first substrate with a gap between the first substrate and the first substrate. And a second substrate including a display surface on the opposite side, a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, and an achromatic color provided in a display region between the first substrate and the second substrate. For selectively driving a plurality of unit pixels each having a pixel portion and a plurality of pixel portions having different hues and an achromatic color pixel portion of each unit pixel to control the saturation and brightness of a display image And a section.

この発明によれば、表示画像の彩度および明度を制御可能であり、低消費電力化が可能な液晶表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device capable of controlling the saturation and brightness of a display image and reducing power consumption.

以下、図面を参照しながらこの発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。
図１ないし図４に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネル１、バックライトユニット２、および制御部３を有している。液晶表示パネル１は、アレイ基板１０、対向基板３０、液晶層４０、カラーフィルタ５０、第１偏光板６０、および第２偏光板７０を有している。アレイ基板１０および対向基板３０は表示領域Ｒを有している。 Hereinafter, a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 4, the liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel 1, a backlight unit 2, and a control unit 3. The liquid crystal display panel 1 includes an array substrate 10, a counter substrate 30, a liquid crystal layer 40, a color filter 50, a first polarizing plate 60, and a second polarizing plate 70. The array substrate 10 and the counter substrate 30 have a display region R.

アレイ基板１０および対向基板３０間の表示領域Ｒには、マトリクス状に配置された複数の単位画素１１を有している。各単位画素１１は行方向に並んだ複数の画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを有している。各画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは行方向に並んだ第１画素部１３および第２画素部１４に分割されている。複数の単位画素１１の第１画素部１３および第２画素部１４は、行方向と直行する列方向に交互に並んで配置されている。この実施の形態において、ＸＧＡ（eXtended Graphics Array）のアレイ基板１０について説明する。 The display region R between the array substrate 10 and the counter substrate 30 has a plurality of unit pixels 11 arranged in a matrix. Each unit pixel 11 has a plurality of pixel portions 12R, 12G, and 12B arranged in the row direction. Each pixel unit 12R, 12G, 12B is divided into a first pixel unit 13 and a second pixel unit 14 arranged in the row direction. The first pixel portion 13 and the second pixel portion 14 of the plurality of unit pixels 11 are alternately arranged in the row direction and the column direction orthogonal to the row direction. In this embodiment, an XGA (eXtended Graphics Array) array substrate 10 will be described.

アレイ基板１０は、透明な絶縁基板としてガラス基板１５を有している。表示領域Ｒにおいて、ガラス基板１５上には、複数の信号線１６、および複数の走査線１７がマトリクス状に設けられている。信号線１６は列方向に延在し、走査線１７は行方向に延在している。隣接する２本の信号線１６および隣接する２本の走査線１７は第１画素部１３または第２画素部１４を区画している。また、ガラス基板１５上には、走査線１７に平行な配線１８が設けられている。 The array substrate 10 has a glass substrate 15 as a transparent insulating substrate. In the display region R, a plurality of signal lines 16 and a plurality of scanning lines 17 are provided in a matrix on the glass substrate 15. The signal line 16 extends in the column direction, and the scanning line 17 extends in the row direction. Two adjacent signal lines 16 and two adjacent scanning lines 17 define the first pixel portion 13 or the second pixel portion 14. On the glass substrate 15, wiring 18 parallel to the scanning lines 17 is provided.

信号線１６と走査線１７の各交差部近傍にスイッチング素子として、例えばＴＦＴ１９が設けられている。ＴＦＴ１９は、第１画素部１３および第２画素部１４に設けられている。図示しないが、ＴＦＴ１９は、走査線１７の一部を延在したゲート電極、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向した半導体膜、この半導体膜の一方の領域に接続されたソース電極および他方の領域に接続されたドレイン電極を有している。この実施の形態において、半導体膜はポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）で形成されている。ソース電極は信号線１６に接続され、ドレイン電極は後述する画素電極２１に接続されている。 For example, a TFT 19 is provided as a switching element near each intersection of the signal line 16 and the scanning line 17. The TFT 19 is provided in the first pixel portion 13 and the second pixel portion 14. Although not shown, the TFT 19 includes a gate electrode extending a part of the scanning line 17, a semiconductor film facing the gate electrode through the gate insulating film, a source electrode connected to one region of the semiconductor film, and the other A drain electrode connected to the region; In this embodiment, the semiconductor film is made of polysilicon (p-Si). The source electrode is connected to the signal line 16 and the drain electrode is connected to a pixel electrode 21 described later.

ガラス基板１５上には、駆動切替え手段としてのスイッチＳＷ１ないしＳＷ６等の複数のスイッチが設けられている。スイッチＳＷ１ないしＳＷ３は、各画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの第１画素部１３に接続されている信号線１６およびその第２画素部１４に接続されている信号線１６に接続されて設けられている。 On the glass substrate 15, a plurality of switches such as switches SW1 to SW6 as drive switching means are provided. The switches SW1 to SW3 are provided so as to be connected to the signal line 16 connected to the first pixel unit 13 and the signal line 16 connected to the second pixel unit 14 of each pixel unit 12R, 12G, 12B. Yes.

スイッチＳＷ４ないしＳＷ６は配線１８に設けられている。スイッチＳＷ１ないしＳＷ６等のスイッチにより、第１画素部１３および第２画素部１４の駆動を切替えることができる。なお、第１画素部１３および第２画素部１４の駆動の切替えは上記スイッチング構成に限定されるものではなく、同様の効果が得られるその他のスイッチング構成を適用することもできる。 The switches SW4 to SW6 are provided on the wiring 18. The driving of the first pixel portion 13 and the second pixel portion 14 can be switched by switches such as the switches SW1 to SW6. The switching of driving of the first pixel unit 13 and the second pixel unit 14 is not limited to the above switching configuration, and other switching configurations that can obtain the same effect can also be applied.

ガラス基板１５上には、複数の画素電極２１がマトリクス状に形成されている。画素電極２１は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明な導電膜により形成されている。画素電極２１は、第１画素部１３および第２画素部１４に設けられている。画素電極２１に重ねてガラス基板１５のほぼ全面には配向膜２２が形成されている。 A plurality of pixel electrodes 21 are formed in a matrix on the glass substrate 15. The pixel electrode 21 is formed of a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide). The pixel electrode 21 is provided in the first pixel unit 13 and the second pixel unit 14. An alignment film 22 is formed on almost the entire surface of the glass substrate 15 so as to overlap the pixel electrode 21.

対向基板３０は、透明な絶縁基板としてガラス基板３１を有している。表示領域Ｒにおいて、ガラス基板３１上には、信号線１６および走査線１７に重なった遮光部３２が形成されている。表示領域Ｒの外側において、ガラス基板３１上には矩形枠状の周辺遮光部３３が形成されている。この周辺遮光部３３は、表示領域Ｒの周縁部全周に沿って形成され、表示領域Ｒ外側から漏れる光の遮光に寄与している。遮光部３２および周辺遮光部３３は、マトリクス状の複数の開口部３４を形成している。この実施の形態において、各開口部３４のサイズは５０μｍ×３００μｍである。 The counter substrate 30 has a glass substrate 31 as a transparent insulating substrate. In the display region R, a light shielding portion 32 that overlaps the signal line 16 and the scanning line 17 is formed on the glass substrate 31. Outside the display region R, a rectangular frame-shaped peripheral light-shielding portion 33 is formed on the glass substrate 31. The peripheral light shielding portion 33 is formed along the entire peripheral edge of the display region R and contributes to light shielding from the outside of the display region R. The light shielding part 32 and the peripheral light shielding part 33 form a plurality of openings 34 in a matrix shape. In this embodiment, the size of each opening 34 is 50 μm × 300 μm.

ガラス基板３１、遮光部３２、および周辺遮光部３３上には、赤色の着色層Ｒａ、赤色の着色層Ｒｂ、緑色の着色層Ｇａ、緑色の着色層Ｇｂ、青色の着色層Ｂａ、および青色の着色層Ｂｂが互いに隣接し、交互に並んで配設されている。着色層Ｒａ、Ｒｂは赤色の画素部１２Ｒを形成し、着色層Ｒａは第１画素部１３を、着色層Ｒｂは第２画素部１４をそれぞれ形成している。着色層Ｇａ、Ｇｂは緑色の画素部１２Ｇを形成し、着色層Ｇａは第１画素部１３を、着色層Ｇｂは第２画素部１４をそれぞれ形成している。着色層Ｂａ、Ｂｂは青色の画素部１２Ｂを形成し、着色層Ｂａは第１画素部１３を、着色層Ｂｂは第２画素部１４をそれぞれ形成している。これらの着色層はカラーフィルタ５０を形成している。これらの着色層の周縁部は遮光部３２および周辺遮光部３３に重なっている。 On the glass substrate 31, the light shielding part 32, and the peripheral light shielding part 33, a red colored layer Ra, a red colored layer Rb, a green colored layer Ga, a green colored layer Gb, a blue colored layer Ba, and a blue colored layer Ba The colored layers Bb are adjacent to each other and are arranged alternately. The colored layers Ra and Rb form a red pixel portion 12R, the colored layer Ra forms a first pixel portion 13, and the colored layer Rb forms a second pixel portion 14, respectively. The colored layers Ga and Gb form a green pixel portion 12G, the colored layer Ga forms a first pixel portion 13, and the colored layer Gb forms a second pixel portion 14, respectively. The colored layers Ba and Bb form a blue pixel portion 12B, the colored layer Ba forms a first pixel portion 13, and the colored layer Bb forms a second pixel portion 14. These colored layers form a color filter 50. The peripheral portions of these colored layers overlap the light shielding portion 32 and the peripheral light shielding portion 33.

着色層Ｒａおよび着色層Ｒｂは同一の色相であるが、着色層Ｒａは着色層Ｒｂより彩度が高い。着色層Ｇａおよび着色層Ｇｂは同一の色相であるが、着色層Ｇａは着色層Ｇｂより彩度が高い。着色層Ｂａおよび着色層Ｂｂは同一の色相であるが、着色層Ｂａは着色層Ｂｂより彩度が高い。なお、上記した単位画素１１は、着色層Ｒａ、着色層Ｒｂ、着色層Ｇａ、着色層Ｇｂ、着色層Ｂａ、着色層Ｂｂをそれぞれ有している。 The colored layer Ra and the colored layer Rb have the same hue, but the colored layer Ra has higher saturation than the colored layer Rb. The colored layer Ga and the colored layer Gb have the same hue, but the colored layer Ga has higher saturation than the colored layer Gb. The colored layer Ba and the colored layer Bb have the same hue, but the colored layer Ba has higher saturation than the colored layer Bb. The unit pixel 11 described above includes a colored layer Ra, a colored layer Rb, a colored layer Ga, a colored layer Gb, a colored layer Ba, and a colored layer Bb.

着色層Ｒａ、Ｒｂ、Ｇａ、Ｇｂ、Ｂａ、Ｂｂ上には、ＩＴＯ等の透明な導電膜により対向電極３５が形成されている。全てを図示しないが、対向電極３５上にはスペーサとしての柱状スペーサ２０が所定の密度で複数本形成されている。対向電極３５上には配向膜３６が形成されている。対向基板３０側には、アレイ基板１０に対して反対側に表示面Ｓ１を含む。 On the colored layers Ra, Rb, Ga, Gb, Ba, Bb, a counter electrode 35 is formed of a transparent conductive film such as ITO. Although not all shown, a plurality of columnar spacers 20 as spacers are formed on the counter electrode 35 at a predetermined density. An alignment film 36 is formed on the counter electrode 35. The counter substrate 30 includes a display surface S1 on the opposite side of the array substrate 10.

アレイ基板１０および対向基板３０は、柱状スペーサ２０により所定の隙間を置いて対向配置されている。この実施の形態において、柱状スペーサ２０はＴＦＴ１９に重なるように形成されている。 The array substrate 10 and the counter substrate 30 are arranged to face each other with a predetermined gap by the columnar spacer 20. In this embodiment, the columnar spacer 20 is formed so as to overlap the TFT 19.

アレイ基板１０および対向基板３０は、両基板の周縁部に配設されたシール材３７により互いに接合されている。液晶層４０は、アレイ基板１０および対向基板３０の間に狭持されている。シール材３７の一部に形成された液晶注入口３８は、封止材３９により封止されている。アレイ基板１０の外面上には第１偏光板６０が配置されている。対向基板３０の外面上には第２偏光板７０が配置されている。このため、この実施の形態では、第２偏光板７０が表示面Ｓ１を含む。 The array substrate 10 and the counter substrate 30 are joined to each other by a sealing material 37 disposed at the peripheral edge of both substrates. The liquid crystal layer 40 is sandwiched between the array substrate 10 and the counter substrate 30. A liquid crystal injection port 38 formed in a part of the sealing material 37 is sealed with a sealing material 39. A first polarizing plate 60 is disposed on the outer surface of the array substrate 10. A second polarizing plate 70 is disposed on the outer surface of the counter substrate 30. For this reason, in this embodiment, the second polarizing plate 70 includes the display surface S1.

バックライトユニット２は、アレイ基板１０の外面側に配置されている。このバックライトユニット２は、第１偏光板６０に対向配置された導光板２ａと、この導光板の一側縁に対向配置された光源２ｂおよび反射板２ｃと、を有している。導光板２ａは、第１偏光板６０と対向した光放出面Ｓ２を有している。 The backlight unit 2 is disposed on the outer surface side of the array substrate 10. The backlight unit 2 includes a light guide plate 2a disposed opposite to the first polarizing plate 60, and a light source 2b and a reflection plate 2c disposed opposite to one side edge of the light guide plate. The light guide plate 2 a has a light emission surface S 2 facing the first polarizing plate 60.

制御部３は、各画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの第１画素部１３および第２画素部１４を選択的に駆動し、表示画像の彩度および明度を制御する。制御部３は輝度調整部３ａを有している。輝度調整部３ａは、バックライトユニット２用インバータ電圧を制御し、各画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの第２画素部１４を駆動する場合にバックライトユニット２から放出される光の輝度を低くするとともに、各画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの第２画素部１４を駆動しない場合にバックライトユニットから放出される光の輝度を高くするように制御する。 The control unit 3 selectively drives the first pixel unit 13 and the second pixel unit 14 of each of the pixel units 12R, 12G, and 12B, and controls the saturation and brightness of the display image. The control unit 3 includes a luminance adjustment unit 3a. The brightness adjusting unit 3a controls the inverter voltage for the backlight unit 2, and lowers the brightness of light emitted from the backlight unit 2 when the second pixel unit 14 of each of the pixel units 12R, 12G, and 12B is driven. At the same time, when the second pixel portion 14 of each of the pixel portions 12R, 12G, and 12B is not driven, control is performed to increase the luminance of light emitted from the backlight unit.

次に、上記液晶表示装置の一層詳しい構成を、その製造方法と併せて説明する。
まず、用意したガラス基板１５上に、成膜およびパターニングを繰り返す等、通常の製造工程により、信号線１６、走査線１７、配線１８、ＴＦＴ１９およびスイッチＳＷ１ないしＳＷ６等を形成する。続いて、ガラス基板１５上に、ＩＴＯを、例えばスパッタリング法により堆積させる。堆積されたＩＴＯをパターニングし、信号線１６および走査線１７で囲まれた領域に画素電極２１をそれぞれ形成する。次いで、表示領域Ｒを含むガラス基板１５全面に、配向膜材料を８００Åの膜厚に塗布することにより配向膜２２を形成する。配向膜２２には所定の配向処理（ラビング）を施す。 Next, a more detailed configuration of the liquid crystal display device will be described together with its manufacturing method.
First, on the prepared glass substrate 15, the signal line 16, the scanning line 17, the wiring 18, the TFT 19, the switches SW 1 to SW 6, and the like are formed by a normal manufacturing process such as repeating film formation and patterning. Subsequently, ITO is deposited on the glass substrate 15 by, for example, a sputtering method. The deposited ITO is patterned to form pixel electrodes 21 in regions surrounded by the signal lines 16 and the scanning lines 17. Next, an alignment film 22 is formed on the entire surface of the glass substrate 15 including the display region R by applying an alignment film material to a thickness of 800 mm. The alignment film 22 is subjected to a predetermined alignment process (rubbing).

一方、対向基板３０の製造方法においては、まず、ガラス基板３１を用意する。次いで、ガラス基板３１上に、遮光部３２および周辺遮光部３３を形成する。続いて、スピンナを用い、着色層材料として、例えば赤色の顔料を１０ｗｔ％分散させたネガ型の紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト（以下、第１赤色レジストと称する）をガラス基板３１上全面に塗布する。 On the other hand, in the manufacturing method of the counter substrate 30, first, a glass substrate 31 is prepared. Next, the light shielding part 32 and the peripheral light shielding part 33 are formed on the glass substrate 31. Subsequently, using a spinner, as a coloring layer material, for example, a negative ultraviolet curable acrylic resin resist (hereinafter referred to as a first red resist) in which 10 wt% of a red pigment is dispersed is applied to the entire surface of the glass substrate 31. .

次いで、所定のフォトマスクを用い、第１赤色レジストにパターニングを露光する。露光する際、第１赤色レジストには、波長を３６５ｎｍ、露光量を１００ｍＪ／ｃｍ２として紫外線を照射する。ここで用いたフォトマスクは、赤色に着色したい個所に紫外線が照射されるようなパターンを有している。次に、露光された第１赤色レジストをＫＯＨの１％水溶液で２０秒間現像する。このように、フォトエッチング法を用い、膜厚３．０μｍの赤色の着色層Ｒａを形成する。 Next, patterning is exposed to the first red resist using a predetermined photomask. During the exposure, the first red resist is irradiated with ultraviolet rays with a wavelength of 365 nm and an exposure amount of 100 mJ / cm 2. The photomask used here has a pattern in which ultraviolet rays are irradiated to a portion to be colored red. Next, the exposed first red resist is developed with a 1% aqueous solution of KOH for 20 seconds. In this way, the red colored layer Ra having a film thickness of 3.0 μm is formed using the photoetching method.

続いて、スピンナを用い、着色層材料として、例えば赤色の顔料を２ｗｔ％分散させたネガ型の紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト（以下、第２赤色レジストと称する）をガラス基板３１上全面に塗布する。その後、第２赤色レジストにパターニングを露光し、露光された第２赤色レジストを現像する。その際、着色層Ｒａと同様、フォトエッチング法を用い、膜厚３．０μｍの赤色の着色層Ｒｂを形成する。これにより、着色層Ｒａと、この着色層Ｒａより赤色の顔料濃度の低い着色層Ｒｂと、が形成される。 Subsequently, using a spinner, as a colored layer material, for example, a negative ultraviolet curable acrylic resin resist (hereinafter referred to as a second red resist) in which 2 wt% of a red pigment is dispersed is applied on the entire surface of the glass substrate 31. . Thereafter, the second red resist is exposed to patterning, and the exposed second red resist is developed. At that time, similarly to the colored layer Ra, the photo-etching method is used to form a red colored layer Rb having a thickness of 3.0 μm. Thereby, the colored layer Ra and the colored layer Rb having a lower red pigment concentration than the colored layer Ra are formed.

その後、着色層Ｒａ、Ｒｂと同様、フォトエッチング法を用い、互いに顔料濃度の異なる膜厚３．０μｍの緑色の着色層Ｇａ、Ｇｂ、および膜厚３．０μｍの青色の着色層Ｂａ、Ｂｂを、それぞれ互いに隣接して順に形成する。これにより、着色層Ｇａと、この着色層Ｇａより緑色の顔料濃度の低い着色層Ｇｂと、が形成される。また、着色層Ｂａと、この着色層Ｂａより青色の顔料濃度の低い着色層Ｂｂと、が形成される。 After that, similar to the colored layers Ra and Rb, using the photoetching method, the green colored layers Ga and Gb having a thickness of 3.0 μm and the blue colored layers Ba and Bb having a thickness of 3.0 μm and different pigment concentrations are obtained. These are formed in order adjacent to each other. Thereby, the colored layer Ga and the colored layer Gb having a green pigment concentration lower than that of the colored layer Ga are formed. Further, a colored layer Ba and a colored layer Bb having a blue pigment concentration lower than that of the colored layer Ba are formed.

続いて、着色層Ｒａ、Ｒｂ、Ｇａ、Ｇｂ、Ｂａ、Ｂｂを含むガラス基板３１上全面に、透明な導電材料としてのＩＴＯをスパッタリング法により膜厚１５００Åに堆積し、対向電極３５を形成する。対向電極３５を形成した後、ガラス基板３１上にアクリル性透明樹脂を塗布する。次いで、フォトリソグラフィ法を用い、このアクリル性透明樹脂から複数本の柱状スペーサ２０を形成する。次に、表示領域Ｒを含むガラス基板３１上全面に配向膜材料を８００Åの膜厚に塗布することにより配向膜３６を形成する。配向膜３６には所定の配向処理（ラビング）を施す。 Subsequently, ITO as a transparent conductive material is deposited on the entire surface of the glass substrate 31 including the colored layers Ra, Rb, Ga, Gb, Ba, and Bb to a thickness of 1500 mm by sputtering to form the counter electrode 35. After forming the counter electrode 35, an acrylic transparent resin is applied on the glass substrate 31. Next, a plurality of columnar spacers 20 are formed from this acrylic transparent resin using a photolithography method. Next, an alignment film 36 is formed on the entire surface of the glass substrate 31 including the display region R by applying an alignment film material to a thickness of 800 mm. The alignment film 36 is subjected to a predetermined alignment process (rubbing).

次いで、配向膜３６の周縁に沿って、例えば熱硬化型のシール材３７を印刷した後、このシール材付近に電極転移材を形成する。続いて、配向膜２２および配向膜３６が対向するよう、アレイ基板１０および対向基板３０を複数本の柱状スペーサ２０により所定の隙間を保持して対応配置し、アレイ基板および対向基板の周縁部同士をシール材３７により貼り合せる。その後、シール材３７を加熱して硬化させ、アレイ基板１０および対向基板３０を固定する。 Next, for example, a thermosetting sealing material 37 is printed along the periphery of the alignment film 36, and then an electrode transition material is formed in the vicinity of the sealing material. Subsequently, the array substrate 10 and the counter substrate 30 are arranged in correspondence with each other with a plurality of columnar spacers 20 so that the alignment film 22 and the alignment film 36 face each other. Are bonded together by a sealing material 37. Thereafter, the sealing material 37 is heated and cured to fix the array substrate 10 and the counter substrate 30.

続いて、シール材３７の一部に形成された液晶注入口３８から、誘電異方性が正である液晶を注入する。その後、液晶注入口３８を、例えば紫外線硬化型樹脂からなる封止材３９により封止する。これにより、アレイ基板１０および対向基板３０間に液晶が封入され液晶層４０が形成される。次いで、アレイ基板１０の外面に第１偏光板６０を対向基板３０の外面に第２偏光板７０をそれぞれ配置する。そして、液晶表示パネル１にバックライトユニット２および制御部３等を取付けることにより液晶表示装置が完成する。 Subsequently, liquid crystal having positive dielectric anisotropy is injected from a liquid crystal injection port 38 formed in a part of the sealing material 37. Thereafter, the liquid crystal injection port 38 is sealed with a sealing material 39 made of, for example, an ultraviolet curable resin. Thereby, the liquid crystal is sealed between the array substrate 10 and the counter substrate 30 to form the liquid crystal layer 40. Next, the first polarizing plate 60 is disposed on the outer surface of the array substrate 10, and the second polarizing plate 70 is disposed on the outer surface of the counter substrate 30. Then, the backlight unit 2 and the control unit 3 are attached to the liquid crystal display panel 1 to complete the liquid crystal display device.

図３に示すように、制御部３の制御の元、第１画素部１３および第２画素部１４を駆動してバックライト光が着色層Ｒａ、Ｒｂ、Ｇａ、Ｇｂ、Ｂａ、Ｂｂを透過するように設定して画像を表示する場合、スイッチＳＷ１ないしＳＷ３をオン、スイッチＳＷ４ないしＳＷ６をオフにそれぞれ切替えて画像を表示する。図５に示すように、制御部３の制御の元、第２画素部１４は駆動させずに、第１画素部１３のみ駆動してバックライト光が着色層Ｒａ、Ｇａ、Ｂａのみを透過するように設定して画像を表示する場合、スイッチＳＷ１ないしＳＷ３をオフ、スイッチＳＷ４ないしＳＷ６をオンにそれぞれ切替えて画像を表示する。この場合、第２画素部１４は黒色表示となり、ブラックマトリクスとして機能する。 As shown in FIG. 3, under the control of the control unit 3, the first pixel unit 13 and the second pixel unit 14 are driven and the backlight light passes through the colored layers Ra, Rb, Ga, Gb, Ba, Bb. When displaying an image with such settings, the switches SW1 to SW3 are switched on and the switches SW4 to SW6 are switched off to display the images. As shown in FIG. 5, under the control of the control unit 3, the second pixel unit 14 is not driven, only the first pixel unit 13 is driven, and the backlight passes through only the colored layers Ra, Ga, and Ba. When an image is displayed with such settings, the switches SW1 to SW3 are switched off and the switches SW4 to SW6 are switched on to display the image. In this case, the second pixel portion 14 displays black and functions as a black matrix.

ここで、本願発明者は、第１画素部１３および第２画素部１４を駆動する省エネモードと、第２画素部１４のみを駆動する標準モードの２通りにおいて、液晶表示装置を用いて画像を表示し、表面輝度および色再現性の各種表示特性を調査した。 Here, the inventor of the present application uses the liquid crystal display device to display an image in two ways, an energy saving mode for driving the first pixel portion 13 and the second pixel portion 14 and a standard mode for driving only the second pixel portion 14. Various display characteristics of surface brightness and color reproducibility were investigated.

まず、第１画素部１３および第２画素部１４を駆動する省エネモードにおける各種表示特性について説明する。輝度調整部３ａの制御の元、バックライトユニット２を稼動させ、バックライト輝度を４０００ｃｄ／ｍ^２に設定したところ、表面輝度は２５０ｃｄ／ｍ^２であり、色再現性はＮＴＳＣ比４２％であった。この場合、表示画像の明度は高くなり、低消費電力化が可能となる。 First, various display characteristics in the energy saving mode for driving the first pixel unit 13 and the second pixel unit 14 will be described. Under the control of the brightness adjustment unit 3a, the backlight unit 2 was operated and the backlight brightness was set to 4000 cd / m ^{2. The} surface brightness was 250 cd / m ² and the color reproducibility was 42% of NTSC. It was. In this case, the brightness of the display image is increased, and power consumption can be reduced.

次に、第２画素部１４のみを駆動する標準モードにおける各種表示特性について説明する。表面輝度を２５０ｃｄ／ｍ^２とするために、輝度調整部３ａの制御の元、バックライトユニット２を稼動させ、バックライト輝度を７０００ｃｄ／ｍ^２に設定した。色再現性はＮＴＳＣ比７３％であり、優れた表示品位が得られた。この場合、消費電力は増加するが、表示画像の彩度および明度は高くなる。 Next, various display characteristics in the standard mode in which only the second pixel unit 14 is driven will be described. In order to set the surface luminance to 250 cd / m ² , the backlight unit 2 was operated under the control of the luminance adjusting unit 3a, and the backlight luminance was set to 7000 cd / m ² . The color reproducibility was 73% of NTSC, and an excellent display quality was obtained. In this case, power consumption increases, but the saturation and brightness of the display image increase.

以上のように構成された液晶表示装置によれば、各単位画素１１は、互いに色相の異なる複数の画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを有している。各画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは同一の色相である第１画素部１３およびこの第１画素部より彩度の低い第２画素部１４を含んでいる。各画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂにおいて、第１画素部１３の着色層の顔料濃度は、第２画素部１４の着色層の顔料濃度より高い。制御部３は、各画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの第１画素部１３および第２画素部１４を選択的に駆動し、表示画像の彩度および明度を制御可能である。輝度調整部３ａは、各画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの第２画素部１４を駆動する場合にバックライトユニット２から放出される光の輝度を低くするとともに、各画素部の第２画素部を駆動しない場合にバックライトユニットから放出される光の輝度を高くするよう制御可能である。 According to the liquid crystal display device configured as described above, each unit pixel 11 has a plurality of pixel portions 12R, 12G, and 12B having different hues. Each pixel unit 12R, 12G, and 12B includes a first pixel unit 13 having the same hue and a second pixel unit 14 having a lower saturation than the first pixel unit. In each of the pixel portions 12R, 12G, and 12B, the pigment concentration of the colored layer of the first pixel portion 13 is higher than the pigment concentration of the colored layer of the second pixel portion 14. The control unit 3 can selectively drive the first pixel unit 13 and the second pixel unit 14 of each of the pixel units 12R, 12G, and 12B, and can control the saturation and brightness of the display image. The luminance adjusting unit 3a reduces the luminance of light emitted from the backlight unit 2 when driving the second pixel unit 14 of each of the pixel units 12R, 12G, and 12B, and sets the second pixel unit of each pixel unit. It can be controlled to increase the luminance of light emitted from the backlight unit when not driven.

上記したことから、コンセントから電源を確保できずに液晶表示装置をバッテリー駆動する省エネモードでは第１画素部１３および第２画素部１４を駆動することにより、高い彩度は得られないものの低消費電力化が可能となる。彩度および明度は、第１画素部１３および第２画素部１４の中間特性を持つ値となる。なお、明度は、画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを分割せずに形成し、かつ、着色層Ｒａ、Ｇａ、Ｂａで画素部を形成した従来の液晶表示装置に比べて第２画素部１４の分だけ改善することができる。 As described above, in the energy saving mode in which the power source cannot be secured from the outlet and the liquid crystal display device is driven by the battery, the first pixel unit 13 and the second pixel unit 14 are driven, so that high saturation is not obtained but low consumption is achieved. Electricity becomes possible. Saturation and lightness are values having intermediate characteristics between the first pixel unit 13 and the second pixel unit 14. Note that the brightness is the same as that of the second pixel unit 14 as compared with a conventional liquid crystal display device in which the pixel units 12R, 12G, and 12B are formed without being divided and the pixel unit is formed of the colored layers Ra, Ga, and Ba. Can only improve.

コンセントから電源を確保できて液晶表示装置を駆動する場合は第１画素部１３のみを駆動してバックライト輝度を高くすることにより、第２画素部１４を駆動しない分高い彩度および明度が得られる。上記したように、色純度の高い画像表示が可能となる。なお、液晶表示装置の画質は、画素部１２を分割せずに形成し、かつ、着色層Ｒａ、Ｇａ、Ｂａで画素部１２を形成した従来の液晶表示装置の画質と同等にすることが可能である。上記したことから、表示画像の彩度および明度を制御可能であり、低消費電力化が可能な液晶表示装置が得られる。 When the liquid crystal display device is driven with the power source secured from the outlet, only the first pixel unit 13 is driven to increase the backlight luminance, so that high saturation and lightness can be obtained as much as the second pixel unit 14 is not driven. It is done. As described above, it is possible to display an image with high color purity. The image quality of the liquid crystal display device can be made equal to the image quality of a conventional liquid crystal display device in which the pixel portion 12 is formed without being divided and the pixel portion 12 is formed with the colored layers Ra, Ga, and Ba. It is. As described above, a liquid crystal display device capable of controlling the saturation and brightness of a display image and reducing power consumption can be obtained.

また、複数の単位画素１１の第１画素部１３および第２画素部１４は列方向に交互に並んで配置されている。このため、複数の単位画素１１の第１画素部１３および第２画素部１４が列方向に隣接して並んで配置されている場合に比べて周期性のムラが全く目立たなくなり、すなわち列方向に延びるスジ状の表示不良が抑制されるため、表示品位が改善され、良好な画像表示を行うことができる。詳細に説明すると、第１画素部１３および第２画素部１４のいずれか一方を駆動して表示品位を評価したところ、全面同一色の中間調静止画面において、周期性のムラが全く目立たなくなった。 The first pixel portions 13 and the second pixel portions 14 of the plurality of unit pixels 11 are alternately arranged in the column direction. For this reason, compared with the case where the first pixel portion 13 and the second pixel portion 14 of the plurality of unit pixels 11 are arranged adjacent to each other in the column direction, the periodicity unevenness is not noticeable at all, that is, in the column direction. Since the extended streak-like display defect is suppressed, the display quality is improved and a good image display can be performed. More specifically, when one of the first pixel portion 13 and the second pixel portion 14 is driven to evaluate the display quality, unevenness in periodicity is completely inconspicuous on the halftone still screen of the same color on the entire surface. .

次に、この発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置およびその製造方法について詳細に説明する。
図６に示すように、アレイ基板１０は、透明な絶縁基板としてガラス基板１５を有している。表示領域Ｒにおいて、ガラス基板１５上には、上述した実施の形態と同様に、信号線１６、走査線１７、配線１８、ＴＦＴ１９、およびスイッチＳＷ１ないしＳＷ６等の複数のスイッチが形成されている。 Next, a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same according to a second embodiment of the present invention will be described in detail.
As shown in FIG. 6, the array substrate 10 has a glass substrate 15 as a transparent insulating substrate. In the display region R, a plurality of switches such as a signal line 16, a scanning line 17, a wiring 18, a TFT 19, and switches SW1 to SW6 are formed on the glass substrate 15 as in the above-described embodiment.

表示領域Ｒにおいて、信号線１６および走査線１７を含むガラス基板１５上には、赤色の着色層Ｒａ、赤色の着色層Ｒｂ、緑色の着色層Ｇａ、緑色の着色層Ｇｂ、青色の着色層Ｂａ、および青色の着色層Ｂｂが互いに隣接し、交互に並んで配設され、カラーフィルタ５０を形成している。これらの着色層の周縁部は信号線１６および走査線１７に重なっている。ここで、着色層Ｒａ、Ｒｂ、Ｇａ、Ｇｂ、Ｂａ、Ｂｂは、第１の実施の形態と同様の製造方法を用いて形成されている。 In the display region R, on the glass substrate 15 including the signal lines 16 and the scanning lines 17, a red colored layer Ra, a red colored layer Rb, a green colored layer Ga, a green colored layer Gb, and a blue colored layer Ba. , And the blue colored layer Bb are adjacent to each other and alternately arranged to form the color filter 50. The peripheral portions of these colored layers overlap the signal lines 16 and the scanning lines 17. Here, the colored layers Ra, Rb, Ga, Gb, Ba, and Bb are formed by using the same manufacturing method as in the first embodiment.

着色層Ｒａ、Ｒｂ、Ｇａ、Ｇｂ、Ｂａ、Ｂｂ上には、ＩＴＯ等の透明な導電膜により形成された複数の画素電極２１が設けられている。各画素電極２１は、各着色層に形成されたコンタクトホールＨを介してＴＦＴ１９のドレイン電極に接続されている。画素電極２１上には、柱状スペーサ２０が所定の密度で複数本配設されている。着色層Ｒａ、Ｒｂ、Ｇａ、Ｇｂ、Ｂａ、Ｂｂおよび画素電極２１上には、配向膜２２が形成されている。表示領域Ｒの外側において、ガラス基板１５上には矩形枠状の周辺遮光部３３が形成されている。この周辺遮光部３３は表示領域Ｒの周縁部全周に沿って形成されている。 On the colored layers Ra, Rb, Ga, Gb, Ba, Bb, a plurality of pixel electrodes 21 formed of a transparent conductive film such as ITO are provided. Each pixel electrode 21 is connected to the drain electrode of the TFT 19 through a contact hole H formed in each colored layer. A plurality of columnar spacers 20 are arranged on the pixel electrode 21 with a predetermined density. An alignment film 22 is formed on the colored layers Ra, Rb, Ga, Gb, Ba, Bb and the pixel electrode 21. Outside the display region R, a rectangular frame-shaped peripheral light-shielding portion 33 is formed on the glass substrate 15. The peripheral light-shielding portion 33 is formed along the entire peripheral edge of the display region R.

ここで、柱状スペーサ２０および周辺遮光部３３の製造方法について説明する。画素電極２１を形成した後、ガラス基板１５、着色層Ｒａ、Ｒｂ、Ｇａ、Ｇｂ、Ｂａ、Ｂｂおよび画素電極２１上に、遮光性を有する材料として、例えば黒色レジストをスピンナにて塗布する。その後、黒色レジスト乾燥させる。 Here, a method for manufacturing the columnar spacer 20 and the peripheral light shielding portion 33 will be described. After the pixel electrode 21 is formed, a black resist, for example, is applied as a light-shielding material on the glass substrate 15, the colored layers Ra, Rb, Ga, Gb, Ba, Bb and the pixel electrode 21 with a spinner. Thereafter, the black resist is dried.

次に、フォトマスクをアレイ基板１０上に塗布された黒色レジストと対向配置し、フォトマスクを介して紫外線を照射し、黒色レジストを露光する。フォトマスクは階調パターンを有し、柱状スペーサ２０および周辺遮光部３３が形成される領域と対向したパターンを有している。続いて、露光された黒色レジストを現像した後、焼成する。これにより、柱状スペーサ２０、および周辺遮光部３３が同一材料で同時に形成される。また、柱状スペーサ２０および周辺遮光部３３は同一の高さに形成される。 Next, a photomask is placed opposite to the black resist applied on the array substrate 10, and ultraviolet rays are irradiated through the photomask to expose the black resist. The photomask has a gradation pattern, and has a pattern facing a region where the columnar spacer 20 and the peripheral light shielding portion 33 are formed. Subsequently, the exposed black resist is developed and baked. Thereby, the columnar spacer 20 and the peripheral light-shielding portion 33 are simultaneously formed of the same material. Further, the columnar spacer 20 and the peripheral light shielding portion 33 are formed at the same height.

対向基板３０は、透明な絶縁基板としてガラス基板３１を有している。このガラス基板３１上には、ＩＴＯ等の透明な導電膜で形成された対向電極３５および配向膜３６が配置されている。なお、アレイ基板１０および対向基板３０間の表示領域Ｒには、マトリクス状に配置された複数の単位画素１１を有していることはいうまでもない。 The counter substrate 30 has a glass substrate 31 as a transparent insulating substrate. On the glass substrate 31, a counter electrode 35 and an alignment film 36 made of a transparent conductive film such as ITO are disposed. Needless to say, the display region R between the array substrate 10 and the counter substrate 30 has a plurality of unit pixels 11 arranged in a matrix.

アレイ基板１０および対向基板３０は、柱状スペーサ２０により所定の隙間を置いて対向配置され、両基板の周縁部に配設されたシール材３７により互いに接合されている。液晶層４０は、アレイ基板１０および対向基板３０の間に狭持されている。シール材３７の一部に形成された液晶注入口３８は、封止材３９により封止されている。アレイ基板１０の外面上には第１偏光板６０が配置され、対向基板３０の外面上には第２偏光板７０が配置されている。上記したように形成された液晶表示パネル１にバックライトユニット２および制御部３等が取付けられて液晶表示装置が形成されている。 The array substrate 10 and the counter substrate 30 are arranged to face each other with a predetermined gap by the columnar spacer 20, and are joined to each other by a sealing material 37 disposed on the peripheral edge of both substrates. The liquid crystal layer 40 is sandwiched between the array substrate 10 and the counter substrate 30. A liquid crystal injection port 38 formed in a part of the sealing material 37 is sealed with a sealing material 39. A first polarizing plate 60 is disposed on the outer surface of the array substrate 10, and a second polarizing plate 70 is disposed on the outer surface of the counter substrate 30. The liquid crystal display device is formed by attaching the backlight unit 2 and the control unit 3 to the liquid crystal display panel 1 formed as described above.

ここで、本願発明者は、バックライト輝度を４０００ｃｄ／ｍ^２に設定して第１画素部１３および第２画素部１４を駆動する省エネモードと、バックライト輝度を７０００ｃｄ／ｍ^２に設定して第２画素部１４のみを駆動する標準モードの２通りにおいて、液晶表示装置を用いて画像を表示し、表面輝度および色再現性の各種表示特性を調査した。 Here, the present inventor sets the backlight luminance to 4000 cd / m ² and drives the first pixel unit 13 and the second pixel unit 14 and sets the backlight luminance to 7000 cd / m ^2. In two types of standard modes for driving only the second pixel unit 14, an image was displayed using a liquid crystal display device, and various display characteristics such as surface luminance and color reproducibility were investigated.

まず、第１画素部１３および第２画素部１４を駆動する省エネモードでは、色再現性はＮＴＳＣ比４２％、第２画素部１４のみを駆動する標準モードでは、色再現性はＮＴＳＣ比７３％であり、上述した第１の実施の形態と同様の値が得られた。この実施の形態では、カラーフィルタオンアレイ構造としたため、上述した第１の実施の形態に比べて開口率が１０％向上している。これにより、表面輝度は、省エネモードおよび標準モードの２通りにおいて、２７５ｃｄ／ｍ^２と向上した。 First, in the energy saving mode in which the first pixel unit 13 and the second pixel unit 14 are driven, the color reproducibility is 42% NTSC ratio, and in the standard mode in which only the second pixel unit 14 is driven, the color reproducibility is 73% NTSC ratio. Thus, the same value as in the first embodiment described above was obtained. In this embodiment, since the color filter-on-array structure is used, the aperture ratio is improved by 10% compared with the first embodiment described above. As a result, the surface luminance was improved to 275 cd / m ² in two ways, the energy saving mode and the standard mode.

以上のように構成された液晶表示装置によれば、カラーフィルタ５０はアレイ基板１０側に設けられている。液晶表示装置の表面輝度は１０％向上するため、表示画像の明度を高くすることができる。柱状スペーサ２０および周辺遮光部３３は同一の材料で形成されているため、製造効率が良く、製造コストを抑制することができる。この実施の形態においても、上述した実施の形態と同様、表示画像の彩度および明度を制御可能であり、低消費電力化が可能な液晶表示装置が得られる。 According to the liquid crystal display device configured as described above, the color filter 50 is provided on the array substrate 10 side. Since the surface luminance of the liquid crystal display device is improved by 10%, the brightness of the display image can be increased. Since the columnar spacer 20 and the peripheral light shielding portion 33 are formed of the same material, the manufacturing efficiency is good and the manufacturing cost can be suppressed. Also in this embodiment, a liquid crystal display device capable of controlling the saturation and brightness of a display image and reducing power consumption can be obtained as in the above-described embodiment.

次に、この発明の第３の実施の形態に係る液晶表示装置およびその製造方法について詳細に説明する。なお、この実施の形態の液晶表示装置は、各単位画素１１を赤色の画素部１２Ｒ、緑色の画素部１２Ｇ、青色の画素部１２Ｂ、および無彩色の画素部１２Ｗで形成する以外は、上述した第１の実施の液晶表示装置と同様に形成されている。 Next, a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same according to a third embodiment of the present invention will be described in detail. The liquid crystal display device of this embodiment is the same as that described above except that each unit pixel 11 is formed of a red pixel portion 12R, a green pixel portion 12G, a blue pixel portion 12B, and an achromatic pixel portion 12W. It is formed similarly to the liquid crystal display device of the first embodiment.

図７ないし図９に示すように、アレイ基板１０および対向基板３０間の表示領域Ｒには、マトリクス状に配置された複数の単位画素１１を有している。各単位画素１１は、無彩色を含んでいるとともに互いに色相の異なる複数の画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、１２Ｗを有している。各画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、１２Ｗは行方向に並んでいる。列方向に隣接する２つの単位画素１１の無彩色の画素部１２Ｗは、互いに行方向にずれて配置されている。隣接する２本の信号線１６および隣接する２本の走査線１７は各画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、１２Ｗを区画している。 As shown in FIGS. 7 to 9, the display region R between the array substrate 10 and the counter substrate 30 has a plurality of unit pixels 11 arranged in a matrix. Each unit pixel 11 includes a plurality of pixel portions 12R, 12G, 12B, and 12W that include achromatic colors and have different hues. Each pixel portion 12R, 12G, 12B, 12W is arranged in the row direction. The achromatic pixel portions 12W of the two unit pixels 11 adjacent in the column direction are arranged so as to be shifted from each other in the row direction. Two adjacent signal lines 16 and two adjacent scanning lines 17 partition the pixel portions 12R, 12G, 12B, and 12W.

カラーフィルタ５０は、上述した複数の赤色の着色層Ｒａ、複数の緑色の着色層Ｇａ、および複数の青色の着色層Ｂａの他、複数の無彩色の着色層Ｗを有している。着色層Ｒａ、着色層Ｇａ、着色層Ｂａ、および無彩色の着色層Ｗは互いに隣接し、交互に並んで配設されている。着色層Ｒａは画素部１２Ｒを、着色層Ｇａは画素部１２Ｇを、着色層Ｂａは画素部１２Ｂを、着色層Ｗは画素部１２Ｗをそれぞれ形成している。複数の無彩色の着色層Ｗは透明材料である透明樹脂で形成された透明樹脂層であり、着色層Ｒａ、Ｇａ、Ｂａと同様の断面構造となるように形成されている。 The color filter 50 includes a plurality of achromatic coloring layers W in addition to the plurality of red coloring layers Ra, the plurality of green coloring layers Ga, and the plurality of blue coloring layers Ba described above. The colored layer Ra, the colored layer Ga, the colored layer Ba, and the achromatic colored layer W are adjacent to each other and arranged alternately. The colored layer Ra forms the pixel portion 12R, the colored layer Ga forms the pixel portion 12G, the colored layer Ba forms the pixel portion 12B, and the colored layer W forms the pixel portion 12W. The plurality of achromatic colored layers W are transparent resin layers formed of a transparent resin, which is a transparent material, and are formed to have the same cross-sectional structure as the colored layers Ra, Ga, and Ba.

制御部３は、各単位画素１１の無彩色の画素部１２Ｗを選択的に駆動し、表示画像の彩度および明度を制御する。制御部３の輝度調整部３ａは、バックライトユニット２用インバータ電圧を制御し、無彩色の画素部１２Ｗを駆動する場合にバックライトユニット２から放出される光の輝度を低くするとともに、無彩色の画素部１２Ｗを駆動しない場合にバックライトユニットから放出される光の輝度を高くするように制御する。 The control unit 3 selectively drives the achromatic pixel unit 12W of each unit pixel 11 to control the saturation and brightness of the display image. The brightness adjusting unit 3a of the control unit 3 controls the inverter voltage for the backlight unit 2 to reduce the brightness of the light emitted from the backlight unit 2 when driving the achromatic pixel unit 12W, and achromatic color. When the pixel portion 12W is not driven, the brightness of the light emitted from the backlight unit is controlled to be high.

ここで、本願発明者は、無彩色を含む赤色、緑色、および青色全ての画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、１２Ｗを駆動した省エネモードと、無彩色を除く赤色、緑色、および青色の画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂのみを駆動した標準モードの２通りにおいて、液晶表示装置を用いて画像を表示し、表面輝度および色再現性の各種表示特性を調査した。 Here, the inventor of the present application has the energy saving mode in which all the red, green, and blue pixel portions 12R, 12G, 12B, and 12W including achromatic colors are driven, and the red, green, and blue pixel portions 12R that exclude the achromatic colors. In the standard mode in which only 12G and 12B were driven, images were displayed using a liquid crystal display device, and various display characteristics such as surface luminance and color reproducibility were investigated.

まず、赤色、緑色、青色、および無彩色の画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、１２Ｗを駆動する省エネモードにおける各種表示特性について説明する。輝度調整部３ａの制御の元、バックライトユニット２を稼動させ、バックライト輝度を４０００ｃｄ／ｍ^２に設定したところ、表面輝度は２００ｃｄ／ｍ^２であり、色再現性はＮＴＳＣ比４５％であった。この場合、表示画像の明度は高くなり、低消費電力化が可能となる。 First, various display characteristics in the energy saving mode for driving the red, green, blue, and achromatic pixel units 12R, 12G, 12B, and 12W will be described. Under the control of the brightness adjusting unit 3a, the backlight unit 2 was operated and the backlight brightness was set to 4000 cd / m ^{2. The} surface brightness was 200 cd / m ² and the color reproducibility was 45% of NTSC. It was. In this case, the brightness of the display image is increased, and power consumption can be reduced.

次に、赤色、緑色、および青色の画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂのみを駆動する標準モードにおける各種表示特性について説明する。この場合、無彩色の画素部１２Ｗは黒色表示となり、ブラックマトリクスとして機能する。表面輝度を２００ｃｄ／ｍ^２とするために、輝度調整部３ａの制御の元、バックライトユニット２を稼動させ、バックライト輝度を６５００ｃｄ／ｍ^２に設定した。色再現性はＮＴＳＣ比７０％であり、優れた表示品位が得られた。この場合、消費電力は増加するが、表示画像の彩度および明度は高くなる。 Next, various display characteristics in the standard mode for driving only the red, green, and blue pixel portions 12R, 12G, and 12B will be described. In this case, the achromatic pixel portion 12W displays black and functions as a black matrix. In order to set the surface luminance to 200 cd / m ² , the backlight unit 2 was operated under the control of the luminance adjusting unit 3 a and the backlight luminance was set to 6500 cd / m ² . The color reproducibility was 70% of NTSC, and an excellent display quality was obtained. In this case, power consumption increases, but the saturation and brightness of the display image increase.

以上のように構成された液晶表示装置によれば、各単位画素１１は、無彩色の画素部１２Ｗおよび互いに色相の異なる複数の画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを有している。制御部３は、各単位画素１１の無彩色の画素部１２Ｗを選択的に駆動し、表示画像の彩度および明度を制御可能である。輝度調整部３ａは、無彩色の画素部１２Ｗを駆動する場合にバックライトユニット２から放出される光の輝度を低くするとともに、無彩色の画素部を駆動しない場合にバックライトユニットから放出される光の輝度を高くするよう制御可能である。 According to the liquid crystal display device configured as described above, each unit pixel 11 has an achromatic pixel portion 12W and a plurality of pixel portions 12R, 12G, and 12B having different hues. The control unit 3 can selectively drive the achromatic pixel unit 12W of each unit pixel 11 to control the saturation and brightness of the display image. The luminance adjustment unit 3a reduces the luminance of light emitted from the backlight unit 2 when driving the achromatic pixel unit 12W, and is emitted from the backlight unit when not driving the achromatic pixel unit. It can be controlled to increase the brightness of the light.

上記したことから、コンセントから電源を確保できずに液晶表示装置をバッテリー駆動する省エネモードでは無彩色の画素部１２Ｗを含む全ての画素部を駆動することにより、彩度は無彩色の画素部の分低下するものの明度は無彩色の画素部の分向上し、低消費電力化が可能となる。 From the above, in the energy saving mode in which the power source cannot be secured from the outlet and the liquid crystal display device is driven by the battery, the saturation of the achromatic pixel portion is driven by driving all the pixel portions including the achromatic pixel portion 12W. Although the brightness is reduced, the brightness is increased by the amount of the achromatic pixel portion, and the power consumption can be reduced.

コンセントから電源を確保できて液晶表示装置を駆動する標準モードでは無彩色の画素部１２Ｗを除く画素部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂのみを駆動してバックライト輝度を高くすることにより、無彩色の画素部を駆動しない分高い彩度が得られる。上記したように、色純度の高い表示が可能となる。なお、液晶表示装置の画質は、着色層Ｒａ、Ｇａ、Ｂａで画素部を形成した従来の液晶表示装置の画質と同等にすることが可能である。上記したことから、表示画像の彩度および明度を制御可能であり、低消費電力化が可能な液晶表示装置が得られる。 In the standard mode in which the power source can be secured from the outlet and the liquid crystal display device is driven, only the pixel portions 12R, 12G, and 12B except the achromatic pixel portion 12W are driven to increase the backlight luminance, thereby achromatic pixel portion. High saturation can be obtained as much as is not driven. As described above, display with high color purity is possible. Note that the image quality of the liquid crystal display device can be made equal to the image quality of the conventional liquid crystal display device in which the pixel portion is formed of the colored layers Ra, Ga, and Ba. As described above, a liquid crystal display device capable of controlling the saturation and brightness of a display image and reducing power consumption can be obtained.

また、列方向に隣接する２つの単位画素１１の無彩色の画素部１２Ｗは、互いに行方向にずれて配置されている。このため、列方向に隣接する単位画素１１の無彩色の画素部１２が列方向に並んで配置されている場合に比べて周期性のムラが全く目立たなくなり、表示品位が改善され、良好な画像表示を行うことができる。 The achromatic pixel portions 12W of the two unit pixels 11 adjacent in the column direction are arranged so as to be shifted from each other in the row direction. For this reason, as compared with the case where the achromatic pixel portions 12 of the unit pixels 11 adjacent in the column direction are arranged side by side in the column direction, the irregularity of periodicity is completely inconspicuous, the display quality is improved, and a good image is obtained. Display can be made.

無彩色の画素部１２Ｗの着色層Ｗは、透明樹脂で形成されているとともに、他の表示色の画素部の着色層Ｒａ、Ｇａ、Ｂａと同様の断面構造である。着色層Ｒａ、Ｇａ、Ｂａ、Ｗの膜厚は均一となるため、僅かなセルギャップ不均一性によると思われるリバースチルトドメインが皆無となり、良好な表示品位が得られる。 The colored layer W of the achromatic color pixel portion 12W is formed of a transparent resin and has the same cross-sectional structure as the colored layers Ra, Ga, and Ba of the pixel portions of other display colors. Since the colored layers Ra, Ga, Ba, and W have a uniform film thickness, there is no reverse tilt domain that seems to be due to a slight cell gap nonuniformity, and a good display quality can be obtained.

なお、図１０に示すように、カラーフィルタ５０をアレイ基板１０側に設けても良い。これにより液晶表示装置の表面輝度は向上するため、表示画像の明度を高くすることができる。
上述した第２および第３の実施の形態において、他の構成は上述した第１の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略した。 As shown in FIG. 10, the color filter 50 may be provided on the array substrate 10 side. As a result, the surface brightness of the liquid crystal display device is improved, and the brightness of the display image can be increased.
In the second and third embodiments described above, the other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、第１の実施の形態において、コンセントから電源を確保できずに液晶表示装置をバッテリー駆動する省エネモードでは制御部３の制御の元、第２画素部１４のみを駆動しても良く、これにより低消費電力化が可能となる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention. For example, in the first embodiment, only the second pixel unit 14 may be driven under the control of the control unit 3 in the energy saving mode in which the power source cannot be secured from the outlet and the liquid crystal display device is battery-driven. This makes it possible to reduce power consumption.

上述した第１および第２実施の形態において、第１画素部１３および第２画素部１４の大きさは用途によって異ならせることも可能である。バッテリー駆動により液晶表示装置を使用する頻度が多いユーザの場合、第２画素部１４を第１画素部１３より大きく形成することで上記ユーザに合った液晶表示装置を提供することが可能である。コンセントからの電源を用いた駆動により液晶表示装置を使用する頻度が多いユーザの場合、第１画素部１３を第２画素部１４より大きく形成することで上記ユーザに合った液晶表示装置を提供することが可能である。 In the first and second embodiments described above, the sizes of the first pixel portion 13 and the second pixel portion 14 can be varied depending on the application. In the case of a user who frequently uses a liquid crystal display device driven by a battery, the liquid crystal display device suitable for the user can be provided by forming the second pixel portion 14 larger than the first pixel portion 13. In the case of a user who frequently uses a liquid crystal display device by driving with a power source from an outlet, the liquid crystal display device suitable for the user is provided by forming the first pixel portion 13 larger than the second pixel portion 14. It is possible.

上述した実施の形態において、省エネモードおよび標準モードで画素表示する場合は、駆動を切替えて表示するため、第２画素部１４または無彩色の画素部１２Ｗといった画素部を余分に形成する必要が有る。このため、上述したＴＦＴ１９の半導体膜は、ＴＦＴのサイズを小さくできるｐ−Ｓｉで形成することが有効であることは言うまでもないが、これに限らず、ａ−Ｓｉで形成しても良い。 In the above-described embodiment, when displaying pixels in the energy saving mode and the standard mode, it is necessary to form an extra pixel portion such as the second pixel portion 14 or the achromatic pixel portion 12W in order to switch the drive display. . For this reason, it goes without saying that it is effective to form the semiconductor film of the TFT 19 described above with p-Si capable of reducing the size of the TFT, but the present invention is not limited to this, and it may be formed with a-Si.

この発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の斜視図。1 is a perspective view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. 図１に示した液晶表示装置の断面図。Sectional drawing of the liquid crystal display device shown in FIG. 図１および図２に示したアレイ基板の概略平面図であり、第１画素部および第２画素部を駆動している状態を示す図。FIG. 3 is a schematic plan view of the array substrate shown in FIGS. 1 and 2 and shows a state in which a first pixel unit and a second pixel unit are driven. 図１および図２に示した対向基板の概略平面図。FIG. 3 is a schematic plan view of the counter substrate shown in FIGS. 1 and 2. 図１および図２に示したアレイ基板の概略平面図であり、第１画素部を駆動している状態を示す図。FIG. 3 is a schematic plan view of the array substrate shown in FIGS. 1 and 2 and shows a state in which a first pixel unit is driven. この発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置の断面図。Sectional drawing of the liquid crystal display device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. この発明の第３の実施の形態に係る液晶表示装置の断面図。Sectional drawing of the liquid crystal display device which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図７に示したアレイ基板の概略平面図。FIG. 8 is a schematic plan view of the array substrate shown in FIG. 7. 図７に示した対向基板の概略平面図。FIG. 8 is a schematic plan view of the counter substrate shown in FIG. 7. 第３の実施の形態に係る液晶表示装置の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the liquid crystal display device which concerns on 3rd Embodiment.

Explanation of symbols

１…液晶表示パネル、２…バックライトユニット、３…制御部、３ａ…輝度調整部、１０…アレイ基板、１１…単位画素、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｗ…画素部、１３…第１画素部、１４…第２画素部、１５…ガラス基板、１６…信号線、１７…走査線、１９…ＴＦＴ、２０…柱状スペーサ、３０…対向基板、３３…周辺遮光部、４０…液晶層、５０…カラーフィルタ、Ｒ…表示領域、Ｒａ，Ｒｂ，Ｇａ，Ｇｂ，Ｂａ，Ｂｂ…着色層。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display panel, 2 ... Backlight unit, 3 ... Control part, 3a ... Luminance adjustment part, 10 ... Array substrate, 11 ... Unit pixel, 12R, 12G, 12B, 12W ... Pixel part, 13 ... 1st pixel part , 14 ... second pixel part, 15 ... glass substrate, 16 ... signal line, 17 ... scanning line, 19 ... TFT, 20 ... columnar spacer, 30 ... counter substrate, 33 ... peripheral light shielding part, 40 ... liquid crystal layer, 50 ... Color filter, R ... display region, Ra, Rb, Ga, Gb, Ba, Bb ... colored layer.

Claims

A first substrate having a display area;
A second substrate having the display area, disposed opposite to the first substrate with a gap, and including a display surface on the opposite side of the first substrate;
A liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate;
A plurality of unit pixels provided in a display area between the first substrate and the second substrate, each having a plurality of pixel portions having different hues, wherein the pixel portion of each hue includes the first pixel portion and the first pixel portion. A plurality of unit pixels each including a second pixel portion having lower saturation than the pixel portion;
A liquid crystal display device comprising: a controller that selectively drives the first pixel portion and the second pixel portion of each pixel portion to control the saturation and brightness of a display image.

Each of the first pixel portion and the second pixel portion includes a colored layer,
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pigment concentration of the colored layer of the first pixel portion and the pigment concentration of the colored layer of the second pixel portion are different from each other.

The plurality of unit pixels are arranged in a matrix and the first pixel portion and the second pixel portion of these unit pixels are formed side by side in the row direction,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first pixel portion and the second pixel portion of the plurality of unit pixels are alternately arranged in the column direction.

A backlight unit that is disposed opposite to the outer surface of the first substrate and emits light;
The control unit lowers the luminance of light emitted from the backlight unit when driving the second pixel unit of the pixel unit, and does not drive the second pixel unit of the pixel unit. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a luminance adjusting unit that increases the luminance of light emitted from the backlight unit.

A first substrate having a display area;
A second substrate having the display area, disposed opposite to the first substrate with a gap, and including a display surface on the opposite side of the first substrate;
A liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate;
A plurality of unit pixels provided in a display region between the first substrate and the second substrate, each having an achromatic pixel portion and a plurality of pixel portions having different hues;
A liquid crystal display device comprising: a controller that selectively drives the achromatic pixel portion of each unit pixel to control the saturation and brightness of a display image.

6. The liquid crystal display device according to claim 5, wherein each pixel portion of each unit pixel includes colored layers having different colors.

The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the colored layer of the achromatic pixel portion is formed of a transparent material and has a cross-sectional structure similar to that of the colored layers of the pixel portions of other display colors.

The plurality of unit pixels are arranged in a matrix and a plurality of pixel portions of these unit pixels are formed side by side in the row direction,
6. The liquid crystal display device according to claim 5, wherein in the two unit pixels adjacent to each other in the column direction, the achromatic pixel portions are arranged so as to be shifted from each other in the row direction.

A backlight unit that is disposed opposite to the outer surface of the first substrate and emits light;
The control unit lowers the luminance of light emitted from the backlight unit when driving the achromatic pixel unit, and is emitted from the backlight unit when not driving the achromatic pixel unit. The liquid crystal display device according to claim 5, further comprising a luminance adjusting unit that increases the luminance of light.

The first substrate is
A substrate having the display area;
A plurality of wirings formed in the display area of the substrate;
A plurality of switching elements connected to the plurality of wirings;
The color filter provided on the plurality of wirings and a plurality of switching elements and including the colored layer;
The liquid crystal display device according to claim 2, further comprising a plurality of spacers that hold gaps between the first substrate and the second substrate.

The first substrate further includes a light-shielding portion formed at a peripheral portion of a display area of the substrate,
The liquid crystal display device according to claim 10, wherein the light shielding portion and the spacer are formed of the same material.