JPH1039301A

JPH1039301A - カラー表示装置

Info

Publication number: JPH1039301A
Application number: JP8212156A
Authority: JP
Inventors: Koichi Fukazawa; 孝一深澤
Original assignee: SHICHIZUN DENSHI KK
Current assignee: SHICHIZUN DENSHI KK
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1996-07-24
Publication date: 1998-02-13
Anticipated expiration: 2016-07-24
Also published as: JP4007461B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数色の発光素子の各色の輝度がアンバラン
ス。【解決手段】基板２上に波長の異なる１組の発光素子
としてＬＥＤを複数個配置して光源ブロックであるＬＥ
Ｄブロック３を構成し、前記１組のＬＥＤブロック３内
でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の個数をアンバランス
に配設した。各色の輝度バランスの調整をＬＥＤの個数
と、その適正配置で処理する。前記ＬＥＤブロック３は
ＬＥＤ駆動回路６で駆動され、液晶シャッター部１０は
シャッター制御回路１２で制御される。安定した輝度バ
ランスが確保された。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は波長の異なる複数の
発光素子をタイミングをずらしてスキャン発光させ、そ
の前面に液晶セルを光シャッターとして用いた継時加法
混色の現象によりカラー表示を実現するカラー表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カーラジオ、カーステレオの選局
表示、カメラのファインダ内表示、ＶＴＲの表示部、そ
の他主に蛍光表示管の代替用途として、小型で消費電力
或いは駆動電圧が低く、信頼性の優れた表示装置のカラ
ー表示化が要望されている。

【０００３】従来、カラー表示化として一般的には、カ
ラーブラウン管を用いる方法があるが、高電圧、大消費
電力、装置大型化、低コントラスト等の欠点がある。こ
れを解消するために発光ダイオード（ＬＥＤ）、電場発
光（ＥＬ）、プラズマ、エレクトロクロミー（ＥＣ）或
いは液晶（ＬＣ）デイスプレイ等各種の薄型表示装置が
開発されている。

【０００４】そこで、前記ＬＥＤ、ＥＬ、プラズマ、Ｅ
Ｃデイスプレイ等は発光色が限られ、消費電力及び駆動
電圧が高い等の欠点が有る。更に、発光色を変えるため
に発光色の異なるセルを並べるために解像力の低下を招
く。この欠点を補うＬＣデイスプレイは、高密度で形成
されている各表示セグメントにカラーフイルターを設け
る必要がある。しかし、カラーフイルターの使用は表示
装置の表面に出る光の通過を阻害し、バックライト効果
を低下させる欠点がある。

【０００５】しかしながら、各表示セグメントにカラー
フイルターを形成しないで、カラー表示を行うカラー表
示装置の技術が特公昭６３−４１０７８号公報に開示さ
れている。その概要は、複数のセグメントを有するカラ
ー表示装置で、複数色の光源を切り換え順序を固定して
照射する手段と、複数色の照明に対応した色信号を一定
時間間隔で前記照明時に同期して該カラー表示装置に印
加をすることにより、各色信号に対応した複数のセグメ
ントを選択的に駆動する手段とを有するものである。即
ち、３原色の発光素子（赤色、緑色、青色）をタイミン
グをずらしてスキャン発光させ、それにモノクロ表示の
ＬＣデイスプレイを同期させて所望の発光素子が発光し
たときにＬＣデイスプレイを透明にして光を通過させ
る。発色させたくないときはＬＣデイスプレイを遮光す
るものである。

【０００６】また、ＬＣデイスプレイの基板の背面に、
バックライトとして光拡散板或いは光フアイバー等の光
拡散性部材を積層し、該部材にランプ、ＬＥＤ等の光源
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を設け、モノクロ表示用
のセルを用いたカラー表示装置の技術が記載されている
が、効果的なバックライトユニットとしてのＬＥＤ等の
光源の具体的な配置、構造についてなんら開示されてい
ない。

【０００７】また、複数の表示領域を有するネガタイプ
の液晶表示部全面に光を照射するバックライト構造の技
術が特開平３−１１１８８６号公報に開示されている。
その概要は、各表示領域に対応するバックライトの各出
射領域にそれぞれ、ＬＥＤチップを配設すると共に、各
表示領域毎のＬＥＤチップを独立して点灯できるように
電極端子を独立して設け、かつ、各ＬＥＤチップ間に
は、光出射方向にいくに伴って出射面積が拡がるように
断面Ｖ字状の仕切り壁が配設されている。前記仕切り壁
で区分された複数のＬＥＤチップのうち所要のものだけ
点灯させることにより、バックライト全体としての発熱
量を低減させるものである。また、表示領域により個々
のカラーフィルタを配設して表示色を確保する等の記載
はあるが、効果的なバックライトユニットとしてのＬＥ
Ｄ等の光源の具体的な配置、組み合わせ等についてなん
ら開示されていない。

【０００８】図８は従来の一般的なバックライトユニッ
トの構造である。図８において、バックライトユニット
１は基板２上に波長の異なる３色の赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）よりなる１組のＬＥＤブロック３を、
反射枠４の矩形形状の長辺方向と直角に略直線状に複数
個並列配置し、該ＬＥＤブロック３からの発光を反射、
集光させる略矩形形状の反射枠４と、該反射枠４より集
光された光を面状に拡散発光させるための拡散シート５
とより構成されている。また、反射枠４はＬＥＤブロッ
ク３の直線に平行な長辺側の壁４ａと、前記直線に直行
する短辺側の壁４ｂとで構成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たバックライトユニットの構造には次のような問題点が
ある。即ち、前記２つの壁４ａ及び４ｂでＲ、Ｇ、Ｂの
発光色のＬＥＤの光を反射、集光させたとき、ＬＥＤブ
ロック３が略直線状に、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１になる
ような比率で配置されている。一般にＧ色の輝度が低い
ため拡散シート５上での輝度バランスがくずれ、所望の
色調、例えば、白色表示ができない。

【００１０】そのため、上記の各色の輝度バランスを調
整する手段として、一般にはＬＥＤの駆動電流値によっ
て調整している。例えば、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：５：１にな
るようにするために、最も輝度の低い発光色、例えば、
Ｇ色に合わせなければならず、各色の発光色の利用効率
に差を生じることになる。また、各色の駆動電流値に差
があるため、各色の輝度劣化に差が生じ易く、各色の輝
度バランスの経時変化による表示品位の低下を招くと言
う致命的な問題があった。

【００１１】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、発光素子としてのＬＥＤの各色
の輝度バランスの調整に、ＬＥＤの個数をアンバランス
にしたものであり、簡単な構造で多色のカラー表示を可
能な、輝度バランスが優れ、且つ安価なカラー表示装置
を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるカラー表示装置の構造は、基板上に
実装された波長の異なる複数の発光素子と、前記発光素
子からの発光を反射、集光させる略矩形形状の反射枠と
を有するバックライトユニットと、該バックライトユニ
ットの前面に配設された光シャッター手段よりなるカラ
ー表示装置において、前記基板上に波長の異なる１組の
発光素子を複数個配置して光源ブロックを構成し、前記
１組の光源ブロック内で波長の異なる発光素子の個数を
アンバランスに配設したことを特徴とするものである。

【００１３】また、前記１組の光源ブロックは、波長の
異なる複数の発光素子としてＲ（赤）ＬＥＤ、Ｇ（緑）
ＬＥＤ、Ｂ（青）ＬＥＤよりなるＬＥＤブロックで構成
し、前記ＬＥＤの個数を、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：２：１に構
成したことを特徴とするものである。

【００１４】また、前記ＬＥＤブロックを構成するＬＥ
Ｄの配置は、略直線状に配列し、その位置をＲ−Ｇ−Ｇ
−Ｂにしたことを特徴とするものである。

【００１５】また、前記ＬＥＤブロックを構成するＬＥ
Ｄの配置は、略直線状に配列し、その位置をＧ−Ｒ−Ｂ
−Ｇにしたことを特徴とするものである。

【００１６】また、前記ＬＥＤブロックを構成するＬＥ
Ｄの配置は、２個のＧが対角の位置になりＲ、Ｇ、Ｂを
四角に配置したことを特徴とするものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明におけ
るカラー表示装置について説明する。図１、図２は本発
明の第１の実施の形態であり、図１はカラー表示装置の
構造を示すバックライトユニットの平面図、図２は図１
のＡ−Ａ線断面での輝度分布図である。図において、従
来技術と同一部材は同一符号で示す。

【００１８】図１において、１はバックライトユニット
でその構成は、基板２上に波長の異なる発光素子として
ＬＥＤを複数個を略直線状に配置して光源ブロックを構
成し、該光源ブロックとしてＬＥＤブロック３を並列配
置する。ＬＥＤブロック３からの発光を反射、集光させ
る略矩形形状の反射枠４と、該反射枠４より反射、集光
された光を面状に拡散発光させるための拡散シート５と
を有している。また、反射枠４はＬＥＤブロック３の直
線に平行な４ａと、前記直線に直交する壁４ｂとよりな
る。前記バックライトユニット１は後述するＬＥＤ駆動
回路によって駆動される。前記ＬＥＤブロック３は３色
のＬＥＤ、即ち、Ｒ（赤）ＬＥＤ、Ｇ（緑）ＬＥＤ、Ｂ
（青）ＬＥＤで構成されているが、各色の輝度バランス
はＧ−ＬＥＤが最も輝度が低いので、配置するＬＥＤの
個数をアンバランスにして、Ｇ−ＬＥＤの個数を多く配
置する。例えば、図１のように、Ｒ：Ｂ：Ｇ＝１：１：
２のようにＧ−ＬＥＤをサイドにまとめて配置する。Ｌ
ＥＤブロック３からの発光は反射枠４より集光された光
は拡散シート５上に拡散発光される。

【００１９】図２は図１のように、発光輝度の低いＧ−
ＬＥＤをサイドにまとめて、Ｒ−Ｂ−Ｇ−Ｇのように配
置したときの輝度分布は、図２のように、Ｒ輝度分布Ｌ
ｒ及びＢ輝度分布Ｌｂと比較して、Ｇ輝度分布Ｌｇは反
射枠の壁４ｂからの反射、集光された光が強調されて高
くなる。従来と異なり、各色の輝度バランスはＬＥＤの
駆動電流値を均等にしているので、駆動電流値で調整す
ることにより生じる特有の弊害である各色の輝度劣化及
び輝度バランスの経時変化等の問題は解消されたが、Ｌ
ＥＤの単色発光時の輝度むら、及び多色発光時の色むら
が発生し易い等の問題があった。

【００２０】図３及び図４は、第２の実施の形態であ
る。図３は直列、図４は並列配置したバックライトユニ
ットの一部切り欠き平面図である。前記ＬＥＤブロック
３の３色のＲ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤの配置
において、ＬＥＤの個数をアンバランスにして、Ｇ−Ｌ
ＥＤの個数を多く配置することは前述と同様であるが、
例えば、図３及び図４のように、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：２：
１のようにＧ−ＬＥＤをＲ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤの間に
まとめて配置する。即ち、Ｒ−Ｇ−Ｇ−Ｂに配列するこ
とにより、拡散シート５上で各色の輝度バランスが安定
し、白色表示が可能となる。前述と同様に、各色の輝度
劣化に差がなくなり、輝度バランスの経時変化が少な
い。

【００２１】図５及び図６は本発明の好適な第３の実施
の形態であり、図５はカラー表示装置の構造で発光素子
の配置を示す斜視図である。図６は図１のＢ−Ｂ線断面
での輝度分布図である。

【００２２】図５において、前述のように、ＬＥＤブロ
ック３を構成する３色のＬＥＤの個数をアンバランスに
して、Ｇ−ＬＥＤの個数を多く配置することは前述と同
様であるが、例えば、両サイドにＧ−ＬＥＤを分散し
て、Ｇ−Ｒ−Ｂ−Ｇに配列することにより、拡散シート
５上で各発光の光が一様に混色する。図６に示すよう
に、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の輝度分布即ち、Ｒ輝度分布Ｌ
ｒ、Ｇ輝度分布Ｌｇ及びＢ輝度分布Ｌｂは均一になり、
輝度バランスがとれ、白色表示が更に改善され、ＬＥＤ
の単色発光時の輝度むら、及び多色発光時の色むらが生
じない。従って、最小限のＬＥＤの個数で効率良く発光
させることができ、輝度バランスが安定し、且つ、安価
で高品位のカラー表示装置が実現できた。

【００２３】前記カラー表示装置を構成するバックライ
トユニット１はＬＥＤ駆動回路６によって駆動される。
その前面には、ＬＥＤブロック３より発光する光を制御
するシャッター手段としての液晶素子による液晶シャッ
ター部１０を配設する。該液晶シャッター部１０は文
字、数字の表示可能な表示セグメント１１を有する。液
晶シャッター部１０はセグメントタイプに限らずマトリ
クスタイプでもよいことは言うまでもない。前記液晶シ
ャッター部１０はシャッター制御回路１２によって制御
される。

【００２４】前記液晶シャッター部１０としてはノーマ
リー白、即ち、オフ電圧印加で光通過状態、オン電圧印
加で光遮断状態のＳＴＮモードを用いた。

【００２５】前述した如く、ＬＥＤブロック３はＬＥＤ
駆動回路６から供給される各光源点灯信号によって点灯
される。また、液晶シャッター部１０はシャッター制御
回路１２から供給されるデータ信号とコモン信号によっ
て駆動される。

【００２６】前記３色のＬＥＤをタイミングをずらせて
スキャン発光させ、それに液晶シャッター部１０を同期
させて所望のＬＥＤが発光したときにＬＣＤを透明にし
て光を通過させる。発色させたくないときはＬＣＤを遮
光しておく。

【００２７】図７は本発明の第４の実施の形態で、バッ
クライトユニットの一部切り欠き平面図である。前述の
ようにＬＥＤの個数をアンバランスにして、Ｇ−ＬＥＤ
の個数を多く配置することは前述と同様であるが、例え
ば、ＬＥＤの配置は、２個のＧが対角の位置になりＲ、
Ｇ、Ｂを四角に配置する。前述の第２及び第３の実施の
形態と同様な作用効果を奏するものである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カラー表示装置のバックライトユニットの構造におい
て、前述したように、前記基板上に波長の異なる１組の
発光素子を複数個配置して光源ブロックを構成し、前記
１組の光源ブロック内で波長の異なる発光素子の個数を
アンバランスに配設し、更に適正配置に組み合わせた。
各色の発光素子を効率良く発光させるために、不必要な
発光素子は配置せず、安価で輝度バランスの安定した、
高品位なカラー表示装置の提供が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるバックライ
トユニットの一部切り欠き平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面における輝度分布図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係わり、ＬＥＤブ
ロックを直列配置したバックライトユニットの一部切り
欠き平面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係わり、ＬＥＤブ
ロックを並列配置したバックライトユニットの一部切り
欠き平面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係わるカラー表示
装置の斜視図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ線断面における輝度分布図であ
る。

【図７】本発明の第４の実施の形態に係わるバックライ
トユニットの一部切り欠き平面図である。

【図８】従来技術のバックライトユニットの一部切り欠
き平面図である。

【符号の説明】

１バックライトユニット２基板３ＬＥＤブロック４反射枠５拡散シート１０液晶シャッター部ＬｒＲ輝度分布ＬｇＧ輝度分布ＬｂＢ輝度分布

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に実装された波長の異なる複数の
発光素子と、前記発光素子からの発光を反射、集光させ
る略矩形形状の反射枠とを有するバックライトユニット
と、該バックライトユニットの前面に配設された光シャ
ッター手段よりなるカラー表示装置において、前記基板
上に波長の異なる１組の発光素子を複数個配置して光源
ブロックを構成し、前記１組の光源ブロック内で波長の
異なる発光素子の個数をアンバランスに配設したことを
特徴とするカラー表示装置。
【請求項２】前記１組の光源ブロックは、波長の異な
る複数の発光素子としてＲ（赤）ＬＥＤ、Ｇ（緑）ＬＥ
Ｄ、Ｂ（青）ＬＥＤよりなるＬＥＤブロックで構成し、
前記ＬＥＤの個数を、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：２：１に構成し
たことを特徴とする請求項１記載のカラー表示装置。
【請求項３】前記ＬＥＤブロックを構成するＬＥＤの
配置は、略直線状に配列し、その位置をＲ−Ｇ−Ｇ−Ｂ
にしたことを特徴とする請求項２記載のカラー表示装
置。
【請求項４】前記ＬＥＤブロックを構成するＬＥＤの
配置は、略直線状に配列し、その位置をＧ−Ｒ−Ｂ−Ｇ
にしたことを特徴とする請求項２記載のカラー表示装
置。
【請求項５】前記ＬＥＤブロックを構成するＬＥＤの
配置は、２個のＧが対角の位置になりＲ、Ｇ、Ｂを四角
に配置したことを特徴とする請求項２記載のカラー表示
装置。