JP2002043627A - カラー光源およびカラー表示装置 - Google Patents
カラー光源およびカラー表示装置Info
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- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
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Abstract
(57)【要約】
【課題】カラーを表示する砲弾型光源や表示装置の１画
素を更に小さくして高解像度・高精細にするとともに、
近距離から見てもＲ，Ｇ，Ｂ各色が分離して見えないカ
ラー光源およびカラー表示装置を提供する。 【解決手段】カラー光源は、赤色発光素子１の光取出し
方向上部に緑色発光素子２が重ね合わされ、さらに緑色
発光素子２の光取出し方向上部に青色発光素子３が重ね
合わされており、赤色発光素子１から光取出し方向に発
せられた所定の強度の赤色光は、緑色発光素子２及び青
色発光素子３に遮光されることなく、また、緑色発光素
子２から光取出し方向に発せられた緑色光は、青色発光
素子３に遮光されることなく透過することで、青色発光
素子３から光取出し方向に発せられた青色光とともに加
色混合され所望の色の光を発する。
素を更に小さくして高解像度・高精細にするとともに、
近距離から見てもＲ，Ｇ，Ｂ各色が分離して見えないカ
ラー光源およびカラー表示装置を提供する。 【解決手段】カラー光源は、赤色発光素子１の光取出し
方向上部に緑色発光素子２が重ね合わされ、さらに緑色
発光素子２の光取出し方向上部に青色発光素子３が重ね
合わされており、赤色発光素子１から光取出し方向に発
せられた所定の強度の赤色光は、緑色発光素子２及び青
色発光素子３に遮光されることなく、また、緑色発光素
子２から光取出し方向に発せられた緑色光は、青色発光
素子３に遮光されることなく透過することで、青色発光
素子３から光取出し方向に発せられた青色光とともに加
色混合され所望の色の光を発する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー光源および
カラー表示装置に関する。
カラー表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと
も称する）を用いてカラーや白色光を発する光源は、図
８に示すように赤色光（以下、Ｒとも称する）を発する
赤色発光素子１０１、緑色光（以下、Ｇとも称する）を
発する緑色発光素子１０２、青色光（以下、Ｂとも称す
る）を発する青色発光素子１０３を平面上に近接して配
設し、図９に示すような１つの砲弾型光源１０５として
用いてきた。
も称する）を用いてカラーや白色光を発する光源は、図
８に示すように赤色光（以下、Ｒとも称する）を発する
赤色発光素子１０１、緑色光（以下、Ｇとも称する）を
発する緑色発光素子１０２、青色光（以下、Ｂとも称す
る）を発する青色発光素子１０３を平面上に近接して配
設し、図９に示すような１つの砲弾型光源１０５として
用いてきた。
【０００３】この砲弾型光源１０５は、赤色発光素子１
０１と緑色発光素子１０２と青色発光素子１０３とから
光取出し方向に発せられるＲ，Ｇ，Ｂを加色混合してカ
ラーや白色を得るもので、各発光素子１０１、１０２、
１０３から発せられる光の強度を夫々任意に調整するこ
とで所望する混合色を得ていた。
０１と緑色発光素子１０２と青色発光素子１０３とから
光取出し方向に発せられるＲ，Ｇ，Ｂを加色混合してカ
ラーや白色を得るもので、各発光素子１０１、１０２、
１０３から発せられる光の強度を夫々任意に調整するこ
とで所望する混合色を得ていた。
【０００４】また、ＬＥＤ光源を用いたカラーの表示装
置では、図１０に示すように赤色光を発する赤色発光光
源１１１、緑色光を発する緑色発光光源１１２、青色光
を発する青色発光光源１１３を平面上に近接してならべ
たものを１画素として所定の発光領域全面に複数の画素
を規則的に配設したものや、図１１に示すように図９に
示した砲弾型光源１０５を所定の発光領域全面に規則的
に配設したものがある。
置では、図１０に示すように赤色光を発する赤色発光光
源１１１、緑色光を発する緑色発光光源１１２、青色光
を発する青色発光光源１１３を平面上に近接してならべ
たものを１画素として所定の発光領域全面に複数の画素
を規則的に配設したものや、図１１に示すように図９に
示した砲弾型光源１０５を所定の発光領域全面に規則的
に配設したものがある。
【０００５】これらの表示装置では、発光領域全面に配
設されたすべての発光光源の発光強度を任意に調整する
か、配設された砲弾型光源１０５のすべてにおいて、夫
々の発光素子の発光強度を任意に調整することで、表示
する文字や画像をカラーで表示することが可能である。
設されたすべての発光光源の発光強度を任意に調整する
か、配設された砲弾型光源１０５のすべてにおいて、夫
々の発光素子の発光強度を任意に調整することで、表示
する文字や画像をカラーで表示することが可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
砲弾型光源１０５では、Ｒ，Ｇ，Ｂを発する発光素子が
平面上に配設されているため砲弾型光源１０５の大きさ
を小さくすることに限界があり、また、近距離からこの
砲弾型光源１０５を見るとＲ，Ｇ，Ｂの各色が分離して
見えるなど問題点があった。
砲弾型光源１０５では、Ｒ，Ｇ，Ｂを発する発光素子が
平面上に配設されているため砲弾型光源１０５の大きさ
を小さくすることに限界があり、また、近距離からこの
砲弾型光源１０５を見るとＲ，Ｇ，Ｂの各色が分離して
見えるなど問題点があった。
【０００７】同様に、前述の表示装置でも１画素を構成
する一組のＲ，Ｇ，Ｂを発する発光光源１１１、１１
２、１１３の大きさを小さくすることに限界があるため
表示できる文字や画像は解像度の低いものとなり、近距
離から表示装置を見るとＲ，Ｇ，Ｂの各色が分離して見
えるなど問題点があった。このため、従来の表示装置で
は遠方から見るような広告塔においては利用されてきた
が、比較的近距離から見る高解像度・高精細の表示器と
しては利用できなかった。
する一組のＲ，Ｇ，Ｂを発する発光光源１１１、１１
２、１１３の大きさを小さくすることに限界があるため
表示できる文字や画像は解像度の低いものとなり、近距
離から表示装置を見るとＲ，Ｇ，Ｂの各色が分離して見
えるなど問題点があった。このため、従来の表示装置で
は遠方から見るような広告塔においては利用されてきた
が、比較的近距離から見る高解像度・高精細の表示器と
しては利用できなかった。
【０００８】そこで本発明は、カラーを発する砲弾型光
源や表示装置における１画素を更に小さくして高解像度
・高精細化するとともに、近距離から見てもＲ，Ｇ，Ｂ
の各色が分離して見えないカラー光源およびカラー表示
装置を提供することを目的とする。
源や表示装置における１画素を更に小さくして高解像度
・高精細化するとともに、近距離から見てもＲ，Ｇ，Ｂ
の各色が分離して見えないカラー光源およびカラー表示
装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決する為
に、請求項１に記載の発明は、発光素子を組合わせて所
望の色を発光することが可能なカラー光源において、発
光強度を可変することができる赤色発光素子と、発光強
度を可変することができる緑色発光素子と、発光強度を
可変することができる青色発光素子とを備え、光の取出
し方向に前記赤色発光素子と前記緑色発光素子と前記青
色発光素子とを重ね合せたことを特徴とする。
に、請求項１に記載の発明は、発光素子を組合わせて所
望の色を発光することが可能なカラー光源において、発
光強度を可変することができる赤色発光素子と、発光強
度を可変することができる緑色発光素子と、発光強度を
可変することができる青色発光素子とを備え、光の取出
し方向に前記赤色発光素子と前記緑色発光素子と前記青
色発光素子とを重ね合せたことを特徴とする。
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のカラー光源であって、前記緑色発光素子及び前記青色
発光素子は、サファイア基板上にＧａＮもしくはＩｎＧ
ａＮの半導体を形成してなる発光素子であることを特徴
とする。
のカラー光源であって、前記緑色発光素子及び前記青色
発光素子は、サファイア基板上にＧａＮもしくはＩｎＧ
ａＮの半導体を形成してなる発光素子であることを特徴
とする。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載のカラー光源であって、前記赤色発光素
子と前記緑色発光素子と前記青色発光素子のうち、少な
くとも１つの発光素子が特定の波長の光を透過させない
光フィルターを備えたことを特徴とする。
請求項２に記載のカラー光源であって、前記赤色発光素
子と前記緑色発光素子と前記青色発光素子のうち、少な
くとも１つの発光素子が特定の波長の光を透過させない
光フィルターを備えたことを特徴とする。
【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１ないし
請求項３のいずれかに記載したカラー光源を複数個、二
次元に配設したことを特徴とする。
請求項３のいずれかに記載したカラー光源を複数個、二
次元に配設したことを特徴とする。
【００１３】請求項５に記載の発明は、発光素子アレイ
を組合わせて所望の発光色で画像を表示することが可能
なカラー表示装置において、複数の発光素子が二次元配
列され、個々の発光素子の発光強度を可変することがで
きる赤色発光素子アレイと、複数の発光素子が前記赤色
発光素子アレイと同様の二次元配列をされ、個々の発光
素子の発光強度を可変することができる緑色発光素子ア
レイと、複数の発光素子が前記赤色発光素子アレイと同
様の二次元配列をされ、個々の発光素子の発光強度を可
変することができる青色発光素子アレイとを備え、光の
取出し方向に前記赤色発光素子アレイと前記緑色発光素
子アレイと前記青色発光素子アレイとを、各アレイの発
光素子が重なり合うように重ね合せたことを特徴とす
る。
を組合わせて所望の発光色で画像を表示することが可能
なカラー表示装置において、複数の発光素子が二次元配
列され、個々の発光素子の発光強度を可変することがで
きる赤色発光素子アレイと、複数の発光素子が前記赤色
発光素子アレイと同様の二次元配列をされ、個々の発光
素子の発光強度を可変することができる緑色発光素子ア
レイと、複数の発光素子が前記赤色発光素子アレイと同
様の二次元配列をされ、個々の発光素子の発光強度を可
変することができる青色発光素子アレイとを備え、光の
取出し方向に前記赤色発光素子アレイと前記緑色発光素
子アレイと前記青色発光素子アレイとを、各アレイの発
光素子が重なり合うように重ね合せたことを特徴とす
る。
【００１４】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
のカラー表示装置であって、前記赤色発光素子アレイと
前記緑色発光素子アレイと前記青色発光素子アレイのう
ち、少なくとも１つの発光素子アレイが特定の波長の光
を透過させない光フィルターを備えたことを特徴とす
る。
のカラー表示装置であって、前記赤色発光素子アレイと
前記緑色発光素子アレイと前記青色発光素子アレイのう
ち、少なくとも１つの発光素子アレイが特定の波長の光
を透過させない光フィルターを備えたことを特徴とす
る。
【００１５】請求項７に記載の発明は、請求項５に記載
のカラー表示装置であって、前記赤色発光素子アレイと
前記緑色発光素子アレイと前記青色発光素子アレイのう
ち、少なくとも１つの発光素子アレイがモノリシック構
造を持つことを特徴とする。
のカラー表示装置であって、前記赤色発光素子アレイと
前記緑色発光素子アレイと前記青色発光素子アレイのう
ち、少なくとも１つの発光素子アレイがモノリシック構
造を持つことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。なお、本明細書では、発光素子
が光を発する複数の方向のうち、カラー光源およびカラ
ー表示装置において実際に利用される光が発せられる方
向を「光取出し方向」と称する。
面に基づいて説明する。なお、本明細書では、発光素子
が光を発する複数の方向のうち、カラー光源およびカラ
ー表示装置において実際に利用される光が発せられる方
向を「光取出し方向」と称する。
【００１７】＜本発明の基本構成＞まず最初に本発明の
原理を説明する。図1は、この発明の基本構成を示す概
要図である。図１に示すように、カラーを発する光源１
０は、赤色発光素子１と緑色発光素子２と青色発光素子
３とからなり、赤色発光素子１の光取出し方向上部に緑
色発光素子２が重ね合わされ、さらに緑色発光素子２の
光取出し方向上部に青色発光素子３が重ね合わされてい
る。
原理を説明する。図1は、この発明の基本構成を示す概
要図である。図１に示すように、カラーを発する光源１
０は、赤色発光素子１と緑色発光素子２と青色発光素子
３とからなり、赤色発光素子１の光取出し方向上部に緑
色発光素子２が重ね合わされ、さらに緑色発光素子２の
光取出し方向上部に青色発光素子３が重ね合わされてい
る。
【００１８】また、この光源１０の各発光素子には、駆
動回路４、５、６が接続されており駆動回路４は赤色発
光素子１に、駆動回路５は緑色発光素子２に、そして駆
動回路６は青色発光素子３に、任意に可変可能な順方向
電流を注入する。なお、駆動回路４、５、６は、各発光
素子１、２、３に注入する順方向電流が個別に可変でき
るものであれば１つの駆動回路としてもよい。
動回路４、５、６が接続されており駆動回路４は赤色発
光素子１に、駆動回路５は緑色発光素子２に、そして駆
動回路６は青色発光素子３に、任意に可変可能な順方向
電流を注入する。なお、駆動回路４、５、６は、各発光
素子１、２、３に注入する順方向電流が個別に可変でき
るものであれば１つの駆動回路としてもよい。
【００１９】赤色発光素子１は、図２に示すようにＧａ
Ａｓを材料とする結晶基板１１の上に半導体膜を結晶成
長させた活性層１２を設け、さらにその上に電極１３が
設けられている。この結晶基板１１と電極１３との間に
順方向電流を注入すると、活性層１２において電極１３
で遮られる領域以外で矢印に示す方向に赤色光を発す
る。
Ａｓを材料とする結晶基板１１の上に半導体膜を結晶成
長させた活性層１２を設け、さらにその上に電極１３が
設けられている。この結晶基板１１と電極１３との間に
順方向電流を注入すると、活性層１２において電極１３
で遮られる領域以外で矢印に示す方向に赤色光を発す
る。
【００２０】緑色発光素子２および青色発光素子３は、
図３に示すとおり透明なサファイア結晶基板２１上面の
一部にＮ電極２４を設け、サファイア結晶基板２１上面
の他の部分にＩｎＧａＮもしくはＧａＮを材料とする半
導体を結晶成長させた活性層２２を設けている。さらに
活性層２２の上面には、Ｐ電極２３が設けられている。
Ｐ電極２３とＮ電極２４との間に順方向電流を注入する
と、活性層２２においてＰ電極２３とＮ電極２４とで遮
られる領域以外で矢印に示す方向に緑色光もしくは青色
光を発する。なお、緑色発光素子２および青色発光素子
３には、サファイア結晶基板２１の上にほぼ透明な活性
層２２が形成されているため、矢印Ａに示す光を透過す
る。
図３に示すとおり透明なサファイア結晶基板２１上面の
一部にＮ電極２４を設け、サファイア結晶基板２１上面
の他の部分にＩｎＧａＮもしくはＧａＮを材料とする半
導体を結晶成長させた活性層２２を設けている。さらに
活性層２２の上面には、Ｐ電極２３が設けられている。
Ｐ電極２３とＮ電極２４との間に順方向電流を注入する
と、活性層２２においてＰ電極２３とＮ電極２４とで遮
られる領域以外で矢印に示す方向に緑色光もしくは青色
光を発する。なお、緑色発光素子２および青色発光素子
３には、サファイア結晶基板２１の上にほぼ透明な活性
層２２が形成されているため、矢印Ａに示す光を透過す
る。
【００２１】このような構成において、駆動回路４が所
定の大きさの順方向電流を赤色発光素子１に注入する
と、赤色発光素子１は注入された順方向電流の大きさに
応じた強度の赤色光を発する。このうち、光取出し方向
に発せられた赤色光は、緑色発光素子２のサファイヤ結
晶基板２１に到達するが、サファイヤ結晶基板２１は可
視光域の光を透過するため、Ｐ電極２３及びＮ電極２４
が光を遮る部分を除き透過する。
定の大きさの順方向電流を赤色発光素子１に注入する
と、赤色発光素子１は注入された順方向電流の大きさに
応じた強度の赤色光を発する。このうち、光取出し方向
に発せられた赤色光は、緑色発光素子２のサファイヤ結
晶基板２１に到達するが、サファイヤ結晶基板２１は可
視光域の光を透過するため、Ｐ電極２３及びＮ電極２４
が光を遮る部分を除き透過する。
【００２２】一方、駆動回路５により所定の大きさの順
方向電流が、緑色発光素子２に注入されると、緑色発光
素子２は注入された順方向電流の大きさに応じた強度の
緑色光を発する。このうち、光取出し方向に発せられた
緑色光および緑色発光素子２を透過した赤色光は、青色
発光素子３のサファイヤ結晶基板２１に到達するが、サ
ファイヤ結晶基板２１は可視光域の光を透過するため、
Ｐ電極２３及びＮ電極２４が光を遮る部分を除き透過す
る。
方向電流が、緑色発光素子２に注入されると、緑色発光
素子２は注入された順方向電流の大きさに応じた強度の
緑色光を発する。このうち、光取出し方向に発せられた
緑色光および緑色発光素子２を透過した赤色光は、青色
発光素子３のサファイヤ結晶基板２１に到達するが、サ
ファイヤ結晶基板２１は可視光域の光を透過するため、
Ｐ電極２３及びＮ電極２４が光を遮る部分を除き透過す
る。
【００２３】さらに、駆動回路６により所定の大きさの
順方向電流が、青色発光素子３に注入されると、青色発
光素子３は注入された順方向電流の大きさに応じた強度
の青色光を発する。このうち、光取出し方向に発せられ
た青色光は、青色発光素子３を透過した赤色光および緑
色光とともに加色混合される。こうして、光源１０は、
各駆動回路が注入する順方向電流の大きさを可変するこ
とで、所望の色の光を発することが可能となる。
順方向電流が、青色発光素子３に注入されると、青色発
光素子３は注入された順方向電流の大きさに応じた強度
の青色光を発する。このうち、光取出し方向に発せられ
た青色光は、青色発光素子３を透過した赤色光および緑
色光とともに加色混合される。こうして、光源１０は、
各駆動回路が注入する順方向電流の大きさを可変するこ
とで、所望の色の光を発することが可能となる。
【００２４】さらに、光源１０のＲ，Ｇ，Ｂ発光素子が
前述した構成を有することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ発光素子
の大きさを同一とした場合、光取出し方向に垂直な二次
元面における発光素子の占める面積は、従来の光源に比
べ、３分の１とすることが可能となる。
前述した構成を有することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ発光素子
の大きさを同一とした場合、光取出し方向に垂直な二次
元面における発光素子の占める面積は、従来の光源に比
べ、３分の１とすることが可能となる。
【００２５】なお、本発明においては、赤色発光素子１
の上に、光取出し方向に可視光波長域の光を透過する緑
色発光素子２、青色発光素子３を重ね合せているが、赤
色発光素子１もまた、光取出し方向に光を透過する構造
とすることで、赤色発光素子１、緑色発光素子２、青色
発光素子３を重ね合せる順位を任意に変更しても良い。
の上に、光取出し方向に可視光波長域の光を透過する緑
色発光素子２、青色発光素子３を重ね合せているが、赤
色発光素子１もまた、光取出し方向に光を透過する構造
とすることで、赤色発光素子１、緑色発光素子２、青色
発光素子３を重ね合せる順位を任意に変更しても良い。
【００２６】＜カラー光源の実施例＞次に、本発明にお
けるカラー光源の実施例について説明する。図４に示す
ように、このカラー光源３０は、赤色発光素子１と緑色
発光素子２と青色発光素子３とワイヤ３１、３２、３
３、３４、３５とリード端子４１、４２、４３、４４と
コモン端子４５と色フィルタ５１、５２、５３および樹
脂５４とからなる。
けるカラー光源の実施例について説明する。図４に示す
ように、このカラー光源３０は、赤色発光素子１と緑色
発光素子２と青色発光素子３とワイヤ３１、３２、３
３、３４、３５とリード端子４１、４２、４３、４４と
コモン端子４５と色フィルタ５１、５２、５３および樹
脂５４とからなる。
【００２７】このカラー光源３０は、光取出し方向に赤
色発光素子１、色フィルタ５１、緑色発光素子２、色フ
ィルタ５２、青色発光素子３、色フィルタ５３が重ね合
わされており、赤色発光素子１の電極１３（図４には図
示せず）は金からなるワイヤ３１によってリード端子４
１と接続されている。同様に緑色発光素子２と青色発光
素子３とのＰ電極２３（図４には図示せず）は、夫々が
金からなるワイヤ３２、３３によりリード端子４２、４
３と接続されている。
色発光素子１、色フィルタ５１、緑色発光素子２、色フ
ィルタ５２、青色発光素子３、色フィルタ５３が重ね合
わされており、赤色発光素子１の電極１３（図４には図
示せず）は金からなるワイヤ３１によってリード端子４
１と接続されている。同様に緑色発光素子２と青色発光
素子３とのＰ電極２３（図４には図示せず）は、夫々が
金からなるワイヤ３２、３３によりリード端子４２、４
３と接続されている。
【００２８】また、赤色発光素子１の結晶基板１１（図
４には図示せず）は、銀ペーストによりコモン端子４５
に固定されている。さらに、緑色発光素子２と青色発光
素子３とのＮ電極２４（図４には図示せず）は、夫々が
金からなるワイヤ３４、３５によりコモン端子４５に接
続されている。このコモン端子４５は、リード端子４４
と接続されている。
４には図示せず）は、銀ペーストによりコモン端子４５
に固定されている。さらに、緑色発光素子２と青色発光
素子３とのＮ電極２４（図４には図示せず）は、夫々が
金からなるワイヤ３４、３５によりコモン端子４５に接
続されている。このコモン端子４５は、リード端子４４
と接続されている。
【００２９】樹脂５４は、前述したカラー光源３０の主
要な部品を図４に示すように砲弾型に内包している。
要な部品を図４に示すように砲弾型に内包している。
【００３０】なお、リード端子４１とリード端子４４と
は赤色発光用駆動回路（図示せず）に、リード端子４２
とリード端子４４とは緑色発光用駆動回路（図示せず）
に、リード端子４３とリード端子４４とは青色発光用駆
動回路（図示せず）に各々接続されている。
は赤色発光用駆動回路（図示せず）に、リード端子４２
とリード端子４４とは緑色発光用駆動回路（図示せず）
に、リード端子４３とリード端子４４とは青色発光用駆
動回路（図示せず）に各々接続されている。
【００３１】色フィルタ５１、５２、５３は、各発光素
子１、２、３が発するＲ，Ｇ，Ｂのうち不要な波長の光
を除去するために設けられている。
子１、２、３が発するＲ，Ｇ，Ｂのうち不要な波長の光
を除去するために設けられている。
【００３２】次に、このカラー光源によるカラー発光の
動作について説明する。所望の色の光を発光する場合、
図示しない発光制御装置によりＲ，Ｇ，Ｂの光強度が計
算され、それらの強度の光を発光するために必要な各々
の順方向電流が決定される。
動作について説明する。所望の色の光を発光する場合、
図示しない発光制御装置によりＲ，Ｇ，Ｂの光強度が計
算され、それらの強度の光を発光するために必要な各々
の順方向電流が決定される。
【００３３】そして、決定された順方向電流が、各駆動
回路により発光素子１、２、３に注入されて、発光素子
１、２、３は所定の強度のＲ、Ｇ，Ｂを発する。赤色発
光素子１から光取出し方向に発せられるＲ成分のうち、
色の濁りとなる波長の光成分や不要な波長の光成分は、
色フィルタ５１により除去される。同様に、緑色発光素
子２及び青色発光素子３から光取出し方向に発せられる
Ｇ及びＢ成分のうち、色の濁りとなる波長の光成分や不
要な波長の光成分は、夫々、色フィルタ５２及び色フィ
ルタ５３により除去される。
回路により発光素子１、２、３に注入されて、発光素子
１、２、３は所定の強度のＲ、Ｇ，Ｂを発する。赤色発
光素子１から光取出し方向に発せられるＲ成分のうち、
色の濁りとなる波長の光成分や不要な波長の光成分は、
色フィルタ５１により除去される。同様に、緑色発光素
子２及び青色発光素子３から光取出し方向に発せられる
Ｇ及びＢ成分のうち、色の濁りとなる波長の光成分や不
要な波長の光成分は、夫々、色フィルタ５２及び色フィ
ルタ５３により除去される。
【００３４】こうして、発光を所望する色に必要な成分
のみとなったＲ,Ｇ,Ｂは、前述したように光の取出し方
向に加色混合されて所望の色の光となって取出される
が、光源３０のＲ，Ｇ，Ｂ発光素子は、光取出し方向に
重ね合わされているので光取出し方向に垂直な二次元面
における発光素子の占める面積は、発光素子一つ分です
み、また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色が分離して見えることはな
い。
のみとなったＲ,Ｇ,Ｂは、前述したように光の取出し方
向に加色混合されて所望の色の光となって取出される
が、光源３０のＲ，Ｇ，Ｂ発光素子は、光取出し方向に
重ね合わされているので光取出し方向に垂直な二次元面
における発光素子の占める面積は、発光素子一つ分です
み、また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色が分離して見えることはな
い。
【００３５】＜カラー表示装置の実施例＞次に、本発明
におけるカラー表示装置の実施例について説明する。図
５に示すように、カラー表示装置７０は、所定の表示領
域に複数のカラー光源３０を二次元配列したものであ
る。
におけるカラー表示装置の実施例について説明する。図
５に示すように、カラー表示装置７０は、所定の表示領
域に複数のカラー光源３０を二次元配列したものであ
る。
【００３６】一つのカラー光源３０が１画素をなし、す
べてのカラー光源３０のＲ，Ｇ，Ｂ発光素子は、夫々が
独立して注入電流が可変出来るように駆動回路（図示せ
ず）と接続されている。
べてのカラー光源３０のＲ，Ｇ，Ｂ発光素子は、夫々が
独立して注入電流が可変出来るように駆動回路（図示せ
ず）と接続されている。
【００３７】次に、このカラー表示装置によるカラー表
示の動作について説明する。所望の色で文字や画像を表
示する場合、図示しない発光制御装置によりすべてのカ
ラー光源３０のＲ，Ｇ，Ｂ各成分の光強度が計算され、
それらの強度の光を発光するために必要な各々の順方向
電流が決定される。
示の動作について説明する。所望の色で文字や画像を表
示する場合、図示しない発光制御装置によりすべてのカ
ラー光源３０のＲ，Ｇ，Ｂ各成分の光強度が計算され、
それらの強度の光を発光するために必要な各々の順方向
電流が決定される。
【００３８】そして、夫々の順方向電流が、駆動回路に
よりすべてのカラー光源３０のＲ，Ｇ，Ｂ発光素子に注
入されて１つ１つのカラー光源３０が、所定の色の光を
発する。こうして、所望する色の文字や画像が表示領域
に表示される。
よりすべてのカラー光源３０のＲ，Ｇ，Ｂ発光素子に注
入されて１つ１つのカラー光源３０が、所定の色の光を
発する。こうして、所望する色の文字や画像が表示領域
に表示される。
【００３９】なお、１画素を形成するのに必要な面積が
従来に比べ小さくなるため、表示領域により多くのカラ
ー光源３０を配設することが可能となることから、高解
像度・高精細でかつ近距離から見てもＲ，Ｇ，Ｂの各色
が分離して見えることのない表示ができる。
従来に比べ小さくなるため、表示領域により多くのカラ
ー光源３０を配設することが可能となることから、高解
像度・高精細でかつ近距離から見てもＲ，Ｇ，Ｂの各色
が分離して見えることのない表示ができる。
【００４０】＜カラー表示装置の変形例＞次に、カラー
表示装置の変形例を説明する。図６は、この変形例の概
要を示す図である。このカラー表示装置は、赤色発光素
子アレイ８０と緑色発光素子アレイ８１と青色発光素子
アレイ８２と色フィルタ８３、８４、８５とからなる。
表示装置の変形例を説明する。図６は、この変形例の概
要を示す図である。このカラー表示装置は、赤色発光素
子アレイ８０と緑色発光素子アレイ８１と青色発光素子
アレイ８２と色フィルタ８３、８４、８５とからなる。
【００４１】赤色発光素子アレイ８０は、ガラスエポキ
シ、窒化アルミセラミックスやアルミナセラミックス等
からなる配線基板８６の上部表面に複数の赤色発光素子
８７が二次元配列構造を持つように実装されている。
シ、窒化アルミセラミックスやアルミナセラミックス等
からなる配線基板８６の上部表面に複数の赤色発光素子
８７が二次元配列構造を持つように実装されている。
【００４２】赤色発光素子８７のアノード電極８８は、
金線９０で配線基板８６上に設けられた端子（図示せ
ず）にワイヤーボンディングされている。また、カソー
ド電極８９は、赤色発光素子８７の底面にあるので、銀
ペースト等の導電性のある接着剤で配線基板８６上に接
着されている。
金線９０で配線基板８６上に設けられた端子（図示せ
ず）にワイヤーボンディングされている。また、カソー
ド電極８９は、赤色発光素子８７の底面にあるので、銀
ペースト等の導電性のある接着剤で配線基板８６上に接
着されている。
【００４３】緑色発光素子アレイ８１及び青色発光素子
アレイ８２は、石英、ガラスやＰＥＴ等の透明な材料か
らなる配線基板９１の表面に、ＩｎＧａＮを材料とする
緑色発光素子９２もしくは青色発光素子９３が、二次元
配列構造を持って実装されている。
アレイ８２は、石英、ガラスやＰＥＴ等の透明な材料か
らなる配線基板９１の表面に、ＩｎＧａＮを材料とする
緑色発光素子９２もしくは青色発光素子９３が、二次元
配列構造を持って実装されている。
【００４４】この緑色発光素子９２および青色発光素子
９３の底面には、アノード電極９４およびカソード電極
９５が設けられており、ボール半田によるフリップチッ
プとして配線基板９１上に設けられた端子（図示せず）
に接着されている。
９３の底面には、アノード電極９４およびカソード電極
９５が設けられており、ボール半田によるフリップチッ
プとして配線基板９１上に設けられた端子（図示せず）
に接着されている。
【００４５】赤色発光素子アレイ８０における赤色発光
素子８７の配列及び緑色発光素子アレイ８１における緑
色発光素子９２の配列及び青色発光素子アレイ８２にお
ける青色発光素子９３の配列は、同じ二次元配列構造を
持ち、更に各発光素子アレイ８０、８１、８２は、各発
光素子アレイ間で対応する夫々の発光素子が、Ｘ，Ｙ軸
方向において同じ座標を持つように重ね合わされてい
る。
素子８７の配列及び緑色発光素子アレイ８１における緑
色発光素子９２の配列及び青色発光素子アレイ８２にお
ける青色発光素子９３の配列は、同じ二次元配列構造を
持ち、更に各発光素子アレイ８０、８１、８２は、各発
光素子アレイ間で対応する夫々の発光素子が、Ｘ，Ｙ軸
方向において同じ座標を持つように重ね合わされてい
る。
【００４６】色フィルタ８３、８４、８５は、各発光素
子アレイ８０、８１、８２が発するＲ，Ｇ，Ｂのうち不
要な波長の光を除去するために設けられている。
子アレイ８０、８１、８２が発するＲ，Ｇ，Ｂのうち不
要な波長の光を除去するために設けられている。
【００４７】次に、このカラー表示装置によるカラー表
示の動作について説明する。所望の色で表示させる文字
や画像は、図示しない発光制御装置により各発光素子ア
レイ８０、８１、８２のすべての発光素子における光強
度が計算され、それらの強度の光を発光するために必要
な各々の順方向電流が決定される。
示の動作について説明する。所望の色で表示させる文字
や画像は、図示しない発光制御装置により各発光素子ア
レイ８０、８１、８２のすべての発光素子における光強
度が計算され、それらの強度の光を発光するために必要
な各々の順方向電流が決定される。
【００４８】そして、決定された順方向電流が、駆動回
路によりすべての発光素子に注入されて、すべての発光
素子は所定の強度のＲ、Ｇ，Ｂを発する。そして、赤色
発光素子アレイ８０の発光素子から光取出し方向に発せ
られるＲ成分のうち、色の濁りとなる波長の光成分や不
要な波長の光成分は、色フィルタ８３により除去され
る。
路によりすべての発光素子に注入されて、すべての発光
素子は所定の強度のＲ、Ｇ，Ｂを発する。そして、赤色
発光素子アレイ８０の発光素子から光取出し方向に発せ
られるＲ成分のうち、色の濁りとなる波長の光成分や不
要な波長の光成分は、色フィルタ８３により除去され
る。
【００４９】同様に、緑色発光素子アレイ８１及び青色
発光素子アレイ８２の夫々の発光素子から光取出し方向
に発せられるＧ及びＢ成分のうち、色の濁りとなる波長
の光成分や不要な波長の光成分は、夫々、色フィルタ８
４及び色フィルタ８５により除去される。
発光素子アレイ８２の夫々の発光素子から光取出し方向
に発せられるＧ及びＢ成分のうち、色の濁りとなる波長
の光成分や不要な波長の光成分は、夫々、色フィルタ８
４及び色フィルタ８５により除去される。
【００５０】こうして、所望する文字や画像に必要な成
分のみとなった各画素におけるＲ,Ｇ,Ｂは、前述したよ
うに光の取出し方向に加色混合されて所望する色の光と
なって取出される。これにより、文字や画像を所望の色
で表示することが可能となる。
分のみとなった各画素におけるＲ,Ｇ,Ｂは、前述したよ
うに光の取出し方向に加色混合されて所望する色の光と
なって取出される。これにより、文字や画像を所望の色
で表示することが可能となる。
【００５１】なお、この変形例においては、発光素子ア
レイ上の発光素子は、配線基板上にチップ素子を実装し
て形成しているが、図７に示すように発光素子を配線基
板上に直接、結晶成長させて形成するモノリシック構造
としてもよい。
レイ上の発光素子は、配線基板上にチップ素子を実装し
て形成しているが、図７に示すように発光素子を配線基
板上に直接、結晶成長させて形成するモノリシック構造
としてもよい。
【００５２】
【発明の効果】以上のように請求項１に記載のカラー光
源によれば、発光素子を組合わせて所望の色を発光する
ことが可能なカラー光源において、発光強度を可変する
ことができる赤色発光素子と、発光強度を可変すること
ができる緑色発光素子と、発光強度を可変することがで
きる青色発光素子とを備え、光の取出し方向に赤色発光
素子と緑色発光素子と青色発光素子とを重ね合せたこと
から、カラー光源を小型化することができるとともに近
距離から見てもＲ，Ｇ，Ｂ各色が分離して見えることが
ない。
源によれば、発光素子を組合わせて所望の色を発光する
ことが可能なカラー光源において、発光強度を可変する
ことができる赤色発光素子と、発光強度を可変すること
ができる緑色発光素子と、発光強度を可変することがで
きる青色発光素子とを備え、光の取出し方向に赤色発光
素子と緑色発光素子と青色発光素子とを重ね合せたこと
から、カラー光源を小型化することができるとともに近
距離から見てもＲ，Ｇ，Ｂ各色が分離して見えることが
ない。
【００５３】また、請求項２に記載のカラー光源によれ
ば、請求項１に記載のカラー光源であって、緑色発光素
子及び青色発光素子は、サファイア基板上にＧａＮもし
くはＩｎＧａＮの半導体を形成してなる発光素子である
ことから、赤色発光素子及び緑色発光素子から発せられ
た光を光取出し方向に効率良く取出すことができる。
ば、請求項１に記載のカラー光源であって、緑色発光素
子及び青色発光素子は、サファイア基板上にＧａＮもし
くはＩｎＧａＮの半導体を形成してなる発光素子である
ことから、赤色発光素子及び緑色発光素子から発せられ
た光を光取出し方向に効率良く取出すことができる。
【００５４】また、請求項３に記載のカラー光源によれ
ば、請求項１または請求項２に記載のカラー光源であっ
て、赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子のう
ち、少なくとも１つの発光素子が特定の波長の光を透過
させない光フィルターを備えたことから、濁りのない所
望の色を得ることができる。
ば、請求項１または請求項２に記載のカラー光源であっ
て、赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子のう
ち、少なくとも１つの発光素子が特定の波長の光を透過
させない光フィルターを備えたことから、濁りのない所
望の色を得ることができる。
【００５５】また、請求項４に記載のカラー表示装置に
よれば、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載した
カラー光源を複数個、二次元に配設したことから、高解
像度・高精細の表示が可能になるとともに、近距離から
見てもＲ，Ｇ，Ｂ各色が分離して見えることがない。
よれば、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載した
カラー光源を複数個、二次元に配設したことから、高解
像度・高精細の表示が可能になるとともに、近距離から
見てもＲ，Ｇ，Ｂ各色が分離して見えることがない。
【００５６】また、請求項５に記載のカラー表示装置に
よれば、発光素子アレイを組合わせて所望の発光色で画
像を表示することが可能なカラー表示装置において、複
数の発光素子が二次元配列され、個々の発光素子の発光
強度を可変することができる赤色発光素子アレイと、複
数の発光素子が前記赤色発光素子アレイと同様の二次元
配列をされ、個々の発光素子の発光強度を可変すること
ができる緑色発光素子アレイと、複数の発光素子が前記
赤色発光素子アレイと同様の二次元配列をされ、個々の
発光素子の発光強度を可変することができる青色発光素
子アレイとを備え、光の取出し方向に赤色発光素子アレ
イと緑色発光素子アレイと青色発光素子アレイとを、各
アレイの発光素子が重なり合うように重ね合せたことか
ら、より高解像度・高精細な表示が可能になるととも
に、近距離から見てもＲ，Ｇ，Ｂ各色が分離して見える
ことがない。
よれば、発光素子アレイを組合わせて所望の発光色で画
像を表示することが可能なカラー表示装置において、複
数の発光素子が二次元配列され、個々の発光素子の発光
強度を可変することができる赤色発光素子アレイと、複
数の発光素子が前記赤色発光素子アレイと同様の二次元
配列をされ、個々の発光素子の発光強度を可変すること
ができる緑色発光素子アレイと、複数の発光素子が前記
赤色発光素子アレイと同様の二次元配列をされ、個々の
発光素子の発光強度を可変することができる青色発光素
子アレイとを備え、光の取出し方向に赤色発光素子アレ
イと緑色発光素子アレイと青色発光素子アレイとを、各
アレイの発光素子が重なり合うように重ね合せたことか
ら、より高解像度・高精細な表示が可能になるととも
に、近距離から見てもＲ，Ｇ，Ｂ各色が分離して見える
ことがない。
【００５７】また、請求項６に記載のカラー表示装置に
よれば、請求項５に記載のカラー表示装置であって、赤
色発光素子アレイと緑色発光素子アレイと青色発光素子
アレイのうち、少なくとも１つの発光素子アレイが特定
の波長の光を透過させない光フィルターを備えたことか
ら、濁りのない所望の色で文字や画像を表示することが
できる。
よれば、請求項５に記載のカラー表示装置であって、赤
色発光素子アレイと緑色発光素子アレイと青色発光素子
アレイのうち、少なくとも１つの発光素子アレイが特定
の波長の光を透過させない光フィルターを備えたことか
ら、濁りのない所望の色で文字や画像を表示することが
できる。
【００５８】また、請求項７に記載のカラー表示装置に
よれば、請求項５に記載のカラー表示装置であって、赤
色発光素子アレイと緑色発光素子アレイと青色発光素子
アレイのうち、少なくとも１つの発光素子アレイがモノ
リシック構造を持つことから、さらに高解像度・高精細
な表示ができるとともに、高信頼性・低コスト化を図る
ことができる。
よれば、請求項５に記載のカラー表示装置であって、赤
色発光素子アレイと緑色発光素子アレイと青色発光素子
アレイのうち、少なくとも１つの発光素子アレイがモノ
リシック構造を持つことから、さらに高解像度・高精細
な表示ができるとともに、高信頼性・低コスト化を図る
ことができる。
【図１】この発明の基本構成を示す概要図である。
【図２】赤色発光素子１の構造を示す概要図である。
【図３】緑色発光素子２および青色発光素子３の構造を
示す概要図である。
示す概要図である。
【図４】本発明の実施形態によるカラー光源を示す概要
図である。
図である。
【図５】本発明の実施形態によるカラー表示装置を示す
概要図である。
概要図である。
【図６】本発明の実施形態によるカラー表示装置を示す
概要図である。
概要図である。
【図７】本発明の実施形態によるカラー表示装置を示す
概要図である。
概要図である。
【図８】従来例のカラー光源の概要図である。
【図９】従来例のカラー光源を示す概要図である。
【図１０】従来例のカラー表示装置を示す概要図であ
る。
る。
【図１１】従来例のカラー表示装置を示す概要図であ
る。
る。
１、８７ 赤色発光素子 ２、９２ 緑色発光素子 ３、９３ 青色発光素子 ４、５、６ 駆動回路 １０ 光源 １１ 結晶基板 １２、２２ 活性層 １３ 電極 ２１ サファイア結
晶基板 ２３ Ｐ電極 ２４ Ｎ電極 ３０ カラー光源 ３１、３２、３３、３４、３５ ワイヤ ４１、４２、４３、４４ リード端子 ４５ コモン端子 ５１、５２、５３、８３、８４、８５ 色フィルタ ５４ 樹脂 ７０ カラー表示装
置 ８０ 赤色発光素子
アレイ ８１ 緑色発光素子
アレイ ８２ 青色発光素子
アレイ ８６、９１ 配線基板 ８８、９４ アノード電極 ８９、９５ カソード電極 ９０ 金線
晶基板 ２３ Ｐ電極 ２４ Ｎ電極 ３０ カラー光源 ３１、３２、３３、３４、３５ ワイヤ ４１、４２、４３、４４ リード端子 ４５ コモン端子 ５１、５２、５３、８３、８４、８５ 色フィルタ ５４ 樹脂 ７０ カラー表示装
置 ８０ 赤色発光素子
アレイ ８１ 緑色発光素子
アレイ ８２ 青色発光素子
アレイ ８６、９１ 配線基板 ８８、９４ アノード電極 ８９、９５ カソード電極 ９０ 金線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/66 １０３ Ｈ０４Ｎ 5/66 １０３ 9/12 9/12 Ｂ Ｆターム(参考） 5C058 AA13 BA25 BA35 5C060 AA05 BA07 BA09 BB01 BB07 BC01 HA18 HC14 JA20 5C094 AA05 AA08 AA31 AA44 AA60 BA23 CA19 CA24 HA08 5F041 AA14 AA31 AA43 AA47 CA34 CA35 CA40 CA46 CB22 DA02 DA07 DA09 DA13 DA18 DA20 DB01 EE22 FF01 FF04 FF06
Claims (7)
- 【請求項1】発光素子を組合わせて所望の色を発光する
ことが可能なカラー光源において、 発光強度を可変することができる赤色発光素子と、 発光強度を可変することができる緑色発光素子と、 発光強度を可変することができる青色発光素子とを備
え、 光の取出し方向に前記赤色発光素子と前記緑色発光素子
と前記青色発光素子とを重ね合せたことを特徴とするカ
ラー光源。 - 【請求項２】請求項１に記載のカラー光源であって、 前記緑色発光素子及び前記青色発光素子は、サファイア
基板上にＧａＮもしくはＩｎＧａＮの半導体を形成して
なる発光素子であることを特徴とするカラー光源。 - 【請求項３】請求項１または請求項２に記載のカラー光
源であって、 前記赤色発光素子と前記緑色発光素子と前記青色発光素
子のうち、少なくとも１つの発光素子が特定の波長の光
を透過させない光フィルターを備えたことを特徴とする
カラー光源。 - 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
したカラー光源を複数個、二次元に配設したことを特徴
とするカラー表示装置。 - 【請求項５】発光素子アレイを組合わせて所望の発光色
で画像を表示することが可能なカラー表示装置におい
て、 複数の発光素子が二次元配列され、個々の発光素子の発
光強度を可変することができる赤色発光素子アレイと、 複数の発光素子が前記赤色発光素子アレイと同様の二次
元配列をされ、個々の発光素子の発光強度を可変するこ
とができる緑色発光素子アレイと、 複数の発光素子が前記赤色発光素子アレイと同様の二次
元配列をされ、個々の発光素子の発光強度を可変するこ
とができる青色発光素子アレイとを備え、 光の取出し方向に前記赤色発光素子アレイと前記緑色発
光素子アレイと前記青色発光素子アレイとを、各アレイ
の発光素子が重なり合うように重ね合せたことを特徴と
するカラー表示装置。 - 【請求項６】請求項５に記載のカラー表示装置であっ
て、 前記赤色発光素子アレイと前記緑色発光素子アレイと前
記青色発光素子アレイのうち、少なくとも１つの発光素
子アレイが特定の波長の光を透過させない光フィルター
を備えたことを特徴とするカラー表示装置。 - 【請求項７】請求項５に記載のカラー表示装置であっ
て、 前記赤色発光素子アレイと前記緑色発光素子アレイと前
記青色発光素子アレイのうち、少なくとも１つの発光素
子アレイがモノリシック構造を持つことを特徴とするカ
ラー表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000228166A JP2002043627A (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | カラー光源およびカラー表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000228166A JP2002043627A (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | カラー光源およびカラー表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002043627A true JP2002043627A (ja) | 2002-02-08 |
Family
ID=18721510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000228166A Pending JP2002043627A (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | カラー光源およびカラー表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002043627A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2428879A (en) * | 2005-07-26 | 2007-02-07 | Unity Opto Technology Co Ltd | Light emitting diode with uniform colour mixing |
| JP2010511976A (ja) * | 2006-11-30 | 2010-04-15 | クリー レッド ライティング ソリューションズ、インコーポレイテッド | 照明デバイス及び照明方法 |
| US10586787B2 (en) | 2007-01-22 | 2020-03-10 | Cree, Inc. | Illumination devices using externally interconnected arrays of light emitting devices, and methods of fabricating same |
-
2000
- 2000-07-28 JP JP2000228166A patent/JP2002043627A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2428879A (en) * | 2005-07-26 | 2007-02-07 | Unity Opto Technology Co Ltd | Light emitting diode with uniform colour mixing |
| JP2010511976A (ja) * | 2006-11-30 | 2010-04-15 | クリー レッド ライティング ソリューションズ、インコーポレイテッド | 照明デバイス及び照明方法 |
| US10586787B2 (en) | 2007-01-22 | 2020-03-10 | Cree, Inc. | Illumination devices using externally interconnected arrays of light emitting devices, and methods of fabricating same |
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