JP2002131743A

JP2002131743A - カラー液晶表示装置

Info

Publication number: JP2002131743A
Application number: JP2000319545A
Authority: JP
Inventors: Futoshi Kijino; 太来住野; Hiroaki Kusama; 裕晃草間; Takahiro Hirano; 貴裕平野; Yoshikazu Yabe; 嘉一矢部
Original assignee: Fujitsu Frontech Ltd
Current assignee: Fujitsu Frontech Ltd
Priority date: 2000-10-19
Filing date: 2000-10-19
Publication date: 2002-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】コントラストが大きく取れ、視野角も大きく取
れるカラー液晶表示装置を提供する。【解決手段】バックライト２を色が可変のフルカラーユ
ニットとする。その上に、ＬＣＤパネル１には、１ドッ
トに対応する部分に１画素を設ける。ＬＣＤパネル１に
は、複数のドットが設けられ、画素のＯＮ、ＯＦＦを制
御することにより、文字や図形を表示する。このとき、
背景にあるバックライト２がカラーであるので、文字や
図形がカラーで表示される。この構成では、ＬＣＤパネ
ル１の画素の面積が大きくなるので、開口率が大きくな
り、従って、表示装置に表示される文字や図形のコント
ラストや視野角が良くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶表示装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、街には液晶表示装置を使った広告
が盛んにされている。また、行き先表示盤などにおいて
も機械式のものから、液晶画面を利用した表示に取って
代わられつつある。

【０００３】特に、最近では、モノクロの液晶表示では
なく、カラーの液晶表示により、客に印象の強い色で文
字や絵を表示することが行われている。図３は、従来の
カラー液晶表示装置の構成を示す図である。

【０００４】従来のカラー液晶表示装置は、白色光を発
するバックライトと、各ドットに対応して画素をＯＮ、
ＯＦＦするＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル
と、ＬＣＤパネルのドットに対応して、画素にＲ、Ｇ、
Ｂの色を付けるためのカラーフィルタが設けられてい
る。

【０００５】ＬＣＤパネルは、３つの画素からなる１ド
ット構成としたものが複数配列されたものである。カラ
ーフィルタには、これら画素の一に対応して赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタが配列されてお
り、画素が透過すると、後部のバックライトから放射さ
れる白色光が通過し、赤、緑、青の各色の光となって出
力される。また、各画素は、ＬＣＤパネルに設けられた
ドライバＩＣ（ＤＶ−ＩＣ）によって駆動される。各ド
ライバＩＣは、各画素のＯＮ、ＯＦＦを駆動するもので
あり、このカラー液晶表示装置の全体を駆動する駆動装
置の制御信号によって動作する。

【０００６】図４は、カラー表示の原理を説明する図で
ある。図４（ａ）に示されるように、ＬＣＤパネルに
は、Ｒ、Ｇ、Ｂ用の画素が複数配列されており、ドライ
バＩＣの動作により、ＯＮ、ＯＦＦされる。また、図４
（ｂ）に示されるように、カラー表示する場合には、
Ｒ、Ｇ、Ｂ用の画素をそれぞれ適切に組み合わせて駆動
することにより、赤、緑、青の光を放射させ、色の混合
による色の合成の原理を利用して様々な色を表示する。
例えば、図４（ｂ）に示されているように、赤色を発色
させるためには、ＬＣＤパネルの画素のＲ用画素のみを
ＯＮし、他のＧ、Ｂに対応する画素はＯＦＦする。これ
により、カラー表示装置には、赤色が表示される。ま
た、白色をカラー表示装置に表示させたい場合には、
Ｒ、Ｇ、Ｂ用画素を全てＯＮする。すると、赤、緑、青
の各色の光を混合した結果白色の光が合成される。

【０００７】また、ＬＣＤパネルの各画素を様々な字や
図形の形にＯＮすることよって、様々な形の色つき表示
を行うことが出来る。例えば、駅における到着電車の表
示を行う場合、到着電車の種類、例えば、「特急」や
「普通」という文字に、それぞれに特有の色を付けるこ
とが出来る。「特急」を赤で表示し、「普通」を緑で表
示する場合、ＬＣＤパネルの各ドットを「特急」の文字
になるようにＯＮするが、このとき、赤字で表示するた
め、１ドットに設けられる３つの画素の内、Ｒ用画素の
みをＯＮするようにする。このようにして、「特急」が
赤字で表示される。また、「普通」を緑で表示する場合
には、「普通」という文字の形に、ＬＣＤパネルの各℃
とをＯＮするが、このとき、「普通」を緑で表示するた
めに、各ドットの画素の内、Ｇ用画素のみをＯＮし、他
の画素をＯＦＦする。このようにすることによって、
「普通」という文字が緑色で表示される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のカラー液晶表示装置においては、バックライトに
白色光を用いており、これをＬＣＤパネルに設けられた
Ｒ、Ｇ、Ｂ用画素をＯＮ、ＯＦＦすることによってカラ
ー表示していた。しかし、この方式では、１つのドット
をＲ、Ｇ、Ｂ用の画素に分割するために、開口率が小さ
くなり、特に、光コントラスト、広視野角が必要とされ
る公衆表示（街の宣伝や、駅の発着電車の表示など）に
は不向きであった。すなわち、コントラストが低いた
め、太陽光の入射角度によっては、表示を全く見ること
が出来なかったり、視野角が狭いため、斜めから見たの
では表示を判読することが難しい等という問題があっ
た。

【０００９】ここで、開口率とは、（ドット面積／ドッ
トピッチ面積）×１００％である。従来の方式において
は、ドット面積は、各ドットのＲ、Ｇ、Ｂ用画素の１つ
の画素が有する面積になる。したがって、図４に示すよ
うに、Ｒ、Ｇ、Ｂ用画素１画素分が１ドットに占める割
合が小さくなり、従って、開口率が小さくなるという結
果となる。開口率が小さくなると言うことは、前述した
ように、表示される画像などのコントラストが落ちた
り、視野角が狭くなるなどの問題を生じる。

【００１０】本発明の課題は、コントラストが大きく取
れ、視野角も大きく取れるカラー液晶表示装置を提供す
ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のカラー液晶表示
装置は、１ドット毎に１つの画素を有する液晶表示手段
と、複数の色を発光可能なバックライト手段とを備える
ことを特徴とする。

【００１２】本発明によれば、バックライト手段をカラ
ー発光可能としたことにより、従来設けられていたカラ
ーフィルタを不要とした。そして、このため、液晶表示
手段に設けられる画素は、１ドットに１つで良くなり、
従来に比べ、開口率を大きくすることが可能となった。
従って、表示装置の表示画面のコントラスト及び視野角
が大きくなり、公衆表示としてより好ましい性質を持っ
たカラー液晶表示装置を構成することが出来る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態においては、従
来白色光を発していたバックライトの代わりに、複数の
色を発光できるカラーバックライトパネルを使用する。
そして、そのカラーバックライトの手前には、ＬＣＤパ
ネルを用意し、１ドットに１つの画素のみを設ける。

【００１４】図１は、本発明の実施形態を説明する図で
ある。図１（ａ）に示されるように、バックライト２
は、色を可変とするフルカラーバックライト２を使用す
る。フルカラーバックライト２の手前には、複数の画素
に対応するドットを有するＬＣＤパネル１を設ける。各
ドットに設けられるシャッタ３は、従来のように３つ設
けるのではなくて、１つだけ設ける。この画素３は、Ｌ
ＣＤパネル１に取り付けられたドライバＩＣ（ＤＶ−Ｉ
Ｃ）によって制御される。

【００１５】図１（ｂ）に示されるように、ＬＣＤパネ
ル１には、１ドット１画素の構成が上下左右に配列され
てマトリクスを形成している。このＬＣＤパネル１に文
字や図形を表示する場合には、文字や図形の形に画素３
をＯＮ、ＯＦＦすることによって表示を行う。このと
き、従来とは異なり、バックライト２がカラーであるこ
とから、画素３を介して放出される光もカラーであるの
で、表示される文字や図形もカラー表示となる。例え
ば、図１（ｃ）に示されるように、１ドットの画素３が
開放した場合、バックライト２の色によって、赤色に点
灯したり、白に点灯したりする。

【００１６】このような構成によれば、１ドット当たり
の画素３の面積を大きく取ることが出来るので、開口率
が大きくなる。従って、本実施形態の構成を有するカラ
ー液晶表示装置の場合には、表示される画像や文字のコ
ントラストを大きく取ることが出来ると共に、視野角も
広く取ることが出来るので、公衆表示としては従来より
も優れた性質を有している。特に、図１（ｃ）に示すよ
うに、赤色点灯時と白色点灯時で、画素３の開口面積が
変化しない。従来においては、赤色点灯時には、３つの
画素３の内１つだけしか開放されないが、白色の場合に
は３つの画素３が全てＯＮということになり、色によっ
て、発光面積が異なっていた。すなわち、赤や青、緑の
発光面積が小さく、白だけが発光面積が大きいため、白
の表示に比べ、単色では、文字の細りが生じ、白に比べ
て見栄えが悪くなる結果を招いていた。しかし、本実施
形態の場合には、色によって、画素３のＯＮ面積が変化
しないので、白の発光面積と赤などの発光面積が変化し
ない。従って、白で表示した場合と赤などで表示した場
合で、文字などの細りが変化せず、コントラストの良い
表示を行うことが出来る。

【００１７】また、上記実施形態においては、１つのバ
ックライト２に対応するＬＣＤパネル１に複数のドット
を設けて、１つの色で、文字や図形を表示することを前
提に記載したが、巨大ビジョンなどのように、１ドット
が大きくて良い場合には、１つのバックライト２に対応
するＬＣＤパネル１に１つの画素３のみを設けて、バッ
クライト２とＬＣＤパネル１からなるユニットを多数集
めて１つの画面を構成するようにしても良い。この場
合、このユニットは、１つで１ドットを構成することに
なり、巨大ビジョンに複雑な配色を有する自然の風景な
どを表示するようにすることも可能となる。この場合
も、本実施形態によれば、白色とその他の色の発光面積
は変わらないので、画像のコントラストを高く保つこと
が出来ると共に、視野角も大きく取ることが出来るの
で、巨大ビジョンに高品質で、見やすい画像を表示する
ことが出来る。

【００１８】図２は、本実施形態のバックライト２を説
明する図である。本実施形態では、１つのユニットで１
度に表示できる色は１つであるが、ユニット自身は、フ
ルカラーとしている。このようなバックライトは、発光
素子（ＬＥＤ）などを一面に配列することによって実現
することが出来る。発光素子には、赤、緑、青の三色の
ものが既に実用化されているので、これらを適切に配置
することによって、フルカラーのバックライトを構成す
る。発光素子の制御回路は、公知の技術を使用すれば、
当業者によれば容易に構成されるので、詳細な説明はし
ない。

【００１９】図２（ａ）は、発光素子の配列例を示す図
である。図２（ａ）のように、一列目は、Ｒ、Ｇ、Ｂの
順番で横に配列し、２列目は、Ｇ、Ｂ、Ｒの順で配列
し、３列目は、Ｂ、Ｒ、Ｇの順番で配列するなど、Ｒ、
Ｇ、Ｂのそれぞれの発光素子の配置がバックライトユニ
ットの面上で偏らないようにする。

【００２０】３種類の発光素子の配列が偏ると、カラー
液晶表示装置の表示を見る方向が変わるにつれて、表示
色が異なって見える現象がある。このようになると、表
示は非常に見づらくなってしまう。これでは、本実施形
態が有する高コントラスト、広視野角という好ましい特
性も、あまり際だってこない。発光素子の配列を、各色
が面上に十分分散された形となっていれば、どの方向か
ら見ても、理想的には、発光素子の配列が固まって見え
る場所が無いことになるので、何れの方向から見ても均
一な色で見える。

【００２１】各色の発光素子を配列する方法は、様々な
方法が考えられるが、図２（ａ）に示すように、各列
で、３色の発光素子の配列順序を入れ替えるのが最も簡
単である。あるいは、人間の目により明るく見える、あ
るいは、印象が強く残る赤などは、発光素子の数を少な
くすることも可能である。一方、人間の目に印象が薄く
しか残らない緑などの発光素子を多く配置するのも一方
法である。

【００２２】このような配列の仕方は、人間の視覚に大
きく依存するため、様々な配列を実際に作ってみて、実
験を行い、最も最適な配列をその中から選択するように
しても良い。

【００２３】図２（ｂ）は、本実施形態のバックライト
の概観を示す図である。本実施形態では、１つのバック
ライトユニットの発光面から放射される光は、一色であ
り、色を変えるときは、ユニット全体の発光色を変更す
るものとした。これにより、バックライトからの色の発
光は面発光となり、コントラスト、視野角ともに優れた
ものとなる。

【００２４】あるいは、１つのバックライトユニットに
おいて、複数の色を放射することも可能であるが、この
場合には、色の境目において、グラデーションが生じ、
例えば、バックライトユニットの左半分を青、右半分を
赤とすると、真ん中部分は、紫色に見えてしまう。バッ
クライトユニットが一つの文字あるいは一つの一体性の
ある図形を表示する場合には、均一な色の方が良いと考
えられるので、このように、１つのバックライトユニッ
トで複数の色を表示しない方が良いが、逆に、芸術的な
要素を表示に取り込むので有れば、むしろ上記現象を積
極的に使用することも可能である。

【００２５】すなわち、上記例でいえば、「特急」とい
う文字を表示するにあたって、「特」の字が青で、
「急」が赤で表示されると共に、その中間が左から右に
行くに従って、青から紫、紫から赤というように色の変
化を与えることが出来る。これは、特急電車にある種の
イメージを形成し、客に文字だけではなく、イメージも
用いて、「特急」電車が到着することを知らせることが
出来る。

【００２６】このように、バックライトユニットは、基
本的には、単一の色を表示する基本単位としてよいが、
バックライトユニットの内部で色を変換させることによ
り、よりバラエティに飛んだ表示が可能となる。

【００２７】更に、バックライトは常に発光している状
態ではなく、発光している状態と消光している状態とが
高速で切り替わって、見ている人に常に発光しているよ
うに見せている。したがって、この発光状態の時間を短
くすることによって特定の発光素子の平均輝度を低くす
ることが出来る。このように、発光素子の平均輝度を調
整することによって、特定の色をより明るく見せたり、
暗く見せたりすることが出来る。すなわち、微妙なコン
トラストの調整を行うことが出来る。これを利用すれ
ば、任意の発光色を得ることが出来ると共に、直射日光
が当たって、表示が見にくい場合と、夜など、それほど
明るく発光させなくても容易に表示を見ることができる
場合で発光時間を変化させることにより、消費電力を少
なくするという応用方法も考えられる。

【００２８】

【発明の効果】コントラストが大きく取れ、視野角も大
きく取れるカラー液晶表示装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明する図である。

【図２】本実施形態のバックライト２を説明する図であ
る。

【図３】従来のカラー液晶表示装置の構成を示す図であ
る。

【図４】カラー表示の原理を説明する図である。

【符号の説明】

１ＬＣＤパネル２バックライト３画素

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４２Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４２Ｆ６８０Ｆ６８０ 3/34 Ｊ 3/34 3/36 3/36 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ (72)発明者平野貴裕東京都稲城市矢野口1776番地富士通機電株式会社内 (72)発明者矢部嘉一東京都稲城市矢野口1776番地富士通機電株式会社内Ｆターム(参考） 2H091 FA45Z FD03 GA11 LA17 LA19 2H093 NA65 NC43 ND04 ND13 NE06 5C006 AA22 AF69 EA01 FA54 5C080 AA10 BB05 CC03 DD26 DD30 EE32 JJ06 KK34 KK36 5G435 AA01 AA02 BB12 CC12 EE23 EE30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１ドット毎に１つの画素を有する液晶表示
手段と、複数の色を発光可能なバックライト手段と、を備えるこ
とを特徴とするカラー液晶表示装置。
【請求項２】前記バックライト手段は、三原色のそれぞ
れの色の発光素子を面上に配置したことを特徴とする請
求項１に記載のカラー液晶表示装置。
【請求項３】前記配置は、同じ色の発光素子が面内で偏
らないようにしたものであることを特徴とする請求項２
に記載のカラー液晶表示装置。
【請求項４】前記バックライト手段は、発光素子の発光
時間の調整を行うことによって任意の色、コントラスト
を生成可能であることを特徴とする請求項１に記載のカ
ラー液晶表示装置。
【請求項５】前記液晶表示手段は、１ドットに対し、１
つの画素のみを有することを特徴とする請求項１に記載
のカラー液晶表示装置。