JP2004004626A

JP2004004626A - 表示装置

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Publication number: JP2004004626A
Application number: JP2003074515A
Authority: JP
Inventors: Takashi Akiyama; 秋山　貴
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: JP4113017B2; US20030214725A1; US7106276B2

Abstract

【課題】フィールド順次型液晶表示装置において、容易に所望の白色レベルの色度を得ること。温度特性等の変動要因による白色レベルの変動を抑制すること。
【解決手段】光源部１に、赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ６、および青色ＬＥＤ素子に黄色の蛍光体を塗布した構成の白色ＬＥＤ７を設ける。一フィールドを赤表示サブフィールドｆｒと緑表示サブフィールドｆｇと青表示サブフィールドｆｂと白表示サブフィールドｆｗに分割する。赤表示サブフィールドｆｒでは赤色ＬＥＤ４のみを点灯し、緑表示サブフィールドｆｇでは緑色ＬＥＤ５のみを点灯し、青表示サブフィールドｆｂでは青色ＬＥＤ６のみを点灯し、白表示サブフィールドｆｗでは白色ＬＥＤ７のみを点灯する。そして、各サブフィールドにおいて、各色のサブ画像データに基づいてシャッタ部２を制御する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像を表示する表示装置に関し、特に一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、各サブフィールド毎に異なるカラーの画像を表示し、それら異なる色のカラー画像を、人間の目に対する時間軸方向の積分作用を利用して混色させることによって、多色表示を実現するフィールド順次型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィールド順次型の表示装置として、いくつかの方式がある。そのうちの一つは、広帯域の波長の光、すなわち白色光を発する光源部と、たとえば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の光をそれぞれ透過する複数のフィルタを有する円盤状のフィルタ部とを備え、このフィルタ部を回転させることにより、サブフィールド毎に、透過する光の波長域を順次切り替える方式である（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
他の一つは、たとえば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の光を発するカラー光源部と、このカラー光源部を駆動する光源駆動回路と、カラー光源部から発せられた各色の光の透過光量を、表示情報に基づいて制御するシャッタ部と、このシャッタ部を制御するシャッタ制御回路とを備え、サブフィールド毎に異なる色のカラー光源を発光させるとともに、それに対応してシャッタ部を制御する方式である（特許文献２参照）。カラー光源としては、赤色発光ダイオード（以下、赤色ＬＥＤとする）、緑色発光ダイオード（以下、緑色ＬＥＤとする）および青色発光ダイオード（以下、青色ＬＥＤとする）が用いられる。
【０００４】
特許文献１に開示された方式では、ランプ等の安定した白色光源と、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のフィルタを用いることにより、フルカラーの表示が可能となる。しかし、フィルタ部を回転させるための機械的な可動部，すなわちモータ等が必要であり、高速点灯ができないという欠点や、装置が大型化して消費電力が多くなるという欠点がある。
【０００５】
一方、特許文献２に開示された方式では、カラーフィルタを回転させるためのモータ等が不要であるという利点がある。しかし、この方式では、高発光効率の青色ＬＥＤが開発される以前は、フルカラーの表示が困難であったため、主な用途は、４色程度のマルチカラーによる単純な案内板の表示などである。
【０００６】
ところで、近時、発光効率の高い青色ＬＥＤが開発されたことにより、この高発光効率の青色ＬＥＤと、従来よりある赤色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤとを組み合わせて、フルカラー表示を実現するフィールド順次型表示装置が開発されている。この表示装置は、特許文献１に開示されたカラーフィルタ方式の表示装置と比べて、赤色、緑色および青色の色度図上での色再現範囲が広いので、フルカラー表示の性能に優れている。その反面、ＬＥＤの発光色にばらつきがあるため、たとえば同じ緑色でも、あるＬＥＤの発光色は赤味を帯び、また別のＬＥＤでは青味を帯びるというように、同じ発光色でも素子によって微妙に色が異なることがある。また、同一素子でも駆動電流や温度特性などの要因によって、発光色に変化が生じるなどの不都合がある。
【０００７】
図２０は、赤色、緑色および青色の各ＬＥＤを用いてフルカラー表示を実現するフィールド順次型表示装置におけるカラー発光特性を説明する図である。図２０において、横軸は時間軸であり、ＬＥＤ光源部が赤色、緑色および青色の発光を順次繰り返す様子が示されている。また、縦軸は、サブ画像データ量であり、赤色、緑色および青色の色別データにしたがって前記シャッタ部が動作することにより、それぞれの色のサブ画像データ量が異なる様子が示されている。
【０００８】
すなわち、Ｒ期間では、赤色ＬＥＤが発光し、赤色データＤｒ（＝Ｄ１）に基づく透過光量でもって赤色の画像が表示される。同様に、Ｇ期間では、緑色ＬＥＤが発光し、緑色データＤｇ（＝Ｄ２）に基づく透過光量でもって緑色の画像が表示される。Ｂ期間では、青色ＬＥＤが発光し、青色データＤｂ（＝Ｄ３）に基づく透過光量でもって青色の画像が表示される。
【０００９】
ここで、赤色、緑色および青色の各ＬＥＤを用いてフルカラー表示をおこなう場合には、図２０に示すフィールド順次駆動の時間軸方向における人間の目の積分作用が利用される。したがって、図２０において、赤色、緑色および青色の各色別データＤｒ、ＤｇおよびＤｂのデータ値の等しい部分、すなわちＤｒ、ＤｇおよびＤｂの、ＣＬで指し示す一点鎖線よりも下側の部分については、赤色、緑色および青色を積分した白色発光がおこなわれていることになる。この白色発光に相当する等価白色データＤｗと、各色別データＤｒ、ＤｇおよびＤｂの、一点鎖線ＣＬを超える部分（図２０では、Ｄｇ’およびＤｂ’）との混色によって、カラー表示が実現される。
【００１０】
ところで、白色光を発するＬＥＤ（以下、白色ＬＥＤとする）として、青色ＬＥＤを、蛍光粒子を含有する樹脂で被覆したものが公知である（特許文献３、特許文献４参照）。また、青色ＬＥＤを、蛍光粒子とストロンチュームを含有する樹脂で被覆することにより、赤色を補正した白色ＬＥＤも公知である（特許文献５参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平７−３３３５７４号公報
【特許文献２】
特開平６−１１００３３号公報
【特許文献３】
特開平１０−６５２２１号公報
【特許文献４】
米国特許第６０６９４４０号明細書
【特許文献５】
特開２０００−２４４０２１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび高発光効率の青色のＬＥＤを用いてフルカラー表示をする方式では、白色発光の色バランスがフルカラー表示の性能に大きな影響を及ぼすにもかかわらず、白色レベルの色度を一定に保つことが困難であるという問題点がある。その理由は、以下のとおりである。上述したように、白色発光は、各色別データＤｒ、ＤｇおよびＤｂに基づいて赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを順次発光させたときの混合色として表現される。
【００１３】
また、個々のＬＥＤの光度ばらつきや順方向電圧ばらつきなどの個体差に起因して、同じ発光色でも素子によって微妙に色が異なることは上述した通りである。これを具体的に示したものが、図２１のｘｙ色度図である。図２１において、符号１０１は、世の中に存在する色の範囲であり、符号１０２は、ＮＴＳＣ方式で表現可能な色の範囲である。また、符号１０３、１０４および１０５は、それぞれ赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤの各発光色の範囲である。
【００１４】
このｘｙ色度図において、赤色ＬＥＤの発光色範囲１０３のｘはおおよそ０．５７〜０．６４であり、ｙはおおよそ０．３０〜０．３５である。また、緑色ＬＥＤの発光色範囲１０４のｘはおおよそ０．２４〜０．４１であり、ｙはおおよそ０．５４〜０．６５である。また、青色ＬＥＤの発光色範囲１０５のｘはおおよそ０．１４〜０．２９であり、ｙはおおよそ０．０５〜０．２１である。それぞれこのような色範囲を有する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤの各発光色を混色した場合には、ｘがおおよそ０．３０〜０．５０であり、ｙがおおよそ０．２１〜０．４６となる白発光色範囲１０６が得られる。
【００１５】
このように、各色のＬＥＤの発光色がばらつくことにより、表示装置毎に白レベルが変化してしまうため、複数の表示装置において、白色レベルの色度を同じにするのは困難である。また、大型の表示装置では、各色のＬＥＤが複数個ずつ設けられるため、それぞれのＬＥＤの発光が相互に干渉してしまうので、白レベルの調整は極めて困難である。
【００１６】
また、表示装置の製造段階において、複数の表示装置間の白色レベルの色度を合わせ込めたとしても、各ＬＥＤの光度特性に温度依存性があるため、以下のような問題がある。すなわち、温度の上昇に伴って、赤色、緑色および青色の光度は、それぞれの発光色に固有の減少率でもって減少する。それによって、調整済みの初期の白レベルからのずれが生じてしまう。これを具体的に示したものが、図２２のｘｙ色度図である。図２２において、符号１１１は、２５℃における白色レベルの色度であり、符号１１２および符号１１３は、それぞれ−１０℃および５０℃における白色レベルの色度である。
【００１７】
図２２によれば、２５℃においてｘの値はおおよそ０．４１である。それに対して、−１０℃ではｘの値はおおよそ０．５０となり、一方、５０℃ではｘの値はおおよそ０．３５となる。通常、ｘの値が０．０２程度ずれると、異なる色として認識される。したがって、図２２の例のように、温度特性によって、ｘの値が０．３５〜０．５０の範囲で変動すると、温度によっては白色ではなくなってしまう。そこで、この対策として、温度補償回路を付加することが考えられる。しかし、各色のＬＥＤの消費電力が異なり、またそれぞれの発熱量が異なるため、温度補償回路を付加したとしても、温度変動を有効に抑制するのは困難である。
【００１８】
環境温度の変動に対しては、ある程度の補償が可能であるが、それぞれに非線形補償が必要であることと、光度ばらつきがあるということのため、温度補償回路が複雑で大型化するという問題がある。
【００１９】
また、個々のＬＥＤで、その寿命や耐久性が異なるため、長期的には白レベルが変化してしまうという問題がある。ただし、これは、長期の使用でなければ、さほど問題にはならない。
【００２０】
このように、従来技術では、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを同時に発光させて白色とする場合でも、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを順次発光させ、人間の目に対する時間軸方向の積分作用により白色とする場合でも、白レベルの色度を一定に保つことは極めて重要であり、かつ困難である。
【００２１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、容易に所望の白色レベルの色度が得られるとともに、温度特性等の変動要因による白色レベルの変動を抑制することが可能な表示装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明にかかる表示装置は、異なる波長特性の光を発光し、それぞれ独立に制御可能な複数のカラー光を発光する光源部と、前記光源部から発せられた光の通過または反射を制御するシャッタ部と、を有し、一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、各サブフィールドに対応して前記光源部から特定のカラー光を発光させるとともに、各サブフィールドに対応してシャッタ部を制御する表示装置であって、前記カラー光の一つは白色光であることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項２に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１に記載の発明において、前記カラー光は、赤色、緑色、青色および白色の４色であることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項３に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１または２に記載の発明において、前記光源部は、ＬＥＤで構成されることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項４に記載の発明にかかる表示装置は、請求項３に記載の発明において、前記光源部は、赤色光を発する赤色ＬＥＤと、緑色光を発する緑色ＬＥＤと、青色光を発する青色ＬＥＤと、白色光を発する白色ＬＥＤで構成されることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項５に記載の発明にかかる表示装置は、請求項４に記載の発明において、前記白色ＬＥＤは、青色光を発する青色ＬＥＤ素子を蛍光体で被覆した構成であることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項６に記載の発明にかかる表示装置は、請求項４または５に記載の発明において、前記赤色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤおよび前記青色ＬＥＤの数をそれぞれ１とすると、前記白色ＬＥＤの数は１であることを特徴とする。
【００２８】
また、請求項７に記載の発明にかかる表示装置は、請求項４または５に記載の発明において、前記赤色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤおよび前記青色ＬＥＤの数をそれぞれ１とすると、前記白色ＬＥＤの数は２以上であることを特徴とする。
【００２９】
また、請求項８に記載の発明にかかる表示装置は、請求項４〜７のいずれか一つに記載の発明において、前記白色ＬＥＤは、前記青色ＬＥＤから遠い位置に配置されていることを特徴とする。
【００３０】
また、請求項９に記載の発明にかかる表示装置は、請求項８に記載の発明において、前記白色ＬＥＤの隣には、前記赤色ＬＥＤが配置されていることを特徴とする。
【００３１】
また、請求項１０に記載の発明にかかる表示装置は、請求項８または９に記載の発明において、前記赤色ＬＥＤ、前記青色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤおよび前記白色ＬＥＤは、同一の基板上に実装されていることを特徴とする。
【００３２】
また、請求項１１に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の発明において、前記シャッタ部は、液晶パネルであることを特徴とする。
【００３３】
また、請求項１２に記載の発明にかかる表示装置は、異なる波長特性の光を発光し、それぞれ独立に制御可能な複数のカラー光を発光する光源部と、前記光源部から発せられた光の通過または反射を制御するシャッタ部と、を有し、一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、各サブフィールドに対応して前記光源部から特定のカラー光を発光させるとともに、各サブフィールドに対応してシャッタ部を制御する表示装置であって、前記サブフィールドの一つでは白色光による表示がされることを特徴とする。
【００３４】
また、請求項１３に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１２に記載の発明において、一フィールドは、赤色光を表示するサブフィールドと、緑色光を表示するサブフィールドと、青色光を表示するサブフィールドと、白色光を表示するサブフィールドで構成されることを特徴とする。
【００３５】
また、請求項１４に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１３に記載の発明において、前記光源部は、赤色光を発する赤色ＬＥＤと、緑色光を発する緑色ＬＥＤと、青色光を発する青色ＬＥＤと、白色光を発する白色ＬＥＤで構成されており、赤色光を表示するサブフィールドでは前記赤色ＬＥＤのみが点灯し、緑色光を表示するサブフィールドでは前記緑色ＬＥＤのみが点灯し、青色光を表示するサブフィールドでは前記青色ＬＥＤのみが点灯し、白色光を表示するサブフィールドでは前記白色ＬＥＤのみが点灯することを特徴とする。
【００３６】
また、請求項１５に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１〜１４のいずれか一つに記載の発明において、各サブフィールドには、前記シャッタ部にデータを入力する書き込み期間と、書き込まれたデータに基づいて画像を表示する表示期間があることを特徴とする。
【００３７】
また、請求項１６に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１５に記載の発明において、各カラー光は、対応するサブフィールドの前記表示期間においてのみ前記光源部から発せられることを特徴とする。
【００３８】
また、請求項１７に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１〜１６のいずれか一つに記載の発明において、入力データを各カラー光毎に分解して色別データとし、該色別データのうちの最小値が、白色光を表示するためのサブ画像データとして、白色光に対応するサブフィールドで前記シャッタ部に入力されることを特徴とする。
【００３９】
また、請求項１８に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１７に記載の発明において、前記色別データと、白色光を表示するための前記サブ画像データとの差を、白色光を除くカラー光の各色毎のサブ画像データとし、当該各色毎のサブ画像データは、各カラー光に対応するサブフィールドで前記シャッタ部に入力されることを特徴とする。
【００４０】
また、請求項１９に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１７または１８に記載の発明において、各サブフィールドには、前記シャッタ部にデータを入力する書き込み期間と、書き込まれたデータに基づいて画像を表示する表示期間があり、前記書き込み期間で前記シャッタ部に前記サブ画像データが入力されることを特徴とする。
【００４１】
また、請求項２０に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１４に記載の発明において、白色光を表示するサブフィールドにおける輝度は、赤色光を表示するサブフィールドにおける最大輝度と、緑色光を表示するサブフィールドにおける最大輝度と、青色光を表示するサブフィールドにおける最大輝度との総和に等しくなるように調整されていることを特徴とする。
【００４２】
また、請求項２１に記載の発明にかかる表示装置は、請求項２０に記載の発明において、前記白色ＬＥＤの順方向電流を調整することによって、白色光を表示するサブフィールドにおける輝度が調整されていることを特徴とする。
【００４３】
また、請求項２２に記載の発明にかかる表示装置は、請求項２０に記載の発明において、前記白色ＬＥＤの点灯時間を調整することによって、白色光を表示するサブフィールドにおける輝度が調整されていることを特徴とする。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。本発明の実施の形態にかかる表示装置の概略構成を図２に示す。図２に示すように、表示装置は、異なる波長特性の光を発光し、それぞれ独立に制御可能な複数のカラー光源からなる光源部１を有する。複数のカラー光源のうち、少なくとも一つは、白色光を発光する白色光源である。
【００４５】
本実施の形態では、フルカラーの表示を実現する形態を示している。したがって、特に限定しないが、たとえば光源部１は、導光板３の側面に、赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ６および白色ＬＥＤ７を配置した構成となっている。光源部１は、光源駆動回路９によって駆動される。なお、図２に示す例では、赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ６および白色ＬＥＤ７よりなる組みが二組配置されているが、一組だけでもよいし、三組以上あってもよい。
【００４６】
また、表示装置は、光源部１が発光する光の透過を制御するシャッタ部２を有する。シャッタ部２は、シャッタ制御回路８によって制御される。特に限定しないが、たとえばシャッタ部２は、薄くてシャッタ性能のよい液晶パネルにより構成されている。シャッタ部２の駆動方式は、高速応答液晶を使用してもコントラストの高いマトリクス表示が可能なＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子によるアクティブ駆動方式である。
【００４７】
すなわち、特に図示しないが、シャッタ部２は、ｎ×ｍ個の画素を備えたマトリクス表示構成となっている。また、シャッタ部２は、たとえば２枚の基板の間に液晶分子を９０度ツイストした状態で封入した構成の液晶パネルで構成されている。そして、その上下の偏光板は、ノーマリ白モードである。基板上には、ｎ×ｍの各画素に一つずつＴＦＴ素子が配置されており、それぞれソース線およびゲート線が引き出されて、シャッタ制御回路８に接続されている。
【００４８】
図３〜図６に、各ＬＥＤの分光感度特性を示す。いずれの図も、横軸は波長λであり、縦軸は最大発光に対する相対感度％を表している。本実施の形態では、図３に示すように、赤色ＬＥＤ４は、６２４ｎｍにピークを示す分光感度特性１１を有する。図４に示すように、緑色ＬＥＤ５は、５１５ｎｍにピークを示す分光感度特性１２を有する。青色ＬＥＤ６は、図５に示すように、４６８ｎｍにピークを示す分光感度特性１３を有する。
【００４９】
白色ＬＥＤ７は、たとえば青色ＬＥＤに黄色の蛍光体を塗布したものであり、図６に示すように、その分光感度特性１４は、４６８ｎｍと５５５ｎｍにピークを有し、７００ｎｍまで広がる特性を示す。白色ＬＥＤ７として、特に限定しないが、たとえば前記特許文献３〜５に開示されたＬＥＤを用いることができる。
【００５０】
この白色ＬＥＤ７は、光源に青色ＬＥＤのみを用いているので、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤの各発光による混色として白色を表現する場合に比べて、白バランスのばらつきが非常に小さいという特性を有する。その理由は、白色ＬＥＤ７の光源となるのは１個の青色ＬＥＤであるため、ＬＥＤのばらつきが同じであるとしても、混色の白発光が３個のＬＥＤのばらつきに支配されるのに対し、白色ＬＥＤ７は１個のＬＥＤのばらつきのみに支配されることと、青色ＬＥＤの上部に塗布する蛍光体の濃度ばらつきが小さいからである。
【００５１】
図７に、表示装置のブロック図を示す。光源部１は、赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ６および白色ＬＥＤ７を備えている。赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ６および白色ＬＥＤ７は、それぞれ光源駆動回路９から供給される赤色ＬＥＤ点灯信号Ｌｒ、緑色ＬＥＤ点灯信号Ｌｇ、青色ＬＥＤ点灯信号Ｌｂおよび白色ＬＥＤ点灯信号Ｌｗに基づいて、点灯状態または非点灯状態となる。
【００５２】
シャッタ部２は、ｎ×ｍのマトリクス構造を有しており、シャッタ制御回路８から供給されるｍ本のゲート線駆動信号Ｓｇと、ｎ本のソース線駆動信号Ｓｓとによって駆動される。シャッタ制御回路８は、入力された画像データを、赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ６および白色ＬＥＤ７のそれぞれに対応したサブ画像データに変換する。そして、シャッタ制御回路８は、サブ画像データをＬＥＤに対応したソース線駆動信号Ｓｓに変換して出力する。
【００５３】
一般に、画像データをソース線駆動信号Ｓｓに変換して階調表示する方式として、画像データに応じてソース線駆動信号Ｓｓの振幅を変化させる電圧振幅変調方式と、一定電圧のソース線駆動信号Ｓｓの印加時間を変化させる時間軸変調方式がある。いずれの方式も採用することができるが、ここでは、一例として電圧振幅変調方式を採用する。したがって、本実施の形態では、ソース線駆動信号Ｓｓの振幅は、サブ画像データに応じて変化する。
【００５４】
つぎに、フィールド順次型の表示方式について説明する。図８および図９は、図２０に示す従来のフィールド順次型表示装置におけるカラー発光特性と同じ表示状態を、赤、緑、青および白の４色のＬＥＤを順次発光させる表示方式に変更したカラー発光特性を示す図である。以下には、図２０に示す従来のフィールド順次型表示装置におけるカラー発光特性との違いについてのみ説明する。
【００５５】
図８は、図２０に示す従来のフィールド順次型の表示方式を、４色のＬＥＤを用いたフィールド順次型の表示方式に変更することを説明するためのカラー発光特性図である。図８に示すように、一フィールドは、赤色ＬＥＤ４が発光するＲ期間、緑色ＬＥＤ５が発光するＧ期間、青色ＬＥＤ６が発光するＢ期間、白色ＬＥＤ７が発光するＷ期間の四つのサブフィールドに分割されている。
【００５６】
白色ＬＥＤ７の透過光量を制御する白色データＤｗは、赤色、緑色および青色の各色別データＤｒ、ＤｇおよびＤｂのデータ値の等しい部分である。すなわち、図８において、色別データＤｒ、ＤｇおよびＤｂのうちの最小値を示す一点鎖線ＣＬよりも下側の部分が白色データＤｗとなる。図８に示す例では、Ｄｗ＝Ｄ１である。
【００５７】
図９に、図８に示すカラー発光特性に基づいて、実際の表示装置においてシャッタ部２に印加されるサブ画像データを示す。図９に示すように、白色のサブ画像データＤｓｗは、図８に関連して説明したように、図８の一点鎖線ＣＬの下側部分のＤｗである。緑色のサブ画像データＤｓｇおよび青色のサブ画像データＤｓｂは、それぞれＤｇおよびＤｂのうち、図８の一点鎖線ＣＬを超える部分、すなわちＤｇ’およびＤｂ’となる。赤色のサブ画像データＤｓｒはゼロである。
【００５８】
したがって、図８に示す例では、赤色データＤｒは、白色発光に寄与しているだけであり、白色ＬＥＤ７を設けることにより図９に示すごとくゼロとなって赤色発光はおこなわれない。そのため、表示装置全体の発光としては、白色のデータＤｗ（＝Ｄｓｗ）による白色発光と、緑色のデータＤｇ’（＝Ｄｓｇ）による緑色発光と、青色のデータＤｂ’（＝Ｄｓｂ）による青色発光との混色となる。なお、図８および図９に示す例では、赤色データＤｒが最小であるとしたが、緑色データＤｇが最小である場合には、緑色データＤｇは白色発光に寄与するだけであり、表示装置全体の発光としては、白色発光と赤色発光と青色発光との混色となる。青色データＤｂが最小の場合も同様である。
【００５９】
つぎに、上述した各ＬＥＤの点灯信号Ｌｒ、Ｌｇ、ＬｂおよびＬｗ、並びにゲート線およびソース線の各駆動信号ＳｇおよびＳｓのタイミングについて説明する。図１は、それらの信号の波形を示す図である。なお、図１において、ゲート線駆動信号Ｓｇおよびソース線駆動信号Ｓｓの後の（１）、（２）、（ｍ）および（ｎ）は、それぞれ別々のゲート線またはソース線を駆動する信号であることを表す。
【００６０】
図１に示すように、一つの表示画像が成立するフィールドは、四つのサブフィールドｆｒ、ｆｇ、ｆｂおよびｆｗにより構成される。また、各サブフィールドは二つの期間からなる。各サブフィールドの前半は書き込み期間Ｔｗであり、後半は表示期間Ｔｄである。
【００６１】
書き込み期間Ｔｗでは、シャッタ制御部８が動作し、それによって液晶パネルの各画素領域に、ＴＦＴ素子を介して各サブフィールドに対応したサブ画像データに応じた電圧が印加される。つまり、書き込み期間Ｔｗの間に、ソース線駆動信号Ｓｓ（１）〜Ｓｓ（ｎ）は、それぞれのサブフィールドに対応したサブ画像データに応じたソース電圧となる。そして、ゲート線駆動信号がＳｇ（１）からＳｇ（ｍ）まで順次選択電圧となり、各ゲート線に順次選択電圧が印加される。それによって、選択されたゲート線に接続されたＴＦＴ素子がオン状態となり、そのＴＦＴ素子に対応する画素領域に、サブ画像データに応じた電圧が印加される。
【００６２】
表示期間Ｔｄでは、書き込み期間Ｔｗにおいて書き込まれた画像が表示される。この期間では、光源駆動回路９から各ＬＥＤの点灯信号Ｌｒ，Ｌｇ、ＬｂおよびＬｗが順に出力される。白表示サブフィールドｆｗでは、白色ＬＥＤ点灯信号Ｌｗが、表示期間Ｔｄの間だけ、ＬＥＤを点灯させるレベルとなる。このとき、赤色、緑色および青色の各ＬＥＤ点灯信号Ｌｒ、ＬｇおよびＬｂは、ＬＥＤが非点灯となるレベルである。したがって、白表示サブフィールドｆｗの表示期間Ｔｄでは、白色ＬＥＤ７のみが発光する。
【００６３】
ｆｒ、ｆｇおよびｆｂの各サブフィールドでも同様であり、各サブフィールドの表示期間Ｔｄの間だけ、それぞれ赤色ＬＥＤ点灯信号Ｌｒ、緑色ＬＥＤ点灯信号Ｌｇおよび青色ＬＥＤ点灯信号ＬｂのみがＬＥＤを点灯させるレベルとなる。それによって、それぞれの表示期間Ｔｄの間だけ、赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５および青色ＬＥＤ６のみが発光する。
【００６４】
また、各ＬＥＤの点灯信号Ｌｒ，Ｌｇ、ＬｂおよびＬｗは、それぞれのサブフィールドにおいて、表示期間Ｔｄの間だけＬＥＤを点灯させるレベルとなり、書き込み期間Ｔｗの間はＬＥＤが非点灯となるレベルになる。このようにすることによって、混色を防いで、彩度を上げることができる。
【００６５】
仮にこのようにしないとすると、今回点灯するＬＥＤに対応した画像の書き込みが完了していない状態、すなわちシャッタ部２に直前のサブフィールドの画像が残っている状態で、ＬＥＤが点灯してしまうことになる。そのため、表示される画像とＬＥＤの点灯色とが合わなくなり、混色が起こってしまう。本実施の形態では、上述したように、書き込み期間Ｔｗの間はＬＥＤを非点灯状態とすることにより、混色を防いでいる。
【００６６】
つぎに、入力される画像データを、各サブフィールドで表示するサブ画像データに変換する方法について、図１０のフローチャートを用いて説明する。一例として、ここでは、入力される画像データが、携帯端末などの表示装置において標準で用いられているデジタルインターフェースの場合に対応しており、携帯端末用のフルカラー表示として標準的な６５５３６色表示が可能なＲＧＢ１６ビットデータに対応しているとする。ＲＧＢ１６ビットデータは、ＭＳＢ側から赤色５ビット、緑色６ビット、青色５ビットの順で並ぶ構成、すなわちＲ（５ビット）／Ｇ（６ビット）／Ｂ（５ビット）の１６ビット構成となっている。
【００６７】
図１０に示すように、まず、ＲＧＢ１６ビットデータが入力されると（ステップＳ１）、ＲＧＢ１６ビットデータを各カラー光毎に分解し、色別データとして６ビットの赤色データＤｒと６ビットの緑色データＤｇと６ビットの青色データＤｂを得る（ステップＳ２）。その際、元のＲＧＢ１６ビットデータにおいて赤色光のデータと青色光のデータはともに５ビットで構成されているので、それぞれを赤色データＤｒと青色データＤｂの上位５ビットに代入し、最下位ビットに０を代入することにより、６ビットデータとする。
【００６８】
ついで、白表示サブフィールドｆｗで白色表示をおこなうための白色のサブ画像データＤｓｗを演算により求める（ステップＳ３）。演算方法は、ステップＳ２の変換により得られた色別データＤｒ、ＤｇおよびＤｂの中から最小値を求め、その最小値を白色のサブ画像データＤｓｗに代入する。すなわち、図８に関連して説明したように、図８において、色別データＤｒ、ＤｇおよびＤｂのうちの最小値を示す一点鎖線ＣＬよりも下側の部分を白色のサブ画像データＤｓｗとする。
【００６９】
ついで、赤表示サブフィールドｆｒ、緑表示サブフィールドｆｇおよび青表示サブフィールドｆｂでそれぞれ赤色、緑色および青色表示をおこなうための赤色のサブ画像データＤｓｒ、緑色のサブ画像データＤｓｇおよび青色のサブ画像データＤｓｂを生成する（ステップＳ４、ステップＳ５、ステップＳ６）。各色のサブ画像データの値は、つぎの（１）式、（２）式および（３）式により得られる。
【００７０】
Ｄｓｒ＝Ｄｒ−Ｄｓｗ　・・・（１）
Ｄｓｇ＝Ｄｇ−Ｄｓｗ　・・・（２）
Ｄｓｂ＝Ｄｂ−Ｄｓｗ　・・・（３）
【００７１】
すなわち、図８および図９に関連して説明したように、赤色、緑色および青色の各サブ画像データＤｓｒ、ＤｓｇおよびＤｓｂは、それぞれ前記色別データＤｒ、ＤｇおよびＤｂのうち、図８の一点鎖線ＣＬを超える部分となる。このような演算をおこなうことにより、入力されたＲＧＢ１６ビットデータを、赤色のサブ画像データＤｓｒ、緑色のサブ画像データＤｓｇ、青色のサブ画像データＤｓｂおよび白色のサブ画像データＤｓｗに容易に変換することができる。つまり、本実施の形態では、白表示サブフィールドｆｗを新たに設けるという特徴を具えつつも、従来と同様のインターフェースであるＲＧＢ１６ビットデータによりフルカラー画像を表示することができる。
【００７２】
以上のようにして得られた各サブ画像データに応じた画像を各サブフィールドの書き込み期間Ｔｗでシャッタ部２に入力することにより、人間の目には時間軸方向に積分されて６５５３６色のフルカラー表示に見える。この場合に人間の目でフリッカを認識できないようにするには、１フィールドの周波数を１００Ｈｚ程度にするのが最適である。したがって、各サブフィールドを４００Ｈｚで駆動すると最適になる。
【００７３】
本実施の形態にかかる表示装置では、白表示サブフィールドｆｗにおいて点灯する白色ＬＥＤ７の輝度を調整することにより、より自然で良好なカラー画像の表示を得ることができる。この調整方法について説明する前に、まず各サブフィールドにおける光源の発光強度と輝度の関係について説明する。輝度とは、人間の目でものを見たときの輝きを表したものである。
【００７４】
人間の目には、波長により明るさの感じ方が異なるという特性があり、これを比視感度特性という。輝度の調整をおこなうにあたっては、この比視感度特性を考慮する必要がある。図１１に、明るいところで見た場合（明所視）の比視感度曲線を示す。図１１において、横軸は波長であり、縦軸は比視感度である。図１１に示すように、比視感度特性２１は、緑色である５５５ｎｍ付近の波長域で最大となり、４７０ｎｍの青色側および６７０ｎｍの赤色側では小さいという特性を有する。つまり、周知のごとく、人間の目には、緑色が一番明るく感じられ、次に赤色が明るく感じられる。そして、青色が一番暗く感じられる。
【００７５】
一方、ＬＥＤ光源の発光特性は、通常、エネルギー量である発光強度特性で表される。したがって、発光強度特性には、人間の目の特性は考慮されていない。図１２に、赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５および青色ＬＥＤ６を同時点灯させて白色発光としたときの発光強度特性を示す。また、図１３に、白色ＬＥＤ７を点灯させて白色発光としたときの発光強度特性を示す。図１２および図１３において、横軸は波長であり、縦軸は発光強度（単位はＷ）である。
【００７６】
図１２に示す発光強度特性２２と、図１３に示す発光強度特性２３は、いずれも人間の目には白色に見える特性を示している。しかし、図１２に示す発光強度特性２２では、青色と緑色と赤色の３色の混色により白色が構成されているのに対して、図１３に示す発光強度特性２３では、青色と黄色の混色により白色が構成されている。このように、両者では、波長構成が異なるにもかかわらず、人間の目には白色として見える。
【００７７】
本実施の形態では、図８および図９に関連して説明したように、赤表示サブフィールドｆｒ、緑表示サブフィールドｆｇおよび青表示サブフィールドｆｂにおける赤色データＤｒ、緑色データＤｇおよび青色データＤｂの等しい部分（図８の一点鎖線ＣＬよりも下側の部分）のデータ値を、白表示サブフィールドｆｗにおける白色のサブ画像データＤｓｗとして、白色が表示される。したがって、赤表示サブフィールドｆｒ、緑表示サブフィールドｆｇおよび青表示サブフィールドｆｂにおいて図８の一点鎖線ＣＬよりも下側の部分のデータにより表示されるであろう白色と、白表示サブフィールドｆｗにおいて表示される白色とが、目視的に同じになっていることが最も好ましい。
【００７８】
そのためには、両者の白色の明るさが一致している必要がある。つまり、図１２に示す発光強度特性２２を有する光源の輝度と、図１３に示す発光強度特性２３を有する光源の輝度が一致している必要がある。ここで、発光強度特性から輝度を得るには、発光強度特性に比視感度特性を乗じて波長で積分すればよい。
【００７９】
図１４は、図１２に示す発光強度特性に対して図１１に示す比視感度特性を考慮した輝度特性を示す図である。この輝度特性２４は、図１２の発光強度特性２２に一定の常数を乗じて、図１１の比視感度特性２１を掛けたものであり、各波長での輝度を表している。したがって、赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５および青色ＬＥＤ６よりなる光源全体の輝度Ｙｒｇｂは、輝度特性２４を波長で積分して得られる曲線の面積である。
【００８０】
また、図１５は、図１３に示す発光強度特性に対して図１１に示す比視感度特性を考慮した輝度特性２５を示す図であり、図１４の輝度特性２４と同様の演算により求められた各波長での輝度を表している。白色ＬＥＤ７の輝度Ｙｗは、図１５の輝度特性２５を波長で積分して得られる曲線の面積である。したがって、白色ＬＥＤ７の輝度調整においては、白色ＬＥＤ７の輝度Ｙｗが赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５および青色ＬＥＤ６よりなる光源全体の同時発光輝度Ｙｒｇｂに等しくなるようにすればよい。
【００８１】
一般に、赤色と緑色と青色の光源（ＬＥＤ）がある場合に、それぞれの輝度をｒとｇとｂとすると、その光源全体の輝度は、比視感度から経験的に、つぎの（４）式で表されることが知られている。
【００８２】
輝度＝０．２９８９１２×ｒ＋０．５８６６１１×ｇ＋０．１１４４７８×ｂ・・・（４）
【００８３】
赤色と緑色と青色の光源（ＬＥＤ）のそれぞれの最大輝度をＹｒ、ＹｇおよびＹｂとし、これらを上記（４）式に代入することにより、つぎの（５）式に示すように、光源全体の最大輝度Ｙｒｇｂが得られる。
【００８４】
Ｙｒｇｂ＝０．２９８９１２×Ｙｒ＋０．５８６６１１×Ｙｇ＋０．１１４４７８×Ｙｂ　・・・（５）
【００８５】
したがって、白色ＬＥＤ７の輝度調整においては、理論的には、つぎの（６）式を満たすようにＹｗを調整すればよいことになる。
【００８６】
Ｙｗ＝０．２９８９１２×Ｙｒ＋０．５８６６１１×Ｙｇ＋０．１１４４７８×Ｙｂ　・・・（６）
【００８７】
上記（６）式は、一般的な経験に基づいて導かれた式であるため、Ｙｒ、ＹｇおよびＹｂの各係数は、（６）式で用いた係数に限定されるものではなく、おおよそ同じような数値であればよい。この３つの係数を種々変えて発明者が実験をおこなったところ、つぎの（７）式を満たすようにＹｗを調整した場合でも、十分に自然な表示が得られることが確認されている。
【００８８】
Ｙｗ＝０．３×Ｙｒ＋０．５×Ｙｇ＋０．２×Ｙｂ　・・・（７）
【００８９】
ここで、赤色光源（ＬＥＤ）の最大輝度Ｙｒは、赤表示サブフィールドｆｒにおいて、赤色のサブ画像データＤｓｒを最大の透過率となるように前記シャッタ部２を設定し、かつ緑色、青色および白色の各サブ画像データＤｓｇ、ＤｓｂおよびＤｓｗを最小の透過率となるように前記シャッタ部２を設定したときに視認している赤色光の輝度である。また、緑色光源（ＬＥＤ）の最大輝度Ｙｇおよび青色光源（ＬＥＤ）の最大輝度Ｙｂも同様であり、それぞれの表示フィールドにおいて、対応するサブ画像データを最大の透過率となるようにし、それ以外のサブ画像データを最小の透過率となるようにしたときに視認している光の輝度である。なお、サブ画像データを最小の透過率となるようにしたときに、その光源（ＬＥＤ）は非点灯状態であってもよい。
【００９０】
実際には、上述したような換算をおこなって輝度を求める必要はなく、市販の輝度計を用い、以下の手順で輝度を測定し、その測定値に基づいて調整をおこなえばよい。輝度計には、視感度を補正するフィルタが内蔵されている。
【００９１】
赤表示サブフィールドｆｒ、緑表示サブフィールドｆｇ、青表示サブフィールドｆｂおよび白表示サブフィールドｆｗのうち、赤と緑と青の表示サブフィールドｆｒ、ｆｇおよびｆｂでは、それぞれ透過率が最大となるサブ画像データでもって表示をおこなう。また、白表示サブフィールドｆｗでは、透過率が最小となるサブ画像データ、たとえばゼロでもって表示をおこなう。
【００９２】
このようにすると、赤表示サブフレームの輝度は、赤色ＬＥＤ４の最大輝度Ｙｒとなる。また、緑表示サブフレームの輝度および青表示サブフレームの輝度は、それぞれ緑色ＬＥＤ５の最大輝度Ｙｇおよび青ＬＥＤ６の最大輝度Ｙｂとなる。一方、白表示サブフレームの輝度は、ゼロとなる。したがって、フレーム全体の輝度は、ＹｒとＹｇとＹｂの総和となり、Ｙｒｇｂとなる。この輝度Ｙｒｇｂを輝度計を用いて測定する。
【００９３】
なお、輝度計は、赤表示サブフレーム、緑表示サブフレームおよび青表示サブフレームの光の輝度を十分に積分することができる状態にしておく。つまり、輝度計のサンプリング周波数をサブフレームの周波数よりも遅くしておく。
【００９４】
ついで、赤と緑と青の表示サブフィールドｆｒ、ｆｇおよびｆｂでは、それぞれ透過率が最小（たとえば、ゼロ）となるサブ画像データでもって表示をおこない、かつ白表示サブフィールドｆｗでは、透過率が最大となるサブ画像データでもって表示をおこなう。このときの輝度Ｙｗを輝度計により測定しながら、先に測定したＹｒｇｂに等しくなるように、白表示サブフィールドｆｗで点灯する白色ＬＥＤ７の順方向電流を調整する。このように調整することによって、自然なカラー画像を表示することができる。
【００９５】
図１６に、白色ＬＥＤ７の輝度の順方向電流特性を示す。図１６には、ＹｗがＹｒｇｂよりも小さいため、白色ＬＥＤ７の順方向電流を大きくすることによって、ＹｗをＹｒｇｂに一致させる様子が示されている。また、これに対応して、図１５には、当初の輝度特性２５が、調整後の輝度特性２６に変化した様子が示されている。輝度調整により、この調整後の輝度特性２６を波長で積分して得られる曲線の面積が、図１４の輝度特性２４を波長で積分して得られる曲線の面積に等しくなる。
【００９６】
また、白色ＬＥＤ７の順方向電流を調整する代わりに、白色ＬＥＤ７の発光輝度自体はそのままとし、白表示サブフィールドｆｗにおける白色ＬＥＤ７の発光時間を調整することにより、白表示の輝度調整をおこなうようにしてもよい。図１７は、この調整方法における各ＬＥＤの発光タイミングを説明する図である。図１７に示すように、一フィールドは、四つのサブフィールドｆｒ、ｆｇ、ｆｂおよびｆｗにより構成されており、各サブフィールドは、前半の書き込み期間Ｔｗと後半の表示期間Ｔｄからなる。
【００９７】
赤表示サブフィールドｆｒ、緑表示サブフィールドｆｇおよび青表示サブフィールドｆｂでは、それぞれ赤色ＬＥＤ点灯信号Ｌｒ、緑色ＬＥＤ点灯信号Ｌｇおよび青色ＬＥＤ点灯信号Ｌｂが、表示期間Ｔｄの間だけ、ＬＥＤを点灯させるレベルとなり、対応する色のＬＥＤのみが点灯する。それに対して、白表示サブフィールドｆｗでは、白色ＬＥＤ点灯信号Ｌｗは、表示期間ＴｄのうちのＴｄｗ（≦Ｔｄ）の期間だけ、ＬＥＤを点灯させるレベルとなる。表示期間ＴｄのうちのＴｄｗを除く期間では、白色ＬＥＤ点灯信号Ｌｗは、ＬＥＤが非点灯となるレベルである。なお、前記白色ＬＥＤ点灯信号Ｌｗを表示期間Ｔｄより小さいＴｄｗ方向に調整するためには初期条件として前記白色ＬＥＤ７の輝度を予め高くしておく必要がある。
【００９８】
したがって、白表示サブフィールドｆｗでは、白色ＬＥＤ７はＴｄｗの期間だけ点灯する。つまり、このＴｄｗの期間を調整することにより、白表示サブフィールドｆｗにおける白色ＬＥＤ７の発光時間が変化し、白表示サブフィールドｆｗにおける白表示の輝度を調整することができる。
【００９９】
実際には、上述した順方向電流を調整する場合と同様の手順で、赤色、緑色および青色によるフレーム全体の輝度Ｙｒｇｂを輝度計により測定する。そして、赤と緑と青の表示サブフィールドｆｒ、ｆｇおよびｆｂでは、それぞれのサブ画像データを、透過率が最小（たとえば、ゼロ）となるデータとし、かつ白表示サブフィールドｆｗでは、サブ画像データを、透過率が最大となるデータとして、表示をおこなう。このときの輝度Ｙｗを輝度計により測定しながら、先に測定したＹｒｇｂに等しくなるように、白表示サブフィールドｆｗで点灯する白色ＬＥＤ７の点灯時間Ｔｄｗを、Ｔｄの範囲内で調整する。このような調整によっても、自然なカラー画像を表示することができる。
【０１００】
また、さらに別の調整方法として、シャッタ部２を構成する液晶パネルのシャッタ開度の最大値が、赤、緑および青の表示サブフィールドｆｒ、ｆｇおよびｆｂと白表示サブフィールドとで異なるようにしてもよい。この場合、液晶パネルに入力するサブ画像データ量を変換する方法と、液晶パネルのシャッタ特性を切り替える方法がある。
【０１０１】
また、さらに別の調整方法として、赤色、緑色、青色および白色の各ＬＥＤの数を増減させるようにしてもよい。すなわち、後述するように、赤色ＬＥＤ４と緑色ＬＥＤ５と青色ＬＥＤ６がそれぞれ１個ずつであるのに対して、白色ＬＥＤ７が１個設けられた構成（図１８参照）としてもよいし、２個以上設けられた構成（図１９参照）としてもよい。この方法は、たとえばＹｒｇｂが白色ＬＥＤ７の最大輝度よりも高いことが原因で最適に調整できない場合に、白色ＬＥＤ７を増やすことによって、白色表示の最大輝度がより高くなり、調整が可能となるので、有効である。
【０１０２】
なお、白色ＬＥＤ７の輝度や発光時間を調整する代わりに、赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５および青色ＬＥＤ６の輝度や発光時間を調整するようにしてもよい。たとえば、白色ＬＥＤ７の発光量を最大にし、それに赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５および青色ＬＥＤ６の発光量を合わせるように調整してもよい。
【０１０３】
つぎに光源部１の構成について説明する。ここでは、図２に示す構成において二組設けられている赤色、緑色、青色および白色のＬＥＤ群の片方についてのみ説明する。もう片方のＬＥＤ群の構成も同様である。図１８に示す例では、ＬＥＤ群には、赤色ＬＥＤ素子３１、緑色ＬＥＤ素子３２、青色ＬＥＤ素子３３、および白色ＬＥＤ７を構成する青色ＬＥＤ素子３４が１個ずつ設けられている。
【０１０４】
各ＬＥＤ素子３１〜３４は、基板４１上に実装されており、樹脂により封止されたパッケージとなっている。白色ＬＥＤ７を構成する青色ＬＥＤ素子３４を被覆する透明樹脂４２には、蛍光粒子４３が含まれている。赤色ＬＥＤ素子３１、緑色ＬＥＤ素子３２および青色ＬＥＤ素子３３を被覆する樹脂４４は、一般にＬＥＤ素子の封入に用いられる透明樹脂である。
【０１０５】
各ＬＥＤ素子３１〜３４のアノード電極は、基板４１のアノード配線に共通接続されている。基板４１のアノード配線は、ＬＥＤ群全体の図示しないアノード電極としてパッケージの外部に引き出されている。また、赤色ＬＥＤ素子３１、緑色ＬＥＤ素子３２、青色ＬＥＤ素子３３、および白色ＬＥＤ７を構成する青色ＬＥＤ素子３４の各カソード電極は、それぞれ基板４１の対応するカソード配線に接続されている。基板４１の各カソード配線は、赤色ＬＥＤ素子３１の図示しないカソード電極、緑色ＬＥＤ素子３２の図示しないカソード電極、青色ＬＥＤ素子３３のカソード電極４５、および白色ＬＥＤ７を構成する青色ＬＥＤ素子３４のカソード電極４６として、それぞれパッケージの外部に引き出されている。
【０１０６】
図１９に示す例は、ＬＥＤ群に、赤色ＬＥＤ素子３１、緑色ＬＥＤ素子３２および青色ＬＥＤ素子３３が１個ずつと、白色ＬＥＤ７を構成する青色ＬＥＤ素子３４が２個設けられたものである。図１９に示す例では、ＬＥＤ群全体のアノード電極４７として、基板４１のアノード配線がパッケージの外部に引き出されている。その他の構成は、図１８に示す例と同じである。
【０１０７】
なお、図１８または図１９に示す例では、基板４１における、赤色ＬＥＤ素子３１、緑色ＬＥＤ素子３２、青色ＬＥＤ素子３３、および白色ＬＥＤ７を構成する青色ＬＥＤ素子３４の並び順が、図２に示す順と異なっている。これは、蛍光粒子４３を含む樹脂４２の隣、すなわち白色ＬＥＤ７の隣には、蛍光粒子４３に反応しづらい長波長側のＬＥＤから順に配置するのが好ましいからである。つまり、図１８または図１９に示す例のように、白色ＬＥＤ７の隣に赤色ＬＥＤ素子３１を配置し、その隣に緑色ＬＥＤ素子３２を配置し、さらにその隣に青色ＬＥＤ素子３３を配置するのがよい。ただし、各ＬＥＤの配置は、上記配置順に限定されるものではなく、その他の配置順であってもよい。
【０１０８】
以上、詳述したように、実施の形態によれば、入力されたＲＧＢ１６ビットデータを、赤色、緑色、青色および白色に対応する四つのサブフィールドのサブ画像データに変換し、各サブフィールドに同期してシャッタ部２を制御することにより、フルカラー表示を実現することができる。
【０１０９】
また、実施の形態によれば、白色ＬＥＤ単体としての色度のばらつきは、そのまま白バランスのばらつきに反映されてしまうが、上述したように、その白バランスのばらつきは非常に小さく、白色ＬＥＤ７の光源となる青色ＬＥＤ素子３４を、その特性を考慮して選択することと、青色ＬＥＤ素子３４に塗布する蛍光体の濃度や特性を調整することによって、容易に所望の白色レベルに調整可能である。したがって、本実施の形態の表示装置では、その組み立て後に白バランスを調整する必要がないので、調整回路や調整工程が不要となり、装置の小型化や低コスト化が可能となる。
【０１１０】
それに対して、従来のように、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤを用いて白色を表現する場合には、それぞれのＬＥＤの光度にばらつきが生じ、それがそのまま白バランスに影響するため、組み立て後に、表示装置毎に白バランスの調整が必要となるが、上述したように、この調整は極めて困難である。したがって、複雑な調整回路が必要になり、部品点数の増加や装置の大型化を招いたり、調整工程が複雑化して、調整に多大な時間を要するなどの不都合がある。
【０１１１】
また、実施の形態によれば、白色表示用の光源は白色ＬＥＤ７のみであるため、周囲の温度変化や駆動時の電力による白レベル変化は生じない。それに対して、従来のように、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤを用いて白色を表現する場合には、それぞれのＬＥＤの光度−温度特性が異なるために、ＬＥＤを低電流で駆動しても、周囲の温度変化や、各色のＬＥＤで電力が異なることに起因する温度差によって、白レベル変化が起きてしまう。また、従来の構成では、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤの劣化特性が異なるために、次第に白レベルが変化してしまうという欠点があるが、それも白色ＬＥＤ７を用いることにより解決される。
【０１１２】
以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、種々変更可能である。たとえば、画像データをソース線駆動信号Ｓｓに変換して階調表示する方式として、時間軸変調方式を採用してもよい。その場合には、ソース線駆動信号Ｓｓの印加時間は、サブ画像データに応じて変化する。
【０１１３】
また、ＲＧＢアナログ信号を入力のインターフェースに用いることもできる。その場合には、実施の形態と同様の演算により、ＲＧＢアナログ信号を赤色、緑色、青色および白色のアナログ輝度信号に変換すればよい。
【０１１４】
また、たとえば青色と赤色のように二色のサブフィールドに白表示サブフィールドを追加してマルチカラー表示をおこなう構成としてもよい。そうすれば、白色表示と薄色表示が可能となり、白色表示は背景として最適であるので、表示品質が格段に向上する。
【０１１５】
また、実施の形態の表示装置を用いるソフトウェアを含めたシステムにおいて、赤色、緑色、青色および白色の各データを６ビットデータで構成してもよい。そうすれば、上述した演算をおこなう手段が不要になる。
【０１１６】
また、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤと白色ＬＥＤをそれぞれ単体で用意して基板に実装してもよいし、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤを同一基板に実装して封入した市販品と白色ＬＥＤを用意し、それらを基板に実装してもよい。また、白色ＬＥＤとして、紫外線発光のＬＥＤに、白色になる蛍光体を塗布したものを用いてもよい。また、各色の光源として、冷陰極管や有機ＬＥＤなどを用いることもできる。
【０１１７】
また、本発明は、上述した透過型の表示装置に限らず、反射型の表示装置、たとえば反射型のプロジェクタなどにも適用することができる。
【０１１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、容易に所望の白色レベルの色度を得ることができ、また温度特性等の変動要因による白色レベルの変動を抑制することができる表示装置が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる表示装置の各信号の波形を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる表示装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる表示装置の赤色ＬＥＤの分光感度特性を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる表示装置の緑色ＬＥＤの分光感度特性を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる表示装置の青色ＬＥＤの分光感度特性を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる表示装置の白色ＬＥＤの分光感度特性を示す図である。
【図７】本発明の実施形態にかかる表示装置の動作を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態にかかる表示装置におけるカラー発光特性を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態にかかる表示装置における色別データを説明する図である。
【図１０】本発明の実施形態にかかる表示装置におけるサブ画像データの演算処理を示すフローチャートである。
【図１１】比視感度特性を示す図である。
【図１２】赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを同時点灯させたときの発光強度特性を示す図である。
【図１３】白色ＬＥＤを点灯させたときの発光強度特性を示す図である。
【図１４】図１２に示す発光強度特性に対して図１１に示す比視感度特性を考慮した輝度特性を示す図である。
【図１５】図１３に示す発光強度特性に対して図１１に示す比視感度特性を考慮した輝度特性を示す図である。
【図１６】白色ＬＥＤの順方向電流により白色表示の輝度を調整する方法を説明するための図である。
【図１７】白色ＬＥＤの発光時間により白色表示の輝度を調整する方法を説明するための図である。
【図１８】本発明の実施形態にかかる表示装置の光源部の構成の一例を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態にかかる表示装置の光源部の構成の他の例を示す図である。
【図２０】赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを用いてフルカラー表示を実現するフィールド順次型表示装置におけるカラー発光特性を説明する図である。
【図２１】赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤの各発光色、並びにそれらの発光色により得られる混色の範囲を説明する図である。
【図２２】赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤの各発光色により得られる混色の温度特性を説明する図である。
【符号の説明】
１　光源部
２　シャッタ部
３　導光板
４　赤色ＬＥＤ
５　緑色ＬＥＤ
６　青色ＬＥＤ
７　白色ＬＥＤ
８　シャッタ制御回路
９　光源駆動回路
３３　青色ＬＥＤ素子
４３　蛍光体（蛍光粒子）

Claims

異なる波長特性の光を発光し、それぞれ独立に制御可能な複数のカラー光を発光する光源部と、前記光源部から発せられた光の通過または反射を制御するシャッタ部と、を有し、一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、各サブフィールドに対応して前記光源部から特定のカラー光を発光させるとともに、各サブフィールドに対応してシャッタ部を制御する表示装置において、
前記カラー光の一つは白色光であることを特徴とする表示装置。
前記カラー光は、赤色、緑色、青色および白色の４色であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記光源部は、ＬＥＤで構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
前記光源部は、赤色光を発する赤色ＬＥＤと、緑色光を発する緑色ＬＥＤと、青色光を発する青色ＬＥＤと、白色光を発する白色ＬＥＤで構成されることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
前記白色ＬＥＤは、青色光を発する青色ＬＥＤ素子を蛍光体で被覆した構成であることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
前記赤色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤおよび前記青色ＬＥＤの数をそれぞれ１とすると、前記白色ＬＥＤの数は１であることを特徴とする請求項４または５に記載の表示装置。
前記赤色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤおよび前記青色ＬＥＤの数をそれぞれ１とすると、前記白色ＬＥＤの数は２以上であることを特徴とする請求項４または５に記載の表示装置。
前記白色ＬＥＤは、前記青色ＬＥＤから遠い位置に配置されていることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一つに記載の表示装置。
前記白色ＬＥＤの隣には、前記赤色ＬＥＤが配置されていることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
前記赤色ＬＥＤ、前記青色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤおよび前記白色ＬＥＤは、同一の基板上に実装されていることを特徴とする請求項８または９に記載の表示装置。
前記シャッタ部は、液晶パネルであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の表示装置。
異なる波長特性の光を発光し、それぞれ独立に制御可能な複数のカラー光を発光する光源部と、前記光源部から発せられた光の通過または反射を制御するシャッタ部と、を有し、一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、各サブフィールドに対応して前記光源部から特定のカラー光を発光させるとともに、各サブフィールドに対応してシャッタ部を制御する表示装置であって、
前記サブフィールドの一つでは白色光による表示がされることを特徴とする表示装置。
一フィールドは、赤色光を表示するサブフィールドと、緑色光を表示するサブフィールドと、青色光を表示するサブフィールドと、白色光を表示するサブフィールドで構成されることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
前記光源部は、赤色光を発する赤色ＬＥＤと、緑色光を発する緑色ＬＥＤと、青色光を発する青色ＬＥＤと、白色光を発する白色ＬＥＤで構成されており、赤色光を表示するサブフィールドでは前記赤色ＬＥＤのみが点灯し、緑色光を表示するサブフィールドでは前記緑色ＬＥＤのみが点灯し、青色光を表示するサブフィールドでは前記青色ＬＥＤのみが点灯し、白色光を表示するサブフィールドでは前記白色ＬＥＤのみが点灯することを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
各サブフィールドには、前記シャッタ部にデータを入力する書き込み期間と、書き込まれたデータに基づいて画像を表示する表示期間があることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載の表示装置。
各カラー光は、対応するサブフィールドの前記表示期間においてのみ前記光源部から発せられることを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
入力データを各カラー光毎に分解して色別データとし、該色別データのうちの最小値が、白色光を表示するためのサブ画像データとして、白色光に対応するサブフィールドで前記シャッタ部に入力されることにより前記シャッタ部の透過または反射量を可変することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一つに記載の表示装置。
前記色別データと、白色光を表示するための前記サブ画像データとの差を、白色光を除くカラー光の各色毎のサブ画像データとし、当該各色毎のサブ画像データは、各カラー光に対応するサブフィールドで前記シャッタ部に入力されることにより前記シャッタ部の透過または反射量を可変することを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
各サブフィールドには、前記シャッタ部にデータを入力する書き込み期間と、書き込まれたデータに基づいて画像を表示する表示期間があり、前記書き込み期間で前記シャッタ部に前記サブ画像データが入力されることを特徴とする請求項１７または１８に記載の表示装置。
白色光を表示するサブフィールドにおける最大輝度は、赤色光を表示するサブフィールドにおける最大輝度と、緑色光を表示するサブフィールドにおける最大輝度と、青色光を表示するサブフィールドにおける最大輝度との総和に等しくなるように調整されていることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
前記白色ＬＥＤの順方向電流を調整することによって、白色光を表示するサブフィールドにおける輝度が調整されていることを特徴とする請求項２０に記載の表示装置。
前記白色ＬＥＤの点灯時間を調整することによって、白色光を表示するサブフィールドにおける輝度が調整されていることを特徴とする請求項２０に記載の表示装置。