JP3680880B2 - カラ−表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、継時加法混色の現象を用いたカラ−表示装置に関し、特に継時加法混色によるカラ−表示装置における表示部として、コントラストが高く、視認性のよい表示セグメント構成を有するカラ−表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カ−ラジオ、カ−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−化が要望されている。
【０００３】
従来、カラ−表示方法として一般的には、カラ−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、低コントラス等の欠点がある。これを解消するために発光ダイオ−ド（ＬＥＤ）、電場発光（ＥＬ）、プラズマ、エレクトロクロミック（ＥＣ）或いは液晶（ＬＣ）ディスプレ−等各種の薄型表示装置が開発されている。
【０００４】
しかし、前記ＬＥＤ、ＥＬ、プラズマ、ＥＣディスプレ−等は発光色が限られること、消費電力或いは駆動電圧が高いこと等の欠点がある。又、発光色を変える為に、発光色が異なるセルを並べるとすると解像力の低下を招き、更に表示セルの製作も困難となる。ＬＣディスプレ−はこの点では優れているが、高密度で形成されている各表示セグメントにカラ−フィルタ−を設ける必要があり、カラ−フィルタ−の使用は表示装置についてのバックライト光の透過率を低下させ、表示が暗くなる為、高電力のバックライトを必要とし、又、カラ−フィルタ−自体が価格が高い為に表示装置としてのコストダウンの障害になる等の欠点があった。
【０００５】
そこで、各表示セグメントにカラ−フィルタ−を形成しないで、カラ−表示を行うカラ−表示装置の技術が特公昭６３−４１０７８号公報に開示されている。その技術の概要は、複数のセグメントを有するカラ−表示装置において、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−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、受動型表示装置例えばＬＣディスプレ−において、３原色（赤色、緑色、青色）の発光素子をそれぞれ一定時間タイミングをずらして継続的に発光させてＬＣディスプレ−を背面から照明しておき、ＬＣディスプレ−の表示セグメントへの色信号の印加を所望の色の発光素子の発光に同期させて行うことにより、一定時間間隔で所望の色の発光素子の発光が表示セグメントを透過してカラ−表示が可能となるものである。この様に一定時間間隔での色の発光を利用したカラ−表示は目の残像効果を利用したもので継時加法混色によるカラ−表示と言われている。
【０００６】
上記特公昭６３−４１０７８号公報に開示のカラ−表示装置においては、表示部としては、表示内容に拘らず、行配線と列配線の交点に対応した表示セグメント（画素）を設けたドットマトリックス表示とし、駆動は行配線と列配線によるマトリックス駆動が採用されている。照明光源即ちバックライトとしては３原色（赤色、緑色、青色）の発光素子を配置して、それぞれ一定時間タイミングをずらして発光させてマトリックス表示のＬＣディスプレ−の背面を照明するようにしている。そして、発光素子の発光に同期させて所望の色信号を表示セグメントに印加する具体的な回路ブロックの構成についても開示されている。
【０００７】
図８は上記に開示の継時加法混色によるカラ−表示方式を適用した場合の表示装置の要部構造を示す斜視図である。図８において、表示部となる液晶シャッタ−部６を照射する光源部としてのバックライト１は発光素子として基板２上に波長の異なる赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色よりなる１組以上の発光ダイオ−ド（ＬＥＤ）３が実装され、又、ＬＥＤ実装の基板２の周囲にはＬＥＤ３からの発光を上面に反射させるための反射枠４と光を面上に拡散発光させるための拡散板５が設けられている。３色のＬＥＤのそれぞれに一定時間タイミングをずらした継続的な周期的発光は光源駆動回路１０によって行われる。液晶シャタ−部６には表示セグメントが形成され、表示制御回路１３によって、バックライト１からの発光に同期させて所望の発光色の時に表示したいセグメントに電圧を印加して所望のカラ−表示ができるようになっている。尚、光源駆動回路１０及び表示制御回路１３は全体制御回路９からのタイミング信号に同期して動作するようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公昭６３−４１０７８号公報に開示の継時加法混色の技術においては、上述のように、表示部は表示内容に拘らずドットマトリックス表示とされており、ドットマトリックス表示は画像を含めてあらゆるカラ−表示即ち「フルカラ−表示」が可能であるが、カラ−表示も表示の内容によっては必ずしもフルカラ−表示を必要としない場合もあり、反って、表示目的によっては特定形状のパタ−ン表示が適しており、しかも、表示の色も限定的な複数色のカラ−表示即ち「マルチカラ−表示」で充分な場合もある。このことは、一つの表示装置においても表示内容によってはフルカラ−表示を必要とする部分、マルチカラ−表示でよい部分もあり得る。
【０００９】
常にフルカラ−表示が可能なような表示装置にしておけば、どの様な表示にもカラ−表示が可能となるが、そのためには、表示エリアのすべてをマトリックス駆動によるドットマトリックス表示とする必要があるために、液晶セルに形成する電極数も多く、配線も複雑になること、コントラストや動作マージン等で液晶機能を充分発揮できないこと、製造コストが高くなるなどの問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、継時加法混色の現象を用いたカラ−表示装置における表示部を、特定形状のパタ−ンで、かつ、マルチカラ−表示の表示セグメントとして構成し、コントラストが高く、視認性がよい、かつ安価なカラ−表示装置を提供することである。
【００１１】
他の目的は、継時加法混色の現象を用いたカラ−表示装置における表示部を、マルチカラ−表示部とフルカラ−表示部に分離し、それぞれに適した表示セグメントで構成し、コントラストが高く視認性がよい、かつ安価なカラ−表示装置を提供することである。
【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、本発明のカラ−表示装置においては、複数のセグメントを有する電気光学的表示素子からなる表示部と、前記表示部の背面に配置されて前記表示部を照射する異なる色の複数の発光素子からなる光源部と、前記光源部の発光素子の発光の切換順序を一定にかつ継続的に発光させる光源駆動回路と、前記光源部の複数色の発光に対応した色信号を前記発光時に同期して前記表示部に印加することにより、各色信号に対応した前記複数のセグメントを選択的に駆動する表示制御回路を有するカラ−表示装置において、前記表示部のセグメントは特定形状のパタ−ンを構成し、前記表示制御回路は前記表示部のセグメントをスタティック駆動すると共に前記表示部のセグメントに印加する電圧波形のパルス幅が一定な定パルス幅駆動信号発生手段を有し、前記表示部を前記発光素子の発光色の単純組み合わせで決まる色数が表示可能であるマルチカラ−表示部とし、更に、前記表示制御回路は前記表示部のセグメントに印加する電圧波形のパルス幅を可変にする可変パルス幅駆動信号発生手段を有し、前記表示部を前記発光素子の光量変化を含む発光色の組み合わせで決まる色数が表示可能であるフルカラ−表示部とし、同一液晶パネル内に前記マルチカラ−表示部と前記フルカラ−表示部を形成すると共に前記マルチカラ−表示部と前記フルカラ−表示部に対して前記光源部を共通して照射するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
又、本発明は、前記特定形状のパタ−ンが７セグメントで構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
又、本発明は、前記フルカラ−表示部のセグメントが画像表示を可能とするドットパタ−ンを構成し、前記マルチカラ−表示部のセグメントが特定表示を可能とする特定形状のパタ−ンを構成していることを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基いて説明する。尚、図において、従来技術と同一部材は同一符号で示し説明を省略する。図１は継時加法混色によるカラ−表示を利用した本発明の実施例の要部の構造を示す斜視図である。図１において、表示部となる液晶シャッタ−部６を照射する光源部としてのバックライト１は図８に示す構成と同様で、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色よりなる発光ダイオ−ド（ＬＥＤ）３は、光源駆動回路１０によってそれぞれ一定時間タイミングをずらし、継続的に周期的発光をして、液晶シャッター部６を照射するようになっている。
【００１８】
バックライト１の前面に配置される電気光学的表示素子である液晶シャタ−部６はマルチカラ−表示部７とフルカラ−表示部８を有し、マルチカラ−表示部７の表示セグメントは代表的には７セグメントによって構成されている。勿論、マルチカラ−表示部７の表示セグメントは７セグメントによる数字表示だけでなく、記号、マ−ク、特殊な形態表示など特定形状のパタ−ンのセグメントにすることによって表示することができる。
【００１９】
又、フルカラ−表示部８は、表示セグメントを周知のドットマトリックス表示として構成し、画像などあらゆる表示が可能なようになっている。液晶シャタ−部６は、マルチカラ−表示部に対してはマルチカラ−表示制御回路１１により、又、フルカラ−表示部に対してはフルカラ−表示制御回路１２によって、バックライト１からのＬＥＤの発光に同期させて所望の発光色の時に表示したい表示セグメントに電圧を印加してＬＥＤの発光が表示セグメントを透過してカラ−表示ができるようになっている。
【００２０】
図２に図１のバックライト１に液晶シャッター部６を配設した状態でのＡ−Ａ線断面図を示したものである。バックライト１のＬＥＤ３はマルチカラ−表示部７とフルカラ−表示部８を共に照射するようにしている。両表示部の共通のバックライトとして構成しているために構造が単純化され、コスト的にも安く作ることができる。
【００２１】
図３はマルチカラ−表示部７とフルカラ−表示部８を示した他の実施例の液晶シャッタ−６の平面図である。マルチカラ−表示部７の表示セグメントは数字表示だけでなく、記号、マ−ク、特殊な形態表示など特定形状のパタ−ンのセグメント７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄによって表示することができる。
【００２２】
叉、フルカラ−表示部８は画像表示を可能とするために、表示セグメントはドットマトリックスの構成にしており、駆動は電極数が多いために時分割駆動によるマトリックス駆動で行っている。一方マルチカラ−表示部７の表示セグメントは特定形状のパタ−ンで構成し、セグメントで表示するもので、ドットマトリックス表示に比べると電極数が少ないために、各表示セグメントにそれぞれ独立に電圧を印加して駆動するスタティック駆動を行うことができる。即ち、スタティック駆動では各表示セグメント毎に電極を片側基板から取り出し、他方の基板から共通電極を取り出し、表示すべき各表示セグメントに同時に電圧を印加して表示することができる。従って、動作電圧を液晶の飽和電圧より高くできるので、表示コントラストが高い、又、応答特性がよい、動作温度範囲を含めた動作マージンが広いなど優れた表示品質をえることができる。
【００２３】
次に上記のように構成されているカラ−表示装置の動作について説明する。図４は本発明のカラ−表示装置の表示方法の１例を示すブロック図で、図５は本発明の実施例におけるＬＥＤの発光と液晶シャッタ−の開孔のタイミングを示したタイムチャ−トである。図４において、全体制御回路９からのタイミング信号に同期して動作する光源駆動回路１０はバックライト１のＬＥＤ３を駆動する駆動信号として赤光源点灯信号（Ｒ−ＬＥＤ点灯信号）、緑光源点灯信号（Ｇ−ＬＥＤ点灯信号）、青光源点灯信号（Ｂ−ＬＥＤ点灯信号）を発生する。各光源点灯信号は１画面の表示時間（周期Ｔ）例えば１／３０秒を構成する一定時間毎例えば１／９０秒毎に発生して、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各ＬＥＤを順次切換え、継続的に発光させて、マルチカラ−表示部７とフルカラ−表示部８としての液晶シャッタ−部６を照射する。図５において、（１）はＲ−ＬＥＤ点灯信号、（２）はＧ−ＬＥＤ点灯信号、（３）はＢ−ＬＥＤ点灯信号の波形をそれぞれ示したものである。
【００２４】
マルチカラ−表示部７の液晶シャッタ−部６は、全体制御回路９からのタイミング信号に同期して動作するマルチカラ−表示制御回路１１から供給される駆動信号１１Ｃによって駆動される。マルチカラ−表示制御回路１１はデ−タ発生回路１１ａからのデ−タ信号を受けて表示セグメントを駆動するための一定パルス幅の駆動信号１１ｃを発生する定パルス幅駆動信号発生回路１１ｂを有する。従って、マルチカラ−表示部７の液晶シャッタ−部６の表示セグメントは光源駆動回路１０の光源点灯信号に同期して一定パルス幅の駆動信号で駆動されることになる。図５において、（ａ２）は表示セグメントの駆動信号１１ｃを（１）Ｒ−ＬＥＤ点灯信号に同期させて駆動する場合を示し、（ａ１）は表示セグメントが駆動されている間液晶シャッタ−が開孔し、表示セグメントに赤色が表示されることをを示している。同様にして、図５（ｂ１）（ｂ２）は緑色の表示の場合を示し、図５（ｃ１）（ｃ２）は青色の表示の場合を示したものである。
【００２５】
又、図５（ｄ２）は、表示セグメントの駆動信号をＲ−ＬＥＤとＧ−ＬＥＤの点灯信号に合わせて発生させ、（ｄ１）のように液晶シャッタ−を開孔して、赤色光と緑色光が通過するようにしたもので、この場合、継時加法混色によって黄色の表示が可能となる。又、図５（ｅ１）（ｅ２）は液晶シャッタ−を全開孔して、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色のＬＥＤの発光を通過させて混色して白色の表示が可能なことを示している。白色の表示は一般に背景色として用いられる。
【００２６】
このように表示セグメントを一定パルス幅の駆動信号で駆動した場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色とその組合わせの混色、合わせて８色の表示が可能である。ここではこの８色表示をマルチカラ−表示と呼んでいる。図６は３色のＬＥＤの点灯と発色の種類を示したものである。背景色が黒地か白地かによって液晶シャッタ−の開閉の仕方が異なる。即ち、背景色が黒地の場合はノ−マル状態で液晶シャッタ−部６のすべてを「閉」の状態にしておくになるので、所望の色例えば赤色を得たい場合には赤色（Ｒ）ＬＥＤの発光に合わせて液晶シャッタ−部６を「開」の状態にすればよい。又、背景色が白地の場合はノ−マル状態で液晶シャッタ−部６のすべてを「開」の状態にしておくになるので、所望の色例えば赤色を得たい場合には赤色（Ｒ）以外の緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）ＬＥＤの発光に合わせて液晶シャッタ−部６を「閉」の状態にすればよいことになる。
【００２７】
一方、フルカラ−表示部８の液晶シャッタ−部６は、全体制御回路９からのタイミング信号に同期して動作するフルカラ−表示制御回路１２から供給される駆動信号１２ｃによって駆動される。フルカラ−表示制御回路１２はデ−タ発生回路１２ａからのデ−タ信号を受けて表示セグメントを駆動するための表示色に応じて変化する可変パルス幅の駆動信号１２ｃを発生する可変パルス幅駆動信号発生回路１２ｂを有する。従って、フルカラ−表示部８の液晶シャッタ−部６の表示セグメントは光源駆動回路１０の光源点灯信号に同期して可変のパルス幅の駆動信号で駆動され、各発光色に対する液晶シャッタ−の開孔時間を自由に変えることができる。その結果、フルカラ−表示部はマルチカラ−の８色に加えて、各色の中間色を得ることができ、中間色との継時加法混色を含めて任意のカラ−表示即ち、フルカラー表示を行うことができる。
【００２８】
図７は本発明の実施例における中間色の場合のＬＥＤの発光と液晶シャッタ−の開孔時間とそのタイミングを示したタイムチャ−トである。図７において、（１）はＲ−ＬＥＤ点灯信号、（２）はＧ−ＬＥＤ点灯信号、（３）はＢ−ＬＥＤ点灯信号の波形で、図５の場合と同じである。又、図７（ａ１）（ａ２）はマルチカラ−表示の場合と同じく、青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）の発光に対し一定のパルス幅の駆動信号によって表示セグメントを駆動し、液晶シャッタ−の開孔時間を各色の発光に対して同じ時間をとった場合を示したものである。その結果、青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）の発光の継時加法混色によって紫色が表示される。
【００２９】
図７（ｂ１）（ｂ２）は、図６（ａ１）（ａ２）に示す場合に比べて赤色（Ｒ）の発光に対する表示セグメントの駆動信号のパルス幅を半分にして液晶シャッタ−の開孔時間を赤色については半分の時間にしたものである。この結果液晶シャッタ−を透過した光量は赤色発光が半分になるので継時加法混色した表示色は「赤味がかった青色」となる。図７（ｂ２）において、赤色（Ｒ）ＬＥＤの液晶シャッタ−の開孔時間を段々小さくしていくと、紫色の表示が徐々に変わって最終的には赤色がなくなり、青色のみの表示になる。このように、表示セグメントの駆動信号のパルス幅を自由に変えることによって液晶シャッタ−の開孔時間を変え、透過する光量を調整して継時加法混色することで自由に中間色を作ることができる。この結果、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色のＬＥＤから任意のカラ−表示を得ることができ、フルカラ−表示が可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたことから明らかなように、本発明によれば、継時加法混色によるカラ−表示装置に、スタティック駆動のマルチカラ−表示部を設け、又はフルカラ−表示部を併設することにより、表示コントラストが高く視認性がよい、安価なカラ−表示装置を可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における表示装置の要部の構造を示す斜視図である。
【図２】図１のバックライトに液晶バックライトを配設した状態でのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】マルチカラ−表示部とフルカラ−表示部を示した他の実施例の液晶シャッタ−の平面図である。
【図４】本発明のカラ−表示装置の表示方法の１例を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例におけるＬＥＤの発光と液晶シャッタ−の開孔のタイミングを示したタイムチャ−トである。
【図６】３色のＬＥＤの点灯と発色の種類を示した表である。
【図７】本発明の実施例における中間色の場合のＬＥＤの発光と液晶シャッタ−の開孔時間とそのタイミングを示したタイムチャ−トである。
【図８】継時加法混色によるカラ−表示方式を適用した表示装置の要部構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ バックライト
３ ＬＥＤ
４ 反射枠
６ 液晶シャッタ−部
７ マルチカラ−表示部
８ フルカラ−表示部
９ 全体制御回路
１０ 光源駆動回路
１１ マルチカラ−表示制御回路
１１ｂ 定パルス幅駆動信号発生回路
１２ フルカラ−表示制御回路
１２ｂ 可変パルス幅駆動信号発生回路

Claims (3)

1. 複数のセグメントを有する電気光学的表示素子からなる表示部と、前記表示部の背面に配置されて前記表示部を照射する異なる色の複数の発光素子からなる光源部と、前記光源部の発光素子の発光の切換順序を一定にかつ継続的に発光させる光源駆動回路と、前記光源部の複数色の発光に対応した色信号を前記発光時に同期して前記表示部に印加することにより、各色信号に対応した前記複数のセグメントを選択的に駆動する表示制御回路を有するカラ−表示装置において、前記表示部のセグメントは特定形状のパタ−ンを構成し、前記表示制御回路は前記表示部のセグメントをスタティック駆動すると共に前記表示部のセグメントに印加する電圧波形のパルス幅が一定な定パルス幅駆動信号発生手段を有し、前記表示部を前記発光素子の発光色の単純組み合わせで決まる色数が表示可能であるマルチカラ−表示部とし、更に、前記表示制御回路は前記表示部のセグメントに印加する電圧波形のパルス幅を可変にする可変パルス幅駆動信号発生手段を有し、前記表示部を前記発光素子の光量変化を含む発光色の組み合わせで決まる色数が表示可能であるフルカラ−表示部とし、同一液晶パネル内に前記マルチカラ−表示部と前記フルカラ−表示部を形成すると共に前記マルチカラ−表示部と前記フルカラ−表示部に対して前記光源部を共通して照射するようにしたことを特徴とするカラ−表示装置。
2. 前記特定形状のパタ−ンは７セグメントで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のカラ−表示装置。
3. 前記フルカラ−表示部のセグメントは画像表示を可能とするドットパタ−ンを構成し、前記マルチカラ−表示部のセグメントは特定表示を可能とする特定形状のパタ−ンを構成していることを特徴とする請求項1に記載のカラ−表示装置。

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