彩色显示单元的制作方法

专利名称：彩色显示单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用多个LED(发光二极管)来执行彩色显示的彩色显示单元。
背景技术：
过去，彩色显示单元包括背光和诸如彩色液晶面板之类的可透射彩色显示面板的 组合(参见日本未审查专利申请公布No. 2007-4099)。彩色显示面板通常包括三种滤色器， 即，R(红色)滤色器、G(绿色)滤色器和B(蓝色)滤色器。使用LED光源的背光一般是 已知的。在使用LED光源的早先类型的背光中，使用了三种发光二极管，S卩，R(红色)LED、 G (绿色)LED和B (蓝色)LED，每一种LED包括由其自身发出单色光的半导体元件。在这种 背光类型中，对红色LED、绿色LED和蓝色LED这三种单色LED进行组合，并且对来自这三 种LED的各个颜色光进行混合从而获得白光。在该背光类型中，通过专用驱动电路来允许 各个颜色LED发光，并且通过传感器来检测各颜色光的发光强度。然后，在发光强度方面对 各个颜色LED进行调节，以使得利用均一的发光强度来混合各个颜色光以便获得期望的色 调(color tone)，从而可以获得具有预定色温的白光。 作为使用单色LED的背光类型的一个优点，该背光类型具有如下特征由于光 源自身是半导体元件，所以光源高速地从非发光状态改变为发光状态或者从发光状态改 变为非发光状态，并因此光源通常具有快速亮度(luminance)响应以及极短的残光时间 (afterglow time)。并且，在各颜色的发光输出的光谱特性(横坐标为波长[nm]，纵坐标为 光强度[cd])方面获得了较好的单峰性。因此，由于标绘在CIE(国际照明委员会)色度图 上的色度坐标(原色色度点)接近于示出单个波长的马蹄形线，所以可以有利地提供宽颜 色再现范围。此外，作为最大的特征，由于可以分别改变RGB发光强度，所以通过背光自身 实现了全色(foil-color)发光。这促成了如下优点作为用于TV(电视)的光源，自由度 极大，并且通过用于将光量适当地控制为恒定的伺服电路等可以执行根据各个颜色的发光 强度随时间的变化的寿命管理。 在另一背光类型中，使用了蓝色激励型白色LED。该蓝色激励型白色LED具有 发出蓝光的蓝色LED芯片，并且红色和绿色荧光体受来自该蓝色LED芯片的蓝光的激励。 在这种类型的白色LED中，作为激励光的蓝光与荧光发光的红光和滤光混合，从而获得 白光。在这种类型中，通过将白光调节为具有三波长光谱特性来获得高显色属性(color rendcringproperty)。 在蓝色激励型LED中，由于激励光本身是可视光束，所以必须将激励光颜色与荧 光发光颜色混合。因此，难以单独地提取从荧光体发出的光分量作为单色可视光束。相反， 例如，如果LED像早先使用的荧光灯管那样利用作为不可视光的紫外线作为激励光来发 光，则仅仅从荧光体发出的光分量可被提取为可视光分量。因此，现在研究紫外线激励型 LED。如果使用这样的紫外线激励类型，则由于激励光源不可视，所以可以制成使用荧光体 的RGB独立发光LED，而无需使用由其自身发出RGB单色光的半导体元件LED。但是，紫外 线激励型LED的发光效率(l咖inousefficiency)较低。并且，在现有的紫外线激励型荧光体中，尤其是现在的所有红色荧光体都具有长残光时间作为其原有属性，亦即，具有短残光 时间的荧光体尚不存在。其背景是，已经花费了很长时间来开发这种材料。

发明内容
作为液晶电视的光源的背光是重要的功能器件，并且近年来，有时候使用称为闪 烁背光(blinking backlight)的方法来通过使背光闪烁来提高显示运动影像期间的可视 性。由于这种方法是必需的，所以响应速度是背光所需的性能中尤其重要的性能。即，必需 在背光开启时，快速获得一定明度(brightness)，而在背光关闭时，可以即刻熄灭背光。还 研究了称为场序式(field sequential)的显示方法，其中，在时间轴上分开地显示各个单 色画面。RGB单色LED通常用作场序式显示方法的LED,并且通常在显示面板侧使用没有任 何滤色器的黑白面板。 但是，紫外线激励型LED的发光效率较低，并且尤其是现在的所有红色荧光体都 具有长残光时间。因此，当使用紫外线激励型LED来配置RGB独立发光(荧光发光)LED时， 很难满足供TV使用所需的响应性能。特别地，由于红色残光较长，所以即使在各个颜色LED 关闭之后，红光与其它颜色光相比也不利地保留较长时间。由于紫外线激励型LED的红色 荧光体的残光特性的难题与红光相关，所以可通过使用具有短残光的半导体发光LED(具 体而言，具有ALGaINP成分的LED)来克服该难题。但是，半导体发光红色LED不利地具有 对发光输出的温度依赖性很大的属性，并且具有当LED变热时，发光输出降低到近似一半 的属性。此外，红色LED具有约为2伏特的前向压降，这比另一颜色元件(蓝色或绿色)的 约为3到4伏特的前向压降低了大约1伏特，这导致了可能无法使电路设定在各颜色元件 之间共同的难题。因此，对电路的处置较难，并且电路成本较高。 另一方面，受蓝色激励的红色荧光体具有短残光时间，并因此该荧光体在这一点 上基本上没有问题。作为蓝色激励型白色LED的出现背景，列出了对如下荧光材料的开发 进程，所述荧光材料提供了在各原色的波长范围中具有高单峰性的荧光发光。以后仍然会 提议对荧光材料的进一步改进。此外，使用白色LED的优点在于显示等级(display grade) 可被提高以供TV使用，例如，可以增大显示颜色再现范围，如同在RGB单色半导体发光LED 中一样。此外，由于仅需要使用单个激励半导体元件，即蓝色LED，所以由于量产效果等使得 可以期望总成本降低。这样，认为蓝色激励型白色LED具有许多的产业优点。但是，从TV 使用的观点看，白色LED与RGB独立发光LED相比具有以下缺点。 作为第一个缺点，通过作为发光源的LED自身无法校正颜色随时间的改变。用于 比较，以RGB独立发光LED的情况为例。在RGB独立发光LED的情况中，虽然各个RGB发光 源独立地具有寿命，但是提供了对各个发光输出进行监控以保持输出恒定的控制机构，从 而可以使R、 G和B之间的发光比率在一定时段内保持恒定。这使得即使各RGB发光量的 特性在不受控制的状况下随时间改变，总的来说白光的色调也不会改变。另一方面，在白色 LED的情况下，当激励光是蓝光时，蓝光与荧光红色和绿色发光混合从而构成白光。因此， 当作为激励源的蓝光恶化时，红光和绿光各自的发光输出相应地基本上与该恶化同时地降 低。如果这种降低水平在各颜色之间均一，则色调不变。但是，实际上，由于例如作为激励源 的蓝光的激励波长的改变，使得那种改变不一定均一地发生。因此，经混合白光的RGB平衡 被改变，这导致了色调改变的问题。由于在一个LED组件内打破了这种平衡，所以通过LED
6自身可能无法调节该平衡。 作为第二个缺点，可能无法执行彩色背光驱动。最近开发了一种显示方法，其中， 与显示面板侧的图像显示相对应地，甚至部分地在背光侧执行光控制。可通过二维地布置 多个RGB单色发光LED来实现在背光侧的部分光控制。与仅在显示面板侧执行分级控制 (gradation control)和彩色显示控制的典型显示方法不同，根据本显示方法，可在作为光 源侧的背光侧执行对比度和颜色纯度的增加。具体而言，例如，当在显示面板侧存在用于显 示红色图像的区域时，甚至在背光侧在与相关区域相对应的区域中也开启红光。这样，可根 据图像显示颜色来选择背光的发光颜色，并且例如通过将其它颜色区域中的LED关闭的这 种尝试可以降低功耗。另一方面，在使用白色LED的背光中无法针对各个单色光执行部分 光控制，其中，在发光颜色被混合成白色的情况下将使用这种背光。 当对背光使用白色LED时，需要在显示面板侧使用RGB滤色器。当RGB单色发光 LED被组合来构成作为整体背光的白光源时，类似地需要使用滤色器。图15示出了各个典 型RGB滤色器的光谱透射率。如图15所示，蓝色滤色器具有比其它颜色滤色器低的透射率。 因此，考虑到光的使用效率，使用蓝色滤色器是不利的。 希望提供一种彩色显示单元，其中，与使用所有RGB各色滤色器的早先类型相比， 可以利用更高的光使用效率来执行彩色显示。 根据本发明一个实施例的彩色显示单元包括具有多种LED的光源部件，每个LED 都受独立控制来发光，并且各种LED发出颜色彼此不同的光；以及显示部件，与光源部件的 发光控制相同步地控制来自光源部件的光的透射状态，从而实现所需颜色显示。显示部件 具有全色可透射区域和部分可透射区域，全色可透射区域允许来自光源部件的光的所有颜 色分量透射，而部分可透射区域阻止来自光源部件的光的颜色分量中的一个或多个颜色分 量通过，并且显示部件独立地针对全色可透射区域和部分可透射区域的每一个来控制来自 光源部件的光的透射状态。 根据本发明实施例的彩色显示单元，对于光源部件使用了多种LED，并且针对各种 不同颜色光独立执行发光控制。在显示部件中，针对全色可透射区域和部分可透射区域的 每一个来独立控制从光源部件发出的光的透射状态。全色可透射区域可以透射从光源部件 发出的光的所有颜色分量。部分可透射区域阻止来自光源部件的光的颜色分量中的一个或 多个颜色分量通过。由于提供了无需使用针对特定颜色的滤色器的全色可透射区域，所以 与使用所有RGB各色滤色器的早先类型相比，增大了光使用效率。 在根据本发明优选实施例的彩色显示单元中，多种LED是蓝色LED、紫红色LED和 蓝绿色LED这三种LED,各种LED受独立控制来发出各个颜色的光。蓝绿色LED包括蓝光发 射器和绿色荧光体，绿色荧光体受来自蓝光发射器的蓝光的激励而发出绿光。紫红色LED 包括蓝光发射器和红色荧光体，红色荧光体受来自蓝光发射器的蓝光的激励而发出红光。 显示部件中的部分可透射区域阻止蓝光通过，或者阻止蓝光和另一颜色光两者通过。
以这种方式，当对光源部件使用蓝色LED以及紫红色和蓝绿色的互补色LED时，针 对蓝色以及紫红色或蓝绿色的互补色的每一个来独立执行发光控制。对紫红色LED和蓝绿 色LED两者使用蓝色激励型荧光体，从而与紫外线激励型LED相比得到了高发光效率和短 残光特性。在显示部件中，针对全色可透射区域和部分可透射区域的每一个来独立控制从 光源部件发出的光的透射状态。在这种配置的情况下，部分可透射区域阻止来自光源部件的蓝光或者蓝光和另一颜色光两者通过。因此，在该配置的情况下，由于无需使用蓝色滤色
器，所以与使用所有RGB各色滤色器的早先类型相比，增大了光使用效率。 根据本发明实施例的彩色显示单元，由于在发光时独立控制多种LED，所以由各个
LED发出的光量被适当调节，从而可以调节色平衡，以使得可以校正颜色随时间的改变。另
外，显示部件具有部分可透射区域和无需使用针对特定颜色的滤色器的全色可透射区域，
并且可针对这些区域的每一个来独立控制从光源部件发出的光的透射状态。与使用所有
RGB各色滤色器的早先类型相比，即使显示部件的这种结构也可以增大光的使用效率。此
外，显示部件与光源部件的发光控制相同步地被操作，从而该彩色显示单元可被应用于利
用场序式方法等的彩色图像显示。 特别地，当对光源部件使用蓝色LED和蓝色激励型互补色LED,并且在发光时独立 控制LED时，与紫外线激励型LED相比可以获得高发光效率和短残光特性。即使在这种情 况下，当在发光时独立控制蓝色LED和互补色LED时，由各个LED发出的光量也可被适当调 节，从而可以调节色平衡，并且可以校正颜色随时间的改变。特别地，当不使用透射率比其 它颜色滤色器低的蓝色滤色器来配置全色可透射区域和部分可透射区域时，可进一步增大 光的使用效率。由此，与使用所有RGB各色滤色器的早先类型相比，可以实现光使用效率高 并且稳定的彩色显示。 本发明的其它和进一步的目的、特征和优点将从以下描述中更充分地呈现。


图1是示出根据本发明第一实施例的彩色显示单元的配置示例的截面图。
图2是示出蓝绿色LED的配置示例的截面图。
图3是示出紫红色LED的配置示例的截面图。 图4是示意性地示出根据本发明第一实施例的彩色显示单元的第一显示示例 (RGB显示)的概念的说明图。 图5是示意性地示出根据本发明第一实施例的彩色显示单元的第二显示示例(互 补色显示)的概念的说明图。 图6是示出根据本发明第二实施例的彩色显示单元的配置示例的截面图。 图7是示意性地示出根据本发明第二实施例的彩色显示单元的第一显示示例
(RGB显示)的概念的说明图。 图8是示意性地示出根据本发明第二实施例的彩色显示单元的第二显示示例(互 补色显示)的概念的说明图。 图9是示意性地示出图8所示的第二显示示例中的色平衡调节的概念的说明图。
图10是示出早先的彩色显示示例的配置示例的截面图。 图11是示意性地示出根据使用白色背光的在先彩色显示单元的第一显示示例 (RGB显示)的概念的说明图。 图12是示意性地示出根据使用白色背光的在先彩色显示单元的第二显示示例 (互补色显示)的概念的说明图。 图13是示意性地示出根据使用RGB独立光源的在先彩色显示单元的第一显示示 例(RGB显示)的概念的说明图。
图14是示意性地示出根据使用RGB独立光源的在先彩色显示单元的第二显示示 例(互补色显示)的概念的说明图。 图15是示出在RGB各色滤色器之间的透射率差异的透射特性图。
图16是示出根据本发明第三实施例的彩色显示单元的第一配置示例的截面图。
图17是示意性地示出根据本发明第三实施例的彩色显示单元的第一显示示例 (RGB显示的第一示例)的概念的说明图。 图18是示意性地示出根据本发明第三实施例的彩色显示单元的第二显示示例 (RGB显示的第二示例)的概念的说明图。 图19是示意性地示出根据本发明第三实施例的彩色显示单元的第三显示示例 (互补色显示)的基本概念的说明图。 图20是示出根据本发明第三实施例的彩色显示单元的第一修改例的截面图。
图21是示出根据本发明第三实施例的彩色显示单元的第二修改例的截面图。
图22是示出根据本发明第四实施例的彩色显示单元的配置示例的截面图。
图23A和23B是示出使用紫红色滤色器的透射带选择的概念的说明图，其中，图 23A示出了提取红光的情况，而图23B示出了提取蓝光的情况。 图24A和24B是示出使用蓝绿色滤色器的透射带选择的概念的说明图，其中，图 24A示出了提取绿光的情况，而图24B示出了提取蓝光的情况。 图25是示意性地示出根据本发明第四实施例的彩色显示单元的第一显示示例 (RGB显示)的概念的说明图。 图26是示意性地示出根据本发明第四实施例的彩色显示单元的第二显示示例 (互补色显示)的基本概念的说明图。
具体实施例方式
下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。[第一实施例][彩色显示单元的基本配置] 图1示出了根据本发明第一实施例的彩色显示单元的基本配置示例。彩色显示单 元具有显示面板10和在显示面板10的背侧的、与显示面板10相对的背光30。背光30具 有三种LED，即蓝色LED 31、紫红色LED 32和蓝绿色LED 33，每个LED能够在发光时受独立 控制。蓝色LED 31是半导体发光元件，包括基于GaN(氮化镓)的半导体材料等。
在此实施例中，显示面板10对应于根据本发明的显示部件的具体示例。背光30 对应于根据本发明的光源部件的具体示例。 显示面板10通过控制从背光30辐射的光的透射状态来执行所需彩色显示。显示 面板10具有全色可透射区域18和部分可透射区域19，全色可透射区域18可以透射从背光 30发出的光的所有颜色分量，部分可透射区域19至少不可以透射从背光30发出的光的颜 色分量中的蓝光。显示面板10被设计为使得可针对全色可透射区域18和部分可透射区域 19中的每一个来独立控制从背光30照射的光的透射状态。更具体地，部分可透射区域19 包括红色可透射区域19R和绿色可透射区域19G，红色可透射区域19R仅可透射从背光30 发出的光的各颜色分量中的红光，绿色可透射区域19G仅可透射各颜色分量中的绿光。显示面板10被设计为使得可针对全色可透射区域18、红色可透射区域19R和绿色可透射区域 19G中的每一个来独立控制光的透射状态。 图1将有源矩阵可透射液晶面板例示为显示面板10的配置示例。但是，显示面板 10的配置不限于所例示的配置。显示面板10包括第一基板11和与第一基板11相对的第 二基板22、以及插在第一基板11和第二基板22之间的液晶层15。第一基板11和第二基 板22是对可视光透明的基板，包括玻璃材料等。在第一基板11的光入射侧的表面上部署 了偏振膜23。在第二基板22的光出射侧的表面上部署了偏振膜24。 在第一基板11的液晶层15侧的表面上堆叠了多个TFT(薄膜晶体管)12、多个像 素电极13和布线层14。各个像素电极13具有与相应可透射区域(全色可透射区域18、红 色可透射区域19R、或绿色可透射区域19G)的大小相对应的大小。各个像素电极13包括对 可视光透明的导电膜，例如ITO(氧化铟锡)膜。TFT 12是分别与像素电极13相对应地设 置的开关元件12。布线层14对TFT 12施加电信号以驱动TFT 12。在像素电极13和液晶 层15之间形成了未示出的对准膜(alignment film)。 在第二基板22的液晶层15侧的表面上堆叠了滤色器层和公共电极16。在公共 电极16和液晶层15之间形成了未示出的对准膜。公共电极16包括对可视光透明的导电 膜，例如IT0膜。公共电极16被均一地形成在近似整个表面上。滤色器层包括透明滤色器 17C、红色滤色器17R和绿色滤色器17G。透明滤色器17C是对可视光透明的滤色器，并且透 射包括红光、绿光和蓝光在内的所有颜色光。红色滤色器17R对红光透明，并且对其它颜色 光不透明。绿色滤色器17G对绿光透明，并且对其它颜色光不透明。 透明滤色器17C与全色可透射区域18相对应地设置。红色滤色器17R与红色可 透射区域19R相对应地设置。绿色滤色器17G与绿色可透射区域19G相对应地设置。反过 来描述，设置了透明滤色器17C的区域被定义成全色可透射区域18，设置了红色滤色器17R 的区域被定义成红色可透射区域19R，并且设置了绿色滤色器17G的区域被定义成绿色可 透射区域19G。各个滤色器的大小近似等于相应可透射区域的大小。虽然在本实施例中在 假设全色可透射区域18、红色可透射区域19R和绿色可透射区域19G具有近似相同的大小 (滤色器具有相同大小)的情况下进行描述，但是可以适当地自由设定各可透射区域的大 小。 在显示面板10中，对像素电极13选择性地施加驱动电压，并且对公共电极16施 加公共电压，从而液晶层15中的液晶分子的布置被改变以便对入射光进行调制。因此，可 针对各个像素电极13来控制从背光30照射的光的透射状态。由于像素电极13是与全色 可透射区域18、红色可透射区域19R和绿色可透射区域19G相对应地设置的，所以可针对各 个可透射区域来独立控制光的透射状态。
[互补色LED的配置] 图2示出了蓝绿色LED 33的配置示例。蓝绿色LED 33具有发出蓝光51的蓝色 LED芯片41和受来自蓝色LED芯片41的蓝光51的激励并从而发出绿光52的绿色荧光体 43G。蓝绿色LED 33发出通过混合来自蓝色LED芯片41的蓝光51与由绿色荧光体43G发 出的绿光52而构成的蓝绿色光53。蓝色LED芯片41是半导体发光元件，包括基于GaN(氮 化镓)的半导体材料等。蓝色LED芯片41是通过透明树脂模具42来铸模的。将受蓝光51 激励的荧光颜料或荧光染料被分散在树脂模具42中作为绿色荧光体43G。
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图3示出了紫红色LED 32的配置示例。虽然紫红色LED 32具有与蓝绿色LED 33 相同的基本结构，但是紫红色LED 32包括红色荧光体43R而不是绿色荧光体43G。红色荧 光体43R受蓝光51激励并从而发出红光54。紫红色LED 32发出通过混合来自蓝色LED芯 片41的蓝光51与由红色荧光体43R发出的红光54而构成的紫红光55。
例如，可以使用(ME:Eu)S、 (M: Sm) x (Si， Al) 12 (0， N) 16、 ME2Si5N8:Eu、 (Ca:Eu) SiN2禾口 (Ca:Eu)AlSiA作为紫红色LED 32的红色荧光体43R。在这里所列出的荧光体中，ME指的 是从包括Ca、Sr和Ba的群组中选出的至少一个元素。M指的是从包括Li、Mg和Ca的群组 中选出的至少一个元素。 例如，可使用(ME:Eu)Ga2S4、 (M:RE)x(Si， A1)12(0， N)16、 (M:Tb)x(Si， A1)12(0， N) 16 和(M:Yb)x(Si， A1)12(0， N)w作为蓝绿色LED 33的绿色荧光体43G。在这里所列出的荧光 体中，ME指的是从包括Ca、Sr和Ba的群组中选出的至少一个元素。M指的是从包括Li、Mg 和Ca的群组中选出的至少一个元素。RE指的是Tb或Yb。此外，还可以使用(Me:Eu)2Si04 作为绿色荧光体43G。 Me指的是从包括Ca、 Sr、Ba和Mg的群组中选出的至少一个元素。
[图像显示设备的配置] 当该彩色显示单元用于TV图像显示设备等时，可以以二维矩阵模式来形成图l所 示的显示面板10的像素结构部件。在这种情况下，图1所示的显示面板10的结构部分对 应于一个像素的结构。背光30可被构造为使得分别以二维矩阵模式来布置多个蓝色LED 31、多个紫红色LED 32和多个蓝绿色LED 33，以使得显示面板10的整个表面针对各个颜色 分量均可受背光的充分照射。 在根据本实施例的彩色显示单元中，通过后面描述的显示方法来同步执行显示面 板10的驱动控制和背光30的发光控制，以使得例如可以以时间共享(time-shared)方式 来执行RGB颜色显示。因此，当将彩色显示单元用作图像显示设备时，可通过场序式方法等 来执行彩色图像显示。在场序式方法中，在时间上执行加法混色。更具体而言，将输入图像 以帧为单位来分解成多个颜色分量图像(场图像)，并且在一帧内以时间共享方式顺序显 示各个颜色分量图像。因此，由于人眼在时间方向上的存储效果而使得通过时间混色不能 辨别各个颜色光，从而通过时间混色来显示彩色图像。当使用场序式方法时，可以提供控制 电路，该控制电路同步地控制显示面板10的操作和背光30的操作。 接下来，描述彩色显示单元的显示操作。特别地，对使用显示面板10和背光30的 组合操作的彩色显示的具体方式的操作原理进行描述。 [过去的显示示例] 首先，描述过去的彩色显示单元(滤色器类型)的典型配置及其典型显示操作以
供比较。图io示出了过去的彩色显示单元的基本配置示例。与图l所示的彩色显示单元的
组件具有相同功能的组件被以相同标号或符号来标示。该彩色显示单元具有显示面板110 和在显示面板110的背侧与显示面板110相对的背光130。背光130包括三种LED，即红色 LED31R、绿色LED 31G和蓝色LED 31B，在发光时各个LED都能够被独立控制。在显示面板 110中，与图1所示的显示面板10的全色可透射区域18相对应的部分是蓝色可透射区域 19B。另外，取代透明滤色器17C设置了蓝色滤色器17B。即，在显示面板110中，不存在全 色可透射区域18，并且所有区域都是部分可透射区域(红色可透射区域19R、绿色可透射区 域19G和蓝色可透射区域19B)。
图11示意性地示出了在将背光130用作图IO所示的彩色显示单元中的白色背光 的情况下执行白色显示、红色显示、绿色显示和蓝色显示时的操作。在图11中，底部示出了 背光130的各个LED的点亮图样(lightingpattern)。在图11的示例中，示出了由于背光 130被用作白色背光，所以红色LED 31R、绿色LED 31G和蓝色LED 31B被连续点亮，而不管 要显示的是什么颜色。各个颜色LED在发光平衡方面被适当地调节以使得获得了合成白 光。在图ll中，各个山形波形示意性地示出了光的颜色分量。山形波形的高度示出了光亮 度(强度)的幅度。在图11的底部，R、G和B三种山形波形示出了分别从红色LED 31R、绿 色LED 31G和蓝色LED31B发出的光的各颜色分量。在此示例中，各个颜色分量的山形波形 具有相同高度，这意味着各个颜色LED被控制为具有近似相同的发光量。
在图11中，中间部分示出了光通过显示面板110的各个像素部分和相应滤色器 部分的透射状态的图样。即，中间部分示出了对光通过各个可透射区域(红色可透射区域 l服、绿色可透射区域19G和蓝色可透射区域19B)的透射状态的控制图样。在图11中，顶 部示出了光穿过显示面板110之后的图样。即，顶部示出了在彩色显示单元中最终获得的 各颜色分量的图样。 在图11中，从底部向上方绘制的箭头线示出了来自背光130的各个LED的各个颜 色光束的透射状态。在中间部分中，利用黑色方块标示的可透射区域示出了如下事实该区 域被控制为在显示面板110中不可透射光。在中间部分中，添加到箭头的十字标记示出了 如下事实该箭头所指示的颜色光没有通过显示面板110。 在图11中，按从左向右的顺序用虚线分割的区域示出了在顶部示出的各个彩色 显示情况。图11按从左向右的顺序示出了白色显示、红色显示、绿色显示和蓝色显示。
如上所述，在图11的显示示例中，不管要显示的颜色为何，都点亮背光130的所有 各种LED。显示面板110的所有可透射区域(红色可透射区域l服、绿色可透射区域19G和 蓝色可透射区域19B)都被控制进入透光模式，从而实现白色显示。显示面板110的可透射 区域中仅仅红色可透射区域19R被控制为进入透光模式，从而实现红色显示。显示面板110 的可透射区域中仅仅绿色可透射区域19G被控制为进入透光模式，从而实现绿色显示。显 示面板110的可透射区域中仅仅蓝色可透射区域19B被控制为进入透光模式，从而实现蓝 色显示。 图12示意性地示出了当使用背光130作为白色背光时在白色显示或者互补色显 示(黄色显示、紫红色显示或蓝绿色显示)的情况下的操作。在图12中，顶部、中部和底部 所示的图形、标记等的概念与图11中的那些相同。下文中，在类似示图中示出的图形、标记 等的概念与图11中的那些相同。 在图12的显示示例中，如同图11的显示示例那样，不管要显示的颜色为何，都点 亮背光130的所有各种LED。显示面板110的所有可透射区域(红色可透射区域19R、绿色 可透射区域19G和蓝色可透射区域19B)都被控制进入透光模式，从而实现白色显示。显示 面板110的可透射区域中的红色可透射区域19R和绿色可透射区域19G被控制为进入透光 模式，从而实现黄色显示。显示面板110的可透射区域中红色可透射区域19R和蓝色可透 射区域19B被控制为进入透光模式，从而实现紫红色显示。显示面板110的可透射区域中 绿色可透射区域19G和蓝色可透射区域19B被控制为进入透光模式，从而实现蓝绿色显示。
在图11和12所示的显示示例中，虽然使用了 RGB独立发光LED，但是背光130的点亮状态在各个颜色显示之间并无不同，并且颜色显示是仅通过控制显示面板110侧来实 现的。因此，即使当使用白色LED时，显示操作也与图11和12的显示示例中的操作相同。
另一方面，图13和14示出了如下情况的显示示例针对图10所示的彩色显示单 元中的各个颜色显示，不仅显示面板110而且背光130侧的点亮状态都被可变地控制。在 图13和14的每一个的底部，用虚线示出的由形波形意味着如下事实相关颜色LED被熄灭 了。 图13示意性地示出了当背光130侧的点亮状态也被可变地控制时执行白色显示、 红色显示、绿色显示和蓝色显示的情况下的操作。在图13的显示示例中，当执行白色显示 时，背光130的所有三种LED (红色LED31R、绿色LED 31G和蓝色LED 31B)都被点亮。另 外，显示面板110的所有可透射区域(红色可透射区域19R、绿色可透射区域19G和蓝色可 透射区域19B)都被控制为进入透光模式。三种LED中仅仅红色LED 31R被点亮，并且显示 面板110的可透射区域中仅仅红色可透射区域19R被控制为进入透光模式，从而实现红色 显示。三种LED中仅仅绿色LED 31G被点亮，并且显示面板110的可透射区域中仅仅绿色 可透射区域19G被控制为进入透光模式，从而实现绿色显示。三种LED中仅仅蓝色LED 31B 被点亮，并且显示面板110的可透射区域中仅仅蓝色可透射区域19B被控制为进入透光模 式，从而实现蓝色显示。 图14示意性地示出了当背光130侧的点亮状态也被可变地控制时执行白色显示 和互补色显示(黄色显示、紫红色显示或者蓝绿色显示)的情况下的操作。在图14的显示 示例中，当执行白色显示时，背光130的所有三种LED(红色LED 31R、绿色LED 31G和蓝色 LED 31B)都被点亮。另外，显示面板110的所有可透射区域(红色可透射区域19R、绿色可 透射区域19G和蓝色可透射区域19B)都被控制为进入透光模式。三种LED中的红色LED 31R和绿色LED 31G被点亮，并且显示面板110的可透射区域中的红色可透射区域l服和绿 色可透射区域19G被控制为进入透光模式，从而实现黄色显示。三种LED中的红色LED 31R 和蓝色LED31B被点亮，并且显示面板110的可透射区域中的红色可透射区域19R和蓝色可 透射区域19B被控制为进入透光模式，从而实现紫红色显示。三种LED中的绿色LED 31G 和蓝色LED 31B被点亮，并且显示面板110的可透射区域中的绿色可透射区域19G和蓝色 可透射区域19B被控制为进入透光模式，从而实现蓝绿色显示。 如图10到14所示，在早先的滤色器类型的彩色显示单元中需要在显示面板110 侧使用RGB滤色器。但是，如图15所示，蓝色滤色器17B的透射率低于其它滤色器。考虑 到光的使用效率，这是不利的。[根据第一实施例的第一显示示例(RGB显示)] 接下来，描述图1所示的彩色显示单元的显示操作。图4示意性地示出了在执行 白色显示、红色显示、绿色显示和蓝色显示的情况下的操作。在图4的显示示例中，当执行 白色显示时，背光30的三种LED(蓝色LED 31、紫红色LED 32和蓝绿色LED 33)中的紫红 色LED 32和蓝绿色LED 33被点亮。另外，显示面板10的所有可透射区域(全色可透射区 域18、红色可透射区域19R和绿色可透射区域19G)都被控制为进入透光模式。三种LED中 仅仅紫红色LED 32被点亮，并且显示面板10的可透射区域中仅仅红色可透射区域19R被 控制为进入透光模式，从而实现红色显示。三种LED中仅仅蓝绿色LED 33被点亮，并且显 示面板10的可透射区域中仅仅绿色可透射区域19G被控制为进入透光模式，从而实现绿色
13显示。三种LED中仅仅蓝色LED 31被点亮，并且显示面板10的可透射区域中仅仅全色可 透射区域18被控制为进入透光模式，从而实现蓝色显示。
[根据第一实施例的第二显示示例(互补色显示)] 图5示意性地示出了在通过图1所示的彩色显示单元来执行互补色显示(黄色显 示、紫红色显示和蓝绿色显示)的情况下的操作。尽管图5中未示出，但是当执行白色显 示时，操作与图4所示的相同。在图5的显示示例中，当执行黄色显示时，三种LED中的紫 红色LED 32和蓝绿色LED33被点亮。另外，显示面板10的可透射区域中的红色可透射区 域19R和绿色可透射区域19G被控制为进入透光模式。三种LED中的蓝色LED 31和紫红 色LED 32被点亮，并且显示面板10的可透射区域中的全色可透射区域18和红色可透射区 域19R被控制为进入透光模式，从而实现紫红色显示。三种LED中的蓝色LED 31和蓝绿色 LED 33被点亮，并且显示面板10的可透射区域中的全色可透射区域18和绿色可透射区域 19G被控制为进入透光模式，从而实现蓝绿色显示。 在图4和5所示的显示示例中，使用了互补色LED，并且使得与早先结构中的蓝色 滤色器17B相对应的部分透明，从而与图10至14所示的早先显示方法相比增大了光的使 用效率，从而促成更明亮的显示。例如，在白色显示的情况下，当假设各色滤色器具有小通 过损耗时，可以获得大约为过去的明度的两倍的明度。如上所述，山形波形部分的高度示出 了图4和5以及图11至14的光亮度(强度)的幅度。在图4所示的白色显示中，山形波 形部分的高度大约为其它颜色显示中的高度的两倍那么高，这表明明度近似被加倍。此外， 由于未使用蓝色滤色器17B，所以与早先的显示方法相比，可以增大在蓝色显示时的光使用 效率。 如上文所述，根据本实施例的彩色显示单元，由于蓝色LED 31和蓝色激励型互补 色LED被用于背光30，所以发光效率高于使用紫外线激励型LED的情况，并且可以获得短残 光特性。特别地，由于可以获得较短的红色残光特性，所以该彩色显示单元可应用于例如在 一帧内以时间共享方式执行对背光30的开/关控制的闪烁(blinking)背光。此外，由于在 发光时独立地对蓝色LED和互补色LED进行控制，所以通过适当地调节各个LED的发光量 可以调节色平衡或者色温，从而可以校正色调随时间的改变。此外，由于显示面板10被构 造为不必使用蓝色滤色器，所以与使用RGB滤色器的早先类型相比，即使按照显示面板10 的结构，也可以增大光的使用效率。因此，可以实现如下彩色显示该彩色显示与使用RGB 滤色器的早先类型相比，光使用效率更高并且更加稳定。 此外，根据该彩色显示单元，由于如同RGB独立发光背光的情况那样，可针对各个 颜色来控制光强度，所以仅仅需要点亮必要的最少数量的LED，从而引起了功耗的降低。此 外，可在光源侧调节色温。不使用荧光体的RGB独立发光背光由于半导体元件自身在制造 期间的带隙(bandg即)差异，而在所发出光的波长方面具有很大差异。与之形成对比，荧光 体的带隙差异是微不足道的。根据此彩色显示单元，由于在蓝色激励型互补色LED中使用 荧光体来执行光波长转换，所以可以抑制具有相同颜色的LED之间的波长差异。因此，当通 过使用大量LED来将背光30发计为平面光源时，该彩色显示单元对于使背光特性均一化是 有利的。特别地，当执行单色显示时，减少了显示的不均匀，并从而可以提高均一性。另外， 根据该彩色显示单元，由于仅仅使用了单个半导体元件，即蓝色LED，所以有利地稳定了由 光源温度导致的均一性的平面内不均匀。
[第二实施例] 接下来，描述根据本发明第二实施例的彩色显示单元。与根据第一实施例的彩色 显示单元中的组件基本相同的组件被以相同标号或符号来标示，并且适当地省略对它们的 描述。[彩色显示单元的基本配置] 图6示出了根据本实施例的彩色显示单元的配置示例。在此彩色显示单元中，图1 的彩色显示单元的部分可透射区域19(红色可透射区域19R和绿色可透射区域19G)被黄 色可透射区域19Y所取代。另外，取代红色滤色器17R和绿色滤色器17G，设置了黄色滤色 器17Y。黄色滤色器17Y对黄光透明，S卩，对红光和绿光透明，而对蓝光不透明。黄色滤色器 17Y是与黄色可透射区域19Y相对应地设置的。因此，黄色可透射区域19Y对从背光30发 出的光的各颜色分量中的蓝光不透明，并且可以透射红光和绿光两者。彩色显示单元的显 示面板10A被设计为使得可针对全色可透射区域18和黄色可透射区域19Y中的每一个来 独立控制光的透射状态。 在此彩色显示单元中，向黄色可透射区域19Y分配了两个像素电极13。与之不同， 向全色可透射区域18分配了一个像素电极13。因此，黄色可透射区域19Y的面积是全色可 透射区域18的面积的两倍那么大。即，黄色滤色器17Y的面积是透明滤色器17C的面积的 两倍那么大。[图像显示设备的配置] 当此彩色显示单元被用于TV图像显示设备等时，可如同第一实施例中那样以二 维矩阵图样来形成图6所示的显示面板10A的像素结构部件。在这种情况下，图6所示的 显示面板10A的结构部分对应于一个像素的结构。背光30可被构造为使得分别以二维矩 阵图样来布置多个蓝色LED31、多个紫红色LED 32和多个蓝绿色LED 33，以使得显示面板 10A的整个表面对于每一个颜色分量都可受背光充分照射。 在根据本实施例的彩色显示单元中，通过后面描述的显示方法来同步执行对显示 面板10A的驱动控制和对背光30的发光控制，以使得例如可以以时间共享方式执行RGB颜 色显示。因此，当该彩色显示单元被用作图像显示设备时，可如同第一实施例中那样通过场 序式方法等来执行彩色图像显示。当使用场序式方法时，可以提供对显示面板10A的操作 和背光30的操作进行同步控制的控制电路。
[根据第二实施例的第一显示示例(RGB显示)] 接下来，描述图6所示的彩色显示单元的显示操作。图7示意性地示出了在执行 白色显示、红色显示、绿色显示和蓝色显示的情况下的操作。在图7的显示示例中，当执行 白色显示时，背光30的所有三种LED(蓝色LED 31、紫红色LED 32和蓝绿色LED 33)都被 点亮。另外，显示面板10A的所有可透射区域(全色可透射区域18和黄色可透射区域19Y) 都被控制为进入透光模式。三种LED中仅仅紫红色LED 32被点亮，并且显示面板10A的可 透射区域中仅仅黄色可透射区域19Y被控制为进入透光模式，从而实现红色显示。三种LED 中仅仅蓝绿色LED 33被点亮，并且显示面板10A的可透射区域中仅仅黄色可透射区域19Y 被控制为进入透光模式，从而实现绿色显示。三种LED中仅仅蓝色LED 31被点亮，并且显 示面板10A的所有可透射区域都被控制为进入透光模式，从而实现蓝色显示。
在图6所示的彩色显示单元中，由于黄色滤色器17Y的面积为透明滤色器17C的
15面积的两倍那么大，所以与图l所示的彩色显示单元相比，可以使红光和绿光各自的透射
量加倍。因此，在各个颜色显示中可以增大光的使用效率，从而促成更明亮的显示。在图7
的显示示例中，例如，在白色显示的情况下，当假设各色滤色器具有较小通过损耗时，可以
获得大约为如图10至14所示的早先显示方法中的明度的三倍那么高的明度。在红色显
示和绿色显示的情况下，可以获得大约为图4所示的显示示例中的明度的两倍那么高的明
度。与之不同，在蓝色显示中，由于黄色滤色器17Y无法透射蓝光，所以即使黄色滤色器17Y
的面积加倍，也无法从而获得任何效果。因此，在蓝色显示的情况下，优选的是使通过蓝色
LED 31的电流量近似加倍，以使得由蓝色LED 31发出的光量被近似加倍。因此，可在红色
或绿色显示与蓝色显示之间使各颜色平衡。[根据第二实施例的第二显示示例(互补色显示)] 图8示意性地示出了在通过图6所示的彩色显示单元来执行互补色显示(黄色显 示、紫红色显示和蓝绿色显示)的情况下的操作。当执行白色显示时，虽然未在图8中示出， 但是操作与图7中的操作相同。在图8的显示示例中，三种LED中的紫红色LED 32和蓝绿 色LED 33被点亮，并且仅仅显示面板10A的可透射区域中的黄色可透射区域19Y被控制为 进入透光模式，从而实现黄色显示。三种LED中的蓝色LED 31和紫红色LED32被点亮，并 且显示面板10A的所有可透射区域都被控制为进入透光模式，从而实现紫红色显示。三种 LED中的蓝色LED 31和蓝绿色LED 33被点亮，并且显示面板10A的所有可透射区域都被控 制为进入透光模式，从而实现蓝绿色显示。 在图8的显示示例中，由于使用了具有加倍面积的黄色滤色器17Y，所以与图5的 显示示例相比，特别地可以使黄色显示中的明度近似加倍。与之不同，在紫红色显示中，当 假设从各颜色LED发出的光量相同时，与图5的显示示例相比，红光变得过多。在蓝绿色显 示中，当假设从各颜色LED发出的光量相同时，与图5的显示示例相比，绿光变得过多。因 此，优选地以如图9所示的方式在各颜色LED之间调节发光平衡。 在图9所示的显示示例中，当执行黄色显示时，通过紫红色LED 32和蓝绿色LED 33的每一个的电流量增大为约1. 5倍，以使得从紫红色LED 32和蓝绿色LED 33的每一个 发出的光量与图8的显示示例相比增大为约1. 5倍。当执行紫红色显示时，通过蓝色LED 31的电流量近似加倍，以使得从蓝色LED 31发出的光量近似加倍。类似地，当执行蓝绿色 显示时，通过蓝色LED 31的电流量近似加倍，以使得从蓝色LED 31发出的光量近似加倍。 以这种方式，在各颜色LED之间调节了发光平衡。因此，可适当地调节最终获得的光的色平 衡。另外，例如与图12所示的早先显示示例相比，可适当地使各颜色显示中的明度增至三 倍。 如上文所述，根据本实施例的彩色显示单元，由于使用了面积加倍的黄色滤色器
17Y，所以与根据第一实施例的彩色显示示例相比可执行更明亮的彩色显示。[第三实施例] 接下来，描述根据本发明第三实施例的彩色显示单元。与根据第一或第二实施例 的彩色显示单元中的组件基本相同的组件被以相同标号或符号标示，并且适当地省略对它 们的描述。[彩色显示单元的基本配置] 图16示出了根据本实施例的彩色显示单元的配置示例。此彩色显示单元具有背
16光130来取代图l所示的彩色显示单元的背光30。背光130包括三种LED，即红色LED 31R、 绿色LED 31G和蓝色LED 31B，在发光时能够独立控制各个LED。这三种LED是分别发出原 色光的三原色半导体发光元件。即，虽然在图1所示的彩色显示单元中部分使用互补色LED 作为光源，但是在本实施例中对所有光源都使用原色LED而不是互补色LED。此外，该彩色 显示单元与具有如图IO所示的早先结构的显示设备的不同之处在于取代蓝色滤色器17B 而设置了透明滤色器17C，从而与蓝色可透射区域19B相对应的部分被设置为全色可透射 区域18。 当该彩色显示单元被用于TV图像显示设备等时，可如同第一实施例中那样以二 维矩阵图样来形成图16所示的显示面板10的像素结构部件。在这种情况下，图16所示的 显示面板10的结构部分对应于一个像素的结构。背光130可被构造为使得分别以二维矩 阵图样来布置多个红色LED31R、多个绿色LED 31G和多个蓝色LED 31B，以使得显示面板10 的整个表面对于每一个颜色分量都可受背光充分照射。 在根据本实施例的彩色显示单元中，通过以下描述的显示方法来同步执行对显示 面板10的驱动控制和对背光130的发光控制，以使得例如可以时间共享方式执行RGB颜色 显示。因此，当该彩色显示单元被用作图像显示设备时，可如同第一实施例中那样通过场序 式方法等来执行彩色图像显示。当使用场序式方法时，可提供对显示面板10的操作和背光 130的操作进行同步控制的控制电路。[根据第三实施例的第一显示示例(RGB显示的第一示例)] 图17示意性地示出了在通过图16所示的彩色显示单元来执行白色显示、红色显 示、绿色显示和蓝色显示的情况下的操作。在图17的显示示例中，当执行白色显示时，背光 130的所有三种LED(红色LED 31R、绿色LED 31G和蓝色LED 31B)都被点亮。另外，显示 面板10的所有可透射区域(全色可透射区域18、红色可透射区域19R和绿色可透射区域 19G)都被控制为进入透光模式。三种LED中仅仅红色LED 31R被点亮，并且显示面板10 的可透射区域中仅仅红色可透射区域19R被控制为进入透光模式，从而实现红色显示。三 种LED中仅仅绿色LED 31G被点亮，并且显示面板10的可透射区域中仅仅绿色可透射区域 19G被控制为进入透光模式，从而实现绿色显示。三种LED中仅仅蓝色LED 31B被点亮，并 且显示面板10的可透射区域中仅仅全色可透射区域18被控制为进入透光模式，从而实现 蓝色显示。 在图17的显示示例中，使得与早先结构中的蓝色滤色器17B相对应的部分透明而 成为全色可透射区域18，从而与使用所有RGB各色滤色器的早先类型相比可增大光的使用 效率。特别地，由于无需使用具有比其它滤色器低的透射率的蓝色滤色器17B，所以高度有 效地增大了蓝光的使用效率。特别地，在白色显示的情况下，当假设各色滤色器具有较小通 过损耗时，可以获得大约为具有蓝色滤色器17B的早先显示示例(例如参见图13)中的明 度的两倍的明度。在图17的显示示例中，由于取代蓝色滤色器17B而使用了透明滤色器 17C，所以当执行白色显示时，例如与图13的显示示例相比可使红光或绿光的透射量加倍。 其原因在于例如，在红光的情况下，由于红光不仅被红色可透射区域19R而且被全色可透 射区域18透射，所以与早先情况相比光通过面积加倍了。但是，在蓝光的情况下，由于蓝光 的通过区域仅仅为全色可透射区域18，所以光通过面积未加倍。因此，在白色显示的情况下，优选的是使通过蓝色LED 31B的电流量近似加倍以使得由蓝色LED 31B发出的光量近 似加倍。因此，在白色显示中可使明度加倍。[根据第三实施例的第二显示示例(RGB显示的第二示例)] 在图17的显示示例中，仅仅在白色显示中获得了大约为早先显示示例(例如，参 见图13)中的明度的两倍的明度。在图18的显示示例中，甚至在红色显示、绿色显示和蓝 色显示中也获得了大约加倍了的明度。白色显示中的操作与图17的显示示例中的相同。 在图18的显示示例中，三种LED中仅仅红色LED 31R被点亮，并且显示面板10的可透射区 域中的红色可透射区域19R和全色可透射区域18被控制为进入透光模式，从而实现红色显 示。三种LED中仅仅绿色LED 31G被点亮，并且显示面板10的可透射区域中的绿色可透射 区域19G和全色可透射区域18被控制为进入透光模式，从而实现绿色显示。三种LED中仅 仅蓝色LED 31B被点亮，并且显示面板10的可透射区域中仅仅全色可透射区域18被控制 为进入透光模式，从而实现蓝色显示。在蓝色显示的情况下，使通过蓝色LED31B的电流量 近似加倍以使得由蓝色LED 31B发出的光量近似加倍。 在图18的显示示例中，在红色显示的情况下，由于红光不仅被红色可透射区域 19R而且被全色可透射区域18透射，所以与早先情况相比红色显示中的光通过面积加倍 了。类似地，在绿色显示的情况下，由于绿光不仅被绿色可透射区域19G而且被全色可透射 区域18透射，所以与早先情况相比绿色显示中的光通过面积加倍了。在蓝色显示的情况 下，由于光通过区域仅仅为全色可透射区域18，所以光通过面积未加倍。但是，由蓝色LED 31B发出的光量被近似加倍，从而可以使明度加倍。以这种方式，例如与图13所示的早先显 示示例相比，可以使各个颜色显示的明度近似加倍。
[根据第三实施例的第三显示示例(互补色显示)] 图19示意性地示出了通过图16所示的彩色显示单元执行白色显示和互补色显示 (黄色显示、紫红色显示和蓝绿色显示)的情况下的操作。当执行白色显示时，操作与图17 的显示示例相同。在图19的显示示例中，当执行黄色显示时，三种LED中的红色LED 31R 和绿色LED 31G被点亮。另外，显示面板10的所有可透射区域(全色可透射区域18、红色 可透射区域19R和绿色可透射区域19G)都被控制为进入透光模式。三种LED中的红色LED 31R和蓝色LED 31B被点亮，并且显示面板10的可透射区域中的红色可透射区域19R和全 色可透射区域18被控制为进入透光模式，从而实现紫红色显示。三种LED中的绿色LED 31G 和蓝色LED31B被点亮，并且显示面板10的可透射区域中的绿色可透射区域19G和全色可 透射区域18被控制为进入透光模式，从而实现蓝绿色显示。 在19的显示示例中，由于取代蓝色滤色器17B而使用了透明滤色器17C，所以例如 与图14的显示示例相比，可以使红光或绿光的透射量加倍。例如，在黄色显示的情况下，红 光不仅被红色可透射区域19R透射，而且被全色可透射区域18透射。另外，绿光不仅被绿 色可透射区域19G透射，而且被全色可透射区域18透射。因此，与早先情况相比，黄色显示 中的光通过面积加倍了。在紫红色显示的情况下，虽然与早先情况相比红光的光通过面积 加倍了，但是因为蓝光的光通过区域仅仅是全色可透射区域18，所以蓝光的光通过面积未 加倍。因此，即使在紫红色显示或蓝绿色显示中，也优选的是使通过蓝色LED 31B的电流量 近似加倍，以使得由蓝色LED 31B发出的光量近似加倍，如同白色显示的情况一样。因此， 例如与如图14所示的早先显示示例相比，明度在每一种颜色显示中都可近似加倍。
18
由于在图17至19的显示示例中可独立控制每一种颜色LED的发光，所以通过适 当地调节由每一种颜色LED发出的光量可在每一种颜色显示中精细地调节色平衡或色温。
[第三实施例的修改] 虽然图16示出了如下配置两种颜色(红色和绿色)可透射区域(红色可透射区 域19R和绿色可透射区域19G)被设置作为部分可透射区域19，并且与早先的蓝色可透射区 域相对应的部分被使得透明化为全色可透射区域18，但是要透明化的部分可以不是与蓝色 区域相对应的部分。 图20示出了与具有如图IO所示的早先结构的显示设备不同的显示设备，不同之 处在于该显示设备具有的显示面板10B使用透明滤色器17C来取代绿色滤色器17G。使用 透明滤色器17C从而使与绿色可透射区域19G相对应的部分透明化为全色可透射区域18。 该显示设备具有红色和蓝色两种颜色可透射区域(红色可透射区域19R和蓝色可透射区域 19B)作为部分可透射区域19。 图21示出了与具有如图IO所示的早先结构的显示设备不同的显示设备，不同之 处在于该显示设备具有的显示面板10C使用透明滤色器17C来取代红色滤色器17R。使用 透明滤色器17C从而使与红色可透射区域19R相对应的部分透明化为全色可透射区域18。 该显示设备具有蓝色和绿色两种颜色可透射区域(蓝色可透射区域19B和绿色可透射区域 19G)作为部分可透射区域19。 图20或图21所示的彩色显示单元与图16的配置示例的不同之处仅在于要成为 全色可透射区域18的部分，并且在颜色显示的基本操作方面基本与图16的配置示例相同。 即使利用图20或图21所示的彩色显示单元的配置，由于部分地使滤色器透明化，所以与使 用所有RGB各色滤色器的早先类型相比也可以提高光使用效率。即使以这种方式部分地使 滤色器透明化，也可以适当地调节由各颜色LED发出的光量，从而可以适当地控制色平衡 或色温。[第四实施例] 接下来，描述根据本发明第四实施例的彩色显示单元。与根据第一到第三实施例
的每一个的彩色显示单元中的组件基本相同的组件被以相同标号或符号来标示，并且适当
地省略对它们的描述。[彩色显示单元的基本配置] 图22示出了根据本实施例的彩色显示单元的配置示例。该彩色显示单元具有显 示面板IOD，其中，图16所示的彩色显示单元的部分可透射区域19 (红色可透射区域19R和 绿色可透射区域19G)被互补色部分可透射区域19A所取代。显示面板10D具有取代红色 滤色器17R的紫红色滤色器17Mg以及取代绿色滤色器17G的蓝绿色滤色器17Cy。部分可 透射区域19A包括蓝绿色可透射区域19Cy和紫红色可透射区域19Mg这两种颜色可透射区 域。紫红色滤色器17Mg与紫红色可透射区域19Mg相对应地设置。蓝绿色滤色器17Cy与蓝 绿色可透射区域19Cy相对应地设置。在显示面板10D中，由于分别与全色可透射区域18、 蓝绿色可透射区域19Cy和紫红色可透射区域19Mg相对应地设置像素电极13，所以可针对 各个可透射区域来独立地控制光的透射状态。 紫红色可透射区域19Mg可以透射紫红光，亦即可透射红光和蓝光。取决于背光 130中LED的组合，可从紫红色可透射区域19Mg提取仅仅红光、仅仅蓝光或者红光和蓝光两者(亦即，紫红光)。 图23A和23B示出了使用紫红色可透射区域19Mg的透射带选择的概念。图23A 示出了提取红光的情况，而图23B示出了提取蓝光的情况。在图23A和23B中， 一起示出了 紫红色滤色器17Mg的透射特性以及红色LED 31R和蓝色LED 31B中的每一个的点亮状态。 由于绿光不能被紫红色滤色器17Mg透射，所以省略了对绿色LED 31G的点亮状态的示出。 如图23A所示，当不点亮蓝色LED 31B而点亮红色LED 31R时，可从紫红色可透射区域19Mg 单个提取红光。如图23B所示，当不点亮红色LED 31R而点亮蓝色LED 31B时，可从紫红色 可透射区域19Mg单个提取蓝光。当一起提取红光和蓝光时，可以一起点亮红色LED 31R和 蓝色LED 31B。 蓝绿色可透射区域19Cy可以透射蓝绿光，亦即可以透射绿光和蓝光。取决于背光 130中LED的组合，可从蓝绿色可透射区域19Cy提取仅仅绿光、仅仅蓝光或者绿光和蓝光两 者(亦即，蓝绿光)。 图24A和24B示出了使用蓝绿色可透射区域19Cy的透射带选择的概念。图24A 示出了提取绿光的情况，而图24B示出了提取蓝光的情况。在图24A和24B中， 一起示出了 蓝绿色滤色器17Cy的透射特性以及绿色LED 31G和蓝色LED 31B中的每一个的点亮状态。 由于红光不能被蓝绿色滤色器17Cy透射，所以省略了对红色LED 31R的点亮状态的示出。 如图24A所示，当不点亮蓝色LED 31B而点亮绿色LED 31G时，可从蓝绿色可透射区域19Cy 单个提取绿光。如图24B所示，当不点亮绿色LED31G而点亮蓝色LED 31B时，可从蓝绿色 可透射区域19Cy单个提取蓝光。当一起提取绿光和蓝光时，可以一起点亮绿色LED 31G和 蓝色LED31B。[图像显示设备的配置] 当该彩色显示单元被用于TV图像显示设备等时，可以以二维矩阵图样形成图22 所示的显示面板10D的像素结构部件，如同第一实施例中那样。在这种情况下，图22所示 的显示面板10D的结构部分对应于一个像素的结构。背光130可被构造为使得分别以二维 矩阵图样布置多个红色LED 31R、多个绿色LED 31G和多个蓝色LED 31B，以使得显示面极 10D的整个表面针对各个颜色分量都可受背光充分照射。 在根据本实施例的彩色显示单元中，通过以下描述的显示方法来同步执行对显示 面板10D的驱动控制和对背光130的发光控制，以使得例如可以以时分方式执行RGB颜色 显示。因此，当该彩色显示单元用作图像显示设备时，可通过场序式方法等来执行彩色图像 显示，如同第一实施例中那样。当使用场序式方法时，可提供对显示面板10D的操作和背光 130的操作进行同步控制的控制电路。
[根据第四实施例的第一显示示例(RGB显示)] 图25示意性地示出了在通过图22所示的彩色显示单元执行白色显示、红色显示、 绿色显示和蓝色显示的情况下的操作。在图25的显示示例中，当执行白色显示时，背光130 的所有三种LED (红色LED 31R、绿色LED 31G和蓝色LED 31B)都被点亮。另外，显示面板 10D的所有可透射区域(全色可透射区域18、蓝绿色可透射区域19Cy和紫红色可透射区 域19Mg)都被控制为进入透光模式。三种LED中仅仅红色LED 31R被点亮，并且显示面板 10D的可透射区域中至少紫红色可透射区域19Mg和全色可透射区域18被控制为进入透光 模式，从而实现红色显示。在红色显示模式中，由于红光原本就不能被蓝绿色滤色器17Cy透射，所以在显示面板10D中的光透射状态可被控制为或者进入透光模式或者进入不透光模式。三种LED中仅仅绿色LED 31G被点亮，并且显示面板10D的可透射区域中至少蓝绿色可透射区域19Cy和全色可透射区域18被控制为进入透光模式，从而实现绿色显示。在绿色显示模式中，由于绿光原本就不能被紫红色滤色器17Mg透射，所以在显示面板10D中的光透射状态可被控制为或者进入透光模式或者进入不透光模式。三种LED中仅仅蓝色LED31B被点亮，并且显示面板10D的所有可透射区域都被控制为进入透光模式，从而实现蓝色显示。 在图25的显示示例中，与早先结构中的蓝色滤色器17B相对应的部分被使得透明化为全色可透射区域18，从而与使用所有RGB各色滤色器的早先类型(例如，参见图13)相比可以增大光使用效率。特别地，由于不需要使用具有比其它颜色滤色器低的透射率的蓝色滤色器17B，所以高度有效地增大了蓝光的使用效率。在图25的显示示例中，由于取代蓝色滤色器17B而使用了透明滤色器17C，所以当执行白色显示时，例如与图13的显示示例相比可以使红光和绿光的每一个的透射量加倍。其原因在于例如在红光的情况下，由于红光不仅被紫红色可透射区域19Mg透射而且被全色可透射区域18透射，所以与早先情况相比，光通过面积加倍了。此外，由于蓝光通过全色可透射区域18、蓝绿色可透射区域19Cy和紫红色可透射区域19Mg的所有区域，所以与图13的显示示例相比光通过面积增至三倍。在这种情况下，由于仅仅蓝光的透射量过量增大，所以优选的是例如将通过蓝色LED 31B的电流量减小到约为0.66倍，以使得由蓝色LED 31B发出的光量可减小到约为0.66倍。因此，在白色显示的情况下，当假设各色滤色器具有小通过损耗时，与具有蓝色滤色器17B的早先显示示例(例如，参见图13)相比可以使明度加倍。 在图25的显示示例中，在红色显示的情况下，由于红光不仅被紫红色可透射区域19Mg透射而且被全色可透射区域18透射，所以与早先情况相比，红色显示中的光通过面积加倍了。类似地，在绿色显示的情况下，由于绿光不仅被蓝绿色可透射区域19Cy透射而且被全色可透射区域18透射，所以与早先情况相比，绿色显示中的光通过面积加倍了。以这种方式，例如与如图13所示的早先显示示例相比，在红色和绿色显示的每一个中的明度可以近似加倍。此外，在蓝色显示的情况下，由于光通过所有颜色可透射区域，所以光通过面积与早先情况相比增至三倍。因此，例如与如图13所示的早先显示示例相比，蓝色显示中的明度可以近似增至三倍。优选的是，例如，将通过蓝色LED 31B的电流量减小到约为0. 66倍，以使得由蓝色LED 31B发出的光量可以减小到约为0. 66倍，从而平衡各色显示之间的颜色。因此，蓝色显示中的明度也被适当加倍，从而各个颜色显示中的明度都可被调节为近似加倍。[根据第四实施例的第二显示示例(互补色显示)] 图26示意性地示出了在通过图22所示的彩色显示单元执行白色显示和互补色显示(黄色显示、紫红色显示和蓝绿色显示)的情况下的操作。当执行白色显示时，操作与图25的显示示例相同。在图26的显示示例中，当执行黄色显示时，三种LED中的红色LED 31R和绿色LED 31G被点亮。另外，显示面板10D的所有可透射区域(全色可透射区域18、蓝绿色可透射区域19Cy和紫红色可透射区域19Mg)都被控制为进入透光模式。三种LED中的红色LED 31R和蓝色LED 31B被点亮，并且显示面板10D的所有可透射区域都被控制为进入透光模式，从而实现紫红色显示。三种LED中的绿色LED 31G和蓝色LED 31B被点亮，并
21且显示面板10D的所有可透射区域都被控制为进入透光模式，从而实现蓝绿色显示。
在图26的显示示例中，由于取代蓝色滤色器17B使用了透明滤色器17C，所以例如与图14的显示示例相比，可以使红光和绿光的每一个的透射量加倍。例如，在黄色显示的情况下，红光不仅被紫红色可透射区域19Mg透射而且被全色可透射区域18透射。另外，绿光不仅被蓝绿色可透射区域19Cy透射而且被全色可透射区域18透射。因此，与早先情况相比，黄色显示中的光通过面积加倍了 。在紫红色显示的情况下，虽然红光的光通过面积与早先情况相比加倍了，但是因为蓝光通过所有颜色可透射区域，所以蓝光的光通过面积与早先情况相比增至三倍。类似地，在蓝绿色显示的情况下，虽然绿光的光通过面积与早先情况相比加倍了，但是因为蓝光通过所有颜色可透射区域，所以蓝光的光通过面积与早先情况相比增至三倍。因此，即使在紫红色显示和蓝绿色显示的每一个中，也优选的是将通过蓝色LED 31B的电流量减小到约为0. 66倍以使得由蓝色LED31B发出的光量可减小到约为0.66倍，从而平衡各个颜色显示之间的颜色，如同白色显示的情况一样。因此，例如与如图14所示的早先显示示例相比，在每一种颜色显示中明度都可加倍。
[第四实施例的修改] 图22示出了如下配置，其中，两种颜色(蓝绿色和紫红色)可透射区域(蓝绿色可透射区域19Cy和紫红色可透射区域19Mg)被设置为部分可透射区域19A，并且与早先的蓝色可透射区域相对应的部分被使得透明化为全色可透射区域18。但是，可使用黄色滤色器作为用于部分可透射区域19A的互补色滤色器。即，部分可透射区域19A可被配置为蓝绿色区域和黄色区域的组合或者紫红色区域和黄色区域的组合。虽然省略了对这种组合的示出，但是在任一组合中都部分地使滤色器透明化，因此与使用所有RGB各色滤色器的早先类型相比，可以增大光的使用效率。此外，在任一组合中都适当地调节由各个颜色LED发出的光量，从而可以适当地控制色平衡或色温。[OH5][其它实施例] 本发明不限于以上实施例，并且可以实现本发明的各种修改或变体。
例如，虽然在各实施例中的全色可透射区域18中物理地设置了透明滤色器17C，但是可从组件中省略透明滤色器17C。总而言之，全色可透射区域18可被构造为透射来自背光30或130的任何颜色光。另外，全色可透射区域18与部分可透射区域19之间的面积比不限于各个实施例中的面积比。例如，虽然在第二实施例中示出了黄色可透射区域19Y的面积是全色可透射区域18的面积2倍的示例，但是该面积比可以小于或大于2。在这种情况下，在由各个颜色LED发出的光量方面对背光30进行适当调节，以使得可以调节色平衡。 本申请包含与在2009年1月26日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP
2009-014629所公开的主题相关的主题，该申请的全部内容通过引用而结合于此。 本领域技术人员应当了解，在所附权利要求或其等同物的范围内，可以依据设计
要求和其它因素进行各种修改、组合、子组合和变更。
权利要求
一种彩色显示单元，包括具有多种LED的光源部件，每个所述LED都受独立控制来发光，并且每种LED发出颜色彼此不同的光；以及显示部件，该显示部件与所述光源部件的发光控制相同步地控制来自所述光源部件的光的透射状态，从而实现所需颜色显示，其中，所述显示部件具有全色可透射区域和部分可透射区域，所述全色可透射区域允许来自所述光源部件的光的所有颜色分量透射，而所述部分可透射区域阻止来自所述光源部件的光的颜色分量中的一个或多个颜色分量通过，并且所述显示部件针对所述全色可透射区域和所述部分可透射区域中的每一个独立地控制来自所述光源部件的光的透射状态。
2. 根据权利要求l所述的彩色显示单元，其中所述多种LED是蓝色LED、紫红色LED和蓝绿色LED这三种LED,各种LED受独立控制来发出各个颜色的光，所述蓝绿色LED包括蓝光发射器和绿色荧光体，所述绿色荧光体受来自所述蓝光发射器的蓝光所激励而发出绿光，所述紫红色LED包括蓝光发射器和红色荧光体，所述红色荧光体受来自所述蓝光发射器的蓝光所激励而发出红光，并且所述显示部件中的所述部分可透射区域阻止蓝光通过，或者阻止蓝光和另一颜色光两者通过。
3. 根据权利要求2所述的彩色显示单元，其中所述部分可透射区域包括红色可透射区域和绿色可透射区域，所述红色可透射区域仅允许来自所述光源部件的光的颜色分量中的红光透射，而所述绿色可透射区域仅允许来自所述光源部件的光的颜色分量中的绿光透射，并且所述显示部件针对所述全色可透射区域、所述红色可透射区域和所述绿色可透射区域中的每一个独立地控制光的透射状态。
4. 根据权利要求3所述的彩色显示单元，其中所述三种LED中的紫红色LED和蓝绿色LED被点亮，并且所述显示部件中的全色可透射区域、红色可透射区域和绿色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现白色显示，所述三种LED中仅仅紫红色LED被点亮，并且仅仅所述红色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现红色显示，所述三种LED中仅仅蓝绿色LED被点亮，并且仅仅所述绿色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现绿色显示，所述三种LED中仅仅蓝色LED被点亮，并且仅仅所述全色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现蓝色显示。
5. 根据权利要求3所述的彩色显示单元，其中所述三种LED中的紫红色LED和蓝绿色LED被点亮，并且所述显示部件中的所述全色可透射区域、所述红色可透射区域和所述绿色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现白色显示，所述三种LED中的紫红色LED和蓝绿色LED被点亮，并且所述红色可透射区域和所述绿色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现黄色显示，所述三种LED中的蓝色LED和紫红色LED被点亮，并且所述全色可透射区域和所述红色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现紫红色显示，并且所述三种LED中的蓝色LED和蓝绿色LED被点亮，并且所述全色可透射区域和所述绿色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现蓝绿色显示。
6. 根据权利要求2所述的彩色显示单元，其中所述部分可透射区域包括黄色可透射区域，所述黄色可透射区域阻止来自所述光源部件的光的颜色分量中的蓝光通过并且允许红光和绿光两者透射，并且所述显示部件针对所述全色可透射区域和所述黄色可透射区域中的每一个独立地控制光的透射状态。
7. 根据权利要求6所述的彩色显示单元，其中所述三种LED全部被点亮，并且所述显示部件中的所述全色可透射区域和所述黄色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现白色显示，所述三种LED中仅仅紫红色LED被点亮，并且仅仅所述黄色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现红色显示，所述三种LED中仅仅蓝绿色LED被点亮，并且仅仅所述黄色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现绿色显示，所述三种LED中仅仅蓝色LED被点亮，并且仅仅所述全色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现蓝色显示。
8. 根据权利要求6所述的彩色显示单元，其中所述三种LED全部被点亮，并且所述显示部件中的所述全色可透射区域和所述黄色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现白色显示，所述三种LED中的紫红色LED和蓝绿色LED被点亮，并且仅仅所述黄色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现黄色显示，所述三种LED中的蓝色LED和紫红色LED被点亮，并且所述全色可透射区域和所述黄色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现紫红色显示，并且所述三种LED中的蓝色LED和蓝绿色LED被点亮，并且所述全色可透射区域和所述黄色可透射区域被控制为进入透光模式，从而实现蓝绿色显示。
9. 根据权利要求6所述的彩色显示单元，其中，所述黄色可透射区域的面积是所述全色可透射区域的面积的两倍。
10. 根据权利要求l所述的彩色显示单元，其中所述多种LED是蓝色LED、红色LED和绿色LED这三种LED,各种LED受独立控制来发出各个颜色的光，所述部分可透射区域包括仅允许蓝光透射的蓝色可透射区域、仅允许红光透射的红色可透射区域和仅允许绿光透射的绿色可透射区域中的任意两种，并且所述显示部件针对所述全色可透射区域和所述两种颜色的可透射区域中的每一个独立地控制光的透射状态。
11. 根据权利要求l所述的彩色显示单元，其中所述多种LED是蓝色LED、红色LED和绿色LED这三种LED,各种LED受独立控制来发出各个颜色的光，所述部分可透射区域包括允许红光和蓝光透射的紫红色可透射区域、允许绿光和蓝光 透射的蓝绿色可透射区域和允许红光和绿光透射的黄色可透射区域中的任意两种，并且所述显示部件针对所述全色可透射区域和所述两种颜色的可透射区域中的每一个独 立地控制光的透射状态。
全文摘要
本发明提供了一种彩色显示单元，与使用所有RGB各色滤色器的现有类型相比，该彩色显示单元允许以高的光利用效率来执行彩色显示。该彩色显示单元包括具有多种颜色LED的光源部件，并且包括显示部件，该显示部件与光源部件的发光控制相同步地控制来自光源部件的光的透射状态以实现所需颜色显示。显示部件具有全色可透射区域和部分可透射区域。全色可透射区域允许光的所有颜色分量透射，而部分可透射区域阻止光的颜色分量中的一个或多个颜色分量通过。显示部件针对全色可透射区域和部分可透射区域中的每一个独立地控制光的透射状态。
文档编号G09G3/36GK101789225SQ20101010396
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月26日 优先权日2009年1月26日
发明者古川德昌 申请人:索尼公司