(57)【要約】【課題】  カラーフィルター等のフィルター類を必要としない構成を維持しつつ、さらなる構成の簡略化、輝度、色再現性の点において優れたカラー表示ができる表示装置を提供すること。【解決手段】  複数の色に対応した各光源を備えた複数色光源部と、上記複数色光源部に対して離間・配置され光スイッチを備えた複数個の絵素を格子状に配置してなる表示部と、上記複数色光源部と上記表示部との間に設置され複数色光源部からの光を上記表示部の各絵素に導く複数の導波路からなる導波路群と、上記導波路であって上記絵素の手前に設けられ上記導波路内を導かれた光を上記絵素方向に光路変換して放射させる光路変換手段と、上記複数色光源部の各色を順次変調することにより光の濃淡・加色を調整する変調手段と、を具備したもの。  【選択図】  図１
2005258123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色に対応した各光源を備えた複数色光源部と、
上記複数色光源部に対して離間・配置され光スイッチを備えた複数個の絵素を格子状に配置してなる表示部と、
上記複数色光源部と上記表示部との間に設置され複数色光源部からの光を上記表示部の各絵素に導く複数の導波路からなる導波路群と、
上記導波路であって上記絵素の手前に設けられ上記導波路内を導かれた光を上記絵素方向に光路変換して放射させる光路変換手段と、
上記複数色光源部の各色を順次変調することにより光の濃淡・加色を調整する変調手段と、
を具備したことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置において、
上記表示部は、液晶を光スイッチとして用いた複数個の液晶表示素子を格子状に配置してなる液晶モジュールであることを特徴とする表示装置。  
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の表示装置において、  
上記複数色光源部は、赤色、緑色、青色に対応した各光源を備えた三原色光源部であることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れかに記載の表示装置において、
上記複数色光源部は、赤色、緑色、青色、その他の補色に対応した各光源を備えた複数色光源部であることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明、例えば、液晶表示装置等の表示装置に係り、特に、カラーフィルタ等のフィルター類を用いることなく所望のカラー液晶表示を行うことを可能にし、且つ、輝度、色再現性の点において優れたカラー表示ができるように工夫したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から用いられている表示装置、例えば、液晶表示装置は、概略、次のような構成をなしている。まず、白色ＬＥＤ等の白色光源があり、該白色光源からの光をバックライトと称される反射板によって満遍なく反射し、そこからの散乱光を液晶表示板の全面に照射させ、それによって、カラー液晶表示を行う構成になっている。
【０００３】
ところが、この種の液晶表示装置には次のような問題があった。
まず、反射板を反射した白色光を使用する構成であるので効率が悪いという問題があった。
又、白色光源を使用しているために、カラー表示を行うためには、カラーフィルターと称されるフィルム状の部品を使用しなければならず、それによって、輝度の効率がさらに悪くなってしまうという問題があった。
これらの問題を解決するためには出力を上げることが考えられるが、それでは消費電力が増大してしまうことになる。特に、近年の液晶表示装置の場合には、携帯電話に代表されるように、様々な機能が追加されるために、消費電力の削減は重要な課題であり、又、色再現性、輝度、解像度等においても更なる改善が要求されているものである。
【０００４】
そこで、これらの問題を解決するものとして、例えば、特許文献１に記載されているような液晶表示装置が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第２７４０５９２号公報
【０００６】
上記特許文献１に開示されている液晶表示装置は、図７に示すような構成になっている。まず、ＬＥＤ光源２０１、２０３、２０５がある。上記ＬＥＤ光源２０１が「赤色」、ＬＥＤ光源２０３が「緑色」、ＬＥＤ光源２０５が「青色」である。一方、複数個の絵素電極２０７が配置されている。そして、上記ＬＥＤ光源２０１、２０３、２０５から上記各絵素電極２０７には導波路２０９が配設されている。又、それら導波路２０９の適所には光路変換部２１１が設置されている。
尚、図７中符号２１３は絶縁性基板である。
【０００７】
上記構成によると、ＬＥＤ光源２０１、２０３、２０５からの光は導波路２０９を介して各絵素電極２０７に導かれ、それによって、所望の液晶表示がなされるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来の構成によると次のような問題があった。
すなわち、特許文献１に開示されている液晶表示装置の場合には、ＬＥＤ光源２０１、２０３、２０５からの光を導波路２０９を介して絵素電極２０７に直接導くという構成を採用することにより、反射方式に比べて効率が高くなると共に、白色光源を使用していた場合に必要であったカラーフィルター等のフィルター類が不要になるという利点がある。
しかしながら、液晶ＬＥＤ光源２０１、２０３、２０５からの光を導く導波路２０９を夫々独立して配置しなければならない等、構成が複雑であるという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、カラーフィルター等のフィルター類を必要としない構成を維持しつつ、さらなる構成の簡略化、輝度、色再現性の点において優れたカラー表示ができる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による表示装置は、複数の色に対応した各光源を備えた複数色光源部と、上記複数色光源部に対して離間・配置され光スイッチを備えた複数個の絵素を格子状に配置してなる表示部と、上記複数色光源部と上記表示部との間に設置され複数色光源部からの光を上記表示部の各絵素に導く複数の導波路からなる導波路群と、上記導波路であって上記絵素の手前に設けられ上記導波路内を導かれた光を上記絵素方向に光路変換して放射させる光路変換手段と、上記複数色光源部の各色を順次変調することにより光の濃淡・加色を調整する変調手段と、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項２による表示装置は、請求項１記載の表示装置において、上記表示部は、液晶を光スイッチとして用いた複数個の液晶表示素子を格子状に配置してなる液晶モジュールであることを特徴とするものである。  
又、請求項３による表示装置は、請求項１又は請求項２記載の表示装置において、上記複数色光源部は、赤色、緑色、青色に対応した各光源を備えた三原色光源部であることを特徴とするものである。
又、請求項４による表示装置は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の表示装置において、上記複数色光源部は、赤色、緑色、青色、その他の補色に対応した各光源を備えた複数色光源部であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上述べたように本発明による表示装置によると、複数の色に対応した各光源を備えた複数色光源部と、上記複数色光源部に対して離間・配置され光スイッチを備えた複数個の絵素を格子状に配置してなる表示部と、上記複数色光源部と上記表示部との間に設置され複数色光源部からの光を上記表示部の各絵素に導く複数の導波路からなる導波路群と、上記導波路であって上記絵素の手前に設けられ上記導波路内を導かれた光を上記絵素方向に光路変換して放射させる光路変換手段と、上記複数色光源部の各色を順次変調することにより光の濃淡・加色を調整する変調手段と、を具備したので、まず、複数色光源部からの夫々の光により絵素を直接照射するように構成したことにより、輝度は明るくなり、且つ、色再現性も高くなった。
又、カラーフィルター等のフィルター類を必要としないので、構成も簡単であり、コストの低減を図ることができる。又、導波路を色別に独立させて配置する必要はなく、よって、構成がさらに簡略化されるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図１乃至図４を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。まず、三原色光源部１があり、この三原色光源部１は、赤色ＬＥＤ３、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ７とから構成されている。
【００１３】
一方、表示部としての液晶モジュール１３が設置されていて、この液晶モジュール１３は次のような構成になっている。まず、複数個の液晶表示素子１５が格子状に配置されている。上記液晶表示素子１５は、図２に示すように、偏光フィルタ１７、透明電極１９、液晶部２１、偏光フィルタ２３を積層させた構成になっている。そして、複数個の液晶表示部１５の上にはガラス基板２５が設置されている。
【００１４】
上記赤色ＬＥＤ３、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ７からの光は、共通の導波路３１を介して、上記各液晶表示素子１５に送られる。上記導波路３１は、主導波路３３と、この主導波路３３より分岐された複数本の分岐導波路３５とから構成されている。この分岐導波路３５が上記複数個の液晶表示素子１５の直下まで延長されている。
【００１５】
上記各分岐導波路３５には、各液晶表示素子１５に対応するように、光路変換手段５１が設置されている。この光路変換手段５１は、反射鏡５３と、レンズ５５とから構成されていて、上記各分岐導波路３５を介して導入された光を９０°屈曲させて、上記液晶表示素子１５に導くものである。
【００１６】
又、上記液晶表示素子１５をオン・オフさせるためのスイッチング機能を備えている。又、光の濃淡及び加色については、三原色光源部１の赤色ＬＥＤ３、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ７を順次変調することにより行う。
【００１７】
ここで、図３を参照して、上記変調に関して詳しく説明する。まず、ＬＥＤ、すなわち、赤色ＬＥＤ３、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ７を変調することにより輝度階調を制御するためには、図３に示すように、１画素表示時間内に、制御回路より指示された階調信号に基づいて、点灯時間（Ｔｏｎ）と消灯時間（Ｔｏｆｆ）の時間を制御する必要がある。
具体的には、階調数を「２５６階調」とし、「１２８階調」の輝度出力を出したい場合には、「１２８／２５６（階調信号比）」によって、「１画素表示時間／２」の時間だけ赤色ＬＥＤ３、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ７が点灯するように、点灯時間（Ｔｏｎ）と消灯時間（Ｔｏｆｆ）の時間を制御する必要がある。
その際、点灯時間（Ｔｏｎ）を固定にして、繰り返し時間（ｆｏｎ）を制御する方法もある。
又、（Ｔｏｎ）、（Ｔｏｆｆ） 、（ｆｏｎ）は、１画素表示時間内において、一定であっても不確定であってもよく、要は階調信号比が充足されていればよい。
又、各ＬＥＤ、すなわち、赤色ＬＥＤ３、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ７は、１画素表示時間内に各々階調制御信号により点灯を行って加色することによりフルカラー表示となる。
【００１８】
以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、三原色光源1からの夫々の光、赤色ＬＥＤ３、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ７からの光により液晶表示素子１５を直接照射するようにしているので、輝度は明るくなり、且つ、色再現性も高くなった。又、カラーフィルター等のフィルター類を必要としないので、構成も簡単であり、コストの低減を図ることができる。
上記輝度に関して説明を加えると、図４に示すように、従来の液晶表示装置の場合は、赤、緑、青の３色により１画素を形成していて、白色光をカラーフィルタによって色分けしている（図４中左側の図）。これに対して、本実施の形態の場合には、カラーフィルタを使用せず、１画素の全てを開口しているために、１画素内における開口面積を大きくすることができ、それによって、輝度を明るくすることができるものである（図４中右側の図）。
又、液晶表示素子１５は光のオン・オフのみを行い、光の濃淡及び加色については、三原色光源部１の赤色ＬＥＤ３、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ７を順次変調することにより行うようにしているので、輝度は極めて明るく、色の再現性も高いものである。
又、光の濃淡については上記したように、三原色光源部１の赤色ＬＥＤ３、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ７を順次変調することにより行うようにしているので、バックライト光にムラが生じても、上記変調の変調度を調整することにより表示装置としてのムラは解消される。
又、三原色光源１から各液晶表示素子１５に光を導く為の導波路の構成が色毎に独立しておらず、共通の構成になっているので、それだけ構成が簡略化されることになる。
【００１９】
次に、図５及び図６を参照して、本発明の第２の実施の形態を説明する。前記第１の実施の形態の場合には、複数色光源部として三原色光源部を例に挙げて説明したが、この第２の実施の形態の場合には、さらに、第１補色光源１０１、第２補色光源部１０３、第３補色光源部１０５を追加したものである。
その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同様であり、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。
【００２０】
このような構成の第２の実施の形態の場合にも、前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができる。
【００２１】
尚、本発明は前記１、第２の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、液晶表示素子の数はこれを特に限定するものではない。
又、前記各実施の形態では、表示部として液晶モジュールを例に挙げて説明したが、それに限定されるものではなく、各絵素が光スイッチ機能を備えた様々な表示装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明、いわゆる「カラーフィルタ」を用いることなく所望のカラー表示を行い、効率の良い光伝送を可能にすると共に、装置の小型化・薄型化を効果的に図ることができるように工夫した液晶表示機能に関するものであり、例えば、携帯電話用の表示装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、液晶表示装置の全体の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、変調を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を示す図で、輝度が明るくなったことを説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す図で、液晶表示装置の全体の構成を示す平面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図５のＶＩ−ＶＩ矢視図である。
【図７】従来例を示す図で、液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  三原色光源部
３  赤色ＬＥＤ
５  緑色ＬＥＤ
７  青色ＬＥＤ
１３  液晶表示モジュール（表示装置）
１５  液晶表示素子（絵素）
３１  導波路
５１  光路変換手段
【図１】
2005258123.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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