彩色显示单元制造技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用多个LED(发光二极管)来执行彩色显示的彩色显示单元。
技术介绍
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，纵坐标为 光强度)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。
技术实现思路
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LED6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，本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：古川德昌，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]