JP2737368B2

JP2737368B2 - カラー画像表示装置

Info

Publication number: JP2737368B2
Application number: JP16061890A
Authority: JP
Inventors: 雅章中野; 修司岩田; 和夫上坂; 俊一二石
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-06-19
Filing date: 1990-06-19
Publication date: 1998-04-08
Anticipated expiration: 2013-04-08
Also published as: JPH0451453A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、画素が離散的な構成をなし、各画素に色
フィルタが装着されたカラー画像表示装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来画素が離散的な構成になっているカラー画像表示
装置の一例として、多くの観客にカラー画像を提供でき
る大画面ディスプレイ装置がある。大画面ディスプレイ
装置はそれぞれ赤、青及び緑に発光する３種類の蛍光体
を２次元的に多数配列して構成される。

このような大画面ディスプレイ装置を構成する蛍光表
示部として、例えば特開平１−239757号公報に示される
ようなものがあった。第７図は従来の装置の蛍光表示部
の構造を示す正面図、第８図は第７図中VIII−VIII部の
断面図である。図において、（１）はガラスで作られた
真空外囲器で、前面パネル（２）、背面板（３）及び筒
状側板（４）から成り気密封止されている。（５）は前
面パネル（２）の内面に形成された蛍光表示部で、３色
蛍光体Ｒ、Ｇ、Ｂの各々が単位画素としてマトリックス
状に塗布配列され、４×４画素の蛍光体（5R）（5G）
（5B）からなる。ここで、蛍光体（5R）（5G）（5B）の
添字は赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）にそれぞ
れ対応する。またカラー画像表示装置の解像度及び面輝
度を高くするために、蛍光表示部（５）のうち緑色蛍光
体（5G）の数が赤色及び青色蛍光体（5R）（5B）より多
くしてある。（６）は蛍光表示部（５）の各蛍光体（5
R）（5G）（5B）の周辺にそれぞれ対応して配置された
複数の加速用陽極（6₁）（6₂）…からなる陽極電極群で
あり、これら加速用陽極（6₁）（6₂）…には外部端子
（16）を介して高電圧が印加されるようになっている。
（７）は蛍光表示部（５）の各蛍光体（5R）（5G）（5
B）に対応して電子放出用のカソード（7₁₁）〜（7₄₄）
（7₂₁〜7₂₄のみ図示）がそれぞれ独立して配置されたカ
ソード電極群であり、これらカソード（7₁₁）〜（7₄₄）
は各々の両端が背面板（３）上に固定された一対のサポ
ート間に支持されている。ここでカソード（7₁₁）〜（7
₄₄）の第１、第２番目の添字はそれぞれ第１〜第４行、
第１〜第４列目に対応する。なお、各カソード（7₁₁）
〜（7₄₄）には、例えばN_iスリーブ上に酸化物をコーテ
ィングした傍熱型或いはタングステンに酸化物をコーテ
ィングした直熱型のものが使用できる。（８）はこのカ
ソード電極群（７）と蛍光表示部（５）との間に配置さ
れた行選択用の制御グリッド（8₁）〜（8₄）（8₂のみ図
示）からなるグリッド電極群であり、これら制御グリッ
ド（8₁）〜（8₄）には、蛍光表示部（５）の各蛍光体
（5R）（5G）（5B）に対応してその行方向にそれぞれカ
ソード（7₁₁）〜（7₄₄）よりの電子ビーム（11）を非収
束ビームとして通過すべく電子通過用穴（9₁）〜（9₄）
が設けられている。（10）はカソード電極群（７）の背
面側、つまり真空外囲器（１）の一部をなす背面板
（３）上に、蛍光表示部（５）の各々の蛍光体（5R）
（5G）（5B）に対応して、その列方向にそれぞれ対向配
置されたストライプ状の列選択用の背面電極（10₁）〜
（10₄）からなる背面電極群であり、これらの背面電極
（10₁）〜（10₄）はA_g等の導体層から形成されている。
そして、上記各背面電極（10₁）〜（10₄）は、各カソー
ド（7₁₁）〜（7₄₄）の電位に対して負及びOVまたは数Ｖ
の正電位を付与することにより、それらカソード
（7₁₁）〜（7₄₄）から放出する電子ビーム（11）を制御
するものとなっている。なお、（12）は背面板（３）よ
りカソード電極群（７）、グリッド電極群（８）及び背
面電極群（10）の各々の電極を外部へ引き出す外部端子
としてのリード線である。（20）はフィルタ層であり、
上記前面パネル（２）の表面に装着される。（20R）は
赤フィルタ、（20G）は緑フィルタ、（20B）は青フィル
タである。赤フィルタ（20R）及び青フィルタ（20B）
は、それぞれ赤色顔料、例えばクロームバーミリオン及
び青色顔料、例えば群ジョウとバインダを重量で2.0と9
8.0の割合で混合したインクを、緑フィルタ（20G）は緑
色顔料、例えばコバルトグリーンとバインダを5.5と94.
5の割合で混合したインクを、上記前面パネル（２）の
表面に塗布して得られる。各色フィルタ（20R）（20G）
（20B）は対応する色の蛍光体（5R）（5G）（5B）を覆
うように装着される。赤、緑及び青色フィルタ（20R）
（20G）（20B）の対応する色の発光に対する透過率は、
75％になるように調整されている。（21）はこの真空外
囲器（１）の前面パネル（２）からの光を集光するため
のレンズアレイであり、各蛍光体（5R）（5G）（5B）に
対応したレンズ（21B）を連結させるためのベース部（2
1A）より構成され、アクリルの射出成形品として一体に
作られている。レンズ（21B）は水平方向の視認角度120
度、垂直方向の視認角度60度を確保するもので、光軸上
のゲインが1.34倍になる。（22）はレンズアレイ（21）
とフィルタ層（20）を装着した前面パネル（２）とを接
合する透明な接着剤である。

次に動作について説明する。まず各背面電極（10₁）
〜（10₄）がカソード（7₁₁）〜（7₄₄）の電位に対して
負の電位の時、カソード（7₁₁）〜（7₄₄）から電子が放
出されないので、カソード（7₁₁）〜（7₄₄）からの電子
は制御グリッド（８）及び加速用陽極（6₁）（6₂）…へ
流れず、カットオフ状態になる。そこで、カソード（7
₁₁）〜（7₄₄）の電位に対して、上記背面電極（10₁）〜
（10₄）にOVまたは数Ｖの正電位を加えると、カソード
（7₁₁）〜（7₄₄）から放出される電子ビーム（11）が制
御グリッド（８）へ向かって流れる。この時各制御グリ
ッド（８）の電位が上記カソード（7₁₁）〜（7₄₄）に対
して負の電位の時は、電子ビーム（11）はこれら制御グ
リッド（８）の電子通過用穴（9₁）〜（9₄）を通過でき
ず、電子ビーム（11）は加速用陽極（6₁）（6₂）…に流
れないので、蛍光表示部（５）の各蛍光体（5R）（5G）
（5B）は発光しない。そして、制御グリッド（８）の電
位がカソード（7₁₁）（7₄₄）に対して正の電位の時は、
電子ビーム（11）はこれら制御グリッド（８）の電子通
過用穴（9₁）〜（9₄）を通過し、各蛍光体（5R）（5G）
（5B）を発光させる。従って、上記各蛍光体（5R）（5
G）（5B）と対応してマトリックス状に配列された制御
グリッド（８）と背面電極（10₁）〜（10₄）との組合せ
を制御して電位を与えることにより、これらの交差する
各蛍光体（5R）（5G）（5B）を発光させることができ
る。

次にフィルタ層（20）とレンズアレイ（21）の機能に
ついて、第９図及び第10図により説明する。第９図は各
蛍光体（5R）（5G）（5B）にそれぞれ対応する発光スペ
クトル（30R）（30G）（30B）を示す図、第10図は色フ
ィルタ（20R）（20G）（20B）にそれぞれ対応する分光
透過率曲線（31R）（31G）（31B）及び太陽光の分光ス
ペクトル（32）を示す図である。第10図には光の波長に
対する目の感度を表す比視感度曲線（33）が点線で示さ
れている。各蛍光体（5R）（5G）（5B）は反射率の高い
蛍光体でできているので、フィルタ層（20）が無いと非
発光時でも太陽光など外部からの光のもとでは明るく輝
き、コントラストの低下を招く恐れがある。そこで各蛍
光体（5R）（5G）（5B）の発光スペクトル（30R）（30
G）（30B）とピークの一致した分光透過率曲線（31R）
（31G）（31B）を持つ色フィルタ（20R）（20G）（20
B）を各蛍光体（5R）（5G）（5B）に対応して設けるこ
とにより、各蛍光体（5R）（5G）（5B）からの光を選択
的に透過させるとともに、太陽光の大部分を減衰させて
いる。また、各蛍光体（5R）（5G）（5B）からの光は色
フィルタ（20R）（20G）（20B）を１回通過するが、太
陽光は色フィルタ（20R）（20G）（20B）を入射時と反
射時の２回通過するので、フィルタ層（20）の光減衰効
果は太陽光に対してより大きくなる。各蛍光体（5R）
（5G）（5B）からの光は色フィルタ（20R）（20G）（20
B）を通過し、蛍光表示部（５）の輝度は75％に低下す
るが、蛍光表示部（５）の前面に取り付けられたレンズ
（21B）の集光効果により最終的には元に戻る。このよ
うにしてフィルタ層（20）とレンズアレイ（21）を蛍光
表示部（５）の前面に取り付けることにより、蛍光表示
部（５）における発光輝度を低下させずに外部から来る
光の反射の影響を抑え、コントラストを向上させてい
る。

また、第９図と第10図に示されるように、緑色蛍光体
（5G）の発光スペクトル（30G）と比視感度曲線（33）
のピークがほぼ一致しているので、カラー画像表示装置
の解像度及び面輝度を高くするために、蛍光表示部
（５）において緑色発光体（5G）を数を赤色及び青色蛍
光体（5R）（5B）より多くしてある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のカラー画像表示装置は、一色の光が他の二色の
光より多くなるよう発光部が配列されているので、発光
については良好な特性となるが、外部から入射し発光部
で反射する光については、各色の面積の比がそのまま反
映されるので、色フィルタを透過した後、発光表示部に
おいて光が多い一色の成分が多くなってしまい他の二色
を正しく表示できないという問題があった。例えば、緑
成分が多くなっている場合は、黒や茶色など輝度の低い
色を正しく表示できなくなる。

この発明は上記のような問題を解決するためになされ
たもので、一色の光が他の二色の光より多くなるよう発
光部が配列されている場合に他の二色を正しく表示でき
るカラー画像表示装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の請求項１に係わるカラー画像表示装置は、
発光部については、赤、青および緑の三色のうち一色の
光が他の二色の光よりも多くなるように配列されてお
り、発光部の前記一色の発光面を覆う色フィルタについ
ては、前記一色の顔料に他の二色の顔料のうち少なくと
も一方を混合したインクにより構成し、発光部の他の二
色の発光面を覆う色フィルタについては、夫々の顔料を
含む夫々のインクにより構成している。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、発光部
が蛍光体で構成され、且つ、緑色光が他の二色よりも多
くなるよう配列されている。

〔作用〕

他の二色の光よりも多くなるように配列された一色の
発光部を覆うフィルタは、その一色の顔料に他の二色の
顔料のうち少なくとも一方を混合したインクにより構成
しているので、外部から入射し発光部全体で反射する光
については、前記の一色が弱められ他の色が強められ
る。その結果、反射光は白色に近くなる。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明によるカラー画像表示装置の蛍光表示部の
構造を示す正面図、第２図は第１図中II−II部の断面
図、第３図は蛍光表示部を構成する蛍光面の発光スペク
トルを示す図である。第４図はその装置に用いられた色
フィルタの分光透過率曲線を示す図である。点線は比較
のために示した従来の装置に用いられた緑フィルタに対
するものである。図において、（200G）はこの発明によ
る装置の緑フィルタで赤色顔料であるクロームバーミリ
オンとバインダを重量比で2.0と98.0に混合したインク
及び緑色顔料であるコバルトグリーンとバインダを重量
比で5.5と94.5に混合したインクを重量比で85:15に混合
し、その混合物とバインダを重量比で65:35に混合した
インクを前面パネル（２）に塗布して透過率75％にした
ものである。（310G）は緑フィルタ（200G）の分光透過
率曲線である。他は第７図〜第10図に示す従来の装置に
おける相当部分と同じである。

次に動作について説明する。蛍光表示部（５）の各蛍
光体（5R）（5G）（5B）から発した光が、それぞれ対応
する色フィルタ（20R）（200G）（20B）を透過する。赤
フィルタ（20R）と青フィルタ（20B）透過後の発光スペ
クトルは従来の装置の場合と同じである。一方、緑フィ
ルタ（200G）は、第４図に示されるように従来の緑フィ
ルタと異なる分光透過率曲線を有する。緑色蛍光体（5
G）の発光スペクトル（30G）をL_G（λ）、従来装置の緑
フィルタの分光透過率曲線（31G）をF_1G（λ）、緑フィ
ルタ（200G）の分光透過率曲線（310G）をF_2G（λ）で
表わせば、フィルタ層（20）透過後の発光スペクトル
は、それぞれL_G（λ）×F_1G（λ）、L_G（λ）×F
_2G（λ）で表わされる。ここでλは光の波長を表わす。
第４図に示されるように、F_2G（λ）はF_1G（λ）と比べ
れば、L_G（λ）がピークを取る波長の部分で僅かに小さ
く、L_G（λ）がかなり小さくなる長波長側で大きくなっ
ている。このため、これら二つのフィルタ透過後の発光
スペクトルL_G（λ）×F_1G（λ）とL_G（λ）×F_2G（λ）
は、成分のピークをとる波長付近でほとんど差がなく、
ピーク値に比べて成分の小さな波長領域で差を生じ、そ
の差の影響は小さい、従って、これら二つの発光スペク
トルの全体傾向はほぼ等しくなり、この発明の装置の動
作時における輝度及び色度は従来の装置のものとほとん
ど同じである。

次に蛍光表示部（５）からの発光がない場合、太陽光
がフィルタ層（20）を透過して蛍光表示部（５）で反射
した後、再びフィルタ層（20）を透過する。赤フィルタ
（20R）と青フィルタ（20B）を透過した光スペクトル
は、従来の装置の場合と同じであるので、蛍光表示部
（５）における光の色に及ぼす緑フィルタ（200G）の効
果を、従来の緑フィルタと比較して説明する。

緑色蛍光体（5G）の反射率を100％と仮定し、太陽光
の分光スペクトルをL_S（λ）で表わすと、緑フィルタ
（200G）と従来の緑フィルタを入射時と反射時に通過し
た太陽光の反射スペクトルは、それぞれR_1G（λ）＝L_S
（λ）×｛F_1G（λ）｝^２及びR_2G（λ）＝L_S（λ）×
｛F_2G（λ）｝^２で表わされる。太陽光の分光スペクト
ルは第10図に示されるように、全波長領域にわたりほぼ
一定の強度を持っているので、これらのフィルタ通過後
の反射光スペクトルは、波長600nm付近で緑フィルタ（2
00G）通過のものの方が従来の装置の緑フィルタの場合
より大きくなる。異なる色の光を混合した時の色を表現
するのに、第５図に示されるCIE（国際照明委員会）表
色系の色度図がある。グラフ中の数字は波長をnmで表わ
したものである。横座標はｘ原色及び縦座標はｙ原色の
相対量を示す。座標中三角形状の領域の上側頂点付近は
緑色、右側頂点付近は赤色及び下側頂点付近は青色にな
る。中央付近の円内は白色光の領域及び中心点Ｗは白色
点でｘ＝ｙ≒0.33の点である。ここで、ｘ＝X/（Ｘ＋Ｙ
＋Ｚ）、ｙ＝Y/（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）及びで表わされる。Ｘ、
Ｙ及びＺはCIE表色系の光源の３刺激値で、その値はCIE
表色系の1931等色関数、及びと蛍光表示部（５）
で反射しフィルタ層（20）透過後の太陽光スペクトルと
の積を可視波長にわたって積分した値として得られる。
等色関数、及びは各波長の単色光における３原色
の混合されている割合を示すもので、第６図の曲線で表
わされる。緑フィルタ（200G）が従来の緑フィルタより
多く透過する600nm付近の波長の光は、ｙ及びｚ等色関
数曲線のピークから外れており、実際上蛍光表示部
（５）の表示状態に影響を及ぼさないが、ｘ曲線のピー
クとは一致しており、従って、緑フィルタ（200G）透過
後の太陽光において、Ｘの値すなわちｘの値が従来より
増すことになる。従来のカラー画像表示装置では、蛍光
表示部（５）において蛍光表示部（５）からの反射光に
は緑色成分が他の色成分より多くなるので、蛍光表示部
（５）からの反射光は第５図の色度図において、白色域
よりわずかに左上方に位置している。ここで赤フィルタ
（20R）と青フィルタ（20B）は従来の装置の場合と同じ
であるので、従来の緑フィルタより600nm付近の波長の
光を多く透過する緑フィルタ（200G）を備えるこの発明
のカラー画像表示装置は、蛍光表示部（５）全体が太陽
光などの白色光を受けて反射した場合、緑色蛍光体（5
G）の表面積が他の色の蛍光体（5R）（5B）より大きく
ても、蛍光表示部（５）からの反射光は蛍光表示部
（５）において、赤、青、及び緑色の成分が均等に含ま
れ白色光になる。

なお、上記一実施例では、緑フィルタ用インクと赤フ
ィルタ用インクを重量比で85:15混合し、その混合物と
バインダを重量比で65:35混合したインクを用いて緑フ
ィルタ（200G）を作ったが、緑フィルタを重量比で90〜
80とそれに対応して赤フィルタを10〜20混合したインク
を、重量比で75〜55とそれに対応してバインダを25〜45
混合したインクを用いて緑フィルタを作っても上記一実
施例と同様の効果を奏する。

また、赤色顔料としてクロームバーミリオンの他にカ
ドミウムレッドあるいはベンガラなど、青色顔料として
群ジョウの他にコバルトブルーあるいはセルリアンブル
ーなど及び緑色顔料としてコバルトグリーンの他にエメ
ラルドグリーンあるいはビリジアンなどがそれぞれ単独
あるいは混合して用いられる。

また、上記一実施例では、緑色蛍光体の面積が他より
多い場合に、緑色フィルタに赤色成分の一部を透過させ
るように構成したが、緑以外の赤や青画素の発光能力の
都合などで赤や青の発光面の面積を他より大きくする必
要がある場合に、赤や青の色フィルタに他の色成分を一
部透過させるようにしても上記一実施例と同様の効果を
奏する。

また、上記一実施例では、蛍光表示部において３色の
蛍光体の内１色が他のものより面積が大きくなるように
配列されている場合について説明したが、各蛍光体の面
積が互いに等しいが各蛍光体の発光能力に差があり、各
色フィルタの透過率を各蛍光体の発光能力に対応させて
調整している場合にも、この発明は適用でき上記一実施
例と同様の効果を奏する。

また、上記一実施例では、CRT方式の発光素子を多数
組合せて構成される大画面ディスプレイについて説明し
たが、紫外線励起により発光する蛍光体とその前面に色
フィルタを設けて成る発光素子や、赤、青及び緑の３波
長ピークを持つ白色バックライトと液晶シャッター及び
色フィルタから構成される発光素子、あるいは色フィル
タを装着された赤、青及び緑に光るLEDを多数組合せて
構成させる大画面ディスプレイの場合でも上記一実施例
と同様の効果を奏する。

また、発光素子を多数組合せるものに限らず、１枚板
構成の蛍光表示部に２次元配列の多数の画素を構成し、
各画素が電子線もしくは紫外線励起可能な３色蛍光体と
色フィルタより構成されるCRTやプラズマディスプレイ
パネル（PDP）の他にLEDやEL（エレクトロルミネセン
ス）パネルの場合でも、上記一実施例と同様の効果を奏
する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係るカラー画像表示装置
は、それぞれ赤、青及び緑色に発光し、一色の光が他の
二色の光より多くなるように配列された３種類の発光部
と、前記一色の顔料に他の二色の顔料のうち少なくとも
一方を所定割合混合したインクにより前記一色の発光部
の発光面を覆うように色フィルタを設けたので、外部か
ら発光部に入射して反射する光については、前記一色は
弱められ他の色が強められる。その結果、発光部全体の
反射光は白色に近くなり、他の二色を正しく表示できる
カラー画像表示装置が得られる。

発光部において、緑色の光が青色や赤色よりも多くな
るように配列されている場合には、この発明により、黒
や茶色など輝度の低い色を正しく表示できるカラー画像
表示装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるカラー画像表示装置の蛍光表示
部の構造を示す正面図、第２図は第１図中II−II部の断
面図、第３図はこの発明による装置の蛍光表示部を構成
する蛍光体の発光スペクトルを示す図、第４図はこの発
明による装置における色フィルタの分光透過率曲線を示
す図、第５図は３原色を混合した時の色を表現するため
のCIE表色系の色度図、第６図は各波長の単色光におけ
る３原色の混合されている割合を示す図、第７図は従来
のカラー画像表示装置の蛍光表示部の構造を示す正面
図、第８図は第７図中VIII−VIII部の断面図、第９図は
従来の装置の蛍光表示部を構成する蛍光体の発光スペク
トルを示す図、第10図は従来の装置における色フィルタ
の分光透過率曲線を示す図である。図において、（5R）は赤蛍光体、（5B）は青蛍光体、
（5G）は緑蛍光体、（20）はフィルタ層である。尚、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者二石俊一長崎県長崎市丸尾町６番14号三菱電機株式会社長崎製作所内 (56)参考文献特開昭62−157663（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−172646（ＪＰ，Ａ) 特開平１−239757（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−130278（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−62136（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ赤、青及び緑色に発光し、前記三
色のうち一色の光が他の二色の光より多くなるように配
列された３種類の発光部と、前記一色の顔料に他の二色
の顔料のうち少なくとも一方を所定の割合混合したイン
クにより前記一色の発光部の発光面を覆うように設けら
れた色フィルタと、前記他の二色について夫々の顔料を
含む夫々の色のインクにより対応する色の発光部の発光
面を覆うように設けられた色フィルタとを備えたカラー
画像表示装置。
【請求項２】他の二色の光より多くなるように配列され
た一色が緑色であり、且つ発光部が蛍光体であることを
特徴とする請求項１記載のカラー画像表示装置。