JP2991714B2 - Color display - Google Patents

Color display

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JP2991714B2
JP2991714B2 JP63056631A JP5663188A JP2991714B2 JP 2991714 B2 JP2991714 B2 JP 2991714B2 JP 63056631 A JP63056631 A JP 63056631A JP 5663188 A JP5663188 A JP 5663188A JP 2991714 B2 JP2991714 B2 JP 2991714B2
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勲夫 太田
強 上村
博之 大西
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高輝度,高コントラストで視角特性に優れ
たカラー表示装置に係るものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color display device having high brightness, high contrast, and excellent viewing angle characteristics.

従来の技術 現在、ワードプロセッサやパソコン,テレビ,CAD/CAM
等に用いられている表示装置としてはCRT(カソードレ
イチューブ)を用いたものが主であり、A4フル頁が表示
できるモノクロのものから高品位のフルカラーが表示で
きるものまで、一方サイズとしては0.5″〜40″位まで
各種のものが事務用、あるいは娯楽用に活用されてい
る。しかるに、CRTは容積が大きく薄型化が困難である
ことや、高電圧を要する等の難点があり、平板型の大容
量、低コストフルカラー表示装置が強く求められてい
る。
Conventional technology Currently, word processors, personal computers, televisions, CAD / CAM
Most of the display devices used for CRT (cathode ray tube) are CRT (cathode ray tube), from monochrome devices that can display A4 full pages to devices that can display high-quality full colors. Various items ranging from ″ to 40 ″ are used for office or entertainment purposes. However, the CRT has disadvantages such as a large volume, which is difficult to reduce in thickness, and a high voltage is required. Therefore, a flat-plate large-capacity, low-cost full-color display device is strongly demanded.

従来、平板型のカラー表示装置としては、開発途上の
ものとしてはプラズマディスプレイ,フラットCRT,蛍光
表示管等、すでに商品化されたものとしては液晶ポケッ
トテレビがある。前三者は、現状では発光効率が低いこ
とや、パネル構造が複雑高価になること、大型化が困難
という問題をかかえている。一方、液晶フルカラー表示
装置は、大型化の容易さ等よりますます、フルカラー大
型化へ向けての開発が活発に進められている。たとえば
テレビジョン学会技研報告 8巻,4号,1から6頁,昭和
59年に記載されている。液晶でフルカラー表示を実現す
るには、通常液晶は単にパンクロ用ライトバルブ(以下
LVと略す)として用いられ、赤,緑,青の色フィルター
を電極上に細帯状ないし点状に設けることにより2次元
面上で加法混色によりカラー像が表示される。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a flat panel type color display device, a plasma display, a flat CRT, a fluorescent display tube and the like are under development, and a liquid crystal pocket television is already commercialized. The former three have problems that the luminous efficiency is low at present, the panel structure is complicated and expensive, and it is difficult to increase the size. On the other hand, liquid crystal full-color display devices are being actively developed for full-color enlargement due to the ease of enlargement and the like. For example, The Institute of Television Engineers of Japan, 8th volume, No. 4, pages 1-6, Showa
It is listed in 59. To achieve full-color display with liquid crystal, liquid crystal is usually simply a panchromatic light valve (hereinafter
A color image is displayed on a two-dimensional surface by additive color mixture by providing red, green, and blue color filters on the electrode in a strip or dot shape.

第2図にツイステッドネマチック型(以下TNと略す)
液晶表示モードを用いた従来のフルカラーパネルの構成
と動作について述べる。TN型フルカラーマトリックスパ
ネルは、一対のガラス基板2,8に、各々設けられた酸化
インジウム等よりなる透明行電極3と透明列電極7に、
誘電率異方性(Δε)が正のネマチック液晶4がはさま
れており、ガラス基板2,8の外側に一対の偏光板1,9が設
けられて構成されている。
Fig. 2 shows a twisted nematic type (hereinafter abbreviated as TN).
The configuration and operation of a conventional full-color panel using a liquid crystal display mode will be described. The TN type full-color matrix panel includes a pair of glass substrates 2 and 8, each having a transparent row electrode 3 and a transparent column electrode 7 made of indium oxide or the like.
A nematic liquid crystal 4 having a positive dielectric anisotropy (Δε) is sandwiched therebetween, and a pair of polarizing plates 1 and 9 are provided outside glass substrates 2 and 8.

カラーパネルを構成するために赤(R),緑(G),
青(B)のカラーフィルター層5が、それぞれ列電極
(ないしは行電極)上に規則的に設けられている。パネ
ルは簡略化して図示してあるが、通常、色フィルター層
側表面および、行電極側表面上には液晶分子の配向を規
定するための配向処理層が設けられており、液晶分子は
各基板表面では、ほぼ基板と平行に特定方向に配列して
おり、分子の配列方向は一方の基板と他方の基板では、
ほぼ90゜向きが異なり、一方の基板から他方の基板に向
かって分子の配列方向は徐々にねじれており、結局、両
基板間でほぼ90゜のねじれを生じるように、両基板表面
にあらかじめ配向処理がなされている。液晶カラーパネ
ルでは通常明るい表示を得るためには、透過型で使用さ
れる。すなわちパネル背面に白色背面光源10が設けられ
ている。光源10として蛍光灯のように、線状光源を用い
る時は、2次元の表示面に対してムラのない均一な明る
さを得るために、光拡散板(図示は省略)が光源10と液
晶パネルの間に設けられている。光源10がエレクトロル
ミネッセンスのごとき面状光源であれば、光拡散板は不
要である。以上が従来のフルカラー液晶パネルの1例で
あるが、従来の技術での最大の難点は、 (1) 従来のTN型フルカラー表示パネルないしはFLC
型カラーパネルでは光源10よりの光束利用率が低いこと
である。すなわちカラー表示を目的とする場合、光源10
よりの光スペクトルには赤,青,緑の色光成分がふくま
れていなければならない。通常の光源よりの光は自然光
であるから、偏光板1を通過するとき、約50%の光束が
偏光板に吸収されて失われる。表示媒体が液晶であろう
が、電気光学結晶板であろうが、偏光板を利用する表示
システムでは、モノクロパネルでもカラーパネルでも、
この50%の光損失は避けられない。カラーパネルがモノ
クロパネルにくらべてさらに不利になる点は、カラーフ
ィルター層5が挿入されていることから生じる。すなわ
ち、第2図で図示している偏光板1,9は、中性偏光板を
仮定しており、背面光源10よりの白色光束は、偏光板1
により白色直線偏光になる。この白色直線偏光は、色フ
ィルター層を通って液晶層4に入ろうが図のように液晶
層4を出てからフィルター層5に入ろうが、各色フィル
ター層によって特定波長の光が吸収される。
Red (R), green (G),
A blue (B) color filter layer 5 is regularly provided on each column electrode (or row electrode). Although the panel is illustrated in a simplified manner, usually, an alignment treatment layer for defining the alignment of liquid crystal molecules is provided on the color filter layer side surface and the row electrode side surface, and the liquid crystal molecules are provided on each substrate. On the surface, it is arranged in a specific direction almost parallel to the substrate, and the arrangement direction of the molecules is one substrate and the other substrate,
The orientation is almost 90 ° different, and the molecular arrangement direction is gradually twisted from one substrate to the other, and after all, it is pre-orientated on the surface of both substrates so that almost 90 ° twist occurs between both substrates Processing has been done. A liquid crystal color panel is usually used in a transmission type in order to obtain a bright display. That is, the white back light source 10 is provided on the back of the panel. When a linear light source, such as a fluorescent lamp, is used as the light source 10, a light diffusing plate (not shown) is connected to the light source 10 and a liquid crystal in order to obtain uniform brightness without unevenness on the two-dimensional display surface. It is provided between the panels. If the light source 10 is a planar light source such as electroluminescence, a light diffusing plate is unnecessary. The above is an example of a conventional full-color liquid crystal panel. The biggest disadvantages of the conventional technology are: (1) Conventional TN type full-color display panel or FLC
In the type color panel, the luminous flux utilization rate from the light source 10 is low. That is, when a color display is intended, the light source 10
The light spectrum must contain red, blue, and green light components. Since light from a normal light source is natural light, when passing through the polarizing plate 1, about 50% of the luminous flux is absorbed by the polarizing plate and lost. Whether the display medium is a liquid crystal or an electro-optic crystal plate, in a display system using a polarizing plate, a monochrome panel or a color panel,
This 50% light loss is inevitable. A further disadvantage of the color panel as compared with the monochrome panel arises from the insertion of the color filter layer 5. That is, the polarizers 1 and 9 shown in FIG. 2 are assumed to be neutral polarizers, and the white luminous flux from the rear light source 10 is
The light becomes white linearly polarized light. Whether the white linearly polarized light enters the liquid crystal layer 4 through the color filter layer or exits the liquid crystal layer 4 and enters the filter layer 5 as shown in the figure, light of a specific wavelength is absorbed by each color filter layer.

すなわち、赤フィルター層を通る時は、緑,青成分
を、青フィルター層を通る時は、赤,緑成分を、緑フィ
ルター層を通る時は、赤,青成分をそれぞれ吸収されて
しまうため、元々の白色光のエネルギーは約3分の1に
低下してしまうことになる。液晶層4やカラーフィルタ
層を通過した光が直線偏光であり、かつ、その偏光軸が
偏光板9の偏光軸と一致しておれば、偏光板9を通過す
る時は基本的には光ロスはない。以上述べたごとく偏光
板1,9および色フィルター5が理想的なものであって
も、カラーパネルを通過する光エネルギーは、ほぼ50%
×33%=16.5%程度に低下してしまう。液晶パネルその
ものは通常、低電圧・低電流であり、低電力を特徴とす
るが、液晶カラーパネルとなると、上に述べたごとく、
背面光源を要し、かつ背面光源の光束の一部しか利用で
きないために、低電力という液晶の特長が大きく損なわ
れてしまうのが実状であった。
In other words, the green and blue components are absorbed when passing through the red filter layer, the red and green components are absorbed when passing through the blue filter layer, and the red and blue components are absorbed when passing through the green filter layer. The energy of the original white light will be reduced to about one third. If the light passing through the liquid crystal layer 4 and the color filter layer is linearly polarized light and its polarization axis coincides with the polarization axis of the polarizing plate 9, light passing through the polarizing plate 9 basically has a light loss. There is no. As described above, even if the polarizers 1, 9 and the color filter 5 are ideal, the light energy passing through the color panel is almost 50%.
× 33% = 16.5%. The liquid crystal panel itself is usually characterized by low voltage and low current and low power, but when it comes to a liquid crystal color panel, as described above,
Since a back light source is required and only a part of the luminous flux of the back light source can be used, the fact is that the low power characteristic of the liquid crystal is greatly impaired.

発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする問題点は、(1)従来のカ
ラーパネルでのカラーフィルタによる電圧低下と閾値特
性の悪化、(2)従来のカラーパネルでのカラーフィル
タによる明るさの低下である。
Problems to be Solved by the Invention The problems to be solved by the present invention are (1) voltage drop and deterioration of threshold characteristics due to a color filter in a conventional color panel, and (2) problems due to a color filter in a conventional color panel. It is a decrease in brightness.

課題を解決するための手段 以上の課題を解決するために本発明のカラー表示装置
は、各々透明電極を有する一対の透明基板の電極面側が
相対向しており、これら電極間に電圧によって光透過性
を変化できる液晶素子が挟まれてなり、前記一対の透明
基板の背面側透明基板と前記透明電極間には異なる色に
発光する蛍光体層が塗り分けられており、前記背面側透
明基板の背後には前記蛍光体層を励起発光させる光源が
設けられており、前記各々の透明電極に電圧を印加する
手段を備えてなるものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the color display device of the present invention has a structure in which a pair of transparent substrates each having a transparent electrode are opposed to each other on an electrode surface side. A liquid crystal element that can change the property is sandwiched, and a phosphor layer that emits light of a different color is separately applied between the transparent electrode on the back side of the pair of transparent substrates and the transparent electrode. A light source that excites and emits light from the phosphor layer is provided at the back, and includes means for applying a voltage to each of the transparent electrodes.

作用 本発明は上記した構成によって、TN液晶やSTN液晶
(スーパツイスト液晶)、ECB液晶(電界制御複屈折モ
ード)、強誘電性液晶(FLC)等の電圧印加によって光
学散乱性を変調するLV効果あるいは、上記液晶に2色性
色素を添加したGH(ゲストホスト)型液晶モードないし
は、針状微粒子を高絶縁性有機溶媒に分散した分散系等
の電圧によって光学透過率を変調し得る電気光学変調素
子をライトバルブ(LV)とし、異なる色に発光するパタ
ン状に塗り分けた蛍光体層を励起光源によって発光させ
て得た色光を電気光学変調素子により変調するものであ
る。すなわち従来のようなカラーフィルタを基本的には
用いることなく、発光色の異なる蛍光体層を塗り分ける
ことによって励起光のエネルギーは100%色光の発光に
使用できるため、明るくて、各色ともコントラストに優
れた映像を表示し得ることになる。
Function The present invention has an LV effect that modulates optical scattering by applying a voltage to TN liquid crystal, STN liquid crystal (super twist liquid crystal), ECB liquid crystal (electrically controlled birefringent mode), ferroelectric liquid crystal (FLC), etc. Alternatively, a GH (guest-host) type liquid crystal mode in which a dichroic dye is added to the liquid crystal, or an electro-optical modulation in which the optical transmittance can be modulated by a voltage of a dispersion system in which acicular fine particles are dispersed in a highly insulating organic solvent. The device is a light valve (LV), and the color light obtained by causing the excitation light source to emit a phosphor layer painted in a pattern that emits light of different colors is modulated by an electro-optic modulator. That is, since the energy of the excitation light can be used to emit 100% color light by separately applying phosphor layers different in emission color without basically using a color filter as in the prior art, each color is bright and has high contrast. An excellent image can be displayed.

実施例 以下本発明のカラー表示装置の一実施例について、図
面を用いて詳細に説明する。
Embodiment Hereinafter, an embodiment of the color display device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図に示す如く本発明のカラー表示パネルは、基本
的には蛍光体励起光源13、色光を発光する蛍光体層11、
電気光学変調素子14、必要に応じて偏光板9よりなる。
蛍光体励起光源13には、青ないし紫外部のほぼ単波長光
を放射するものが用いられる。R,G,B蛍光体層11は、光
源13よりの励起光により各々R,G,Bに発光するものが用
いられる。図ではストライプ状に設けられているが勿論
モザイク状に設けても良い。蛍光体層11は励起光に対し
て透明な基板8の上に印刷等の方法によって塗り分けら
れている。電気光学変調素子14が強誘電性GH型液晶セル
(以下GH−FLCと略す)の場合についてさらに具体的に
述べる。GH−FLCは単純マトリックス構成で大容量表示
が実現でき、高速応答性,高コントラスト性を併せ持つ
ため、本発明の電気光学変調素子14として特にふさわし
いものである。すなわち酸化インジウム,酸化スズ,金
属薄膜などの透明導電膜(以下ITOと略す)を設けた一
対のガラスあるいは、プラスチックフィルムよりなる透
明基板2,8の電極面7,3の間に、2色性色素を溶解したカ
イラルスメクチックC液晶4が基板にほぼ平行に初期配
向処理されいわゆるBook−shelf構成をとっている。液
晶分子を特定方向にかつ必要に応じて電極面に対して適
当なチルト角を有するように配向させるための配向膜の
図示は省略してある。分子配向処理は、電極間にSiO等
を斜方蒸着する等によって行われる。文字、映像等を表
示するためのX−Yマトリクス型パネルでは、上記一対
のITOは図に示すように各々細帯状にパタン化されてお
り、各々の細帯状ITOが互いに直交するように配置され
ており、両電極の交点部が1つの画素15を構成する。
As shown in FIG. 1, the color display panel of the present invention basically comprises a phosphor excitation light source 13, a phosphor layer 11 for emitting colored light,
The electro-optic modulator 14 includes a polarizing plate 9 if necessary.
As the phosphor excitation light source 13, a light source that emits substantially single wavelength light of blue to ultraviolet is used. The R, G, and B phosphor layers 11 each emit light of R, G, and B by excitation light from the light source 13, respectively. In the figure, it is provided in a stripe shape, but may be of course provided in a mosaic shape. The phosphor layer 11 is separately coated on the substrate 8 transparent to the excitation light by a method such as printing. The case where the electro-optic modulator 14 is a ferroelectric GH type liquid crystal cell (hereinafter abbreviated as GH-FLC) will be described more specifically. The GH-FLC is particularly suitable as the electro-optic modulator 14 of the present invention because it can realize a large-capacity display with a simple matrix configuration and has both high-speed response and high contrast. That is, a dichroic color is formed between the electrode surfaces 7 and 3 of a pair of glass or plastic substrates 2 and 8 provided with a transparent conductive film (hereinafter abbreviated as ITO) such as indium oxide, tin oxide, and a metal thin film. A chiral smectic C liquid crystal 4 in which a dye is dissolved is subjected to an initial alignment treatment substantially parallel to the substrate to form a so-called Book-shelf configuration. The illustration of an alignment film for aligning the liquid crystal molecules in a specific direction and, if necessary, so as to have an appropriate tilt angle with respect to the electrode surface is omitted. The molecular orientation treatment is performed by obliquely depositing SiO or the like between the electrodes. In the XY matrix panel for displaying characters, images, etc., the pair of ITOs are patterned into strips as shown in the figure, and the strips ITO are arranged so as to be orthogonal to each other. The intersection of the two electrodes forms one pixel 15.

上記GH−FLCモードでは、高コントラストを得るた
め、偏光板の偏光軸を、電極間に正または負の電圧を印
加して分子配列を達成した液晶の分子軸に一致させるよ
うに配置して使用される。印刷等によって形成した蛍光
体層は通常凹凸が激しく、液晶分子を均一に配向させる
のにはふさわしくなく、コントラスト特性の低下、表示
のむら等を発生し易い。このような場合、蛍光体層11の
上にさらに表面平滑化層16を、印刷,スピンコート,ロ
ールコート等によって形成するのが望ましい。ITO透明
電極はこの平滑化層の上に形成しフォトエッチにより細
帯状に加工される。
In the GH-FLC mode, in order to obtain a high contrast, the polarizing axis of the polarizing plate is arranged and used so as to match the molecular axis of the liquid crystal in which the molecular alignment is achieved by applying a positive or negative voltage between the electrodes. Is done. A phosphor layer formed by printing or the like usually has severe irregularities, is not suitable for uniformly aligning liquid crystal molecules, and is liable to cause deterioration of contrast characteristics, display unevenness, and the like. In such a case, it is desirable to further form a surface smoothing layer 16 on the phosphor layer 11 by printing, spin coating, roll coating, or the like. The ITO transparent electrode is formed on this smoothing layer and processed into a narrow band by photoetching.

本発明で用いる蛍光体は蛍光灯などいわゆるフォトル
ミネッセンス用に広く用いられているものが使用でき
る。すなわち赤色発光用にはEu3+付活蛍光体が代表的
であり、 Y2O3:Eu3+ Y(P,V)04:Eu3+ (Y,Gd)BO3:Eu3+ Y2O2S:Eu3+ その他 3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn 緑色発光用にはTb3+付活蛍光体が代表的であり、 Y2O2S:Tb3+ Ga202S:Tb3+ Y2SiO5:Ce3+,Tb+3 (Ce,Tb)MgAl11019, LaPO4:Ce3+,Tb3+ その他ZnO:Zn,ZnSiO4:Mn Zn2Si04:Mn LaPO4:Ce3+,Tb3+ 青色発光用にはEu2+付活蛍光体が代表的であり、 BaMg2Al16027:Eu2+ (Sr,Ca)5(PO4)3Cl:Eu2+ Sr2P207:Eu2+ Ca5(PO4)3(F,Cl):Sb3+ (Ba,Ca,Mg)5(PO4)3Cl:Eu2+ Sr5(PO4)3Cl:Eu2+ その他MgWO4,CaWO4,Sr2P207:Sn Ca5(PO4)3(F,Cl):Sb3+ Y2O2S:Tm3+などが利用できる。
As the phosphor used in the present invention, those widely used for so-called photoluminescence such as a fluorescent lamp can be used. That is, Eu3 + activated phosphor is typical for red emission, Y2O3: Eu3 + Y (P, V) 04: Eu3 + (Y, Gd) BO3: Eu3 + Y2O2S: Eu3 + Others 3.5MgO.0.5MgF2.GeO2: Mn For green light emission, a Tb3 + activated phosphor is typical. LaPO4: Ce3 +, Tb3 + Eu2 + -activated phosphor is typical for blue light emission, BaMg2Al16027: Eu2 + (Sr, Ca) 5 (PO4) 3Cl: Eu2 + Sr2P207: Eu2 + Ca5 (PO4) 3 (F, Cl): Sb3 + (Ba, Ca, Mg) 5 (PO4) 3Cl: Eu2 + Sr5 (PO4) 3Cl: Eu2 + Other MgWO4, CaWO4, Sr2P207: SnCa5 (PO4) 3 (F, Cl): Sb3 + Y2O2S: Tm3 +

一方本発明に使用する光源は、上記蛍光体を励起発光
させるにはさわしい輻射スペクトルを持つものでなけれ
ばならない。また電気エネルギから輻射エネルギへの変
換効率ができるだけ高いものが望ましい。一例として水
銀蒸気中のアーク放電によって放射される紫外線を利用
する蛍光ランプが適する。蛍光ランプはガラス管内に少
量の水銀と数Torrのアルゴン等の奇ガスが封入されてお
り管内壁には蛍光物質が塗布されている。管の両端には
一対の電極が封入されている。電極表面は電子放出性物
質が塗布されている。低圧水銀放電ランプでは、ランプ
への入力電気エネルギーの約60%が波長254nmを主とす
る紫外線エネルギーに変換される。透明基板8にこの波
長を通すガラスないしプラスチックを用いれば254nmを
直接用いることも不可能ではないが、水銀蒸気圧を高め
れば313nm、365nmなどのより長波長成分が高まり透明基
板の選択の幅は広がる。あるいは、放電によって生じた
波長254nmの紫外線を約450nmまでのより長波長光に変換
する蛍光体をランプ管内壁に設けた蛍光ランプを用いて
もよい。450nmは、通常フルカラー表示には青色光成分
として必要なものである。励起光が450nm近辺の波長で
あれば青(B)の蛍光体層は必ずしも設ける必要はな
い。また蛍光体の発光スペクトルが十分適切でない場合
には、蛍光体層の上ないし平滑層の上ないし、いずれか
の電極表面上にカラーフィルタ層を形成して色光スペク
トルを最適化することは容易である。この場合は従来の
ように白色光からR,G,Bフィルタで色分解するのではな
く、一旦蛍光体層で色光発生されて後の光をスペクトル
変調するだけであるから、光エネルギはたいして損なわ
ない。
On the other hand, the light source used in the present invention must have a radiation spectrum suitable for exciting and emitting the phosphor. It is also desirable that the conversion efficiency from electric energy to radiant energy be as high as possible. As an example, a fluorescent lamp using ultraviolet light emitted by arc discharge in mercury vapor is suitable. In a fluorescent lamp, a small amount of mercury and a few Torr of an odd gas such as argon are sealed in a glass tube, and a fluorescent substance is applied to the inner wall of the tube. A pair of electrodes is sealed at both ends of the tube. The surface of the electrode is coated with an electron-emitting substance. In a low-pressure mercury discharge lamp, about 60% of the electric energy input to the lamp is converted into ultraviolet energy mainly having a wavelength of 254 nm. It is not impossible to directly use 254 nm if glass or plastic that transmits this wavelength is used for the transparent substrate 8, but if the mercury vapor pressure is increased, longer wavelength components such as 313 nm and 365 nm increase, and the range of choice of the transparent substrate is limited. spread. Alternatively, a fluorescent lamp provided with a phosphor on the inner wall of the lamp tube for converting ultraviolet light having a wavelength of 254 nm generated by discharge into light having a longer wavelength up to about 450 nm may be used. 450 nm is usually required as a blue light component for full color display. If the excitation light has a wavelength near 450 nm, the blue (B) phosphor layer is not necessarily provided. If the emission spectrum of the phosphor is not sufficiently appropriate, it is easy to optimize the color light spectrum by forming a color filter layer on the phosphor layer, on the smooth layer, or on any electrode surface. is there. In this case, the color energy is not generated by the R, G, B filters from the white light as in the conventional case, but is merely generated by the phosphor layer and the spectrum of the subsequent light is simply modulated. Absent.

発明の効果 従来のカラー液晶パネルでは、TNモードあるいはFLC
モード液晶ライトバルブ、ストライプ状あるいは、モザ
イク状のR,G,Bカラーフィルタ、白色背面光源、の組み
合わせが基本であった。この場合、白色背面光源のエネ
ルギはR,G,Bカラーフィルタ層によって1/3以下に低下し
てしまう。
Effect of the Invention In the conventional color liquid crystal panel, TN mode or FLC
The basic combination was a mode liquid crystal light valve, stripe or mosaic R, G, B color filters, and a white back light source. In this case, the energy of the white back light source is reduced to 1/3 or less by the R, G, and B color filter layers.

本発明における第一の特徴は表示の明るさである。す
なわち従来のようなカラーフィルタを用いる代わりに、
各々発光スペクトルが異なるR,G,B蛍光体層を用いるた
め光源の光エネルギの大半をR,G,B各々の蛍光体の励起
エネルギに使用できる。したがって光源,基板,の材料
選択を最適化して蛍光体に到達するまでの吸収ロスをで
きるだけ小さくすれば原理的には従来のものより3倍高
効率の表示パネルとなりうる。
The first feature of the present invention is the brightness of the display. That is, instead of using the conventional color filter,
Since the R, G, and B phosphor layers having different emission spectra are used, most of the light energy of the light source can be used for the excitation energy of the R, G, and B phosphors. Therefore, if the material selection of the light source and the substrate is optimized and the absorption loss until reaching the phosphor is reduced as much as possible, a display panel having three times higher efficiency than the conventional one can be obtained in principle.

本発明における第2の特徴は蛍光体層を必要に応じて
平滑化して、この上に電極層を設けた点にある。こうす
ることによって電極間に印加された電圧が有効に液晶層
に印加され、一方液晶の配向性を均一化し、駆動電圧の
低下、閾値特性の向上が達成され、コントラスト,明る
さ,色純度等の表示品位の向上に大きく寄与する。
A second feature of the present invention resides in that the phosphor layer is smoothed as necessary and an electrode layer is provided thereon. In this way, the voltage applied between the electrodes is effectively applied to the liquid crystal layer, while the orientation of the liquid crystal is made uniform, the driving voltage is reduced, the threshold characteristics are improved, and the contrast, brightness, color purity, etc. are achieved. This greatly contributes to the improvement of display quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明のカラー表示装置の斜視図、第2図は従
来のフルカラー液晶パネルの斜視図である。 2……透明基板、3……透明行電極、4……電気光学変
調素子層、7……透明列電極、8……透明基板、9……
偏光板、11……蛍光体層、13……蛍光体励起光源、14…
…電気光学変調素子、15……画素、16……蛍光体平滑化
層。
FIG. 1 is a perspective view of a color display device of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a conventional full-color liquid crystal panel. 2 ... Transparent substrate, 3 ... Transparent row electrode, 4 ... Electro-optical modulation element layer, 7 ... Transparent column electrode, 8 ... Transparent substrate, 9 ...
Polarizing plate, 11 phosphor layer, 13 phosphor excitation light source, 14
... Electro-optical modulator, 15 pixels, 16 phosphor smoothing layer.

フロントページの続き (72)発明者 大西 博之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 脇田 尚英 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−205778(JP,A) 特開 昭61−138233(JP,A) 特開 昭60−61725(JP,A)Continuing on the front page (72) Inventor Hiroyuki Onishi 1006 Oji Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. References JP-A-57-205778 (JP, A) JP-A-61-138233 (JP, A) JP-A-60-61725 (JP, A)

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】各々透明電極を有する一対の透明基板の電
極面側が相対向しており、これら電極間に電圧によって
光透過性を変化できる液晶素子が挟まれてなり、前記一
対の透明基板の背面側透明基板と前記透明電極間には異
なる色に発光する蛍光体層が塗り分けられており、前記
背面側透明基板の背後には前記蛍光体層を励起発光させ
る光源が設けられており、前記各々の透明電極に電圧を
印加する手段が設けられていることを特徴とするカラー
表示装置。
An electrode surface of a pair of transparent substrates each having a transparent electrode is opposed to each other, and a liquid crystal element whose light transmittance can be changed by a voltage is sandwiched between these electrodes. A phosphor layer that emits light of a different color is separately applied between the rear transparent substrate and the transparent electrode, and a light source that excites and emits the phosphor layer is provided behind the rear transparent substrate, A color display device comprising: means for applying a voltage to each of the transparent electrodes.
【請求項2】光源は、低圧水銀蒸気のガス放電を利用し
たものであることを特徴とする請求項第(1)項記載の
カラー表示装置。
2. The color display device according to claim 1, wherein the light source utilizes gas discharge of low-pressure mercury vapor.
【請求項3】光源は、少なくとも450nmより短波長の光
を放射するものであることを特徴とする請求項第(1)
項記載のカラー表示装置。
3. The light source according to claim 1, wherein the light source emits light having a wavelength shorter than at least 450 nm.
The color display device according to the item.
【請求項4】蛍光体層は、各々赤,緑,青の光を放射す
るものが塗り分けられていることを特徴とする請求項第
(1)項記載のカラー表示装置。
4. A color display device according to claim 1, wherein said phosphor layers are respectively colored so as to emit red, green and blue light.
【請求項5】液晶素子は、ネマチック液晶,カイラルネ
マチック液晶,スメクチックA液晶,カイラルスメクチ
ックC液晶またはカイラルスメクチックI液晶よりなる
素子であることを特徴とする請求項第(1)項記載のカ
ラー表示装置。,
5. A color display according to claim 1, wherein the liquid crystal device is a device comprising a nematic liquid crystal, a chiral nematic liquid crystal, a smectic A liquid crystal, a chiral smectic C liquid crystal or a chiral smectic I liquid crystal. apparatus. ,
【請求項6】液晶素子には、2色性色素が添加されてい
ることを特徴とする請求項第(5)項記載のカラー表示
装置。
6. The color display device according to claim 5, wherein a dichroic dye is added to the liquid crystal element.
【請求項7】カラー表示装置の表示を観察する基板側に
偏光板が設けられていることを特徴とする請求項第
(5)項または第(6)項記載のカラー表示装置。
7. The color display device according to claim 5, wherein a polarizing plate is provided on a substrate side of the color display device for observing a display.
【請求項8】液晶素子は、針状ないし板状の微粒子が高
抵抗液体に分散されてなる液体分散系であることを特徴
とする請求項第(1)項記載のカラー表示装置。
8. The color display device according to claim 1, wherein the liquid crystal element is a liquid dispersion system in which needle-like or plate-like fine particles are dispersed in a high-resistance liquid.
【請求項9】蛍光体層を設けた基板は、前記蛍光体層へ
の励起光に対して透明であることを特徴とする請求項第
(1)項記載のカラー表示装置。
9. The color display device according to claim 1, wherein the substrate provided with the phosphor layer is transparent to excitation light applied to the phosphor layer.
【請求項10】透明基板上の蛍光体層の上にはさらに表
面平滑化層が設けられており、透明電極はこの表面平滑
化層の上に設けられていることを特徴とする請求項第
(1)項記載のカラー表示装置。
10. The phosphor layer on the transparent substrate further includes a surface smoothing layer, and the transparent electrode is provided on the surface smoothing layer. The color display device according to (1).
【請求項11】透明基板のいずれかの内面側に色調整用
のカラーフィルタ層が設けられていることを特徴とする
請求項第(1)項記載のカラー表示装置。
11. The color display device according to claim 1, wherein a color filter layer for color adjustment is provided on one of inner surfaces of the transparent substrate.
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