JP5016848B2 - 多原色ディスプレイ - Google Patents
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Description
本発明は、多原色ディスプレイに関する。
近年、画像表示装置（ディスプレイとも言う）は、パーソナルコンピュータ分野から、一般家庭のテレビ受信用のディスプレイまで平面型のディスプレイに置き換えられようとしている。
ディスプレイの平面化はパーソナルコンピュータ用のディスプレイが先行し、液晶ディスプレイに置き換えられていった。
しかしながら、液晶ディスプレイの場合、改善はされているが、視野角、色再現性（画面に対し斜め方向での色再現性を含む）・黒色表示及び応答速度等に問題がある。プラズマディスプレイの場合、プラズマを発生させるための空間が必要なため、画素の微細化が難しい、色階調をプラズマのパルス制御で行うため、多段階の色階調制御を行うことに難しさをもっている。
映像機器のディジタル化とインターネットを中心としたネットワーク技術の進歩により、様々な映像機器がオープンシステム上で接続されるクロスメディアシステムが本格的に普及してきた。オープンシステムでは、個々の映像機器、アプリケーションが共通インターフェイスを持ち、汎用性、拡張性の高い構成を取る必要がある。色再現の観点から見ると、色情報を発信する映像機器であるカメラやスキャナは取り込んだ色情報を正確にオープンシステムへ配信する必要がある。一方、色情報を受信し表示する映像機器、つまりディスプレイやプリンタは受け取った色情報を正確に表示する必要がある。たとえばカメラが正確に色情報を取得したとしても、ディスプレイが不適切な色情報を表示することにより、システム全体の色再現性は劣化する。
このような課題を解決するために、ＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）は標準ディスプレイの規格ｓＲＧＢを策定した。ＲＧＢの３つの原色の色度点をＩＴＵ−Ｒ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｒａｄｉｏ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）が推奨するＲｅｃ．７０９の測色パラメータに一致させることによって、ビデオ信号ＲＧＢと測色値の関係を明確に定義した。したがって、この標準ディスプレイの規格に従うディスプレイは、同じビデオ信号ＲＧＢを与えれば、測色的に同じ色を表示できる。ディスプレイは映像を表示して鑑賞するのみでなく、映像編集の表示装置として広く用いられ、たとえばカタログ印刷用の原稿を作成する際などに活用されている。そこで、測色的に管理できる標準ディスプレイ「ｓＲＧＢディスプレイ」は、印刷などのハードコピー系を含めてカラーマネジメントの要となる。
ｓＲＧＢディスプレイの色域は、ブラウン管型のディスプレイで決められているＮＴＳＣ ＲＧＢの色域よりも狭いため、より広い色再現領域を表現するための技術が、特開平１０−０８３１４９号公報に開示されている。開示された技術は、発光波長４５０ｎｍのＧａＩｎＰ発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略す）、発光波長５１３ｎｍのＺｎＣｄＳｃＬＥＤ及び発光波長６６０ｎｍのＡｌＧａＡｓＬＥＤを用いた液層ディスプレイ用のバックライトである。これらのＬＥＤを用いたバックライトは、従来のＣＲＴよりも色再現性が良い。
標準ディスプレイ「ｓＲＧＢディスプレイ」の規格が決められたことに伴い、色再現性の改善が行われ、従来の赤色（Ｒ）・緑色（Ｇ）・青色（Ｂ）に加えてもう一色他の色を加えることで、色再現性を改善することが提案されている。液晶ディスプレイの色再現性を改善するものとして特開２００１−３０６０２３号公報及び特開２００３−２２８３６０号公報には、従来の赤色（Ｒ）・緑色（Ｇ）・青色（Ｂ）に加えて、シアン色、マゼンダ色及び黄色を射出するサブ画素を設けることが開示されている。
図８は、従来の赤色（Ｒ）・緑色（Ｇ）・青色（Ｂ）に加えて、シアン色の発光スペクトルを示す図で、発光のピークを１００として示している。
又、プラズマディスプレイの色再現性を改善するものとして、特開２００３−２４９１７４号公報及び特開２００４−１５２７３７号公報では、従来の赤色（Ｒ）・緑色（Ｇ）・青色（Ｂ）に加えてシアン−グリーンを加えることで色再現性を改善することが開示されている。これらの先行技術は、ｓＲＧＢで規定された色範囲が人間に知覚可能な色彩空間に比べると狭いので、色彩空間を更に広げることを目的するものである。
また、特開２００４−１６３８１７号公報では、プロジェクターの従来の３色の表示色に、第２の緑色を追加したプロジェクターにおいて、色再現域を拡大する技術について記載されている。
特開平１０−０８３１４９号公報
特開２００３−２２８３６０号公報
特開２００３−２４９１７４号公報
特開２００４−１５２７３７号公報
特開２００４−１６３８１７号公報
特開２００１−３０６０２３号公報
特開平１０−０８３１４９号公報では、液晶ディスプレイのバックライトの色再現性は改善されているが、図４（ａ）に示すように、画素５を構成するカラーフィルターが、ブラックマトリックス６により分離された赤色（Ｒ）７、緑色（Ｇ）８及び青色（Ｂ）９のピクセルからなる画素構造である。赤色（Ｒ）７、緑色（Ｇ）８及び青色（Ｂ）９の３色のカラーフィルターによりカラー表示するので、緑色のカラーフィルターの特性に起因してシアン色の表現が不十分であった。
また、カラーフィルターの特性に起因するシアン色の表現を改善するものとして特開２００１−３０６０２３号公報では少なくともシアンを含むサブ画素（以下、ピクセルと称す）を構成することで色再現性を改善することが開示されている。ピクセルを構成する色は、シアン以外に、減法混色法の３原色である、マゼンタ及び黄色が開示されている。特開２００３−２２８３６０号公報は、特開２００１−３０６０２３号公報の欠点を改善し、ｓＲＧＢディスプレイを実現するためにシアンの輝度をＧ(緑色）の輝度よりも小さくするものである。
特開２００３−２４９１７４号公報及び特開２００４−１５２７３７号公報もシアン−グリーンを赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）に追加するものである。
ディスプレイの場合、表示画面の面積と総画素数とから、１画素の面積が決まる。画素を構成する各ピクセルは、ブラックマトリックスにより外周囲を囲まれているために、ピクセル数を３から４に増加させた場合、各ピクセルの面積は、３ピクセル構成の場合のピクセルの面積の３／４以下になってしまう。
画素中に人間の目の感度（視感度）の低いシアン色を追加し、更に、ピクセルの面積が狭くなると画素の平均の発光効率が低下する問題が避けられなかった。
アクティブマトリックス駆動のＴＦＴ型の液晶ディスプレイやプラズマディスプレイと異なり、電界放射型のディスプレイ（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）のような単純マトリックス駆動方式のディスプレイでは、１画素の点灯時間が短いため、視感度の低い原色を追加することは、輝度の低下をまねくという問題があり、輝度と色再現性とを同時に満足させることが困難であった。
また、特開２００４−１６３８１７号公報に開示されたプロジェクターは、ランプ等の光源から得られた光を２色の緑色に分光し、１画素を赤色、第１の緑色、第２の緑色、青色の４色で色域を拡大するものであるため、緑色を分光することによる発光効率の向上を同時に実現することが困難であった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされてものであり、広い色再現域、かつ高輝度、高効率な性能を同時に実現できるディスプレイを提供することを目的とする。
広い色再現域、かつ高輝度、高効率な性能を同時に実現できるディスプレイを提供するための本発明は、赤色蛍光体が赤色発光領域となる赤色のピクセル、青色蛍光体が青色発光領域となる青色のピクセル、緑色蛍光体が緑色発光領域となる緑色のピクセル、及び黄色蛍光体が黄色発光領域となる黄色のピクセルの４つのピクセルにより１画素を構成する画像表示装置であって、前記黄色のＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）がＣＩＥ色度座標（０．６７０，０．３３０）と（０．２１０，０．７１０）と（０．１４０，０．０８０）とを結んだ三角形の外側で、且つ、ＣＩＥ色度座標の可視領域内で、０．２４≦ｘ≦０．４５及び０．５６≦ｙ≦０．７６を満足することを特徴とする画像表示装置である。
表示色の色再現領域が広く、かつ高効率なディスプレイが実現できる。
以降、上述した特徴を有する本発明の画像表示装置以外の画像表示装置（例えば、液晶ディスプレイ）についても説明しているが、それらの説明は参考用である。
ＲＧＢの３つの原色の色度点としては、ｓＲＧＢ以外により広い色再現域を示すＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ） ＲＧＢ等が決められている。ＮＴＳＣ ＲＧＢは、ｓＲＧＢよりも再現できる色の範囲は広い。
ＲＧＢの３つの原色の色度点としては、ｓＲＧＢ以外により広い色再現域を示すＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ） ＲＧＢ等が決められている。ＮＴＳＣ ＲＧＢは、ｓＲＧＢよりも再現できる色の範囲は広い。
ＮＴＳＣ ＲＧＢは、ＣＩＥ色度座標として赤（０．６７０，０．３３０）、緑（０．２１０，０．７１０）、青（０．１４０，０．０８０）、白（０．３１０１，０．３１６２）が決められている。同様に、ｓＲＧＢは、赤（０．６４０，０．３３０）、緑（０．３００、０．６００）、青（０．１５０，０．０６０）、白（０．３１２７，０．３２９０）である。発光効率は、白色の発光強度に基づいて決められている。
ＮＴＳＣ ＲＧＢ及びｓＲＧＢともに、人間の人間に知覚可能な色彩空間に比べると狭いので、色彩空間を更に広げることが色再現性を更に改善することが急務である。
本発明の目的は、平面ディスプレイのように、画素の面積が画面のサイズと画素数とで決まるカラーディスプレイに、４以上の原色を用いる場合、輝度を犠牲にすることなく広い色再現域を得る平面型のカラーディスプレイを提供するものである。
広い色再現域、かつ高輝度、高効率な性能を同時に実現できるディスプレイを提供するために、少なくとも、４色以上の光源（含：蛍光体）を用い、且つ、光源の少なくとも１色は、黄色であり、より具体的には、画像表示のための１画素を、蛍光体で発光する４つ（赤色、青色、緑色及び黄色）のピクセルで構成している。
視感度が高い、波長が５４０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の黄色及び波長が５０５〜５２０ｎｍである緑色とＮＴＳＣ ＲＧＢの赤色の色度座標（０．６４０，０．３３０）及び、青色の色度座標（０．１５０，０．０６０）の４原色を用いることで輝度を犠牲にすることなく色再現領域を改善することができる。
理想的には、ＣＩＥ色度座標の可視領域内で、ｘ≧０．６７＋α、ｙ≦０．３３−β（α、β≧０）である赤色と、ＣＩＥ色度座標の可視領域内で、ｘ≦０．１４−γ、ｘ≧０．０８−δ（γ、δ≧０）である青色とを用いることで更に色再現域を広げることができる。
ここで、青色と赤色とは、少なくともＮＴＳＣ ＲＧＢのＣＩＥ色度座標表示の青色と赤色のＣＩＥ色度座標表示であれば良いが、必ずしも、これに限定されるものではない。
波長が５４０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の黄色は、従来のＮＴＳＣ ＲＧＢの緑色のＣＩＥ色度座標（０．２１０，０．７１０）に近いので、緑色の波長を５０５〜５２０ｎｍにすることで色再現領域を拡大することができる。
本発明では、黄色のＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）が、ＣＩＥ色度座標（０．６７０，０．３３０）と（０．２１０，０．７１０）と（０．１４０，０．０８０）とを結んだ三角形の外側で、且つ、ＣＩＥ色度座標の可視領域内で、０．２４≦ｘ≦０．４５及び０．５６≦ｙ≦０．７６を満足する。また、緑色のＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）が、ＣＩＥ色度座標の可視領域内で、ｘ≦０．２１０、且つ、黄色のＣＩＥ色度座標のｙよりも大きいことが好ましい。緑色のＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）のｙが、ｙ≦０．７１０であることがより好ましい。緑色のＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）が、ＣＩＥ色度座標の可視領域内で、黄色の色度座標（ｘ、ｙ）とＣＩＥ色度座標（０．２１０，０．７１０）を結んだ線分のＮＴＳＣ ＲＧＢの色再現領域と対向する側で、ｘ≦０．２１０、ｙ≧０．７１０を満足する領域であることがＮＴＳＣ ＲＧＢの色再現領域を完全に包含するので更に好ましい。
緑色の視感度は従来の緑色よりも若干下がるが、視感度が従来の緑色の視感度よりも高い黄色を追加することで輝度の低下を抑えることが可能となる。
以下に、本発明の実施形態について詳しく説明する。
本実施形態のディスプレイは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）に標準比視感度（図２の人間の目の感度の相対的変化を表す標準比視感度曲線を参照）が高い５４０〜５７０ｎｍの範囲に発光ピーク波長をもった黄色（Ｙ）を加えた４色でカラー画像を表示するディスプレイである。
色再現性を更に改善するためには、緑色（Ｇ）のピーク波長を、従来の５２５〜５３５ｎｍよりも短波長である５００〜５２５ｎｍのものを用いることが好ましい。
平面型のディスプレイの場合、表示画面の面積と総画素数とから、１画素の面積が決まる。画素を構成する各ピクセルは、ブラックマトリックスにより外周囲を囲まれているおり、コントラストの維持や外光反射影響を極力抑制するために、発光面の開口率は大きく拡大することは困難である。そのために、ピクセル数を従来の３原色の３ピクセルに、更に、他の色を加える場合、各ピクセルの面積は、３ピクセル構成の場合のピクセルの面積の３／４程度になってしまう。
図４は、１画素の模式的俯瞰図である。図４（ａ）は、従来の３原色を用いた場合の画素で、赤色の発光領域となる赤色ピクセル７、緑色の発光領域となる緑色ピクセル８及び青色の発光領域となる青色ピクセル９がブラックマトリックス６中に形成されている。従来の、視感度の低いシアンを加えた場合は、輝度がもとの三原色よりも低くなってしまうが、視感度の高い黄色を加えた場合、色域の拡大と輝度の低下を抑えることができるという効果が得られる。
視感度が高い黄色を加える場合、黄色の面積を、視感度が黄色よりも低い、青色、緑色及び赤色の面積よりも狭くすることができる。更に、黄色の発光効率が青色、緑色及び赤色の発光効率よりも高い場合、黄色の面積を更に狭くすることで、青色、緑色及び赤色の面積を増加することができるので画素の輝度を高くすることが可能となる。
図１は、赤色蛍光体として、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、青色蛍光体として、ＣａＭｇＳｉ2Ｏ6：Ｅｕ、緑色蛍光体としては、ＣａＡｌ2Ｓ4：Ｅｕ、黄色蛍光体として、ＣａＧａ2Ｓ4：Ｅｕを用いた時のＣＩＥ色度座標である。各表示点のＣＩＥ色度座標は、表示点１の赤色は、発光ピーク波長が６２５ｎｍでＣＩＥ色度座標が（０．６４，０．３４）であった。表示点２の黄色は、発光ピーク波長が５５５ｎｍでＣＩＥ色度座標が（０．３４，０．６３）であった。表示点３の緑色は、発光ピーク波長が５２０ｎｍでＣＩＥ色度座標が（０．１２，０．７１）であった。表示点４の青色は、発光ピーク波長が４４９ｎｍでＣＩＥ色度座標が（０．１５，０．４２）であった。
なお、それぞれの発光色のみを表示し、分光放射輝度計を用いて、発光波長、色度座標を測定した。
なお、それぞれの発光色のみを表示し、分光放射輝度計を用いて、発光波長、色度座標を測定した。
尚、図１には、比較のため、ＮＴＳＣ ＲＧＢ及びｓＲＧＢの色域を表示している。
本発明の多原色ディスプレイでは、緑色の発光スペクトルのピーク波長を５１５〜５２５ｎｍとするため、緑色の発光効率はやや低下するものの、比視感度の最も高い黄色を追加することで、画素全体の発光効率の低下を抑制でき、高輝度化することができる。
さらに、図１に示される赤色、黄色、緑色及び青色の４色を組み合わせることで、従来の３原色、もしくは多原色ディスプレイと比較して、高輝度を維持し、且つ、広い色域を表現することができる。
高輝度を維持するためには、青色、緑色及び赤色の３原色（以下、Ｒ・Ｇ・Ｂと略す場合がある）に、Ｒ・Ｇ・Ｂよりも視感度の高い黄色を加えることで、広い色域を得ることができる。色域を広くするためには、黄色のＣＩＥ色度座標が、ＮＴＳＣ ＲＧＢのＣＩＥ色度座標のＲ・Ｇ・Ｂを結んだ三角形の、ＲとＧの線の外側で、且つ、ＣＩＥ色度座標の可視領域内にあることが好ましい。この場合、発光のピーク波長は、比視感度が、０．９２以上である５４０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、本発明では、黄色のＣＩＥ色度座標は、０．２４≦ｘ≦０．４５及び０．５６≦ｙ≦０．７６を満たす。
緑色は、緑色のＣＩＥ色度座標表（ｘ、ｙ）が、ＣＩＥ色度座標の可視領域内で、ｘ≦０．２、且つ、黄色のＣＩＥ色度座標のｙよりも大きいことが好ましく、ｙ≦０．７１０であることがより好ましい。更に、ＣＩＥ色度座標のｙが、０．７１０よりも大きく、黄色とＮＴＳＣ ＲＧＢの緑色のＣＩＥ色度座標（０．２１０，０．７１０）とを結んだ線のＮＴＳＣ ＲＧＢの色再現領域と対向する側で、ＣＩＥ色度座標の可視領域にあることが更に好ましい。この場合は、ＮＴＳＣ ＲＧＢの色再現領域を完全に包含しているからである。
ディスプレイとしては、蛍光体材料を用いて発光させる、プラズマディスプレイやＦＥＤ型のディスプレイあるいは図７に示す、無機ＥＬディスプレイあるいは、有機ＥＬディスプレイ（不図示）に適用することができる。
液晶ディスプレイの場合は、バックライトの色域を図１の構成として、赤色、青色及び緑色のカラーフィルターに加えて黄色のカラーフィルターを用いることで自発光型のディスプレイと同様の効果を得ることができる。
図７を用いてＥＬディスプレイの構造を、無機ＥＬディスプレイを基に説明する。
図７に示す無機ＥＬディスプレイは、ガラス基板上５５に、透明電極５６、第1の誘電体膜５７が形成されている。第1の誘電体膜５７上に発光層となる赤色を発光する無機発光層５８、青色を発光する無機発光層５９、緑色を発光する無機発光層６０及び黄色を発光する無機発光層６１が形成されている。
無機発光層５８〜６１を覆うように第２の誘電体層６２が形成され、赤色を発光する無機発光層５８、青色を発光する無機発光層５９、緑色を発光する無機発光層６０及び黄色を発光する無機発光層６１の各々の層上に透明電極６３〜６６が形成されている。
蛍光体は、蛍光体に電圧を印加、電子線あるいは紫外線を照射することで蛍光を発する材料であるので、無機ＥＬディスプレイのように電圧を印加するタイプの平面型ディスプレイ、電子線を照射する電子線励起型ディスプレイ及び画素空間で紫外線を発するプラズマディスプレイに適用することができる。
液晶ディスプレイのバックライトには、冷陰極放電管、発光ダイオードが用いられている。冷陰極放電管は、冷陰極からの電子線を蛍光体に照射するもので電子線励起型と同様の原理で動作するものであるのでＲ・Ｇ・Ｂを発光する蛍光体に黄色を発光する蛍光体を用いることで色域を広げることができる。
発光ダイオードを用いる場合は、Ｒ・Ｇ・Ｂを発光する発光ダイオードに黄色を発光するダイオードを組み合わせることで達成することができる。更に、紫外線を発光するダイオードに、紫外線を受けてＲ・Ｇ・Ｂを発光する蛍光体と黄色を発光する蛍光体を組み合わせればよい。１本の紫外線発光ダイオード毎に、Ｒ・Ｇ・Ｂあるいは黄色を発光する蛍光体を組み合わせても、１本の紫外線発光ダイオードにＲ・Ｇ・Ｂ及び黄色を発光する蛍光体を組み合せて白色発光ダイオードを構成することもできる。
蛍光体材料としては、黄色であれば、ＣａＧａ2Ｓ4：ＥｕやＣａ−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕで記述される蛍光体材料等が挙げられ、発光波長のピークが、５４０ｎｍ〜５７０ｎｍのものが選択される。
また、緑色蛍光体としては、ＣａＡｌ2Ｓ4：Ｅｕ、ＥｕＡｌ2Ｓ4、ＢａＳｉ2Ｓ5：Ｅｕ等が挙げられ、発光波長のピークが５００〜５２０ｎｍのものが好ましい。
ただし、いずれの発光色の蛍光体材料においても、本発明の黄色、緑色の色度座標が得られる蛍光体材料であれば、これらに限定されるものではない。
赤色、青色の蛍光体材料は、例えば、青色であれば、ＺｎＳ：Ａｇ，ＣｌやＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｃｅ等、赤色であれば、Ｙ2Ｏ2Ｓ：ＥｕやＹ2Ｏ3：Ｅｕ、ＣａＳ：Ｅｕ等が挙げられ、表示方法や特性に応じて最適な最良を選択することができる。
赤色にＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、緑色にＣａＡｌ2Ｓ4：Ｅｕ、黄色にＣａＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、青色にＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌを用いた時の発光スペクトルで示すと、図３のようになる。図３の発光スペクトルは、各蛍光体の最大発光輝度を１に規格化して示してある。
Ｒ・Ｇ・Ｂに黄色を加えた場合、図３に示すように、本発明のディスプレイでは、赤色、緑色、青色の３色に、黄色の発光色を追加して白色を表現するため、青色の輝度を向上させる必要がある。
一方、高発光効率な黄色を追加するため、白色を表示する場合、最も発光効率の高い黄色、次に緑色の発光輝度を下げて表示することができる。
従って、白色を表示する際は、青色の発光面積を拡大し、その他の表示色の面積を減少させることで画素の発光効率を高効率化することが可能となる。
また、同様の視点から、さらに、高効率化するためには、図２に示す比視感度の低い赤色の輝度を向上することが有効である。
上記のような結果から、１画素中の発光領域の面積を、黄色、緑色、赤色、青色の順で広く設定することで、画素中の発光面積を効果的に活用しながた、発光効率を向上させることができる。
例えば、赤色にＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、緑色にＣａＡｌ２Ｓ４：Ｅｕ、黄色にＣａＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、青色にＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌを用いたＦＥＤにおいては、各発光色の表示面積がすべて同じ場合に比べて、赤色を１．１０倍、黄色を０．７３倍、緑色を０．９０倍、青色を１．２７倍することで、発光効率を約６０％向上することができる。
＜実施例＞
以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
図５に示す、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）を製造した。
まず、リアプレート（電子源側基板）２３の製造方法を説明する。
ガラス基板１１上にカソード電極１２として、スパッタ法でアルミニウムを２００ｎｍ形成した。次に、絶縁層１３として、６００ｎｍの二酸化珪素をＣＶＤ法を用いて形成し、さらに、スパッタ法を用いてゲート電極１４としてチタン膜を１００ｎｍ形成した。
次に、フォトリソグラフィーおよびエッチング工程により、上記ゲート電極および絶縁層に１μｍ径の開口部１５を形成した。
次に、上記の製造工程を経た基板を、スパッタ装置内にセットし真空排気を行った後、電子放出部１６を形成するために、基板を回転させながら斜方よりモリブデンを堆積させた。この後、余分なモリブデンをリフトオフし電子放出部を形成した。
尚、上記製造工程は、１画素に対応する領域で説明したが、実際には、これらの構造が基板上にマトリクス状に配置されている。
次に、フェースプレート（蛍光面）２４の製造方法を説明する。
ガラス基板２１上に、ブラックマトリクス６をスクリーン印刷により形成した。このとき、蛍光体塗布領域を設けた。
次に、蛍光体粉末をバインダー等に分散させ、ペースト状にしたのち、同様にスクリーン印刷により塗布し、蛍光体膜１７、１８、１９、２０を蛍光体塗布領域に形成した。
次に、フィルミング工程を経て、メタルバック２２としてアルミニウムを１００ｎｍ蒸着法により堆積し、フェースプレート２４を形成した。尚、ここでは、１画素に対応する領域について説明したが、実際には、これらの構造が基板上にマトリクス状に配置されている。
このようにして作製した、リアプレート２３とフェースプレート２４を組み合わせて、図６に示すフィールドエミッションディスプレイ２７を作製した。
電子放出部２８は、カソード電極１２とゲート電極１４が交差した領域に設けられており、この領域内には、図５に示す赤、緑、青、黄色のそれぞれに対応する４領域に分離された電子放出部が形成されている。リアプレート２３とフェースプレート２４の接合部には、支持枠２９を配置した。
フェースプレート２４には、高圧印加端子を接続した。印加電圧は、１０ｋＶとした。
リアプレート２３には、カソード電極１２とゲート電極１４に、それぞれ信号入力端子Ｄ０ｘ１〜Ｄ０ｘｍ、Ｄｏｙ１〜Ｄｏｙｎが接続されており、それぞれの端子には、駆動ドライバからの信号を入力した。
＜実施例１＞
Ｒ・Ｇ・Ｂに黄色を発光する蛍光体を加えた４原色で上述のＦＥＤを製造した。
Ｒ・Ｇ・Ｂに黄色を発光する蛍光体を加えた４原色で上述のＦＥＤを製造した。
用いた蛍光体材料は、赤色にＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、緑色にＣａＡｌ2Ｓ4：Ｅｕ、青色にＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、黄色にＣａＧａ2Ｓ4：Ｅｕを用いた。
各色の発光領域の面積は同一とした。
＜比較例１＞
蛍光体材料として、赤色にＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、緑色にＣａＡｌ2Ｓ4：Ｅｕ、青色にＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌを用いた。
蛍光体材料として、赤色にＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、緑色にＣａＡｌ2Ｓ4：Ｅｕ、青色にＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌを用いた。
この場合も、各色の発光領域の面積は同一とした。
＜比較例２＞
蛍光材料として、赤色にＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、緑色にＣａＡｌ2Ｓ4：Ｅｕ、青色にＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、シアンにＢａＧａ2Ｓ4：Ｅｕを用いた。
蛍光材料として、赤色にＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、緑色にＣａＡｌ2Ｓ4：Ｅｕ、青色にＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、シアンにＢａＧａ2Ｓ4：Ｅｕを用いた。
各色の発光領域の面積は同一とした。
一般的に、ディスプレイにおける発光効率は、ある基準の白色を表示した際の輝度により算出される。ＮＴＳＣ信号の白のＣＩＥ色度座標（０．３１０１，０．３１６２）に基づいて算出した。
発光効率は、得られた白色輝度と投入電力とから算出した。
実施例１の色再現域は、ＮＴＳＣ信号の表示領域に対して、１２０％の領域を表現できた。色再現域は、ＣＩＥ色度座標上に図１のようにプロットした面積を比較することで行った。
輝度は、比較例１の輝度を基準にすると、実施例１の輝度は、０．９倍に、比較例２の輝度は、１．２倍となった。
実施例１の発光効率を、比較例２に比較して約２５％向上することができた。
実施例１では、ＮＴＳＣ信号で表示される色再現域の１２０％であった。また、シアン色を追加した比較例の場合の色再現域は、ＮＴＳＣ比で１１０％であった。
また、本発明のディスプレイの輝度は、シアン色を追加した４原色ＦＥＤと比較して、２４％向上した。
＜実施例２＞
実施例１と同様の方法で、４原色ＦＥＤを作製した。
実施例１と同様の方法で、４原色ＦＥＤを作製した。
実施例１では各ピクセルの面積は同一としたが、実施例２では、赤色発光領域を実施例１の場合と比較して、０．９倍、緑色発光領域４を０．９倍、青色発光領域を１．３倍、黄色発光領域を０．９倍とした条件で作製した。
このようにして作製したＦＥＤの表示色域は、ＮＴＳＣ信号で表示される色再現域の１２４％であり、また、発光輝度は、実施例１と比較して４６％向上した。
＜実施例３＞
実施例１と同様の方法で、４原色ＦＥＤを作製した。
実施例１と同様の方法で、４原色ＦＥＤを作製した。
ただし本実施例では、１画素の表示部を、赤色発光領域３を実施例１の場合と比較して、１．１倍、緑色発光領域４を０．９倍、青色発光領域を１．２８倍、黄色発光領域を０．７２倍とした条件で作製した。各発光領域の設計は、同一投入パワーの際に、設計した白色のＣＩＥ色座標となるように各色の輝度を調整したものから換算して求めた。
このようにして作製したＦＥＤの表示色域は、ＮＴＳＣ信号で表示される色再現域の１２４％であり、また、発光輝度は、比較のために作製した実施例１と比較して、５９％の向上が実現した。
ＦＥＤを例に実施例を説明したが、無機ＥＬタイプのディスプレイを用いた実施例を以下に示す。
＜実施例４＞
図７に示すようなＥＬ素子を用いて、本発明のＥＬパネルを作製した。
図７に示すようなＥＬ素子を用いて、本発明のＥＬパネルを作製した。
ガラス基板上５５に、透明電極５６として、ＩＴＯをスパッタ法にて１００ｎｍ形成し、その上に、同様にスパッタ法を用いて第一の誘電体層５７としてＴａ２Ｏ５を２００ｎｍ形成した。
次に、上記第一の誘電体操５７上に、蛍光体層５８、５９、６０、６１を形成した。
蛍光体薄膜の形成方法は、２つの電子ビーム源をもつＥＢ蒸着装置により成膜した。
まず、蛍光体層は全て０．５μｍとし、赤色を発光する蛍光体薄膜５８は、ＣａＳ：Ｅｕ、緑色を発光する蛍光体薄膜５９は、ＣａＡｌ２Ｓ４：Ｅｕ、青色を発光する蛍光体薄膜６０は、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ、黄色を発光する蛍光体薄膜６１は、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｅｕの蛍光体を用いた。
このようにして形成した薄膜を、アルゴンで希釈した２％の硫化水素雰囲気中で８００℃、３０分保持して結晶化処理を行なった。
次に、上記の蛍光体層上に、第二の誘電体６２として、スパッタ法によりＴａ２Ｏ５を２００ｎｍ堆積した。
次に、上記の積層基板を、Ａｒ雰囲気で７００℃、１０分間の加熱処理を行った後、第二の誘電体層６２上に、それぞれの蛍光体層に対応した透明電極層６３、６４、６５、６６をスパッタ法にて２００ｎｍ形成した。
このようにして作製したＥＬパネル用素子の発光特性を評価した。
上記素子の電極層５６と電極層６３〜６６の間に、１ｋＨｚ、パルス幅２０μｓｅｃの信号を印加し、色再現領域と輝度を観測した。
その結果、従来のＮＴＳＣ信号の色再現領域に対し、２３％色再現領域が拡大した。また、輝度は、白色で５００ｃｄ／ｍ 2 が得られた。
１、２、３、４ 発光色の色度点
５ 画素
６ ブラックマトリクス
７、８、９、１０ 発光領域（ピクセル）
１１ 基板
１２ カソード電極
１３ 絶縁層
１４ ゲート電極
１５ 開口部
１６電子放出部
１７、１８、１９、２０ 蛍光体膜
２１ 基板
２２ メタルバック
２３ リアプレート
２４ フェースプレート
２７ ＦＥＤパネル
２８ 電子放出部
２９ 支持枠
５５ 基板
５６ 電極
５７、６２ 誘電体層
５８、５９、６０、６１ 無機発光層（蛍光体薄膜）
６３、６４、６５、６６ 電極
５ 画素
６ ブラックマトリクス
７、８、９、１０ 発光領域（ピクセル）
１１ 基板
１２ カソード電極
１３ 絶縁層
１４ ゲート電極
１５ 開口部
１６電子放出部
１７、１８、１９、２０ 蛍光体膜
２１ 基板
２２ メタルバック
２３ リアプレート
２４ フェースプレート
２７ ＦＥＤパネル
２８ 電子放出部
２９ 支持枠
５５ 基板
５６ 電極
５７、６２ 誘電体層
５８、５９、６０、６１ 無機発光層（蛍光体薄膜）
６３、６４、６５、６６ 電極
Claims (7)
- 赤色蛍光体が赤色発光領域となる赤色のピクセル、青色蛍光体が青色発光領域となる青色のピクセル、緑色蛍光体が緑色発光領域となる緑色のピクセル、及び黄色蛍光体が黄色発光領域となる黄色のピクセルの４つのピクセルにより１画素を構成する画像表示装置であって、
前記黄色のＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）がＣＩＥ色度座標（０．６７０，０．３３０）と（０．２１０，０．７１０）と（０．１４０，０．０８０）とを結んだ三角形の外側で、且つ、ＣＩＥ色度座標の可視領域内で、０．２４≦ｘ≦０．４５及び０．５６≦ｙ≦０．７６を満足することを特徴とする画像表示装置。 - 前記緑色のＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）が、ＣＩＥ色度座標の可視領域内で、ｘ≦０．２１０、且つ、前記黄色のＣＩＥ色度座標のｙよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
- 前記緑色のＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）の前記ｙが、ｙ≦０．７１０であることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
- 前記緑色のＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）が、ＣＩＥ色度座標の可視領域内で、前記黄色の色度座標（ｘ、ｙ）とＣＩＥ色度座標（０．２１０，０．７１０）を結んだ線分のＮＴＳＣ ＲＧＢの色再現領域と対向する側で、ｘ≦０．２１０、ｙ≧０．７１０を満足する領域であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
- 前記黄色の発光効率が、赤色、緑色及び青色の発光効率よりも高いことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
- 前記１画素中の青色発光領域の面積が、赤色、緑色及び黄色の発光領域のいずれの面積よりも広いことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
- 前記１画素中において、青色発光領域の面積＞赤色発光領域の面積＞緑色発光領域の面積＞黄色発光領域の面積、の関係を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
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