JPH05197342A

JPH05197342A - カラー画像表示装置

Info

Publication number: JPH05197342A
Application number: JP4008629A
Authority: JP
Inventors: Akira Kani; 章可児; Masaaki Kobayashi; 正秋小林
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1992-01-21
Filing date: 1992-01-21
Publication date: 1993-08-06

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】作製および駆動が容易で、光透過率が大きい
薄型高品位のカラー画像表示装置を提供することであ
る。【構成】複数の光シャッター素子を平面状に配列して
なる光シャッターアレイ１と、この光シャッターアレイ
１の裏部に配置され平面的な気体放電管を有するカラー
発光装置２と、光シャッターアレイ１を駆動するための
光シャッターアレイ駆動手段と、カラー発光装置２を駆
動するためのカラー発光装置駆動手段とを備えており、
気体放電管は、相異なる少なくとも３色のライン状発光
部群を備えており、カラー発光装置駆動手段は、気体放
電管の同色のライン状発光部群を、相異なる色の順に、
順次発光させるようにし、光シャッターアレイ駆動手段
は、気体放電管のライン状発光部群の各色の発光のタイ
ミングに合わせて、光シャッターアレイ１の所望の光シ
ャッター素子をスイッチングさせるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光シャッターを用いる
カラー画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像表示には、多くの方式がある
が、その一つに光シャッターを用いるものがある。光シ
ャッターとして光スイチング素子を用いると、画面の構
成および駆動が容易で、消費電力が少なく、薄型にでき
るので、近年多用されている。

【０００３】この光スイッチング素子としては、鉛、ラ
ンタン、ジルコニウム、チタンの複合酸化物（ＰＬＺ
Ｔ）や液晶等が知られている。これらを用いたカラー画
像表示では、透過光量が多くないのでバックライトが必
要であり、カラー表示には、カラーフィルターも必要で
ある。

【０００４】カラー画像表示は、相異なる３色（通常、
赤、緑、青が使用され、以下、各色を、それぞれＲ、
Ｇ、Ｂと略記する）を含む少なくとも３つ以上のセルが
近接配置して画素を構成し、この画素を周期配列してな
される。各セルは、少なくとも１組の電極を有するが、
配列および形成が容易なように、ライン状の信号電極群
と走査電極群とを直交させてマトリクスを組み、この交
点にセル形成して方形配列とするのが一般的である。当
然ながら、画素を構成するセル数が多いと駆動は複雑に
なる。

【０００５】その駆動法には、２種類あり、その一つ
は、走査電極を時分割駆動するものである（線順次
法）。この方法は、回路が単純で好ましいが、分割数に
比例して輝度が低下する。また、分割数が大きいとスイ
ッチング時間が短くなり、動作速度の遅い液晶は不利で
ある。ＰＬＺＴは、動作速度が速く好ましいが、形成が
複雑で大画面を構成すると高コストになる。

【０００６】他の一つは、スイッチング素子を各セルに
形成するものである（アクティブ法）。スイッチング素
子としては、トランジスタやダイオード等がある。この
方法は、各セルを個別にスイッチングするので分割によ
る輝度低下は関係なく、動作速度が遅い液晶の多数のセ
ルでも充分駆動することができる。線順次法と較べて、
スイッチング素子形成が煩雑であるが、多数の素子を平
面状に一括して形成すれば、労力は格段に節約できる。
近年、液晶を用いるカラー画像表示には、アクティブ法
が賞用されている。なお、このスイッチング素子や、必
要に応じて使用する金属電極は、遮光部となるので、一
つの画素に複数のセルがあると光透過率が低下する。

【０００７】カラーフィルターの形成は、各種のものが
公知であるが、画素配置と同一にパターニングされ、
Ｒ、Ｇ、Ｂフィルターの境界には、鮮明さをだすための
遮光層が形成される。したがって、一つの画素に複数の
表示セルがあると、光透過率は、低下する。また、カラ
ーフィルターの形成自体労力を要する。

【０００８】カラー画像表示用のバックライトとして
は、通常、Ｒ、Ｇ、Ｂの蛍光体を用いた冷陰極、あるい
は熱陰極蛍光灯が使用される。その設置位置としては、
２種類あり、その一つは、表示素子裏部である。通常、
表示素子との間には、光拡散板が、また、バックライト
の後ろには、反射板が設けられる。この構成は、光利用
率がよいが薄型には不利である。

【０００９】他の一つは、表示素子裏面に、表面に拡散
機能を付与した導光板を配置し、この導光板の横から蛍
光灯の光を入射するものである。これは、光利用効率が
やや悪いが薄型には有利である。しかし、蛍光灯の管径
で薄型の限界が決まる。管径を小さくすると、蛍光灯の
発光効率が低下する。従来、管径４mm以下の蛍光灯は不
利な点が多く、バックライト装置を４mm以下とするのは
困難であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の光シャッターを用いるカラー画像表示装置は、カラ
ーフィルターを必要とするものであったり、形成および
駆動が煩雑でコストアップとなってしまったり、光透過
効率が悪く明るい表示を得難かったり、微細な画素ピッ
チを得難く解像度に難点があったり、薄型化に限度があ
ったりするものであった。

【００１１】本発明の目的は、このような従来の技術の
問題点を解消しうるようなカラー画像表示装置を提供す
ることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によるカラー画像
表示装置は、複数の光シャッター素子を平面状に配列し
てなる光シャッターアレイと、該光シャッターアレイの
裏部に配置され平面的な気体放電管を有するカラー発光
装置と、前記光シャッターアレイを駆動するための光シ
ャッターアレイ駆動手段と、前記カラー発光装置を駆動
するためのカラー発光装置駆動手段とを備えており、前
記気体放電管は、相異なる少なくとも３色のライン状発
光部群を備えており、前記カラー発光装置駆動手段は、
前記気体放電管の同色のライン状発光部群を、相異なる
色の順に、順次発光させるようにし、前記光シャッター
アレイ駆動手段は、前記気体放電管のライン状発光部群
の各色の発光のタイミングに合わせて、前記光シャッタ
ーアレイの所望の光シャッター素子をスイッチングさせ
るようにすることを特徴とする。

【００１３】

【実施例】次に、添付図面に基づいて、本発明の実施例
について本発明をより詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施例としてカラー画
像表示装置の構成を示す概略部分断面図である。この実
施例のカラー画像表示装置は、液晶装置である光シャッ
ターアレイ１と、この光シャッターアレイ１の裏部に配
置されたプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）である
気体放電管を有するカラー発光装置２とを備えている。
このカラー画像表示装置は、さらに、光シャッターアレ
イ１を駆動するための光シャッターアレイ駆動手段とし
ての駆動回路と、カラー発光装置２を駆動するためのカ
ラー発光装置駆動手段としての駆動回路とを備えるもの
であるが、これら駆動回路は、後述するような本発明の
駆動原理を理解すれば、当業者には容易に実施できるも
のであるから、ここには図示せず、それらの構成につい
ても詳述しない。

【００１５】先ず、光シャッターアレイ１について簡単
に説明しておく。この実施例の光シャッターアレイ１
は、いわゆる液晶パネルと称されるもので構成されてお
り、液晶フロントガラス４の表面に偏向板７を配設し、
液晶フロントガラス４の裏面にＹ電極５を配設し、液晶
リアーガラス８の内面にＸ電極３を配設し、液晶リアー
ガラス８の裏面に偏向板９を配設し、それらガラス４お
よび８の間に液晶６をサンドイッチしてなっている。こ
の実施例では、後述するように、液晶表示パネル１は、
アクティブ駆動方式とされているが、本発明は、これに
限定されず、単純マトリックス駆動方式としてもよい。

【００１６】また、この液晶表示パネルの代わりとし
て、ＰＬＺＴを光シャッターアレイとして使用すること
もでき、この場合には、液晶封入用のガラス基板が必要
ないことを除けば、ほぼ同様である。

【００１７】次に、この液晶パネル１の背後に配置され
るカラー発光装置２を構成するプラズマディスプレイパ
ネル（ＰＤＰ）の構造について説明する。カラーの平面
型気体放電管は、一般にプラズマディスプレイパネル
（ＰＤＰ）として公知のものが各種ある。すなわち、Ａ
Ｃ型やＤＣ型、あるいは蛍光体を前面板に塗布する透過
型や背面板に塗布する反射型等であり、いずれも本発明
に適用できる。図１に示したＰＤＰ２は、ＤＣ型で反射
型のものであり、前面板ガラス１１に細い陰極１２が形
成され、背面板１３には陽極１４が形成されている。一
部を露出した陽極１４上には、蛍光体１５が被着されて
いる。そして、各色を構成するセルの間には、色にじみ
や誤放電を防ぐスペーサー兼用の隔壁１６が形成されて
いる。

【００１８】本発明においては、後述するように、ＰＤ
Ｐ２は、平面的にＲ、Ｇ、Ｂ発光を順次行うように、順
次スイッチングさせられるものである。したがって、こ
のために、各色の蛍光体１５をライン状とし、これを周
期的に配置して平面を形成するようにしている。そし
て、スイッチング電極数を少なくするために、ライン状
蛍光体に沿った電極で同色のものを共通結線している。
こうすれば、色切り換え用の３つの電極と、対向する一
本の電極の合計４本の電極駆動ですむ。

【００１９】このような結線構造を、図２に模式平面図
にて示している。図２において、参照符号４１、４２お
よび４３は、各々Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する共通結線された
陽極電極を示している。参照符号１７で示される斜線を
付した部分は、シールガラスであり、参照符号１８は、
排気およびガス封入用穴を示している。

【００２０】前面板１１と光シャッターアレイ１との間
には、通常、光拡散機構が設けられる。この機構形成に
は、光拡散シートを挟む方法や、前面ガラス板の表面あ
るいは／および内面に光拡散層を設ける方法がある。ガ
ラス表面への拡散層形成は、ガラスを研磨して粗面化す
るものや、ガラス表面に透明粉末を、粉末の屈折率とは
異なる屈折率を有する透光性接着剤で被着するものがあ
る。これら粉末や接着剤としては、有機および無機の多
くのものが適用できる。

【００２１】図２の各色のライン状蛍光体の周期ピッチ
は、1.５mm以下が好ましい。これより大きいと、蛍光体
と光拡散層との距離を２mm以上とらなければ、色の強度
むらが発生する。なお、画素周期が蛍光体周期ピッチの
整数倍であれば、光拡散層の必要はない。

【００２２】ＰＤＰ２の厚みは、４mm以下が好ましい。
薄いほど装置全体を薄くできる。前面および背面板とし
て、1.８mm以下のガラス板を用いれば、セルギャップ
は、通常、0.２mm以下でよいので、容易にＰＤＰ発光部
厚みを４mm以下にできる。さらに薄いガラス板や薄い背
面板を使用することも可能である。

【００２３】図１の構造から明らかなように、本発明の
カラー画像表示装置においては、カラーフィルターを必
要としていない。なぜならば、光源として使用するＰＤ
ＰがＲ、Ｇ、Ｂ３色に平面的に切り換え可能だからであ
る。すなわち、各色の発光時間に、光シャッターアレイ
をスイッチングさせれば、非常に多くの色が表現でき
る。つまり、従来の装置がカラーフィルターを用いて色
の併置混合をするのに対し、本発明では色の時間混合を
するものである。したがって、光シャッターアレイで構
成する表示装置は、モノカラー用の構造でよい。つま
り、一つの画素には一つのセルでよい。

【００２４】図３は、前述したように本発明のカラー画
像表示装置を駆動するために、カラー発光装置２と光シ
ャッターアレイ１に加える信号タイミング図である。図
３に示すように、カラー発光装置２のＲ発光時（Ａ_R）
に光シャッターアレイ１にＲ映像信号（Ｂ_R1、Ｂ_R2、・
・・）を印加し、次に、カラー発光装置２のＧ発光時
（Ａ_G）に光シャッターアレイ１にＧ映像信号（Ｂ_G1、
Ｂ_G2、・・・）を印加し、さらに次に、カラー発光装置
２のＢ発光時（Ａ_B）に光シャッターアレイ１にＢ映像
信号（Ｂ_B1、Ｂ_B2、・・・）を印加することにより、光
シャッターアレイ２の１ドット部にＲ、Ｇ、Ｂ発光色を
表示して、フルカラー表示ができる。

【００２５】このように、本発明によるカラー画像表示
装置においては、バックライトとしてＲ、Ｇ、Ｂ蛍光体
を有した気体放電管を使用し、バックライトとして使用
する気体放電管の発光をタイミング信号Ａ_R、Ａ_G、Ａ
_BにてＲ、Ｇ、Ｂと切り換え、そのタイミングに合わせ
て、液晶パネル１にＲ、Ｇ、Ｂ制御信号Ｂ_R、Ｂ_G、Ｂ
_Bを印加して光量を変化させて、カラー表示を行うこと
ができる。

【００２６】画面がちらつかないようにするために、周
期が１／５０秒程度以下のタイミングパルスが必要であ
る。３色を時間混合するため各色に使うパルスは、この
１／３である。ＰＤＰの応答性は、よいので問題がな
く、液晶もこの程度では問題ない。しかし、色に階調を
もたせ多色表示するには問題がある。つまり、表示素子
も時分割するので、例えば、１６階調表示では、約0.４
ミリ秒程度のタイミングパルスがいる。線順次駆動では
さらに短くなる。ＰＬＺＴは応答性がよいので可能であ
るが、液晶では問題があり、アクティブ駆動が好まし
い。光透過率やスイッチング素子形成に問題があるアク
ティブ法では、本発明による画素数と同じセル数でよい
構成のメリットは非常に大きい。

【００２７】次に、図１およ図２に概略構成を示した本
発明の一実施例のカラー画像表示装置の製造例について
説明する。先ず、ＰＤＰ２の前面板１１として厚み1.８
mmのソーダガラスを使用し、これにＮｉペーストを幅１
００μｍ、ピッチ８００μｍの直線に印刷焼成して陰極
１２を形成した。各直線は、発光部の外で結線した。こ
の上に陰極１２と直交する向きでガラス質誘電体ペース
トを幅１００μｍ、高さ１３０μｍ、ピッチ５００μｍ
の直線に印刷焼成して隔壁１６を形成した。背面板１３
に前面板１１と同じものを使用し、これにＡｕペースト
を幅４００μｍ、ピッチ５００μｍの直線に印刷焼成し
て陽極１４を形成した。陽極１４上には、Ｒ、Ｇ、Ｂの
蛍光体ペーストを印刷焼成した。

【００２８】この時、陽極１４を陰極に直交させた場
合、陰極の下部に相当する位置の陽極は、蛍光体を被着
せず露出してある。また、同色の陽極は、発光部の外で
共通結線した。３色の共通結線には、スルーホールを有
する絶縁層を用いてクロス配線とした。形成された前、
背面板は、陰陽極が相対して直交し、陽極が前面板の隔
壁の間にくるように重ね合わせ、図２の構成とした。重
なり合った四周は、フリットガラスでシールされ、発光
部の外にある穴により排気後所定のガスを封入し、穴を
塞いでＰＤＰ２を形成した。

【００２９】以上の工程は、一般のＤＣ型カラーＰＤＰ
２と同様のものであり、説明以外の工程も公知の技術を
用いた。ＰＤＰ２の発光部厚みは、3.８mm、蛍光体の周
期ピッチは、1.５mmであった。なお、前面板１１の外面
は、メッシュ１００番のＳｉＣ砥粒でラッピングして、
光拡散機能を付与した。ＰＤＰ２の外部端子には、スイ
ッチング回路（図示していない）をつないだ。

【００３０】このＰＤＰ２の前面板１１の上部に、図１
の構造のモノカラー用液晶表示素子１を配置した。この
表示素子１は、薄膜トランジスタのスイッチング素子が
搭載されたアクティブ型で、画素ピッチは、0.３３mmで
ある。また、液晶が色付くのを防止するため、位相差補
償フィルムを張り合わせた。この駆動は、ＰＤＰ２が
Ｒ、Ｇ、Ｂにスイッチングされるのに同期して、各色信
号を発生することにより、一つの画素に多色表示を可能
とした。

【００３１】以上の実施例の説明からもわかるように、
本発明のカラー画像表示装置においては、各種の光シャ
ッターアレイとしての表示装置やＰＤＰが使用でき、駆
動法も各種のものが適用できるのは明らかである。

【００３２】

【発明の効果】前述したような本発明のカラー画像表示
装置の構成によれば、カラーフィルタが不要となるの
で、それだけコストダウンを図ることができる。また、
カラーフィルタが不要なため、光の透過率を向上させる
ことができる。

【００３３】さらにまた、光スイッチングによる表示素
子として、モノカラー用のものでよいので、形成および
駆動が容易である。その上、一画素一セルでよいので、
光透過率が大きく明るい表示ができ、また、微細な画素
ピッチの表示素子が形成できる。

【００３４】ＰＤＰの形成は、他のバックライトと較べ
それほど煩雑でなく、電極数も少なくてよいので、駆動
も簡単でコストアップとならない。その上、ＰＤＰは、
薄型にできるので、装置全体を薄型にできる。

【００３５】さらに、多色表示が色の時間混合によるの
で、従来の併置混合よりも見やすい。したがって、作製
および駆動が容易で、光透過率が大きい薄型高品位のカ
ラー画像表示装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのカラー画像表示装置
の構造を示す概略部分断面図である。

【図２】図１のカラー画像表示装置におけるＰＤＰの結
線構造を示す概略平面図である。

【図３】図１のカラー画像表示装置を駆動するための信
号タイミング図である。

【符号の説明】

１光シャッターアレイ２カラー発光装置３Ｘ電極４液晶フロントガラス５Ｙ電極６液晶７偏向板８液晶リアーガラス９偏向板１１前面ガラス板１２陰極１３背面板１４陽極１５蛍光体１６隔壁１７シールガラス１８排気封入用穴４１陽極電極４２陽極電極４３陽極電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光シャッター素子を平面状に配列
してなる光シャッターアレイと、該光シャッターアレイ
の裏部に配置され平面的な気体放電管を有するカラー発
光装置と、前記光シャッターアレイを駆動するための光
シャッターアレイ駆動手段と、前記カラー発光装置を駆
動するためのカラー発光装置駆動手段とを備えており、
前記気体放電管は、相異なる少なくとも３色のライン状
発光部群を備えており、前記カラー発光装置駆動手段
は、前記気体放電管の同色のライン状発光部群を、相異
なる色の順に、順次発光させるようにし、前記光シャッ
ターアレイ駆動手段は、前記気体放電管のライン状発光
部群の各色の発光のタイミングに合わせて、前記光シャ
ッターアレイの所望の光シャッター素子をスイッチング
させるようにすることを特徴とするカラー画像表示装
置。
【請求項２】前記気体放電管の同色のライン状発光部
に対する電極は、共通に結線されており、それら各色の
電極が順次スイッチングされるようにした請求項１記載
のカラー画像表示装置。
【請求項３】前記気体放電管のうち少なくとも発光部
の厚みが、４mm以下である請求項１または２記載のカラ
ー画像表示装置。
【請求項４】前記気体放電管の各色のライン状発光部
が周期的に配列され、全色の周期配列ピッチが1.５mm以
下である請求項１または２または３記載のカラー画像表
示装置。
【請求項５】前記光シャッターアレイの光シャッター
素子の配列ピッチが前記気体放電管の前記ライン状発光
部の周期配列ピッチの整数倍である請求項４記載のカラ
ー画像表示装置。
【請求項６】前記気体放電管の前面ガラスには、光拡
散層が形成されている請求項１から５のうちのいずれか
に記載のカラー画像表示装置。
【請求項７】前記光シャッターアレイは、液晶である
請求項１から６のうちのいずれかに記載のカラー画像表
示装置。
【請求項８】前記光シャッターアレイの光シャッター
素子には、個別にスイッチング素子が設けられている請
求項１から７のうちのいずれかに記載のカラー画像表示
装置。