JPH11283539A - カラーディスプレイ - Google Patents

カラーディスプレイ

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Publication number
JPH11283539A
JPH11283539A JP10087089A JP8708998A JPH11283539A JP H11283539 A JPH11283539 A JP H11283539A JP 10087089 A JP10087089 A JP 10087089A JP 8708998 A JP8708998 A JP 8708998A JP H11283539 A JPH11283539 A JP H11283539A
Authority
JP
Japan
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liquid crystal
color
display
glass board
electron beam
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10087089A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeki Uno
茂樹 宇野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で高い画素密度を有し、高精細、高画質
で、組立て性も良好なカラーディスプレイを提供する。 【解決手段】 このディスプレイは、後部ガラス板6
と、その上面にマトリクス状に配置形成された複数の冷
陰極素子群から成る電子ビーム発生部7と、後部ガラス
板6と所定の間隔をおいて対向配置された前面ガラス板
8と、その内面の全面に形成されたR、G、B3色の混
合蛍光体層9と、前面ガラス板8と後部ガラス板6との
間の側面に固着されたフリットガラスから成る側壁枠1
0とを備えており、基板間の空間部は高真空状態に保持
され、フリットガラスにより封止されている。また、前
面ガラス板8の前面には、混合蛍光体層9からの白色発
光を時分割で色分離する液晶カラーシャッタ16が、重
ねて配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラーディスプレ
イに係わり、特に小型で画素密度が高く、高精細なカラ
ー画像が得られるディスプレイに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、画像表示装置(ディスプレ
イ)としては、CRT、液晶ディスプレイ、プラズマデ
ィスプレイ等が知られているが、いずれの方式のディス
プレイにおいても、画素サイズが 100μm 以下になる
と、輝度や解像度の点で問題が生じ、充分な画質を得る
ことが困難となっていた。
【0003】また、今後のディスプレイへの要求とし
て、対面して操作を行なうことができるように小画面
(対角20インチ以下)であり、かつ画像情報に加えて文
字情報をも表示することができる超高精細な(画素数 2
00万以上)マルチメディア用ディスプレイが望まれてい
るが、対角20インチで 200万画素を越えるディスプレイ
では、一つの画素は50〜60μm の大きさとなり、従来の
技術では、このように画素サイズが小さく超高密度で高
画質のものは、実現できていないのが現状であった。
【0004】すなわち、 200万画素を越える超高精細な
ディスプレイは、従来から作製されているが、対角30イ
ンチ以上と大画面で重く、いわゆるアミューズメント用
としては問題がないものの、マルチメディア用としては
適しなかった。
【0005】また、CRTの一種として、モノクロCR
Tからの発光(白色光)を、3枚のカラー偏光板と2枚
の液晶パネルとを組合わせた液晶カラーシャッタによ
り、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の各色に分離
するように構成したディスプレイが提案されている(特
開昭 60-121419号公報記載)。
【0006】しかしながら、このディスプレイでは、白
色光源としてCRTが使用されているため、発光面積が
電子銃から発せられるビームサイズに依存し、適当な輝
度を確保するには発光を 200〜 300μm 程度にしか絞る
ことができない。そのため、画素サイズは通常のCRT
とほとんど差がなく、また周辺部でビームが広がってし
まうため、文字情報を鮮明に表示するには難点があっ
た。
【0007】さらに、電子ビーム発生手段として冷陰極
素子を備えたディスプレイも知られている。このディス
プレイは、図5に示すように、ガラス基板1の内面に
R、G、Bの各色の蛍光体層2R、2G、2Bが、例え
ば水平方向に並んで形成された第1の基板と、ガラス基
板3の内面に冷陰極素子群4が形成された第2の基板と
を、数mm程度の間隔をおいて対向して配置し、周辺部を
フリットガラス等の封止材5により固着・封止するとと
もに、内部を高真空状態に保持して構成されている。そ
して、このディスプレイでは、数μm 程度の大きさの冷
陰極素子が形成されており、そのような微小サイズの冷
陰極素子を複数個組合わせて、一つの画素を構成する
R、G、B3色の蛍光体層2R、2G、2Bを個別に発
光させている。
【0008】しかしながら、このような構造のディスプ
レイでは、電子ビームを発生する冷陰極素子群4とこの
素子群からの電子ビームにより発光するR、G、B3色
の蛍光体層2R、2G、2Bとの位置決め精度が低いた
め、画素サイズを 100μm 以下に小さくすることができ
なかった。すなわち、このディスプレイを組立てるに
は、蛍光体層が形成された第1の基板と冷陰極素子群4
が形成された第2の基板とを、位置決めして対向配置
し、基板の周辺部にフリットガラス5を配置した後、 4
00℃程度に加熱し、フリットガラス5を溶融・軟化させ
て固着・封止する方法が採られるが、封止工程でガラス
基板1、3が50μm 程度伸び縮みするため、対応する
R、G、Bの蛍光体層2R、2G、2Bを個別に発光さ
せることが難しかった。したがって、 100μm 以下の大
きさの画素では、所定の1色の蛍光体層を発光させるつ
もりでも、2色以上の蛍光体層を発光させることにな
り、混色が生じ易かった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
技術では実現できる画素サイズに制約があり、小型で画
素密度が高く、高精細、高画質のディスプレイは得られ
ていなかった。
【0010】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、小型で高い画素密度を有し、高精細、
高画質で、組立て性も良好なディスプレイを提供するこ
とを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項1記載のカラーディスプレイは、マトリ
クス状に配置された複数の冷陰極素子群を有する電子ビ
ーム発生部と、該電子ビーム発生部の前部に配置され
た、内面の全面にR、G、B3色の混合蛍光体層を有す
る発光基板とを備え、前記発光基板の前面に、前記混合
蛍光体層から発光される白色光を時分割で色分離する手
段を配置したことを特徴としている。
【0012】この請求項1の発明では、電子ビーム発生
部の冷陰極素子群から発した電子ビームは、対向配置さ
れた発光基板の全面に形成されたR、G、B混合蛍光体
層を発光させれば良く、冷陰極素子群と発光基板とを精
度良く位置決めする必要がない。そして、冷陰極素子群
からの電子ビームの照射面積が、そのまま発光画素のサ
イズとなるので、極めて微小な画素を形成し、高画素密
度で高画質のディスプレイを実現することができる。
【0013】請求項2記載の発明は、請求項1記載のカ
ラーディスプレイにおいて、白色光を時分割で色分離す
る手段が、複数枚の偏光板とそれらの間に挟持された液
晶パネルとを有する液晶カラーシャッタであることを特
徴としている。
【0014】この請求項2記載の発明では、混合蛍光体
層から発光される白色光を時分割で色分離する手段とし
て、液晶カラーシャッタを用いることにより、解像度が
高く高画質のカラー画像を得ることができる。
【0015】請求項3記載の発明は、請求項2記載のカ
ラーディスプレイにおいて、液晶パネルが、2枚のプラ
スチックフィルムの間に、液晶組成物を挟持したもので
あることを特徴としている。
【0016】この請求項3記載の発明では、液晶カラー
シャッタを構成する液晶パネルとして、ガラス基板の代
わりにプラスチックフィルムが使用されたフィルム状の
パネルが使用されているので、薄く軽量小型のディスプ
レイを実現することができる。また、液晶パネルの厚さ
が薄いため、混合蛍光体層からの発光がほとんど広がる
ことがなく、シャープな画像が得られる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
【0018】図1は、本発明に係るカラーディスプレイ
の一実施例の構造を模式的に示す断面図、図2は、図1
における電子ビーム発生部の詳細な構造を示す斜視図で
ある。さらに、図3は、図2の一部を拡大して示す断面
図である。
【0019】この実施例のディスプレイは、対角が約20
インチの小型カラーディスプレイであり、図1に示すよ
うに、後部ガラス板6と、この後部ガラス板6の上面に
形成された、マトリクス状に配列された複数の冷陰極素
子群から成る電子ビーム発生部7と、後部ガラス板6と
所定の間隔(数mm)をおいて対向配置された前面ガラス
板8と、この前面ガラス板8の内面の全面に形成された
R、G、B3色の混合蛍光体層9と、前面ガラス板8と
後部ガラス板6との間の側面に固着されたフリットガラ
スから成る側壁枠10とを備え、前面ガラス板8と後部
ガラス板6との間の空間部は高真空状態に保持され、フ
リットガラスにより封止されている。
【0020】電子ビーム発生部7においては、図2およ
びその一部を拡大した図3にそれぞれ示すように、後部
ガラス板6上に、Mo、Ta等の金属から成る複数本の
カソードライン11が、例えば30μm 幅 5μm の間隔で
それぞれ形成されており、その上に、SiO2 等の絶縁
層12を介して、Mo、Ta等の金属から成るゲートラ
イン13が、カソードライン11と直交するように形成
されている。ゲートライン13は、例えば30μm 幅 5μ
m 間隔で複数本形成されている。そして、カソードライ
ン11とゲートライン13との各交差部において、直径
が約 1μm の複数の微細孔14が、ゲートライン13お
よび絶縁層12を貫通して設けられ、これらの孔14内
にそれぞれ円錐形状の冷陰極15が形成されている。冷
陰極15は、各交差部ごとに、例えば 2μm 間隔で81個
ずつ形成されている。
【0021】このような電子ビーム発生部7では、一組
のカソードライン11とゲートライン13を選択して所
定の電圧を印加すると、30μm 角の微小面積単位で電子
ビームを発生することができる。
【0022】一方発光部では、前面ガラス板8の内面の
全面に、ITOから成る透明電極(図示を省略。)が形
成され、その上に、R,G,Bの3色の蛍光体を混合し
た混合蛍光体の層9が、電子ビーム発生部7の面積より
一回り大きく形成されている。さらに、このような発光
基板の前面、すなわち発光基板を構成する前面ガラス板
8の混合蛍光体層9が形成された内面と反対側の面に
は、混合蛍光体層9から発光される白色光を時間的に色
分離する液晶カラーシャッタ16が、重ねて配置されて
いる。
【0023】ここで、液晶カラーシャッタ16の構成に
ついて、図4を参照して説明する。この液晶カラーシャ
ッタ16は、3種類のカラーダイクロイック偏光板1
7、18、19と、これらの偏光板の間にそれぞれ介挿
された2枚のTNモードの液晶パネル20、21とから
構成され、液晶パネル20、21は、2枚のプラスチッ
クフィルムの間に強誘電性液晶のような液晶組成物を挟
持して構成されている。3種類のカラーダイクロイック
偏光板17、18、19は、いずれもカラー偏光板であ
り、第1の偏光板17が、垂直および水平方向に偏光面
を有するRと、水平方向に偏光面を有するG、Bをそれ
ぞれ透過させる。また第2の偏光板18は、垂直および
水平方向に偏光面を有するGと、垂直方向に偏光面を有
するR、Bをそれぞれ透過させ、第3の偏光板19は、
垂直および水平方向に偏光面を有するBと、水平方向に
偏光面を有するR、Gをそれぞれ透過させる。第1およ
び第2のフィルム状液晶パネル20、21は、電圧印加
をオン/オフ制御することにより、入射光をそのままの
偏光面で透過させるか、あるいは偏光面を90°回転させ
て透過させるかの2通りの状態を作れるようになってい
る。
【0024】このように構成される実施例のディスプレ
イでは、各冷陰極素子群はマトリックス駆動により微小
面積単位(30μm 角)で電子ビームを発生し、この電子
ビームが、発光基板の全面に形成された混合蛍光体層9
を照射し、同じ大きさの画素として発光させる。そし
て、この微細サイズの発光画素から発したR,G,Βの
混合光(白色光)は、液晶カラーシャッタ16に入射
し、液晶カラーシャッタ16内を通過する際に、R、
G、B各色の光が時分割で分離され、カラー表示が行な
われる。このとき液晶パネル20、21を高速で駆動
し、R、G、B各色の透過光量を変えることで、発光画
素ごとに所望の色を実現し、カラー画像を表示すること
ができる。
【0025】また実施例のディスプレイでは、液晶カラ
ーシャッタ16の液晶パネル20、21として、ガラス
板に代わってプラスチックフィルムを用いたフィルム状
の液晶パネルが用いられているので、全体が薄く軽量で
あるうえに、液晶パネル20、21の透過により、混合
蛍光体層9からの発光にほとんど広がりが生じることが
ない。したがって、隣接する画素との間の混色が生じ
ず、シャープな画像が得られる。
【0026】次に、この実施例のディスプレイの具体的
な製造方法について説明する。まず、以下に示すように
して、電子ビーム発生部7を形成した。すなわち、後部
ガラス板6上に、Mo、Ta等の金属をスパッタリング
により約 100nmの厚さに成膜した後、フォトリソグラフ
ィーにより、幅30μm のカソードライン11を 5μmの
間隔で複数本形成した。ここで、後部ガラス基板6とし
ては、縦横約 150mmで厚さが約 5mmのものを使用した。
次いで、カソードライン11の上に、SiO2をスパッ
タリングにより 1μm の厚さに堆積し、絶縁層12を形
成した。なおこのとき、カソードライン11の端部に
は、SiO2 が堆積しないようにマスキングを施し、電
気的接続を確保した。次に、こうして形成され絶縁層1
2上に、Mo、Ta等の金属をスパッタリングにより堆
積し、フォトリソグラフィーより、幅30μm のゲートラ
イン13を 5μm の間隔で複数本、それぞれカソードラ
イン11と直交するように形成した。なお、スパッタリ
ング時には、ゲート電極材であるMo、Ta等の金属が
下部のカソードライン11の端部に堆積しないように、
マスキングを施した。次いで、これらのラインの交差部
に、直径が約 1μm の複数個(81個)の微細孔14を、
ゲートライン13と絶縁層12を順に貫通してそれぞれ
形成し、これらの孔14内にそれぞれ円錐状の微小な冷
陰極15を形成した。そして、カソードライン11とゲ
ートライン13との各交差部に、 2μm間隔で配置され
た81個の微小な冷陰極15から成る冷陰極素子群を形成
した。
【0027】こうして形成された電子ビーム発生部7で
は、一組のカソードライン11とゲートライン13を選
択して所定の電圧を印加した場合、30μm 角の微小面積
単位で電子ビームが発生することが確かめられた。
【0028】次いで、以下に示すようにして、白色発光
基板を作成した。すなわち、前面ガラス板8の全面に、
通常の方法によりITOから成る透明電極を形成した
後、その上に、Y2 2 SにEuを添加した赤色蛍光体
と、ZnSにCuを添加した緑色蛍光体と、ZnSにΑ
gを添加した青色蛍光体とを、 1:4:5の重量比で混合し
た混合蛍光体を、スピンコート法により約 0.1mmの厚さ
に塗布し、乾燥した。ここで、前面ガラス板8として
は、縦横約 150mmで厚さが約 5mmのものを使用した。ま
た、混合蛍光体の塗布面積は、冷陰極素子群が形成され
た電子ビーム発生部7の面積より一回り大きくした。
【0029】次いで、こうして作成された白色発光基板
と電子ビーム発生部7が形成された基板とを、厚さが約
1mmのフリットガラスから成る側壁枠10を挟んで対向
配置し、内部を排気して高真空状態にするとともに、加
熱してフリットガラスを溶融・固着することにより封止
した。フリットガラスによる固着・封止は、 450℃で30
分間焼成することにより行なった。
【0030】この封止プロセスにより、混合蛍光体層9
と冷陰極素子群とは、最初に位置決めされた位置より互
いの位置がずれたが、実施例では、所定の大きさ(30μ
m 角)の冷陰極素子群から発生した微小面積単位(30μ
m 角)の電子ビームが、直上に位置する混合蛍光体層9
の同じ大きさの部分を発光させるので、こうして形成さ
れた微細サイズの画素から、30μm 角の白色光が発光さ
れることが確認された。
【0031】最後に、光の色分離のための液晶カラーシ
ャッタ16を、前面ガラス板8の前面に配置し、カラー
ディスプレイを得た。液晶カラーシャッタ16は、R、
G、B各色に対する3枚のカラーダイクロイック偏光板
17、18、19を、それぞれの偏光板間に、2枚の透
明電極付きプラスチックフィルムの間に強誘電性液晶組
成物を挟持したフィルム状液晶パネル20、21を介挿
し、重ね合わせて作成した。
【0032】こうして製造されたディスプレイでは、各
々のフィルム状液晶パネル20、21を 100msecごとに
切り替えて各色を透過させるとともに、冷陰極素子群か
ら発生する電子ビーム量(電流)を調整し、混合蛍光体
層9の発光輝度を制御することで、30μm の画素サイズ
でほぼフルカラーの表示を行なうことができた。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
光基板の全面に形成された混合蛍光体層が、マトリクス
状に配置された複数の冷陰極素子群からの電子ビームに
より発光し、画素が形成されているので、封止のプロセ
スで位置ずれが生じても、画素の高精細度には影響がな
い。そして、冷陰極素子群からの電子ビームの発生精度
で画素を形成することができ、小型で極めて画素密度が
高く高画質のカラーディスプレイを実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るカラーディスプレイの一実施例の
構造を模式的に示す断面図。
【図2】図1における電子ビーム発生部の詳細な構造を
示す斜視図。
【図3】図2における冷陰極素子群の形状および構造を
示す拡大断面図。
【図4】実施例のカラーディスプレイに使用する液晶カ
ラーシャッタの構成の一例を示す図。
【図5】従来のカラーディスプレイの一例を模式的に示
す断面図。
【符号の説明】
6………後部ガラス板 7………電子ビーム発生部 8………前面ガラス板 9………混合蛍光体層 10………フリットガラスから成る側壁枠 11………カソードライン 12………絶縁層 13………ゲートライン 15………冷陰極 16………液晶カラーシャッタ 17、18、19………カラーダイクロイック偏光板 20、21………フィルム状液晶パネル
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01J 29/89 H01J 29/89 31/12 31/12 C H04N 9/16 H04N 9/16

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マトリクス状に配置された複数の冷陰極
    素子群を有する電子ビーム発生部と、該電子ビーム発生
    部の前部に配置された、内面の全面にR、G、B3色の
    混合蛍光体層を有する発光基板とを備え、前記発光基板
    の前面に、前記混合蛍光体層から発光される白色光を時
    分割で色分離する手段を配置したことを特徴とするカラ
    ーディスプレイ。
  2. 【請求項2】 前記白色光を時分割で色分離する手段
    が、複数枚の偏光板とそれらの間に挟持された液晶パネ
    ルとを有する液晶カラーシャッタであることを特徴とす
    る請求項1記載のカラーディスプレイ。
  3. 【請求項3】 前記液晶パネルが、2枚のプラスチック
    フィルムの間に、液晶組成物を挟持したものであること
    を特徴とする請求項2記載のカラーディスプレイ。
JP10087089A 1998-03-31 1998-03-31 カラーディスプレイ Withdrawn JPH11283539A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1313872C (zh) * 2002-02-15 2007-05-02 株式会社日立制作所 白色光源和使用白色光源的图像显示装置
CN101923816A (zh) * 2010-07-22 2010-12-22 上海大生牌业制造有限公司 一种全外墙的显示装置

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CN1313872C (zh) * 2002-02-15 2007-05-02 株式会社日立制作所 白色光源和使用白色光源的图像显示装置
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Effective date: 20050607