JPH063668A

JPH063668A - カラー表示装置

Info

Publication number: JPH063668A
Application number: JP4165723A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Namikoshi; 保正浪越
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1992-06-24
Filing date: 1992-06-24
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】光の利用効率を向上する。【構成】透光量を可変できる画素２０Ｃを複数配設し
た表示パネル２０の後方をバックライト１０で照射して
成るカラー表示装置において、バックライトに赤光を発
光する区画１０ｒと緑光を発光する区画１０ｇと青光を
発光する区画１０ｂとをそれぞれ複数設け、バックライ
トの所定区画で表示パネルの所定画素を対応照射するよ
うにした。また、赤蛍光体と緑蛍光体と青蛍光体とをそ
れぞれ区分して設けることで区画を構成するようにし
た。更に、バックライトを蛍光放電灯で構成するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像および文字などの
情報をフルカラーで表示する大型直視型のカラー表示装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の直視型のカラー表示装置の
基本構成を示す側面図である。図６に示すように、従来
の直視型のカラー表示装置はバックライト１と表示パネ
ル２とを備えている。バックライト１は、表示パネル２
の後方全面に単一白色光を略均一に照射するようにされ
ている。表示パネル２は小さな３種類の画素２Ｒ，２
Ｇ，２Ｂを規則的に交互に多数配列して形成した面状の
ものにされている。

【０００３】画素２Ｒは、偏光ガラスの偏光フィルタ２
ｘと、液晶層２ｙと、赤色透光ガラスの赤色フィルタ２
ｒと、液晶用電極（図示せず）とを備えている。画素２
Ｇは前記画素２Ｒと略同様のもので、異なるのは赤色フ
ィルタ２ｒが緑色透光ガラスの緑色フィルタ２ｇで構成
されていることである。画素２Ｂは前記画素２Ｒと略同
様のもので、異なるのは赤色フィルタ２ｒが青色透光ガ
ラスの青色フィルタ２ｂで構成されていることである。
各画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂのそれぞれの液晶層２ｙはそれ
ぞれの偏光フィルタ２ｘと各色フィルタ２ｒ，２ｇ，２
ｂとの間に形成されている。

【０００４】各画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの液晶層２ｙは、
各画素毎に設けられている液晶用電極（図示せず）を介
して、カラー表示装置の駆動回路（図示せず）によって
それぞれ電気信号が印加される。電気信号の印加された
各液晶層２ｙは各電気信号に応じた偏光特性を生ずる。
つまり、各画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂのそれぞれの対に成っ
ている偏光フィルタ２ｘと液晶層２ｙとは、電気信号に
応じてそれぞれ透光量の制御可能な明暗フィルタを形成
する。しかも、画素２Ｒは赤色フィルタ２ｒを、画素２
Ｇは緑色フィルタ２ｇを、画素２Ｂは青色フィルタ２ｂ
をそれぞれ備えている。

【０００５】従って、単一白色光がバックライト１によ
って後方全面に略均一に照射されている表示パネル２の
各画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂにあっては、駆動回路（図示せ
ず）の電気信号によって、画素２Ｒは明暗（光量の大
小）を伴った赤色光を透光し、画素２Ｇは明暗（光量の
大小）を伴った緑色光を透光し、画素２Ｂは明暗（光量
の大小）を伴った青色光を透光する。従って、表示パネ
ル２の視距離を画素間隔に対して充分大きくすれば、表
示パネル２にフルカラー画像を表示することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のカラー表示装置にあっては、表示パネル２の全
面に最高輝度の白色画像を表示させた場合の各段階での
効率は次のように成っている。すなわち、画素面積効率
（表示パネル２の面積に対する有効画素面積の比）は略
４０％、偏光フィルタ２ｘの透光率は略３０％、液晶層
２ｙの透光率は略８０％、有色フィルタ２ｒ，２ｇ，２
ｂの平均透光率は略３０％である。従って、表示パネル
２の総合効率はこれらを掛け合わせた約３％になる。つ
まり、表示パネル２の後方に照射する単一白色光の光量
を１００％とすると、前方に透光して表示パネル２の全
面に白色を表示させるのに寄与する光量は、その約３％
にしか過ぎない。従って、テレビと同程度の３００cd/m
²の白色光を得るためには１００００cd/m²もの輝度の
バックライト１が必要であった。

【０００７】従って、従来のカラー表示装置でテレビと
同程度の視認性（見え易さ）を得るには、バックライト
１を大容量のものとしなければ成らず、カラー表示装置
が嵩張ったものとなり薄型にすることが困難であると共
に、発熱（電力損失）が大きく成ってしまうと言う問題
点があった。

【０００８】本発明は、上記の問題を改善するために成
されたもので、その目的とするところは、バックライト
からの光を無駄にしない効率の良いカラー表示装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するため、請求項１記載の発明にあっては、透光量
を可変できる画素を複数配設した表示パネルの後方をバ
ックライトで照射して成るカラー表示装置において、バ
ックライトに赤光を発光する区画と緑光を発光する区画
と青光を発光する区画とをそれぞれ複数設け、バックラ
イトの所定区画で表示パネルの所定画素を対応照射する
ことを特徴とする。また、請求項２記載の発明にあって
は、赤蛍光体と緑蛍光体と青蛍光体とをそれぞれ区分し
て設けることで前記区画を構成することを特徴とする。
更に、請求項３記載の発明にあっては、前記バックライ
トを蛍光放電灯で構成することを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記のように構成したことにより、請求項１記
載の発明にあっては、従来のカラー表示装置のように有
色フィルタを設けなくてもフルカラー画像の表示が可能
であり、有色フィルタによる光量の減衰を無くすること
ができる。また、有色フィルタを設けても、赤光区画は
赤色フィルタと赤色対応画素とを照射し、緑光区画は緑
色フィルタと緑色対応画素とを照射し、青光区画は青色
フィルタと青色対応画素とを照射するようにすれば、各
有色フィルタの透光効率を向上できる。

【００１１】また、請求項２記載の発明にあっては、赤
蛍光体と緑蛍光体と青蛍光体とをそれぞれ区分して設け
ることで前記各区画を構成するバックライトとするの
で、赤色対応画素は赤蛍光体からの高輝度の赤光の照射
を、緑色対応画素は緑蛍光体からの高輝度の緑光の照射
を、青色対応画素は青蛍光体からの高輝度の青光の照射
をそれぞれ受けることができる。

【００１２】更に、請求項３記載の発明にあっては、赤
蛍光体と緑蛍光体と青蛍光体とをそれぞれ区分して設け
ることで前記各区画を構成するバックライトを、蛍光放
電灯で構成するので、バックライトの構成を簡単にでき
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係るカラー表示装置の基本構
成を図１に基づいて、本発明に係るカラー表示装置の一
実施例を図２に基づいて、他の実施例を図３〜図５に基
づいてそれぞれ詳細に説明する。

【００１４】図１はカラー表示装置のバックライトと表
示パネルとの配設関係を示す断面図である。図１におい
て、１０はバックライトであり、２０は表示パネルであ
る。バックライト１０は表示パネル２０の後方に配置さ
れている。バックライト１０は、従来のバックライトの
ように単一白色光を照射するものではなく、複数の赤光
区画１０ｒと、複数の緑光区画１０ｇと、複数の青光区
画１０ｂとを備えている。これらのそれぞれの区画１０
ｒ，１０ｇ，１０ｂは、縦横あるいは縦あるいは横にそ
れぞれ交互に配列して設けられている。

【００１５】表示パネル２０は従来のものと異なり、１
種類の複数の画素２０Ｃのみを備えている。このそれぞ
れの画素２０Ｃは各区画１０ｒ，１０ｇ，１０ｂと対向
する位置にそれぞれ配設され、区画１０ｒは区画１０ｒ
と対向している画素２０Ｃのみを、区画１０ｇは区画１
０ｇと対向している画素２０Ｃのみを、区画１０ｂは区
画１０ｂと対向している画素２０Ｃのみを、それぞれ可
能な限り照射するように構成されている。

【００１６】画素２０Ｃは、偏光ガラスの偏光フィルタ
２０ｘと、液晶層２０ｙと、無色の透光ガラス２０ｚ
と、液晶用電極（図示せず）とを備えている。液晶層２
０ｙは、偏光フィルタ２０ｘと無色の透光ガラス２０ｚ
との間に形成されている。

【００１７】従って、カラー表示装置の駆動回路（図示
せず）の電気信号を、画素２０Ｃ毎の液晶用電極（図示
せず）に印加して、画素２０Ｃ毎に対に成っている偏光
フィルタ２０ｘと液晶層２０ｙとで構成される電気信号
に応じてそれぞれ透光量の制御可能な明暗フィルタを制
御すると、駆動回路（図示せず）の電気信号によって、
赤光区画１０ｒに対向する画素２０Ｃは明暗（光量の大
小）を伴った赤色光を透光し、緑光区画１０ｇに対向す
る画素２０Ｃは明暗（光量の大小）を伴った緑色光を透
光し、青光区画１０ｂに対向する画素２０Ｃは明暗（光
量の大小）を伴った青色光を透光する。

【００１８】従って、表示パネル２０の視距離を画素間
隔に対して充分大きくすれば、従来のカラー表示装置と
同様に、表示パネル２０にフルカラー画像の表示ができ
る。しかも、この表示パネル２０の画素２０Ｃには、従
来の各画素のような有色フィルタは存在しない。従っ
て、バックライト１０から照射される光は、有色フィル
タの存在しない分、表示パネル２０のフルカラー画像の
表示に効率的に寄与することに成る。

【００１９】次に、図２を用いて、カラー表示装置の一
実施例を説明する。図２はカラー表示装置のバックライ
トと表示パネルとの配設関係を示す正面図である。図２
において、１０はバックライトであり、２０は表示パネ
ルである。バックライト１０は表示パネル２０の後方に
配置されている。

【００２０】バックライト１０は、同形状の３種類の棒
状光源１０ｒ，１０ｇ，１０ｂを備えている。棒状光源
１０ｒ，１０ｇ，１０ｂは、何れの方向でもかまわない
が、本実施例では横方向に交互に等間隔で多数配列した
構成とされている。棒状光源１０ｒは赤光を発光する赤
光区画に相当し、棒状光源１０ｇは緑光を発光する緑光
区画に相当し、棒状光源１０ｂは青光を発光する青光区
画に相当している。

【００２１】表示パネル２０は略正方形の画素２０Ｃを
縦横方向に等間隔で多数配列して構成した面状のもの
で、画素２０Ｃの一辺は棒状光源１０ｒの幅より僅かに
大きい程度にされている。画素２０Ｃの構成は前述した
ものと同様であると共に、画素２０Ｃはカラー表示装置
の駆動回路（図示せず）の電気信号でそれぞれ制御され
ている。また、縦横方向に多数配列した画素２０Ｃの縦
列間の間隔はそれぞれの棒状光源１０ｒ，１０ｇ，１０
ｂの間隔と等しくされると共に、画素２０Ｃは棒状光源
１０ｒ，１０ｇ，１０ｂの中の何れかに対向するように
配設されている。更に、図示していないが、棒状光源１
０ｒ，１０ｇ，１０ｂの相互間で光の混合を防止するた
め、棒状光源１０ｒ，１０ｇ，１０ｂ自身に反射面（図
示せず）が形成されていたり、棒状光源１０ｒ，１０
ｇ，１０ｂの相互間のセパレータとしての鏡面遮光板
（図示せず）を設けたりして、棒状光源１０ｒ，１０
ｇ，１０ｂからの光は混合することなく前方のみを照射
するようにされている。

【００２２】ここで、棒状光源１０ｒは発光管に赤の単
波長型蛍光体を塗布した蛍光放電灯、棒状光源１０ｇは
発光管に緑の単波長型蛍光体を塗布した蛍光放電灯、棒
状光源１０ｂは発光管に青の単波長型蛍光体を塗布した
蛍光放電灯とすると、バックライト１０からの光束は、
同形状の発光管に白色蛍光体を塗布した蛍光放電灯を同
数用いた場合に比べ約８５％の光束と成る。しかし、画
素２０Ｃは従来の画素のような有色フィルタを備えてい
ない。

【００２３】従って、バックライトに白色蛍光体を塗布
した蛍光放電灯のみを配設すると共に有色フィルタを備
えたカラー表示装置に比べて、バックライトに上述たし
ような発光管に赤の単波長型蛍光体を塗布した蛍光放電
灯と発光管に緑の単波長型蛍光体を塗布した蛍光放電灯
と発光管に青の単波長型蛍光体を塗布した蛍光放電灯と
を配設すると共に有色フィルタを不要としたカラー表示
装置は、バックライトからの全光束は略０．８５倍に低
下するものの、有色フィルタ（単一白色光に対する平均
透光率略３０％）は不要と成るので透光率は略３倍に向
上する。つまり、総合的に約２．５倍の効率向上と成
る。

【００２４】なお、赤緑青の単波長型蛍光体を塗布した
蛍光放電灯で得られる三原色光には放電時の水銀による
輝線スペクトルが混じり色純度が悪くなるので、従来同
様に有色フィルタを設けて色純度の改善を行う場合もあ
るが、赤光のみを透過する赤色フィルタに殆どが赤光束
である光を透過させても殆どその光束は減衰することな
く透過するのと同様の原理で、この場合の有色フィルタ
での透光率は略７５％と向上する。

【００２５】次に、図３〜図５を用いて、カラー表示装
置の他の実施例を説明する。図３はバックライトに用い
られる蛍光放電灯を示す正面図、図４はバックライトと
表示パネルとの配設関係を示す側面図、図５は表示パネ
ルを示す正面図である。

【００２６】図４において、１０はバックライトであ
り、２０は表示パネル、３０は有色フィルタである。バ
ックライト１０は表示パネル２０の後方に配置され、有
色フィルタ３０はバックライト１０と表示パネル２０と
の間に配設されている。

【００２７】バックライト１０は、図３に示すように正
面視で略正方形のもので、前方の正面視で略正方形の発
光構成部分１１と、発光構成部分１１の後部中央を突出
して形成した陰極構成部分１２とを一体に成したもので
ある。発光構成部分１１には、細長い透明ガラス管に所
定間隔で略矩形の膨らみ部を形成した数珠紐状のものを
発光構成部分１１の４辺に沿わせて平面的に渦巻き状に
成した、発光管１３が設けられている。また、陰極構成
部分１２内の空間には熱陰極１０Ｍが設けられている。

【００２８】渦巻き状の発光管１３は全体で６４個の膨
らみ部を備えている。この膨らみ部の内面には、膨らみ
部毎に、赤の単波長型蛍光体Ｒあるいは緑の単波長型蛍
光体Ｇあるいは青の単波長型蛍光体Ｂの何れかが塗布さ
れ、赤光区画１３ｒ、緑光区画１３ｇ、青光区画１３ｂ
がそれぞれ形成されている。実施例の発光管１３にあっ
ては、全体で６４の膨らみ部が８行８列の直交配列に成
るようにされている。しかも、赤光区画１３ｒ、青光区
画１３ｂに対して緑光区画１３ｇを２倍使った直交配列
に成るようにされ、縦横方向にバックライト１０を増設
して大画面に対応できるようにしてもこの関係が崩れな
いように配慮されている。このような関係にされている
のは、各蛍光体Ｒ，Ｇ，Ｂの発光効率が異なることによ
る画像のカラーバランスをとるためである。従って、各
区画１３ｒ，１３ｇ，１３ｂの配列は適宜変更しても良
く、必ずしも発光管１３は渦巻き状でなくジグザグなど
でも良い。

【００２９】なお、発光管１３の一端には陽電極１０Ｐ
が設けられ、発光管１３の他端には熱陰極１０Ｍに連通
する連通開口１３ａが設けられている。また、発光管１
３の内部空間は気密にされ、アルゴンなどの不活性ガス
や水銀が封入されている。また、発光管１３のそれぞれ
の膨らみ部の後面には、それぞれの蛍光体Ｒ，Ｇ，Ｂの
発光する光が効率的に前方にのみ照射するように反射膜
（図示せず）を形成することが好ましい。更に、発光管
１３のそれぞれの膨らみ部（赤光区画１３ｒ、緑光区画
１３ｇ、青光区画１３ｂ）相互間にセパレータとしての
鏡面遮光板（図示せず）を設けて光の混合を避けること
も好ましい。

【００３０】表示パネル２０は、図５に示すように、前
実施例で説明したものと同様の構成の画素２０Ｃが碁盤
目状に配列されたもので、それぞれの画素２０Ｃはカラ
ー表示装置の駆動回路（図示せず）の電気信号でそれぞ
れ制御される。また、それぞれの画素２０Ｃは、それぞ
れの赤光区画１３ｒ、緑光区画１３ｇ、青光区画１３ｂ
とそれぞれ１対１で対向している。表示パネル２０は縦
横方向に増設して大画面に対応できるようにしても良
い。

【００３１】有色フィルタ３０は、表示パネル２０と同
じ大きさの１枚のフィルム状のもので、表示パネル２０
の画素２０Ｃに合わせて碁盤目状に赤色フィルタ部３０
ｒ、緑色フィルタ部３０ｇ、青色フィルタ部３０ｂがそ
れぞれ設けられている。なお、この有色フィルタ３０は
色純度を改善するためのもので、赤色フィルタ部３０
ｒ、緑色フィルタ部３０ｇ、青色フィルタ部３０ｂのそ
れぞれは、バックライト１０の赤光区画１３ｒ、緑光区
画１３ｇ、青光区画１３ｂとそれぞれ１対１で対向して
いる。有色フィルタ３０は縦横方向に増設して大画面に
対応できるようにしても良い。

【００３２】上述のような、図３〜図５を用いて説明し
たカラー表示装置にあっては、次のようにして、表示パ
ネル２０にフルカラー画像を表示できる。すなわち、バ
ックライト１０の熱陰極１０Ｍの両端に電圧を印加して
熱陰極１０Ｍを加熱すると共に、熱陰極１０Ｍと陽電極
１０Ｐとの間に適当なインピーダンスを介して充分な電
圧を印加すると放電が起こり、赤光区画１３ｒは赤光を
放射して赤色フィルタ部３０ｒを介して対向する画素２
０Ｃを照射し、緑光区画１３ｇは緑光を放射して緑色フ
ィルタ部３０ｇを介して対向する画素２０Ｃを照射し、
青光区画１３ｂは青光を放射して青色フィルタ部３０ｂ
を介して対向する画素２０Ｃを照射する。

【００３３】従って、カラー表示装置の駆動回路（図示
せず）の電気信号を、画素２０Ｃ毎の液晶用電極（図示
せず）に印加して、画素２０Ｃ毎に対に成っている偏光
フィルタと液晶層とで構成される電気信号に応じてそれ
ぞれ透光量の制御可能な明暗フィルタを制御すると、駆
動回路（図示せず）の電気信号によって、赤光区画１３
ｒに対向する画素２０Ｃは明暗（光量の大小）を伴った
赤色光を透光し、緑光区画１０ｇに対向する画素２０Ｃ
は明暗（光量の大小）を伴った緑色光を透光し、青光区
画１０ｂに対向する画素２０Ｃは明暗（光量の大小）を
伴った青色光を透光する。

【００３４】従って、表示パネル２０の視距離を画素間
隔に対して充分大きくすれば、従来のカラー表示装置と
同様に表示パネル２０にフルカラー画像を表示すること
ができる。しかも、放電時の水銀の輝線スペクトルの混
じりによる色純度改善用の有色フィルタ３０が介在して
いるものの、前述した理由で有色フィルタ３０による透
光率は略７５％と向上する。

【００３５】ここで、図３〜図５を用いて説明したカラ
ー表示装置において、表示パネル２０の全面に最高輝度
の白色画像を表示させた場合の各段階での効率を試算す
れば次のように成る。すなわち、画素面積効率（表示パ
ネル２０の面積に対する有効画素面積の比）は従来と同
様略４０％（実際には、各光区画１３ｒ，１３ｇ，１３
ｂを繋ぐ発光管１３の細い部分は蛍光体が塗布されてお
らず、各光区画１３ｒ，１３ｇ，１３ｂからの各光は全
て画素２０Ｃに入射するので４０％以上としても良
い）、偏光フィルタの透光率は従来と同様略３０％、液
晶層の透光率は従来と同様略８０％、有色フィルタ３０
の平均透光率は略７５％である。従って、表示パネル２
０の総合効率はこれらを掛け合わせた約７％になる。

【００３６】つまり、表示パネル２０の後方に照射する
光量を１００％とすると、前方に透光して表示パネル２
０の全面に白色画像を表示させるのに寄与する光量は、
その約７％に成る。つまり、従来の３％に比較して２倍
以上の輝度が得られる。従って、テレビと同程度の３０
０cd/m²の白色光を得るためには５０００cd/m²程度の
輝度のバックライト１０で良い。

【００３７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、バックライトは陰極線管に各蛍光体を塗り
分けたものであっても良い。また、画素は偏光フィルタ
と液晶層を用いたものではなく電気信号で透光量を制御
できるものであれば何れでも良い。

【００３８】

【発明の効果】本発明のカラー表示装置は上記のように
構成したものであるから、請求項１記載の発明にあって
は、バックライトからの光の利用効率を向上できるので
バックライトを従来に比して小容量のものにできると共
に発熱（電力損失）を低減できしかも視認性が良く薄型
にでき、請求項２記載の発明にあっては、前記効果に加
えて、赤緑青のそれぞれの蛍光体を区分して設けた各区
画から各光を直接照射するので効率が更に向上でき、請
求項３記載の発明にあっては、前記効果に加えて、バッ
クライトを蛍光放電灯灯とするのでバックライトの構成
が簡単なカラー表示装置を提供できると言う効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー表示装置の基本構成を説明
するためのバックライトと表示パネルとの配設関係を示
す断面図である。

【図２】本発明に係るカラー表示装置の一実施例のバッ
クライトと表示パネルとの配設関係を示す正面図であ
る。

【図３】本発明に係るカラー表示装置の他の実施例のバ
ックライトを示す正面図である。

【図４】本発明に係るカラー表示装置の他の実施例のバ
ックライトと表示パネルとの配設関係を示す側面図であ
る。

【図５】本発明に係るカラー表示装置の他の実施例の表
示パネルを示す正面図である。

【図６】従来のカラー表示装置の基本構成を示す側面図
である。

【符号の説明】

１０バックライト１０ｒ赤光区画１０ｇ緑光区画１０ｂ青光区画１３ｒ赤光区画１３ｇ緑光区画１３ｂ青光区画２０表示パネル２０Ｃ画素Ｒ赤蛍光体Ｇ緑蛍光体Ｂ青蛍光体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光量を可変できる画素を複数配設した
表示パネルの後方をバックライトで照射して成るカラー
表示装置において、バックライトに赤光を発光する区画
と緑光を発光する区画と青光を発光する区画とをそれぞ
れ複数設け、バックライトの所定区画で表示パネルの所
定画素を対応照射することを特徴とするカラー表示装
置。
【請求項２】赤蛍光体と緑蛍光体と青蛍光体とをそれ
ぞれ区分して設けることで前記区画を構成する請求項１
記載のカラー表示装置。
【請求項３】前記バックライトを蛍光放電灯で構成す
る請求項２記載のカラー表示装置。