JPS6235325A - デイスプレイパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、バックライトを有するディスプレイパネルに
関するものである。

［開示の概要］ 本明細書及び図面は、バックライトを有するディスプレ
イパネルにおいて、ディスプレイパネルの画素に印加す
る書込み信号と同期して該画素に対応する部分の発光部
を部分的に発光させる発光パネルをバックライトとする
ことによって、液晶ディスプレイパネルを薄く、かつ消
費電力の少ないものとし、装置のポータプル化を可能に
する技術を開示するものである。

［従来の技術］ 第２図は、この種のパネルの従来例を示すもの、である
０図において２４はバックライト、２５は液晶パネル、
２Ｂは観察者である。第２図より明らかな様に、従来装
置においては、液晶パネル２４を裏側から全面一様に照
明する光源が用いられていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来の液晶ディスプレイは、他の表示装
置、例えばＣＲＴ　、　ＬＥＤ　、　ＥＬ等に比べて、
表示パネルの駆動が低消費電力であるという点で有利と
いわれているが、反面、照明光源（バックライト）で消
費される電力が大きく、ポータプルな表示装置を製作す
る上での問題点になっていた。

本発明は、薄く、かつバックライトにおける消費電力を
少なくし、ボータプルな表示装置の製作を容易にした液
晶ディスプレイパネルを提供することを目的とする。

Ｅ問題点を解決するための手段１ 第１図は、本発明によるディスプレイパネルの発光パネ
ルと駆動回路の概略構成図である０図において、１００
は発光パネル、１は複数のライン状に分割された発光体
であり、具体的には、蛍光灯、放電灯、　ＥＬ発光体等
が用いられる。この発光体１には、各々電極２及び発光
体１の発光を制御するスイッチ３が設けられ、スイッチ
３は、さらに電源４に接続されている。第３図に、第１
図における発光パネルの一例として、蛍光発光体の断面
図を示す１図において、ガラス基板５め表面にはＩＴＯ
（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）等からなるスト
ライプ状の透明電極６が形成され、その表面にはさらに
蛍光体７、ＭｇＯ等の保Ｗ１＠８が形成されている。一
方、ガラス基板５と対向して設けられたガラス基板５ａ
の表面には、ＡＲ等のメタル導電膜１２．５ｉ０２等（
７）保、１ｌｆｌｆｌ　１１．　Ｒ記シタＮｇＯ等の保
ａｍ８ｄが形成されている。この２枚のガラス基板５及
び５ａとによって形成される空間は、スペーサー１０に
よって所定の形状・寸法に区分され、各々の空間には放
電ガス９が封入されている。なお、第１図、第３図共、
表示パネルは省略しである。

上記構成において、選択された透明電極６及びメタル導
電膜１２の間に電圧を印加すれば、封入された放′心ガ
ス９が電極間で放電し、所定の透明電極６上の蛍光体７
は単独で発光する。

［作用１ 本発明による作用を、第１図及び第３図により説明する
０例えば１表示面積が２０ｃｍＸ　３０ｃｍの場合、バ
ックライトとして通常の蛍光灯を使用すると、ｌＯ数Ｗ
の消費電力を必要とする。しかしながら、本発明による
発光パネルは、前述した様に、必要に応じて必要な所の
みを点灯させるものであるから、例えば表示部の上半分
のみ必要であれば、上半分のみを点灯すれば、この場合
は消費電力は雅に減少する。また例えば文書表示の場合
。

行間は点灯する必要がないので、この場合も消費電力は
ほぼ雅に減少する。さらに、各ストライブ電極を時分割
で点灯する等の方法によって本発明によるバックライト
を駆動すれば、平均的に従来の蛍光灯の数分の１の消費
電力とすることができる。

また、バックライトとして通常の蛍光灯を使用した場合
には、はぼ２ｃ騰以上の厚みを必要とし、薄い光源とし
て従来からあるＥＬを使用した場合には、現状では明る
さとして１０ＦＬ以下の暗い光源しか得られない、しか
しながら、第３図の例で、放電ガス９が封入される室の
厚さを１層層以下とし。

ガラス基板５，５ａの厚さを１■腸以下とすれば、全体
の厚さを約３ｍｓ以下とすることができる。しかもこの
場合、例えば３０ＦＬ以上の明るく、かつ大面ｆｆ１（
例えば、２０ｃ＋ｓＸ　３０ａ層）の均一な照明光源を
作製することもできる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第４図〜第１０図と共に説明す
る。第４図は本発明によるディスプレイパネルを、カラ
ー液晶ディスプレイパネルとした場合の一例を示す断面
図である。第４図において、１３及び１３ａはガラス基
板、１４は６と同じくＩＴＯｉの透明導電膜よりなるス
トライプ状の透明電極、１５は５ｉ０２′：ｇの絶縁膜
、１６はポリイミド膜等をラビング処理した液晶配向膜
、１７は液晶材料。

１８およびＩＳは偏光膜である。なお、第４図において
、第３図と同一番号のものは同じものを示している。

また、比較のために従来のカラー液晶ディスプレイパネ
ルの断面図を第５図に示す。第５図において、第４図と
同一番号のものは同じものである。第５図において２０
は有機芳しくは無機のカラーモザイクフィルターであり
、２１は蛍光灯点灯用電極である。

第４図において、偏光１模１８より左側の部分（発光パ
ネル）についてまず説明する。５は厚さ２　ｍｍ、面積
的２５Ｘ　３５ｃｍのガラス基板、１３は５と同面植、
厚さ１■のガラス基板、１２のメタル導電膜としては厚
さ０．５　ｇｔａのＡｉ’ＩＮを蒸着する。このメタル
導電膜１２の上の保護膜８としては、２次電子放出物質
として例えばＭｇＯを厚さ約０．Ｉ　ＪＬｍ蒸着する。

また、６は厚さ０．１１Ｌｔａの透明電極、例えばＩＴ
Ｏを蒸着し、次いで７ａ、７ｂ、７ｃとして赤色、緑色
、青色の発光をする蛍光体、例えば７ｄとしてＹＢＯ３
：　Ｅｕ、　　７　ｂとしてＺｎ２５ｉＯａ　　：　Ｎ
ｎ。

７ｃとしてＹ２ＳｉＯｂ　：　Ｃｅを通常のリフトオフ
法で３回塗布する。具体的には第６図に示す様に、透明
電極６の上にレジスト２２をコートし、更に１１０８０
ＪＬ、　　ピッチ３００ル層のストライプをエツチング
し、次いで蛍光体７ａを厚さ約１　）ｔｔａ　塗布する
。次に、レジスト２２をリフトオフして除去する。この
工程をさらに２回繰返して透明型Ｊｉ６のＬに７ａ、７
ｂ、７ｃの蛍光体のストライプパターンを形成する０次
いで第７図に示す様に、レジスト２２を塗布し、ストラ
イプ７ａ、７ｂ、７ｃに沿ってパターニングし、更に透
明電極６をパターニングエッチする０次いでレジスト２
２を剥離し、さらに第４図に示す様に保護膜（兼２次電
子放出物質）８を厚さ１．５　ミクロン蒸着する１次い
でストライプパターン７ａと７ｂの間、７ｂと７０の間
、７Ｃと７ａの間にスペーサ１０として感光性樹脂１例
えばドライフィルム等を厚さ約゛１００ｇｍ接着し、ス
トライプ状に露光してストライプ状の溝をつくる。好ま
しくはこの上に更に保護膜ＭｇＯを厚さ約０．１　ｇｍ
以と蒸着した方が良い。

なお、第４図の保護膜８は、　ｆｆ１８図に示す様に、
例えば８ａを５ｉ０２．８ｂをＭｇＯとした複合膜とし
ても良い。この様に、　ＭｇＯをつけると放電開始電圧
が丁かり、表面の劣化が少なくなり寿命が長くなる。ま
た８ａが例えばＭｇＯ，８ｂが薄いＢａＯテ、例えば１
００ＯＡ以Ｆの場合には、ＭｇＯ単独の場合に比べて寿
命が長くなる。

次いでこのガラス基板Ｉ３と対向する側のガラス基板５
にメタル導電膜１２と保１膜８を設け、双方を合せて封
着すると共に、空隙に放電用の作用ガス９を封入する０
作用ガス９としては、例えばネオンにチッ素ガスを５％
混入し、全圧を１００〜７００↑ｏｒｒに設定して使用
する。

次に第４図の偏向５１８より右側の部分（液晶パネル）
を説明する。

第４図において、基板１３ａとして厚さｉｔｓのガラス
基板、５ａとして厚さ２Ｈのガラス基板を使用する。次
に基板５ａの上に透明電極１４としてＴＴＯを厚さ約０
−１μ履蒸着し、かつ巾８０μ■、スペース２０延膓の
ストライプ状にパターニングする。次いで絶縁Ｗ２１５
としてＳｊＯ，＋を厚さ０．２　ミクロン蒸着し、その
上に液晶の配向膜１８としてポリイミドフィルム１８を
厚さ約０．２終■塗布し、かつ表面をラビング処理する
。基板１３ａの上にも同様の工程で透明ストライプ状の
透明電極１４、絶縁膜１５、配向膜１６を設ける。さら
に、これらの基板１３ａと５ａを合せて通常の液晶セル
を製作し、液晶材料１７を真空封入する。液晶セルのセ
ル厚は、通常のＴＮ液晶の場合は約１０ｐｍであり、厚
さ１ＯＩＬ１１のスペーサ材を用いてセル厚を制御する
。

また基板５ａと基板１３ａの上のストライプ状の透明電
極１４は互いに平面的に直交する様に配こする。

この様にして製作した液晶パネルの両側を、互いに平面
的に直交する偏光板１８及び１８で挟み、第４図に示す
様に萌述の発光パネルと接合して液晶ディスプレイパネ
ルとする。この時、発光パネルＬのストライプ状の透明
電極６と、液晶パネル側の基板１３ａ上のストライプ状
の透明電極１４の位ごは、互いに重なる様に配こする。

次に１以上の様にして製作したパネルの駆動法について
説明する。第９図は第４図に示した液晶ディスプレイパ
ネルと、その駆動回路の説明図である。

第９図において、６ａ　、　６ｂ　、　６ｃ　、・・・
は第４図における発光パネルの横方向ストライプ電極群
であり、　１４’ａ、　１４’ｂ、　１４’ｃ、　ｍは
液晶パネルの横方向ストライプ電極群である。６ａ、６
ｂ。

６ｃ、−・・と１４’ａ、　１４’ｂ、　１４’ｃ、−
は水平方向の位置が合っていることが好ましい（図は平
面的に重なり合った状態を示している）。１４ａ、　１
４ｂ。

１４ｃ、・・・は液晶パネルの縦方向のストライプ電極
群である。また、３０ａ、　３０ｂ、　３０ｃ、・・・
と、４０ａ、　４０ｂ。

４０ｃ、・・・と５０ａ、　５０ｂ、　５０ｃ、・・・
は、それぞれ前記ストライプ電極群６ａ　　、　６ｂ　
、　６ｃ　　、−と、１４ａ。

１４ｂ、　１４ｃ、　・−および１４’ａ、　１４’ｂ
、　１４’ｃ、　・・・に所要電圧の印加をオン／オフ
するためのスイッチ群であり、３１と５１は前記スイッ
チ群に順番に所要電圧を印加するための選択回路、例え
ばシフトレジスタ回路で良く、好ましくは３０ａと５０
ａ　、　３０ｂと５０ｂ　、　３０ｃと５０Ｃ１・・・
は同期していることが好ましい、即ち発光ストライプ電
極が選択されて、発光しているストライプ電極と重なっ
た位置にある液晶ストライプ電極が同期して選択され、
所要電圧が印加される様にする。また４１は、コンピュ
ーター等の信号源８０からの信号を受けてスイッチ群４
０ａ、　４０ｂ、　４０ｃ、・・・にオン／オフ信号を
１分配するデコーダー回路である。３２は蛍光体６ａ　
。

６ｂ、６ｃ、・・・を発光させるための電源で１通常±
ｌＯ〜±２００ｖの出力電圧を使用する。４２と５２は
液晶パネルに印加する電源で、通常±ＩＯＶ以下の出力
電圧で良い。

次にＬ記パネルの点灯方法の一例について説明する０例
えば第１θ図に示す様に、発光ストライプ電極のスイッ
チ群３０ａ、　３０ｂ、　３０ｃ、・・・を順番にスイ
ッチオンして点灯する時、液晶ストライプ屯極１４’ａ
、　１４’ｂ、　１４’ｃ、　・−を同期して点灯する
。この時、１４’ａ、　１４’ｂ、　１４’ｃ、　・・
・に印加する電圧をＶｙａ　Ｉ　ＶＹＩＩ　＋　ＶＹｃ
　Ｉ・・・とすると、Ｖｖａ＝　Ｖｖｂｅ　Ｖｖｃ・・
・＜　Ｖｔとする。但しｖｌは液晶の配向が立Ｅる、閾
値電圧である。さらに、１４’ａにＶＹｄが印加されて
いる間に、液晶の縦方向ストライプ電極１４ａ、　１４
ｂ。

１４ｃ、−−−に信号電圧Ｖ　ｘａ　＋　Ｖ　ｘｂ　Ｉ
　■Ｘｃ　Ｉ　＋＋＊を印加するべくスイッチ群４０ａ
、　４０ｂ、　４０ｃ、・・・を順番にスイッチオンす
る。この時信号源の強度に従って、例えば Ｖｔ　＜　ｌ　Ｖｖａ＋　Ｖｘａ　Ｉ　＊１Ｖｙｌｌ＋
Ｖｘｂｌ＜Ｖｔ　　。

Ｖｔ　＜　ｌ　ＶＹａ＋　ｖｘｃ　ｌ　、　−とすれば
、ストライプ電極１４’ａとストライプ電極１４ａ、　
１４ｂ、　１４ｃ、・・・の交点の位置はそれぞれ明、
暗、明、・・・と点灯する。この手順を５０ａ、　５０
ｂ。

５０Ｃ９・・・と順番に繰返せば、パネル全面で信号に
従って明暗のパターンをつくることができる。

上記実施例おいて、単色表示の場合は、３色カラー表示
の場合に比べて、第４図の７ａ、７ｂ。

７Ｃのうちの１つのみを点灯すれば良いので、消費電力
はさらに局に節約できる。また第４図と第５図を比較す
れば容易に理解される様に、従来のカラー液晶ディスプ
レイパネルでは、カラーモザイクフィルター２０が液晶
セル内に組み込まれているが、本発明ではこのカラーモ
ザイクフィルターを用いることなくカラーディスプレイ
を行うことができる。カラーモザイクフィルターが液晶
セル内に組み込まれていると、このフィルター材料と液
晶材料との化学反応を防止するため、第５図に示す様に
絶縁膜１５を必要とし、この絶縁膜が付着した分だけ液
晶セル駆動電圧は高くなる０本実施例の第４図に示す構
成では、この様な不都合はなく、かつ液晶セルの構成は
従来より大巾に簡略化され、液晶セルの製造コストを大
きく低減することができる。

一方、通常の液晶パネルのバックライトは、前述した様
に常時全面一・様に点灯しているのに対し、本発明によ
るパネルでは選択回路３１によって選択されたストライ
プ電極のみが点灯しているので、バックライトの消費電
力としてはその分だけ小さくて良い０例えば表示画面サ
イズを２００　Ｘ３００■禦とし、ストライプ電極のピ
ッチを３００鵬■方向に０．２■１とすれば、ストライ
プ電極を１本づつ点灯する駆動方式では、全面同時点灯
と比較して約０．２／３００　＝　１／１５００の点灯
電流で良い。

また、スイッチ選択回路３１として、ランダムに選択す
る回路を使用すれば、不要部分の光源は消灯できて、そ
の分だけ光源の消費電力を小さくできる。

さらに、第４図において、液晶材料１７としてゲスト・
ホストタイプの液晶を使用すれば、偏光板１８は不要と
なるので、ガラス基板１３は１枚構成とすることが出来
、さらに構成は単純になる。

他の実施例として、第４図における液晶材料１７として
いわゆる強誘電液晶材料、例えばのセル厚を約０．８〜
２ＩＬｍ、好ましくは１．１〜１．８　ＪＬｔｓとすれ
ば、この液晶セルの透明電極１４に所要の電圧を印加し
た時１例えば液晶セルを挟んだ電極間に＋２０Ｖ若しく
は一２ＯＶ、パルス巾１　ｍ５ｅｃ以りを印加した時、
液晶の配向は一定の向きに決定され、この状態はその後
電圧をゼロにしてもそのまま数日具、、Ｅ：維持される
。すなわち、ディスプレイパネルとしては、明、暗の状
態が電源を切っても数日以上そのまま維持され、いわゆ
るメモリー性のあるディスプレイパネルとして使用でき
る。なお、この場合でも、明暗のパターンを視る時には
、光源パネルの電源は点灯する必要がある。

［発明の効果コ 以り説明したように、本発明においては、ディスプレイ
パネルのバックライトを、表示画像に応じて必要な所の
みを点灯させる様にしたため、従来に比べ消費電力を大
幅に減らすことができる。

また、発光パネルに放電灯を用いればパネルをよりＢ型
にすることができ、表示装置のポータプル化に極めて有
用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は発光パネルと駆動回路の概略構成図、第２図は
この種のパネルの従来例を示す図、第３図は蛍光体の断
面図、第４図は実施例におけるカラー液晶ディスプレイ
パネルの一例を示す断面図、第５図は従来のカラー液晶
ディスプレイパネルの断面図、第６図、第７図は蛍光体
及び透明電極の形成過程を示す図、第８図は保護膜の形
成例を示す図、第９図は液晶ディスプレイパネルとその
駆動回路の説明図、第１０図は駆動波形の一例を示す図
である。 ｌ・・・発光体、５，１３・・・ガラス基板、６．１４
・・・透明電極、７・・・蛍光体、９・・・放電（作用
）ガス、１７・・・液晶材料、２０・・・カラーモザイ
クフィルター、１００・・・発光パネル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）バックライトを有するディスプレイパネルにおい
   て、画素に印加する書込み信号と同期して該画素に対応
   する部分の発光部を部分的に発光させる様にした発光パ
   ネルをバックライトとして用いたことを特徴とするディ
   スプレイパネル。