(57)【要約】【課題】ディスプレイの選択時間内の点灯輝度を落とさずに、非選択時間のパネルの拡散反射による反射光を低下させ、コントラストを向上させる。【解決手段】フェイスプレート３の裏面に配置された蛍光体６を励起し、励起された蛍光体６から発せられた光をフェイスプレート３を透過させてフェイスプレート３の表面から出射させることによって画像を表示する線順次駆動型ディスプレイ９９であって、蛍光体６よりもフェイスプレート３の表面側に配置され、該表面からの光の出射、非出射を電気信号に基づいて制御可能なパネル９８を有し、当該線順次駆動型ディスプレイ９９の駆動時に、液晶パネル９８のうち、選択されているラインの直上にある領域が光透過状態とされ、選択されていないラインの直上にある領域の少なくとも一部が光遮蔽状態とされる。【選択図】図２
2010145734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性プレートの第１の面に配置された蛍光体を励起し、励起された前記蛍光体から発せられた光を前記透光性プレートを透過させて前記透光性プレートの前記第１の面とは反対側の第２の面から出射させることによって画像を表示する線順次駆動型ディスプレイであって、
前記蛍光体よりも前記透光性プレートの前記第２の面側に配置され、前記第２の面からの光の出射、非出射を電気信号に基づいて制御可能な遮光層を有し、
当該線順次駆動型ディスプレイの駆動時に、前記遮光層のうち、選択されているラインの直上にある領域が光透過状態とされ、選択されていないラインの直上にある領域の少なくとも一部が光遮蔽状態とされることを特徴とする線順次駆動型ディスプレイ。
【請求項２】
前記遮光層が前記透光性プレートの前記第２の面の上に設けられた液晶層であることを特徴とする請求項１に記載の線順次駆動型ディスプレイ。
【請求項３】
前記液晶層を形成している液晶が、前記透光性プレートに積層された液晶用リアプレートと、前記液晶用リアプレートに対向する液晶用フェイスプレートとの間に挟持されていることを特徴とする請求項２に記載の線順次駆動型ディスプレイ。
【請求項４】
前記液晶層を形成している液晶が、前記透光性プレートと、前記透光性プレートに対向する液晶用フェイスプレートとの間に挟持されていることを特徴とする請求項２に記載の線順次駆動型ディスプレイ。
【請求項５】
前記遮光層の光透過状態および光遮蔽状態の制御と、線順次駆動の制御とが、独立に制御されることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の線順次駆動型ディスプレイ。
【請求項６】
線順次駆動のための信号が出力される信号源と、前記遮光層の光透過状態および光遮蔽状態を制御するための信号が出力される信号源とが独立して設けられていることを特徴とする請求項５に記載の線順次駆動型ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線順次駆動型ディスプレイに関するものであり、特に、ディスプレイのコントラストの向上を図るための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、外光よるコントラスト低下を防ぐために、放電により生じる短波長、熱の少なくとも一方により光学定数が変化するマスク層を前面基板側に形成することが記載されている。具体的には、マスク層を含む前面側基板は、パネルが発光していない状態では透過率が低く、パネルを発光させることで、マスク層を含む前面側基板の透過率が増大する。これにより、発光していない部分の外光反射光量が少なくなり、光蛍光体からの発光を効率よく出射させることができる旨が特許文献１に開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には光学フィルタ層により外光の波長領域の一部の反射を抑制し、内部からの出射する光を透過させ、フィルターの透過率の波長依存性を利用して、効率よく、内部の光を透過して、外部の光を遮光する旨が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−２２８１５１号公報
【特許文献２】特開平１０−１０６４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている技術は、明所コントラストの向上を目的として、放電による、短波長光、熱の少なくとも一方を利用して光学定数を変化させることを本質とするものであった。よって、特許文献１に開示されている光学定数を変える手段は、放電を伴うディスプレイにのみ利用可能な手段である。さらに、外光が光学定数を変化させる波長の光を含む場合や、外部から同等の熱が加わった場合にもマスク層を含む前面側基板の光学定数が低下する。
【０００５】
さらに、蛍光体は材料固有の残光特性、劣化特性をもつため、これらの特性の変化に応じた遮光層の透過、遮光状態の時間的制御が必要となってくる。  特許文献２に開示されている技術は、コントラストは向上するものの、非点灯時の画素は外光による反射を常に行い続けるため、大きななコントラストの向上は困難であった。
【０００６】
本発明は、特許文献１、２に開示されている技術とは異なる新規技術によって、線順次駆動型画像表示装置のコントラストの向上を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
透光性プレートの第１の面に配置された蛍光体を励起し、励起された蛍光体から発せられた光を透光性プレートを透過させて第１の面とは反対側の第２の面から出射させることによって画像を表示する線順次駆動型ディスプレイである。このディスプレイは、前記蛍光体よりも前記透光性プレートの前記第２の面側に配置され、前記第２の面からの光の出射、非出射を電気信号に基づいて制御可能な遮光層を有する。当該線順次駆動型ディスプレイの駆動時に、前記遮光層のうち、選択されているラインの直上にある領域は光透過状態とされ、選択されていないラインの直上にある領域の少なくとも一部は光遮蔽状態とされる。
【０００８】
ここで透過状態とは相対的に透過率の高い状態を指し、遮光とは相対的に透過率が低い状態を指す。
【発明の効果】
【０００９】
ディスプレイの選択時間内の点灯輝度を落とさずに、非選択時間のパネルの拡散反射による反射光を低下させ、コントラストを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の線順次駆動型ディスプレイの実施形態の一例について説明する。本実施形態に係る線順次駆動型ディスプレイは、電子線照射型ＦＰＤ（Flat Panel Display）である。本実施形態に係る電子線照射型ＦＰＤの概略構造を図１に示す。図１は、電子線照射型ＦＰＤ９９の断面図である。この電子線照射型ＦＰＤ９９では、透光性プレートであるリアプレート２と、同じく透光性プレートであるフェイスプレート３との間に、真空保持部材として隔壁材１が配置されている。さらに、リアプレート２とフェイスプレート３との間の空間４は真空シールされている。
【００１１】
空間に面しているフェイスプレート3の第１の面（裏面）には蛍光体がマトリックス状に配置されている。一方、空間４に面しているリアプレート２の表面には電子放出源５が配置され、電子放出源５から電子が放出される。さらに、電源７によりリアプレート２とフェイスプレート３との間に印加される電圧により電界が形成され、その電界によって電子が加速される。
【００１２】
また、リアプレート２には、走査配線、信号配線からなる駆動用配線がマトリックス状に形成されており、電子放出源５および信号源８に接続されている。電子の射出、非射出は信号源８から出力される信号により制御される。走査配線、信号配線からなるマトリックスの交点は、フェイスプレート３上に形成された各画素に対応している。駆動時には、選択されたラインの電子放出源５から電子が射出され、射出された電子は加速されて、フェイスプレート３および蛍光体６へ衝突し、各画素に配置された蛍光体６を励起させる。励起された蛍光体から発せられる光（発光光）は、フェイスプレート３を透過して該プレーと３の第１の面とは反対側の第２の面（表面）から出射し、画像が表示される。さらに、蛍光体６とフェイスプレート３との間には、外光の入射を遮って、拡散反射を低減させる効果と、発光色の色を調整する効果とを同時に満たす効果を備えたカラーフィルタ９が配置されている。
【００１３】
本実施形態に係る電子線照射型ＦＰＤでは、フェイスプレート３の第１の面に配置されている蛍光体６よりもフェイスプレート３の第２の面側に、該第２の面からの光の出射、非出射を電気信号に基づいて制御可能な遮光層が設けられている。この遮光層は、駆動時に選択されているラインの直上にある領域が光透過状態となり、選択されていないラインの直上にある領域の少なくとも一部が光遮蔽状態となることで、当該電子線照射型ＦＰＤにおける光の出射、非出射を制御するものである。ここで、ラインの直上とは、第２の面からの光の出射方向における直上である。
【００１４】
上記遮光層には、液晶層または遮蔽板を層内で開閉させる層が用いられる。図２は、遮光層として液晶層（液晶パネル）を利用した場合の例である。図示されている液晶パネル９８は、液晶を挟持するための対向する液晶用リアプレート１０と液晶用フェイスプレート１１とを有し、これらプレートの間に、液晶層の光透過状態と光遮蔽状態とを制御するための一対の透明電極１２が配置されている。さらに、一対の透明電極１２の間に、透過型液晶１３が封入されている。透明電極１２は、信号源８と接続されている。液晶パネル９８と電子線照射型ＦＰＤ９９とは、前者の液晶用リアプレート１０と後者のフェイスプレート３とが面するように積層されて配置されている。特に、光学的に界面の透過率を下げるために、液晶用リアプレート１０とフェイスプレート３とを接着剤により接合することが好ましい。
【００１５】
また、フェイスプレート３と液晶用リアプレート１０を共用し、共用プレート１４として作成することで、接着材による貼り合わせを不要として、透過光の輝度の低下を防ぐことも出来る。図３に、図２に示すフェイスプレート３と液晶用リアプレート１０とを共用した例を示す。
【００１６】
また、フェイスプレートと蛍光体との間に液晶を形成することにより、遮光領域を最小限に縮め、コントラストの向上と視野角の向上を同時に満たすこともできる。
【００１７】
また、図４のように、遮光層の透過、遮光のスキャン信号と、線順次駆動ディスプレイのスキャン信号とが、ディスプレイ用信号源１５と、遮光用信号源１６とに分けて独立して制御することにより、コントラストと輝度の最適化を図ることも可能である。さらに、調整により、カラーフィルタを省略することも可能となる。
【００１８】
以下、本発明について、具体的な実施例を挙げてさらに詳しく説明する。
（実施例１）
本実施例は透過、遮光を制御可能な遮光層を持つ線順次駆動型画像表示装置により、コントラストの向上を行った例である。はじめに線順次駆動型ＦＰＤの実施例を示す。
【００１９】
本実施例では、リアプレートとして、旭硝子製ＰＤ２００を用いた。リアプレートの上に、銅をスパッタリングして銅膜を形成し、パターニングにより、走査配線を形成した。走査配線の本数は１０８０本とした。さらに、表面導電型電子源を形成し、その上に信号配線を形成した。一方、フェイスプレート３として、旭硝子製ＰＤ２００を用いた。フェイスプレート３の上に、強電界を印加するための電極としてＩＴＯを成膜し、パターニングを施した。その上に、化成オプトニクス社製蛍光体Ｐ２２を配置した。このようにして作成された、フェイスプレートとリアプレートを１０-5[[Pa]で真空排気したチャンバーの中で接合し、線順次駆動型ＦＰＤを形成した。こうして作成した、線順次駆動型ＦＰＤは、遮光層を設ける前の状態で、輝度６６０[cd/m2]であった。
【００２０】
次に、遮光層について説明する。本実施例では、遮光層として液晶を用いた。液晶用リアプレート、液晶用フェイスプレートとしては青板ガラスを用いた。各プレート上にＩＴＯを成膜し、パターニングにより走査配線を形成した。走査配線の本数は１０８０本とした。こうして作成された液晶用リアプレートと液晶用フェイスプレートとの間に、間隔規定用のビーズを配置し、周囲を封止した上で、液晶を注入した。
【００２１】
こうして作成した液晶層を、上記線順次駆動型ＦＰＤに接着剤で接合した。さらに、正反射の抑制と、最終的な輝度を調整するために、偏向板とＮＤ（Neutral Density）フィルタを用いた。偏向板の透過率は５０％、偏向板とＮＤフィルタを合わせた透過率が３０％となるようにした。偏向板とＮＤフィルタにおける拡散反射率は０．２％であった。輝度は２００[cd/m2]になるように偏向板とＮＤフィルタを設定した。こうして透過、遮光を制御可能な遮光層を備えた線順次駆動型ＦＰＤを形成した。こうして作成した線順次駆動型ＦＰＤは、遮光時の拡散反射率が０．２５％、透過時の拡散反射率が０．６６％となった。
【００２２】
次に、駆動方式について説明する。線順次駆動型ＦＰＤ側の駆動周波数は６０[Hｚ]とし、透過、遮光を施す遮光層も同駆動周波数で駆動した。透過信号は、点灯信号に対し、２[ms]のオフセットを与え、トータルで３[us]の透過のＯｎ信号となるように設定した。この駆動により、コントラストは１００[lx]の照度下で2倍向上した。上記駆動条件を図５に示す。
（実施例２）
本実施例では、遮光層の透過、遮光を発光の駆動とは独立に駆動できるようにした。線順次駆動型ＦＰＤの構成および遮光層の構成は、実施例１と基本的に同一である。但し、本実施例では、偏向板とＮＤフィルタを合わせた透過率を４５％とした。また、遮光層を独立して駆動制御できるように、信号源を遮光用信号源と、ディスプレイ用信号源とに分離した。さらに、ディスプレイ用信号源の発光開始のタイミング信号を送ることができるようにした。遮光用信号源が行う具体的な内容は、発光タイミングと、遮光層を透過状態にする信号のタイミングのオフセット時間を独立に制御することとした。
【００２３】
初期駆動状態では、オフセット時間を3[ms]、劣化として５００[hr]の駆動を行った後のオフセット時間は２[ms]とした。
【００２４】
偏向板およびＮＤフィルタを通す前の初期輝度は６６０[cd/m2]となり、劣化後の輝度は４４０[cd/m2]となった。
【００２５】
偏向板とＮＤフィルタを合わせた透過率を４５％とすることで、線順次駆動型ＦＰＤの輝度は２００[cd/m2]となり、初期と劣化後の輝度およびコントラストをほぼ同じ値にすることができた。本実施例の線順次駆動型ＦＰＤは、遮光時の拡散反射率が０．３０％、透過時の拡散反射率が１．２３％であった。
【００２６】
透過、遮光の制御を実施しない場合に比べても、１００[lx]の照度下で1.5倍以上のコントラストの向上を実現できた。
【００２７】
本実施例のように、遮光層の透過、遮光を発光の駆動とは独立に制御すれば、Ｏｎ信号に対する、透過、遮光のタイミングを変化させることができる。これにより、蛍光体の劣化時の、輝度の低下を抑制し、コントラストの低下を、抑制することができる。さらに、この効果を実現する際に、蛍光体の劣化の前後で、消費電力の変化を伴わない。
【００２８】
これまで説明した実施例１、２の具体的な内容を示す表を図６に示す。
【００２９】
これまでは、電子線照射型ＦＰＤを例にとって本発明の線順次駆動型画像表示装置の実施形態および実施例について説明してきた。しかし、本発明の線順次駆動型画像表示装置は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、プラズマ照射型ディスプレイを含む。特に、プラズマ照射型ディスプレイ、電子線照射型ディスプレイは画像を表示する上での発光機構に蛍光体の励起発光を用いている。そして、蛍光体はサブミクロン〜数ミクロンの蛍光体粒子を利用しているため、外光が画素へ入射した場合の散乱光が大きく、上記課題が顕著になる。さらに、プラズマ照射型ディスプレイ、電子線照射型ディスプレイは、光の透過時間に対して遮蔽時間が長く取れるという特徴がある。よって、本発明によるコントラスト向上効果や輝度低下抑制効果がより一層大きい。
【００３０】
また、本発明における遮光層は、液晶による遮光層、遮蔽板を層内で開閉させる遮光層を含み、特に、液晶による遮光層は、薄型化が容易で、目的に添った電気的応答をする材料が選択しやすいという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態の一例である電子線照射型ＦＰＤの概略構造を示す断面図である。
【図２】遮光層として液晶層（液晶パネル）を利用した形態を示す断面図である。
【図３】図２に示すフェイスプレートと液晶用リアプレートとを共用した形態を示す断面図である。
【図４】信号源を遮光用信号源とディスプレイ用信号源とに分離した形態を示す断面図である。
【図５】実施例１に示した駆動条件を示す図である。
【図６】実施例１、２の具体的な内容を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
1  隔壁材  ２  リアプレート
３  フェイスプレート
４  空間
５  電子放出源
６  蛍光体
７  電源
８  信号源
９  カラーフィルタ
１０  液晶用リアプレート
１１  液晶用フェイスプレート
１２  透明電極
１３  透過型液晶
１４  共用プレート
１５  ディスプレイ用信号源
１６  遮光用信号源
９８  液晶パネル
９９  電子線照射型ＦＰＤ
【図１】
2010145734.tif 000003
【図２】
2010145734.tif 000004
【図３】
2010145734.tif 000005
【図４】
2010145734.tif 000006
【図５】
2010145734.tif 000007
【図６】
2010145734.tif 000008