(57)【要約】【課題】  動画表示に好適なＬＣＤのブリンクプラズマバックライトシステムを提供する。【解決手段】本システムは、液晶ディスプレイに応用するブリンクプラズマバックライトシステムであって、第一基板と、前記第一基板と平行に離隔配置され、第一基板との間にガス放電空間を形成する第二基板と、前記第二基板の内側に設置され、互いに平行な第一電極と第二電極を備える少なくとも一つの電極対と、前記電極対に結合され、周期的にエネルギーを供給し、前記第一基板と前記第二基板間のガス放電を励磁する制御ユニットと、前記第二基板の内側に設置され、前記電極対を被覆する誘電層と、前記第一基板の内側に設置された第一蛍光層と、からなる。【選択図】  図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ディスプレイに応用するブリンクプラズマバックライトシステムであって、
第一基板と、
前記第一基板と平行に離隔配置され、第一基板との間にガス放電空間を形成する第二基板と、
前記第二基板の内側に設置され、互いに平行な第一電極と第二電極を備える少なくとも一つの電極対と、
前記電極対に結合され、周期的にエネルギーを供給し、前記第一基板と前記第二基板間のガス放電を励磁する制御ユニットと、
前記第二基板の内側に設置され、前記電極対を被覆する誘電層と、
前記第一基板の内側に設置された第一蛍光層と、
からなることを特徴とするシステム。
【請求項２】
少なくとも一つの電極対が、第二基板の内側に平行に設置される請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
更に、別に増設された電極を備える請求項１又は請求項２記載のシステム。
【請求項４】
制御ユニットは、第一基板と第二基板との間のガスの放電を励磁するのに充分な電圧を有するエネルギーを維持パルスの形式で供給する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
第一基板と第二基板との間のガスはキセノンであり、維持パルスの電圧が１６００ボルトである請求項４記載のシステム。
【請求項６】
制御ユニットは、１８０°の位相差を有するエネルギーを維持パルスの形式で第一電極及び第二電極に供給する請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
制御ユニットは、維持パルスの形式でエネルギーを供給し、液晶ディスプレイ内の一部の液晶の透光状態が遷移する過程おいて、該液晶に対応する少なくとも一つのプラズマブリンク領域の維持パルスの供給を停止する請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
更に、第二基板の内側に設置され、誘電層を被覆する第二蛍光層を備える請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
更に、第一基板と第二基板間に設置され、ガス放電空間を形成するスペーサを備える請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
第一基板及び第二基板は、ガラス又はプラスチックである請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
第一蛍光層と第二蛍光層は、りん光材であることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
誘電層は、二酸化ケイ素、酸化ホウ素、或いは、酸化鉛である請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
液晶ディスプレイに応用するブリンクプラズマバックライトシステムであって、
第一基板と、
前記第一基板に平行に離隔配置され、第一基板との間にガス放電空間を形成する第二基板と、
前記第二基板の内側に設置され、互いに平行な第一電極と第二電極を備える複数の電極対及び別に増設された電極と、
前記複数電極対に結合され、周期的にエネルギーを供給し、前記第一基板と前記第二基板との間のガス放電を励磁する制御ユニットと、
前記第二基板の内側に設置され、前記電極対を被覆する誘電層と、
前記第一基板の内側に設置された第一蛍光層と、を備え、
前記制御ユニットは、前記第一基板と前記第二基板間のガスの放電を励磁するのに充分な電圧を有するエネルギーを維持パルスの形式で供給すると共に、
第一電極及び第二電極に１８０°の位相差を有する維持パルスを供給し、
更に、液晶ディスプレイ内の一部の液晶の透光状態が遷移する過程において、該液晶の少なくとも一つのプラズマブリンク領域に対応する維持パルスの供給を停止するようになっていることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）に関する技術であり、特に、ＬＣＤに応用するブリンクプラズマバックライトシステム（ｂｌｉｎｋ  ｐｌａｓｍａ  ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ｓｙｓｔｅｍ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイは、液晶セルから構成される複数の画像素子（ｐｉｃｔｕｒｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）、又は、画素を備え、液晶セルは、印加される電圧によって、極性を変化させる。そして、液晶セルに印加される電圧を制御することにより、ＬＣＤから放出される光強度を変化することが出来る。様々な駆動方法において、アクティブマトリクス液晶ディスプレイの各画素は、薄膜トランジスタのような切り換え素子を有して、液晶に供給される電圧を制御し、好ましい画質が得られることから、開発が強化され、現在、幅広く使用されている。
【０００３】
更に、ＬＣＤは、放出される光強度を変化させる上ガラス基板と下ガラス基板とを備え、それらの間に液晶層を有する。ＬＣＤは、まず、可視光源を供給するバックライトユニットを液晶パネル下方に備えていなければならない。公知のバックライトは、冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ：以下、ＣＣＦＬと称する）により形成される。ＣＣＦＬを用いたブリンクバックライトが、動画のディスプレイ品質を改善するために提案されている。
【０００４】
しかし、ＣＣＦＬのブリンク操作は、使用するＣＣＦＬの数量によって、１０％以上の輝度の損耗を生じる。更に、ＣＣＦＬは、約５ｍｓという比較的長い反応時間が必要であり、動画の表示品質を改善する障害となっている。更に、近接するＣＣＦＬから発光する重畳光の管理が非常に困難である。また、各ＣＣＦＬは個々のインバータにより制御しなければならないので、液晶パネルの製造コストが高くなるという問題もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の問題を解決するため、本発明は、ＬＣＤに応用するブリンクプラズマバックライトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明は、ＬＣＤに応用するブリンクプラズマバックライトシステムを提供し、第一基板と、第一基板と平行に離隔配置された第二基板と、第一基板と第二基板との間に形成されるガス放電空間（ｇａｓ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｓｐａｃｅ）と、第二基板の内側に設置され、互いに平行な第一電極と第二電極を備える少なくとも一つの電極対（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｐａｉｒ）と、この電極対に結合され周期的にエネルギーを供給することで第一基板と第二基板との間のガス放電を励磁する制御ユニットと、第二基板の内側に設置され、電極対を被覆する誘電層と、第一基板の内側に設置された第一蛍光層と、からなる。
【０００７】
また、本発明では、少なくとも一つの電極対が、第二基板の内側に平行に設置されることが好ましく、更に、別に増設された電極を備えることが好ましい。
【０００８】
本発明に係るシステムでは、制御ユニットが、第一基板と第二基板との間のガスの放電を励磁するのに充分な電圧を有するエネルギーを維持パルスの形式で供給し、１８０°の位相差を有するエネルギーを維持パルスの形式で第一電極及び第二電極に供給する。
【０００９】
本発明に係るバックライトシステムは、特に動画の表示を行なうディスプレイに好適である。このとき本発明の制御ユニットは、維持パルスの形式でエネルギーを供給し、液晶ディスプレイ内の一部の液晶の透光状態が遷移する過程おいて、液晶に対応する少なくとも一つのプラズマブリンク領域の維持パルスの供給を停止するようになっている。
【００１０】
そして、本発明では、誘電層を被覆する第二蛍光層を第二基板の内側に設置し、ガス放電空間を形成するスペーサを第一基板と第二基板間に設置するのが好ましい。
【００１１】
尚、第一基板及び第二基板は、ガラス又はプラスチックが好ましく、第一基板と第二基板との間のガスはキセノンのものが好ましい。このとき維持パルスの電圧は１６００ボルトとするのが好ましい。また、第一蛍光層と第二蛍光層は、りん光材を適用し、誘電層は、二酸化ケイ素、酸化ホウ素、或いは、酸化鉛とするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明した本発明に係るブリンクプラズマバックライトシステムは、従来のバックライトシステムと比べると、プラズマブリンク領域が多くなるため、ブリンクにより損失する光量を減少させることができ、高い輝度を提供できる。
【００１３】
本発明は、画面のぶれ現象を減少することができ、動画の画質を効果的に改善する。そして、本発明は、ＬＣＤのバックライトに特に適している
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施例を図に従って説明する。実施例における描写中、例えば、結合（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）及び電気的接続（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）等のような電気的接続に関係する語句は、特別な説明を除いて、一つの素子からもう一つの素子へ直接的或いは間接的に伝送される信号及び／又はエネルギーの関係について述べるものである。
【００１５】
図１で示されるように、本発明の実施例で示される液晶ディスプレイのブリンクプラズマバックライトシステム１００は、第一基板１１０と、第二基板１２０と、第二基板１２０の内側に設置された少なくとも一つの電極対１３０と、電極対１３０に接続された制御ユニット１５０と、第二基板１２０の内側に設置され、且つ、電極対１３０を被覆する誘電層１６０と、第一基板１１０内側に設置された第一蛍光層１７０と、からなる。第二基板１２０は、第一基板１１０と平行に設置され、第二基板１２０と第一基板１１０間に、ガス放電空間が形成される。電極対１３０は、平行な第一電極１４０と第二電極１４５を含む。制御ユニット１５０は、例えば、周期的に維持パルス（ｓｕｓｔａｉｎ  ｐｕｌｓｅ）等の適切なエネルギーを提供し、第一基板１１０と第二基板１２０間のガス放電を励磁する。
【００１６】
第一基板１１０と第二基板１２０は、ガラス又はプラスチックである。第一基板１１０と第二基板１２０の形状と寸法は、ＬＣＤとそれが使用するブリンクプラズマバックライトシステムによって決まる。１７インチのＬＣＤパネルなら、第一基板１１０と第二基板１２０の形状は、長さ約３６ｃｍ、幅約２７ｃｍの長方形である。第一基板１１０と第二基板１２０の距離は、約１ｍｍ〜５ｍｍである。ある実施例において、少なくとも一つのスペーサ１９０が配置されて、第一基板１１０と第二基板１２０間の距離を保っている。スペーサ１９０の材質は、ガラス又はプラスチックである。その他の実施例では、バリアリブ（ｂａｒｒｉｅｒ  ｒｉｂ）により、第一基板１１０と第二基板１２０間の距離を保っている。キセノン（ｘｅｎｏｎ）、ネオンーキセノン（ｎｅｏｎ−ｘｅｎｏｎ）、ヘリウムーキセノン（ｈｅｌｉｕｍ−ｘｅｎｏｎ）、或いは、アルゴンーキセノン（ａｒｇｏｎ−ｘｅｎｏｎ）等のガスが、第一基板１１０と第二基板１２０間の空間を充填している。
【００１７】
電極対１３０の材質は導電材料で、例えば、銀、銅、或いは、多層金属構造（クロム／銅／クロム、等の三層金属構造）などである。電極対１３０の幅と厚さは、ガス放電時の電流強度によって決まる。
【００１８】
誘電層１６０の材質は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、或いは、酸化鉛（ＰｂＯ）である。本実施例中、誘電層１６０の厚さは、４０μmである。誘電層１６０は、印刷（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）、物理的気相成長法（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＶＤ）、或いは、化学気相蒸着法（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）等の方法により、第二基板１２０の内側に形成されると共に、電極対１３０を被覆する。
【００１９】
第一蛍光層１７０は第一基板１１０の内側に設置され、その材質は、りん光体（ｐｈｏｓｐｈｏｒ）である。第一蛍光層１７０により、真空紫外線（ｖａｃｕｕｍ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）を、例えば、赤光、青光、緑光、或いは、それらの混合光等の可視光に転換して、ＬＣＤのバックライトを提供する。その他の実施例において、第二蛍光層１８０は、第二基板１２０の内側に設置されると共に、誘電層１６０を被覆し、ブリンクプラズマバックライトシステム１００の出力強度を向上させる。
【００２０】
図２に示すもう一つの実施例では、四つの電極対２１０、２２０、２３０、２４０が、第二基板１２０の内側に設置されると共に、制御ユニット２５０に接続される。四つの電極対２１０、２２０、２３０、２４０は、並列に設置される。四つの電極対の第一電極（Ｘ１、２１２）、（Ｘ２、２２２）、（Ｘ３、２３２）、（Ｘ４、２４２）は、制御ユニット２５０の端子Ｘに接続される。四つの電極対の第二電極２１４、２２４、２３４、及び２４４は、それぞれ、制御ユニット２５０の端子Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４に接続される。
【００２１】
図２において、制御ユニット２５０は、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４を備え、それぞれ、制御ユニット２５０の端子Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４に接続される。制御ユニット２５０は、更に、維持パルス生成器２６０を備え、ガス放電のエネルギーを供給する。前記スイッチは電性装置からなる。維持パルスは、維持パルス生成器２６０により生成され、制御ユニット２５０の端子Ｘにより、第一電極２１２、２２２、２３２、２４２に供給され、制御ユニット２５０の端子Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４により、第二電極２１４、２２４、２３４及び２４４に供給される。
【００２２】
第一電極と第二電極の維持パルスは、位相差が１８０°である。スイッチＳ１が導通する時、電極Ｘ１とＸ２間のガスは、第一電極と第二電極間の維持パルスにより放電されると共に、対応する領域に対し、光を放射する。電極Ｘ１とＸ２間の領域は、プラズマブリンク領域である。同様に、スイッチＳ２が導通する時、電極Ｘ２とＸ３間のガスが放電する。スイッチＳ３が導通する時、電極Ｘ３とＸ４の間のガスは放電する。スイッチＳ４が導通する時、電極Ｘ４とＹ４の間のガスは放電する。よって、スイッチＳ４が導通する時、電極Ｘ４とＹ４の間のプラズマブリンク領域の幅は、スイッチＳ１の導通時の電極Ｘ１とＸ２間のプラズマブリンク領域の幅より狭い。
【００２３】
図３で示されるもう一つの実施例は、もう一つの電極（Ｘ５、３１０）を増設している。従ってこの場合、電極(Ｘ４、２４２)と（Ｘ５、３１０）間のプラズマブリンク領域は、電極（Ｘ１、２１２）と（Ｘ２、２２２）間のプラズマブリンク領域の幅と等しくなる。
【００２４】
プラズマブリンク領域に対応する電極が、ガス放電のための維持パルスを受信するとき、プラズマブリンク領域の作用は、従来のＣＣＦＬに似ている。ＬＣＤに規定されている寸法によると、ブリンクプラズマバックライトシステムは、従来のプラズマブリンク領域を使用するバックライトシステムと比べると、プラズマブリンク領域が多く、よって、ブリンクにより損失する光量を減少させることができる。即ち、本発明のブリンクプラズマバックライトシステムは、公知のプラズマブリンク領域を使用するバックライトシステムと比べると、高い輝度を提供できる。１７インチのＬＣＤであれば、ブリンクプラズマバックライトシステムは、８個のプラズマブリンク領域を有するのに対し、従来のバックライトは、わずか２つのＣＣＦＬを使用するのみである。本実施例において、対応電極は、長さ３６センチ、幅１ミリ、高度は約５μmである。
【００２５】
図４で示されるように、プラズマバックライトの出力オン状態を維持するため、維持パルス４１０と４２０は、周期的にガスを放電する。本実施例において、制御ユニット２５０は、１６００ボルト、周波数２００ＫＨｚの維持パルスを生成する。維持パルスの正負パルス比（ｄｕｔｙ）は５０％で、第一電極と第二電極に提供される維持パルスの位相差は１８０°である。維持パルスの電圧ＶＳは、ガス放電が行われるように、点火電圧Ｖｆより大きくなければならない。点火電圧Ｖｆの大きさは、使用する放電ガスと、電極対の第一電極と第二電極間の距離と関係する。例えば、キセノンが放電ガスとして使用される時、点火電圧Ｖｆは約１６００ボルトである。維持パルスの周波数は、必要とするピーク輝度及び電力損耗制限により決まる。ここで、維持パルスの周波数が高いほど、高いピーク輝度が得られる。
【００２６】
更に、本発明は、ガス放電の反応時間が公知のＣＣＦＬより短いため、ＬＣＤのバックライトにより適している。キセノン原子は、維持パルスにより励起されてイオン化する。キセノン原子及びイオンが励起状態から安定状態に戻るとき、放射波長は、１４７ｎｍ、１５２ｎｍ、及び１７３ｎｍの真空紫外線（ｖａｃｕｕｍ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、ＶＵＶ）である。本発明の実施例によると、キセノン放電の反応時間は、約５μｓである。
【００２７】
液晶の応答速度に適応してブリンクする本発明のプラズマバックライトシステムは、動画のぶれ現象（ｂｌｕｒｒｉｎｇ  ｐｈｅｎｏｍｅｎａ）を減少させることができる。ぶれ現象が生じるのは、図５の符号５１０、５２０、５３０及び５４０で示されるように、液晶の対応領域が移行期間（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｐｈａｓｅ）にあるとき、バックライトが継続して供給されているため、切り換え未完了の液晶を透光することにより生じる残像が原因である。従って、移行期間にある液晶に対応するバックライトをオフにするとき、残像を消去、或いは、減少させることが出来る。
【００２８】
図６で示されるように、フレームＴは約１６．６ｍｓで、オフ時間Ｔ１とオン時間Ｔ２からなる。液晶が電圧の変化に基づいてその透光率を変化させるオフ時間Ｔ１の間、維持パルスはオフとなり（６１０）、ブリンクプラズマバックライトの出力も同様にオフとなる（６３０）。オン時間Ｔ２となったとき、維持パルスはオンとなり（６２０）で、ブリンクプラズマバックライト出力もオンである（６４０）。維持パルスの周期的なオン、オフにより、プラズマバックライトシステムのブリンクを生じる。
【００２９】
８個のプラズマブリンク領域を備え、１２８０×７６８解像度の１７インチＬＣＤを例とすると、各プラズマブリンク領域は、約１６０のスキャンラインに対応する。例えば、図７で示されるように、スキャンライン１からスキャンライン１６０に順にアドレス（ａｄｄｒｅｓｓ）するとき、スキャンライン１からスキャンライン１６０間の領域に位置する液晶はその透光率を変化させる。この間、端子Ｙ１はスキャンパルスの出力をオフとする。その結果、電極Ｘ１及びＸ１間の対応プラズマブリンク領域からの光の出力はオフとなる。スキャンライン１からスキャンライン１６０間の領域に位置する液晶の透光状態の遷移が完了したとき、スイッチＳ１が導通し、端子Ｙ１は維持パルスの出力をオンとし、電極Ｘ１とＸ２との間の光出力がオンとなる。同様に、スキャンライン１６１からスキャンライン３２０間の液晶が透光状態を遷移させるとき、端子Ｙ２はオフになる。これにより、電極Ｘ２とＸ３との間のプラズマブリンク領域も光出力をオフとなる。スキャンライン１６１からスキャンライン３２０間の液晶が透光率の遷移が終了したとき、スイッチＳ２が導通し、端子Ｙ２は維持パルスの出力を開始し、電極Ｘ２とＸ３との間のプラズマブリンク領域も光の出力をオンとする。本発明の実施例によるブリンクプラズマバックライトシステムのブリンクの方式は、液晶状態の遷移と関係するので、画面のぶれ現象を減少することが出来る。よって、動画の画質を効果的に改善する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例による、ブリンクプラズマバックライトシステムの斜視図である。
【図２】４つの電極対を有する第二基板を示す図である。
【図３】電極が多い第二基板の他の形態を示す図である。
【図４】本発明の実施例における電極対に供給される維持パルスを示す図である。
【図５】本発明の実施例における、ブリンクプラズマバックライト出力及びＬＣＤの輝度出力の関係図である。
【図６】本発明の実施例における、維持パルスの周期的な出力の切り換えとブリンクプラズマバックライト出力の関係図である。
【図７】本発明の実施例における、液晶の透光率、維持パルスの周期的な出力の切り換え、及び、ブリンクプラズマバックライト出力の関係図である。
【符号の説明】
【００３１】
１００  ブリンクプラズマバックライトシステム
１１０  第一基板
１２０  第二基板
１３０、２１０、２２０、２３０、２４０  電極対
１４０、２１２、２２２、２３２、２４２、３１０、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５  第一電極
１４５、２１４、２２４、２３４、２４４  第二電極
１５０  制御ユニット
１６０  誘電層
１７０、１８０  蛍光層
１９０  スペーサ
２６０  維持パルス生成器
５１０、５２０、５３０、５４０  液晶透光状態の遷移
６１０  維持パルスオフ時間
６２０  維持パルス出力時間
６３０  プラズマバックライトオフ時間
６４０  プラズマバックライト出力時間
Ｘ  端子
Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４  端子
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  スイッチ
Ｔ  画面
Ｔ１  オフ時間
Ｔ２…オン時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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