(57)【要約】【課題】  多原色の表示装置を構成した時に解像度の低下を少なくする。【解決手段】  ｎ個（ｎは４以上の整数）の原色にそれぞれ対応するｎ個の表示素子で１画素を構成する画像表示装置であって、複数の選択信号配線と複数の変調信号配線を有するマトリックス配線と、複数の選択信号配線に対して選択信号を走査的に印加する走査回路と、変調信号配線に変調信号を印加する変調信号出力回路と、を有しており、１画素を構成するｎ個の表示素子と前記マトリックス配線とは、該ｎ個の表示素子のうちの少なくとも２つの表示素子が同一の変調信号配線に接続され、かつ該２つの表示素子は互いに異なる選択信号配線に接続されるように配置されており、走査回路と変調信号出力回路とは、前記２つの表示素子が別々の期間に駆動状態になり、同時には駆動状態にならないように出力レベルと出力タイミングが制御された選択信号と変調信号とを出力する。【選択図】  図３
2007286338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ個（ｎは4以上の整数）の原色にそれぞれ対応するｎ個の表示素子で1画素を構成する画像表示装置であって、
複数の選択信号配線と複数の変調信号配線を有するマトリックス配線と、
前記複数の選択信号配線に対して選択信号を走査的に印加する走査回路と、
前記変調信号配線に変調信号を印加する変調信号出力回路と、
を有しており、
前記１画素を構成するｎ個の表示素子と前記マトリックス配線とは、
該ｎ個の表示素子のうちの少なくとも2つの表示素子が同一の前記変調信号配線に接続され、かつ該2つの表示素子は互いに異なる前記選択信号配線に接続されるように配置されており、
前記走査回路と前記変調信号出力回路とは、前記２つの表示素子が別々の期間に駆動状態になり、同時には駆動状態にならないように出力レベルと出力タイミングが制御された前記選択信号と前記変調信号とを出力するものである、
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記表示素子は、冷陰極電子放出素子であることを特徴とする請求項１の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー画像を表示する表示装置として、ＣＲＴや、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等が広く用いられている。これらの表示装置は、通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色を組み合わせて1つの画素とし、その加法混色により様々な色を再現している。しかし、近年では３原色以上の原色を用いて色再現範囲のより広い表示装置を実現する試みがなされている。例えば特開2003-107472には2種類以上のスペクトルを持つ光源とカラーフィルターを組み合わせ、カラーフィルター方式のサブピクセルを増大させずに原色数を増大させた液晶表示装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１０７４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明者らは新たなカラー画像表示装置として冷陰極電子放出素子の一種である表面伝導型電子放出素子を用いた表示装置の研究開発を行っているが、電子放出素子を用いて四原色以上の表示装置を実現しようとする場合、通常一つの原色の蛍光体に対し、一つの電子放出素子を割り当てることになる。すると三原色の表示装置に比べ一画素あたりの電子放出素子数が多くなるため一画素の面積が大きくなり、同じ大きさのパネルであれば解像度が下がると言うことになる。
【０００４】
本発明は解像度の低下が少ない、広色域を表現可能な電子放出素子を用いた表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ｎ個（ｎは4以上の整数)の原色にそれぞれ対応するｎ個の表示素子で1画素を構成する表示装置であって、
複数の選択信号配線と複数の変調信号配線を有するマトリックス配線と、
前記複数の選択信号配線に対して選択信号を走査的に印加する走査回路と、
前記変調信号配線に変調信号を印加する変調信号出力回路と、
を有しており、
前記１画素を構成するｎ個の表示素子と前記マトリックス配線とは、
該ｎ個の表示素子のうちの少なくとも2つの表示素子が同一の前記変調信号配線に接続され、かつ該2つの表示素子は互いに異なる前記選択信号配線に接続されるように配置されており、
前記走査回路と前記変調信号出力回路とは、前記２つの表示素子が別々の期間に駆動状態になり、同時には駆動状態にならないように出力レベルと出力タイミングが制御された前記選択信号と前記変調信号とを出力するものである、
表示装置である。
【発明の効果】
【０００６】
（請求項１）
[効果]変調配線の増加を抑制して四原色以上の表示装置が構成できる。変調配線の増加を抑制することによって画素間隔の増加を抑制し、解像度の低下を少なくする。
【０００７】
[理由]ｎ≧４の原色のうち同時に点灯しない２つの原色を発光させる電子放出素子で変調配線を共有するので変調配線数の増加を抑制できる。
【０００８】
（請求項２）
［効果］より一層好適に表示装置が構成できる。
【０００９】
［理由］冷陰極素子は、単純マトリクス構成で表示装置を構成するのに好適であるため。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（発明の実施の実施形態）
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明するが、最初に本発明において解像度の低下を少なくする原理について説明する。
【００１１】
例として４原色の表示装置を構成する場合を考える。４つの原色をＲ、Ｇ、Ｇ′、Ｂとし、それぞれの色度を図６に示す。この場合、この表示装置で表現可能な色は四角形ＲＧＧ′Ｂの内側の色となる。この四角形を2分割し二つの三角形、三角形ＲＧＢと三角形ＧＧ′Ｂに分けて考える。すると三角形ＲＧＢ内の色度を持つ色は、ＲとＧとＢの発光によって得られ、三角形ＧＧ′Ｂの内の色度を持つ色は、ＧとＧ′Ｂの発光によって得られる。すなわち四角形ＲＧＧ′Ｂ内の色は2組の3原色の組み合わせで得ることができ、3原色の組み合わせをRGBとGG′Bとした場合ＲとＧ′は同時には発光しないことになる。
【００１２】
従って同時に発光しないＲとＧ′の蛍光体に対応する電子放出素子で信号配線を共有し、再現する色によってＲまたはＧ′の蛍光体を発光させることができれば、共有した分の信号配線を減らすことができる。信号配線が減るとその分、画素間隔を縮めることができ、解像度の低下を少なくすることができる。
【００１３】
ここで、信号配線を共有しなかった場合、４原色すべてを同時に発光させることにより、同じ色度の色について表示可能な輝度範囲が増えることになるが、本発明の場合は、配線を減らして解像度の低下を少なくすることを優先するものである。
【００１４】
以上の原理を実現するための実施形態を以下に説明する。
【００１５】
まずこの実施形態で用いた表示パネルの全体の構成を図1に示す。リアプレート１０１の上に、走査信号が印加される配線である走査配線１０３と、変調信号が印加される配線である変調配線１０４と、表面伝導型電子放出素子である電子放出素子１０５とが形成されている。走査配線１０３と変調配線１０４はそれぞれ複数あり、マトリックス状に配置された素子を配線するマトリックス配線を構成している。リアプレート１０１に対向する位置にあるフェースプレート１０２には発光体である蛍光体１０６が形成されている。これら発光体の間にはブラックストライプ１０７が配されている。なお、ブラックストライプに代えてブラックマトリックスを配してもよい。このようなブラックストライプやブラックマトリックスで各発光体が区切られていない構成を採用することもできる。また、１０８はパネルを大気圧に対して支持するためのスペーサである。
【００１６】
電子放出素子１０５は、しきい値特性を有し、走査配線104と変調配線103との間にしきい値Ｖｔｈを超える電圧が印加されると電子放出が起こり、Ｖｔｈ以下の電圧印加では電子放出は起こらない。
【００１７】
次に図２及び図３を用いて、本発明の表示装置における蛍光体の発光の仕方について説明する。
【００１８】
図２は、図１におけるｙ軸の方向に垂直な断面を表したもので本発明の表示装置における電子放出素子と蛍光体の位置関係を示す。103a〜103cは変調配線であり、走査配線は図示されていない。本発明の表示装置における一画素はR,G,G′,Bの4つの蛍光体を一組として構成されている。図２では106aがＲの蛍光体,106bがＧの蛍光体,106cがＧ′の蛍光体,106dがＢの蛍光体となっている。４つの蛍光体に相対する位置には４つの電子放出素子105ａ〜１０５dが配置されている。この中で１０５ｂと１０５ｃは変調配線１０３ｂを共有している。
【００１９】
図３は本発明の実施形態の表示パネルの一部を図１のｚ軸に垂直な断面で見た図であり蛍光体の発光についてさらに説明するための図である。同図において実際には、蛍光体１０６はフェースプレート上にあり、電子放出素子１０５、変調配線１０３、走査配線１０４は、リアプレート上にあるが、図３では便宜上同一に描いている。変調配線１０３と走査配線１０４の間には不図示の絶縁層がある。また、矢印は電子軌道を表し、矢印の始点はリアプレートの電子放出素子１０５であり、終点はフェースプレートの蛍光体１０６である。
【００２０】
図３に示すように電子放出素子105a〜105ｄのうち105c以外の３つは走査配線104cに接続され、１０５ｃは１０４ｄに接続されている。
【００２１】
図３（ａ）では変調配線１０３ａ〜ｃにＶｈ＜Ｖｔｈ＜２＊Ｖｈを満たす電圧＋Ｖｈを印加している。一方走査配線１０４ａには−Ｖｈ、走査配線１０４ｂには＋Ｖｈの電圧を印加する。すると電子放出素子１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｄについては変調配線に＋Ｖｈ,走査配線に−Ｖｈが印加されることにより電子放出素子には２＊Ｖｈ（＞Ｖｔｈ）の電圧が印加され電子放出が起こる。放出された電子はリアプレートとフェースプレート間に印加された加速電圧により加速され、図２の実線の軌道を描いて蛍光体に入射する。しかし、電子放出素子１０５ｃについては変調配線１０３ｂ、走査配線１０４ｂが共に＋Vhであるため印加される電圧が０となり電子放出は起こらない。
【００２２】
また、電子放出素子１０５ｅ〜１０５ｌについては、変調配線に＋Ｖｈが印加されるが、走査配線側の電圧は０であるために、素子に印加される電圧はＶｈ（＜Ｖｔｈ）となり、電子放出は起こらない。
【００２３】
従って、発光する蛍光体は、１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｄとなり、Ｇ、Ｒ、Ｂの蛍光体が発光することになる。
【００２４】
次に図３（ｂ）では、走査配線に印加する電圧は変えずに、変調配線１０３ｂに印加する電圧のみを＋Vhから−Vhに変える。すると電子放出素子１０５ａと１０５ｄについては印加される電圧が変化しないため図３（ａ）の場合と同様に電子放出が起こる。しかし、電子放出素子１０５ｂについては、変調配線１０３ｂ、走査配線１０４ａが共に−Ｖｈであるために印加される電圧が０となって電子放出は起こらなくなる。一方、電子放出素子１０５ｃは変調配線１０３ｂが−Ｖｈ、走査配線１０４ｂが＋Ｖｈとなるため、印加される電圧が２＊Ｖｈ（＞Ｖｔｈ）となり電子放出が起こる。放出された電子は、図２の点線の軌道を描いて蛍光体に入射する。
【００２５】
また、電子放出素子１０５ｅ〜１０５ｌについては、１０５ｆ、１０５ｇ、１０５ｊ、１０５ｋに対して変調配線側から印加される電圧が＋Ｖｈから−Ｖｈとなるが、走査配線側の電圧は０であるために、素子に印加される電圧の大きさはＶｈ（＜Ｖｔｈ）となり、やはり電子放出は起こらない。
【００２６】
従って、発光する蛍光体は、１０６ａ、１０６ｃ、１０６ｄとなり、Ｇ、Ｇ′、Ｂの蛍光体が発光することになる。
【００２７】
図３（ａ）と図３（ｂ）を比べると変調配線１０３ｂに印加する電圧を＋Ｖｈにするか−Ｖｈにするかで、Ｒの蛍光体を発光させるか、Ｇ′の蛍光体を発光させるかが制御できることになる。
【００２８】
次に、本実施形態の表示装置の動作を、駆動回路のブロック図である図４を用いて説明する。ＴＶ受像回路等より入力されるＮＴＳＣ映像信号ｓ１は、同期分離回路（デコーダ）６で同期信号と輝度信号とに分けられる。同期信号はタイミング制御回路５に送られ、輝度信号は信号処理部１へ送られる。信号処理部１では、Ｒ，Ｇ，Ｂ色の復調やＡ／Ｄ変換、及びＲ，Ｇ，Ｂの三原色のデータからＲ，Ｇ，Ｇ′，Ｂの四原色のデータへの変換を行いディジタルの輝度信号としてシリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換回路２へ送る。この際、一画素の色はＧ，Ｒ，Ｂの組み合わせ又はＧ，Ｇ′,Ｂの組み合わせとなるため一画素につき３つのデータを送れば良い。しかし、3つのデータのうちの一つは画素によってＲ又はＧ′のデータとなるため、どちらの色のデータを送ったかが識別できる符号を合わせて送るものとする。例えばＲのデータであれば正の数値を、Ｇ′のデータであれば負の数値を送る。Ｓ／Ｐ変換回路２では、信号処理部１から送られてきた輝度信号の１行分のデータをシリアル−パラレル変換してパルス幅変調回路３に出力する。パルス幅変調回路３は、入力された信号をパルス幅変調信号ｓ４として表示パネル４の変調配線の端子（Ｄy1，Ｄy2，…，ＤyN）へ送り出す。この時、Ｇの蛍光体、及びＢの蛍光体に対応する変調配線に出力する信号は常に正極性となるが、ＲとＧ′の蛍光体に対応する変調配線に対応する信号は、符号に従って、Ｒのデータを出力する時には正極性で、Ｇ′のデータを出力する時には負極性で出力される。走査回路７はタイミング制御回路３が出力する信号（Ｔscan）を基に表示パネル４の行走査をする走査信号ｓ６を出力する。また表示パネル４上の高圧端子は外部の高圧電源Ｖａに接続され、放出電子を加速するようになっている。
【００２９】
次に、本実施形態の動作を図５のタイミングチャートを用いて説明する。尚、図中の符号は図４と同じものである。ＮＴＳＣ信号ｓ１の映像信号は、信号処理部１及びパルス幅変調回路３などにより信号処理されてパルス幅変調信号ｓ４となる。図４におけるパルス幅変調信号ｓ４は、変調配線103a,変調配線１０３ｂ、変調配線１０３ｃについて示している。このパルス幅変調信号ｓ４の幅Ｌが長いほど、電子放出素子から電子が放出される時間が長くなるため、それにより発光される画素の輝度が明るく感じられる。ここでパルス幅変調信号ｓ４は図４に示すように、変調配線103a、及び変調配線１０３ｃについては常に正極性となる。また変調配線１０３ｂについてはデータによって正極性であるいは負極性となるように切り替えられる。図４においては１番目の１Ｈ期間では正極性、２番目と３番目の１Ｈ期間では負極性となっている。
【００３０】
一方、走査信号ｓ６は、１Ｈ毎に順次走査行を切り替える信号である。図４には電子放出素子１０５a〜１０５ｄに対応する走査配線として、104aと104b、次の行にあたる電子放出素子１０５ｅ〜１０５ｈに対応する走査配線として１０４ｃと１０４ｄ、さらにその次の行にあたる電子放出素子１０５i〜１０５ｌに対応する走査配線として１０４ｅと１０４ｆの走査信号ｓ６を図示している。ここで走査信号ｓ６は図４に示すようにある１Ｈでは104aが正極性で104bが負極性、次の１Ｈでは104cが正極性で104dが負極性、となるように切り替えられる。すなわち蛍光体1行に対応する2本ずつの走査配線の一方が正極性で他方が負極性となるように順次切り替えられていく。
【００３１】
このタイミングチャートに従って電子放出素子を駆動した時に蛍光体の発光する様子を図７の（ａ）〜（ｃ）に示す。図７は図３と同様の断面図であり、同一のものには同一の符号を付している。図７（ａ）が図５の一番目の１Ｈ期間に対応し、（ｂ）,（ｃ）はそれぞれ2番目、３番目の１Ｈ期間に対応する。図７において斜線で示しているのが発光する蛍光体である。図５の１番目の１Ｈ期間においては変調配線１０３ｂには正極性の電圧が印加されるためＧ、Ｒ、Ｂの蛍光体が発光し、2番目と3番目の１Ｈ期間においては変調配線１０３ｂに負極性の電圧が印加されるためＧ、Ｇ′、Ｂの蛍光体が発光する。
【００３２】
以上説明したように、本発明によれば表示原色数に対して少ない本数の変調配線で広い色再現域を持つ表示装置を構成できる。
【００３３】
なお、本実施形態においては、冷陰極電子放出素子として、表面伝導型電子放出素子を用いたが、本発明はこれに限定するものではなく、他の冷陰極電子放出素子、例えば電界放出型（ＦＥ型）素子を用いても同様に表示装置が構成できる。
【００３４】
また、本実施形態では、一画素を構成するｎ原色についてｎが４の場合を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、ｎが５以上の場合にも同様にして原色数に対して少ない本数の変調配線の表示装置を構成可能である。例えばｎ＝５の場合に、原色の色度が図８に示すような場合を考えてみる。五角形ＲＧＣＢＭは、三角形ＲＧＢと、三角形ＧＢＣと、三角形ＲＭＢとに分割できる。三角形ＲＧＢと三角形ＧＢＣにおいて共有されていないＲとＣは同時に発光しなくても良いので変調配線を共有でき、変調配線本数を少なくできる。さらに、三角形ＲＧＢと三角形ＲＭＢにおいて共有されていないＭとＧも同時に発光しなくても良いため変調配線を共有できる。従って5原色の場合には原色数５に対して３本の変調配線で広色域の表示装置を構成することが可能となりさらに配線数の削減効果が大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態の表示パネルの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態における蛍光体と電子放出素子の位置関係を説明する図である。
【図３】本発明の実施形態における蛍光体への電子の照射を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態における電気回路の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態の動作を説明するタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施形態における蛍光体の色度を示すｘｙ色度図である。
【図７】本発明の実施形態の動作時における蛍光体の発光を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態にいて5原色の表示装置を構成する場合の蛍光体の色度例を示すｘｙ色度図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  信号処理回路
２  シリアル/パラレル変換回路
３  パルス幅変調回路
４  表示パネル
５  タイミング制御回路
６  デコーダ
７  走査回路
１０１  リアプレート
１０２  フェースプレート
１０３  変調配線
１０４  走査配線
１０５  表面伝導型電子放出素子
１０６  蛍光体
１０７  ブラックストライプ
１０８  スペーサ
【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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【図８】
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