JP2002055340A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JP2002055340A
JP2002055340A JP2001119182A JP2001119182A JP2002055340A JP 2002055340 A JP2002055340 A JP 2002055340A JP 2001119182 A JP2001119182 A JP 2001119182A JP 2001119182 A JP2001119182 A JP 2001119182A JP 2002055340 A JP2002055340 A JP 2002055340A
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crystal display
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JP2001119182A
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Kwan-Sun Park
寛 善 朴
Jae Eun Jang
宰 銀 張
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Samsung SDI Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーフィルタを用いることなく、R(赤
色)、G(緑色)、B(青色)の光を発光できるように
し、色純度の改善、光利用効率の向上、製造コストの削
減及び製造歩留まりの向上が図られた液晶表示素子を提
供する。 【解決手段】 液晶パネルの各画素に対してR、G、B
の3色の光を共に送るようにアノード電極とカソード電
極とによる各色相毎の発光部が配置されたバックライト
装置を具備して構成する。このように構成された液晶表
示素子は、液晶パネルがR、G、Bの各色相毎に単位画
素を備えるのではなく、前記バックライト装置からの光
に対して一つの画素で3色の光を表示できるカラー画素
を備えるため、各画素の開口率が大きく増加され、液晶
パネルの集積度が低められ、なおかつ液晶パネルの製造
工程の単純化が図られて、前記課題を解決することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子(Li
quid crystal display:LCD)
に係り、特に、バックライト装置として電界放出素子を
適用した液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶表示素子(LCD)は、一般
に、図1に示すように液晶パネル1の後方に冷陰極ラン
プ2aと導光板2bを用いたバックライト装置2とが設
けられた構造を有している。また、前記バックライト装
置2は白色光を送り、前記液晶パネル1は各々、三つの
色相のカラーフィルタ1R、1G、1Bが各々備えられ
た赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三つの単位画
素がそれぞれ一つのカラー画素を構成している。
【0003】さらに、液晶パネル1には、前面板11の
内面に所定間隔で前記カラーフィルタ1R、1G、1B
が備えられ、これらのカラーフィルタ1R、1G、1B
には共通電極12が設けられ、そして前面板11に一定
の間隔を保持して配置された背面板13の内面にはカラ
ーフィルタ1R、1G、1Bに各々対応する画素電極2
R、2G、2B及びこれらを各々駆動する薄膜トランジ
スタ(Thin Film Transistor:T
FT)3R、3G、3Bが備えられている。そして、前
面板11と背面板13との間には液晶(Liquid
Crystal:LC)が配置されてなる。以下、この
ようにTFTとLCとを有する液晶表示素子を「TFT
−LCD」という。
【0004】以上のように構成された従来のTFT−L
CDでは、前記の単位画素は各々に入射する白色光をス
イッチすることによって白色光の通過の可否を決定し、
各単位画素を通過した白色光は各単位画素に備えられた
所定色相のフィルタを通して所定の波長帯域の色の光の
みが通過するようになっている。
【0005】このような従来のTFT−LCDでは、そ
の構造的な特徴により、電力の大部分がバックライト装
置で消費される。特に、このバックライト装置では、ラ
ンプから照射された白色光は、導光板に備えられた反射
板及び光の散乱構造によって、相当量が導光板内で吸収
されながらパネルに向かう。したがって、このようなバ
ックライト装置では、全消費電力に対して実際の画像表
示の光に使用される電力の割合が比較的少ないものとな
って画像表示における電力の利用効率が低いものとな
る。
【0006】また、このような従来のTFT−LCDで
は、液晶パネルに備えられたカラーフィルタによって、
白色光に含まれるR(赤色)、G(緑色)、B(青色)
の三つの色相のうちの一つの色相の光のみが選択的に使
用されるようになっているため、光の利用効率が著しく
低いものとなっている。さらに、このような従来のTF
T−LCDではカラーフィルタがLCDの各画素に備え
られているため、液晶表示素子全体に対してこのカラー
フィルタが占める製造コストの割合が比較的大きいとい
う問題を有している。
【0007】そしてまた、このような従来のTFT−L
CDでは、カラー画素がR、G、Bの各色成分の画素を
適宜に組み合わせることによって実質的に一つのカラー
画素として機能するようになっているため、一つのカラ
ー画素につき三つのTFT及び三つの画素電極が要求さ
れることとなる。特に、TFTが画素電極の一側のある
領域を占めることによって、画素の開口率が低下し、そ
の結果としてLCDの輝度が低下することとなる。
【0008】このような従来のTFT−LCDが内包し
ている、構造に由来するLCDの表示効率の低下の問題
を解決するために、米国特許5,760,858号では三
極(トライオード)構造の電界放出素子を液晶パネルに
結合した構造を有するTFT−LCDが開示されてい
る。このトライオード構造の電界放出素子を液晶パネル
に結合した構造を有するTFT−LCDはバックライト
型の構造を有しており、前記電界放出素子を用いること
によって比較的低い消費電力で駆動させることが可能で
ある。また、反射板が不要となるため全面的に比較的均
一かつ高輝度な光を送ることが可能であるとされてい
る。
【0009】また、前記のようなバックライト型の構造
を有するTFT−LCDは、R(赤色)、G(緑色)、
B(青色)の各蛍光体によって、白色光ではない分離さ
れた各色相を有する光を液晶に照射することができるた
めに、カラーフィルタが不要となって光の利用効率が増
加すると共にLCDの製造コストを低減化できるとされ
ている。しかしながら、このようなバックライト型の構
造を有するTFT−LCDでは、製造の際に一般のトラ
イオード構造の電界放出素子を製作する必要があるた
め、既存の電界放出素子を用いて映像イメージを具現化
するLCDと比較して、その回路構成がより単純化され
るという長所以外には特に大きな利点がない。
【0010】すなわち、既存の電界放出素子を用いて映
像イメージを具現化するLCDでは、LCD自体を製作
するコストの方がその回路を製作するコストに比べて映
像駆動装置全体に対して占める割合が大きいため、その
回路構成を単純化することによって得られるメリットは
あまり大きくないと思われる。またR、G、Bの各画素
毎にバックライトのR、G、Bの画素が形成される必要
があり、高解像度のパネルを形成する場合にはそのバッ
クライトの構成もほぼ同程度の解像度を有するように構
成する必要があることからバックライトの設計が複雑化
すると共に、製造の難易度が増して製造歩留まりの低下
を招き易いという問題がある。
【0011】このような問題点を解決するために、アノ
ード電極とカソード電極とを有する2極(ダイオード)
駆動方式を用いた平面電界放出素子を適用することによ
って、赤色、緑色、青色の各色に分離された光が送られ
るような構造を備えた表示素子が提案されている。図2
に、この表示素子の模式的な断面図を示す。
【0012】図2に示すように、前記のダイオード駆動
方式を用いた平面電界放出素子が適用された表示素子
は、液晶パネル3の後方にダイオード構造の電界放出素
子によるバックライト装置4が備えられて構成されてい
る。液晶パネル3の前面板31の内面には単位画素の間
隔でブラックマトリックス31aが形成され、このブラ
ックマトリックス31aには共通電極32が設けられて
いる。そして、背面板33の内面にはブラックマトリッ
クス31a間の領域に対応する画素電極33R、33
G、33B及びこれらを各々駆動するTFT34R、3
4G、34Bが備えられている。そして、前記前面板3
1と背面板33との間には液晶(LC)が介在されてい
る。
【0013】一方、図2に示すバックライト装置4は、
前面板41の内面に前記各単位画素に対応するR、G、
Bの各アノード電極42R、42G、42B及びこのア
ノード電極42R、42G、42Bの上に設けられた
R、G、Bの各蛍光体層43R、43G、43Bが備え
られ、背面板42の内面には前記R、G、Bの各アノー
ド電極42R、42G、42Bに対応するR、G、Bの
各カソード電極44R、44G、44Bが形成されてい
る。また、この各カソード電極44R、44G、44B
には、R、G、Bの各色を発光するR、G、B蛍光体層
43R、43G、43Bに導かれる電子を放出するため
の黒鉛、ダイアモンド、カーボンナノチューブ等から構
成されるR、G、Bの各電子放出源45R、45G、4
5Bが備えられている。なお、これらのR、G、Bの各
電子放出源45R、45G、45Bは、プリンティング
法、電気泳動法などの比較的簡単な厚膜形成工程を経て
形成することができる。
【0014】このようなダイオード構造の電界放出素子
を有するバックライト装置4は、カソード電極44R、
44G、44Bとこのカソード電極の上に前記したよう
な厚膜形成工程によって形成された電子放出源45R、
45G、45Bとを有する背面板42の陰極板が、蛍光
体層43R、43G、43Bとアノード電極42R、4
2G、42Bとが形成されてなる前面板41の陽極板に
結合された構造であるために製作が比較的容易であり、
特に、大面積のバックライトを比較的安価で提供するこ
とが可能である。
【0015】また、このようなバックライト装置4は、
バックライト装置4自体で単位画素毎に分離されたR
(赤色)、G(緑色)、B(青色)の光を液晶パネルに
照射するようになっているために、この液晶パネルに既
存のカラーフィルタを備える必要がなくなって液晶パネ
ルの構造が比較的簡単となり、その結果、比較的単純な
動作回路となる。このようなダイオード構造の電界放出
素子を備えてなるバックライト装置4では、画素毎に分
離されたR、G、Bのバックライトが具現化されたこと
によって、発光される光の色純度の高度化、発光の高効
率化、発光される光の高輝度化、低消費電力化及び大面
積化が図られたものとなり、しかも経済性を可及的に満
足させることができるものとなる。したがって、このよ
うなダイオード構造の電界放出素子によるバックライト
装置は、前記のような数々の長所を有するために、既存
のLCDが有する光利用効率の低さを改善すると共にカ
ラーフィルタの必要性を無くした画期的な技術となり得
る。
【0016】しかしながら、図2に示すような構造を有
するバックライト装置4から分離された赤色、緑色、青
色の各色の光が液晶パネルに向けて照射されると、この
光がバックライト装置4の上部に備えられた図示しない
ガラス基板層を通過しながら散乱されるという現象が発
生し易い。
【0017】例えば、図3に示すように、液晶パネル3
で赤色画素3Rと緑色画素3Gが共にオン状態に保持さ
れるとき、その下部のバックライト装置4で赤色領域4
Rと緑色領域4Gの光の一部が散乱により液晶パネル3
の他の領域に侵入するようになる。このような現象が生
じる理由は、バックライト装置4の前面板41がバック
ライト装置4の内部の真空度を適切に保持するようにす
るべく、1000μm以上という比較的大きな厚さを有
するように構成される必要があるためである。このよう
にバックライト装置4の各蛍光体から発光された光が、
液晶パネル3の対応する画素領域で散乱して他の画素領
域に侵入して他の画素領域に擾乱を与えるといったよう
な相互干渉の発生は、表示素子に要求されている特性の
一つである鮮明なイメージの具現化を阻害するものであ
る。
【0018】このような異なる画素領域の光が相互に干
渉し合う相互干渉の発生は、カラーフィルタが光の進行
方向の最終段に位置している既存のLCDに比べると鮮
明なイメージを具現化する点においてマイナスに作用す
る。また、このようなバックライト装置を備えた表示素
子において発生する相互干渉を既存のTFT−LCDの
ものと比べた場合、既存のTFT−LCDと同様に各色
相毎にTFTを備え、かつ各色相毎に単位画素を有する
ために開口率の向上には寄与しない。さらに、このよう
なバックライト装置を備えた表示素子では、各液晶の画
素毎にバックライトのR、G、Bの各画素を備えて構成
されているために、高解像度のパネルではバックライト
の構成も同程度の解像度を有する必要があるという点
で、バックライトの製造が困難となり、歩留まりの低下
を招き易くなる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】前記問題点に鑑みて、
本発明の第1の目的は、カラーフィルタを用いずに所望
の色を発光させるようにすることによって、色の純度が
改善され、かつ高い光利用効率が得られる液晶表示素子
を提供することにある。また、本発明の第2の目的は、
画素の開口率を高くすることによって光利用効率がより
増大された液晶表示素子を提供することにある。さら
に、本発明の第3の目的は、液晶パネルの集積度を低め
ることによってバックライト装置の製作及びその駆動が
容易でより低い製造コストとより高い製造歩留まりを実
現した液晶表示素子を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの本発明に係る液晶表示素子は、前面板と背面板とを
具備し、前記前面板と背面板との間に液晶が介され、前
記前面板と背面板の内面には前記液晶を画素単位で駆動
するための共通電極とこれに対応する画素単位の画素電
極及びこれを駆動するTFTが各々形成された液晶パネ
ルと、前面板と背面板とを具備し、前記前面板には蛍光
体層が形成されてR(赤色)、G(緑色)、B(青色)
の各色相を発光するための各アノード電極がそれぞれ複
数個、並列して形成され、前記背面板には前記R、G、
Bの各アノード電極に各々対応するカソード電極が形成
され、前記液晶パネルの各画素に対してR、G、Bの三
つの色相の光を共に送るように前記アノード電極と前記
カソード電極とによる各色相毎の発光部が配置されたバ
ックライト装置とを具備することを特徴とする。(請求
項1)
【0021】また、前記の本発明に係る液晶素子におい
て、前記液晶が、応答速度が5.81msec以下のモ
ードで動作することが好ましい。(請求項2) さらに、前記液晶パネルにR、G、Bの各色相の光が順
次に入射すると各画素によりR、G、Bの各色相の光が
制御されると都合がよい。(請求項3)
【0022】また、前記の本発明に係る液晶素子におい
て、前記液晶パネルと前記バックライト装置との間に、
光を拡散させるための拡散板が介されてなることが望ま
しい。(請求項4) そして、前記バックライト装置に配置されたR、G、B
の各アノード電極は前記液晶パネルの各画素毎に対応し
て配置され、前記カソード電極は前記R、G、Bの各ア
ノード電極にそれぞれ対面して並列した状態に形成され
ていることが好ましい。(請求項5)
【0023】以上のように構成すれば、液晶表示素子の
液晶パネルで各色相毎に単位画素を構成するのではな
く、一つの画素でR、G、Bの三つの色相を表現するこ
とができるようになるため、液晶パネルの各画素の開口
率を大きく増加させ、かつ液晶パネルの集積度も低めら
れて液晶パネルの生産工程の単純化が図られ、その結
果、製造コストが低減化され、製造時の歩留まりが向上
された液晶表示素子を具現化することができる。また、
このように構成された液晶パネルで、一つの画面を60
フレーム、すなわち、駆動速度が16.7msecの画
面駆動で前記のバックライト装置の高速の光スイッチ
(1msecdlgk)の特性を用いてR、G、Bの各
々の光源を5.81msecずつ反復しながら駆動する
フィールドシーケンシャル方式を用いるように構成すれ
ば、所望とする動画像の液晶パネルを具現化することが
可能となる。
【0024】また、前記の目的を達成するための本発明
に係る液晶表示素子は、前記R、G、Bのアノード電極
のうちのいずれか一つは前記バックライト装置の前面板
の内面の一側に形成された第1バスラインに接続され、
残りの二つのアノード電極は前記バックライト装置の前
面板の内面の他側に形成された第2バスラインに共通的
に接続され、前記R、G、Bの各アノード電極に各々対
応するR、G、Bのカソード電極のうちのいずれか二つ
のカソード電極は第3バスラインに共通的に接続され、
残りの一つのカソード電極は第4バスラインに共通的に
接続されてなることが好ましい。(請求項6) そして、前記第1バスラインと第2バスラインとは、前
記R、G、Bのアノード電極の配列の両側に並列して配
置されると都合がよい。(請求項7)
【0025】また、前記本発明に係る液晶表示素子にお
いて、前記カソード電極とアノード電極とは相互に直交
する方向に配置されることが好ましい。(請求項8) さらに、前記カソード電極は、前記バックライト装置の
背面板に形成された第1バスラインに共通的に接続さ
れ、前記R、G、Bのアノード電極は各色相毎にグルー
プ化され、色相グループ毎に前記バックライト装置の前
面板に形成された第2バスライン、第3バスライン及び
第4バスラインに共通的に接続されることが望ましい。
(請求項9)
【0026】また、前記の本発明に係る液晶表示素子に
おいて、前記第2バスライン、第3バスライン及び第4
バスラインのうちのいずれか一つのバスラインは、前記
R、G、Bのアノード電極を中心として残りの二つのバ
スラインとほぼ平行に、残りの二つのバスラインと反対
方向となるように配置されると都合がよい。(請求項1
0) そして、前記第2バスライン、第3バスライン及び第4
バスラインのうち、隣接して相互に並列して配置された
二つのバスラインのいずれか一つは、他の一つのバスラ
インに接続されたアノード電極と交差し、このバスライ
ンとアノード電極とが交差する交差部には、電気的な絶
縁層が備えられることが好ましい。(請求項11)
【0027】以上のように構成すれば、R、G、Bの各
カソード電極が分割されることなくライン毎に一つに連
結される。そして、この一つのバスラインを共通ライン
として、所定の一つのバスラインが選択されると、前記
共通ラインに連結された全てのカソード電極と前記選択
された一つのバスラインに連結されたアノード電極との
交差部での電界放出により、これらの電極に対応した色
相の発光が全体的に生じるようになる。
【0028】また、他の一つのバスラインが選択された
場合には、前記共通ラインに連結された全てのカソード
電極と前記選択された他の一つのバスラインに連結され
たアノード電極との交差部での電界放出により、これら
の電極に対応した他の色相の発光が全体的に生じるよう
になる。さらに、他のもう一つのバスラインが選択され
た場合には、前記共通ラインに連結された全てのカソー
ド電極とカソード電極と前記選択された他のもう一つの
バスラインに連結されたアノード電極との交差部での電
界放出により、これらの電極に対応した他のもう一つの
色相の発光が全体的に生じるようになる。
【0029】このとき、R(赤色)、G(緑色)、B
(青色)の各発光が同時に生じることなく、前記のよう
にして選択されたバスラインによって色相毎にまたはラ
イン毎に順次に駆動された発光が生じるようになってい
るため、バックライト装置で発光された光が前面板を通
過する際に散乱されても同一色相の光のみが均一に画素
に入射するために相互干渉の問題が生じるおそれがなく
なり、色の純度が一層改善された液晶表示素子を具現化
することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係る液晶表示素子の望ましい実施の形態を詳細に説明
する。図4は、本発明に係る液晶表示素子(以下、「L
CD」という。)の一実施の形態を模式的に示す断面図
である。図4を参照すると、液晶パネル100の後方に
ダイオード構造の電界放出素子によるバックライト装置
200が備えられている。
【0031】液晶パネル100の前面板101の内面に
は一画素の間隔でブラックマトリックス102が形成さ
れ、このブラックマトリックス102には共通電極10
3が備えられている。そして、背面板104の内面には
ブラックマトリックス102、102間の領域に対応す
る画素電極105及びこれを駆動するTFT106が備
えられている。そして、前記前面板101と背面板10
4との間には液晶(以下、「LC」という。)が介され
ている。
【0032】前記バックライト装置200は、前面板2
01の内面にR、G、Bのアノード電極203R、20
3G、203Bが複数個、並列して交互に形成され、各
R、G、Bのアノード電極203R、203G、203
BにはそれぞれR、G、B蛍光体層204R、204
G、204Bが備えられている。そして、背面板206
の内面には前記R、G、Bのアノード電極204R、2
04G、204Bに対応するR、G、Bのカソード電極
207R、207G、207Bが形成され、各カソード
電極207R、207G、207BにはR、G、B電子
放出源208R、208G、208Bが設けられてい
る。
【0033】なお、これらのR、G、B電子放出源20
8R、208G、208Bの材料として、黒鉛、ダイア
モンド、カーボンナノチューブ等を用いれば、より高い
電子放出の効率が得られ、しかもこれらの材料は比較的
高い耐久性を有するため、比較的高い効率で、しかも安
定した動作を行なうことが可能な液晶表示素子を具現化
させることができるようになる。
【0034】そして、液晶パネル100とバックライト
装置200との間には、バックライト装置200から液
晶パネル100に向けて進行する光を、散乱及び拡散さ
せて液晶パネル100に対して均一な分布で入射させる
拡散板300が配置されている。なお、図4では、本発
明に係る液晶表示素子の理解を深めるために、バックラ
イト装置200からR(赤色)の色相の光、G(緑色)
の色相の光、及びB(青色)の色相の光が順次に発生し
て液晶パネル100に入射する過程を、これらの光が入
射する方向を示す矢印を用いてそれぞれ階層的に示して
いる。
【0035】前記のような構造を有する本発明に係るL
CDは、従来の方式でR、G、Bの三つの色相を表現す
るための三つの画素が一つの画素で構成され、一画素毎
にバックライト装置200からのR、G、Bの三つの色
相の光が入射する構造を有するものである。すなわち、
従来の方式では、画素がR、G、Bの各色相毎に分離さ
れ、その各色相毎に画素電極及びTFTが備えられて構
成されたものであったが、本発明に係るLCDによれ
ば、一画素でR、G、Bの三つの色相を表現することが
できるようになっている。
【0036】図5は本発明に係る液晶表示素子の第1の
実施の形態の構成を示す平面図であって、図4に示すバ
ックライト装置200のアノード電極とカソード電極と
の配置構造の一態様を示したものである。図5を参照す
ると、カソード電極207R、207G、207Bの各
々は、これと対応するR、G、Bのアノード電極203
R、203G、203Bとほぼ平行に並列して配置さ
れ、第1バスライン210a、第2バスライン210
b、第3バスライン210c及び第4バスライン210
dにそれぞれ分割されて連結されている。
【0037】より具体的に説明すると、第1バスライン
210aと第2バスライン210bとは前面板201の
内面に形成されるものであって、第2バスライン210
aにはRのアノード電極203Rが連結され、第2バス
ライン210bにはGのアノード電極203G及びBの
アノード電極203Bが共通的に連結されている。そし
て、第3バスライン210cと第4バスライン210d
とは背面板206の内面に形成されるものであり、第3
バスライン210cにはRのカソード電極207RとG
のカソード電極207Gとが共通的に連結され、第4バ
スライン210dにはBのカソード電極207Bが連結
されている。
【0038】以上説明したような本発明に係るLCDに
含まれるR、G、Bの各アノード電極、及びこれらのア
ノード電極に各々対応するカソード電極の配置構造は、
R、G、Bの各色相毎のライン単位で、電界放出によっ
て所定の色相のラインで発光が生じるように構成されて
いる。
【0039】例えば、第1バスライン210aと第3バ
スライン210cとが選択された場合、Rのアノード電
極203RとRのカソード電極207Rとによって赤色
のライン発光が生じ、第2バスライン210bと第3バ
スライン210cとが選択された場合には、Gのアノー
ド電極203GとGのカソード電極207Gとによって
緑色のライン発光が生じるようになっている。そして、
第3バスライン210cと第4バスライン210dとが
選択された場合には、Bのアノード電極203Bと、B
のカソード電極207Bとによって青色のライン発光が
生じるようになっている。
【0040】図6は本発明に係る液晶表示素子の第2の
実施の形態の構成を示す平面図であって、図4に示すバ
ックライト装置200のアノード電極とカソード電極と
の配置構造の他の一態様を示すものである。図6を参照
すると、図示しない背面板側に形成された全てのカソー
ド電極207は、第1バス電極211aに共通的に連結
されている。すなわち、図6に示される本発明に係る液
晶表示素子では、図示しない前面板側に形成されたR、
G、Bの各アノード電極203R、203G、203B
は、前記カソード電極207と直交する方向に配置さ
れ、これらのうちのRのアノード電極203Rは図示し
ない前面板の内面に形成された第2バスライン211b
に共通的に連結され、Gのアノード電極203Gは図示
しない前面板の内面に形成された第3バスライン211
cに共通的に連結され、そして残りのBのアノード電極
203Bは図示しない前面板の内面に形成された第4バ
スライン211dに共通的に連結されている。
【0041】このような構成によれば、図6のカソード
電極207は、図4と図5に示すような本発明に係る一
実施の形態のR、G、Bの各カソード電極207R、2
07G、207Bが分割されることなくライン毎に一つ
に連結される。なお、図6の図面番号220は、Gのア
ノード電極203GとBのアノード電極203Bとを電
気的に相互分離するための絶縁層である。
【0042】このような電極の配置構造によれば、第1
バスライン211aは共通ラインであって、第2バスラ
イン211bが選択された場合には、第1バスライン2
11aに連結された全てのカソード電極207と第2バ
スライン211bに連結されたRのアノード電極203
Rとの交差部での電界放出により赤色光の発光が全体的
に生じ、そして、第3バスライン211cが選択された
場合には、前記カソード電極207と第3バスライン2
11cに連結されたGのアノード電極203Gとの交差
部での電界放出によって緑色光の発光が全体的に生じ、
そして第4バスライン211dが選択された場合には、
前記カソード電極207と第4バスライン211dに連
結されたBのアノード電極203Bとの交差部での電界
放出によって青色光の発光が全体的に生じるようにな
る。
【0043】図7(A)から図7(C)は、本発明に係
る液晶表示素子において、液晶パネルの画素にバックラ
イト装置からのR、G、Bの各色相の光が順次に入射す
る状態を示す図面である。すなわち、図7(A)に示す
ように、バックライト装置200で、R、G、Bの中の
R領域で発光が生じれば、このR領域に含まれる蛍光物
質から発光された赤色光が形成され、この赤色光が拡散
板300を通過し、全面的に均一な分布を有するように
形成され、この赤色光が液晶パネル100の画素に入射
するようになっている。
【0044】同様にして、図7(B)に示すように、バ
ックライト装置200のR、G、BのうちのG領域で発
光が生じれば、G領域からの緑色光が拡散板300を通
過し、全面的に均一な分布を有するように形成され、こ
の緑色光が拡散液晶パネル100の画素に入射する。さ
らに、図7(C)に示すように、バックライト装置20
0のR、G、Bの中のB領域で発光が生じれば、B領域
からの青色光が拡散板300を通過し、全面的に均一な
分布を有するように形成され、この青色光が液晶パネル
100の画素に入射する。
【0045】したがって、R(赤色)、G(緑色)、B
(青色)の各色相の発光が同時に生じることがなく、選
択されたバスラインによって色相毎に、またはライン毎
に順次に駆動される発光が生じるようになる。このよう
な本発明に係る液晶表示素子(LCD)によれば、バッ
クライト装置で発光された光が前面板を通過する際に散
乱されても同一色相の光のみが均一に画素に入射するた
めに相互干渉の問題が生じないものとなる。
【0046】そして、以上のように構成される液晶パネ
ルの駆動において動映像を具現化する際には、一つの画
面を60フレーム、すなわち、駆動速度が16.7ms
ecの画面駆動で、前記したバックライト装置における
高速で行なわれる光スイッチ(1msecdlgk)の
特性を用いてR、G、Bの各々の光源を5.81mse
cずつ反復しながら駆動する従来公知のフィールドシー
ケンシャル方式を用いることが可能である。さらに、光
スイッチとして超高速の応答速度である1msec以下
の応答速度で駆動する強誘電性液晶モードの技術(米国
特許4367924号、及び学術誌;Appl.Phy
s.Let.,36 899(1980)に記載されて
いる。)を適用すれば、ほぼ完全な動画像の液晶パネル
を実現することが可能となる。
【0047】
【発明の効果】以上説明した通りに構成される本発明に
係る液晶表示素子によれば、カラーフィルタを有するこ
となく、しかもパネルの一つの画素でR、G、Bの三つ
の色相のスイッチングを実行するように構成されている
ので、従来の液晶表示素子に比べて画素が1/3に縮小
され、この縮小された画素にTFTが備えられて構成さ
れるようになり、その結果、画素の開口率がより大きく
なって、より高い光利用効率と、より高い輝度とを実現
した液晶表示素子を提供することができる。(請求項1
〜5)
【0048】また、本発明に係る液晶表示素子によれ
ば、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の各色相の発
光が同時に生じることがなく、選択されたバスラインに
よって色相毎にまたはライン毎に順次に駆動された発光
が生じるようになっている。このため、バックライト装
置で発光された光が前面板を通過する際に散乱されても
同一色相の光のみが均一に画素に入射するために相互干
渉の問題が生じることがなく、色の純度がより一層改善
された液晶表示素子を提供することができる。(請求項
6〜11)
【0049】特に、本発明に係る液晶表示素子に含まれ
るバックライト装置は、前述したように複数個(例えば
4個)のバスラインによって所望とするラインまたは色
相を発光することができるので、比較的単純な回路構成
によって所望とするイメージを具現化することができ
る。(請求項6〜11)
【0050】このように、本発明に係る液晶表示素子
は、液晶パネルで各色相毎に単位画素を構成することな
く、3色のバックライトに対して一つの画素を対応させ
ることによってカラー画素を構成することが可能である
ため、液晶パネルの開口率を大きく増加させることがで
きるのみならず、液晶パネルの製造プロセスを簡素化す
ることができて液晶パネル自体の製造コストをより低減
化することができると共に、歩留まりを大幅に改善する
ことが可能となる。また、従来公知のフィールドシーケ
ンシャル方式や光スイッチとして超高速の応答速度であ
る1msec以下の応答速度で駆動する強誘電性液晶モ
ードの技術を適用すれば、ほぼ完全な動画像を具現化す
ることが可能となる。(請求項1〜11)
【0051】本発明は、以上のような図面に示された実
施の形態を参考として説明されたが、これらは単なる例
示的なものに過ぎず、当該分野における通常の知識を有
する者であれば、これらの実施の形態から各種の変形及
び均等な他の実施の形態が可能とであることははいうま
でもない。したがって、本発明の真の技術的な保護範囲
は特許請求の範囲によって決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の一般的な液晶表示素子の構造を模式的に
示す断面図である。
【図2】2極(ダイオード)構造の電界放出素子による
バックライト装置を適用した従来の液晶表示素子の概略
的な構成を示す断面図である。
【図3】図2に示す従来の液晶表示素子において、画素
と画素との間で発生する相互干渉を説明するための図面
である。
【図4】本発明に係る液晶表示素子の一実施の形態の模
式的な断面図である。
【図5】本発明に係る液晶表示素子に含まれる電界放出
型のバックライト装置の電極配置構造の第1の実施の形
態を示す平面図である。
【図6】本発明に係る液晶表示素子に含まれる電界放出
型のバックライト装置の電極配置構造の第2の実施の形
態を示す平面図である。
【図7】図7の(A)、(B)、(C)は、それぞれ本
発明に係る液晶表示素子に含まれる液晶パネルの画素に
バックライト装置からのR、G、Bの各色相の光が順次
に入射する状態を示す、前記液晶表示素子の模式的な断
面図である。
【符号の説明】
100:液晶パネル 101、201:前面板 102:ブラックマトリックス 103:共通電極 104、206:背面板 105:画素電極 106:薄膜トランジスタ(Thin film Tr
ansistor:TFT) 200:バックライト装置 203R、203G、203B:R、G、Bの各アノー
ド電極 204R、204G、204B:R、G、Bの各色を発
光するための各蛍光体層 207R、207G、207B:R、G、Bの各アノー
ド電極に対応する各カソード電極 208R、208G、208B:R、G、Bの各蛍光体
層に向けて電子を放出するための各電子放出源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H091 FA31Z FA43Z GA02 GA07 GA13 HA12 LA12 LA16 LA18 LA30 2H092 JA24 NA26 NA27 NA29 PA12 PA13 QA13 5C006 AA22 BB16 BB29 BC06 EA01 FA52 5C080 AA10 BB05 CC03 DD27 DD28 EE28 JJ06 5G435 AA03 AA04 AA17 BB12 BB15 CC09 CC12 EE23 EE26 GG25 GG26 GG27 KK05 KK07 KK10

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前面板と背面板とを具備し、前記前面板
    と背面板との間には液晶が介在し、前記前面板と背面板
    の内面にはそれぞれ、液晶を画素単位で駆動するための
    共通電極と、この共通電極に対応する画素単位の画素電
    極と、この画素電極を駆動するための薄膜トランジスタ
    とが各々配置された液晶パネルと、 前面板と背面板とを具備し、前記前面板には蛍光体層が
    形成されて赤色、緑色、青色の各色相を発光するための
    各アノード電極がそれぞれ複数個、並列して形成され、
    前記背面板には前記赤色、緑色、青色の各アノード電極
    に各々対応するカソード電極が形成され、前記液晶パネ
    ルの各画素に対して赤色、緑色、青色の三つの色相の光
    を共に送るように前記アノード電極と前記カソード電極
    とによる各色相毎の発光部が配置されたバックライト装
    置とを具備してなることを特徴とする液晶表示素子。
  2. 【請求項2】 前記液晶は、応答速度が5.81mse
    c以下のモードで動作することを特徴とする請求項1に
    記載の液晶表示素子。
  3. 【請求項3】 前記液晶パネルに赤色、緑色、青色の各
    色相の光が順次に入射すると、この入射した赤色、緑
    色、青色の各色相の光がこの液晶パネルの各画素により
    制御されることを特徴とする請求項1または請求項2に
    記載の液晶表示素子。
  4. 【請求項4】 前記液晶パネルと前記バックライト装置
    との間には、光を拡散するための拡散板が配されてなる
    ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項
    に記載の液晶表示素子。
  5. 【請求項5】 前記赤色、緑色、青色の各アノード電極
    とカソード電極とは、相互に対面して並列した状態に形
    成されてなることを特徴とする請求項1から請求項4の
    いずれか1項に記載の液晶表示素子。
  6. 【請求項6】 前記赤色、緑色、青色の各アノード電極
    のうち、いずれか一つのアノード電極は前記バックライ
    ト装置の前面板の内面の一側に形成された第1バスライ
    ンに接続され、残りの二つのアノード電極は前記バック
    ライト装置の前面板の内面の他側に形成された第2バス
    ラインに共通的に接続され、 前記赤色、緑色、青色のアノード電極に各々対応する赤
    色、緑色、青色のカソード電極のうち、いずれか二つの
    カソード電極は第3バスラインに共通的に接続され、残
    りの一つのカソード電極は第4バスラインに接続されて
    なることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示素子。
  7. 【請求項7】 前記第1バスラインと第2バスラインと
    は、前記赤色、緑色、青色のアノード電極の配列の両側
    に並列して配置されてなることを特徴とする請求項6に
    記載の液晶表示素子。
  8. 【請求項8】 前記カソード電極とアノード電極とは、
    相互に直交する方向に配置されてなることを特徴とする
    請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の液晶表示
    素子。
  9. 【請求項9】 前記カソード電極は、前記バックライト
    装置の背面板に形成された第1バスラインに共通的に接
    続され、前記赤色、緑色、青色のアノード電極は各色相
    毎にグループ化され、このようにグループ化された色相
    グループ毎に前記バックライト装置の前面板に形成され
    た第2バスライン、第3バスライン及び第4バスライン
    に共通的に接続されることを特徴とする請求項8に記載
    の液晶表示素子。
  10. 【請求項10】 前記第2バスライン、第3バスライン
    及び第4バスラインのうちのいずれか一つのバスライン
    は、前記赤色、緑色、青色のアノード電極を中心として
    残りの二つのバスラインとほぼ平行に、残りの二つのバ
    スラインの配置方向と反対方向に配置されることを特徴
    とする請求項8または請求項9に記載の液晶表示素子。
  11. 【請求項11】 前記第2バスライン、第3バスライン
    及び第4バスラインのうち、隣接して相互に並列して配
    置された二つのバスラインのいずれか一つのバスライン
    は、他の一つのバスラインに接続されたアノード電極と
    交差し、このバスラインとアノード電極とが交差する交
    差部には電気的な絶縁層が備えられてなることを特徴と
    する請求項10に記載の液晶表示素子。
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