JPS61221785A - Color display unit - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はブラウン管に代る映像表示を行うフラットディ
スプレイにおいて、液晶とエレクトロルミネッセンス素
子との組合せによるカラー表示装置に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a color display device using a combination of liquid crystal and electroluminescent elements in a flat display for displaying images in place of a cathode ray tube.

従来の技術 画像表示装置としてブラウン管（ＣＲＴ）表示が主とし
て用いられているが、近年、マトリックス状に電極配置
させたＬＣＤ　、ＫＬ　、ＰＤＰ。Although cathode ray tube (CRT) displays are mainly used as conventional image display devices, in recent years, LCDs, KLs, and PDPs in which electrodes are arranged in a matrix have been used.

ＶＦＰ等によるデータ表示する各裡フラットディスプレ
イ装置が開発されている。この中でＬＣＤ表示装置はカ
ラーフィルターを使うことによりカラー表示が比較的容
易である。この液晶カラー表示装置の構成を第５図に示
す。尚、この例ではＸ−Ｙに電極配置した単純マ）　Ｉ
Ｊソックス動方法での構成とする。液晶表示装置１は赤
（１１Ｒ）。A flat display device for displaying data using VFP or the like has been developed. Among these, LCD display devices can relatively easily display colors by using color filters. The structure of this liquid crystal color display device is shown in FIG. In addition, in this example, a simple matrix with electrodes arranged in the X-Y direction is used.
It is configured using the J-socks movement method. The liquid crystal display device 1 is red (11R).

緑（１１Ｇ）、青（１１Ｂ）から成るカラーフィルター
１１とｎ本の透明Ｘ電極６が蒸着されたフェースガラス
４と透明Ｘ電極６と対向し、かつ直交関係とあるｎ本の
透明Ｙ電極７が蒸着されたリアーガラス８及び両ガラス
間に注入された液晶６（図示せず）で構成される。尚、
各カラーフィルタ１１Ｒ・１１Ｇ・１１Ｂは対向した透
明Ｙ電極７のピッチと対応している。又、ツイスト・ネ
マチック型（ＴＮ型）液晶は２枚の偏向板を必要とする
ので１５．１６はその為の偏光板であシ液晶の回転によ
る透過光の方向を制御し液晶６に対しサンドインチ状に
配置される。以上のような液晶表示装置１において、カ
ラーフィルタ１１Ｒ９１１Ｇ、１１Ｂに対応したＲ−Ｇ
−Ｂ映像信号をＸ−Ｙ電極５・７に印加することにより
ｘ−ｙ交点電極電圧を制御し、交点上の液晶６を通過す
る光量を変化させることで画像表示するものである。A color filter 11 consisting of green (11G) and blue (11B), a face glass 4 on which n transparent X electrodes 6 are deposited, and n transparent Y electrodes 7 that face and are perpendicular to the transparent X electrodes 6. It consists of a rear glass 8 on which is vapor-deposited and a liquid crystal 6 (not shown) injected between both glasses. still,
Each of the color filters 11R, 11G, and 11B corresponds to the pitch of the transparent Y electrodes 7 facing each other. In addition, twisted nematic type (TN type) liquid crystal requires two polarizing plates, so 15 and 16 are polarizing plates for that purpose.It controls the direction of transmitted light by rotating the liquid crystal and provides a sandwich to the liquid crystal 6. Arranged in inches. In the liquid crystal display device 1 as described above, R-G corresponding to the color filters 11R911G and 11B
By applying a -B video signal to the X-Y electrodes 5 and 7, the x-y intersection electrode voltage is controlled, and an image is displayed by changing the amount of light passing through the liquid crystal 6 on the intersection.

ところで、カラー表示するには透過光を要するので、通
常はパンクライトが液晶表示装置１の後部に設置される
ことになる。バックライトは一般に色再現性の点からけ
い光灯１２が使われ、反射板１３及び拡散板１４によシ
均一な光量を液晶表示装置１に供給している。By the way, since transmitted light is required for color display, a puncture light is usually installed at the rear of the liquid crystal display device 1. Generally, a fluorescent lamp 12 is used as the backlight from the viewpoint of color reproducibility, and a uniform amount of light is supplied to the liquid crystal display device 1 through a reflection plate 13 and a diffusion plate 14.

発明が解決しようとする問題点 このような従来の液晶カラー表示装置においては透過型
である為にバックライトを必要とする。Problems to be Solved by the Invention Since such conventional liquid crystal color display devices are of a transmissive type, they require a backlight.

その為に発光効率及び色再現性で一番秀れているけい光
灯１２を光源として使用しているが、けい光灯は線光源
であるので均一光を得るには拡散板が必要となる。さら
に出来るだけ均一光にするには拡散板の枚数を増加させ
るか又は拡散板から光源を遠ざける等の方法がある。前
者では拡散板の増加による総合光透過率の低下、後者で
は奥行きが大きくなり、フラットディスプレイとしての
薄型メリットが弱くなってしまう。その上、液晶表示装
置１内にカラーフィルター１１による透過率の低下もあ
り、カラー表示装置としての総合効率があまシ良いとは
云えない。本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、
簡易なバックライト構成で総合光透過率を向上させ、総
合効率の高いカラー表示装置を提供するものである。For this purpose, a fluorescent lamp 12, which has the best luminous efficiency and color reproducibility, is used as a light source, but since a fluorescent lamp is a linear light source, a diffuser plate is required to obtain uniform light. . Furthermore, in order to make the light as uniform as possible, there are methods such as increasing the number of diffusion plates or moving the light source away from the diffusion plates. In the former case, the total light transmittance decreases due to the increase in the number of diffusers, and in the latter case, the depth increases, weakening the advantage of thinness as a flat display. Furthermore, there is also a reduction in transmittance due to the color filter 11 in the liquid crystal display device 1, so it cannot be said that the overall efficiency as a color display device is very good. The present invention has been made in view of these points,
The present invention provides a color display device that improves overall light transmittance with a simple backlight configuration and has high overall efficiency.

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決する為、バックライトとして
エレクトロルミネッセンス（ＥＬ素子）を使用し、かつ
赤・緑・青の三種類の発光体材料を規則的に配置させる
ことによシ、カラーフィルターも不要としたものである
。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention uses electroluminescence (EL elements) as a backlight and regularly arranges three types of luminescent materials of red, green, and blue. This also eliminates the need for color filters.

作　　用 本発明は上記した構成により面光源となるので拡散板は
不要となシ、かつ液晶表示装置のＸ−Ｙ電極と対応した
形で赤・緑・青色発光体材料を配置することで色選別用
のカラーフィルタも不要となる等、光利用率を大巾に向
上させて総合効率の改善がはかれる。又、ＥＬ素子は薄
膜であるから、バックライトとしての奥行きは、殆んど
皆無といって良く、よりコンパクトな表示装置が実現で
きる。Function The present invention provides a surface light source with the above-described configuration, so there is no need for a diffusion plate.Also, by arranging red, green, and blue light emitting materials in a manner corresponding to the X-Y electrodes of a liquid crystal display device, the present invention provides a surface light source. There is no need for color filters for sorting, which greatly improves light utilization and improves overall efficiency. Furthermore, since the EL element is a thin film, it can be said that there is almost no depth as a backlight, and a more compact display device can be realized.

実施例 第１図は本発明の基本構成を示したものである。Example FIG. 1 shows the basic configuration of the present invention.

液晶表示装置１はチューナ１７で受信された信号を映像
信号処理回路１８で映像信号をＡ／Ｄ変換し、ＬＣＤ駆
動回路１９によりＲ−Ｃｉ−Ｂ映像信号に対応したパル
ス′亀圧を印加することによシ画像表示がなされる。当
然のことながら液晶表示装置はモノクロ表示である。一
方、液晶表示装置１の背後にはカラーエレクトロルミネ
センス素子２（ＥＬ素子）が設置されており、このカラ
ーＥＬ素子は赤・緑・青色発光体層を有した分散型ＡＣ
駆動ＥＬ素子や薄膜型ＡＣ駆動ＥＬ素子等で構成される
。カラーＥＬ素子２に高周波電圧Ｖ　Ｅ　Ｊ、　　を印
加することによシカラーＥＬ素子２から常時赤緑・青色
光が液晶表示装置１に照射される。液晶表示装置１の液
晶素子配列とカラーＥＬ素子２の各界・緑・青色発光体
層とを対応させることにより液晶表示装置１はフルカラ
ーの画像表示が可能となるものである。この例ではテレ
ビ信号等によるフルカラー画像表示を述べたが、これに
限らずカラー表示をさせたい信号であれば特に制限はな
い。第２，３図に具体的実施例を示す。第２図はカラー
表示装置の正面図、第３図は構成図である。The liquid crystal display device 1 converts the signal received by the tuner 17 into a digital signal by the video signal processing circuit 18, and applies a pulse 'torque pressure corresponding to the R-Ci-B video signal by the LCD drive circuit 19. In particular, an image display is provided. Naturally, a liquid crystal display device is a monochrome display. On the other hand, a color electroluminescence device 2 (EL device) is installed behind the liquid crystal display device 1, and this color EL device is a dispersed type AC having red, green, and blue light emitting layers.
It is composed of a drive EL element, a thin film type AC drive EL element, etc. By applying a high frequency voltage V E J, to the color EL element 2, the liquid crystal display device 1 is constantly irradiated with red, green and blue light from the color EL element 2. By matching the liquid crystal element arrangement of the liquid crystal display device 1 with the various field, green, and blue light emitting layers of the color EL element 2, the liquid crystal display device 1 can display a full-color image. In this example, a full-color image display using a television signal or the like has been described, but the present invention is not limited to this, and there is no particular restriction as long as the signal is desired to be displayed in color. Specific examples are shown in FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a front view of the color display device, and FIG. 3 is a configuration diagram.

まず本発明のカラー表示装置の構成について第３図で説
明する。液晶表示装置１については単純マトリックス駆
動方式及びアクティブマトリックス駆動方式があるが本
発明においては、駆動方式で特に左右されるものではな
い故、ここでは単純マトリックス駆動方式での構成が示
しである。従来のカラー液晶表示装置との違いは基本的
には色分離する為のカラーフィルターがない一般的な構
成である。この液晶表示装置１の裏面にカラーＥＬ素子
２によるバックライト部がある。カラーＥＬ素子が薄膜
型ＡＣ駆動ＥＬ素子の時を例にとると、ガラスパネル９
にまず液晶表示装置１のＸ又はＹ電極５，７と対応した
赤（２Ｒ）、緑（２Ｇ）。First, the configuration of the color display device of the present invention will be explained with reference to FIG. The liquid crystal display device 1 has a simple matrix drive method and an active matrix drive method, but the present invention is not particularly influenced by the drive method, so a simple matrix drive method is shown here. The difference from conventional color liquid crystal display devices is that the general structure basically does not include a color filter for color separation. On the back side of this liquid crystal display device 1, there is a backlight section formed by color EL elements 2. For example, when the color EL element is a thin film type AC driven EL element, the glass panel 9
First, red (2R) and green (2G) corresponding to the X or Y electrodes 5 and 7 of the liquid crystal display device 1.

青（２Ｂ）の各発光体層をもつカラーＥＬ素子及び透明
電極１ｏを蒸着させ、最後に反射機能を有するアルミ背
面電極１７が蒸着させることにより完成する。今、各発
光体層（２Ｒ、２Ｇ　、　２Ｂ　）はストライプ状であ
る。このような構成においてカラーＥＬ素子へは第２図
に示すように各発光体層を共通接続させ高周波電源（ｖ
ＲｌｖＧ、ＶＢ）を印加して赤・緑・青色を発光させる
。高周波電源ＯＶ　Ｒ，ＶＧ　、　Ｖ　Ｂ　ｆ調整して
輝度りがＬＧ：ＬＲ：ＬＢ＝６　：　３　：　１になる
ように白バランスをとる。尚、各発光体層の発光効率が
上記比になっていれば高周波電源は一種類でよく、かつ
ストライプ状の透明電極１ｏは背面電極１７と同様な面
電極で良い。The color EL element having each of the blue (2B) light emitting layers and the transparent electrode 1o are deposited, and finally the aluminum back electrode 17 having a reflective function is deposited to complete the process. Now, each emitter layer (2R, 2G, 2B) is striped. In such a configuration, each light emitting layer is connected commonly to the color EL element as shown in FIG. 2, and a high frequency power source (v
RlvG, VB) is applied to emit red, green, and blue light. High frequency power supplies OVR, VG, and VB are adjusted to achieve white balance so that the brightness becomes LG:LR:LB=6:3:1. Note that as long as the luminous efficiency of each light emitting layer is within the above ratio, only one type of high frequency power source is required, and the striped transparent electrode 1o may be a surface electrode similar to the back electrode 17.

カラーＥＬ素子２はストライプ状に赤・緑・青色面光源
がトリオとなりこれがくり返された・（ツクライトとし
て作用する０ストライプ状の発光体層（２Ｒ、２Ｇ　、
　２Ｂ　）のピッチを液晶表示装置１の絵素３と一致さ
せるように配置する。つまシ赤色発光体層２Ｒ１には絵
素３Ｒ１１〜３Ｒ５１，緑色発光体層２Ｇ１には絵素３
Ｇ　〜３Ｇ６１．青色発光体層２Ｂ１　　には絵素３Ｂ
　〜３Ｂ６１　が図示したように対応している。液晶表
示装置１が線順次走査で駆動されるものとすれば、絵素
３Ｒ１ｎ（ｎ＝１〜ｍ）にはＲ映像信号に対応したパル
ス電圧を、絵素３Ｇ、ｎ（ｎ＝１〜ｍ）にはＧ映像信号
に対応したパルス電圧を、絵素３Ｂ１ｎ（ｎ＝１〜ｍ）
−Ｂ映像信号に対応したパルス電圧をｘ−Ｙマトリック
ス電極を介して印加することによシー走査ラインのカラ
ー画素が再現され、それを線順次走査することにより全
体のカラー画像が表示できる。このようにバックライト
としてカラーＥＬ素子２を使用し、かつ赤・緑・青色発
光体層（２Ｒ，２Ｇ、２Ｂ）を液晶表示装置１の絵素ピ
ッチと対応させたトリオ配置によシ容易にカラー表示が
でき、かつカラーＥＬ素子２は常時発光状態の一定光量
を発光させるので無駄な電力がなく２〜３１ｍ／Ｗ　と
従来のけい光灯と同等の効率で駆動することが可能であ
る。又、カラーＥＬ素子２はガラスパネルへの蒸着等で
形成されるのでバックライトとして非常に薄型のものが
できる。さらに従来のような拡散板１３、カラーフィル
ター１１が不要であり、これによる透過率低下がなくな
るので光利用効率は２倍程度向上する。The color EL element 2 has a trio of red, green, and blue surface light sources arranged in a stripe pattern, which is repeated.
2B) are arranged so as to match the pitch of the picture elements 3 of the liquid crystal display device 1. The red light emitter layer 2R1 has picture elements 3R11 to 3R51, and the green light emitter layer 2G1 has picture elements 3R11 to 3R51.
G ~3G61. The blue luminescent layer 2B1 has a picture element 3B.
~3B61 correspond as shown. Assuming that the liquid crystal display device 1 is driven by line sequential scanning, a pulse voltage corresponding to the R video signal is applied to the picture elements 3R1n (n=1 to m), and the picture elements 3G,n (n=1 to m ), a pulse voltage corresponding to the G video signal is applied to the picture element 3B1n (n=1 to m).
By applying a pulse voltage corresponding to the -B video signal through the x-y matrix electrodes, the color pixels of the C scan line are reproduced, and by scanning them line-by-line, the entire color image can be displayed. In this way, the color EL element 2 is used as a backlight, and the trio arrangement in which the red, green, and blue light emitting layers (2R, 2G, 2B) correspond to the pixel pitch of the liquid crystal display device 1 can be easily configured. Color display is possible, and since the color EL element 2 emits a constant amount of light at all times, there is no wasted power and it is possible to drive at an efficiency of 2 to 31 m/W, which is equivalent to a conventional fluorescent lamp. Furthermore, since the color EL element 2 is formed by vapor deposition on a glass panel, a very thin backlight can be obtained. Furthermore, unlike the conventional diffuser plate 13 and color filter 11, there is no need for the diffuser plate 13 and color filter 11, and the decrease in transmittance caused by these is eliminated, so the light utilization efficiency is improved by about twice.

一方、第４図は他の実施例でありゲスト・ホスト型（Ｇ
Ｈ型）液晶材料の使用時に適した構成を示したものであ
る。ＧＨ型では偏向フィルターが１枚だけで良い。その
為、第３図のＴＮ型では液晶表示装置１とカラーＥＬ素
子２間にも必要だった偏向フィルター１６が不要となる
。これにより、カラーＥＬ素子２の構成は液晶表示装置
１のリアガラス８上に蒸着することができるので、より
コンパクトなものが実現できる。尚、カラーＥＬ素子２
と液晶表示装置１との間には両者を遮断する為の絶縁層
１８が介在させである。又、カラーＥＬ素子２への高周
波電圧の印加に関しては透明電極１０をアースさせた使
用法を行うことによシ、高周波電源の液晶表示装置１へ
の静電的影響を防止できる。この構成はカラーＥＬ素子
２が液晶表示装置１と密着しているのでクロストークが
第２゜３図実施例に比べ秀れている。尚カラーＥＬ素子
２の各発光体層をストライプ状で示したがこれにこだわ
ることなく千鳥配列等、液晶表示装置の絵素への映像信
号さえ対応させてあれば特に限定されない。On the other hand, FIG. 4 shows another embodiment of the guest-host type (G
This figure shows a configuration suitable for use with H type) liquid crystal material. The GH type requires only one deflection filter. Therefore, in the TN type shown in FIG. 3, the polarization filter 16 which was also necessary between the liquid crystal display device 1 and the color EL element 2 is no longer necessary. Thereby, the configuration of the color EL element 2 can be deposited on the rear glass 8 of the liquid crystal display device 1, so that a more compact device can be realized. In addition, color EL element 2
An insulating layer 18 is interposed between the liquid crystal display device 1 and the liquid crystal display device 1 to isolate the two. Furthermore, when applying a high frequency voltage to the color EL element 2, electrostatic influence of the high frequency power source on the liquid crystal display device 1 can be prevented by grounding the transparent electrode 10. In this configuration, since the color EL element 2 is in close contact with the liquid crystal display device 1, the crosstalk is superior to that of the embodiment shown in FIGS. Although each light emitting layer of the color EL element 2 is shown in a striped pattern, it is not limited to this and is not particularly limited as long as it corresponds to a video signal to the picture elements of the liquid crystal display device, such as a staggered arrangement.

発明の効果 本発明によればバックライトとしてカラーＥＬ素子を使
い、かつ、カラーＥＬ素子を赤・緑・青の独立した発光
体層のトリオ配列とし、カラーＥＬ素子を常時発光状態
にさせて、その透過光を液晶表示装置で制御することに
より、カラー表示を行うものである。カラーＥＬ素子の
発光電力は従来のけい光灯盤みの効率であり、本発明構
成によシ液晶表示装置内のカラーフィルターの不要によ
るコストダウン、さらに拡散板も不要なことから両者に
よる透過率低下がなくなり光利用率が向上するのでダイ
ナミックレンジの広いカラー表示ができる。そしてカラ
ーＥＬ素子そのものは蒸着あるいは印刷技術で製造でき
るので、カラー表示装置そのものが非常に軽くて薄いも
のが実現できる。Effects of the Invention According to the present invention, a color EL element is used as a backlight, and the color EL element is arranged as a trio of independent red, green, and blue light emitting layers, and the color EL element is always in a light emitting state. Color display is performed by controlling the transmitted light with a liquid crystal display device. The light emitting power of the color EL element is as efficient as that of a conventional fluorescent lamp, and the structure of the present invention reduces costs by eliminating the need for a color filter in the liquid crystal display device, and also reduces the transmittance due to both since it does not require a diffuser plate. This eliminates the degradation and improves the light utilization efficiency, making it possible to display colors with a wide dynamic range. Since the color EL element itself can be manufactured using vapor deposition or printing technology, the color display device itself can be made very light and thin.

これは特に大画面カラー表示の時に効果が大きい。以上
のように本発明はカラー表示装置として実用面できわめ
て有効なものである。This is especially effective when displaying in color on a large screen. As described above, the present invention is extremely effective in practical use as a color display device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例におけるカラー表示装置の基
本構成図、第２図は同装置のカラーＥＬ素子と液晶表示
装置との位置関係を示す図、第３図はその構成を示す斜
視図、第４図は本発明の他の実施例におけるカラー表示
装置の断面図、第６図は従来のけい光灯バックライト方
式によるカラー液晶表示装置の構成図である。 １・・・・・・液晶表示装置、２・・・・・・カラーＥ
Ｌ素子、２Ｒ・・・・・・赤色発光体層、２Ｇ・・・・
・・緑色発光体層、２Ｂ・・・・・・青色発光体層、１
０・・・・・・透明電極、１７・・・・・・背面電極、
３・・・・・・液晶素子。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図Fig. 1 is a basic configuration diagram of a color display device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the positional relationship between the color EL element and the liquid crystal display device of the same device, and Fig. 3 is a perspective view showing the configuration. 4 is a sectional view of a color display device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a configuration diagram of a color liquid crystal display device using a conventional fluorescent lamp backlight method. 1...Liquid crystal display device, 2...Color E
L element, 2R... Red light emitter layer, 2G...
... Green light emitter layer, 2B... Blue light emitter layer, 1
0...Transparent electrode, 17...Back electrode,
3...Liquid crystal element. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 液晶表示装置の裏面に独立した赤・緑・青のカラー発光
体層を有したエレクトロルミネッセンス素子を規則配列
させると共に、このカラー発光体層と対応して前記液晶
表示装置の液晶表示素子を配置させ、前記エレクトロル
ミネッセンス素子を常時一定輝度の発光状態とし、前記
液晶表示素子に対応したＲ・Ｇ・Ｂ映像信号の変換電圧
を液晶表示装置に加えることによりカラー画像を表示さ
せたことを特徴とするカラー表示装置。Electroluminescent elements having independent red, green, and blue color light emitting layers are regularly arranged on the back surface of the liquid crystal display device, and the liquid crystal display elements of the liquid crystal display device are arranged in correspondence with the color light emitting layers. , characterized in that the electroluminescent element is always in a light emitting state with a constant brightness, and a color image is displayed by applying conversion voltages of R, G, and B video signals corresponding to the liquid crystal display element to the liquid crystal display device. Color display device.