[发明专利]彩色荧光液晶显示器

说明书

本发明一般涉及能够显示高亮度和分辨率的单色、多色和全色图象的有效的显示设备。更具体地，本发明涉及一种无滤色片的液晶设备（LCD），其中LCD由背景光源照明，它是一个发射单色光或诸如三基色红、蓝、绿的多色光的电子荧光源。

LCD是应用最广泛的一种设备。然而当今多数使用的LCD是单色的。尽管已经提出了多色和全色LCD，但是一些技术难关阻碍了它们的发展。在多数提出的多色和全色LCD中，使用背部光源。然而，大多数情形下，使用的背部光源是白色光。因此，为产生不同色彩的合成图象，使用了红、蓝、绿色滤光片阵列。对于每个象素，对被导向到象素一部分的白色光进行过滤以便只允许红色光通过，并且对被导向到象素另一部分的白色光进行过滤，以便只允许蓝色光通过，以及对被导向到象素剩余部分的白色光进行过滤以便只允许绿光通过。这样只有一小部分白色光能量透过LCD传输。如果要求相对纯的红、蓝和绿色光，则所用的滤光片必须具有窄的通带，以致被利用的白光能量的百分比进一步下降。然而，如果要求较亮的显示，用户也许不得不在彩色品质上折衷，并利用通带较宽的红、蓝和绿色滤光片。

LCD单元对加到其上的电压响应缓慢。尤其是，当扫描电压首次加到LCD单元上时，单元具有低的透射率。在扫描周期中，透射率缓慢上升，以致在扫描周期中，低百分比的光透过红、蓝和绿滤色片并经过LCD单元传输。这是无源矩阵型LCD彩色显示器的显著缺陷，其中LCD单元旁边没有驱动器来驱动该单元。

为改进显示亮度，提出有源矩阵LCD单元，为每个LCD单元或象素增加至少三个薄膜晶体管，以加速单元或象素为透射不同色彩的光时的导通和断开。然而，这样的晶体管是不透光的并占用LCD单元中的较大面积。换言之，无论设计人在增大透射率时得到了什么，设计人也将失去至少部分利益，这是因为单元中实际透射光的面积减少了。

有源矩阵LCD型显示器的其他复杂性在于制造。这样如果在LCD象素或单元的某一个中的薄膜晶体管有缺陷，则整个显示器不能使用而必须报废。因为输出问题，使用了冗余晶体管。然而，增加更多薄膜晶体管进一步减少了象素的光透射部分，这是所不希望的。对于具有多个象素的显示器，减少面积是值得考虑的。例如，对于一个480×240象素的显示器，即使晶体管不冗余时必须作用480×240×3个晶体管。如果包括冗余晶体管，比如每象素的每种色彩使用2个晶体管，则必须使用480×240×3×2个晶体管。

鉴于上述原因，难于利用上述常规设计来实现有效的高亮度、优质色彩和高分辨率的彩色LCD显示器。对于大型显示器来说尤其如此。因此需要提供一种廉价的并能克服或减轻上述困难的彩色LCD显示器的替换设计。

本发明基于这样一种考虑，即利用电子荧光设备（EFD）作为背光源以取代带滤色片的白色光源，以减轻或避免常规彩色LCD的上述难点。本发明的平板彩色显示设备包括一个液晶材料层，用于寻址所述层上的位置以使所述层改变经过该层上所选定位置透射的光强的装置，以及用于向液晶层提供光的背部光源。该背部光源包括一个外壳，确定了其内的真空室，安装在该室内的多个阴极，用于使阴极发射电子的装置，以及一个室内阳极。该光源还包括室内的控制装置用于使阴极发射的电子射向选定位置的阳极，以及设置在室腔内阳极处或其附近的、响应所述电子而产生光并将之导向到液晶材料层的装置。

本发明另一方面针对于一种用于当在观看方向上观看时显示图象的图象显示设备。该图象显示设备包括一个基本上平的前端单元，它延续了单独可控的光闸阵列，每个光闸具有一个表面、前部和控制装置，控制装置用于寻址并控制光闸以控制通过前端单元中的每个光闸表面的一部分的光的通过，所述部分确定了光闸面。该设备还具有一个含有多个子部分的基本上平的后端单元，每个子部分对应于一组用于图象显示的光闸。该设备另外包括后端控制装置，用于（独立于其他子部分地）控制每个子部分以使每个子部分从其区域的至少一部分产生一种或多种彩色的光脉冲，所述部分确定了一个光发射面，这些光被导向前端单元中相应的光闸组。前、后控制装置使得来自至少一个子部分的光脉冲与通过前端单元中相应光闸组的光的通过相同步。