JPH0689075A

JPH0689075A - 表示装置及びそれに用いる蛍光スクリーンの製造方法

Info

Publication number: JPH0689075A
Application number: JP24031792A
Authority: JP
Inventors: Michio Okajima; 道生岡嶋; Takao Toda; 隆夫任田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-09-09
Filing date: 1992-09-09
Publication date: 1994-03-29

Abstract

(57)【要約】【目的】表示品位の高い、高輝度、低消費電力の大画
面ディスプレイを実現する。【構成】蛍光面に光共振器を設けた紫外レーザー面光
源の陰極線管51〜53から放射される紫外励起光の光束に
より、蛍光スクリーン2上に配設されたＲ、Ｇ、Ｂ可視
発光蛍光体ドットを励起する。また、その光路に複数の
紫外光透過部を設けた光遮蔽板50を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表示装置に関するもの
で、特に投射型画像表示装置等のディスプレイ分野への
応用が関連深い。

【０００２】

【従来の技術】現在、表示品位の高いディスプレイとし
て最も多く用いられているものはＣＲＴである。しか
し、大画面、とりわけ４０インチ程度以上の大きさのＣ
ＲＴは、奥行きが深く、重量が重く、また高輝度が得ら
れにくい課題があった。しかも、ＣＲＴ作製時の歩留ま
りが低い等の原因により、中小サイズのＣＲＴに比べ
て、コストが飛躍的に高い課題もあった。

【０００３】近年、これらの課題を解決すべく、ＣＲＴ
に替わる高品位大画面ディスプレイとして種々の方式が
提案され、例えばプラズマディスプレイ、ＥＬディスプ
レイ、液晶ディスプレイ、カラーフラットパネル（エス
・アイ・ディー８５年ダイジェスト第１８５〜第１８６
頁(SID '85 Digest 185p-186p, Apr.1985)等で発表）等
のフラットパネルディスプレイ、例えばＣＲＴ投射型デ
ィスプレイ、液晶投射型ディスプレイ等の投射型ディス
プレイが研究されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のフラッ
トパネルディスプレイおよび投射型ディスプレイの大画
面ディスプレイの方式には、各々下記のような課題があ
った。

【０００５】(１)フラットパネルディスプレイの課題 ○プラズマディスプレイは、効率が低く消費電力が大き
い ○ＥＬディスプレイは、高輝度フルカラー化に必要な特
に赤色、青色の高効率蛍光体がまだ得られていない ○液晶ディスプレイは、大面積化に伴って、配線抵抗や
寄生容量等による信号遅延の問題や、複雑なプロセスや
歩留まり低下等によるコストが高い ○カラーフラットパネルは、複雑な構造に起因した表示
品位の低下や経時劣化、重量増、コスト増等の課題がある。即ち、低コスト、低消費電力で、高輝度
大画面フラットパネルディスプレイを実現することは今
のところ極めて難しいという課題があった。

【０００６】(２)投射型ディスプレイの課題 ○ＣＲＴ投射型ディスプレイは、レンズ系の集光効率が
低いため高輝度が得られにくい ○液晶投射型ディスプレイは、液晶パネルの開口率や偏
光板透過率あるいはレンズ系集光率が低いため、高輝度
を得るには高出力のバックライトを用いる必要があり、
偏光板や液晶の耐光性や消費電力が高いという課題がある。

【０００７】また、これらの投射型ディスプレイは、Ｃ
ＲＴやフラットパネルディスプレイと比較して、大画面
化は比較的容易なものの、それらと異なりスクリーン自
体が発光するいわゆる直視型ではなく、光源からの光を
スクリーンの前面から、あるいはその背面から投射して
その像を観る装置である。従って、直視型のディスプレ
イと比べてコントラスト等表示品位が劣る。また、スク
リーンにレンチキュラーレンズを設けて、真正面方向の
輝度を向上させている。このことが逆に斜めから観る場
合の輝度を落とすことになり、視野角を狭くしている。

【０００８】本発明は、軽量、コンパクトで低コスト、
低消費電力であって、なおかつ表示品位の高い大画面デ
ィスプレイが実現できる表示装置と、この表示装置に用
いる蛍光スクリーンの製造方法を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、紫外光を面状
で発する紫外線源、この紫外線源から発する紫外光の通
過方向に配置した投射レンズ、この投射レンズを通過し
た紫外光が照射し可視光を発する可視発光蛍光体を含む
蛍光体層を備えた蛍光スクリーンを具備した表示装置で
上記課題を解決した。

【００１０】また、本発明の好ましい表示装置の形態
は、紫外光を面状で発する紫外線源、この紫外線源から
発する紫外光の通過方向に配置した投射レンズ、この投
射レンズを通過した紫外光が照射し可視光を発する可視
発光蛍光体を含む蛍光体層をスクリーンに具備した蛍光
スクリーン、及びこの投射レンズとこの蛍光スクリーン
との間に投射レンズを通過した紫外光が通過する部分を
有した光遮蔽板を具備した表示装置であり、この本発明
の好ましい表示装置の蛍光スクリーンの製造方法として
は、投射レンズを介した紫外線源から発した紫外線が、
蛍光スクリーン上に照射する照射領域に対応する位置に
パタ−ン露光光源を設置し、光遮蔽板をマスクとし、可
視発光蛍光体を含むネガレジストを塗布したスクリーン
に照射露光する露光工程、しかる後ネガレジストを現像
し、スクリーンに可視発光蛍光体のパタ−ンを作成する
工程を含む蛍光スクリーンの製造方法である。

【００１１】

【作用】本発明の表示装置は、面状の紫外線源、投影レ
ンズ、および蛍光スクリーンを主な構成要素とする。紫
外線源から発した紫外光は投影レンズにより拡大され、
蛍光スクリーンの可視発光蛍光体を励起し可視光が発す
る。

【００１２】本発明の表示装置は、蛍光スクリーンに含
まれる可視発光蛍光体が、面状の紫外線源から投影レン
ズを介して発光してくる紫外線で励起され、所望の可視
光を発光してスクリーン上に表示する直視型である。

【００１３】即ち、本発明の表示装置は、面状の紫外線
源から発する紫外光を投影レンズでそのまま直接拡大
し、蛍光スクリーンに含まれる可視発光蛍光体によって
紫外光から可視光へ直接変換する。本発明で言う面状の
紫外線源とは、紫外発光蛍光体を走査する領域が面状で
ある紫外発光陰極線管、または、紫外発光領域が各画素
を面状に配置することによって構成されている電界発光
素子の何れかのことである。

【００１４】また、本発明の表示装置の投影レンズと蛍
光スクリーンとの間に、紫外光を透過する部分を有した
光遮蔽板を設けると、紫外線源から発光し投影レンズを
介した紫外光を、蛍光スクリーンに含まれる可視発光蛍
光体に励起光として制御良く照射できる。即ち、紫外線
源から放射された紫外光は、投射レンズにより平行光束
化後拡大される。紫外光の光束は蛍光スクリーン面から
所定の距離をおいて配設された光遮蔽板に設けられた紫
外光透過部を透過して、その透過光だけが所定の位置に
対応した可視発光蛍光体を照射し蛍光を発する。光遮蔽
板の紫外光透過部は、投射レンズと紫外光透過部とを透
過した紫外線源からの紫外光の光束が、所定の可視発光
蛍光体にのみ照射されるような相対位置に設置されてい
るので、紫外線源からの特定の光束は、必ずその光束に
対応した特定の可視発光蛍光体を励起する。

【００１５】

【実施例】本発明の表示装置の紫外線源は、電子線励起
で紫外光を発する紫外発光蛍光体を具備した陰極線管、
または、電界発光で紫外線を発する紫外蛍光体を含む電
界発光素子の何れでも適応できる。

【００１６】本発明の表示装置の構成は、面状の紫外線
源から発した紫外光を蛍光スクリーンに直接拡大し直接
発光像を表示する、すなわち紫外線による画像情報を可
視像に顕像化するいわば間接直視型である。このため、
本発明の表示装置は、直視型表示でありながら従来のＣ
ＲＴに比べると勿論のこと、従来の投射型同等以上に、
軽量でコンパクトにすることができる。また、フラット
パネルディスプレイに比べると、低コストの大画面表示
装置を提供できる。

【００１７】本発明の紫外線源が陰極線管の場合の作用
を説明する。陰極線管を動作させると電子銃から放出さ
れた電子ビームが紫外発光蛍光体を励起し、紫外光をフ
ェースプレートの外側に放つ。このようにして発生した
紫外線を可視発光蛍光体の励起光として、陰極線管の前
面に配置した投射レンズにより平行光束化後拡大し、前
面に配置した可視発光蛍光体を具備した蛍光スクリーン
に照射される。蛍光スクリーン上には単数あるいは複数
種類の可視発光蛍光体を含む蛍光層が配設されており、
投影レンズを介して所望の可視発光蛍光体を励起し、所
定の色の可視光を発する。従って、前記陰極線管に所定
の画像信号を入力することで、前記蛍光スクリーンにモ
ノクロあるいはフルカラーの画像が表示される。

【００１８】即ち、本発明は陰極線管からの励起光を拡
大、投射する点で低コストで大画面化が可能となる。且
つまた、励起光によりスクリーン自体が発光する直視型
となるので表示品位が高い。即ち、本発明により、軽
量、コンパクトで低コストの高品位大画面ディスプレイ
を実現できる。

【００１９】特に本発明の紫外線源が陰極線管で、しか
も発光層の上下にそれを挟むように対向して設けられた
反射鏡対より成る光共振器で構成された蛍光面に電子ビ
ームを照射すると、発光層が励起されて紫外光を発す
る。この光が前記反射鏡対間で反射を繰り返し、前記発
光層に紫外光の誘導放出を起こさせる。電子ビームのパ
ワーをある閾値以上にすると、レーザー発振が起こるた
め好ましい。閾値は光共振器、紫外蛍光体材料等によっ
て決定できる。

【００２０】レーザー光は半透明な反射鏡を透過し、外
部に放射される。レーザー光は、主にその発光波長と発
光部の面積で決まる狭い出射角で、反射鏡に鉛直な方向
に放射される。レーザー光の出射角が狭いので、光はレ
ンズ系を介して効率よく蛍光スクリーンに照射される。
蛍光スクリーンの可視発光蛍光体が、この紫外レーザー
光により励起され、所定の色の可視域の自然放出光を発
する。即ち、本発明は、軽量、コンパクト、低コスト、
高品位であって、且つ高輝度、低消費電力の大画面ディ
スプレイを実現できる。

【００２１】本発明の紫外線源が電界発光素子の場合の
作用を説明する。電界発光素子の電極対間に所定の交流
電界を印加すると、紫外発光層内で電界発光の作用によ
り紫外光が発光する。これらの紫外励起光は、透明ある
いは半透明の電極を透過して電界発光素子の外側に放た
れる。このようにして発生した紫外線を可視発光蛍光体
の励起光として、電界発光素子の前面に配置した投射レ
ンズにより平行光束化後拡大され、それらの前面に配置
した蛍光スクリーンに照射される。蛍光スクリーン上に
は単数あるいは複数種類の可視発光蛍光体を含む蛍光層
が配設されており、投影レンズを介して所望の可視発光
蛍光体を励起し、所定の色の可視光を発する。従って、
前記薄膜電界発光素子に所定の画像信号を入力すること
で、前記蛍光スクリーンにモノクロあるいはフルカラー
の画像が表示される。

【００２２】本発明に適用できる紫外発光蛍光体として
は、ダイヤモンド、炭化シリコン、例えばＧａＮ、Ａｌ
Ｎ、ＢＮ等のIII−V族化合物半導体、例えばＺｎＯ、Ｚ
ｎＳｅ、ＺｎＳ、ＣｄＳ等のIIｂ−VI族化合物半導体、
例えばＭｇＳ、ＣａＳ、ＳｒＳ、ＢａＳ等のIIａ−VI族
化合物半導体、例えばＣｕＡｌＳ₂等のカルコパイライ
ト化合物、例えばＭｎＴｅ、ＭｎＳｅ、ＭｎＳ等のマン
ガンカルコゲナイド化合物、もしくはこれらを含有する
多元化合物または必要に応じてこれらの材料に発光性の
ドナー性不純物あるいはアクセプター性不純物を添加し
た材料であってもよい。特にドナー性不純物あるいはア
クセプター性不純物を添加すると、発光効率が向上する
ため好ましい。

【００２３】また、本発明に適応できる紫外発光蛍光体
は、例えばＣａ₃（ＰＯ₄）₂：Ｔｌ⁺等の燐酸塩蛍光体、
例えばＢａＳｉ₂Ｏ₅：Ｐｂ²⁺、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｍｇ）₃
Ｓｉ₂Ｏ₇：Ｐｂ²⁺、Ｃａ₂ＭｇＳｉ₂Ｏ₇：Ｃｅ³⁺、Ｚｎ₂
ＳｉＯ₄：Ｔｉ等の珪酸塩蛍光体、例えばＳｒＢ₄Ｏ
₇Ｆ：Ｅｕ²⁺等の蛍光体のいわゆる発光中心イオン含有
蛍光体、酸化イットリウム化合物、酸化タングステン化
合物、酸化アルミニウム化合物、希土類酸化物、IIａ−
VII2化合物、IIｂ−VII2化合物、またはハロゲン化アル
カリ等も挙げられる。

【００２４】このような紫外発光蛍光体の中でも、発光
中心不純物が不完全ｆ電子殻を有するランタノイドイオ
ンもしくはアクチノイドイオンであると、発光効率が高
くなる、あるいは、レ−ザ発振し易くなるため好まし
い。

【００２５】特に、発光中心不純物はガドリニウムイオ
ンが好ましい。即ち、ガドリニウムイオンのエネルギー
準位において、基底準位（⁸Ｓ_7/2）と第１励起準位（⁶
Ｐ_7/2）の間の電気双極子遷移は、他のランタノイドイ
オンと同様にｆ−ｆ遷移で元来は禁制であるが、結晶母
体中では結晶場の影響を受けて許容となる。また⁸Ｓ_7/2
と⁶Ｐ_7/2の間のエネルギーギャップは紫外域の波長に相
当する。しかも母体材料は⁶Ｐ_7/2→⁸Ｓ_7/2の遷移に伴う
蛍光に対して透明あるいは半透明である。従って、陰極
線管や薄膜電界発光素子の蛍光体材料の発光中心として
ガドリニウムイオンを用いると、効率よく母体中のガド
リニウムイオンの⁶Ｐ_7/2→⁸Ｓ_7/2の遷移に伴う紫外域の
蛍光を発することができる。従って、３００ｎｍ程度の
紫外光のレ−ザを発振させることができる。

【００２６】発光中心不純物には不完全ｆ電子殻を有す
るもの以外にも、例えば不完全ｄ電子殻を有する遷移金
属イオンでも適応できる。

【００２７】これらの紫外線発光蛍光体の室温でのバン
ドギャップは、３．１ｅＶ以上であると、４００ｎｍ以
下の紫外線が発光できるため好ましい。

【００２８】本発明の表示装置は可視発光蛍光体を紫外
線で励起するため、紫外線カットフィルターを蛍光スク
リーンの蛍光体層の投影レンズと反対面側に設置する
と、紫外線の漏洩が防げるため好ましい。また、紫外光
反射鏡を蛍光スクリーンの蛍光体層の投影レンズと反対
面に設置すると、蛍光スクリーンから外側に出る紫外線
を反射でき、可視発光蛍光体を再励起でき発光効率を向
上できるため好ましい。なお、紫外線カットフィルター
と紫外光反射鏡とを同時に設置してもよく、この場合に
は、紫外線カットフィルターは紫外光反射鏡の外側に設
置すること勿論である。

【００２９】さらに、本発明の表示装置の蛍光スクリー
ンと投影レンズとの間に可視光反射鏡を設置すると、可
視発光蛍光体から発光する可視光の内投影レンズ側に戻
る可視光を反射でき、表示の輝度を向上できるため好ま
しい。

【００３０】また、本発明の表示装置は、複数色にも対
応できる。複数色に対応するには、発光する色に対応し
た複数の紫外線源、複数の紫外線源に対応した投影レン
ズ、および複数の可視発光蛍光体を有した蛍光スクリー
ンとを具備すればよい。特に複数色に表示する場合に
は、投影レンズと蛍光スクリーンとの間に紫外光を透過
する部分を有した光遮蔽板を設けると、紫外線源から投
影レンズを介して入射した紫外光を、所定の蛍光スクリ
ーンに含まれる可視発光蛍光体に制御良く照射励起でき
るため好ましい。即ち、複数の紫外線源から発生した紫
外光は、それらの前面に配置した投射レンズにより平行
光束化後拡大される。投射レンズを通過した紫外光の光
束は、蛍光スクリーン面から所定の距離をおいて配設さ
れた光遮蔽板に設けられた紫外光透過部を透過して、そ
の透過光だけが各々の紫外線源に対応した発光色の蛍光
体ドットに照射され蛍光を発する。各紫外光透過部には
面状の各紫外線源の所定の発光点から放射された光束が
到達し、紫外光透過部を透過後もその光路を直進し蛍光
スクリーン面に到達するが、各紫外線源は異なる位置に
設置されているので、ある紫外光透過部に到達する光束
の入射方向と角度はそれぞれ異なる。従って各光束の蛍
光スクリーンの各可視蛍光体への到達位置も各々異な
る。光遮蔽板の紫外光透過部は、透過した各々の紫外線
源からの紫外光の光束が、各々所定の一種類の蛍光体ド
ットにのみ照射されるような相対位置に設置されている
ので、ある紫外線源からの光束は必ずある決まった発光
色の可視発光蛍光体ドットを励起する。即ち、色ずれの
ない複数色の表示装置を提供できる。

【００３１】本発明の光遮蔽板を具備した表示装置の蛍
光スクリーンは、以下のようにして製造できる。蛍光ス
クリーンとなるスクリーン、投射レンズおよび光遮蔽板
を本発明の表示装置の位置に設置し、本発明の表示装置
の紫外線源から投影レンズを介して蛍光スクリーン上に
照射する照射領域に対応した位置を照射する場所に、面
状のパタ−ン露光光源を設置したパタ−ン露光装置を用
いる。このような構成を有するパタ−ン露光装置を用い
て、複数の紫外光透過部が設けられた光遮蔽板自体を露
光マスクとして用い、可視発光蛍光体を含むネガレジス
トを塗布したスクリーンに、パタ−ン露光光源から露光
し、ネガレジストを感光させ現像し可視発光蛍光体のパ
タ−ンをスクリーン上に作成する。

【００３２】具体的には、所望の波長の蛍光を発する可
視発光蛍光体を混在したネガレジストを、スクリーンに
塗布する。次に、露光光源を発光させる。露光光源から
発した光は、投影レンズを通り平行光束後拡大される。
この光束は光遮蔽板を照射し光遮蔽板の紫外光透過部を
透過し、スクリーン上に紫外光透過部と相似形の形状に
照射する。スクリーン上に照射した光束は、可視発光蛍
光体を含むネガレジストを感光し、スクリーン上に可視
発光蛍光体のパターンを固着する。露光後スクリーンを
洗浄することで、照射部以外のネガレジストが可視発光
蛍光体と共に除去され、蛍光スクリーンが作製できる。
なお、スクリーン上にパターンが照射される位置は、光
束の入射方向、入射角、蛍光スクリーンと光遮蔽板との
距離で決定する。

【００３３】本発明の蛍光スクリーンの製造方法は、複
数色表示の場合に特に効果を発揮する。複数色表示する
場合と単色表示の場合との蛍光スクリーンの製造方法の
相違点は、露光光源の数が表示色の数だけ必要な点と、
表示色に対応した蛍光を発光する可視発光蛍光体の種類
が必要な点とだけであり、後は基本的には同様にして作
製できる。

【００３４】まず、所定の発光色の可視発光蛍光体粉末
Ａを混在させたネガレジストを蛍光スクリーン上に塗布
する。次に、可視発光蛍光体Ａに対応した紫外線源と等
価な露光光源ａを発光させる。露光光源ａから放射され
た光は投射レンズを通り平行光束化後拡大される。この
光束は光遮蔽板を照射し光遮蔽板の紫外光透過部を透過
し、スクリーン上に紫外光透過部と相似形の形状に照射
する。スクリーン上に照射した光束は可視発光蛍光体Ａ
を含むネガレジストを感光し、スクリーン上に可視発光
蛍光体Ａのパターンαを固着する。なお、可視発光蛍光
体Ａのパターンαの位置は、上述した単色の場合と同様
に光束の入射方向、入射角、蛍光スクリーン面と紫外光
透過部との距離で決まる。露光後スクリーンを洗浄する
ことで、照射部以外のネガレジストが可視発光蛍光体Ａ
と共に除去され、可視発光蛍光体Ａのパターンαが作製
できる。

【００３５】次に、可視発光蛍光体Ａと異なる発光色の
可視発光蛍光体粉末Ｂを混在させた感光性ネガレジスト
を、蛍光スクリーン上に塗布する。可視発光蛍光体Ｂに
対応した紫外線源と等価な露光光源ｂを発光させる。こ
れによって可視発光蛍光体Ａの場合と同様、露光光源ｂ
から放射された光は、投射レンズを介し平行光束化後拡
大され、光遮蔽板を照射し光遮蔽板の紫外光透過部を透
過し、スクリーン上に紫外光透過部と相似形の形状に照
射し、照射した光束は、可視発光蛍光体ｂを含むネガレ
ジストを感光し、スクリーン上に可視発光蛍光体Ｂのパ
タ−ンを固着し、スクリーンを洗浄することで照射部分
以外のネガレジストが可視発光蛍光体Ｂと共に除去さ
れ、可視発光蛍光体ＡとＢとを有した蛍光スクリーンが
形成できる。

【００３６】露光光源ａと露光光源ｂとは所定の距離を
おいて配設されているので、光遮蔽板の同一の紫外光透
過部に入射してくる各露光光源からの光束の入射方向、
入射角は異なる。即ち露光光源ｂからの光束が蛍光スク
リーン上に投影される位置は、露光光源ａからのものと
異なる。従って露光光源ｂからの光束による露光で形成
される可視発光蛍光体Ｂのパタ−ンβの位置は、可視発
光蛍光体Ａのパタ−ンαの位置と異なる。以上のプロセ
スを表示色に対応した露光光源毎に行い、各発光色の可
視発光蛍光体のパタ−ンを設けることができる。

【００３７】このようにスクリーン上に形成した可視発
光蛍光体のパタ−ンは本発明の表示装置と同一の紫外光
の光路であり、紫外線源から投射レンズを介して発生す
る紫外光で可視発光蛍光体を励起する効率が高い効果が
ある。なお、パタ−ン露光光源に本発明の紫外線源自体
を用いると、表示装置そのものの構成がパタ−ン露光装
置となるため好ましい。

【００３８】なお、特に複数色表示の蛍光スクリーンの
場合、各可視発光蛍光体パタ−ンの境界を黒色の筋で囲
む手段を施すいわゆるブラックマトリクス層を形成する
と、コントラストが向上するため好ましい。

【００３９】このブラックマトリクス層を備えた蛍光ス
クリーンは、例えばカーボン粉末等の黒色の着色剤を感
光性ポジレジストに混在させて、必要な数の可視発光蛍
光体パタ−ンを作成した蛍光スクリーン上に塗布する。
黒色の着色剤を含有したポジレジストを塗工した蛍光ス
クリーン上に、全部の露光光源を駆動させ、すべての可
視発光蛍光体パタ−ンの位置に紫外線を照射する。その
後蛍光スクリーンを洗浄し、各蛍光体ドットの上に覆わ
れていた黒色着色剤を含むポジレジストを除去する。以
上の作業により、各可視発光蛍光体パタ−ン以外の場所
にブラックマトリクス層を形成することができる。

【００４０】次に、本発明の表示装置の具体的実施例を
挙げて、本発明をさらに詳細に説明する。

【００４１】（実施例１）本発明の表示装置の一実施例
の断面図を図１に示す。容器１の前面に蛍光スクリーン
２が、また容器１の内部の所定の位置に陰極線管３が設
けられている。また、陰極線管３から前面に放射された
光が拡大され、蛍光スクリーン２に投射されるような位
置に、投射レンズ４、及び反射鏡５、６が設けられてい
る。

【００４２】図２に本実施例に用いた陰極線管３の断面
図を示す。陰極線管３は、おもに紫外発光蛍光体面１１
以外は、通常のＣＲＴと同様の構造である。内部が高真
空に保たれたガラスバルブ１２のネック部１３に、カソ
ード１４と電子レンズ１５からなる電子銃１６が設けら
れている。フェースプレート１７の内面には紫外発光蛍
光体面１１が設けられており、ガラスバルブ１２の内表
面の所定の領域を導電処理した内部導電膜１８と導通
し、アノードボタン１９を介して外部から所定の電圧を
印加できるようになっている。また、ネック部１３の際
には、偏向ヨーク２０が設けられている。ガラスバルブ
１２は、必要に応じて部分的に金属などを用いてもよ
い。

【００４３】紫外発光蛍光体面１１は、膜厚が１００ｎ
ｍ〜１００μｍ程度の紫外発光蛍光体層２１と、そのフ
ェースプレート側に設けられた総膜厚が１００ｎｍ〜１
００μｍ程度の多層膜反射鏡２２と、同じく電子銃側に
設けられた膜厚数１０〜数１００ｎｍ程度の金属反射鏡
２３とで構成されている。金属反射鏡２３は、内部導電
膜１８と導通している。

【００４４】一実施例として、紫外蛍光層２１には硫化
亜鉛の単結晶膜を用い、多層膜反射鏡２２には、ＳｉＯ
₂薄膜とＴｉＯ₂薄膜よりなる複合膜が数周期〜数１０周
期積層された多層膜を用いた場合を説明する。各々の誘
電体膜の膜厚は、それらの中における発光波長の１／４
の奇数倍に近い値に設定した。また、金属反射鏡２３に
はアルミニウムの蒸着膜を用いた。フェースプレート１
７には、蛍光面１１から放射される紫外光をよく透過す
る組成のガラスを用いた。

【００４５】図３に本発明の表示装置の一実施例として
カラー表示装置を取り上げ、表示装置に用いた蛍光スク
リーンの斜視図を示す。本実施例の蛍光スクリーンの大
きさは、対角４０インチ以上の大画面スクリーンであ
る。蛍光スクリーンは、スクリーン基体３１と、その容
器内面側に所定の間隙を開けて周期的に形成した帯状の
可視発光蛍光体ストライプ３２と、可視発光蛍光体スト
ライプ３２の間隙に形成したブラックマトリクス３３と
で構成されている。

【００４６】可視発光蛍光体ストライプ３２は、例えば
赤色発光蛍光体（Ｒ）、緑色発光蛍光体（Ｇ）、青色発
光蛍光体（Ｂ）、赤色発光蛍光体（Ｒ）、・・・・の順
番に配列してある。スクリーン基体３１には、これらの
可視光に対して透明な樹脂板やガラス板等が適用でき、
本実施例ではガラスを用いた。

【００４７】赤色、緑色、青色の可視発光蛍光体ストラ
イプ３２には、それぞれＺｎ_0.2Ｃｄ_0.8Ｓ：Ａｇ、Ｚｎ
_0.6Ｃｄ_0.4Ｓ：Ａｇ、（Ｓｒ、Ｃａ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ
₂：Ｅｕの可視発光蛍光体粉末を用いた。なお、可視発
光蛍光体には、各々赤色、緑色、青色を発する蛍光体で
あればよく、材料は特に選ばない。

【００４８】ブラックマトリクス３３の黒色着色剤に
は、カーボン粉末を用いた。これも耐光性のある他の黒
色あるいはそれに類する材料を用いてもよい。

【００４９】図１〜３に記載した本実施例の作用を以下
に説明する。カソード１４の電位に対して蛍光面１１に
数ｋＶ〜１００ｋＶ程度の正電圧を印加し、電子銃１６
から打ち出された電子ビームを所定のビーム径に集束
し、加速して、蛍光面１１に打ち込む。電子ビームは、
偏向ヨーク２０で偏向され所定の周期で蛍光面上を走査
される。所定の画像信号を電子銃１６と偏向ヨーク２０
とに入力する。

【００５０】電子ビームは、金属反射鏡２３を透過して
紫外蛍光層２１中に打ち込まれ、硫化亜鉛の母体を励起
する。硫化亜鉛は、励起子やバンドギャップ間の遷移に
相当する例えば３４０ｎｍ程度の波長の紫外光を発生す
る。

【００５１】紫外発光蛍光体層２１には、効率よく発光
させるために格子欠陥など非発光中心の少ない高品質の
単結晶膜を用いることが好ましい。

【００５２】紫外発光蛍光体層２１の両側に紫外発光蛍
光体層２１を挟むように対向して設けられた多層膜反射
鏡２２と金属反射鏡２３とは、紫外発光蛍光体層２１の
発光に対して高い反射率を有し、発光に対して光共振器
の作用を果たす。即ち、発光に際しては反射鏡２２と２
３との間で反射を繰り返し、紫外発光蛍光体層２１にほ
ぼ同一波長の誘導放出を起こさせる。ここで、電子ビー
ムのパワー密度をある閾値以上にするとレーザー発振が
起こる。レーザー光は半透明な多層膜反射鏡２２を透過
し、外部に放射される。レーザー光は、主にその発光波
長と発光部の面積で決まる狭い発散角で、反射鏡に鉛直
な方向に平行性良く放射される。レーザー光は、フェー
スプレート１７を透過して陰極線管３の前方に出射され
る。

【００５３】紫外発光蛍光体層２１の膜厚は、所定の駆
動条件で入力からレーザー光出力へのエネルギー変換効
率が最も高くなるように設定することが望ましい。具体
的には、電子ビームの侵入深さに対して電子ビームのエ
ネルギーをできるだけ効率よく紫外発光蛍光体層２１で
吸収でき、且つ光共振器における反射や吸収等に伴う損
失ができるだけ低くなる膜厚に設定する。金属反射鏡２
３の膜厚は、紫外蛍光層２１の発光に対する反射率が十
分高く、且つ電子ビームをできるだけ透過できる最適値
に設定することが望ましい。本実施例では、金属反射鏡
２３の発光に対する反射率は８０％程度以上であった。
また、多層膜反射鏡２２の積層数を、発光に対する反射
率が９０％程度以上になるように設定した。レーザー発
振の閾値パワー密度を低減するには、低損失の高品質単
結晶膜を紫外発光蛍光体層２１に用いることと共に、両
反射鏡の反射率をできるだけ高くすることが望ましい。

【００５４】陰極線管３から出射したレーザー光は、図
１に示すように投射レンズ４、反射鏡５、反射鏡６を介
して、効率よく蛍光スクリーン２に拡大、投射される。

【００５５】蛍光スクリーン２に投射された紫外レーザ
ー光は、可視発光蛍光体ストライプ３２の可視発光蛍光
体を励起し、それぞれの色の可視光を効率よく発光す
る。これらの可視光はスクリーン基体３１を透過して、
スクリーン前面に拡散的に放射される。

【００５６】蛍光体ストライプ３２の可視発光蛍光体粉
末の層厚は、紫外レーザー光を効率よく吸収し、且つ効
率よく前面に放射できる最適な厚みに設定される。

【００５７】紫外レーザー光は、蛍光スクリーン２上を
走査しながら赤色、緑色、青色の可視発光蛍光体ストラ
イプを順次励起していく。陰極線管３には、順次Ｒ、
Ｇ、Ｂの輝度信号に応じた出力の紫外レーザー光が放射
されるように画像信号が入力される。つまり、紫外レー
ザー光は、例えばＲ信号に応じた光出力のレーザー光が
出射されているときに、丁度赤色蛍光体にそれが照射さ
れるように、同期して走査される。

【００５８】蛍光スクリーン２での表示画像に要求され
る輝度、分解能等を満たすように、陰極線管３の電子ビ
ームが蛍光面１１を走査する面積、電子ビームのスポッ
ト径、入射パワーを設定した。

【００５９】以上のような本実施例の表示装置を、所定
の条件で駆動したところ、蛍光スクリーン２自体が発光
するため、コントラスト等高い表示品位が得られた。

【００６０】また、陰極線管３から放射されるレーザー
光の発散角は狭いので、投射レンズ４は８０％程度以上
の高い集光率で陰極線管３からの光を集光し、投射でき
る。即ち、従来の蛍光面を用いた投射管では、その発光
は自然発光で蛍光面から拡散的に放射されるので、最適
な投射レンズを用いて集光してもその集光率は１０％程
度と低かったことと比べて、本発明の表示装置ははるか
に集光率が高い。つまり、蛍光スクリーン２での紫外光
から可視光へのエネルギー変換時のロスを差し引いて
も、より効率よく高輝度の表示ができる。従って、従来
の投射型ディスプレイで、スクリーンの真正面方向の輝
度を上げるためにスクリーンに設けていたレンチキュラ
ーレンズを設けなくても十分高い輝度が得られる。この
ように従来の投射型ディスプレイと異なり、本発明の表
示装置の表示光は、スクリーンから拡散的にその前面に
放射されるため、視野角の広い表示装置が実現できた。

【００６１】以上の様に、本実施例に示した発明によ
り、軽量、コンパクト、低コストで、とりわけ画像品位
の高い、高輝度、低消費電力の大画面ディスプレイを実
現することができた。

【００６２】次に、本実施例の表示装置の蛍光面１１の
製造方法を以下に示す。まず、ＧａＡｓ単結晶基板（１
００）表面上に、分子ビームエピタキシャル成長法を用
いてＺｎＳ単結晶エピタキシャル膜を所定の膜厚だけ成
長させ、紫外発光蛍光体層２１を作製した。蒸発源には
高純度ＺｎＳ多結晶粒を用いた。所定の膜厚以上で十分
結晶性のよい膜が得られた。

【００６３】次に、その上にＳｉＯ₂層とＴｉＯ₂層と
を、各々が所定の膜厚になるように電子ビーム蒸着法を
用いて交互に蒸着し、多層膜反射鏡２２を完成させた。

【００６４】表面に紫外蛍光層２１及び多層膜反射鏡２
２が形成されたＧａＡｓ基板を、フェースプレート１７
に多層膜反射鏡２２側が接するように接着した。紫外光
に対して透明な例えばポリイミド系樹脂を平滑なフェー
スプレート上に均一に薄く塗布し、前記基板を張り付け
た後加熱することで接着した。

【００６５】次にこれらをＧａＡｓ基板のみエッチング
されるエッチング液中に所定の時間浸し、ＧａＡｓ基板
を除去した。エッチング液には、例えば過酸化水素水と
アンモニア水との混合液などを用いた。ＧａＡｓ基板が
除去され紫外蛍光層２１が露出した表面に真空蒸着法を
用いてアルミニウムを所定の膜厚蒸着して金属反射鏡２
３を作製した。以上のようにして蛍光面１１を完成させ
た。

【００６６】蛍光体ストライプ３２の作成には印刷法を
用いた。即ち、陰極線からの紫外光を吸収しにくいバイ
ンダーを混ぜた蛍光体粉末を、スクリーン基体３１上に
各色毎に印刷して作成した。この他にも例えばスクリー
ン基体３１にガラス等の耐熱性の材料を用い、蛍光スク
リーン２を加熱しバインダーを除去してもよい。

【００６７】紫外発光蛍光体面１１の製造方法の他の実
施例を以下に示す。ＺｎＳ単結晶基板を台座に接着し、
それが所定の厚さになるように表面を研磨した後、その
上にＳｉＯ₂層とＴｉＯ₂層とよりなる多層膜反射鏡２２
を、前述した実施例同様の成膜方法で完成させた。次に
これを、フェースプレート１７に多層膜反射鏡２２側が
接するように接着した。次に前記台座をＺｎＳ単結晶基
板から剥した。紫外発光蛍光体層２１が露出した表面
に、アルミニウムを所定の膜厚蒸着して金属反射鏡２３
を作製した。

【００６８】なお、本実施例では、紫外発光蛍光体層２
１の材料としてＺｎＳを用いたが、室温でのバンドギャ
ップが３．１ｅＶ以上で、電子ビームの照射により効率
よく紫外光を発する材料であれば他のものを用いてもよ
い。具体的には、紫外発光蛍光体層２１として、ダイヤ
モンド、ＳｉＣ、あるいはＧａＮ、ＡｌＮ、ＢＮ等のII
I-Ｖ族化合物、あるいはＺｎＯ等のIIb-VI族化合物、あ
るいはＭｇＳ、ＣａＳ、ＳｒＳ、ＢａＳ等のIIa-VI族化
合物、あるいはＣｕＡｌＳ₂ 等のカルコパイライト化合
物、あるいはＭｎＴｅ、ＭｎＳｅ、ＭｎＳ等のマンガン
カルコゲナイド化合物、あるいは少なくともこれらを含
有する多元化合物を用いてもよい。また、必要に応じて
これらの材料に、発光性のドナー性不純物あるいはアク
セプター性不純物を添加したものを用いてもよい。

【００６９】また、Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂：Ｔｌ⁺等の燐酸塩
蛍光体、あるいはＢａＳｉ₂Ｏ₅：Ｐｂ²⁺、（Ｂａ、Ｓ
ｒ、Ｍｇ）₃Ｓｉ₂Ｏ₇：Ｐｂ²⁺、Ｃａ₂ＭｇＳｉ₂Ｏ₇：Ｃ
ｅ³⁺、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｔｉ等の珪酸塩蛍光体、あるいは
ＳｒＢ₄Ｏ₇Ｆ：Ｅｕ²⁺等の蛍光体といったいわゆる発光
中心イオン含有型の紫外蛍光体を用いてもよい。

【００７０】その母体材料には、その他にも、酸化イッ
トリウム化合物あるいは酸化タングステン化合物、ある
いは酸化アルミニウム化合物、あるいは希土類酸化物、
あるいはIIa-VII₂化合物、あるいはIIb-VII₂化合物、あ
るいはハロゲン化アルカリ等を用いてもよい。

【００７１】また、その発光中心イオンには、不完全ｆ
電子殻を有するランタノイドあるいはアクチノイドイオ
ン、あるいは不完全ｄ電子殻を有する遷移金属イオンの
内で、母体材料中で効率よく紫外域の蛍光を発する所定
のイオンを採用する。特に、発光中心イオンとしてＧｄ
³⁺を用い、例えばＺｎＦ₂の母体結晶中に所定の濃度で
分散させた紫外発光蛍光体層２１を用いた陰極線管３を
駆動させたところ、電子ビームの励起により蛍光面１１
において波長３１０ｎｍ付近の紫外光のレーザー発振を
させることができた。その際、多層膜反射鏡等他の部分
もこの波長に最適な設計とした。本陰極線管を前記表示
装置に用いることで、上述した実施例同様の機能を有す
る高品位大画面ディスプレイを実現することができた。

【００７２】この紫外発光蛍光体層２１の作製方法は以
下のようにおこなった。まず、ＧａＡｓ単結晶基板（１
００）表面上に、分子ビームエピタキシャル成長法を用
いてＺｎＦ₂：Ｇｄ³⁺膜を成長させた。蒸発源としては
ＺｎＦ₂粒及びＧｄＦ₃粒を用いた。多層膜反射鏡２２及
び金属反射鏡２３は、前述した実施例と同様の方法で作
製した。

【００７３】なお、上記実施例では、多層膜反射鏡２２
としてＳｉＯ₂層とＴｉＯ₂層よりなる誘電体多層膜を用
いたが、お互いに屈折率が異なり、紫外蛍光層からの発
光に対して透明、あるいは半透明な材料であれば、他の
誘電体膜の組合せを用いてもよい。例えば、高屈折率膜
材料としてＣｅＯ₂等、低屈折率膜材料としてＣａＦ₂、
ＬｉＦ、ＭｇＦ₂等を用いてもよい。また上記の条件を
満たせば、所定の半導体多層膜を用いてもよい。あるい
は誘電体膜と半導体膜とで形成される多層膜を用いても
よい。

【００７４】また、多層膜反射鏡２２の代わりに、例え
ば膜厚数１０ｎｍのＡｕ薄膜等で構成された半透明な金
属膜反射鏡を用いてもよい。

【００７５】また、場合によっては、多層膜反射鏡２２
は設けなくてもよい。その場合、紫外蛍光層２１のレー
ザー光出射側界面あるいはそれに相当する界面における
レーザー光の反射率は、できるだけ高いことが望まし
い。

【００７６】また、必要に応じて金属反射鏡２３の代わ
りに上記のような多層膜反射鏡２２を流用してもよい。
その際、多層膜反射鏡に導電性のない材料を使う場合に
は、その表面に導電層を設けることが好ましい。

【００７７】（実施例２）本発明の表示装置の第２実施
例を以下に示す。第２の実施例が第１の実施例と異なる
点は、紫外発光蛍光体面１１の構成と、その製法であ
る。図４は本第２の実施例に用いた陰極線管の断面図で
ある。サファイヤ単結晶よりなる透明基板４０上に、異
なる組成比のＺｎＭｎＳＳｅ膜を、それらの中における
発光波長の１／４の奇数倍に近い値の膜厚づつ、数周期
〜数１０周期交互に積層した半導体多層膜反射鏡４１が
形成されており、その上に所定の膜厚のＺｎＳＳｅ単結
晶膜よりなる紫外発光蛍光体層２１が形成されている。
その上にＳｉＯ₂ よりなる誘電体薄膜４２と、Ａｌより
なる金属薄膜４３とで構成される背面反射鏡４３が設け
られている。紫外発光蛍光体層２１を形成するＺｎＳＳ
ｅの組成比は、そのバンドギャップが３.１ｅＶ以上に
なるように設定した。半導体多層膜反射鏡４１を構成す
るＺｎＭｎＳＳｅ混晶の組成比は、そのバンドギャップ
が紫外発光蛍光体層２１のバンドギャップより大きくな
るような比に設定した。半導体多層膜反射鏡４１の別の
構成材料として、例えばＺｎＭｇＳＳｅ混晶薄膜等を用
いてもよい。

【００７８】本実施例の作用は実施例１と同様である。
電子銃１６から打ち出された電子ビームは加速され、紫
外発光蛍光体面１１に打ち込まれる。電子ビームは、背
面反射鏡４２を透過して紫外発光蛍光体層２１中に打ち
込まれ、ＺｎＳＳｅを励起する。ＺｎＳＳｅはそのバン
ドギャップに対応した３４０〜４００ｎｍの紫外光を発
する。半導体多層膜反射鏡４１と背面反射鏡４３は、紫
外発光蛍光体層２１の発光に対して高い反射率を有し、
発光に対して光共振器の役割を果たす。即ち、発光は両
反射鏡４１と４３との間で反射を繰り返し、紫外発光蛍
光体層２１にほぼ同じ波長のレーザー発振を生じさせ
る。レーザー光は、半透明な半導体多層膜反射鏡４１及
び透明基板４０を透過して陰極線管３の前方に出射され
る。このレーザー光が、蛍光スクリーン２上を走査しな
がら、その可視発光蛍光体ストライプ３２を順次励起す
る。蛍光体ストライプ３２からＲ、Ｇ、Ｂの可視蛍光が
前面に放射される。

【００７９】本実施例の表示装置を所定の条件で駆動し
たところ、実施例１と同様、高い表示品位と高輝度が得
られた。

【００８０】次に本実施例の蛍光面１１の製造方法を以
下に示す。まず、サファイヤ単結晶基板上に、分子ビー
ムエピタキシャル成長法を用いて、互いに異なる組成比
のＺｎＭｎＳＳｅ薄膜を、各々が所定の膜厚になるよう
に交互に成長させた。その際、それらの組成比を、いず
れも紫外蛍光層２１からの発光波長に相当するエネルギ
ーよりもそれらのバンドギャップが広く、且つお互いの
屈折率差ができるだけ大きくなるように設定した。さら
にそれらの格子定数が、紫外発光蛍光体層２１を構成す
るＺｎＳＳｅの格子定数とできるだけ近くなるように、
組成比を設定することが好ましい。所定の条件で、前記
ＺｎＭｎＳＳｅ膜を前記サファイヤ基板上に単結晶エピ
タキシャル成長させることができた。これらのＺｎＭｎ
ＳＳｅ薄膜を所定の周期交互に積層し、半導体多層膜反
射鏡４１を完成した。

【００８１】その上に、所定の膜厚のＺｎＳＳｅ単結晶
エピタキシャル膜を、同じく分子ビームエピタキシャル
成長法を用いて形成した。

【００８２】その上にＳｉＯ₂ 膜を電子ビーム蒸着法を
用いて蒸着し、続いてＡｌ薄膜を蒸着し背面反射鏡４３
を完成した。

【００８３】表面に紫外発光蛍光体面１１を作製したサ
ファイヤ単結晶基板を、紫外発光蛍光体面１１を内側に
してガラスバルブ１２に接着し、封止して陰極線管３を
完成した。

【００８４】（実施例３）次に、本発明の表示装置の第
３の実施例を以下に示す。実施例１および２ではすべて
光共振器を配したレーザー構造の紫外発光蛍光体面を設
けた陰極線管を使用したが、本実施例では従来構成の陰
極線管を用いた。即ち、図２あるいは図４において紫外
発光蛍光体面１１の代わりに、電子線励起により効率よ
く紫外線を発する紫外発光蛍光体粉末層を使った。適宜
その上にメタルバック層を設けた。

【００８５】紫外発光蛍光体粉末には、例えばＣａ
₃（ＰＯ₄）₂：Ｔｌ⁺、ＢａＳｉ₂Ｏ₅：Ｐｂ²⁺、（Ｂａ、
Ｓｒ、Ｍｇ）₃Ｓｉ₂Ｏ₇：Ｐｂ²⁺、Ｃａ₂ＭｇＳｉ₂Ｏ₇：
Ｃｅ³⁺、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｔｉ、ＳｒＢ₄Ｏ₇Ｆ：Ｅｕ²⁺等
が挙げられ、本実施例ではＣａ₃（ＰＯ₄）₂：Ｔｌ⁺を用
いた。また、メタルバック層にはＡｌ薄膜を用いた。

【００８６】電子銃１６から打ち出された電子ビームは
加速され、紫外発光蛍光体粉末層に打ち込まれる。紫外
発光蛍光体粉末層からは、所定の波長の紫外光を発す
る。この紫外光は自然放出光で、陰極線管３の前方に拡
散的に出射される。その光は投射レンズで集光、平行光
束化後拡大され、反射鏡５、６を介して、蛍光スクリー
ン２に投射される。この紫外光が、蛍光スクリーン２上
を走査しながら、その蛍光体ストライプ３２を順次励起
する。蛍光体ストライプ３２からＲ、Ｇ、Ｂの可視蛍光
が前面に放射される。

【００８７】本実施例の表示装置を所定の条件で駆動し
たところ、直視型の大画面表示ができた。但し、輝度は
実施例１および２には及ばなかった。

【００８８】（実施例４）次に、本願発明の表示装置の
第４の実施例を以下に示す。本実施例では、陰極線管の
代わりに、マトリックス駆動型の薄膜ＥＬ素子を用い
た。図５は本実施例の１画素部分の断面図である。ガラ
ス基板４４上に厚さ２００ｎｍ程度のＩＴＯ製の透明導
電膜４５が蒸着されており、その上に厚さ３００ｎｍ程
度のＢａＴａ ₂Ｏ₆製の絶縁膜４６がｒｆスパッタ法によ
り蒸着されている。その上に、発光中心としてＧｄ³⁺を
数モル％含有させた、厚さ８００ｎｍ程度のＺｎＦ₂：
ＧｄＦ_xよりなる紫外発光蛍光体層４７が電子ビーム蒸
着法により設けられており、その上に再び厚さ３００ｎ
ｍ程度のＢａＴａ₂Ｏ₆製の絶縁膜４８と、厚さ２００ｎ
ｍ程度のＡｌ製の対向電極４９とが設けられている。

【００８９】このＥＬ素子を所定の条件で駆動したとこ
ろ、紫外発光蛍光体層４７から効率よく３１０ｎｍ付近
の紫外光を発した。この紫外光は、ガラス基板４４を透
過して、その前面に配置した投射レンズで集光、平行光
束化後拡大され、反射鏡５、６を介して、蛍光スクリー
ン２に投射された。

【００９０】紫外光が、蛍光スクリーン２上を走査しな
がら、その可視発光蛍光体ストライプ３２を順次励起し
た。可視発光蛍光体ストライプ３２からＲ、Ｇ、Ｂの可
視蛍光が前面に放射された。

【００９１】以上の実施例はすべて背面から蛍光スクリ
ーンに紫外光を照射し発光させる構成例を示したが、陰
極線管、薄膜ＥＬ素子等の紫外光放射源を蛍光スクリー
ンの前面に配し、前面から蛍光スクリーンの蛍光体を励
起する構成をとってもよい。

【００９２】（実施例５）次に、本願発明の表示装置の
第５の実施例を以下に示す。図６は本実施例の表示装置
の断面図である。本実施例の構成で前述した実施例と異
なる主な点は、蛍光スクリーン２の紫外励起光照射側の
所定の位置に、光遮蔽板５０が設けられていることと、
Ｒ、Ｇ、Ｂ各々の発光色に対応して紫外光を放つ３本の
陰極線管５１、５２、５３が水平に設けられていること
である。

【００９３】図７に光遮蔽板５０及びスクリーン２付近
の拡大図を示す。光遮蔽板５０には所定の間隔で複数の
紫外光透過部５４が設けられている。また、蛍光スクリ
ーン２には、Ｒ、Ｇ、Ｂ３種類の可視発光蛍光体ドット
５５、５６、５７が、各々の紫外光透過部５４毎に一組
づつ対応して設けられている。

【００９４】本実施例では、光遮蔽板５０の基体材料と
して陰極線管からの紫外光を透過するガラス板を用い
た。その上に紫外光に対して耐光性のある黒色塗料を、
紫外光透過部５４を除いた場所に印刷して光遮蔽板５０
を完成した。

【００９５】蛍光体ドット５５、５６、５７を形成する
蛍光体材料には、実施例１と同じものを用いた。これら
の作成には、実施例１と同様に印刷法を用いた。

【００９６】紫外光透過部の適切な相対位置に所定の蛍
光体ドットを形成するため、光遮蔽板５０及び蛍光体ド
ットの版下を作成する際、コンピュータを用いて各陰極
線管からの光束の光路を計算して最適設計を行った。

【００９７】陰極線管５１、５２、５３には、各々Ｒ、
Ｇ、Ｂの輝度信号に応じた出力の紫外レーザー光が放射
されるような画像信号が入力される。

【００９８】各陰極線管５１、５２、５３から放射され
た励起光は、それらの前面に配置した投射レンズにより
拡大される。励起光の光束は光遮蔽板に設けられた紫外
光透過部の場所のみこれを透過して、各々の陰極線管５
１〜５３に対応した発光色の可視発光蛍光体ドット５５
〜５７に投射され蛍光を発する。光遮蔽板の各紫外光透
過部には各陰極線管のフェースプレート上の所定の発光
点から放射された光束が到達し、紫外光透過部を透過後
もその光路を直進し蛍光スクリーン面に到達するが、各
陰極線管は異なる位置に設置されているので、ある紫外
光透過部に到達する各光束の入射方向と角度はそれぞれ
異なる。従って各光束の蛍光スクリーン面到達位置も各
々異なる。可視発光蛍光体ドット５５、５６、５７は、
各々Ｒ、Ｇ、Ｂ用陰極線管５１、５２、５３からの励起
光の光束５８、５９、６０のみが照射されるような相対
位置に設置されているので、例えばＲ用陰極線管５１か
らの紫外励起光の光束５８はＲ発光蛍光体ドット５５だ
けを選択的に照射し、Ｇ発光蛍光体ドット５６およびＢ
発光蛍光体ドット５７に照射されることはない。

【００９９】上述した実施例１〜４では、例えば熱ドリ
フト等の原因により励起光の光束の照射位置が経時的に
変化し、例えば赤色信号に対応した励起光が青色蛍光体
ストライプに照射されてしまうなどといったいわゆる色
ずれをおこす可能性もあったが、本実施例の表示装置で
は、例えばＲ陰極線管５１からの励起光は必ずＲ蛍光体
ドット５５にしか照射されないので、そういった心配が
ない。即ち、本実施例により、さらに色ずれのない蛍光
スクリーンを得ることができる。

【０１００】本実施例の表示装置を所定の条件で駆動し
たところ、前記実施例同様、高品位、高輝度であって、
さらには経時的な色ずれのない大画面ディスプレイを実
現することができた。

【０１０１】なお、本実施例では、励起光の放射源とし
て陰極線管をＲ、Ｇ、Ｂに対応してそれぞれ１本づつ計
３本設けたが、例えばさらに輝度を上げたい場合など、
各色毎に複数本、例えば２本づつ計６本の陰極線管を設
けてもよい。

【０１０２】また、光遮蔽版５０の材料として、上記実
施例以外に、例えば金属板に所定の間隔で孔を開けたも
の等であってもよい。

【０１０３】また、本実施例では陰極線管は水平一列に
配したが、必用に応じて例えば３角形状等他の配列にし
てもよい。

【０１０４】次に、本実施例の表示装置に用いた蛍光ス
クリーン２の製造方法について説明する。光遮蔽板自体
あるいはそれに相当するマスクを、蛍光スクリーン面か
ら所定の位置に露光マスクとして設置した。この露光マ
スクと蛍光スクリーンとの相対位置は、本実施例の表示
装置において蛍光スクリーンと光遮蔽板がなす相対位置
と等しい。

【０１０５】蛍光スクリーンの各色可視発光蛍光体ドッ
トの露光光源として、紫外線源自体、あるいは、同等の
光束を蛍光スクリーンに照射する光源を、所定の投射レ
ンズと共にそれぞれ所定の位置に設置した。即ち、各々
の露光光源からの光束の、少なくとも露光用マスクの紫
外光透過部を経て蛍光スクリーンに至るまでの光跡が、
完成した表示装置における光跡と同じ相対位置を通るよ
うに、露光光源の位置を決めた。

【０１０６】まず、Ｒ用可視発光蛍光体の粉末Ｒを混在
させた感光性ネガレジストを蛍光スクリーン上に塗布し
た。次にＲ用の露光光源ｒを駆動し、露光光源ｒから紫
外光を放射させた。前記紫外光は投射レンズにより拡大
され、その光束は、光遮蔽板に設けられた紫外光透過部
に照射され、紫外光透過部の領域のみ透過して蛍光スク
リーン面に紫外光透過部と同じ形の光束として投影され
る。紫外光が投影された場所のみ感光性ネガレジストが
感光し、蛍光スクリーン上に紫外光透過部と同じ形の可
視発光蛍光体ドットｒが固着された。その後蛍光スクリ
ーンを洗浄し、それ以外の場所に付着していた可視発光
蛍光体粉末Ｒを除去した。

【０１０７】次にＧ用可視発光蛍光体の粉末Ｇを混在さ
せた感光性ネガレジストを、上記蛍光スクリーン上に塗
布し、異なる露光光源ｇを発光させた。紫外光は投射レ
ンズにより拡大され、その光束は、光遮蔽板に設けられ
た紫外光透過部に照射され、紫外光透過部の領域のみ透
過して、蛍光スクリーン面の可視発光蛍光体ドットｒと
は異なる場所に、紫外光透過部と同じ形の光束として投
影される。紫外光が投影された場所のみ感光性ネガレジ
ストが感光し、紫外光透過部と同じ形の可視発光蛍光体
ドットｇが固着された。その後蛍光スクリーンを洗浄
し、それ以外の場所に付着していた可視発光蛍光体粉末
Ｇを除去した。

【０１０８】同様のプロセスをＢ用可視発光蛍光体粉末
に対しても行い、可視発光蛍光体ドットｂを作製した。

【０１０９】次に、カーボン粉末を混在させた感光性ポ
ジレジストを、蛍光スクリーン上に塗布した。全部の露
光光源を駆動させ、すべての可視発光蛍光体ドットｒ、
ｇ、ｂの位置に紫外線を照射した。その後蛍光スクリー
ンを洗浄し、各可視発光蛍光体ドットの上に覆われてい
たカーボン粉末を除去し、各蛍光体ドット以外の場所に
ブラックマトリクス層を形成することができた。以上の
方法で蛍光スクリーンを完成した。

【０１１０】なお上記工程を経た後、必要に応じて加熱
法等所定の方法で、蛍光体ドット、ブラックマトリクス
中に残存する樹脂成分を取り除いてもよい。

【０１１１】（実施例６）次に本願発明の第６の実施例
を示す。図８は本実施例の蛍光スクリーンの断面図であ
る。スクリーン基体３１の背面側に耐光性のある紫外カ
ットフィルター６１が設けられている。紫外カットフィ
ルター材料としては、適当な無機あるいは有機の何れの
材料でも適応できる。その上に、可視発光蛍光体ドット
６２とブラックマトリクス３３が設けられている。さら
にその上に可視光反射層６３が設けられている。

【０１１２】紫外カットフィルター６１には、可視発光
蛍光体ドット６２の可視発光６４は透過し、紫外線源か
らの紫外励起光６５は吸収する材料を用いた。また、可
視光反射鏡は６３には、紫外励起光６５に対して透明な
ガラス基板上に、紫外励起光６５は透過するが、Ｒ、
Ｇ、Ｂの各可視発光６４は反射する所定の誘電体多層膜
を蒸着したものを用いた。

【０１１３】本実施例により以下の効果を得ることがで
きた。即ち、紫外カットフィルターは紫外励起光６５を
遮るので、蛍光スクリーン前面に有害な紫外光が漏洩す
ることがなくなった。また、可視光反射層６３が蛍光体
ドット６２の可視発光６４を前面に反射するため、輝度
が向上した。

【０１１４】なお、紫外カットフィルター６１を設ける
代わりに、スクリーン基体３１自体、紫外光を透過しな
い材料を用いてもよい。また、紫外カットフィルター６
１の代わりに、Ｒ、Ｇ、Ｂの各可視発光６４は透過する
が、紫外励起光６５は反射する所定の誘電体多層膜製の
紫外光反射鏡を用いてもよい。本紫外光反射鏡６３は、
蛍光スクリーン前面に紫外光を漏洩させないと同時に、
蛍光層あるいは蛍光体ドットで吸収しきれなかった紫外
光を反射して再びそれに入射させるため、輝度が向上す
る。

【０１１５】

【発明の効果】本願発明は、紫外光を面状で発する紫外
線源、前記紫外線源から発する前記紫外光の通過方向に
配置した投射レンズ、前記投射レンズを通過した前記紫
外光が照射し可視光を発する可視発光蛍光体を含む蛍光
体層を備えた蛍光スクリーンを具備した表示装置である
ため、低コストで大画面化が容易なうえに、スクリーン
自体が発光するため表示品位が高い。また、紫外励起光
の放射源からの紫外光を効率よく蛍光スクリーンに照射
できるため、あるいは前記紫外光を効率よく可視発光に
変換できるため、高輝度、低消費電力の大画面ディスプ
レイが実現できた。併せて、本願発明により経時的な色
ずれのない蛍光スクリーンを得ることができた。また、
容易に色ずれの無い蛍光スクリーンを製造することがで
きた。また、有害な紫外光は表示装置の外部に漏洩しな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示装置の一実施例の構成を説明する
断面図

【図２】本発明の表示装置の一実施例に用いた陰極線管
の断面図

【図３】本発明の表示装置の一実施例に用いた蛍光スク
リーンの斜視図

【図４】本発明の表示装置の別の実施例に用いた陰極線
管の断面図

【図５】本発明の表示装置の他の実施例に用いた薄膜Ｅ
Ｌ素子の断面図

【図６】本発明の表示装置の一実施例の構成を説明する
断面図

【図７】本発明の表示装置の別の実施例に用いた光遮蔽
板及び蛍光スクリーン付近の拡大図

【図８】本発明の表示装置の他の実施例に用いた蛍光ス
クリーンの断面図

【符号の説明】

２蛍光スクリーン３、５１、５２、５３陰極線管４投射レンズ５、６反射鏡１１紫外発光蛍光体面１７フェースプレート２１紫外発光蛍光体層２２多層膜反射鏡２３金属反射鏡３１スクリーン基体３２可視発光蛍光体ストライプ３３ブラックマトリクス４０透明基板４１半導体多層膜反射鏡４３背面反射鏡４５透明導電膜４６、４８絶縁膜４７紫外発光蛍光体層４９対向電極５０光遮蔽板５４紫外光透過部５５、５６、５７、６２可視発光蛍光体ドット５８、５９、６０光束６１紫外カットフィルター６３可視光反射鏡６４可視発光６５紫外励起光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紫外光を面状で発する紫外線源、前記紫外
線源から発する前記紫外光の通過方向に配置した投射レ
ンズ、前記投射レンズを通過した前記紫外光が照射し可
視光を発する可視発光蛍光体を含む蛍光体層を備えた蛍
光スクリーンを具備したことを特徴とする表示装置。
【請求項２】投射レンズと蛍光スクリーンとの間に、紫
外光を透過する部分を有した光遮蔽板を設けたことを特
徴とする、請求項１記載の表示装置。
【請求項３】蛍光スクリーンの蛍光体層の投射レンズ側
の反対面に、紫外カットフィルターまたは紫外光反射鏡
を設置したことを特徴とする、請求項１または２何れか
に記載の表示装置。
【請求項４】蛍光スクリーンと投射レンズとの間に、可
視光反射鏡を設置したことを特徴とする、請求項１〜３
何れかに記載の表示装置。
【請求項５】紫外線源が、電子線励起で紫外光を発する
紫外発光蛍光体を面状に具備した陰極線管であることを
特徴とする、請求項１記載の表示装置。
【請求項６】陰極線管が、紫外発光蛍光体を具備した面
状発光層と、前記発光層の少なくとも一方の面に配設し
た反射鏡を有することを特徴とする、請求項５記載の表
示装置。
【請求項７】紫外線源が、紫外線を電界発光で発する紫
外発光蛍光体を含む紫外発光層と、前記紫外発光層の少
なくとも一方の面に備えた誘電体層と、前記紫外発光層
及び前記誘電体層を介して対向した電極対を具備し、前
記電極対の少なくとも何れか一方が透明または半透明で
ある電界発光素子であることを特徴とする、請求項１記
載の表示装置。
【請求項８】紫外発光蛍光体が、ダイヤモンド、炭化シ
リコン、III−V族化合物半導体、IIｂ−VI族化合物半導
体、IIａ−VI族化合物半導体、カルコパイライト化合物
及びマンガンカルコゲナイト化合物の群から選ばれる少
なくとも１種類であることを特徴とする、請求項５〜７
何れかに記載の表示装置。
【請求項９】紫外発光蛍光体が、ドナー性不純物または
アクセプター性不純物を含有することを特徴とする、請
求項８記載の表示装置。
【請求項１０】紫外発光蛍光体が、燐酸塩化合物、珪酸
塩化合物、酸化イットリウム化合物、酸化タングステン
化合物、酸化アルミニウム化合物、希土類酸化物、IIａ
−VII₂化合物、IIｂ−VII₂化合物及びハロゲン化アルカ
リの群から選ばれる少なくとも１種類であることを特徴
とする、請求項５〜７何れかに記載の表示装置。
【請求項１１】紫外発光蛍光体が、ｆ電子殻を有するラ
ンタノイドイオンまたはアクチノイドイオンの何れかの
発光中心不純物を含有することを特徴とする、請求項８
または１０何れかに記載の表示装置。
【請求項１２】発光中心不純物がガドリニウムイオンで
あることを特徴とする、請求項１１記載の表示装置。
【請求項１３】紫外光を面状で発する紫外線源、前記紫
外線源から発する前記紫外光の通過方向に配置した投射
レンズ、前記投射レンズを通過した前記紫外光が照射し
可視光を発する可視発光蛍光体を含む蛍光体層をスクリ
ーンに具備した蛍光スクリーン、及び前記投射レンズと
前記蛍光スクリーンとの間に前記投射レンズを通過した
前記紫外光が通過する部分を有した光遮蔽板を具備した
表示装置の前記蛍光スクリーンであって、前記投射レンズを介した前記紫外線源から発した前記紫
外線が、前記蛍光スクリーン上に照射する照射領域に対
応する位置にパタ−ン露光光源を設置し、前記光遮蔽板をマスクとし、前記可視発光蛍光体を含むネガレジストを塗布した前記
スクリーンに照射露光する露光工程、前記露光工程後前記ネガレジストを現像し、前記スクリ
ーンに前記可視発光蛍光体のパタ−ンを作成する工程を
含むことを特徴とする、表示装置に用いる蛍光スクリー
ンの製造方法。
【請求項１４】露光光源が、紫外線源であることを特徴
とする、請求項１４記載の表示装置に用いる蛍光スクリ
ーンの製造方法。