JP2008170674A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光の利用効率を改善し、スクリーンから散乱される映像の視野角を拡大した画像表示装置を提供する。
【解決手段】 光源２から入射した入射光を映像データに基づいて映像光に変換する光弁素子と、この光弁素子から出射された映像光を入射して散乱させるスクリーン４とを備え、スクリーン４は、その表面に蛍光体層５が形成されており、入射した映像光の波長とは異なる波長の光を散乱するようにしたので、スクリーン４から散乱される映像光の視野角が拡大し、光源２から発光された光の利用効率を改善させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光体層をスクリーン上に形成し、このスクリーンに映像光を照射して、照射する映像光の波長と異なる波長の光を散乱させて画像を表示する表示装置に関する。

プロジェクタにより映像をスクリーンに投影して表示する装置が実用化されている。また、小型表示装置とスクリーンを一体化した大型テレビジョン装置が実用化されている。これらの装置は、白色光を発光する光源と、この白色光を３原色に分離するプリズムと、入射された３原色を映像光に変換する空間変調器と、空間変調器が出射した映像光をスクリーンに拡大投影するレンズ部を備えている。

空間変調器として、半導体基板に多数のマイクロミラーを行列状に配置し、各マイクロミラーの傾斜角を映像データに応じて変化させて、入射した光を映像光に変換するデジタル・マイクロミラー素子（以下ＤＭ素子という）が知られている（例えば特許文献１を参照）。この種の素子はカラー画像を次のようにして形成する。白色光からプリズムやカラーフィルターにより赤色、緑色及び青色の各色の光を抽出する。そして、ＤＭ素子に赤色の光を照射している期間にＤＭ素子には赤色に対応する画像を表示させ、ＤＭ素子に緑色の光を照射している期間にＤＭ素子には緑色に対応する画像を表示させ、ＤＭ素子に青色の光を照射している期間にＤＭ素子には青色に対応する画像を表示させ、これを短時間で繰り返す。これにより、観察者は時間混色によるカラー映像を観察することができる。

あるいは、空間変調器として、ポリシリコン等のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いた液晶表示素子が知られている。この種の液晶表示素子は、２枚の基板間に液晶層が挟持された構成であり、一方の基板の内面には多数の画素電極と、この画素電極に供給する信号を制御するためのポリシリコンＴＦＴが形成され、他方の基板の内面には画素電極に対応して赤色、緑色、青色のカラーフィルターが形成されている。また、２枚の基板の外側には偏光板が配置されている。各画素に与える信号に応じて、液晶分子配向を変化させ、入射した光の透過を制御する。即ち、入射した白色光を各画素に形成されたカラーフィルターを通してカラー映像に変換する。このカラー映像がスクリーン上に投影される。

また、大型表示装置としてＰＤＰが実用化されている。ＰＤＰは、２枚の基板の一方の内面に、データ電極、このデータ電極の周囲に形成された隔壁、この隔壁の表面及び底面には蛍光体が形成され、他方の基板の内面にはデータ電極と直交する表示電極が形成されている。隔壁の蛍光体は、データ電極ごとに赤蛍光体、緑蛍光体、青蛍光体が繰り返して形成されている。２枚の基板間にはネオンガスやキセノンガスが充填されている。データ電極及び表示電極に電圧を印加してその交差部のガスをプラズマ状態として紫外線を発光させ、その紫外線により隔壁に形成した蛍光体を発光させる。
特許第３５５７３１７号公報

しかしながら、空間変調器としてＤＭ素子や液晶表示素子を使用する表示装置やプロジェクタにおいては、白色光から各色の光をプリズムやカラーフィルターにより減法して抽出し、後に映像光として混色する方式である。そのために、光源から発光された光のエネルギー利用効率が低かった。

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、光源から発光された光のエネルギー利用効率を向上させ、視野角の広い表示装置を提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明の画像表示装置は、光源から入射した入射光を映像データに基づいて映像光に変換する光弁素子と、映像光が入射されるスクリーンを備える画像表示装置であって、スクリーンは蛍光体層が形成されるとともに、入射した映像光の波長とは異なる波長の光を散乱する。ここで、入射光は紫外光または青色光であり、スクリーンから散乱される光は入射光より波長の長い可視光を含むようにした。

さらに、光弁素子は行列状に配置された複数の画素を備えており、前記複数の画素は、前記映像データに含まれる色情報の色に関係付けられており、前記光源から入射した光を前記色情報に対応する映像光に変換して前記スクリーンに出射するようにした。

また、上述した画像表示装置に用いるスクリーンは、互いに蛍光色の異なる複数の蛍光体層が光弁素子の画素に対応付けられてその表面に形成されており、蛍光体層は、色情報に対応する映像光を入射して色情報に対応する色の光を散乱するようにした。

ここで、光弁素子として、映像データに基づいて反射面の傾斜角を制御して入射光を映像光に変換するデジタル・マイクロミラー素子や、映像データに基づいて液晶層の分子配向を制御して入射光を映像光に変換する液晶表示素子を用いることとした。

また、上述した構成の画像表示装置に用いるスクリーンは、ベース基材、ベース基材の上に形成した蛍光体層、及び、蛍光体層の上に形成した透光性保護層を備えるように構成した。さらに、蛍光体層と保護層の間にＵＶカットフィルター層を備えるようにした。

本発明によれば、蛍光体が形成されたスクリーン上に映像光が入射し、入射した映像光の波長に対して異なる波長の光を散乱させることにより、光源から発光された光の利用効率を向上させることができる。

本発明の画像表示措置は、光源から入射した光を映像データに基づいて映像光に変換する光弁素子と、光弁素子からの映像光を入射してこの映像光を透過あるいは反射して散乱させるスクリーンを備えている。スクリーンには蛍光体層が形成されており、蛍光体層は入射した映像光の波長を変換して、異なる波長の光を発光する。このとき、蛍光体層からの発光は散乱光となっている。すなわち、スクリーンは入射した映像光の波長とは異なる波長の光を散乱させる。これにより、スクリーン上に投影された映像を広視角で見ることができる。また、光源より発光した光が映像のカラー化を行う構成なので、光源とスクリーンの間に色を選択するためのフィルター等を配置する必要がない。そのため、光の利用効率を高めることができる。

また、紫外光又は青色光を発光する光源を用いることができる。紫外光又は青色光が照射されたスクリーンはその表面に形成した蛍光体層により紫外光又は青色光よりも波長の長い可視光を散乱する。すなわち、蛍光体層を適切に選択することにより、カラー画像を得ることができる。このとき、光路中にカラーフィルターやプリズムを設けて波長選択を行う必要がないので、光量のロスの少ない画像表示装置を得ることができる。

ここで、光弁素子は行列状に配置された複数の画素を有する。各画素は映像データに含まれる色情報に対応している。例えば、フルカラーの映像を表示する場合は、映像データのうちの赤色データに基づいて赤色の画像を形成する画素（以下Ｒ画素という）と、緑色データに基づいて緑色の画像を形成する画素（以下Ｇ画素という）と、青色データに基づいて青色の画像を形成する画素（以下Ｂ画素という）とに分離している。各画素は各色に関係付けられているが、光源からの入射光を減法して抽出した各色の光を映像光に変換するのではなく、光源から発光した紫外光又は青色光をそのまま反射又は透過させてスクリーンへ出射するので、光の利用効率を低下させない。

また、スクリーン上には、入射した光を互いに異なる色の光に変換して発光する複数の蛍光体層が形成されている。例えば、紫外光を入射して赤色の光を発光散乱する赤蛍光体層、緑色の光を発光散乱する緑蛍光体層、及び、青色の光を発光散乱する青蛍光体層が行又は列状に形成されている。あるいは、青色光を入射して赤色の光を発光散乱する赤蛍光体層、緑色の光を発光散乱する緑色蛍光体層と、青色の光を散乱する光散乱層が行又は列状に形成されている。そして、光弁素子のＲ画素から出射された紫外光又は青色光が赤蛍光体層に、Ｇ画素から出射された紫外光又は青色光が緑蛍光体層に、Ｂ画素から出射された紫外光又は青色光が青蛍光体層又は光散乱層に入射するようにこれらの位置を対応付けておく。これにより、赤蛍光体層は赤色データの画像を表示し、緑蛍光体層は緑色データの画像を表示し、青蛍光体層又は光散乱層は青色データの画像を表示する。

光弁素子のＲ画素、Ｇ画素及びＢ画素から同時に各色の対応する紫外光又は青色光からなる映像光が同時に出射されれば、スクリーンから各色が同時に散乱され、観察者はフルカラーの映像を観察することができる。あるいは、光弁素子の各画素から赤色、緑色及び青色に対応する紫外光又は青色光が時分割的に出射されれば、スクリーンから各色が時分割的に散乱され、これが短時間で繰り返されることにより、観察者は時間混色によりフルカラーの映像を観察することができる。いずれにしても、カラーフィルターやプリズムを使用して特定の波長を抽出する減法混色によるカラー映像を得る場合と比較して、光の利用効率が改善する。

また、光弁素子として、多数の微細な反射面を有するＤＭ素子を用いることができる。ＤＭ素子は、各画素を構成する反射面の角度を高速で制御して入射した光線を特定の方向に出射させる。そのため、入射した紫外光や青色光のロスを少なくスクリーンへ反射させることができる。また、光弁素子として、画素を行列状に配列した液晶表示素子を用いることができる。液晶表示素子は、２枚の基板間に液晶層を挟持し、液晶層の分子配向を制御して紫外光や青色光からなる入射光を映像光に変換することができる。画素ごとにＴＦＴを接続したアクティブマトリックス液晶表示素子を使用すれば、多数のドットからなる映像光を形成することができる。また、ＤＭ素子や液晶表示素子は軽量小型であり低消費電力で動作する。そのため、画像表示装置を低消費電力で且つコンパクトに構成することができる。

また、スクリーンとして、透明なベース基材の上に蛍光体層を形成した透過型のスクリーンを用いることができる。透過型スクリーンを使用することにより、光弁素子及びスクリーンをコンパクトに構成することができる。また、ベース基材と蛍光体層の間に反射層を設けた反射型スクリーンとすることができる。

以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。
（実施例１）図１は、本実施例の画像表示装置１０を表すブロック図である。図示するように、光源２から光を入射して映像光に変換する光弁素子であるＤＭ素子１と、ＤＭ素子１から出射された映像光を入射して散乱させるスクリーン４を備えている。駆動回路３はＤＭ素子１に対して映像データを出力する。観察者１２はスクリーン４の背面から投影された映像を見ることができる。即ち、本実施例はリアプロジェクションタイプの画像表示装置１０である。通常は、ＤＭ素子１と光源２との間には集光用レンズが、ＤＭ素子１とスクリーン４との間には投影用レンズが設けられているが、図１では省略している。

光源２には、紫外光を発光するＬＥＤを使用することができる。紫外光としては、ピーク波長が３８０ｎｍ〜４１０ｎｍの近紫外光を使用するのが望ましい。紫外光のピーク波長が３６０ｎｍ前後又はこれ以下の場合には高分子系材料が劣化する場合があるからである。また、光源２には、青色ＬＥＤ、水銀ランプを使用することができる。

スクリーン４は、ベース基材であるベースフィルム６に蛍光体層５が形成された構成である。蛍光体層５は、紫外光を入射して赤色の光を発光する赤蛍光体層５Ｒ、緑色の光を発光する緑蛍光体層５Ｇ、青色の光を発光する青蛍光体層５Ｂが行又は列状に配列されている。例えば、特定位置の赤蛍光体層５Ｒに映像光として紫外光が照射されると、当該位置の赤蛍光体層５Ｒが発光し、観察者１２はこの赤蛍光体層５Ｒの発光色を観察することになる。緑蛍光体層５Ｇ及び青蛍光体層５Ｂも同様である。この時、蛍光体層から発光する光は実質的に散乱された光である。そのために、観察者は正面からスクリーン４を見る場合の他に、斜めから見る場合でも当該位置の蛍光体層の発光を観察することができる。そのために、視野角が大きくなる。

紫外光で励起する蛍光体材料として、赤蛍光体層５Ｒには、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、ＬｉＷ_２Ｏ８：Ｅｕ，Ｓｍ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｂａ_３ＭｇＳｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ，Ｍｎ等を使用することができる。また、緑蛍光体層５Ｇには、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ，Ｍｎ、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ等を使用することができる。また、青蛍光体層５Ｂには、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）_３ＭｇＳｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ等を使用することができる。また、好ましくは、赤蛍光体層５ＲとしてＢａ_３ＭｇＳｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ，Ｍｎを、緑蛍光体層５ＧとしてＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕを、青蛍光体層５Ｂとして（Ｓｒ，Ｂａ）_３ＭｇＳｉ_２Ｏ_８：Ｅｕを使用する。また、これらの蛍光体層は、マスクを使用したスクリーン印刷法やインクジェット方式により、透明なベースフィルム６の上にドット状に形成することができる。また、ノズルプリンティング法、グラビア印刷法、ダイレクト凸版印刷法、フォトリソ法、フォトエッチング法、レーザー転写法、レーザードライエッチング法等のプロセスも有効である。

なお、本実施例では、蛍光体層として赤色、緑色及び青色の３色の蛍光体を使用する場合について説明しているが、これらの色に限定されない。また、２色の２種類の蛍光体を使用してもよいし、３色以上の３種類以上の蛍光体を使用することもできる。

図２は、図１に示した画像表示装置１０について、ＤＭ素子１の画素とスクリーン４上の蛍光体層との位置を説明するための説明図である。ＤＭ素子１として６行６列の３６画素を有する場合である。ＤＭ素子１は、ベース基板７にマイクロミラー８が形成されている。マイクロミラー８の表面には入射光９を反射するための反射膜が形成されている。マイクロミラー８は印加される電圧により実線と破線で示す２つの安定な状態を有する。例えば±１０°の２つの安定な角度を有する。オン電圧が印加されるとマイクロミラー８は＋１０°傾いて、入射光９は特定方向の反射光１１として反射される。オフ電圧が印加されるとマイクロミラー８’は−１０°傾いて、入射光９’はオン電圧が印加されたときの方向とは異なる方向の反射光１１’として反射される。反射光１１の方向にスクリーン４を設置することにより、入射光を映像光に変換することができる。マイクロミラー８は高速で動作する。諧調表示はマイクロミラー８、８’のオフ時間に対するオン時間の比率を変化させることにより行うことができる。

スクリーン４には赤蛍光体層５Ｒ、緑蛍光体層５Ｇ、青蛍光体層５Ｂが６列形成されており、各列は更に６個のドットに分離されている。従って、６行６列から成る蛍光体ドットが形成されている。そして、ＤＭ素子１の各画素がスクリーン４の各蛍光体ドットに対応する。例えば画素Ｐ１１、Ｐ１６、Ｐ６１、Ｐ６６が、蛍光体ドットＦ１１、Ｆ１６、Ｆ６１、Ｆ６６にそれぞれ対応するように配置されている。画素Ｐ１１、Ｐ６１は赤色の画像データに基づいて駆動される。画素Ｐ１６、Ｐ６６は青色の画像データに基づいて駆動される。例えば、画素Ｐ１１のマイクロミラー８がオン動作して入射した紫外光を反射させると、その反射光は蛍光体ドットＦ１１に照射される。その結果、蛍光体ドットＦ１１において赤色の光が発光する。同様に、画素Ｐ６６のマイクロミラー８がオン動作すると入射した紫外光は蛍光体ドットＦ６６に向けて反射される。その結果、蛍光体ドットＦ６６において青色の光が発光する。総てのマイクロミラー８から成る画素を制御して映像を表示することにより、スクリーン４上の蛍光体ドットを発光させて映像を表示させることができる。

なお、ここではＤＭ素子の画素の位置とこれに対応するスクリーン４上の蛍光体ドットの位置とを同じ配置としたが、これに限定されない。ＤＭ素子１とスクリーン４との間に配置されるレンズにより画像が反転する場合には、ＤＭ素子の画素の位置とスクリーン４上の対応する蛍光体ドットの位置とは光軸を中心として点対称の位置となる。例えば、画素Ｐ１１は蛍光体ドットＦ６６に対応し、Ｐ１６がＦ６１に、Ｐ６１がＦ１６に、Ｐ６６がＦ１１にそれぞれ対応する。

また、蛍光体ドットが物理的に分離している例を説明したが、蛍光体層５は必ずしも物理的に分離する必要はない。例えば、赤蛍光体層５Ｒを、６個の分離したドットに変えて１本のストライプ状ラインとすることができる。他の緑蛍光体層５Ｇ、青蛍光体層５Ｂも同様である。また、同一の色を発光する蛍光体ドットを行や列に沿って連続させる必要はなく、モザイク状に配置することも可能である。この場合は、ＤＭ素子の画素の色配置もこれに対応してモザイク状配置とする。また、ＤＭ素子１及びスクリーン４の画素数及びドット数は更に増加させることができる。

以上説明したように、スクリーン４上において発光するので、表示される画像は視野角が広い。また、カラーフィルター等を用いて入射光線の一部の波長域を組み合わせて混色するのではなく、光源が発する紫外光等の波長の短い光全てを入射光として用いて蛍光体層で可視光に変換してカラーを得る方法なので、入射光のエネルギー効率を向上させることができる。

（実施例２）図３は、光弁素子として透過型の液晶表示素子２０を使用した画像表示装置１０のブロック図である。実施例１と同一の構成要素及び同一の機能を有する部分は同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。液晶表示素子２０は、ガラスから成る下側基板２２と上側基板２４の間に液晶層２３が挟持されている。下側基板２２の内面には透光性の画素電極２６及び画素電極２６に電荷を選択的に供給するための図示しないＴＦＴが形成されている。上側基板２４の内面には透光性の共通電極２７が形成されている。画素電極２６と共通電極２７が対向して画素を構成している。両基板２２及び２４の各内表面は液晶分子を配向させるための配向処理が施されている。液晶分子は下側基板２２、上側基板２４の内表面に平行にかつ下側基板２２から上側基板２４に向けて約９０°ねじれている。下偏光板２１を通過した偏光は、液晶分子のねじれに沿って約９０°回転して上偏光板２５を通過して、透過光１４として透過する。画素電極２６と共通電極２７との間に電圧が印加されると液晶層２３の液晶分子は基板表面に対して垂直方向に立ち上がる。液晶分子が垂直方向に立ち上がると入射した偏光の偏光軸を回転させることができないので、上偏光板２５により遮られる。このようにして、入射光を映像光に変換することができる。

なお、液晶層２３は９０°ねじれ方式の他に、電圧を印加しない状態で垂直方向に配向させ、電圧を印加したときに液晶分子が倒れる方式や、一方の基板表面では垂直配向し他方の基板表面では水平配向したハイブリット方式を使用することもできる。また、ここでは液晶表示素子２０を透過型としたが、画素電極２６の表面を反射膜とすれば、反射型とすることができる。この場合は、図１と同様に光源からの入射光を上側基板２４側から入射するようにする。

液晶表示素子２０に入射する光線として近紫外光を使用することができる。この場合には、下側基板２２や上側基板２４として紫外光を透過する石英基板とするのが好ましい。また、近紫外光を使用した場合には偏光板や液晶層２３が劣化する可能性がある。この場合には、紫外光に代えて青色の光を使用することができる。後に具体的に説明するが、光源２として青色の光を使用する場合には、スクリーン４の赤蛍光体層５Ｒは青色光を受光して赤色の蛍光を発光し、緑蛍光体層５Ｇは青色光を受光して緑色光の蛍光を発光する材料を選定する。また、青蛍光体層５Ｂとしては、入射する青色光を散乱する拡散層とすればよい。

（実施例３）図４は、本実施例による反射型のスクリーン４の断面図である。前述の各実施例と同一の部分又は同一の機能を有する部分は同一の符号を付している。図示するように、ベース基材としてのベースフィルム６に反射層３０を形成し、その上に蛍光体層５を形成し、その上に透光性の保護層３２を形成している。ここで、保護層３２は必ずしも必要とは限らない。反射層３０として、アルミニュウムや銀を蒸着法等により堆積した金属薄膜を使用している。金属薄膜の他に、金属フィルムをベースフィルム６上に粘着剤や接着剤を介して貼り付けてもよい。蛍光体層５は、赤蛍光体層５Ｒ、緑蛍光体層５Ｇ、青蛍光体層５Ｂが互いに分離され、各蛍光体の間隙には遮光層３１が形成されている。遮光層３１は紫外光を吸収する材料が用いられている。入射した紫外光を吸収して反射しないようにするためである。

このスクリーン４に紫外光からなる映像光３３が入射すると、赤蛍光体層５Ｒ、緑蛍光体層５Ｇ、青蛍光体層５Ｂのそれぞれが、映像光３３の強度に応じて赤色光３５Ｒ、緑色光３５Ｇ、青色光３５Ｂを発光する。これにより、入射側の観察者はカラー映像を見ることができる。なお、ベースフィルム６は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙ−Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）や透明アクリル樹脂等を使用することができる。また、図４のような反射型の場合には、ベースフィルム６を除去して反射層３０をベース基材とすることができる。蛍光体層５は５０μｍ〜５００μｍの厚さであり、この層中に分散させる蛍光体粒子は粒径を５μｍ〜５０μｍとしている。保護層３２はシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機材料や、透明なウレタン樹脂やフッソ系樹脂等の高分子材料を使用することができる。また、遮光層３１を除去して蛍光体を連続的に形成してもよい。また、蛍光体層の反射面積を稼ぐために、有機ＥＬやプラズマディスプレイで使用している、バンクもしくはリブと呼ばれる隔壁を形成し、バンク内で囲まれたスペースに蛍光体を混合した樹脂を流し込むとよい。

（実施例４）図５は、本実施例の透過型のスクリーン４を示す断面図である。前述の各実施例と同一の部分又は同一の機能を有する部分は同一の符号を付している。図示するように、透光性のベースフィルム６の上に蛍光体層５を形成し、その上にＵＶカットフィルター３４を形成し、その上に透光性の保護層３２を形成している。ＵＶカットフィルター３４は、紫外光からなる映像光３３がスクリーン４を透過して観察者に直接照射されないようにすることの他に、紫外光を含む外光が入射して蛍光体が発光しないようにするために設けている。ＵＶカットフィルターとあわせて、外光カットフィルターを設けると、黒色系の色再現性があがり、コントラストの上昇につながる。ただし、輝度低下のディメリットもあるため、輝度重視の用途の場合等、設けないほうがよい時もある。

スクリーン４の背面から入射した映像光は、映像データの各色に対応して赤蛍光体層５Ｒ、緑蛍光体層５Ｇ、青蛍光体層５Ｂにそれぞれ入射し、画像光の強度に応じて赤色光３５Ｒ、緑色光３５Ｇ、青色光３５Ｂをそれぞれ発光する。観察者は映像光が入射する入射側と反対の方向から画像を見ることができる。

（実施例５）図６は、本実施例の反射型のスクリーン４を示す断面図であり、特に、映像光として青色光を使用する場合を示している。前述の各実施例と同一の部分又は同一の機能を表す部分は同一の符号を付している。図４と異なる部分は、入射する映像光は青色映像光３６であり、蛍光体層５には、青色光を受光して発光する赤蛍光体層５Ｒと緑蛍光体層５Ｇを使用することと、青色発光層として光散乱層３７を使用することである。

青色光で励起する蛍光体材料には、赤蛍光体層５Ｒとして、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ_２：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ等の材料が例示できる。また、緑蛍光体層５Ｇとして、Ｙ_３（Ａｌ，Ｃａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、ＳｒＣａ_２Ｓ_４：Ｅｕ、Ｃａ_３Ｓｅ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｓｒ−ＳｉＯＮ：Ｅｕ等の材料が例示できる。また、青色発光層としての光散乱層３７は、透光性材料に白色顔料を混入させる、あるいは反射層の表面に粗面処理を施す等により形成することができる。青色映像光３６をそのまま乱反射させることにより青色発光層とすることができるためである。

なお、赤蛍光体層５Ｒや緑蛍光体層５Ｇの各領域では、入射した青色が反射して色純度が低下しないようにする必要がある。そのために、蛍光体層５に含まれる蛍光体粒子３８の密度を高くして入射した青色映像光３６がその下部の反射層３０に直接達しないようにする。

なお、図１〜図３において説明した画像表示装置１０はプロジェクションタイプとして説明したが、これに限定されない。液晶表示素子２０の上偏光板２５の表面にスクリーン４を貼り付けてもよい。この場合は、液晶表示素子２０の画素とスクリーン４上の蛍光体ドットとは１：１の位置関係を有する。例えば光源２として青色ＬＥＤを使用し、青色光を入射した赤蛍光体層５Ｒが赤色光３５Ｒを発光散乱し、青色光を入射した緑蛍光体層５Ｇが緑色光３５Ｇを発光散乱し、青色光を入射した光散乱層３７が青色光３５Ｂを散乱する。このようにすれば、映像光が蛍光体表面において散乱されるので、従来にない広視野角で光の利用効率が高い画像表示装置を得ることができる。

本発明の画像表示装置を表すブロック図である。 本発明の画像表示装置の説明図である。 本発明の画像表示装置を表すブロック図である。 本発明のスクリーンの断面図である。 本発明のスクリーンの断面図である。 本発明のスクリーンの断面図である。

符号の説明

１ ＤＭ素子
２ 光源
３ 駆動回路
４ スクリーン
５ 蛍光体層
５Ｒ 赤蛍光体層
５Ｇ 緑蛍光体層
５Ｂ 青蛍光体層
６ ベースフィルム
７ ベース基板
８ マイクロミラー
９ 入射光
１０ 画像表示装置

Claims (11)

1. 光源から入射した入射光を映像データに基づいて映像光に変換する光弁素子と、前記映像光が入射されるスクリーンを備える画像表示装置において、前記スクリーンは、蛍光体層を備えるとともに、前記入射した映像光の波長とは異なる波長の光を散乱する画像表示装置。
2. 前記入射光は紫外光であり、前記スクリーンから散乱される光は可視光を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記入射光は青色光であり、前記スクリーンから散乱される光は前記青色光よりも波長の長い可視光を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記光弁素子は、行列状に配置された複数の画素を備えており、
   前記複数の画素は、前記映像データに含まれる色情報の色に関係付けられており、前記光源から入射した光を前記色情報に対応する映像光に変換して前記スクリーンに出射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 前記スクリーンには、互いに色の異なる複数の蛍光体層が前記光弁素子の画素に対応付けられて設けられており、
   前記蛍光体層は、前記色情報に対応する映像光を入射して前記色情報に対応する色の光を発光することを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
6. 前記光弁素子は、前記映像データに基づいて反射面の傾斜角を制御して前記入射光を前記映像光に変換するデジタル・マイクロミラー素子であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 前記光弁素子は、前記映像データに基づいて液晶層の分子配向を制御して前記入射光を前記映像光に変換する液晶表示素子であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
8. 前記スクリーンは、ベース基材、前記ベース基材の上に形成した前記蛍光体層、及び、前記蛍光体層の上に形成した透光性保護層を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
9. 前記蛍光体層は、緑蛍光体層、赤蛍光体層及び青蛍光体層が行又は列状に配列して構成されていることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
10. 前記スクリーンは、前記ベース基材と前記蛍光体層との間に反射層を備えることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
11. 前記スクリーンは、前記蛍光体層と前記保護層の間にＵＶカットフィルター層を備えることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。

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