JP2012014199A - 光学蛍光材料を含むスクリーンを有する表示システム及び装置 - Google Patents

光学蛍光材料を含むスクリーンを有する表示システム及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】光学蛍光材料を含むスクリーンを有する表示システム及び装置を提供する。
【解決手段】光を発光して画像を形成するスクリーン上の１以上の蛍光材料を励起する少なくとも１つの励起光ビームを用いたスクリーンに基づく蛍光スクリーン、表示システム、及び装置。蛍光材料は、リン光体材料と、量子ドットのような非リン光体材料とを含んでよい。スクリーンは多層二色性層を含んでよい。
【選択図】図１

Description

本願は、以下の５つの米国仮出願の利益を主張する。
１．２００５年４月１日出願の米国仮出願第６０／６６７，８３９号、発明の名称「レーザー型表示装置」
２．２００５年５月２０日出願の米国仮出願第６０／６８３，３８１号、発明の名称「紫外線励起リン光体を有する表示スクリーン」
３．２００５年５月２０日出願の米国仮出願第６０／６８３，２６２号、発明の名称「紫外線励起リン光体を有するスクリーンを用いたレーザー型表示システムにおけるレーザービームの制御」
４．２００５年６月１４日出願の米国仮出願第６０／６９０，７６０号、発明の名称「レンズアレイ、透過スリットアレイ、及び紫外線励起リン光体を有する表示スクリーン」。
５．２００５年１１月２日出願の米国仮出願第６０／７３３，３４２号、発明の名称「多層型二色性層及び紫外線励起リン光体を有する表示スクリーン」
また、本願は、以下の３つの米国特許出願の各々の利益を主張し、かつ各々の一部継続出願である。
１．２００５年４月２７日出願の第１１／１１６，９９８号、発明の名称「可視有色光を発光する紫外線励起リン光体を用いたレーザー型表示装置」
２．２００６年１月１８日出願の第１１／３３５，８１３号、発明の名称「光学蛍光材料を含むスクリーンを有する表示システム」
３．２００６年１月１９日出願の第１１／３３７，１７０号、発明の名称「光学蛍光材料を含む表示スクリーン」
上記の８つの米国特許出願の全開示内容を参照として取り込み、本願明細書の一部とする。
本願は、光学的励起状態において有色光を発光する蛍光材料を含むスクリーンを用いた、レーザー型画像・映像用表示装置等の表示システム、及びそのような表示装置用のスクリーン設計に関する。
多くの画像・映像用表示装置は、赤、緑、青等の異なる色のカラー画像を直接生成して、その後カラー画像をスクリーン上に投影するように設計されている。このようなシステムはしばしば「投射型表示装置」と呼ばれ、当該システムにおいては、スクリーンは単にカラー画像を観察者に見えるようにするための面でしかない。このような投射型表示装置においては、白色ビームをフィルターにかけ、変調して赤、緑、及び青の画像を生成する白色光源が用いられることがある。または、赤、緑、青の３色の光源を用いて直接的に赤、緑、青の３色のビームを生成し、これら３色のビームを変調して赤、緑、青の画像を生成する。このような投射型表示装置の例としては、デジタル・ライト・プロセシング（ＤＬＰ）表示装置、リキッドクリスタル・オン・シリコン（ＬＣｏＳ）表示装置、及び回折格子ライトバルブ（ＧＬＶ）表示装置がある。特に、ＧＬＶ表示装置においては、赤、緑、青のレーザービームをそれぞれ変調する３つの回折格子ライトバルブと、カラー画像をスクリーン上に形成するためのビームスキャナが用いられる。レーザー型の投射型表示装置の別の例が、米国特許第５，９２０，３６１号、発明の名称「画像投射方法及び装置」において記載されている。投射型表示装置においては、光学レンズシステムを用いてカラー画像を結像しスクリーン上に投影する。
その他の画像・映像用表示装置の中には、スクリーン自体に光を生成する色画素が含まれてカラー画像が直接的にスクリーン内にて形成される「直接的」構成を用いるものがある。このような直接的表示装置は、画像を投射するための光学レンズシステムが省かれているので、スクリーンの大きさが等しい投射型表示装置に比べて比較的小型に製造することができる。直接的表示システムの例としては、プラズマ表示装置、液晶表示装置（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）表示装置（たとえば、有機発光ダイオード表示装置）、及び、電界放出表示装置（ＦＥＤ）がある。このような直接的表示装置における各色画素の内部には隣接し合う３つの色画素が含まれており、それぞれが、ＬＥＤ表示装置とＦＥＤにおけるように直接的に有色光を発光することにより、又は、ＬＣＤ等におけるように白色光をフィルターにかけることにより、赤、緑、及び青の光を生成する。
これら及びその他の表示装置により、創成以来何十年にわたって表示装置市場を支配してきたブラウン管（ＣＲＴ）表示装置が取って代わられている。ＣＲＴ表示装置においては、真空管内で走査電子ビームを用いてスクリーン上の赤、緑、青のカラーリン光体を励起することにより有色光を発光し、カラー画像を生成する。ＣＲＴ表示装置は高解像度にて鮮やかな色と明るい画像を生成することができるが、陰極線管を用いることはＣＲＴ表示装置に重大な技術的制約を課すことであり、近年におけるＣＲＴ表示装置需要の劇的低下へとつながっている。
本願に記載する表示システム、装置、及び技術は、スクリーン上の１以上の蛍光材料を励起する少なくとも１つの励起光ビームを用いて光を発光し、画像を形成する蛍光スクリーンを含む。蛍光材料はリン光体材料と非リン光体材料を含んでよい。励起光は、レーザービーム、または非レーザービームであってよい。
ここに記載する表示システムの例は、蛍光材料を含み、レーザービームを受光して少なくとも１つの単色画像を生成する少なくとも１つのスクリーンを用いる。レーザー光を吸収して異なる波長の有色光を発光する３以上の異なる蛍光材料を含むスクリーンを、観察されるべき最終画像を生成するスクリーンとして用いてよい。または、１つの蛍光材料を含むスクリーンを複数の色の単色画像のうちただ１色だけの単色画像を生成する単色プロジェクタとして用いてよく、この単色画像はその他の単色画像と合成されて、観察されるべき最終画像を最終観察スクリーン上に生成する。このようなレーザー励起蛍光材料はレーザー光、たとえばＵＶレーザー光を吸収して、当該蛍光材料の組成により決定される色を発光する。
記載する表示装置の一例は、励起光を吸収して可視光を発光する蛍光層と、蛍光層の第１の側にあって、励起光を透過させ、可視光を反射する第１層とを含む表示スクリーンを含む。記載する表示装置の別の例は、各蛍光ストライプが励起光を吸収して指定色の光を発光するよう動作する複数の平行な蛍光ストライプを含む蛍光層と、蛍光ストライプに平行な円柱軸を有し、蛍光ストライプにそれぞれ対応して光を蛍光ストライプにそれぞれ導くよう配置された複数の円柱レンズを含む、蛍光層の第１の側に配置されたレンズ層とを更に含む、画像を表示するよう動作するスクリーンを含む。記載する表示装置の更に別の例は、励起光を吸収して可視光を発光するよう動作する、複数の平行な蛍光ストライプを含む蛍光層を備えた表示スクリーンを含む。少なくとも３つの隣接するリン光体ストライプは、励起光を吸収して第１の色の光を発光するよう動作する第１蛍光材料と、励起光を吸収して第２の色の光を発光するよう動作する第２蛍光材料と、励起光を吸収して第３の色の光を発光するよう動作する第３蛍光材料との３つの異なる蛍光材料から形成される。表示スクリーンは、異なる蛍光ストライプを分離するために２つの隣接する蛍光ストライプの間の境界に形成され、１つの蛍光ストライプから発光されて隣接する蛍光ストライプに入射する光の量を減少させるよう構成された分割器を更に含む。
表示装置の更なる例を記載する。一例においては、表示装置は、基板と、基板上に形成された複数の蛍光領域とを含むスクリーンを含む。少なくとも２つの隣接する蛍光領域は、励起光を吸収して２つの異なる色の光を発光する２つの異なる蛍光材料を含む。また、蛍光領域の上にはコントラスト強化層が形成されており、コントラスト強化層には蛍光領域に空間的に一致する複数の異なるフィルター領域が含まれる。各フィルター領域は、対応する一致蛍光領域から発光された色の光を透過させ、その他の色の光を遮断するよう動作する。別の例においては、表示装置は、励起光を吸収して可視光を発光する蛍光層と、蛍光層の第１の側にあって励起光を透過させ可視光を反射するよう動作する第１層とを含む表示スクリーンを含む。第１層は、複数の誘電層が合成されたシートを含む。
光学励起蛍光材料を含むスクリーンを多様なレーザー型表示装置に用いてよい。一例は、スクリーン上を１以上の励起レーザービームに走査させて、テキスト、グラフィックス、及び画像を描出するレーザーベクトルスキャナである。それゆえ、レーザービームにより「Ｏ」状の経路に沿ってスクリーン上を走査することにより、スクリーン上に文字「Ｏ」の画像を形成することができる。励起レーザービームはＵＶビームであってよく、これにより励起された蛍光材料が有色光を発光して画像を形成する。異なる色の２以上の走査レーザービームを用いて同一パターンをなぞり、混色効果を生じさせてよい。その他の複雑かつ移動するパターンを、複雑な走査パターンを用いることにより生成することができる。
レーザー型ＴＶシステムにおいてもレーザーを用いて、ＣＲＴ ＴＶにおける電子ビームによるラスター走査と類似のラスター走査により、静止・動画、グラフィックス、映像、又は映画を生成してよい。このようなレーザー型ＴＶにおいては、１以上の多数の励起レーザービームと、１以上の蛍光材料を含むスクリーンを用いてよい。走査レーザービームは、スクリーン上の蛍光材料を励起して画像を形成する有色光を生成する。
いくつかの実施例においては、表示スクリーンは、ＵＶ光を吸収して可視光を発光する蛍光層と、蛍光層の第１の側にあって、ＵＶ光を透過させ、可視光を反射する第１層とを含む。フレネルレンズを蛍光層の第１の側に形成して、スクリーンに異なる角度で入射したＵＶ光を蛍光層に対して略法線方向となるよう方向付けてよい。フレネルレンズは、入射したＵＶ光に対してテレセントリックな構成であってよい。第１層は二色性層であってよい。また、スクリーンは、蛍光層の第２の側にあって、可視光を透過させてＵＶ光を遮断する第２層も含んでよい。第２層は、たとえば二色性層であってよい。その他の実施例においては、第１層は、ＵＶ光を受光する第１面と、蛍光層に対向し、ＵＶと可視光を反射する反射層がコーティングされた反対側の第２面とを有するレンズを含んでよく、反射層は第２面の中央に開口部を有してＵＶ光を通過させる。
その他のレーザー型表示システムを記載する。
たとえば、記載するレーザー型表示システムは、複数の平行なリン光体ストライプが形成された基板を含むスクリーンを含み、少なくとも３つの隣接するリン光体ストライプは、励起波長を有する光を吸収して第１の色の光を発光する第１リン光体と、励起波長を有する光を吸収して第２の色の光を発光する第２リン光体と、励起波長を有する光を吸収して第３の色の光を発光する第３リン光体と、の３つの異なるリン光体から形成される。当該システムは、励起波長を有するレーザービームをスクリーン上に投射して走査させ、光変調によりレーザービームに搭載された画像を、スクリーン上のリン光体ストライプが生成するカラー画像へと変換するレーザーモジュールも含む。
一実施例においては、上記システムにおけるスクリーンは、励起波長を有する光を吸収して第４の色の光を発光する第４リン光体を含むリン光体ストライプを含んでよい。
別の実施例においては、表示システムは、リン光体ストライプからの光を受光して検出する光センサーを含んでよく、１つの光センサーは、スクリーン上のリン光体ストライプが発光する色のうちの１色だけを受光する。フィードバックメカニズムを含めて、リン光体センサーからの出力をレーザーモジュールへと向け、更にレーザーモジュール内に対応関係制御メカニズムを含めて、レーザービームに変調された画像データのタイミングを制御してレーザービームのリン光体ストライプに対する対応関係を修正する。
更に別の実施例においては、レーザーモジュールは、レーザービームの光変調においてパルス符号変調とパルス幅変調を組み合わせて画像グレースケールを生成する変調制御を含んでよい。
更に別の実施例においては、レーザーモジュールを、少なくとも１つの第２レーザービームを前記レーザービームによる走査と同時にスクリーン上に投射して走査させ、スクリーンの異なる位置に１つの画像の２つの異なる空間的部分を生成するよう構成してよい。
更に別の実施例においては、レーザーモジュールを、レーザービームに変調するべき画像データビットを監視して黒画素監視信号を生成するメカニズムと、レーザービームを生成する少なくとも１つのダイオードレーザーと、黒画素監視信号を受信し、複数の黒画素の連続長を示す黒画素監視信号が閾値未満であるときに、ダイオードレーザーをレーザー閾値電流未満の駆動電流において、該駆動電流を遮断することなしに動作させて実質的黒色をスクリーン上に生成し、複数の黒画素の連続長を示す黒画素監視信号が閾値よりも大きいときに、駆動電流を遮断して真黒色をスクリーン上に生成するよう接続されたレーザー制御とを含むよう構成してよい。
３以上の単色レーザー表示投射モジュールを含むレーザー型表示システムも記載する。一例においては、このようなシステムは、最終画像の第１、第２、及び第３の単色画像成分を第１、第２、及び第３の異なる色においてそれぞれ生成して、第１、第２、及び第３の単色画像成分を表示スクリーンに投射して最終画像を生成する第１、第２、及び第３のレーザー表示モジュールを含む。この例においては、第１レーザー表示モジュールは、（１）励起波長を有する光を吸収して励起波長とは異なる第１波長の光を発光する第１リン光体を含む第１スクリーンと、（２）励起波長を有する少なくとも１つのレーザービームを第１スクリーン上に投射して走査させ、レーザービームに搬送される第１の色の画像を、第１スクリーン上の第１リン光体により生成される第１単色画像成分へと変換する第１レーザーモジュールと、（３）第１単色画像成分を第１スクリーンから表示スクリーンへと投射する第１投射光学ユニットとを含む。
一実施例においては、第３レーザー表示モジュールは、（１）リン光体を含まない第３スクリーンと、（２）第３の色の少なくとも１つのレーザービームを第３スクリーン上に投射して走査させ、第３スクリーン上に第３単色画像成分を直接的に生成する第３レーザーモジュールと、（３）第３単色画像成分を第３スクリーンから表示スクリーンへと投射する第３投射光学ユニットとを含んでよい。
別の実施例においては、第３レーザー表示モジュールは、第３の色の少なくとも１つのレーザービームを直接的に表示スクリーンへと投射して走査させ、表示スクリーン上に直接的に第３単色画像成分を生成する。
３以上の単色レーザー表示投射モジュールを含むレーザー型表示システムの別例は、（１）励起波長を有する光を吸収して励起波長とは異なる第１波長を有する光を発光する第１リン光体を含む第１スクリーンと、（２）励起波長を有する少なくとも１つのレーザービームを第１スクリーン上に投射して走査させ、レーザービームに搬送される画像を第１スクリーン上の第１リン光体に生成される第１画像へと変換する第１レーザーモジュールとを含む第１レーザー表示モジュールを用いる。本システムにおいては、第２レーザー表示モジュールも用いられ、（１）励起波長を有する光を吸収して励起波長とは異なる第２波長を有する光を発光する第２リン光体を含む第２スクリーンと、（２）励起波長を有する少なくとも１つのレーザービームを第２スクリーン上へと投射して走査させ、レーザービームに搬送される画像を、第２スクリーン上の第２リン光体に生成される第２画像へと変換する第２レーザーモジュールとが含まれる。更に、第３レーザー表示モジュールが用いられ、（１）リン光体を含まない第３スクリーンと、（２）第１と第２の波長とは異なる第３波長を有する少なくとも１つのレーザービームを第３スクリーンに投射して走査させ、第３波長の色において第３画像を第３スクリーン上に直接的に生成する第３レーザーモジュールとが含まれる。更に、第１、第２、及び第３の投射光学ユニットを用いて、第１画像、第２画像、及び第３画像をそれぞれ表示スクリーン上に投射して最終画像を生成する。
レーザー型表示システムの更なる例は、それぞれがリン光体投影スクリーンを有する少なくとも３つの単色レーザー表示投射モジュールを備えたシステムである。第１レーザー表示モジュールは、（１）励起波長を有する光を吸収して励起波長とは異なる第１波長を有する光を発光する第１リン光体を含む第１スクリーンと、（２）励起波長を有する少なくとも１つのレーザービームを第１スクリーンに投射して走査させ、レーザービームに搬送される画像を、第１スクリーン上の第１リン光体に生成される第１画像へと変換する第１レーザーモジュールとを含む。第２レーザー表示モジュールは、（１）励起波長を有する光を吸収して励起波長とは異なる第２波長を有する光を発光する第２リン光体を含む第２スクリーンと、（２）励起波長を有する少なくとも１つのレーザービームを第２スクリーンへと投射して走査させ、レーザービームに搬送される画像を、第２スクリーン上の第２リン光体に生成される第２画像へと変換する第２レーザーモジュールとを含む。第３レーザー表示モジュールは、（１）励起波長を有する光を吸収して励起波長とは異なる第３波長を有する光を発光する第３リン光体を含む第３スクリーンと、（２）励起波長を有する少なくとも１つのレーザービームを第３スクリーンへと投射して走査させ、レーザービームに搬送される画像を第３スクリーン上の第３リン光体に生成される第３画像へと変換する第３レーザーモジュールとを含む。また、本システムは、第１画像、第２画像、及び第３画像とを表示スクリーン上で空間的に重なるよう投射して最終画像を生成する第１、第２、及び第３の投射光学ユニットを含む。
本願に記載する更に別の表示装置は、表示すべき画像の情報を載せた光パルスを搬送する励起光の走査ビームを生成するよう動作する光学モジュールと、励起光を吸収して第１の色の光を発光する少なくとも１つの第１蛍光材料を含み、走査ビームに搬送された画像を生成するスクリーンと、第１の色の光を含むスクリーンからの光の一部を受光するよう配置され、走査ビームのスクリーン上での空間的対応関係を示す監視信号を生成するよう動作する光検知ユニットと、監視信号を受信して、光学モジュールが、監視信号に反応して走査ビームに搬送される光パルスのタイミングを調整して、監視信号に示される、走査ビームのスクリーン上での空間的対応関係ずれを修正するよう制御するように動作するフィードバック制御メカニズムとを含む。
記載する表示装置の更なる例は、複数の異なる領域を有する基板を備えたスクリーンを含む。異なる領域のうちの少なくとも１つの第１部分は、励起波長を有する光を吸収して励起波長より長い発光波長を有する蛍光光を発光するよう動作する少なくとも１つの蛍光材料を含み、複数の領域のうちの第１部分と交互配置された複数の領域のうちの少なくとも１つの第２部分は、蛍光材料を含まない。本表示装置には、光学モジュールも含まれており、これは、光変調により画像を搭載された、励起波長を有する励起光ビームをスクリーンに投射して走査させ、異なる領域のうちの第１部分に、発光された蛍光光により画像を生成し、異なる領域のうちの第２部分に、走査を実行する励起光ビームにより画像を生成するよう動作する。
上記の、及びその他の表示システム及び装置においては、各々のスクリーン上において多様なリン光体材料を用いてよい。蛍光材料として適したリン光体材料の例には、以下のものを含めてよい。
Ｅｕをドープした光輝性金属硫化物の形態ＭＳ：Ｅｕにおいて、ＭがＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ、およびＺｎの少なくとも１つであるもの。
金属チオメタレート（ｔｈｉｏｍｅｔａｌｌａｔｅ）光輝性材料の形態Ｍ＊Ｎ＊ ２Ｓ４：Ｅｕ，Ｃｅにおいて、Ｍ＊がＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ、およびＺｎの少なくとも１つであり、Ｎ＊がＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙ、ＬａおよびＧｄの少なくとも１つであるもの。
Ｓｒ１−ｕ―ｖ−ｘＭｇｕＣａｖＢａｘ）（Ｇａ２−ｙ−ｚＡｌＩｎｚＳ４）：Ｅｕ２＋、又は（Ｓｒ１−ｕ―ｖ−ｘＭｇｕＣａｖＢａｘ）（Ｇａ２−ｙ−ｚＡｌｙＩｎｚＳ４）：Ｅｕ２＋。
（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ。
希土類をドープしたＣａＳ、ＳｒＳ、又は、チオガレート（ｔｈｉｏｇａｌｌａｔｅ）。
ＳｒＳ：Ｅｕ２＋、ＣａＳ：Ｅｕ２＋、ＣａＳ：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ＋、Ｍｇ４ＧｅＯ５．５Ｆ：Ｍｎ４＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ｍｎ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｍｇ、及び（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｐｒのうちの１つ。
Ｂａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、及び（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋の少なくとも１つ。
ＡＥｕ（１−ｘ）ＬｎｘＢ２Ｏ８であって、ＡがＬｉ、Ｋ、Ｎａ、及びＡｇからなる群から選択される要素であり、ＬｎがＹ、Ｌａ及びＧｄからなる群から選択される要素であり、ＢがＷまたはＭｏであり、ｘが０以上１未満であるもの。
ＹＢＯ３：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，Ｂｉ３＋、ＹＶＯ４：Ｅｕ３＋，Ｂｉ３＋、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋、ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋，Ｃｅ３＋，Ｋ＋、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋、及びＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋の少なくとも１つ。
イットリウム・アルミニウム・ガーネット、モノクリニック（ｍｏｎｏｋｌｉｎｉｃ）ＹａｌＯ及びＹａｌＯ−ペロブスカイト、Ｙ，Ｌｎ）ＡｌＯ、及び（Ｙ，Ｌｎ）（Ａｌ，Ｇａ）Ｏから選択される母材であって、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジミウム（Ｐｒ）、ホルミウム（Ｈｏ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、及びユウロピウム（Ｅｕ）の少なくとも１つをドープした母材。
ＭｅｘＳｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌ（ｍ＋ｎ）ＯｎＮ１６−ｎ：Ｒｅ１ｙＲｅ２ｚであって、Ｍｅは、Ｌｉ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｙ、及びＬａとＣｅを除くランタニド金属のうちの１以上であり、Ｒｅ１とＲｅ２はランタニド金属であるもの。
αサイアロンを含み、希土類要素をドープした酸窒化リン光体。
セリウムイオンをドープした窒化ランタンシリコンリン光体Ｌａ１−ＸＳｉ３Ｎ５：ｘＣｅ（０＜ｘ＜１）。
１）Ｙ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＳｍからなる群から選択される少なくとも１つの要素、及び２）Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎからなる群から選択される少なくとも１つの要素を含み、セリウムにより活性化されたガーネット蛍光材料。
ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭ）及び（Ｔｂ１−ｘ−ｙＡｘＲＥｙ）３ＤｚＯ１２（ＴＡＧ）を含むリン光体混合物であって、ＡはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＳｍからなる群から選択される材料であり、ＲＥはＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、及びＬｕからなる群から選択される材料であり、ＤはＡｌ、Ｇａ、及びＩｎからなる群から選択される材料であり、ｘ、ｙ、及びｚは正の数であるもの。
Ｔｂ３Ａｌ４．９Ｏ１２：Ｃｅと、更にＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭ）及び（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋の少なくとも１つを含むリン光体混合物。
ＢａＦ２．ａＢａＸ２．ｂＭｇＦ２．ｃＢｅＦ２．ｄＭｅＩＩＦ２：ｅＬｎであって、Ｘは塩素、臭素、及びヨウ素からなる群から選択される少なくとも１つのハロゲン元素であり、ＭｅＩＩはカルシウム及びストロンチウムからなる群から選択される少なくとも１つの二価金属であり、Ｌｎは二価ユウロピウム（Ｅｕ２＋）、セリウム（Ｃｅ３＋）、及びテルビウム（Ｔｂ３＋）からなる群から選択される少なくとも１つの希土類要素であり、ａ、ｂ、ｃ、及びｄは正の数であるもの。
セリウムにより活性化した希土類ハロフォスフェート（ｈａｌｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）リン光体であるＬｎＰＯ４．ａＬｎＸ３：ｘＣｅ３＋であって、ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１つの希土類要素であり、ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、及びＩからなる群から選択される少なくとも１つのハロゲン元素であり、ａ及びｘは正の数であるもの。
ＳｒｘＬｎｌｙ１Ｌｎ２ｙ２Ｌｎ３ｙ３ＭｚＡａＢｂＯ１９−ｋ（Ｉ）であって、Ｌｎ１はランタン、ガドリニウム、及びイットリウムから選択される少なくとも１つの三値要素を示し、Ｌｎ２はネオジム、プラセオジミウム、エルビウム、ホルミウム、及びツリウムから選択される少なくとも１つの三価要素を示し、Ｌｎ３は酸素正孔により電気的中性が維持された二価ユウロピウム又は三価セリウムから選択される要素を示し、Ｍはマグネシウム、マンガン、及び亜鉛から選択される少なくとも１つの二価金属を示し、Ａはアルミニウム及びガリウムから選択される少なくとも１つの三価金属を示し、Ｂはクロム及びチタンから選択される少なくとも１つの三価遷移金属を示し、ｘ、ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｚ、ａ、ｂ、及びｋは正の数であるもの。
ＭＩＩＸ２．ａＭＩＩＸ´２．ｂＳｉＯ：ｘＥｕ２＋であって、ＭＩＩはＢａ、Ｓｒ、及びＣａからなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ性土類金属であり、ＸとＸ´のそれぞれはＣｌ、Ｂｒ、及びＩからなる群から選択される少なくとも１つのハロゲン元素であるがＸとＸ´は同じものでなく、ａ、ｂ、及びｘは正の数であるもの。
母材としてのアルカリ性ハロゲン化物とドーパントとしての希土類。
（Ｂａ１−ｑＭｑ）（Ｈｆ１−ｚ−ｅＺｒｚＭｇｅ）：ｙＴであって、ＭはＣａ、Ｓｒ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、ＴはＣｕであり、ｑ、ｚ、ｅ、及びｙは正の数であるもの。
Ａ３Ｂ５Ｘ１２：Ｍであって、ＡはＹ、Ｃａ、及びＳｒからなる群から選択される要素であり、ＢはＡｌ、Ｇａ、及びＳｉからなる群から選択される要素であり、ＸはＯ及びＳからなる群から選択される要素であり、ＭはＣｅ及びＴｂからなる群から選択される要素であるもの。
Ｂａ２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、又は（Ｂａ１−Ｘ−Ｙ−Ｚ，ＣａＸ，ＳｒＹ，ＥｕＺ）２（Ｍｇ１−Ｗ，ＺｎＷ）Ｓｉ２Ｏ７。
ＳｒｘＢａｙＣａｚＳｉＯ４：Ｅｕ２＋であって、ｘ、ｙ、及びｚはそれぞれ０と２を含む０乃至２の間のいずれかの値であるもの。
ＺｎＳｘＳｅｙ：Ｃｕ，Ａであって、ｘとｙはそれぞれ０乃至１の間のいずれかの値であり、ＡはＡｇ、Ａｌ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｃｌ、Ｉ、Ｍｇ、及びＭｎのうちの少なくとも１つであるもの。
ＭＡ２（ＳｘＳｅｙ）４：Ｂであって、ｘとｙはそれぞれ約０．０１乃至約１の間のいずれかの値であり、ＭはＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎのうちの少なくとも１つであり、ＡはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、及びＧｄのうちの少なくとも１つであり、活性剤ＢはＥｕ、Ｃｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｂ、Ｃｌ、Ｆ、Ｂｒ、Ｉ、Ｐｒ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、及びＭｎのうちの少なくとも１つであるもの。
Ｍ２Ａ４（ＳｘＳｅｙ）７：Ｂであって、ｘとｙはそれぞれ約０．０１乃至約１の間のいずれかの値であり、ＭはＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎのうちの少なくとも１つであり、ＡはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、及びＧｄのうちの少なくとも１つであり、ＢはＥｕ、Ｃｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｂ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、Ｐｒ、Ｋ、Ｎａ、Ｍｇ、及びＭｎのうちの少なくとも１つであるもの。
（Ｍ１）ｍ（Ｍ２）ｎＡ２（ＳｘＳｅｙ）４：Ｂであって、Ｍ１はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎからなる群から選択される要素を含み、Ｍ２はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎからなる群から選択される要素を含み、ＡはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、及びＧｄからなる群から選択される１以上の要素を含み、ＢはＥｕ、Ｃｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｂ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、Ｍｇ、Ｐｒ、Ｋ、Ｎａ、及びＭｎからなる群から選択される１以上の要素を含むもの。
（Ｍ１）ｍ（Ｍ２）ｎＡ４（ＳｘＳｅｙ）７：Ｂであって、Ｍ１は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎからなる群から選択される要素を含み、Ｍ２はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎからなる群から選択される要素を含み、ＡはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、及びＧｄからなる群から選択される１以上の要素を含み、Ｂは、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｈ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、Ｍｇ、Ｐｒ、Ｋ、Ｎａ、及びＭｎからなる群から選択される１以上の要素を含むもの。
これら、及びその他の表示システム・装置、表示技術、及び蛍光材料を、添付の図面、詳細な文章説明、及び請求項においてより詳しく記載する。
本願においては、光学的励起状態において光を発光して画像を生成する蛍光材料を含んだスクリーンを用いる表示システム及び装置について記載する。これには、励起レーザー光を吸収して有色光を発光することにより画像を生成するレーザー励起可能な蛍光スクリーンを用いたレーザー型ベクトルスキャナ表示装置及びレーザー型映像表示装置が含まれる。蛍光材料を用いたスクリーン設計の多様な例について記載する。１以上の走査励起レーザービームにより励起された状態にあるリン光体材料を用いたスクリーンについて詳細に述べ、かつ、これを本願における多様なシステム・装置例において光学的励起状態にある蛍光材料の具体的実施例として用いる。一実施例においては、たとえば、レーザービームにより光学的に励起されて、カラー画像を形成するのに適した、赤、緑、及び青色の光をそれぞれ生成する３つの異なるカラーリン光体を、スクリーン上に画素ドットとして、又は赤、緑、青の平行なリン光体ストライプの繰り返しとして形成してよい。本願に記載する様々な例においては、赤、緑、青の光を発光する平行なカラーリン光体ストライプを含んだスクリーンを用いてレーザー型表示装置の多様な特性について説明する。リン光体材料は蛍光材料の一種である。例に記載する、蛍光材料としてリン光体を用いる多様なシステム、装置、特徴的構成は、その他の、つまりリン光体でない、光学的励起可能な発光蛍光材料により製造されるスクリーンを用いた表示装置に適用することができる。
たとえば、量子ドット材料は、適切に光学的励起されることにより発光するので、本願におけるシステム及び装置の蛍光材料として使用することができる。より具体的には、半導体化合物、とりわけ、ＣｄＳｅとＰｂＳを、発光量子ドット材料として、直径がおおよそ当該化合物の励起子ボーア半径である粒子の形状にて形成することができる。異なる色の光を生成するためには、異なるエネルギーバンドギャップ構造を有する異なる量子ドット材料を用いることにより、同一の励起光の下で異なる色を発光してよい。量子ドットの中には、大きさが２乃至１０ナノメーターの間であって、原子を数十個、たとえば１０乃至５０個含むものがある。量子ドットを多様な材料に分散・混合して溶液、粉末、ゼリー状マトリクス材、及び固体（たとえば固溶体）を形成してよい。本願におけるシステム又は装置用のスクリーンとしての基板の上に、量子ドットフィルム又はストライプ状フィルムを形成してよい。一実施例においては、たとえば、３種の異なる量子ドット材料を光ポンプとしての走査レーザービームにより光学的に励起されるように設計・処理して、カラー画像を形成するのに適した赤、緑、青の光を生成することができる。このような量子ドットを平行線（たとえば、順次的に繰り返す赤色画素ドットライン、緑色画素ドットライン、及び青色画素ドットライン）上に配列された画素ドットとしてスクリーン上に形成してよい。
本明細書において記載するレーザー型表示技術及びシステムのいくつかの実施例においては、少なくとも１本の走査レーザービームを用いてスクリーン上に堆積されたカラー光発光材料を励起することによりカラー画像を生成する。走査レーザービームを変調して赤、緑、青、又はその他の可視色の画像を載せ、レーザービームにより赤、緑、青のカラー光発光材料がそれぞれ赤、緑、青の画像で励起されるように制御する。それゆえ、走査レーザービームは画像を搬送するが、観察者に観察される可視光を直接的には生成しない。それに代えて、スクリーン上のカラー光発光蛍光材料が走査レーザービームのエネルギーを吸収して赤、緑、青、又はその他の色の可視光を発光し、観察者に観察される実際のカラー画像を生成する。
蛍光材料を、当該蛍光材料を発光または冷光発光させるのに十分なエネルギーを有する１以上のレーザービームを用いてレーザー励起することは、光学的励起の多様な形態のうちの一種である。その他の実施例においては、スクリーン内に使用される蛍光材料を励起するのに十分なエネルギーを有する、レーザーでない光源により光学的励起状態を生成してよい。レーザーでない励起光源の例としては、多様な発光ダイオード（ＬＥＤ）、ランプ、及び、高エネルギー光を可視領域の低エネルギー光へと変換する蛍光材料が励起される波長またはスペクトル帯の光を生成するその他の光源がある。スクリーン上の蛍光材料を励起する励起光ビームは、蛍光材料により発光される可視光の周波数より高い周波数またはスペクトル域のものであってよい。それゆえ、励起光ビームは紫のスペクトル域及び紫外線（ＵＶ）のスペクトル域のもの、つまり、４２０ｎｍ未満の波長のものであってよい。以下に記載する例においては、ＵＶ光またはＵＶレーザービームがリン光体材料又はその他の蛍光材料の励起光の例として用いられるが、その他の波長の光であってよい。
図１及び２において、カラーリン光体ストライプを含むスクリーンを用いた２つのレーザー型表示システムを示す。または、カラーリン光体ドットを用いてスクリーン上の画像画素を画定してよい。図１のシステムには、少なくとも１本の走査レーザービーム１２０を生成してスクリーン１０１に投射するレーザーモジュール１１０が含まれる。スクリーン１０１は垂直方向に平行なカラーリン光体ストライプを有しており、赤色リン光体はレーザー光を吸収して赤色光を発光し、緑色リン光体はレーザー光を吸収して緑色光を発光し、青色リン光体はレーザー光を吸収して青色光を発光する。隣接する３つのカラーリン光体ストライプは、それぞれ異なる３つの色を有している。ストライプの一特定的な空間的色連続体を、図１においては、赤、緑、青にて示す。その他の色連続体を使用してもよい。レーザービーム１２０は、カラーリン光体の光吸収帯域内の波長を有しており、それゆえ、カラー画像の可視色である青、緑、赤よりも短い波長を通常有する。例として、カラーリン光体は、約３８０ｎｍ乃至約４２０ｎｍのスペクトル域内のＵＶ光を吸収して所望の赤、緑、青の光を生成するリン光体であってよい。レーザーモジュール１１０には、ビーム１２０を生成するためのＵＶダイオードレーザー等の１以上のレーザーと、ビーム１２０を水平かつ垂直に走査させて１回につき１フレームをスクリーンに表示するビーム走査メカニズムと、ビーム１２０を変調して赤、緑、青の画像チャネル毎の情報を載せる信号変調メカニズムとを含めてよい。図２においては、カラーリン光体ストライプがスクリーン１０２の水平方向に平行である別の設計を示す。このような表示システムを、観察者とレーザーモジュール１０１がスクリーン１０１を挟んで反対側に位置する背面投射型システムとして構成してよい。または、このような表示システムを、観察者とレーザーモジュールがスクリーン１０１の同じ側に位置する正面投影型システムとして構成してよい。
図３Ａは、図１におけるスクリーン１０１の典型的設計を示す。スクリーン１０１は、走査レーザービーム１２０を透過させ、かつ走査レーザービーム１２０を受光するためにレーザーモジュール１１０に対面する背面基板を含んでよい。赤、緑、青を示す「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」により示されるカラーリン光体ストライプが背面基板上に形成される。第２の基板すなわち正面基板がリン光体ストライプの上面に形成され、リン光体ストライプが発光する赤色、緑色、青色を透過させる。基板を、ガラス製、またはプラスチック製パネルを含む多様な材料から形成してよい。各色画素には、水平方向に隣接する３つのカラーリン光体ストライプそれぞれの一部が含まれており、各色画素の垂直方向寸法はレーザービームの垂直方向におけるビーム拡がりにより画定される。レーザーモジュール１１０は、レーザービーム１２０を１回につき１水平ラインずつ、たとえば左から右、上から下へと走査させてスクリーン１０１全体を走査する。レーザービーム１２０とスクリーン１０１上の各画素位置が正しい対応関係となることが保証されるような所定の方法においてビーム１２０による走査を制御できるように、レーザーモジュール１１０は、スクリーン１０１に対する相対位置が固定される。
図３Ａにおいては、走査レーザービーム１２０が画素内の緑色リン光体ストライプに向けられて当該画素から緑色光が生成されている状態を示す。図３Ｂにおいては、更に、スクリーン１０１に対して直交する方向に沿ったスクリーン１０１上の操作を図示する。各カラーストライプは縦長形状であるので、ビーム１２０の断面図をストライプの方向に沿って引き伸ばされた形状として、画素の各カラーストライプ内においてビームの充填率を最大化してよい。これは、レーザーモジュール１１０内にビームを整形するための光学素子を使用することにより達成される。スクリーン上のリン光体材料を励起する走査レーザービームを生成するために用いられるレーザー源は、単一モード・レーザーであってよく、マルチモード・レーザーであってもよい。また、レーザーは、ビームが各リン光体ストライプの幅に収まるようその拡がりを小さくするために、リン光体ストライプの長手方向に対して直交する方向に沿っては単一モードであってもよい。リン光体ストライプの長手方向に沿っては、レーザービームに多数のモードを付与して、リン光体ストライプを横断する方向でのビーム拡がりよりも大きい面積に対して拡がるようにしてよい。このように、一方向においてはスクリーン上でのビームフットプリントが小さくなるように単一モードにて、その直交方向においてはスクリーン上でのフットプリントがそれより大きくなるように多数モードにてレーザービームを用いることにより、スクリーン上の細長形状の副色画素に適合するようにビームを整形することができ、また、スクリーンに十分な明るさを確保するために、マルチモードによりビームに十分なレーザー強度を付与することができる。
レーザーモジュール１１０における光変調を、異なる２つの構成により行ってよい。図４は、図１における表示装置の実施例を示しており、レーザービーム１２０を生成するレーザー源４１０を直接変調して、赤、緑、青の画像信号を載せる。この実施例におけるレーザーモジュール１１０は、レーザー源４１０を直接的に変調する信号変調制御器４２０を含む。たとえば、信号変調制御器４２０は、レーザー源４１０としてのレーザーダイオードの駆動電流を制御してよい。ビーム走査・結像モジュール４３０が次に、変調したビーム１２０をスクリーン１０１に投射して、カラーリン光体を励起する。または、図５においては、図１の表示装置の別の実施例を示しており、レーザー源５１０を用いて未変調の搬送波レーザービームを生成し、光変調器５２０を用いてレーザービームを赤、緑、青の画像信号により変調する。信号変調制御器５３０を用いて光変調器５２０を制御する。たとえば、音響光学変調器または電気光学変調器を光変調器５２０として使用してよい。光変調器５２０からの被変調ビームは、ビーム走査・結像モジュール４３０により、スクリーン１０１へと投射される。
レーザービーム１２０は、スクリーン１０１を空間横断的に走査し、異なる色画素にそれぞれ時間差を置いて衝突する。したがって、被変調ビーム１２０は赤、緑、青の画像信号をそれぞれ異なる時間に各画素に対して搬送し、また異なる時間に異なる画素に対して搬送する。それゆえ、ビーム１２０は変調時に異なる画素に対しては異なる時間に画像情報により符号化され、スクリーン１０１上の空間画素に対してビーム走査を介してビーム１２０内の適時に符号化された画像信号が写像される。図６は、被変調ビーム１２０に対する時分割の一例を示しており、各色画素時間が、３つの色チャネルに関する３つの順次的な時間帯へと均等に分割されている。ビーム１２０の変調時には、パルス変調技術を用いて、各色において所望のグレースケールを、各画素において適切な色配合を、また、所望の画像明度を生成してよい。
図７、８、９、１０Ａ及び１０Ｂは、いくつかのパルス変調技術の例を示す。図７は各時間帯における光パルスの振幅値において同一画素内のその他の２色との混合が実現したときに所望のグレースケールと色が生成される、パルス振幅変調（ＰＡＭ）の例を示す。図示の例において、赤色副画素時間におけるパルスはその全振幅値にあり、緑色副画素時間におけるパルスはゼロレベルであり、青色副画素時間におけるパルスは全振幅値の半分値である。ＰＡＭは、ノイズ感度が高い。ＰＡＭの改良として、パルスの振幅値がデジタル化されているパルス符号変調（ＰＣＭ）を用いてよい。ＰＣＭは多様な用途において広く使用されている。
図８は、各パルスの振幅値を固定するが、パルス幅つまり持続期間を変更または変調して各色の副画素における光の全体エネルギーを変化させる、別のパルス変調技術を示す。図８に示すパルス幅変調（ＰＷＭ）の例においては、赤色において全幅パルスを示し、緑色においてはパルスがなく、青色においては全幅の半分のパルスを示す。図９は、各色の副画素においてＮ階調（たとえば、Ｎ＝１２８）のグレースケールを生成するためのＰＷＭの別の例を示す。各画素時間は、均等なＮ個の時間帯に分割される。全強度においては、副画素時間の全持続期間にわたって全振幅値を有する単一のパルスが生成される。半強度を生成するには、副画素時間において、全振幅値を有するパルスを６４個だけ、１つおきの時間帯１、３、５、７、・・・、１２７に生成する。副画素時間の１／Ｎの持続期間を有する均等な間隔のパルスを使用するこの方法を用いて、全部で１２８の異なるグレーレベルを生成することができる。実際の用途においては、Ｎを２５６以上に設定してより多くのグレーレベルを実現してよい。
図１０Ａと１０Ｂは、ＰＣＭとＰＷＭを組み合わせてＮ階調のグレースケールを生成するパルス変調技術の別の例を示す。この変調方法におけるＰＣＭ部分においては、パルスの全振幅値がＭ段階のデジタルな、つまり離散的なレベルに分割され、全副画素時間が多数の均等な副パルス持続時間、たとえばＭ個の副パルス持続時間へと分割される。ＰＣＭとＰＷＤを組み合わせることにより、各色の副画素においてＮ＝Ｍ×Ｍ階調のグレースケールが得られる。例として、図１０Ａにおいては、デジタルレベルが１６段階のＰＣＭとデジタルレベルが１６段階のＰＷＭを示す。実施時には、グレースケールは、まず、最も低い振幅レベルＡ１におけるパルス位置を全て用いることにより得られる。１６個の時間帯の全てが用いられたときに、振幅レベルをＡ２へと１レベル上げてＡ２での時間帯を順次に用いていく。図１０Ｂは、ＰＣＭとＰＷＭに基づくこの混成変調に従った副色画素信号の一例を示す。上記の混成変調には多くの利点がある。たとえば、グレーレベルの全階調数がＰＣＭまたはＰＷＭだけの場合の電子機器の動作速度により制限されない。
表示装置の重要な技術的パラメータの一つは、コントラスト比である。通常、黒色の光レベルがコントラスト比の支配的要因である。ある所与のシステムにおいて、黒色の光レベルが低いほど、表示システムのコントラストが良好になる。多くの表示システムにおいては、色画素における３つの副色画素の全てにおいて完全には光を遮断することはできないので、最小レベルまで光レベルを落とすことにより、実質的な黒色を得ることができる。しかし、本明細書に記載するレーザー型表示システムは、各副色画素において完全に光を遮断して真の黒色を生成するように設計することができる。この技術を、光源の例としてダイオードレーザーを具体的に記載することにより説明するが、この技術をその他のレーザー源においても使用することができることは理解されよう。
ダイオードレーザーは、順方向駆動電流が閾値より大きいときにレーザー動作を開始し、駆動電流が閾値よりも小さいときにレーザー出力でなく自然発光を行うという閾値挙動を示す。図１１に例として、光強度を、典型的ダイオードレーザーへの駆動電流の関数として示す。閾値電流より小さい電流においては、ダイオードレーザーは、低い光レベルで発光する。それゆえ、ダイオードレーザーを閾値電流より低い当該電流レベルにおいて動作させて実質的な黒色を生成することができる。真の黒色が必要であるときには、ダイオードレーザーへの駆動電流を遮断することにより、レーザーにより光が生成されないようにして、スクリーン上の画素内の対応するリン光体ストライプ上で光が生成されないようにすることができる。多くのダイオードレーザーは、光の出力と駆動電流との間に時間遅延があり、駆動電流が閾値よりも大きい値に切り替えられたときにレーザー動作の電流への反応が遅延時間分だけ遅れるという、遅延挙動を示す。初期電流が閾値電流より小さくバイアスされているのであれば、この遅延は本質的に無視することができる。したがって、特定の画像フレームにおける黒色分布に従って、実質的な黒色か、真の黒色かを生成するようにダイオードレーザーを操作してよい。
画像フレームにダイオードレーザーの遅延時間よりも短い時間連続する黒画素が含まれない場合、ダイオードレーザーが閾値電流より小さいバイアス電流において動作してこれらの黒画素において実質的な黒色を生成するよう制御される。ダイオードレーザーの遅延時間よりも長い時間連続する黒画素が画像フレームに含まれる場合、黒画素の始まりにおいて駆動電流を遮断することによりダイオードレーザーを停止させて、これらの画素において真の黒色を生成する。この連続黒画素ブロックの終わりの部分において、ダイオードレーザーの駆動電流を再びオンにして閾値電流より小さい値にし、残りの黒画素において実質的な黒色を生成することにより、当該連続画素ブロックに続く最初の非黒画素を適時に生成することができる。この例において、黒画素群の一部は真の黒色であり、当該黒画素群の一部は実質的な黒色である。平均して、黒画素群の光レベルは実質的黒色レベルより良好である。数十ナノ秒の遅延時間を有するダイオードレーザーにおいては、５０ｎｓｅｃの画素持続時間を有する２以上の連続的黒画素があれば、真の黒色を生成する動作をダイオードレーザーが行うのに十分である。
図１２は、真の黒色を生成する上述の技術を実施するための電流の副流路を示す。電流副流路には、通常開かれており、それゆえ全駆動電流をレーザーダイオードへと流すスイッチが含まれている。ダイオード制御回路が駆動電流を生成する。表示すべき画像フレームを処理してダイオードレーザーを駆動する適切な制御信号を生成する表示プロセッサは、画像フレームに基づいて制御信号をダイオード制御回路へと送信する。表示プロセッサは更に、真の黒色を生成するためにダイオードレーザーへの駆動電流を遮断するときに、電流副流路のスイッチを制御してスイッチをオンにするスイッチ制御器へと接続されている。
動作時においては、表示プロセッサは、表示すべき各画像フレーム内の画素を監視する。この監視処理はデジタル領域において行うことができ、デジタル領域においてはプロセッサのメモリバッファ内の画素データビットが監視される。表示時間内における連続黒画素の長さに従って、表示プロセッサはスイッチを開いた状態に維持して実質的な黒色を生成し、スイッチを閉じて真の黒色を生成するよう動作する。図１３に表示プロセッサの動作を示す。
図１に戻り、システムが組み立てられてシステムが実施されるときのいくつかの例において、レーザーモジュール１１０は、スクリーン１０１に対して相対的に固定された位置及び方位に設置される。それゆえ、レーザーモジュール１１０とスクリーン１０１の相対位置を予め決定し予め調整することにより、レーザービーム１２０によって走査すべきスクリーン１０１上の位置とスクリーン１０１上の画素位置との間の画素対応関係が確定する。レーザーモジュール１１０とスクリーン１０１とのこの空間的対応関係は多様な要因により変化し得る。水平走査方向に対して直交する互いに平行なカラーリン光体ストライプを有するスクリーン１０１においては、垂直方向の対応関係と水平方向の対応関係とを比べると、前者においては色対応を変化させることなく全画像フレームがずれるのに対し、後者においては色対応を変化させてそれゆえに全画像を悪化させるので、前者の方が深刻性が低い。
この水平方向対応関係ずれを緩和することを目的として、光検知メカニズムを用いてスクリーン１０１からの光を検出して水平方向ずれを検出することができる。フィードバック制御を用いることにより、検出した水平方向対応関係ずれに基づき当該対応関係ずれを修正してよい。光検知メカニズムを画素センサーユニットとしてスクリーン１０１内に形成してよい。図１４は、スクリーン１０１上の色画素の反応を光により測定するスクリーン上光検知ユニットと、スクリーン１０１からのフィードバック信号に反応してレーザーモジュール１１０により対応関係ずれを修正することを可能とするためのフィードバック制御を用いた典型的な表示システムを示す。
スクリーン上光検知ユニットは、それぞれ赤、緑、青の光に反応するよう構成された３つの光検出器ＰＤ１、ＰＤ２、及びＰＤ３を含んでよい。各光検出器は、指定された色だけに反応し、その他の色には反応しない。それゆえ、赤色光検出器ＰＤ１は赤色光だけを検出し、緑および青の光には反応せず、緑色光検出器ＰＤ２は緑色光だけを検出して赤および青の光に反応せず、青色光検出器ＰＤ３は青色光だけを検出して赤および緑の光には反応しない。これを、たとえば光検出器ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３のそれぞれがスクリーン１０１からの異なる色の光に露出されるときのためにこれらの前に赤、緑、青の光学バンドパスフィルターを用いることにより、または指定された色の光だけが当該指定色に定められた各光検出器に入射するよう光検出器ＰＤ１、ＰＤ２およびＰＤ３を設置することにより、実現してよい。隣り合うカラーリン光体ストライプが、スクリーン１０１の水平方向の左から右にかけて赤、緑、青の順に配置されていると想定する。表示プロセッサにより赤色画像が生成されたが赤色検出器が反応せず青色検出器または緑色検出器のいずれかが出力を行った場合、水平方向対応関係が１副画素分だけずれていることになる。
この水平方向の対応関係ずれを修正する一方法は、緑色検出器が出力を行い、赤および青色検出器が出力を行わない場合には被変調レーザービーム１２０に搬送される被変調画像信号を１副色画素時間帯分だけ遅延させ、青色検出器が出力を行い、赤および緑色検出器が出力を行わない場合には２副色画素時間帯分だけ遅延させるように表示プロセッサをプログラムすることである。空間的対応関係ずれの時間遅延による修正を、表示プロセッサ内でデジタル処理により実現してよい。レーザーモジュール１１０内の光走査・結像ユニットの物理的構成の調整は必要でない。または、レーザーモジュール１１０内の結像ユニットを調節してスクリーン１０１上の励起ビームの位置を物理的にずらすことにより、スクリーン上画素センサーユニットが検出したずれに応答して水平方向の左または右へと１副画素分だけスクリーン１０１上のレーザー位置を調整してよい。
上記の赤、緑、青の光検出器ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３を、各検出器がスクリーン１０１上の多数の画素からの光を受光できるようにスクリーン１０１上に設置してよい。対応関係を検査するために試験パターンを使用してよい。たとえば、赤、緑、青色のいずれかのフレームを、対応関係を試験するための試験パターンとして使用してよい。または、赤、緑、青の光検出器ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３を、１つの色画素の異なる副色画素からそれぞれカラー光を受光するように、スクリーン１０１に埋設してよい。図１４Ａは、３つのビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３をそれぞれ赤、緑、青の副画素の背面に設置して、色画素の各副色画素が発光する赤、緑、青の光ビームの小部分を正面基板に形成された３つの検出器ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３へと分割するために用いる設計を示す。試験ビットパターンを用いて、当該特定の画素に関してその水平方向対応関係を検査してよい。
図１５において、検出器を埋設した色画素についての試験パターン（上図）と、水平方向対応関係が適切でずれがない場合の３つの検出器ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３からの対応出力を示す。水平方向配対応関係が適切である場合、３つの出力器ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３からの反応は図示するとおりに示される。そうでない場合、３つの検出器ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３から異なる反応が生成され、水平方向対応関係ずれを修正するための時間遅延技術またはビーム結像光学機器の調整を実施するために当該反応が用いられる。
上記の閉ループフィードバック構成のための副画素の検知を、スクリーン１０１からは分離された光検知ユニットにより実施してよい。図２０Ａにおいて、スクリーンから出射される赤、緑、青の光を受光できる位置であって、スクリーンから離れた位置に、それぞれ赤、緑、青の色を検知するための３つの色選択的光検出器Ｒ、Ｇ、Ｂが設置された例を示す。異なる色を試験するための上記の試験パターンを走査ビームに変調して対応関係ずれを検出してよく、また、フィードバック制御ループを用いることにより各色のパルスのタイミングを制御して対応関係ずれを修正することができる。
本表示システムにおいては、１本の走査レーザービーム１２０を用いて１回につき１水平ラインを走査することにより全スクリーン１０１を走査してよい。または、レーザーアレイ等、多数のレーザーを用いて多数の平行走査ビーム１２０を生成し、スクリーン１０１を垂直方向に沿ってＮ個のセグメントに分割して１走査ビーム１２０当たり１セグメントを走査するよう割り当てることによりＮ本の走査ビーム１２０によりＮ個の異なるセグメントを同時に走査してよい。図１６および１７において、多数の走査レーザービームを用いてスクリーン上のカラーリン光体ストライプを励起する、図１の設計に基づいた異なる変調方法を採用する２つの表示システムを示す。
例として、水平方向走査をＭ個の面を有する回転多角形ミラーにより行ってよく、垂直方向走査をガルボミラーにより行ってよい。ハイビジョンテレビの１６対９のアスペクト比用のスクリーンについては、水平方向および垂直方向の走査の角度範囲は類似している。１６度、つまり±８度にて水平方向走査を行うためには、多角形体上の１つの鏡面は、最小に定められる８度の角度を占める必要がある。それゆえ、３６０度当たりの鏡の最大数がＭである場合、Ｍ＝３６０／８＝４５個の鏡が１回転あたり必要である。１秒の１／６０の期間において、１０８０本の飛び越し走査ライン、すなわち５４０本の奇数ライン及びそれに次ぐ５４０本の偶数ラインを走査すると想定すると、走査ビームの本数Ｎは５４０／Ｍ＝１２に等しい。９度／１２＝０．７５度、つまり１３ｍｒａｄずつ動くガルボミラーを用いることにより、各ビームがスクリーンの１／１２を走査する。スクリーンの１／１２のセグメントは、サブスクリーン、つまりスクリーンセグメントである。この設計によると、各サブスクリーンは、１秒の１／６０の期間で走査される。ディスクの毎分回転数は３６００ＲＰＭで、各鏡の走査時間が１／６０／４５＝３７０μｓｅｃ（復路走査時間を無視する）に等しい。Ｍ個の面のそれぞれが、３７０μｓｅｃの速度で動く。３７０μｓｅｃの各時間帯において、ガルボミラーは０．７５度／４５＝０．３ｍｒａｄずつ動く。各サブスクリーンがそれぞれ１／６０秒の期間において、１回は奇数ライン群について、１回は偶数ライン群について、２回走査され、これはガルボミラーが以下に示すように０．３ｍｒａｄずつの離散的な段階で動くことを示す。
ライン１奇数について、０ｍｒａｄ
ライン２奇数について、０．３ｍｒａｄ
ライン３奇数について、０．６ｍｒａｄ
・・・
ライン４５奇数について、１３ｍｒａｄ

戻って、
ライン１偶数について、０．１５ｍｒａｄ
ライン２偶数について、０．４５ｍｒａｄ
・・・
ライン４５偶数について、１３．１５ｍｒａｄ
この特定例においては、ビデオ帯域幅を以下のように決定することができる。各水平方向走査を終えるのには３７０μｓｅｃの時間がかかる。各画素についての時間は、３７０μｓｅｃ／１９２０＝１９２ｎｓｅｃ、つまり５．２Ｍｈｚである。通常、適切なビデオ帯域幅として３×画素時間が必要であり、これは約１５ＭＨｚ ３ｄＢポイントである。この種の変調周波数は、音響光学（ＡＯ）変調器を用いることにより得られる。全部で１２×３個の、それぞれが約５０乃至１００メガワットのＵＶダイオードレーザーのそれぞれを走査ビームを生成するのに使用してよい。
図１８は、Ｎ個のセグメントまたはタイルの同時走査の一形態を示しており、Ｎ本の異なる走査ビームをそれぞれ異なるセグメントに導いて当該セグメントに指定する。１画像フレームの全体の生成において、各走査ビームは指定されたセグメントをライン毎に走査し、異なるセグメントの走査には使用されない。図１９においては、米国特許第５，９２０，３６１号に記載され本表示システムに使用することができる、Ｎ本の走査レーザービームを用いた別の走査形態を示す。この形態においては、Ｎ本の異なるビームが１セグメント内の異なるラインに対して導かれてそれらを同時に走査し、その後次ぎのセグメントにおいて異なるラインを走査するよう導かれる。それゆえ、１画像フレームの全体の生成において、各走査ビームが異なるセグメント内を走査するように導かれる。本システムにおいては、米国特許第５，９２０，３６１号に記載の異なる角度ごとに反射面を有する多角形体も用いることができる。
上述のおよびその他の表示設計を実施するときに、全スクリーンを構成する多数のセグメント間において垂直方向の対応関係ずれが発生し得る。この対応関係ずれを、水平方向での修正と類似した手段によりデジタル的に修正することができる。スクリーンの各セグメントを当該セグメントでの表示に実際に必要とされるよりも多い水平ライン（たとえば、４本の余分ライン）を生成することができる走査エンジンにより駆動する。セグメント画像の上下において同数の、対応関係が完璧である状態においては余分となる（使用されない）ラインが走査されるようシステムによる走査を構成することができる。垂直方向の対応関係ずれが存在する場合に、制御系電子機器が通常のラインの代わりにこれらの余分ラインを用いることにより、セグメント画像を上方または下方へとずらしてよい。たとえば、画像を上方へと１ライン分動かす必要がある場合、正常画像の上方にある余分ラインの１本を用い、下方の余分の未使用ラインの１本を加えることにより、制御器が各ラインを上方の先行ラインへと移動させる。起動時または通常の稼動時にこの調整が自動的に行われることが望まれる場合、リアルタイムでフィードバックを与えるためのセンサーが必要である。このようなセンサーは、制御すべきセグメントの観察可能領域のいずれかの側に設置される位置検知ダイオードであってよい。必要に応じて、ラインがこのセンサーをオーバースキャンする。または、走査中の観察可能部分においてビームスプリッタを用いてフィードバックを与えてよい。
上記方法の利点の１つは、電子的調整は正しく実施されれば光をスクリーンに正確に対応させることに比べて実施が容易であり装置コストを低減することができるので、光を正確に対応させる要件を緩和することができること、または光を対応させる方法を単純化することができることである。
上記の方法では、１ライン分の解像度単位での調整だけが可能である。副ライン（副画素）での調整を行うには、励起ビームに走査を実行させるための走査エンジンを僅かに回転させればよい。これにより、僅かに傾斜した水平走査ラインが生成される。隣接するスクリーンセグメントにおいては、走査エンジンを反対方向へと僅かに回転させる。この条件下において、真に水平な水平線が生成されるには、回転量に従って少なくとも２本の走査ラインのそれぞれの一部が使用される。これにより、スクリーンセグメント間の接合部がより目立たなくなる。
隣接する２つのスクリーンセグメント間の知覚可能な接合部不自然性を目立たなくするための別の方法は、接合部において各セグメントからの色を重ね合わせることである。たとえば、セグメント＃１の最後の青ラインを、セグメント＃２の上部の余分ラインのうちの１本により、当該余分ラインを最後の青ラインに重ねることによって、ペイントしてよい。同様に、セグメント＃２の初めの赤ラインを、セグメント＃１の終わりの余分ラインのうちの１本と同化するようペイントしてよい。この技術により、接合部のいかなる不自然性であっても視覚的に拡散することができる。
上記のカラーリン光体スクリーンを用いた表示システムにおいては、同一走査ビームを用いてスクリーン上の各画素内の３つの副色画素全てを処理する。かわりに、３本の異なる走査ビームを用いて各色画素内の３つの副色画素のそれぞれを処理してよい。図２０Ａおよび２０Ｂは、このようなシステムの一例を示す。
より具体的には、図２０Ａにおいては、平行な垂直方向カラーリン光体ストライプを有するスクリーン２００１が、各々のカラーリン光体ストライプ上にそれぞれ形成された円柱レンズ２００２のアレイを含んでいることが示される。各円柱レンズ２００２は、１色画素分の３つの隣接する異なる垂直方向カラーリン光体ストライプを覆う。レーザーモジュール２０１０がスクリーン２００１上のリン光体を励起するために、同一波長の３本の異なる走査ビームを生成する。図２０Ｂを参照して、３本の分離した走査ビームは、各画素内の３つの異なる副色画素へと各円柱レンズ２００２を介して３つの異なる角度から導かれて、それらを処理する。３本の走査ビームにより同時にまたは独立に走査して全ての画素を処理してよい。３つの異なるレーザーを用いて３本の走査レーザービームを生成してよい。また、３本のレーザービームをＮセット用いて、図１６乃至１９に示したと同様の方法にて、スクリーン２００１の異なるスクリーンセグメントを同時に走査してよい。更に、赤、緑、青の光センサーを用いてスクリーン上での走査レーザービームと画素位置との水平方向対応関係を監視してよく、また、フィードバックループを用いて時間遅延技術またはレーザーモジュール２０１０内の結像光学系の調整により対応関係ずれを修正してよい。
図２１Ａおよび２１Ｂにおいて、さらに、背面投射型構成において、レーザーモジュール１１０または２０１０から出力された走査レーザービームをリン光体スクリーンへと導く、２回折り返し光学設計を示す。少なくとも２つの反射器を用いて走査ビームを折り返し光路に沿ってスクリーンへと導く。このような折り返し設計によりシステムの物理的寸法が減少する。
図１６および１７に示すように、水平方向走査用の多角形体と垂直方向走査用のガルボミラーを組み合わせて用いることにより、レーザー走査を行ってよい。走査装置を、多角形体とガルボミラーの機能が単一装置に統合されるように設計してよい。
図２２は、このような統合型走査器の一例を示す。走査器は、回転軸２２３０の周囲に多数の反射面２２１０を有する。各面２２１０はフレクシャ接合部２２２０を介してベース２２００へと係合する。アクチュエータ２２４０が各反射面の上方端部近傍に設置され、対応する反射面と同一の軸２２３０の周囲を回転する。アクチュエータを制御して、調節可能な力を反射面へと加え、フレクシャ２２２０を傾斜軸として反射面の傾斜を変化させる。アクチュエータ２２４０と対応の反射面２２１０を独立に制御することにより、レーザービームが垂直方向に走査を行うようにする一方で、軸２２３０を中心として回転する反射面２２１０によりレーザービームが水平方向に走査を行うようにさせることができる。各反射面に対して２以上のアクチュエータ２２４０を用意して、反射面に沿った異なる高さに設置し、垂直方向走査における各位置に適合するよう段階的に反射面を傾斜させてよい。
別の実施例においては、単一の静止アクチュエータ２２４０を用いて異なる反射面２２１０の傾斜を制御してよい。各面２２１０が軸２２３０の周囲を回転して静止アクチュエータ２２４０を通り過ぎるときに、面はアクチュエータ２２４０の動作により傾斜してビームによる垂直方向走査を行う。同様に、２以上の静止アクチュエータを用いて面の異なる高さに設置してよい。
レーザー励起発光材料を含むスクリーンを用いた上記の走査レーザー型表示システムを用い、スクリーン上にリン光体材料を１種だけ使用することにより単色表示モジュールを形成してよい。それゆえ、この設計に基づく赤色単色表示モジュールを、図１のスクリーン１０１上において緑および青のリン光体ストライプを赤色リン光体ストライプに置き換えることにより実施することができる。したがって、レーザーモジュール１１０内において、走査レーザービームは単色画像信号により変調される。その結果、スクリーン上の画像は赤色となる。３色のリン光体ストライプを含む同一のスクリーンと比べて、単色表示装置の表示解像度は３倍である。このような単色表示装置を用い、赤、緑、青の３つの単色表示装置を組み合わせて赤、緑、青の画像を共通の、「受動的」、つまり発光しないスクリーンへと投射して最終的なカラー画像を形成することにより、カラー表示装置を構築することができる。ここでは、同一リン光体材料によるリン光体ストライプを用いて空間的マスクをリン光体スクリーンに設け、隣接画素間のブルーミングを回避している。その他の空間的パターンを単一色リン光体に用いてもよい。また、単色スクリーンには、単色のリン光体による１層の連続的な層を用いてよく、隣接画素間のブルーミングを回避するために当該連続的リン光体層の上面に光マスクを用いてよい。
図２３は、上記の３ガン設計に基づくカラーレーザープロジェクタの一例を示す。赤、緑、青の単色表示モジュールを配置して赤、緑、青の単色画像を共通の受動的表示スクリーン上に投射して重ねることにより最終カラー画像を生成する。図示するように、赤、緑、青の単色表示モジュールの光軸は、共通の表示スクリーンに集光するように互いに対して相対的に配置される。各単色表示モジュールは、ＵＶレーザービームを生成し、ＵＶレーザービームを変調し、被変調ＵＶレーザービームにより対応する単色リン光体スクリーン上を走査して当該色チャネルの画像を生成するためのレーザーモジュールを含む。たとえば、図１と２０Ａの設計を各単色表示モジュールに用いてよい。チャネル投射光学機器モジュールを単色リン光体スクリーンと最終の共通スクリーンとの間に設置して共通表示スクリーン上に単色リン光体スクリーン上の画像を結像してよい。表示制御器を設けて３つのレーザーモジュールへと向けた３つの色チャネル制御信号を生成する。
図２４Ａは、３つの別々の単色表示モジュールを使用して共通の受動スクリーン上に有色画像を生成する３ガンカラーレーザープロジェクタの別の例を示しており、ここでは、少なくとも１つの単色表示モジュールが有色ビームを直接用いることによりリン光体スクリーンなしで単色カラー画像を生成する。図示の例においては、緑および青の単色表示モジュールだけが、レーザー励起発光蛍光材料を含むスクリーンを用いた走査レーザー型表示システムに基づいている。赤色表示モジュールは、しかし、被変調赤色レーザービームまたはレーザーでない光源から赤色ビームを生成して、直接的に被変調赤色レーザービームによりリン光体材料を含まないスクリーン上を走査する。それゆえ、この設計において、赤色レーザーモジュールは、緑および青のレーザーモジュールとは異なる。青および緑のチャネルと同様に、赤色表示モジュールにおけるスクリーン上の赤色画像は投射光学機器を介して共通表示スクリーンへと投射され、最終画像が表示される。それゆえ、共通表示スクリーン上のカラー画像は、リン光体により生成された青および緑の画像が直接的な赤色レーザー画像と混合された結果である。直接的な赤色を生成するために既存の赤色固体レーザーが利用できる一方で、強力で信頼性のある、効率的かつコンパクトで低価格の緑および青の固体レーザーが現状において得られないことに対処するためにこの設計を用いることができる。
リン光体により生成される色と直接的なレーザーの色とを混合する上記の設計をその他の色設計に適用することができる。図２４Ｂは、赤と青の表示モジュールがともに直接的に赤と青の被変調レーザービームによりそれぞれ対応するリン光体を含まない投影スクリーン上を走査して、最終的な共通表示スクリーン上に投射するべき赤と青の画像を生成する、３ガン設計に基づく別の例を示す。しかし、緑色表示モジュールは、本願において記載した図１および２０Ａに示す例のような設計に基づくリン光体単色スクリーンを用いた走査ＵＶレーザー設計を採用する。
また、あるいは、上記の３ガン混色設計において、単色レーザー表示モジュールにより、所望の色の走査レーザービームを投影スクリーンを介さずに直接的に共通表示スクリーンへと投射してよい。したがって、図２４Ａおよび２４Ｂにおけるリン光体材料を含まない各投影スクリーンを省くことができる。共通表示スクリーン上において、１以上のリン光体投影スクリーンから投射された１以上の単色画像が、１以上の異なる色の走査レーザービームにより直接的に形成された１以上の単色画像と混合されて最終画像が生成される。
図２５Ａおよび２５Ｂにおいて、図２４Ａおよび２４Ｂにおけるシステムをそれぞれ変更することにより得られる当該設計の二例を示す。図２５Ａにおいては、赤色走査レーザービームが赤色レーザーモジュールにより直接的に共通スクリーン上に生成・投射され、当該スクリーン上において、赤色レーザーにより走査されて現出した赤色画像が、緑と青のリン光体投影スクリーンから投射された緑と青の画像と混合されて最終画像が生成される。図２５Ｂにおいては、赤色走査レーザービームが赤色レーザーモジュールにより直接的に共通スクリーン上に生成・投射され、青色走査レーザービームが青色レーザーモジュールにより直接的に共通スクリーン上に生成・投射される。緑色リン光体投影スクリーンから投射される緑色画像が、走査レーザーによる直接的な赤および青の画像と混合されて、共通スクリーン上に最終画像が生成される。
上記の設計において、蛍光体から生成される単色画像と有色走査ビームにより直接生成される異なる色の単色画像とが混合されことにより生成される最終画像を表示するための最終の共通スクリーンは、光を発光する蛍光材料を含まないという点において、光学的に「受動的」なスクリーンである。蛍光体により生成される単色画像は、励起ビームにより励起されるリン光体投影スクリーン上で生成され、当該画像はリン光体投影スクリーンから最終の光学的に「受動的」なスクリーンへと投射され、当該スクリーンにおいてその他の色の画像と混合される。いくつかの実施例においては、それぞれの投影スクリーンと最終「受動的」スクリーンを、１以上の蛍光体による単色画像を生成して蛍光体による単色画像を走査ビームによりスクリーン上に直接的に形成される単色画像と混合する単一のスクリーンに置き換えることができる。最終画像を構成する単色画像の少なくとも１つがスクリーン上に走査ビームにより直接的に形成されるので、このような設計におけるスクリーンは、光学的励起ビームにより励起されて１以上の単色画像を生成する蛍光材料を含むが、スクリーン上に最終画像を形成する単色画像の全てを生成する訳ではないという点において、「部分的に光学的に能動的」である。スクリーンを、互いに平行な蛍光体ストライプと非蛍光体ストライプとを基板上に含むように設計してよく、各非蛍光体ストライプは、蛍光光を発光することなしに走査ビーム光を拡散することにより直接的に形成された単色画像を表示する。１以上の直接的なレーザー色と１以上のリン光体発光色とを混合することにより、表示装置性能、表示装置コスト、表示装置製造、およびその他の考慮点の観点から見て、表示装置の異なる用途における多様な要件を満たす上で適切であると思われる有色レーザー源と蛍光材料を選択するにあたって柔軟性が与えられる。
たとえば、この設計に基づく表示システムに、励起波長を有する励起ビームを吸収して２つの異なる色の蛍光光を発光する少なくとも２つの異なる蛍光材料を用いたスクリーンを含めてよい。励起ビームは、蛍光材料から発光される光の色とは異なる可視色を有する。いくつかの実施例においては、直接的に励起ビームの色と画像を表示するための、蛍光材料を含まない非蛍光体副画素と、励起ビームによる照射に反応して異なる色を発光する異なる蛍光材料をそれぞれ用いた空間的に分離した複数の蛍光体副画素とが、異なる色毎の副画素として各画素に含まれる色画素のアレイをスクリーンに含めることができる。その他の実施例においては、蛍光材料を含まず励起ビームの色と画像を直接的に表示する非蛍光体ストライプと、異なる色用の異なる蛍光材料から形成される隣接する複数の異なるストライプとを各周期またはパターン単位ごとに含む周期的パターンに従った平行ストライプパターンをスクリーン上に設けることができる。可視単色励起ビームによりスクリーンをストライプに直交する方向に走査して、スクリーン上に最終の有色画像を形成する異なる色の異なる単色画像を生成する。このような励起ビームは、単一モードレーザービーム、またはマルチモードレーザービームであってよい。また、励起ビームは、一方向においては単一の光モード、その直交方向においては、スクリーン上の副色画素の細長形状に適合して所望の表示明度を得るための十分なレーザー強度を与えるために、多数の光モードを有してよい。
図２６Ａと２６Ｂは、スクリーンが走査レーザービームによる励起されて異なる色の蛍光光を発光する複数の蛍光領域と、走査ビームにより直接的に形成された画像を表示する非蛍光領域とを有する、表示システムの二例を示す。光モジュール２６０１が、スクリーン２６０１または２６０２へと青色走査ビームを生成する。青色ビームを変調して青とその他の色チャネル（たとえば、緑と赤）の画像情報を載せる。青チャネルの画像は、当該青色ビームを拡散して観察者へ向けた最終画像の青色部分を形成する非蛍光領域において直接的に表示される。動作時において、青色光はスクリーンの一方側から非蛍光領域へと入射して非蛍スクリーンにより拡散され、拡散青色光として観察者へ向いたスクリーンの他方側へと融合する。蛍光領域は、青色ビームを吸収してその他の色チャネルの光を発光し、その他の色チャネルの画像を表示する蛍光材料により覆われており、たとえば図２６Ａおよび２６Ｂにおける緑と赤のリン光体ストライプは、青色ビームにより励起されて緑と赤の光を発光する。スクリーン２６０１と２６０２は、上述のその他のリン光体スクリーンと異なっており、青色レーザー２６０１により励起されて赤色光を発光する赤色リン光体ストライプと、青色レーザー２６０１により励起されて緑色光を発光する緑色リン光体ストライプと、青色ビームを拡散して画像の青色部を直接的に表示する非蛍光体ストライプとをパターン単位ごとに含む平行なストライプの繰り返しパターンを含んでいる。例として、青色ビームは、約４７０ｎｍ、または４７０ｎｍ未満の波長を有してよい。図示の例においては、スクリーン２６０１と２６０２のそれぞれが、周期的パターンに従った平行なストライプのパターンを含む。各周期において、赤色リン光体と緑色リン光体との２つの蛍光体ストライプと、１つの非蛍光体ストライプとを含む互いに平行ストライプが含まれる。
図２６Ｃは、システムにおける３色のうちの少なくとも２色が２本の異なる有色レーザービームにより直接的にスクリーン上に生成され、第３の色が当該２本の有色レーザービームのうちの１本により光学的に励起されてリン光体材料が蛍光発光することによりスクリーン上に生成される別例に従った表示システムを示す。図示のシステムには、２つの異なる色の２本の走査レーザービーム、たとえば、青色レーザービーム２６３０と赤色レーザービーム２６５０を生成するレーザーモジュール２６６０が含まれる。赤色レーザーと青色レーザーをレーザーモジュール２６６０内において用いて２本のレーザービーム２６５０と２６３０とを生成することができる。赤色レーザービーム２６５０は、表示用の赤色画像チャネルの画像情報だけを含んだ光パルスを搬送するように変調される。青色ビーム２６３０は、青色画像チャネルと緑色画像チャネルの両方の画像情報を含んだ光パルスを搬送するよう変調されるので、この点において、図２６Ａおよび２６Ｂにおける青色レーザー２６１０とは異なる。スクリーン２６０３は、上述のスクリーン２６０１および２６０２を含むその他のリン光体スクリーンとは異なり、赤色走査レーザー２６０１の赤色光を拡散して画像の赤色部分を直接的に表示する非蛍光体ストライプから形成される赤色ストライプと、青色レーザー２６３０により励起されて緑色光を発光する緑色リン光体ストライプと、青色ビームを拡散して画像の青色部分を直接的に表示する非蛍光体ストライプから形成される青色ストライプとが単位パターン２６４０ごとに含まれる、互いに平行なストライプの繰り返しパターンを含む。赤色ストライプと青色ストライプは、同一の非蛍光材料、または異なる非蛍光材料から形成されてよい。２本のレーザービーム２６０１と２６３０はそれぞれ、単一モードレーザービームまたはマルチモードレーザービームであってよい。また、各レーザービームは、一方向において単一の光モードを、その直交方向において、スクリーン上の副色画素の細長形状に適合して所望の表示明度を得るための十分なレーザー強度を与えるために、多数の光モードを有してよい。
図２６Ａ、２６Ｂ、および２６Ｃに示すスクリーンと、光学的励起状態において発光して画像を表示する蛍光部と受光した光を直接的に拡散して画像を表示する非蛍光部との両方を含むその他のスクリーンにおいて、非蛍光領域から観察者へ向けられる拡散光の空間角度分布を含んだ空間プロファイルが、蛍光領域から観察者へと向けられる発光光の空間角度分布を含んだ空間プロファイルと実質的に同一または類似となるよう生成されるような材料を非蛍光領域用に選択してよい。この特性により、蛍光領域と非蛍光領域が同一または類似の光の様相を観察者に対して示すことができ、表示品質が保証される。例として、図２６Ａ、２６Ｂ、および２６Ｃに示すスクリーンにおける各リン光体領域は、観察者に対して、ランバートプロファイルにおいて光を発光してよい。したがって、各非リン光体領域を、類似の、または同一のランバートプロファイルを生成する非蛍光光拡散材料によりコーティングしてよい。一実施例において、非蛍光領域における非蛍光光拡散材料は、均等なバインダーマトリクスであって、第１の屈折率を有するバインダー材料と、第２の異なる屈折率を有し、均等マトリクス内に均一に分配または分散された粒子またはクラスターである第２材料から形成されるバインダーマトリクスであってよい。動作時において、第２材料である粒子またはクラスターにより、スクリーンの一方側から非蛍光体に入射した光が拡散され、この拡散によりスクリーンの他方側の観察者へと出力光が生成される。
図２６Ａ、２６Ｂ、および２６Ｃにおける表示システムにおいても、図１４、１４Ａ、１５、及び２０Ａにおいて述べたと同様の光検知ユニットとフィードバック制御を実施してよい。スクリーン２６０３上の、またはスクリーン２６０３から分離した、赤、緑、青それぞれの検出器を有する光検知ユニットを用いて、図２６Ａおよび２６Ｂにおける単一の走査レーザービーム２６１０か、図２６Ｃにおける２本の走査レーザービーム２６３０および２６５０か、のいずれかへと変調された既知試験パターンに基づいて、赤、緑、青の信号のタイミングを測定して水平方向対応関係ずれを通知することができる。レーザーモジュール２６６０内において実施される、光検知ユニットの出力に応答したフィードバック制御により、光パルスのタイミングを調整してスクリーン２６０３上の水平方向対応関係ずれを修正することができる。
本願に記載のカラースクリーンまたは単色スクリーンに適したＵＶ励起リン光体を多様な材料構成により実施してよい。通常、このようなリン光体は、ＵＶ光等の励起光を吸収して励起光波長よりも長い波長を有する可視領域の光子を発光する。たとえば、赤、緑、青の蛍光材料は、それぞれ、ＺｎＣｄＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ａｇであってよい。
Figure 2012014199
表１において、多くの公開特許文献に記載された、３８０ｎｍ乃至４１５ｎｍの波長範囲の励起光により励起されたときに可視色光を発光するリン光体のいくつかの例を挙げる。表１に挙げたリン光体の多くは、４５０ｎｍ乃至４７０ｎｍの光により励起することもできる。これら又はその他のリン光体を用いて本願に記載するリン光体型レーザー型表示装置を実施することができる。
ＰＣＴ出願公報第ＷＯ ０２／１１１７３ Ａ１に記載されたリン光体の例には、Ｅｕをドープした光輝性金属硫化物の形態ＭＳ：Ｅｕにおいて、ＭがＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ、およびＺｎの少なくとも１つである組成の「種類Ｉ」のリン光体と、金属チオメタレート（ｔｈｉｏｍｅｔａｌｌａｔｅ）光輝性材料の形態Ｍ＊Ｎ＊ ２Ｓ４：Ｅｕ，Ｃｅにおいて、Ｍ＊がＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ、およびＺｎの少なくとも１つであり、Ｎ＊がＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙ、ＬａおよびＧｄの少なくとも１つである組成の「種類ＩＩ」のリン光体がある。光輝性金属硫化物ＭＳ（種類Ｉのリン光体）は、Ｂａ、Ｍｇ、およびＺｎの少なくとも１つを単独で、又は、ＳｒおよびＣａの少なくとも１つと組み合わせて含んでよい。金属チオメタレート光輝性材料Ｍ＊Ｎ＊ ２Ｓ４（種類ＩＩのリン光体）は、Ｍ＊については、Ｍ＊の群、つまりＭｇとＺｎから選択される少なくとも１つの要素を単独で、または、Ｂａ、Ｓｒ、およびＣａの少なくとも１つと組み合わせて含んでよく、また、要素Ｎ＊は、ＡｌまたはＧａの単独であってよく、またはＩｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄとの組み合わせであってもよい。金属チオメタレート光輝性材料をユウロピウム（Ｅｕ）およびセリウム（Ｃｅ）の少なくとも１つにより活性化してよい。種類Ｉと種類ＩＩの２以上のリン光体を組み合わせて、または種類Ｉと種類ＩＩのリン光体のうちの１以上のリン光体を種類Ｉと種類ＩＩのリン光体とは異なるその他のリン光体と組み合わせて、種類Ｉと種類ＩＩのリン光体単独では得られない色を生成するためのリン光体混合物を生成してよい。
赤色を発光するための種類Ｉのリン光体のリン光体組成の具体的例には、（Ｓｒ１−ｘ−ｙＭｘＥｕｙ）Ｓであって、ＭがＢａ、Ｍｇ、Ｚｎの少なくとも１つの単独又はＣとの組み合わせであり、０＜ｘ≦＝０．５および０＜ｙ≦＝０．１０であるもの、（Ｓｒ１−ｘ−ｙＢａｘＥｕｙ）Ｓであって、ｘ≦０．２５であるもの、及び（Ｓｒ１−ｘ−ｚ−ｙＣａｘＢａｚＥｕｙ）Ｓであって、ｘ＋ｙ＋ｚ≦＝０．３５であるものが含まれ、これらは、６５乃至８０％の高量子効率と、３７０ｎｍ乃至４７０ｎｍの領域における６０乃至８０％の高吸収率を示し、室温から摂氏１００度における発光光の光束強度の熱消失による損失が１０％未満と低い。種類ＩＩのリン光体組成の具体例には、Ｍ＊Ｎ＊ ２Ｓ４：Ｅｕ，Ｃｅ（種類ＩＩのリン光体）であって、Ｍ＊がＭｇとＺｎの少なくとも１つの単独、またはＢａ、Ｓｒ、およびＣａの少なくとも１つとの組み合わせであって、Ｎ＊がＡｌおよびＧａの少なくとも１つの単独、またはそれぞれ少量（２０％未満）のＩｎ、Ｙ、Ｌａ、およびＧｄとの組み合わせであるものがある。このような種類ＩＩのリン光体は、可視スペクトルの青、緑、または黄緑スペクトル域において発光する。種類ＩＩのリン光体の具体的組成には、（Ｍ＊＊ １−ｕＭｇｕ）（Ｇａ１−ｖＮ＊ ｖ）２Ｓ４：Ｃｅであって、ｕ≦０．７５、ｖ≦０．１０であり、Ｍ＊＊がＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、およびＺｎの少なくとも１つであるもの、（Ｍ＊＊ １−ｓ−ｔＥｕｓＣｅｔ）（Ｇａ１−ｖＮ＊ ｖ）２Ｓ４であって、Ｍ＊＊がＭｇとＺｎの少なくとも１つの単独またはＳｒ、Ｂａ、およびＣａとの組み合わせであり、Ｎ＊がＡｌ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、およびＧｄであり、０＜ｓ≦＝０．１０、０≦ｔ：ｓ＜０．２、およびｖ≦０．１０であるもの、（（Ｂａ１−ｕＭｇｕ）１−ｓ−ｔＥｕｓＣｅｔ）（Ｇａ１−ｖＮ＊ ｖ）２Ｓ４であって、ｕ≦０．７５、ｖ≦０．１０、０＜ｓ≦０．１０、および０ｓ≦ｔ：ｓ＜０．２であるもの、（（（Ｂａ１−ｗＣａｗ）１−ｕＭｇｕ）１−ｓ−ｔＥｕｓＣｅｔ）（Ｇａ１−ｖＮ＊ ｖ）２Ｓ４であって、ｕ＜０．７５、ｗ≧０．１０、ｖ＜０．１０、０＜ｓ≦０．１０、および０≦ｔ：ｓ＜０．２であるもの、（（（Ｂａ１−ｒＳｒｒ）１−ｕＭｇｕ）１−ｓ−ｔＥｕｓＣｅｔ）（Ｇａ１−ｖＮ＊ ｖ）２Ｓ４であって、ｕ＜０．７５、ｒ≧０．１０、ｖ≦０．１０、０＜ｓ≦０．１０、および０≦ｔ：ｓ＜０．２であるもの、（（（Ｓｒ１−ｗＣａｗ）１−ｕＭｇｕ）１−ｓ−ｔＥｕｓＣｅｔ）（Ｇａ１−ｖＮ＊ ｖ）２Ｓ４であって、ｕ≦０．７５、ｗ≧０．１０、ｖ≦０．１０、０＜ｓ≦０．１０、ｔ：ｓ＜０．２であるもの、および（（（Ｓｒ１−ｐＺｎｐ）１−ｕＭｇｕ）１−ｓ−ｔＥｕｓＣｅｔ）（Ｇａ１−ｖＮ＊ ｖ）２Ｓ４であって、ｕ＜０．７５、ｐ≦０．３５、ｖ≦０．１０、０＜ｓ≦０．１０、および０≦ｔ：ｓ＜０．２であるものが含まれる。
米国特許第６，４１７，０１９号に記載されるリン光体の例には、（Ｓｒ１−ｕ―ｖ−ｘＭｇｕＣａｖＢａｘ）（Ｇａ２−ｙ−ｚＡｌＩｎｚＳ４）：Ｅｕ２＋と、（Ｓｒ１−ｕ―ｖ−ｘＭｇｕＣａｖＢａｘ）（Ｇａ２−ｙ−ｚＡｌｙＩｎｚＳ４）：Ｅｕ２＋が含まれる。たとえば、エポキシ樹脂、アクリルポリマー、ポリカーボネート、シリコーン重合体、光学ガラス、及びカルコゲナイド・ガラスを含むがこれらに制限されない材料から選択される母材に、リン光体粒子を拡散させてよい。または、このようなリン光体をリン光体膜として基板面に堆積してよい。
米国特許出願公報第２００２／０１８５９６５号に記載されるリン光体の例には、従来の硬化性シリコーン組成に混合されたリン光体粉末が含まれ、当該粉末は、英国エセックス州、Ｎａｚｅｉｎｇ所在のＰｈｏｓｐｈｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社から商品番号ＱＵＭＫ５８／Ｆとして入手できる（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ガドリニウムとセリウムをドープしたイットリウム・アルミニウム・ガーネット）粒子の粉末である。このリン光体材料の粒子は、通常約５ミクロン（μｍ）、変動範囲１乃至１０μｍである直径を有し、約４３０ｎｍ乃至約４９０ｎｍの波長の光を吸収して約５１０ｎｍ乃至約６１０ｎｍの広帯域において光を発光する。ステンシルリン光体層を有するＬＥＤが発光する光の色は、部分的には発光性ステンシル組成におけるリン光粒子の濃度により決まる。１００グラムのシリコーン重合体組成当たり約２０グラムのリン光粒子、乃至、１００グラムのシリコーン重合体組成当たり約１２０グラムのリン光粒子の濃度において、リン光粒子を硬化性シリコーン重合体組成に混合してよい。いくつかの実施例において、二酸化チタン粒子を添加剤として使用して、１００グラムのシリコーン重合体組成当たり約１．５グラムの二酸化チタン、乃至、１００グラムのシリコーン重合体組成当たり約５．０グラムの二酸化チタンの濃度において、シリコーン重合体組成に拡散してよい。リン光粒子とほぼ同じ大きさの二酸化チタン粒子により励起光の散乱性が増大するので、リン光体粒子による当該光の吸収が強まる。次に、リン光体粒子と任意の二酸化チタン粒子を硬化性シリコーン組成に混合した後、微細に粉砕したシリカ粒子を当該混合物に拡散して揺変性ゲルを形成する。揺変性ゲルは揺変性を示す。つまり、せん断を受けたときに粘性が明らかに低下し、せん断力を除かれたときに元の粘性を回復する。それゆえ、揺変性ゲルは、揺れ、攪拌、またはその他のかく乱を受けたときに流体としてふるまい、解放されて立ち上がったときに再びゲル状になる。シリカ粒子は、たとえば、ヒュームド・シリカ粒子、水素−酸素炉においてクロロシランを燃焼することにより生成されるコロイド状シリカであってよい。ヒュームド・シリカは、摂氏１２０度を超える温度にて化学的・物理的に安定し、可視光を透過させ、かつ、比較的低濃度において発光性ステンシル組成に揺変性を付与する。用いられるヒュームド・シリカの品質等級は、無極性材料に適合するように選ばれる。一実施例においては、ヒュームド・シリカは、ボストン、マス所在のＣａｂｏｔ社から入手できる品質等級Ｍ−５Ｐの未処理アモルファス・ヒュームド・シリカであるＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ（登録商標）である。この品質等級のヒュームド・シリカは疎水性であり、単位質量当たりの平均表面面積が２００±１５ｍ２／ｇである。Ｍ−５Ｐ品質等級のヒュームド・シリカ粒子は、リン光体粒子とシリコーン重合体組成の混合物に、１００グラムのシリコーン重合体組成当たり約１．５グラムのヒュームド・シリカ、乃至、１００グラムのシリコーン重合体組成当たり約４．５グラムのヒュームド・シリカの濃度にて、従来の３ロール式製粉機により拡散される。ヒュームド・シリカの濃度が高まるにつれ、ステンシル組成はより揺変性が強まる、つまり、固体性が強まり、非かく乱ゲル状になる。
その他の実施例においては、単位質量当たり表面面積が２００±１５ｍ２／ｇより大きい、または小さいヒュームド・シリカが用いられる。ヒュームド・シリカの濃度が一定の場合、ヒュームド・シリカの単位質量当たり表面面積が大きいほど、ステンシル組成は揺変性を強める。それゆえ、単位質量当たり表面面積が小さいヒュームド・シリカほど、高濃度において使用されなければならない。単位質量当たり表面面積が小さいヒュームド・シリカが要求される高濃度で用いられると、ステンシル組成の粘性が高くなり過ぎて、容易にはステンシル化されない結果となり得る。それゆえ、ヒュームド・シリカの好ましい単位質量当たり表面面積は約９０ｍ２／ｇより大きいものである。対照的に、ヒュームド・シリカの単位質量当たり表面面積が増大するほどヒュームド・シリカに要求される濃度は低下するが、ヒュームド・シリカのシリコーン重合体組成への拡散は難しくなる。
ＰＣＴ特許出願公報第ＷＯ ０１／２４２２９号に記載されたリン光体の例には、母材とドーパントイオンが含まれる。母材は、ドーパントイオンにより格子イオンが置換された無機質のイオン格子構造（「ホスト格子」）を有してよい。ドーパントは、励起放射を吸収したときに光を発光することができる。適切なドーパントであれば、励起放射を強力に吸収してこのエネルギーを効率的に発光放射へと変換する。例として、ドーパントは、４ｆ−４ｆ遷移、つまり、ｆ軌道エネルギーレベル間の電子遷移により放射物を吸収・発光する希土類イオンであってよい。ｆ−ｆ遷移は発光強度が弱まるので量子メカニズム上禁じられている一方、Ｅｕ２＋またはＣｅ３＋等のある種の希土類イオンは、許容されている４ｆ−５ｄｆ遷移を介して（ｄ軌道・ｆ軌道混合を介して）放射物を強力に吸収し、それゆえ高発光強度で光を生成することが知られている。ある種のドーパントの発光エネルギーを、当該ドーパントが存在するホスト格子により変化させることができる。ある種の希土類ドーパントは、適切なホスト材料に組み込まれることにより青色光を効率的に可視光へと変換する。いくつかの実施例においては、第１および第２のリン光体が、硫化物母材、つまり、硫化物イオンを含有する格子を含む。適切な硫化物母材の例には、ＣａＳ、ＳｒＳ、及びＳｒＧａ２Ｓ４等のチオガレート（ｔｈｉｏｇａｌｌａｔｅ）が含まれる。リン光体混合物を比較的小さい線幅を有する１つの共通青色エネルギー源により励起可能な異なる希土類イオンにより形成して、２つの異なるエネルギー範囲（たとえば、赤と緑）において発光を実現してよい。このようなリン光体混合物の例として、異なる母材から形成された第１及び第２のリン光体に同一のドーパントを用いてよい。当該２つのリン光体による赤色および緑色の発光を、適切な母材を選択することにより調整することができる。一実施例において、緑色リン光体はＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕである。別の実施例において、赤色リン光体は、ＳｒＳ：ＥｕとＣａＳ：Ｅｕからなる群から選択される。
米国特許出願公報第２００４／０２６３０７４号に記載されるリン光体の例には、下方変換が可能、つまり、比較的短い波長の光により誘導（励起）された後、それより長い波長の光（発光）を生成することができることにより特徴付けられる粒子が含まれる。リン光体組成には、少なくとも１種、通常は少なくとも２種（または、３種又は４種）のリン光体粒子が含まれ、それぞれが特有の発光特性を有する。異なる少なくとも２種のリン光体粒子を用いる実施形態においては、第１種のリン光体粒子が励起状態において赤色光を発光し、第２種のリン光体粒子が励起状態において緑色光を発光する。赤色発光を得るためにリン光体組成に使用するのに適した典型的リン光体粒子は、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋、ＣａＳ：Ｅｕ２＋、ＣａＳ：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ＋、Ｍｇ４ＧｅＯ５．５Ｆ：Ｍｎ４＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ｍｎ２＋、および励起状態において可視スペクトルの赤色領域において発光スペクトルを有するその他のリン光体材料から選択される材料を含んでよい。緑色発光を得るためにリン光体組成に使用するのに適した典型的リン光体粒子は、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、および励起状態において可視スペクトルの緑色領域において発光スペクトルを有するその他のリン光体材料から選択される材料を含んでよい。いくつかの実施例においては、リン光体組成に、赤色および緑色発光リン光体に加えて、青色発光リン光体粒子を含めてよく、適切な青色発光リン光体粒子は、たとえば、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｍｇ、または励起状態において可視スペクトルの青色領域において発光スペクトルを有するその他のリン光体材料を含んでよい。その他の実施例においては、リン光体組成は、励起状態において黄色光を生成するよう選択されたリン光体粒子の種を含んでよい。黄色発光を得るためにリン光体組成に使用するのに適したリン光体粒子は、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｐｒ、および励起状態において可視スペクトルの黄色領域において発光スペクトルを有するその他のリン光体材料から選択される材料を含んでよい。
適切な赤色発光リン光体粒子には、約５９０ｎｍ乃至約６５０ｎｍの範囲において発光波長のピークを有するものがあってよい。特定の実施形態においては、リン光体粒子は、約６２０ｎｍ乃至約６５０ｎｍの範囲、典型的には約６２５ｎｍ乃至約６４５ｎｍの範囲、より典型的には約６３０ｎｍ乃至約６４０ｎｍの範囲において発光波長のピークを有する。その他の実施形態においては、リン光体粒子は、約５９０ｎｍ乃至約６２５ｎｍの範囲、典型的には約６００ｎｍ乃至約６２０ｎｍの範囲に発光波長のピークを有する。更に別の実施形態においては、リン光体粒子は、約６００ｎｍ乃至約６５０ｎｍの範囲、典型的には約６１０ｎｍ乃至約６４０ｎｍの範囲、より典型的には、約６１０ｎｍ乃至約６３０ｎｍの範囲の波長を有する光を発光してよい。
適切な緑色発光リン光体粒子には、約５２０ｎｍ乃至約５５０ｎｍの範囲において発光波長のピークを有するものがあってよい。特定の実施形態においては、リン光体粒子は、約５３０ｎｍ乃至約５５０ｎｍの範囲、典型的には約５３５ｎｍ乃至約５４５ｎｍの範囲において発光波長のピークを有する。その他の実施形態においては、リン光体粒子は、約５２０ｎｍ乃至約５３５ｎｍの範囲に発光波長のピークを有する。更に別の実施形態においては、リン光体粒子は、約５２０ｎｍ乃至約５５０ｎｍの範囲、典型的には約５３５ｎｍ乃至約５５０ｎｍの範囲、または、約５２０ｎｍ乃至約５３５ｎｍの範囲の波長を有する光を発光する。
適切な青色発光リン光体粒子は、典型的には約４４０ｎｍ乃至約４９０ｎｍの範囲において発光波長のピークを有する。特定の実施形態においては、リン光体粒子は、約４５０ｎｍ乃至約４７０ｎｍの範囲、典型的には約４５５ｎｍ乃至約４６５ｎｍの範囲において発光波長のピークを有する。その他の実施形態においては、リン光体粒子は、約４４０ｎｍ乃至約４５０ｎｍの範囲、典型的には約４３５ｎｍ乃至約４４５ｎｍの範囲に発光波長のピークを有する。更に別の実施形態においては、リン光体粒子は、約４４０ｎｍ乃至約４８０ｎｍの範囲、典型的には、約４５０ｎｍ乃至約４７０ｎｍの範囲の波長を有する光を発光する。
適切な黄色発光リン光体粒子は、典型的には約５６０ｎｍ乃至約５８０ｎｍの範囲において発光波長のピークを有する。特定の実施形態においては、リン光体粒子は、約５６５ｎｍ乃至約５７５ｎｍの範囲において発光波長のピークを有する。その他の実施形態においては、リン光体粒子は、約５７５ｎｍ乃至約５８５ｎｍの範囲に発光波長のピークを有する。更に別の実施形態においては、リン光体粒子は、約５６０ｎｍ乃至約５８０ｎｍの範囲、典型的には約５６５ｎｍ乃至約５７５ｎｍの範囲の波長を有する光を発光する。
上述の各種のリン光体粒子の正確な波長範囲を、入手可能なリン光体源の選択、発光デバイスに望まれる色特性（たとえば、発光される白色光の相関色温度）、励起光の励起波長等の選択、等により決定してよい。Ｍｕｅｌｌｅｒ−Ｍａｃｈらによる「グループＩＩＩ窒化物に基づく強力なリン光体改造発光ダイオード」、ＩＥＥＥ Ｊ． Ｓｅｌ．Ｔｏｐ．Ｑｕａｎｔ．Ｅｌｅｃ．８（２）：３３９（２００２）において、実用的なリン光体材料およびその他の情報が見受けられる。
公開ＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ９９／２８２７９号に記載されるリン光体の例には、Ｂａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、および（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋が含まれ、それぞれにおいてコロン以下の要素は活性剤を表す。（Ａ，Ｂ，Ｃ）の表記は、（Ａｘ，Ｂｙ，Ｃｚ）を示しており、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、およびｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。たとえば、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）は（Ｓｒｘ，Ｃａｙ，Ｂａｚ）を示しており、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、およびｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。通常、ｘ、ｙ、及びｚは全て、非ゼロである。（Ａ，Ｂ）の表記は（Ａｘ，Ｂｙ）を示しており、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、およびｘ＋ｙ＝１である。通常、ｘとｙはどちらも非ゼロである。緑色発光リン光体の例には、約５００ｎｍ乃至約５５５ｎｍの間において発光ピークを有するものがあってよい。たとえば、Ｂａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋は、約４９５乃至５０５ｎｍにおいて、典型的には約５００ｎｍにおいて発光ピークを有しており、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋は、約５００乃至５１０ｎｍにおいて、典型的には約５０５ｎｍにおいて発光ピークを有しており、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋は、約５３５乃至５４５ｎｍにおいて、典型的には約５４０ｎｍにおいて発光ピークを有する。
米国特許出願公報第２００１／００５０３７１号に記載されるリン光体の例には、Ｅｕにより活性したＣａＳリン光体、ＡＥｕ（１−ｘ）ＬｎｘＢ２Ｏ８により表されるリン光体であって、ＡがＬｉ、Ｋ、Ｎａ、及びＡｇからなる群から選択される要素であり、ＬｎがＹ、Ｌａ及びＧｄからなる群から選択される要素であり、ＢがＷまたはＭｏであり、ｘが０以上１未満であるものが含まれる。Ｅｕにより活性したＣａＳリン光体、またはＡＥｕ（１−ｘ）ＬｎｘＢ２Ｏ８のリン光体を基本高分子と混合して、透明樹脂を形成してよい。例として、赤色光を発光する赤色リン光体は、Ｅｕにより活性したＣａＳ、または一般式ＡＥｕ（１−ｘ）ＬｎｘＢ２Ｏ８により表される化合物であってよい。Ｅｕにより活性したＣａＳは、４２０乃至６００ｎｍの光により励起されて、ピークが６３０ｎｍにある５７０乃至６９０ｎｍの光を発光する。ＡＥｕ（１−ｘ）ＬｎｘＢ２Ｏ８は、Ｅｕ３＋イオンの５Ｄ０□７Ｆ２遷移により６１４ｎｍ近傍の光を発光するリン光体である。リン光体の要素ＡとＢの種類に依存して励起波長と発光波長は異なるが、赤色リン光体は４７０ｎｍ近傍（青）及び／又は５４０ｎｍ近傍（緑）の光により励起することができ、６２０ｎｍ（赤）近傍の光を発光することができる。ｘがゼロである場合、リン光体ＡＥｕＢ２Ｏ８が形成され、これは、６１５ｎｍ近傍（赤）において最高度の発光強度を示す。ＡＥｕ（１−ｘ）ＬｎｘＢ２Ｏ８（Ａ＝Ｌｉ、Ｋ、Ｎａ、Ａｇ；Ｌｎ＝Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ；Ｂ＝Ｗ、Ｍｏ）を、リン光体を構成する要素のうち酸化物、炭酸塩等を所望の二段燃焼率において混合することにより得てよい。上記の赤色リン光体に加えて、イットリウム・アルミネートリン光体（いわゆるＹＡＧ）が、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２における複数のＹ原子位置の一部がＧｄに置換されたガーネット構造を有する安定した酸化物、特に、青色光（４００乃至５３０ｎｍ）により励起されて５５０ｎｍを中心とした黄色−緑領域の光を発光するリン光体となり得る。イットリウム・アルミネートリン光体に添加される活性要素には、たとえば、セリウム、ユウロピウム、マンガン、サマリウム、テルビウム、スズ、クロム等が含まれる。たとえば、Ｃｅにより活性化したＹｘＧｄ３−ｘＡｌ５Ｏ１２を用いてよい。実施例においては、１種、２種またはそれ以上の種類のこのようなＹＡＧリン光体を混合して所望のリン光体材料を形成してよい。
米国特許第６，２５２，２５４号に記載されるリン光体の例には、ＹＢＯ３：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋、及びＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋と、更に、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，Ｂｉ３＋、ＹＶＯ４：Ｅｕ３＋，Ｂｉ３＋、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋、ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋，Ｃｅ３＋，Ｋ＋、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋、及びＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋の少なくとも１つが含まれており、コロンの後の要素は活性剤を表す。例として、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋，Ｃｅ３＋，Ｋ＋リン光体は、青色光により励起されたときに赤色光と緑色光を含む広帯域スペクトルにおいて発光する。これらのリン光体組成を用いることにより、青色ＬＥＤを励起源として用いたときに、好ましい特性、たとえば３０００乃至４１００度Ｋの色温度、７０より大きい、典型的には８０より大きい、たとえば８３乃至８７の演色評価数、および入力電力１ワット当たり約１０乃至２０ルーメンの発光効率を有する白色光を生成することができる。
米国特許出願公報第２００２／０００３２３３号に記載されるリン光体の例には、黄味を帯びた光の発光リン光体として、セリウムをドープした単結晶イットリウム・アルミニウム・ガーネット（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋）化合物が含まれる。モノクリニック（ｍｏｎｏｋｌｉｎｉｃ）ＹａｌＯ及びＹａｌＯ−ペロブスカイトのような、ガーネット構造を含まないイットリウム・アルミニウム酸化物も、リン光体の母材として使用してよい。（Ｙ，Ｌｎ）ＡｌＯ及び（Ｙ，Ｌｎ）（Ａｌ，Ｇａ）Ｏ等におけるように、何種類かのランタニド（Ｌｎ）により、部分的にイットリウムを置換してよい。ランタニドは、たとえばルテチウム（Ｌｕｔｅｔｈｉｕｍ）（Ｌｕ）であってよい。これらの母材を、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジミウム（Ｐｒ）、ホルミウム（Ｈｏ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、及びユウロピウム（Ｅｕ）等のような単一種のドーパントにより、または（Ｃｅ，Ｐｒ）、（Ｃｅ，Ｈｏ）、及び（Ｅｕ，Ｐｒ）等のような２種のドーパントによりドープして多様なリン光体を形成してよい。Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｈｏ３＋及びＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｐｒ３＋は、単結晶リン光体材料の例である。一実施形態においては、上に挙げたリン光体は、約４６０ｎｍ以下の波長を有する青味を帯びた光または紫外光を吸収することにより、黄味を帯びた光を発光する。一例において、４モル濃度セリウム（Ｃｅ３＋）をドープしたＹＡＧ基板は、約４１０乃至４６０ｎｍの波長を有する光を吸収して約５５０乃至５７０μｍのピーク波長を有する黄味を帯びた光を発光することができる。ＹＡＧにおけるイットリウムのいかなる部分をもガドリニウム（Ｇｄ）等のランタニド要素により置換してよい。たとえば、リン光体は、（Ｙ０．７５Ｇｄ０．２５）ＡＧ：Ｃｅであってよい。
欧州特許出願第１，１５０，３６１号に記載されるリン光体の例には、化学的に（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）Ｓ：Ｅｕ２＋として同定されるリン光体の系から選択されるリン光体を含む樹脂が含まれる。この系から選択される１つのリン光体はユウロピウムをドープした硫化ストロンチウムであり、これは化学的にＳｒＳ：Ｅｕ２＋として同定され、６１０ｎｍにおいて発光ピークを有する。リン光体改造樹脂、ダイ（ｄｙｅ）、またはエポキシ樹脂を用いずに、リン光体改造薄膜、リン光体改造基板、またこれら要素の多様な組み合わせを含んだその他の種のリン光体改造要素を用いてもよい。
米国特許出願公報第２００２／０１４５６８５号に記載されるリン光体の例には、赤色リン光体であるＳｒＳ：Ｅｕ２＋、及び緑色リン光体であるＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋が含まれる。これらのリン光体は、４６０ｎｍの青色光により励起することができる。
米国特許出願公報第２００５／０００１２２５号に記載されるリン光体の例には、希土類要素をドープした酸窒化リン光体、またはセリウムイオンをドープした窒化ランタンシリコンリン光体が含まれる。以下の例における希土類要素をドープした酸窒化物は、オキシ窒化物ガラス等のガラス材料を含まない結晶性材料である。しかし、これには、少量（たとえば５％未満）のガラス相を含めてよい。以下の例におけるセリウムイオンをドープした窒化ランタンシリコンは、ガラス材料を含まない結晶性材料である。
第１リン光体の一例は、ＭｅｘＳｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌ（ｍ＋ｎ）ＯｎＮ１６−ｎ：Ｒｅ１ｙＲｅ２ｚにより表される単相αサイアロンリン光体である。αサイアロンに溶解した金属（Ｍｅ）（Ｍｅは、Ｌｉ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｙ、及びＬａとＣｅを除くランタニド金属のうちの１以上である）の一部または全部を、発光中心としてのランタニド金属（Ｒｅ１）（Ｒｅ１は、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｙｂ、およびＥｒのうちの１以上である）により、またはランタニド金属（Ｒｅ１）及びランタニド金属（Ｒｅ２）（Ｒｅ２はＤｙである）による共活性剤により置換する。この場合、Ｍｅは、Ｃａ、Ｙ、及びＬａとＣｅを除くランタニド金属のうちの１以上であってよい。いくつかの実施例においては、Ｍｅは、ＣａまたはＮｄであってよい。置換に用いるランタニド金属（Ｒｅ１）は、Ｃｅ、Ｅｕ、またはＹｂであってよい。置換に２種の金属を用いる場合、たとえば、ＥｕとＥｒの組み合わせを用いてよい。置換に３種の金属を用いる場合、たとえば、Ｅｕ、Ｅｒ、及びＹｂの組み合わせを用いてよい。
また、金属（Ｍｅ）を共活性剤としてのランタニド金属Ｒｅ１とランタニド金属Ｒｅ２により置換してよい。ランタニド金属Ｒｅ２は、ジスプロシウム（Ｄｙ）である。この場合、ランタニド金属Ｒｅ１はＥｕであってよい。一方で、もし金属（Ｍｅ）の一部又は全部を、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｙｂ、及びＥｒ（ランタニド金属（Ｒｅ１））のうちの１以上、またはＣｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｙｂ、及びＥｒ（ランタニド金属（Ｍｅ）（Ｒｅ１））及びＤｙ（ランタニド金属（Ｒｅ２））のうちの１以上により置換するのであれば、当該金属を必ずしも用いる必要はなく、別の金属に取り替えてもよい。
Ａサイアロン（αサイアロン）は、オキシ窒化物ガラスにおけるよりも多く窒素を含んでおり、ＮｘＳｉ１２−（ｍ−ｎ）Ａｌ（ｍ＋ｎ−）ＯｎＮ１６−ｎにより表され、ｘは（ｍ）を金属（Ｍ）の価数で割った値である。一方で、オキシ窒化物ガラスは、先行文献３に記載されるように、従来の酸化物系リン光体における、発光中心としての希土類要素の周辺の酸素原子が窒素原子により置換されて希土類要素電子への周辺原子による影響が緩和されることにより、励起・発光ピークの位置が長波長側へと移行して、励起スペクトルが可視領域（≦５００μｍ）まで拡大したリン光体である。
また、単相αサイアロンリン光体には、金属（Ｍｅ）が、最小で、４質量重量の（Ｓｉ，Ａｌ）３（Ｎ，Ｏ）４を含んだαサイアロンの単位セル３個当たり１個、乃至、最大で同単位セル１個当たり１個の範囲において溶解している。固溶度限界は、一般的に、二価の金属（Ｍｅ）の場合、上記の式において、０．６＜ｍ＜３．０及び０≦ｎ＜１．５であり、三価の金属（Ｍｅ）の場合、０．９＜ｍ＜４．５及び０≦ｎ＜１．５である。これらの範囲外の範囲においては、単相αサイアロンリン光体は得られないと推定される。
金属（Ｍｅ）の一部又は全部を置換し活性剤として作用する発光中心としてのランタニド金属Ｒｅ１のイオン間距離は、最小で約５オングストロームである。これは、これまでに知られているリン光体における３乃至４オングストロームに比べて著しく大きい。それゆえ、これにより、マトリクス材に発光中心としてのランタニド金属が高濃度で含まれているときに生じる濃度消光に起因して発光強度が著しく減少することが防がれる。
さらに、単相αサイアロンリン光体においては、金属（Ｍｅ）が、発光中心としてのランタニド金属（Ｒｅ１）と、またα活性剤としてのランタニド金属（Ｒｅ２）によっても置換されている。ランタニド金属（Ｒｅ２）には、２つの共活性作用があると推測される。一方は増感材としての作用であり、他方は新たなキャリア捕獲率を与えることにより持続性を与える、もしくは向上すること、または熱ルミネッセンスを向上することである。ランタニド金属Ｒｅ２は共活性剤であるので、その置換量は一般的に前出の式において０．０≦ｚ＜０．１が適切である。
単相αサイアロンリン光体は、マトリクス材としてαサイアロンを含み、マトリクス材としてβサイアロンを含むリン光体とは、組成および結晶構造において本質的に異なる。
つまり、βサイアロンは、Ｓｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ（０＜ｚ＜０．２）により表され、かつ、Ｓｉサイトの一部がＡｌに置換され、Ｎサイトの一部がＯに置換されるβ型窒化シリコンの固溶体である。対照的に、αサイアロンは、ＭｅｘＳｉ１２−（ｍ＋ｎ）Ａｌ（ｍ＋ｎ）ＯｎＮ１６−ｎにより表され、Ｓｉ−−Ｎ結合の一部がＡｌ−−Ｎ結合により置換され、特定金属（Ｍｅ）（Ｍｅは、Ｌｉ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｙ、及びＬａとＣｅを除くランタニド金属のうちの１以上である）が格子の間に侵入してそこに溶解しているα型窒化シリコンの固溶体である。それゆえ、両者は固溶体としての状態が異なり、それゆえβサイアロンは高酸素含有率を有し、αサイアロンは高窒素含有率を有する。それゆえ、マトリクス材としてβサイアロンを用い、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｙｂ及びＥｒの希土類酸化物のうち１以上を発光中心として添加することによりリン光体を合成すれば、βサイアロンは金属を溶解させないので、βサイアロン粒子の間に希土類金属を含んだ化合物を含む混合物が得られる。
対照的に、マトリクス材としてαサイアロンを用いれば、金属（Ｍｅ）（Ｍｅは、Ｌｉ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｙ、及びＬａとＣｅを除くランタニド金属のうちの１以上である）は結晶構造の中に取り込まれて溶解し、金属（Ｍｅ）は、発光中心としてのＣｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｙｂ、及びＥｒの希土類金属により置換される。それゆえ、単相αサイアロン構造から構成される酸窒化リン光体が得られる。
したがって、リン光体の組成及び結晶構造は、マトリクス材としてβサイアロンを用いるか又はαサイアロンを用いるかにより劇的に変化する。これは、リン光体の発光特性に反映される。
マトリクス材としてβサイアロンを用いる場合、たとえば、酸化Ｅｒをβサイアロンに添加することにより合成したリン光体は、青色発光光（４１０乃至４４０ｎｍ）を放射する。αサイアロンにおいては、後述するように、希土類要素をドープした酸窒化リン光体は、Ｅｒにより活性化されることにより、オレンジから赤にかけての光（５７０乃至５９０ｎｍ）を放射する。この現象から考察すると、Ｅｒがαサイアロンの結晶構造に取り込まれ、それによりＥｒが結晶を構成する窒素原子の影響を受けることにより、マトリクス材として酸素を含むリン光体においては実現が非常に困難である光源波長の拡大が簡単に実現できると推定される。
マトリクス材としてαサイアロンを用いる場合、希土類要素をドープした酸窒化リン光体は、またマトリクス材としてのαサイアロンの利点を受ける。つまり、αサイアロンは優れた熱的・機械的特性を有しており、励起エネルギーの損失を引き起こす熱緩和現象を防ぐことができる。それゆえ、希土類要素をドープした酸窒化リン光体においては、温度上昇に従った発光強度の減少の率が低い。それゆえ、用い得る温度の範囲が、従来のリン光体に比べて広い。
更に、αサイアロンは、優れた化学的安定性を有する。それゆえ、リン光体は優れた耐熱性を有する。希土類要素をドープした酸窒化リン光体は、その組成における酸素／窒素比率、金属（Ｍｅ）を置換するランタニド金属Ｒｅ１の選択、及びα活性剤としてのランタニド金属Ｒｅ２の存在に応じて、紫外線からＸ線、更に電子線によっても励起することができる。
特に、希土類要素をドープした酸窒化リン光体のうち、ＭｅｘＳｉ９．７５Ａｌ２．２５Ｏ０．７５Ｎ１５．２５：Ｒｅ１ｙＲｅ２ｚ（ｍ＝１．５、ｎ＝０．７５）であって、０．３＜ｘ＋ｙ＜０．７５および０．０１＜ｙ＋ｚ＜０．７（但し、ｙ＞０．０１、０．０≦ｚ＜０．１である）、または０．３＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１．５、０．０１＜ｙ＜０．７、及び０．０≦ｚ＜０．１を満たし、かつ金属（Ｍｅ）がＣａであるものは、優れた発光特性を与え、かつ、紫外光―可視光励起リン光体としてだけでなく電子線励起リン光体としての用途において大きな可能性を示し得る。
上記の第１リン光体とは異なって、第２リン光体の例は、主要素としてαサイアロンを含む希土類要素をドープした酸窒化リン光体である（以降、混合物αサイアロンリン光体と称する）。この第２リン光体には、希土類要素が溶解されて光源として青色ＬＥＤチップを用いた白色ＬＥＤの明度を増大させるαサイアロン、βサイアロン、及び未反応の窒化シリコンが含まれる。高発光効率を有する組成を研究した結果、単相αサイアロンリン光体と等しい特性を有する混合物材料は、Ｃａサイトの一部（Ｃａにより安定化したαサイアロンにおいて）が１以上の希土類金属（Ｍ）（但し、ＭはＣｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｙｂ、またはＥｒである）により置換されたαサイアロン、βサイアロン、及び未反応の窒化シリコンにより構成されることが発見された。いくつかの実施例においては、Ｍは、好ましくはＣｅ、Ｅｕ、またはＹｂであり、更に好ましくはＣｅまたはＥｕである。
混合物αサイアロンリン光体は、単相αサイアロンリン光体におけるよりも少量の希土類要素を添加することにより生成することができる。それゆえ、材料コストを削減することができる。さらに、混合物αサイアロンリン光体は、単相αサイアロンリン光体と同じくマトリクス材としてαサイアロンを含んでいるので、マトリクス材であるαサイアロンの利点、つまり、良好な化学的、機械的、熱的特性を備えることができる。それゆえ、これにより、安定的かつ長寿命のリン光体材料が得られる。これらの特性により、発光エネルギーの損失を生じる熱緩和現象を抑制することができる。それゆえ、本実施形態におけるＣａを含み、かつ希土類要素が溶解したαサイアロンにおいては、温度上昇に応じた発光強度の減少の率が小さい。それゆえ、従来のリン光体にくらべて、用い得る温度の範囲を広げることができる。
更に、混合物αサイアロンリン光体は、その組成における酸素／窒素比率と金属（Ｍ）の選択に応じて、紫外線からＸ線、さらには電子線により励起することができる。
混合物αサイアロンリン光体により、添加する希土類金属の量を減らしても単相αサイアロンリン光体と等しい発光特性を有する材料が得られる。αサイアロン構造を安定化するためには、ある特定量よりも多くの要素を溶解させる必要がある。Ｃａと溶解させる三値金属の量がそれぞれ所与のｘとｙであるとき、（ｘ＋ｙ）の値は、熱力学的平衡状態において０．３より大きい必要がある。
混合物αサイアロンリン光体は、単相αサイアロンリン光体以外に、単相αサイアロンリン光体の添加量の方が少量であるゆえに配合比率内に残ったβサイアロン及び未反応の窒化シリコンを含む有機物を含んでおり、熱力学的平衡には至らない。
混合物αサイアロンリン光体における添加金属の量は、粉末の化学的組成において、０．０５＜（ｘ＋ｙ）＜０．３、０．０２＜ｘ＜０．２７、及び０．０３＜ｙ＜０．３の範囲である。添加金属の量が下限に満たない場合、αサイアロンの量が低下し、発光強度が低下する。添加金属の量が上限よりも大きい場合には、αサイアロンだけが残る。それゆえ、高明度を得る目的を達成することができる。上記の範囲においては、４０質量パーセント以上９０質量パーセント以下のαサイアロン、５質量パーセント以上４０質量パーセント以下のβサイアロン、および、５質量パーセント以上３０質量パーセント以下の未反応窒化シリコンから構成される混合物αサイアロンリン光体が得られる。未反応窒化シリコンが含まれるのにも関わらず発光強度が高いのは、αサイアロンが未反応窒化シリコン上でエピタキシャル成長し、その表面部が主に励起光に反応してαサイアロン単独の場合と実質的に等しい発光特性を与えるからである。
範囲は、０．１５＜（ｘ＋ｙ）＜０．３、０．１０＜ｘ＜０．２５、及び０．０５＜ｙ＜０．１５であってよい。この範囲においては、５０質量パーセント以上９０質量パーセント以下のαサイアロン、５質量パーセント以上３０質量パーセント以下のβサイアロン、および、５質量パーセント以上２０質量パーセント以下の未反応窒化シリコンから構成される混合物αサイアロンリン光体が得られる。
混合物αサイアロンリン光体は、たとえば、Ｓｉ３Ｎ４−Ｍ２Ｏ３−−ＣａＯ−−ＡｌＮ−Ａｌ２Ｏ３系混合粉末を不活性ガス雰囲気にて摂氏１６５０乃至１９００度において加熱して焼結体を得、次にそれを粉末化することにより得ることができる。ＣａＯは不安定であるので容易に雰囲気中の水蒸気と反応するので、ＣａＯは、一般的には炭酸カルシウムまたは水酸化カルシウムの形態において添加し、高温加熱過程でＣａＯに変化させることにより得られる。
混合物αサイアロンリン光体の化学的組成を、Ｍ−αサイアロン、Ｃａ−αサイアロン、及びβサイアロンの組成範囲を用いて定義することができる。つまり、Ｓｉ３Ｎ４−ａ（Ｍ２Ｏ３．９ＡｌＮ）、Ｓｉ３Ｎ４−ｂ（ＣａＯ．３ＡｌＮ）、およびＳｉ３Ｎ４−ｃ（ＡｌＮ．Ａｌ２Ｏ３）の３種の組成系統において、４×１０−３＜ａ＜４×１０−２、８×１０−３＜ｂ＜８×１０−２、及び１０−２＜ｃ＜８×１０−１と定義される。
第３リン光体の例は、セリウムイオンをドープした窒化ランタンシリコンリン光体Ｌａ１−ＸＳｉ３Ｎ５：ｘＣｅ（ドープ量ｘは、０＜ｘ＜１である）であって、ランタンサイトが固体溶解においてセリウムイオン活性剤により置換されたものである。ドープ量が、０．１＜ｘ＜０．５であれば、それは紫外光により励起されるリン光体であり、ドープ量が０．０＜ｘ＜０．２であれば、電子線により励起されるリン光体である。
窒化ランタンシリコン（ＬａＳｉ３Ｎ５）は優れた熱安定性を有し、リン光発光過程における熱緩和現象を抑制する作用がある。それゆえ、励起エネルギーの損失を減少させることができ、また、温度上昇に応じた発光強度の減少の率が小さい。そのため、セリウムイオンをドープした窒化ランタンシリコンリン光体においては、従来のリン光体に比べて、用い得る温度の範囲を広げることができる。また、窒化ランタンシリコン（ＬａＳｉ３Ｎ５）は優れた化学的安定性を有しており、耐光性がある。
セリウムイオンをドープした窒化ランタンシリコンリン光体は、青色度値に適合し、優れた熱安定性、機械的特性、及び化学的安定性を有する。それゆえ、これは、過酷な環境において用いられる可能性のある蛍光表示管（ＶＦＤ）、電界放出表示装置（ＦＥＤ）等の用途において大きな可能性を示し得る。
米国特許第５，９９８，９２５号に記載されるリン光体の例には、１）Ｙ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＳｍからなる群から選択される少なくとも１つの要素、及び２）Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎからなる群から選択される少なくとも１つの要素を含み、セリウムにより活性化されたガーネット蛍光材料が含まれる。Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ及びＧｄ３Ｉｎ５Ｏ１２：Ｃｅがその二例である。Ｙ及びＡｌが存在することにより、リン光体は発光を強めることができる。たとえば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光材料においては、Ｇａ：Ａｌの比率が１：１乃至４：６の範囲に収まるようにＡｌの一部をＧａにより置換してよく、またＹ：Ｇｄの比率が４：１乃至２：３の範囲に収まるようにＹの一部がＧｄにより置換される。リン光体のその他の例には、（Ｒｅ１−ｒＳｍｒ）３（Ａｌ１−ｓＧａｓ）５Ｏ１２：Ｃｅであって、０≦ｒ＜１及び０≦ｓ≦１であり、またＲｅがＹとＧｄから選択される少なくとも１つであるもの、リン光体として（Ｙ１−ｐ−ｑ−ｒＧｄｐＣｅｑＳｍｒ）３（Ａｌ１−ｓＧａｓ）ｔＯ１２であって、０≦ｐ≦０．８、０．００３≦ｑ≦０．２、０．０００３≦ｒ≦０．０８、および０≦ｓ≦１であるものが含まれる。いくつかの実施例においては、リン光体には、ＹとＡｌを含む異なる組成からなり、セリウムにより活性化した２以上のイットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光材料を含めて、リン光体の発光スペクトルを制御してよい。その他の実施例においては、リン光体は、一般式Ｙ３（Ａｌ１−ｓＧａｓ）５Ｏ１２：Ｃｅにより表される第１蛍光材料、及び式Ｒｅ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅにより表される第２蛍光材料を含んでよく、ここでは、０≦ｓ≦１であり、ＲｅはＹ、Ｇａ、及びＬａから選択される少なくとも１つである。また、一般式（Ｒｅ１−ｒＳｍｒ）３（Ａｌ１−ｓＧａｓ）５Ｏ１２：Ｃｅにより表される異なる組成の２以上の蛍光材料をリン光体として用いて発光光を所望の波長に制御してよく、ここでは、０≦ｒ＜１及び０≦ｓ≦１であり、ＲｅはＹ及びＧｄから選択される少なくとも１つである。
米国特許第６，７６５，２３７号に記載されるリン光体の例には、約３８０乃至約４２０ｎｍのＵＶ光を吸収して異なる色の可視光を発光するリン光体が含まれる。たとえば、リン光体混合物には、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭ）を含む第１リン光体、及び（Ｔｂ．１−ｘ−ｙＡｘＲＥｙ）３ＤｚＯ１２（ＴＡＧ）を含む第２リン光体が含まれてよく、ここでは、ＡはＹ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＳｍからなる群から選択される材料であり、ＲＥはＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、及びＬｕからなる群から選択される材料であり、ＤはＡｌ、Ｇａ、及びＩｎからなる群から選択される材料であり、ｘは０乃至約０．５の範囲であり、ｙは約０乃至約０．２の範囲であり、ｚは約４乃至約５の範囲である。別の例として、リン光体混合物には、Ｔｂ３Ａｌ４．９Ｏ１２：Ｃｅを含む第１リン光体、及びＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋（ＢＡＭ）及び（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋からなる群から選択される第２リン光体が含まれてよい。
米国特許出願公報第２００４／０２２７４６５号に記載されるリン光体には、以下の多様なリン光体組成が含まれる。
１．式ＢａＦ２．ａＢａＸ２．ｂＭｇＦ２．ｃＢｅＦ２．ｄＭｅＩＩＦ２：ｅＬｎにより表される、希土類要素により活性化したハロゲン化物錯体リン光体であって、Ｘが塩素、臭素、及びヨウ素からなる群から選択される少なくとも１つのハロゲン元素であり、ＭｅＩＩがカルシウム及びストロンチウムからなる群から選択される少なくとも１つの二価金属であり、Ｌｎが二価ユウロピウム（Ｅｕ２＋）、セリウム（Ｃｅ３＋）、及びテルビウム（Ｔｂ３＋）からなる群から選択される少なくとも１つの希土類要素であり、ａが０．９０乃至１．０５の範囲であり、ｂが０乃至１．２の範囲であり、ｃが０乃至１．２の範囲であり、ｄが０乃至１．２の範囲にある和ｃ＋ｄにより定義され、ＢｅＦ２が、当該リン光体がＸ線に暴露された後に４５０乃至８００ｎｍの範囲の波長を有する光により誘導されたときに、ＢｅＦ２を含まない場合よりも高い発光性を示すリン光体となるのに十分な量において存在するもの。更なる詳細については、米国特許第４，５１２，９１１号を参照されたい。
２．式ＬｎＰＯ４．ａＬｎＸ３：ｘＣｅ３＋を有するセリウムにより活性化した希土類ハロフォスフェート（ｈａｌｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）リン光体であって、ＬｎがＹ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１つの希土類要素であり、ＸがＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、及びＩからなる群から選択される少なくとも１つのハロゲン元素であり、ａ及びｘが、それぞれ０．１＜ａ＜１０．０と０＜ｘ＜０．２の条件を満たす数であって、８０ＫＶｐにおいてＸ線に暴露された後、６３２．８ｎｍの波長を有するＨｅ−Ｎｅレーザーにより励起されたときに、ａが０．１未満であるリン光体よりも高い誘導放出を示す数であるもの。更なる詳細については、米国特許第４，６６１，４１９号を参照されたい。
３．式（Ｉ）ＳｒｘＬｎｌｙ１Ｌｎ２ｙ２Ｌｎ３ｙ３ＭｚＡａＢｂＯ１９−ｋ（Ｉ）を有する、単相ストロンチウムと酸化ランタニドとの磁気鉛（ｍａｇｎｅｔｏｌｅａｄ）型結晶構造混合物であって、Ｌｎ１がランタン、ガドリニウム、及びイットリウムから選択される少なくとも１つの三値要素を示し、Ｌｎ２がネオジム、プラセオジミウム、エルビウム、ホルミウム、及びツリウムから選択される少なくとも１つの三価要素を示し、Ｌｎ３が酸素正孔により電気的中性が維持された二価ユウロピウム又は三価セリウムから選択される要素を示し、Ｍがマグネシウム、マンガン、及び亜鉛から選択される少なくとも１つの二価金属を示し、Ａがアルミニウム及びガリウムから選択される少なくとも１つの三価金属を示し、Ｂがクロム及びチタンから選択される少なくとも１つの三価遷移金属を示し、ｘ、ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｚ、ａ、ｂ、及びｋが、０＜ｘ＋ｙ１＋ｙ２＋ｙ３＜１及び１１＜ｚ＋ａ＋ｂ＜１２である場合に、０＜ｘ＜１、０＜ｙ１＜１、０＜ｙ２＜１、０＜ｙ３＜１、０＜ｚ＜１、１０．５＜ａ＜１２、０＜ｂ＜０．５、及び０＜ｋ＜１である数を示すもの。更なる詳細については、米国特許第５，１４０，６０４号を参照されたい。
４．式ＭＩＩＸ２．ａＭＩＩＸ´２．ｂＳｉＯ：ｘＥｕ２＋を有する二価ユウロピウムにより活性化したアルカリ性土類金属ハロゲン化物リン光体であって、ＭＩＩがＢａ、Ｓｒ、及びＣａからなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ性土類金属であり、ＸとＸ´のそれぞれがＣｌ、Ｂｒ、及びＩからなる群から選択される少なくとも１つのハロゲン元素であるがＸとＸ´は同じものでなく、ａとｘがそれぞれ０．１＜ａ＜１０．０と０＜ｘ＜０．２の条件を満たす数であり、ｂが０＜ｂ＜３×１０−２の条件を満たす数であるもの。更なる詳細については、米国特許第５，１９８，６７９号を参照されたい。
５．母材としてのアルカリ性ハロゲン化物とドーパントとしての希土類を含む電界発光表示装置用の明るく短波長の青紫発光リン光体。米国特許第５，６０２，４４５号を参照されたい。母材としてのアルカリ性塩化物を、グループＩＩのアルカリ性要素、特に、ユーロピウム又はセリウム希土類のドーパントが存在することによりそれぞれ４０４及び３６７ナノメーターのピーク波長にて電界発光するＳｒＣｌ２又はＣａＣｌ２から、選択することができる。結果として得られる発光は、ＣＩＥ色度座標上にあり、人間の眼に可視である領域の境界上に存在するので、フルカラーフラットパネル電界発光表示装置の色領域をさらに広げることができる。
６．無機薄膜電界発光デバイスであって、無機発光層、一対の電極、および一対の絶縁層を備え、電極の少なくとも１つは光透過性を有し、発光層は一対の絶縁層の間に配置され、各絶縁層は発光層を挟んで反対側に形成され、一対の絶縁層は発光層と一対の電極との間に配置され、発光層は希土類要素金属およびその化合物からなる群から選択される少なくとも１つの材料をドープしたフッ化ランタンのマトリクスを含む無機材料から基本的に構成されるもの。更なる詳細については、米国特許第５，６４８，１８１号を参照されたい。
７．放射線リン光体スクリーンであって、担体と、担体上にコーティングされた少なくとも１層の発光部形成層およびオーバーコート層と、を備え、発光部とオーバーコート層はＸ線と発光光とを透過させるバインダーを含み、発光部はリン光体粒子をリン光体粒子対バインダー荷重配分比７：１乃至２５：１において含むもの。リン光体は、酸素と、関係式（Ｂａ１−ｑＭｑ）（Ｈｆ１−ｚ−ｅＺｒｚＭｇｅ）：ｙＴにより特徴付けられる種の組み合わせとを含んでおり、ここにおいて、ＭはＣａ、Ｓｒ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、ＴはＣｕであり、ｑは０乃至０．１５であり、ｚは０乃至１であり、ｅは０乃至０．１０であり、ｚ＋ｅは０乃至１であり、ｙは１×１０−６乃至０．０２である。更なる詳細については、米国特許第５，６９８，８５７号を参照されたい。
８．ガーネット蛍光材料であって、１）Ｙ、Ｌｕ、Ｓｅ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＳｍからなる群から選択される少なくとも１つの要素、及び２）Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎからなる群から選択される少なくとも１つの要素を含み、セリウムにより活性化したもの。一例を挙げると、セリウムをドープしたイットリウム・アルミニウム・ガーネットＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅ）、及びその誘導リン光体がある。更なる詳細については、米国特許第５，９９８，９２５号を参照されたい。
９．電界発光コンポーネントが発光する紫外光、青色光、または緑色光の波長を変換するための波長変換キャスティング組成であって、ａ）透明エポキシ発光樹脂、及びｂ）透明エポキシ樹脂に拡散された無機発光物質ピグメント粉末であって、ピグメント粉末が一般式Ａ３Ｂ５Ｘ１２：Ｍを有するリン光体群に属する発光物質ピグメントを含み、ＡがＹ、Ｃａ、及びＳｒからなる群から選択される要素であり、ＢがＡｌ、Ｇａ、及びＳｉからなる群から選択される要素であり、ＸがＯ及びＳからなる群から選択される要素であり、ＭがＣｅ及びＴｂからなる群から選択される要素である無機発光物質ピグメント粉末を含むもの。発光物質ピグメントは、粒度が２０μｍ未満であり、平均粒径ｄ５０が５μｍ未満である。更なる詳細については、米国特許第６，０６６，８６１号を参照されたい。
１０．Ｂａ２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、及び（Ｂａ１−Ｘ−Ｙ−Ｚ，ＣａＸ，ＳｒＹ，ＥｕＺ）２（Ｍｇ１−Ｗ，ＺｎＷ）Ｓｉ２Ｏ７であるリン光体であって、いくつかの実施例においてはＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１、Ｚ＞０、及び０．０５＜Ｗ＜０．５０であるもの。その他の実施例においては、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１、０．０１≦Ｚ≦０．１、及び０．１≦Ｗ＜０．５０である。ＸとＹは、ゼロ又は非ゼロの数であり得る。緑色、赤色、及び青色を発光するＵＶ励起リン光体の例には、それぞれ、Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋，Ｂｉ３＋、及びＢａ２（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋（又はＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋）がある。更なる詳細については、米国特許第６，２５５，６７０号を参照されたい。
米国特許出願公報第２００４／０２２７４６５号には、ＳｒｘＢａｙＣａｚＳｉＯ４：Ｅｕ２＋により表されるリン光体であって、ｘ、ｙ、及びｚがそれぞれ０と２を含む０乃至２のいずれかの値であるものも開示される。いくつかの実施例においては、活性剤として作用する二価Ｅｕが、当該組成の全分子量に基づき、０．０００１乃至約５モル百分率の間のいずれかの量において存在する。それゆえ、活性剤であるＥｕは、組成の全分子量に基づき、間の全ての千分率を含む０．０００１乃至５．００モル百分率の間のいずれの量において存在してもよい。その他の実施例においては、パラメータｘ、ｙ、及びｚは、上記の式において、０．５≦ｘ≦１．５、０≦ｙ≦０．５、及び０．５≦ｚ≦１．５である。更に別の実施例においては、パラメータｘ、ｙ、及びｚは、上記の式において、１．５≦ｘ≦２．５、０≦ｙ≦０．５、及び０≦ｚ≦０．５である。パラメータｘ、ｙ、及びｚは、上記の式において、１．０≦ｘ≦２．０、０≦ｙ≦１．０、及び０≦ｚ≦０．５であってもよい。
上記のリン光体ＳｒｘＢａｙＣａｚＳｉＯ４：Ｅｕ２＋は、Ｃｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｐｂ、及びＳｎからなる群から選択される少なくとも１つの追加的要素を更に含んでよい。いくつかの実施例においては、このような追加的要素は、当該リン光体の全分子量に基づき、０．０００１乃至５．００モル百分率の間のいずれかの量においてリン光体に存在する。
米国特許出願公報第２００５／００２３９６２号に記載されるリン光体の例には、ＺｎＳｘＳｅｙ：Ｃｕ，Ａであって、ｘとｙがそれぞれ０乃至１の間のいずれかの値であり、ＡがＡｇ、Ａｌ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｃｌ、Ｉ、Ｍｇ、及びＭｎのうちの少なくとも１つであるものが含まれる。主活性剤として作用する一価のＣｕは、当該組成の全分子量に基づき、０．０００１乃至約５モル百分率の間のいずれかの量において存在してよい。それゆえ、活性剤であるＣｕは、組成の全分子量に基づき、間の全ての千分率を含む０．０００１乃至５．００モル百分率の間のいずれの量において存在してもよい。いくつかの実施例においては、パラメータｘ、ｙ、及びｚは、上記の式において、０．５≦ｘ≦１、及び０≦ｙ≦０．５である。その他の実施例においては、パラメータｘ、ｙ、及びｚは、上記の式において、０≦ｘ≦０．５、及び０≦ｙ≦０．５である。パラメータｘ、ｙ、及びｚは、上記の式において、０≦ｘ≦０．５、及び０．５≦ｙ≦１．０であってもよい。
米国特許出願公報第２００５／０２３９６３号に記載されるリン光体の例には、高効率にて青色光、紫色光、又は紫外（ＵＶ）光を吸収して光源から吸収した光よりも波長が長い光を発光することができる、チオセレン化物系、及び／又はセレン化物系蛍光材料が含まれる。このようなリン光体材料を、青から、緑、黄、及び赤の発光へと調整することができる広い色スペクトルにて発光するよう製造してよい。２以上のリン光体を混合することにより、特定の所望の白色性能を得てよい。一例は、ＭＡ２（ＳｘＳｅｙ）４：Ｂであって、ｘとｙがそれぞれ約０．０１乃至約１の間のいずれかの値であり、ＭがＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎのうちの少なくとも１つであり、ＡがＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、及びＧｄのうちの少なくとも１つであり、活性剤ＢがＥｕ、Ｃｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｂ、Ｃｌ、Ｆ、Ｂｒ、Ｉ、Ｐｒ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、及びＭｎのうちの少なくとも１つであるものである。主活性剤として作用することができる二価のＥｕは、当該組成の全分子量に基づき、０．０００１乃至約１０モル百分率の間のいずれかの量において存在してよい。それゆえ、活性剤であるＥｕは、組成の全分子量に基づき、間の全ての千分率を含む０．０００１乃至１０．００モル百分率の間のいずれの量において存在してもよい。いくつかの実施例においては、パラメータｘ、ｙ、及びｚは、上記の式において、０．５≦ｘ≦１、及び０≦ｙ≦０．５である。その他の実施例においては、パラメータｘ、ｙ、及びｚは、上記の式において、０≦ｘ≦０．５、及び０．５≦ｙ≦１．０である。更に別の実施例においては、上記の式においてｘは約０でありｙは約１であるか、又は上記の式においてｘは約１でありｙは約０であるかである。
別の例は、Ｍ２Ａ４（ＳｘＳｅｙ）７：Ｂであって、ｘとｙがそれぞれ約０．０１乃至約１の間のいずれかの値であり、ＭがＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎのうちの少なくとも１つであり、ＡがＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、及びＧｄのうちの少なくとも１つであり、ＢがＥｕ、Ｃｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｂ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、Ｐｒ、Ｋ、Ｎａ、Ｍｇ、及びＭｎのうちの少なくとも１つであるものである。主活性剤として作用することができる二価のＥｕは、当該組成の全分子量に基づき、０．０００１乃至約１０モル百分率の間のいずれかの量で存在してよい。それゆえ、活性剤であるＥｕは、組成の全分子量に基づき、間のすべての千分率を含む０．０００１乃至１０．００モル百分率の間のいずれの量において存在してもよい。いくつかの実施例においては、パラメータｘ及びｙは、上記の式において、０．５≦ｘ≦１、及び０≦ｙ≦０．５である。その他の実施例においては、パラメータｘ及びｙは、上記の式において、０≦ｘ≦０．５、及び０≦ｙ≦０．５である。更に別の実施例においては、上記の式においてｘは約１でありｙは約０であるか、上記の式においてｘは約０でありｙ＝１であるか、上記の式において０≦ｘ≦０．５及び０．５≦ｙ≦１．０であるか、又は上記の式においてｘは約０．７５でありｙは約０．２５であるかである。
米国特許出願公報第２００５／０２３９６３号に記載される更に別の例は、（Ｍ１）ｍ（Ｍ２）ｎＡ２（ＳｘＳｅｙ）４：Ｂであって、Ｍ１がＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎからなる群から選択される要素を含み、Ｍ２がＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎからなる群から選択される要素を含み、ＡがＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、及びＧｄからなる群から選択される１以上の要素を含み、ＢがＥｕ、Ｃｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｂ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、Ｍｇ、Ｐｒ、Ｋ、Ｎａ、及びＭｎからなる群から選択される１以上の要素を含むものである。Ｂは、当該組成の全分子量に基づき、０．０００１乃至約１０モル百分率の間のいずれかの量において存在してよく、ｘとｙの和が約０．７５乃至約１．２５の範囲のいずれかの数に等しいとの条件においてｘとｙはそれぞれ０乃至１の間のいずれかの値であり、ｍとｎの和が約１であり、Ｍ１はＭ２と異なる。いくつかの実施例においては、パラメータｘ及びｙは、上記の式において、０．５≦ｘ≦１、及び０≦ｙ≦０．５である。その他の実施例においては、パラメータｘ及びｙは、上記の式において、０≦ｘ≦０．５及び０≦ｙ≦０．５であるか、０≦ｘ≦０．５及び０．５≦ｙ≦１．０であるか、ｘは約０．７５でありｙは約０．２５であるか、ｘは約０でありｙは約１であるか、又はｘは約１でありｙは約０であるかである。
米国特許出願公報第２００５／０２３９６３号に記載される更に別の例は、（Ｍ１）ｍ（Ｍ２）ｎＡ４（ＳｘＳｅｙ）７：Ｂであって、Ｍ１は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎからなる群から選択される要素を含み、Ｍ２はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎからなる群から選択される要素を含み、ＡはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙ、Ｌａ、及びＧｄからなる群から選択される１以上の要素を含み、Ｂは、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｈ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ、Ｍｇ、Ｐｒ、Ｋ、Ｎａ、及びＭｎからなる群から選択される１以上の要素を含むものである。Ｂは、当該組成の全分子量に基づき、０．０００１乃至約１０モル百分率の間のいずれかの量において存在してよく、ｘとｙの和が約０．７５乃至約１．２５の範囲のいずれかの数に等しいとの条件においてｘとｙはそれぞれ０乃至１の間のいずれかの値であり、ｍとｎの和が約２であり、Ｍ１はＭ２と異なる。いくつかの実施例においては、パラメータｘ及びｙは、上記の式において、０．５≦ｘ≦１、及び０≦ｙ≦０．５である。その他の実施例においては、パラメータは、上記の式において、０≦ｘ≦０．５及び０≦ｙ≦０．５であるか、０≦ｘ≦０．５及び０．５≦ｙ≦１．０であるか、ｘは約０．７５でありｙは約０．２５であるか、ｘは約０でありｙは約１であるか、又はｘは約１でありｙは約０であるかである。
上記の例において、色生成は、赤、緑、及び青の三原色の混合に基づいている。しかし、記載した装置、システム、及び技術においては、４以上の色の混合を用いて所望の色を生成してよい。たとえば、４つの異なる色を用いてよい。したがって、図１及び２に示すスクリーンにおいては、４つの異なる色のリン光体ストライプが用いられ、各色画素は４つの副色画素を含む。この４色設計に基づく図２３乃至２５に示す表示システムにおいては、４つの異なる色の４つの単色レーザー表示モジュールを用いて共通表示スクリーンに最終カラー画像を生成することができる。図２３乃至２６Ｂに示す投影スクリーンとしても、図１乃至５、１４、２０Ａ、２０Ｂ、２１Ａ、及び２１Ｂに示す最終の観察用スクリーンとしても用いてよいリン光体スクリーンを、多様な技術により製造してよい。製造技術の例には、とりわけ、以下のものが含まれる―インクジェット印刷、ペインティング、重力沈降、圧密沈降、スラリー、偏析スラリー、ダスティング、光粘着性ダスティング、薄型スクリーンの蒸着・スパッタリング、スクリーン印刷、加圧印刷、パルスレーザー蒸着、遠心分離析出、電気泳動析出、スプレーイング、静電気ダスティング、テープ転写、反応性蒸着、反応蒸着、活性剤イオン打ち込み高周波スパッタリング、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）、及び原子層エピタキシー。
１．ペインティング
ペインティング技術においては、蛍光発光性、リン光発光性、自己発光性の塗料材等の発光性塗料を基板に塗布する。塗料は有機性又は無機性であってよく、ラッカーや油等の媒体とともに用いられる。塗料はブラシ、ローラー、又は散布装置により塗布することができる。微細な空間的パターンを得ることを目的としてステンシルを用いてよい。塗料をオフセット印刷法によって塗布することもできる。これら蛍光発光性、リン光発光性の塗料は、赤外線、可視光、又はＵＶ放射により励起することができる。自己発光性塗料においては、励起源は塗料に混合された放射性物質（たとえば、ラジウム）である．
２．重力沈降
沈降は、周知の方法であり文書記録が得られる。たとえば、ＰｒｉｎｇｓｈｅｉｍとＶｏｇｅｌによる、液体と固体の発光、Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、１９４６、ＮＹ、ｐｐ．１４４−１４５、Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ Ｒ．Ｇ．による、陰極線管特性の検査、Ｊｏｕｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ、Ｖｏｌ．１３、パートＩＩＩａ、Ｎｏ．５、１９４６、ｐｐ．７７９−７９４、ＤｏｎｏｆｒｉｏとＲｅｈｋｏｐｆによる、スクリーン重量最適化、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、Ｖｏｌ．１２６、Ｎｏ．９、１９７９年９月、ｐｐ．１５６３−１５６７、及びＴｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｏｏｋｌｅｔ ＣＭ−９０４５における、リン光体スライド（Ｐｈｏｐｈｏｒ Ｓｌｉｄｅ）の沈降方法、ＧＴＥ Ｓｙｌｖａｎｉａ、３／８２を参照されたい。たとえば、リン光体、１％酢酸バリウム溶液（水溶液）、ＰＳ−６ケイ酸カリウム、及び脱イオン水を沈降室において混合することによりリン光体スライドの沈降を行ってもよい。一配合例によると、３４ｍｌの１％酢酸バリウムを沈降室へと添加する。リン光体スクリーニングに関しての１９９６年のＳＩＤセミナーにおいて、Ｎ．Ｙｏｃｏｍがリン光体スクリーンを沈降させてアルミめっきを施すための９工程について議論したが、それらは、１．面板上にリン光体を沈降させる、２．液体緩衝材（ｌｉｑｕｉｄ ｃｕｓｈｉｏｎ）の上澄みを吸い上げて別容器へ移す、３．沈降スクリーンを乾燥させる、４．スクリーンをベークする、５．スクリーンを再び浸水する、６．膜化材料（ｆｉｌｍｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）を水の上面に置く、７．水を除去する、８．アルミニウム層を脱水し水分を蒸発させる、９．スクリーンをベークする、である。
３．スラリー
スラリー法においては、リン光体含有スラリーを用いてスクリーン面上にリン光体層を形成する。たとえば、Ｔａｔａｙａｍａ、Ｙａｍａｚａｋｉ、Ｋａｔｏ、とＴａｓｈｉｍａによる１９８６年３月２５日出願のソニーの欧州特許出願第８６３０２１９２．９号を参照されたい。ここでの一配合例によると、１００ｇのリン光体と０．６ｇのアエロジルを５ｇのＰＶＡ、０．５ｇのＡＤＣ（重クロム酸アンモニウム）、及び１００ｇの水とともに用いてスラリーを形成する。このスラリーを、次にＣＲＴスクリーンパネルの面の中央近傍へと堆積し、パネルを回転・傾斜させてスラリーを面板の内部全体に拡散させる。時効効果のあるカスケード式スラリーシステムを用いて、ケイ酸塩濃度が電子銃側においてよりもガラス基板側において高くなるように設定してよい。
４．ダスティング
リン光体スクリーンを形成するための多様なダスティング方法が知られている。Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ Ｒ．Ｇ．が、「陰極線管特性の検査」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ、Ｖｏｌ．１３、パートＩＩＩａ、Ｎｏ．５、１９４６、ｐｐ．７７９−７９４において、リン光体を湿式、または乾式バインダーへと噴射するダスティング法について記載している。別の実施例においては、用意した面へとリン光体を着地させる又は投射することによりダスティングを行うことができる。ダスティング法の更に別の実施例においては、ケイ酸ナトリウム等の適切なバインダーによりコーティングされたスクリーン板上で、リン光体材料を篩、又はモスリンガーゼを通して攪拌してよい。１９６２年３月１３日発行の米国特許第３，０２５，１６１号、発明の名称「パターン形成方法」においては、乾燥粉末スプレーシステムを介してリン光体をより強力に露光前のウェットフォトレジストへとまぶすダスティング方法が開示されている。また、リン光体を、光粘着性物質をコーティングした乾燥面へとまぶしてＵＶへと露光することによりコーティングの粘着性を発現させてよい。面コーティングのこの粘着性により露光領域におけるリン光体が面へと接着される。Ｎｏｎｏｇａｋｉ、Ｔｏｍｉｔａ、Ｎｉｓｈｉｚａｗａ、Ａｋａｇｉ、及びＫｏｈａｓｊｉによる「マルチカラー陰極線管のリン光体スクリーン製造の乾燥プロセス」、Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｊａｐａｎ、１９８４、ｐｐ．５０−５５を参照されたい。
５．圧密沈降
リン光体スクリーンを、リン光体を圧密により沈降させることによっても形成することができる。たとえば、Ｏｋｉ Ｋ．とＯｚａｗａ Ｌ．による、高解像度ＣＲＴ用のリン光体スクリーン、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ ＳＩＤ、Ｖｏｌ．３、Ｎｏ．２、１９９５年９月、ｐｐ．５１−５７において、高解像度用スクリーンにおける空隙を減らすための通常の沈殿技術による沈降と機械プレス設備の利用について記載されているので、参照されたい。
６．薄膜スクリーンの蒸着またはスパッタリング
基板上でリン光体を蒸着またはスパッタリングすることにより高解像度スクリーンを形成することができる。たとえば、薄膜電界発光デバイスにおいては、ＢａＴｉＯ３セラミック板へのＺｎＧａ２Ｏ４のマグネトロンスパッタリングが採用されてきた。ＳｒＳ：Ｃｅ，Ｃｌ，Ａｇ，Ｍｎ層等のリン光体薄膜層の基板への堆積のために、真空蒸着法が用いられてきた。
７．スクリーン印刷
スクリーン印刷技術によってもリン光体スクリーンを形成することができる。いくつかの実施例においては、目が詰まっているがバネのような布、または金網を、ラッカーにより領域区画することにより用いて、コーティングすべき基板の上方に配置する。次に、スラリー混合物を網の選択領域を介して基板へと機械押圧しリン光体粘性物を塗布し、その後に網は元の位置へと跳ね戻る。メッシュパターンが写真のように正確に印刷されることにより、非常に精細なパターンをスクリーンに印刷することができる。１９９２年に、Ｍｏｒｉｋａｗａらが、スクリーン圧縮を含む印刷法を用いたより滑らかかつ良好に経年変化するスクリーンを得る方法についての議論を展開した。この圧縮方法によると製造者は実装密度の高密度化を実現することができる。Ｍｏｒｉｋａｗａ、Ｓｅｋｏ、Ｋａｍｏｇａｗａ、及びＳｈｉｍｏｊｏによる、巨大スクリーン表示装置用のフラッドビームＣＲＴを改良するための研究、Ｊａｐａｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、'９２、ｐｐ．３８５−３８８を参照されたい。
８．パルスレーザー蒸着
レーザーパルスをターゲット材へと放射してターゲット材をスクリーンへと蒸着することができる。Ｇｒｅｅｒらが１９９４年に、頭部搭載表示装置（ＨＭＤ）に用いられるリン光体スクリーンのパルスレーザー蒸着（ＰＬＤ）について報告した。Ｇｒｅｅｒ、Ｊ．Ａ．らによる、パルスレーザー蒸着により形成されるＰ−５３薄膜リン光体、ＳＩＤ ９４ Ｄｉｇｅｓｔ、ｐｐ．８２７−８３０を参照されたい。２４８ｎｍの波長を有するラスターレーザーを用いてイットリウム・アルミニウム・ガリウム・ガーネットリン光体ターゲットを走査し、これらの材料をアブレーションによりサファイア基板へと蒸着した。スクリーン成長率が１時間当たり１ミクロンであることと、スクリーンが厚さ８ミクロンまで成長することが報告された。
９．遠心分離析出
溶液におけるリン光体懸濁を遠心作用によりスクリーン上に析出することができる。たとえば、Ｍｅｚｎｅｒ，Ｌ．Ｚ．、Ｚｕｍｅｒ，Ｍ．、Ｎｅｍａｎｉｃ，Ｖ．による、高解像度１−ｉｎ ＣＲＴスクリーンの遠心分離沈降、ＳＩＤ Ｄｉｇｅｓｔ １９９４、ｐｐ．５２０−５２２を参照されたい。微粒子（５ミクロン未満の粒度）リン光体、バインダー、電解質、及び場合によっては、分散剤を用いて安定的なリン光体懸濁を形成するこの方法によりＣＲＴスクリーンは製造されてきた。いくつかの実施例においては、遠心分離機における沈降を３０００ｒｐｍにおいて２分間、乃至、４０００ｒｐｍにおいて３分間に設定してよい。５ＫＶ電子用の約０．６ｍｇ／ｃｍ２の最適スクリーン重量を有するスクリーンは、平均粒度が１．９ミクロンであるＰ２０リン光体を用いたことにより得られた。「Ｐ４３懸濁の調製及びＣＲＴのスクリーン品質評価」と題された刊行物（ＳＩＤ'９７ ｖｏｌ ２８、ｐｐ．４４０−４４３）において、（１．８ミクロンの）Ｐ４３リン光体と、酢酸バリウムと、ケイ酸カリウムと、界面活性剤とを含有する懸濁を遠心分離析出プロセスにおいて用いることにより、約５粒径のスクリーン厚および５ＫＶの陽極電圧においてスクリーン重量が１．０ｍｇ／ｃｍ２であるときに良好な電子熟成が得られたことが報告されている。
１０．電気泳動（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ）および電気泳動（Ｃａｔａｐｈｏｒｅｔｉｃ）によるコーティング
電気泳動（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ）又は電気泳動（Ｃａｔａｐｈｏｒｅｔｉｃ）によるリン光体コーティング材を用いて高解像度リン光体スクリーンを形成することができる。Ｓｃｈｅｓｉｎｇｅｒが電気泳動（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ）コーティング方法について記載したが、それによると導電性材料をコーティングしたガラス面板をリン光体と電解質とを含み、金属陽極（面板から約２インチ離して配置される）を用いた溶液の中に置く。Ｓｃｌｅｓｉｎｇｅｒらによる、超高解像度陰極線管の設計開発および製造、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ＥＣＯＭ−００４７６−２月 １９６９年、ｐｐ．６４−７２。２０ミリアンペアの直流電流を溶液に流したときに、リン光体スクリーンが陰極に析出される。１９９７年５月に、Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｐｌａｓｍａ ａｎｄ ＰａｒｋのＳｃｈｅｒｍｅｒｈｏｒｎ、Ｓｗｅｅｎｅｙ、とＷａｎｇ、及びＳａｍｓｕｎｇのＰａｒｋとＫｉｍが、金属化した凹領域もしくは空洞を利用した、プラズマ表示装置スクリーン用のカラーリン光体の電気泳動（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ）析出の利用について議論した。Ｊ．Ｍ．Ｋｉｍらによる、４−ｉｎフルカラーＦＥＤデバイスの開発、ＳＩＤ９７ Ｄｉｇｅｓｔ、ｐｐ．５６−５９、及びＪ．Ｄ．Ｓｃｈｅｍｅｒｈｏｒｎらによる、大型高解像度カラーＡＣＰＤＰ用のグローブ構造、ＳＩＤ ９７ Ｄｉｇｅｓｔ、ｐｐ．２２９−２３２。
１１．スプレーイング
湿った、又は乾燥したリン光体を基板上に噴射してリン光体スクリーンを形成することができる。スプレーヤのノズルを基板からの距離及びその他の制約に応じて多様な噴射角度から噴射するように調整することができる。多様なスプレーシステムにおけるように、圧力ポットを用いてスプレーヤに対する圧力を一定に維持する。乾式システムにおいては、粘着性バインダーを表面にコーティングしたスクリーン面上に乾燥リン光体を噴射する。湿式バインダーおよび乾式バインダーを用いることができる。湿式スプレーイングにおいては、ニトロセルロース又はＰＶＡ等の有機質バインダーを用いてよい。紫外線に照射されることにより粘着性を発現するバインダーを用いてもよい。
１１．静電気スプレー／ダスト
リン光体を帯電させて帯電したスクリーン面へと吹き付けるリン光体スプレー又はダスティング処理を用いることによりリン光体スクリーンを形成することもできる。リン光体は、その後、固定されて、更なる処理が行えるようになる。１９９５年１２月１９日発行の米国特許第５，４７７，２８５号、発明の名称「ＣＲＴ開発装置」において、摩擦電気砲（ｔｒｉｂｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｇｕｎ）を用いてリン光体を帯電させ、ホッパーと、材料をホッパーからベンチュリーチャンバーへと移転させるオージェとを用いてパネルへとリン光体を供給するプロセスが記載されている。ベンチュリーチャンバーからは、帯電したリン光体がパネル上の潜像へと分注される。
１２．転写テープ
転写テープ法においては、リン光体を保持させるための層を有するテープ基体へとリン光体をコーティングする。リン光体層の下には、解放層が設けられており、リン光体とバインダーが基板へと押圧される。基体テープは除去されて、リン光体とバインダーが残る。Ｎ．Ｙｏｃｏｍによる、リン光体スクリーニングについての１９９６年のＳＩＤセミナーを参照されたい。
１３．反応性蒸着
ＺｎＳリン光体層等のリン光体層を製造するのに、蒸気反応プロセスを使用することができる。たとえば、Ｋａｌｌｍａｎ、Ｓｐｒｕｃｈ Ｗｉｌｅｙ、及びＳｏｎｓ編、有機・無機材料の発光、における、Ｄ．Ａ．Ｃｕｓａｎｏによる、硫化亜鉛層における陰極線発光、フォトルミネッセンス、ＤＣ発光、及び電界発光、１９６２年、ｐｐ．４９４−５２２を参照されたい。コーティングすべき基板を摂氏４００乃至７００度の温度へと加熱することができる。たとえば、ＺｎＳ：Ｍｎに基づいてリン光体スクリーンを製造するときには、Ｚｎ、ＺｎＣｌ２、ＭｎＣｌ２、及びＨ２Ｓの材料がリン光体層の形成過程において連続的に存在する。このプロセスを電界発光スクリーンを製造するためにも用いることができる。
１４．反応蒸着
スクリーン製造において、反応蒸着法が報告されている。Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕの透明薄膜の製造が反応蒸着プロセスにより行われてきており、そのプロセスにおいては、ＥｕＣｌ２粉末の湯だまりを加熱するのと同時にイットリウム金属を電子ビーム銃を用いて基板上に蒸着し、励起したＳＯ２を導入する。Ｄａｕｄ、Ｆｕｔａｋｉ、Ｏｈｍｉ、Ｔａｎａｋｉ、及びＫｏｂａｙａｓｈｉによる、反応蒸着により成長させた透明Ｙ２Ｏ２ＯＳ：Ｅｕ３＋リン光体薄膜とその発光特性、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ （ＳＩＤ）、Ｖｏｌ．４、Ｎｏ．３、１９９６年、ｐｐ．１９３−１９６。
１５．高周波スパッタリングとイオン打ち込み
リン光体スクリーンを形成するための高周波スパッタリングとイオン打ち込みにおいては、活性剤イオンを打ち込む。Ｎ．Ｍ．Ｋａｌｋｈｏｒａｎらによる、イオンを打ち込んだＺｎＧａ２Ｏ４薄膜の可撓性有機基板上における発光の研究、ＳＩＤ '９７ Ｄｉｇｅｓｔ、ｐｐ．６２３−６２６においては、薄膜電界発光スクリーンを形成するために高周波スパッタリングを用い、この過程において、ＺｎＧａ２Ｏ４薄膜をＭｎとＥｕを含む可撓性ポリイミド基板上に打ち込み、緑色と赤色のリン光体スクリーンを得た。ドープを施していない母材を青色スクリーン用に用いた。
１６．有機金属化学気相成長
有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）を用いてリン光体スクリーンを製造することができる。例として、Ｓｍｉｔｈらが、「低温有機金属化学気相成長により結晶構造Ａｓが蒸着されたＣａＧａ２Ｓ４：Ｃｅ」、ＳＩＤ Ｄｉｇｅｓｔ、１９９５年、Ｖｏｌ．ＸＸＶＩ、ｐｐ．７２８−７３１において、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｃｅリン光体によりスクリーンを製造するＭＯＣＶＤプロセスを報告している。Ｃａ（ｔｈｄ）２と呼称されるＣａ（２，２，６，６−テトラメチル―３，５−ヘプタンジオネート）２の形態のカルシウム金属有機物が用いられた。アルゴン搬送ガスとＨ２Ｓの雰囲気内で、反応炉圧力が１乃至１０Ｔｏｒｒの状態においてＣａ（ｔｈｄ）２を用いることによりＣａＳが蒸着された。摂氏４００乃至６００度の温度においては、基板は、ガラス基板、シリコン基板、及びコーティングされたＥＬ基板であった。Ｇａ２Ｓ３とＣａＳの形成をＣｅ（ｔｈｄ）４の使用と組み合わせることによりＣａＧａ２Ｓ４：Ｃｅリン光体が得られた。
１７．原子層エピタキシー
交流薄膜電界発光表示装置用の発光スクリーンの形成において、原子層エピタキシーが用いられてきた。Ｌｉｎｄｓａｙ ＭｃＤｏｎａｌｄとＡｎｔｈｏｎｙ Ｌｏｗｅによる、表示システム、発行人 Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ、１９９７年、ｐｐ．１９５−１９６を参照されたい。基板を高温（摂氏５００度）へと加熱し、低圧力化学的前駆体へと暴露してスクリーン層を形成した。例として、ＺｎＳ：Ｍｎ層を形成するための前駆体の一部としてＺｎとＭｎを使用することができる。反応炉を脱気して硫黄を導入する。次にエピタキシー周期を開始して、層を形成する。
本願に記載のスクリーン用のリン光体材料をリン光体ナノスケールパウダーとして調製してよく、当該リン光体材料には、５００ｎｍ以下のナノスケールの粒子または粒が、光変換効率を強化するために存在する。このようなリン光体ナノスケールパウダーを、リン光体前駆体を含む溶液またはスラリーを形成して、リン光体前駆体を含む溶液またはスラリーの固形残渣を焼成することにより調製してよい。ナノサイズ粒子または粒の形態でのリン光体前駆体は、５００ｎｍより小さい、好ましくは２００ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下、さらに好ましくは５０ｎｍ以下、最も好ましくは１０ｎｍ以下の寸法を有している。それゆえ、ナノサイズの粒子は、１ｎｍ乃至５００ｎｍ、好ましくは２ｎｍ乃至２００ｎｍ、さらに好ましくは２ｎｍ乃至１００ｎｍ、より好ましくは２ｎｍ乃至５０ｎｍ、最も好ましくは３ｎｍ乃至１０ｎｍの範囲において平均粒度を有してよい。前駆体のナノサイズ粒子も、均一な大きさ分布を有しているのが好ましく、そのバラツキの範囲はたとえば１０％未満である。本願の一部として参照によりその全体が取り込まれた米国特許第６，５７６，１５６号においては、リン光体ナノスケールパウダーと製造技術の例が記載されている。一実施例においては、（１）リン光体前駆体のナノサイズ粒子を含む溶液またはスラリーを生成し、（２）溶液またはスラリーを乾燥させて残渣を得、（３）残渣を焼成してリン光体ナノスケールパウダーを形成することにより、リン光体ナノスケールパウダーを調製してよい。
本願の装置に使用するのに適したスクリーンは、１以上の蛍光材料を含んでよく、当該蛍光材料により、２つの二色性層Ｄ１とＤ２との間に挟まれた蛍光層であって、第１の二色性層Ｄ１を介して励起レーザー光を受光し、該蛍光層が発光した有色光を第２の二色性層Ｄ２を介してスクリーンから出射させる蛍光層を形成する。第１の二色性層Ｄ１は、励起レーザー光、たとえばＵＶ光を透過させ、可視光を反射するよう設計されている。第２の二色性層Ｄ２は、層Ｄ１に対して相補的となるよう設計されている―可視光を透過させ、励起レーザー光、たとえばＵＶ光を反射する。２つの二色性層Ｄ１とＤ２を用いたこのスクリーン設計によると、ＵＶ光等の励起光を効果的に蛍光層内に閉じ込めることができ、蛍光層を通過しても吸収されなかった励起光が二色性層Ｄ２に反射して折り返り、引き続き蛍光材料と作用するので、励起光の利用効率が向上する。また、蛍光層からの可視光は、元来はあらゆる方向へと向かおうとするものであるが、二色性層Ｄ１によりスクリーンの観察者側へと導かれて、スクリーンの後方へと漏洩することなく観察者に観察される。したがって、発光光の全体的利用効率とスクリーンの明度が強化される。
図２７Ａ及び２７Ｂにおいて、上記のスクリーン設計に基づいた二例を示す。二色性層Ｄ１とＤ２、及び蛍光層を支持する基板を設ける。図２７Ａにおいては、基板がＤ２層の側にあり、発光光が基板を通過してスクリーンを出射する表面入射構成の例を示す。この構成によると、ＵＶ光等の励起光の透過特性が改善され、励起レーザーの後方反射が最小化し、基板側がユーザインターフェース側からの遮蔽体として機能することができるようになる。図２７Ｂにおいては、基板がＤ１層側にあり、入射する励起レーザー光が基板を通過してスクリーンに入射する基板側入射構成の例を示す。一例においては、ＵＶレーザー光は、約４０５ｎｍであってよい。Ｄ１層が４３０ｎｍより長い波長の可視光を反射して４１５ｎｍまたは４００ｎｍより短い波長のＵＶ光を透過させる。この例においては、Ｄ２層が４１５ｎｍまたは更に４００ｎｍよりも短い波長のＵＶ光を反射して４３０ｎｍより長い波長の可視光を透過させる。反反射（ＡＲ）コーティングを用いることにより、スクリーンの効率を更に強化してよい。基板側入射構成によると、基板に光回折素子すなわち「パワー」素子（たとえば、フレネルレンズ）を形成するための処理を施すことができ、有色光の観察側への透過がより良好となる。スクリーンの観察者もしくはユーザの側に硬質の保護面を形成してスクリーンを保護してよい。
Figure 2012014199
表２は６層スクリーンの例を示しており、Ｓが基板を表しており、１以上のリン光体を用いて蛍光層が形成され、ラッカー層（Ｌ）またはその他のカプセル化層はスクリーンの全体構造を使用・環境条件から保護するために用いられる。可視光のスペクトル領域、たとえば、４００乃至８００ｎｍの領域の光を透過させることができるプラスチック又はガラス材料から基板を形成してよい。
図２７Ｃは、Ｄ１層の典型的透過スペクトルを示す。図２７Ｄは、蛍光層の一部として使用することができるリン光体の吸収と発光のスペクトルを示す。リン光体層は、紫光源またはＵＶ源により励起されたときに蛍光発光することができるストライプを施されたリン光体であってよい。図２７Ｅは、層Ｄ２の透過スペクトルを示す。更に、図２７Ｆは、たとえば４００乃至８００ｎｍの領域の可視光の透過を向上させることができるＡＲコーティングの反射スペクトルを示す。
図２７Ａ及び２７Ｂにおいては、黒マトリクスをリン光体層内に用いることにより、隣接し合う２つのリン光体ストライプを隔離し、本例においては各色画素が赤、緑、及び青の副画素を含むが、一色画素内における隣接し合う２つの副画素間の、及び隣接し合う２つの色画素間の境界においてのスメアを低減させてよい。この設計を用いてスクリーンの解像度とコントラストを向上させることができる。黒マトリクスには各ストライプのリン光体領域の周囲を囲む吸収性又は反射性の壁面が含まれており、当該リン光体が発光した光を閉じ込めて異なる色を発光する隣接するリン光体へと光が拡散するのを防ぐ。このような画素構成は、フォトレジストを基板上にスピンコーティングし、スクリーン印刷法により対応のリン光体が充填された所望の副画素形状となるようエッチングを行うことにより得られる。黒マトリクスを、垂直方向のみの形状、又は正方形状（つまり、垂直方向および水平方向の両ライン）において実施してよい。
レーザー型ベクトルスキャナ表示装置、レーザー型映像表示装置等の上記のシステムにおいて、励起ビームによりスクリーン全体を走査するビーム走査モジュールの走査動作に従った角度で励起レーザー光をスクリーンの蛍光層に入射させてよい。この入射角はレーザー光の入射位置によって異なる。画像品質を向上させるためには、レーザー光の方向を、可能な限り蛍光層に対する法線方向に近づけるべきである。レーザー光の蛍光層への入射角を制御する一実施例においては、スクリーンへの入射部において光学メカニズムを実施して入射するレーザービームをスクリーンに対して法線方向もしくはほぼ法線方向となるよう方向付けてよい。この光学メカニズムを実施する一典型例によると、スクリーンの一層として構成されるフレネルレンズを用いて入射レーザー光をスクリーンに対してほぼ法線方向となるよう方向付ける。
図２８は、スクリーンの蛍光層の入射側に形成されるフレネルレンズ層を有するスクリーンの例を示す。たとえば、ガラスまたはプラスチック材料により形成してよい誘電性基板内にフレネルレンズは形成される。たとえば、アクリルプラスチック材料を用いてフレネルレンズ層を形成してよい。空隙を設けることにより、又は、フレネルレンズ層とは異なる屈折率を有する光学材料を用いることにより、スクリーンのフレネルレンズからその次層へかけて屈折率に差異を設けてよい。励起レーザー光を受光するためにスクリーンの入射面に設ける反反射層、蛍光層のレーザー入射側に設ける二色性フィルター層Ｄ１等の、その他の層もスクリーン内に形成してよい。また、カプセル化層、スクリーンゲイン層、コントラスト強化層、及び、第２の二色性層Ｄ２（ＵＶ遮断層）もスクリーンに設けてよい。この例においては、第１の二色性層Ｄ１は、４０５ｎｍ乃至４１０ｎｍの光を約９９．７５％の透過率で透過させ、４４０ｎｍ乃至４１０ｎｍの可視光を約９５％の反射率で反射するよう設計されており、反反射層は４０５ｎｍのＵＶ光を約９９．７５％の透過率で透過させるよう設計されている。スクリーンゲイン層は、スクリーンの明度と視野角を光により強化するよう設計されており、レンズ素子を含むレンズ層、回折素子を含む回折光学素子層、ホログラフィック素子を含むホログラフィック層、またはこれら及びその他の構造の組み合わせを含んでよい。コントラスト強化層は、色選択的吸収ピグメントを各副画素に対応して含んでよく、周辺光を吸収して当該副画素の色を有する光を透過させる。カプセル化層、スクリーンゲイン層、コントラスト強化層、及びＵＶ遮断Ｄ２層の順序はスクリーン設計に応じて変えてよい。
図２９は、図２８のフレネルレンズ層の動作を示す。フレネルレンズは、フレネルリングを有しており、入射したレーザー光を光回折、光屈折、又はその両方により再方向付けするよう構成することができる。フレネルレンズは、入射した走査レーザー光に対してテレセントリックな構成であることができる。フレネルレンズはいかなる入射角で入射した光であってもスクリーンに対して法線方向となるよう再方向付けるので、スクリーンの蛍光層のレーザー入射側の多様な層位置にフレネルレンズを設置することができる。
図３０は、図２８の設計に基づいたスクリーンの例を示しており、異なるリン光体副画素間の色混色とクロストークを減少させるための「黒」分割部を備える黒マトリクス層、明度を強化し視野角を増大するためのゲイン層、周囲光の観察者への反射を減らすためのコントラスト強化層等の多様な層についての詳細もさらに示す。異なる蛍光領域間の「黒」分割部は、隣接する蛍光領域での混色を分離するために一部用いられ、多様な構成において実施してよい。一例においては、分割部は光反射性を有することにより広角度で発光された有色光を蛍光領域内で反射してよく、それゆえこのような分割部は、各発光蛍光領域の方向付け特性を改善する「ライトパイプ」として機能することができる。分割部は光吸収性を有することにより広角度で発光された有色光を吸収してもよい。分割部は、異なるリン光体領域の境界に形成された物理的な溝であってよい。
図３１においては、２つの二色性層を有し、異なる色用の異なるリン光体が互いに重ならないようにそれぞれ異なる層に形成さているスクリーンの例を更に示す。図示するように、各層には、１つの色用の同一リン光体から形成されるパターン化されたリン光体領域と、充填材を含んだ非リン光体領域とが含まれる。色のクロストークを減らすための分割部を、カラーリン光体に物理的に印刷してよく、または異なる層に含めてもよい。蛍光層の多層構造を異なる構成によって実施してよい。たとえば、ホスト基板を用いて、互いに重なり合わないリン光体パターンを当該基板のどちらかの側にコーティングすることにより異なるリン光体を支持することができる。リン光体層のこの設計によると、異なるリン光体層を個別に製造して、たとえば適切な光学接着剤または光学的圧力反応性膜を用いてこれらを積層することができる。
図３２においては、色の混色またはクロストークを減らすことを目的として異なるリン光体から発光された異なる色の光が光学的に分離されるように異なるリン光体ストライプが物理的に分離されるよう異なるリン光体ストライプの間に形成された側壁反射器ストライプの例を示す。この例においては、基板を設け、異なるリン光体ストライプを基板上に形成する。基板は、立ち上がった壁面もしくは領域を有するように構成されて基板面が物理的に異なるストライプへと分割されており、また、ストライプへとリン光体を適用するときにリン光体の量を制御する制御手段としても機能する。立ち上がり壁面により、隣接し合う異なる色の２つのリン光体ストライプの間のクロストークが阻止される。
スクリーンに用いられる上記の二色性層のそれぞれを、多様な構成において実施してよい。大判の表示装置に関しては、このような二色性層が比較的安価な材料から形成されて、比較的製造が容易であることが望ましい。多数の誘電層を、屈折率と物理的厚さ値を調節することにより多様な波長選択的光学フィルターが構成されるよう設計することができる。たとえば、所望の波長選択的反射・透過スペクトルが実現されるように、屈折率が高い誘電層と低い誘電層が交互する多数の層を設計してよい。たとえば図２７Ａ乃至３２の設計等、本願に記載するＵＶリン光体カラースクリーン用のＤ１及びＤ２の二色性層として、２つの異なる多層シート材を用いてよい。
たとえば、屈折率が異なる多数の膜シートを積層又は融合させてＤ１又はＤ２の二色性層として合成シートを形成してよい。いくつかの実施例においては、異なる屈折率を有する２つの異なる材料から形成された多数の層を用い、これら２つの材料を交互に配置することにより、Ｄ１またはＤ２として合成膜積層体を形成してよい。その他の実施例においては、異なる屈折率を有する３以上の異なる材料を積層してＤ１又はＤ２として合成膜積層体を形成してよい。本質的に、Ｄ１層用のこのような合成シートは、有色可視光を発光するリン光体材料を励起する励起光（たとえば、ＵＶ光）を透過させ、有色光を反射する光学干渉反射器である。Ｄ２層用の合成シートは、Ｄ１層に対して相補的であってよい―リン光体が発光する有色可視光を透過させ、励起光（たとえば、ＵＶ光）を反射する。有機材料、無機材料、または、有機材料と無機材料との組み合わせによりこのような合成シートを形成してよい。多層合成シートは、剛性であっても可撓性であってもよい。可撓性多層合成シートはポリマー材料、非ポリマー材料、又はポリマー材料と非ポリマー材料とにより形成してよい。ポリマー材料と非ポリマー材料とを含む典型的な膜が、米国特許第６，０１０，７５１号、発明の名称「多色性干渉コーティングの形成方法」と、米国特許第６，１７２，８１０号、発明の名称「多層型反射ポリマーコーティングを有する逆反射性部材」とにおいて開示されており、これらの全てが本願明細書の一部となるよう参照として取り込まれる。このような合成シートを全てポリマーにより構成すると、製造及びコストの面で利点が得られる。光透過率が高く屈折率の差異が大きい複数の高温ポリマーを干渉膜に用いると、薄くて非常に可撓性が高い環境安定性の良い膜を形成することができ、短波長（ＳＰ）フィルター及び（ＬＰ）フィルターとしての光学的要件を満たすことができる。特に、米国特許第６，５３１，２３０号、発明の名称「色遷移膜」において教示される共押し出し多層干渉フィルターによると、コスト効率的な製造法によりフィルター膜と同様な精密な波長選択性を広い領域において得ることができる。米国特許第６，５３１，２３０号の全開示内容を本願明細書の一部として参照により取り込むものとする。屈折率の差異が大きいポリマー対を使用することにより、独立の、つまり基板を有さないが大型スクリーンを製造するために容易に処理できる非常に薄型で反射性の高いミラーを形成することができる。このような合成シートは、機能的には多層光学膜（ＭＯＦ）片であり、たとえば、ＰＥＴ層とｃｏ−ＰＭＭＡ層とが交互に配置されて本願におけるスクリーン用途に適した法線方向入射反射バンドを構成する。例として、３Ｍコーポレーション提供の多層ポリエステル系膜から形成される強化鏡面反射鏡（ＥＳＲ）を本願に適した所望の二色性反射・透過バンドを形成するよう構成してよい。多層膜の多様な特性例が、米国特許第５，９７６，４２４号、発明の名称「光学薄膜層を含む多層光学膜の形成方法」、米国特許第５，０８０，４６７号、発明の名称「パルス光暗色化（ｐｕｌｓｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｄａｒｋｅｎｉｎｇ）装置及び方法における光安定化のためのビフェニル誘導体」、及び米国特許第６，９０５，２２０号、発明の名称「多層光学膜反射器を備えるバックライトシステム」において記載されており、これら全てを本願明細書の一部として参照により取り込むものとする。
図２７Ａと２７Ｂにおけるスクリーンのレーザー入射側の二色性層Ｄ１を、それぞれ異なるリン光体ストライプ上に形成された複数の集束円柱レンズを含んだ層に置き換えてよい。リン光体層に対向する各レンズの面は光反射器によって覆われるが、レンズの中央には狭い孔もしくはスリット開口部を設けて励起レーザー光を通過させ、リン光体層に入射させる。円柱レンズと孔スリット開口部とが組み合わさった作用により、励起レーザー光がリン光体層へと透過し、リン光体層からの光の大部分がリン光体層へと反射し返される。反射された光には、励起レーザー光とリン光体層が発光した光とが含まれる。それゆえ、円柱レンズと孔スリット開口部により、図２８と３０に示す二色性層Ｄ１とスクリーン強化層の機能が得られる。
図３３においては、孔スリット開口部を有する反射性コーティングによりコーティングされたレンズ層が蛍光層を覆うよう配置されたこのようなスクリーンの一例を示す。レンズ層における各レンズは円柱レンズであって、対応するリン光体ストライプに沿って延在しており、三日月形状を有する。いくつかの実施例においては、屈折率整合材料をレンズとリン光体層との間に充填してよい。各円柱レンズは、レンズの出射面に形成されたスリット開口部に入射光を集束させるように構成されている。スリット開口部とリン光体層に対向するレンズ面に形成された反射面との組み合わせにより、ＵＶレーザー光が透過し、リン光体が発光した可視光が反射される。リン光体が発光した光の一部がスリット開口部へと至ることもあり、この場合、反射面により反射し返されない。しかし、リン光体が発光する光のエネルギー空間密度が小さく、また、各スリット開口部の全面積が各副画素における反射面の全面積に比べて小さいので、この光の一部により生じる光損失は小さくわずかである。それゆえ、レンズアレイ、スリット開口部、及び反射面が組み合わされることにより、簡易で低コストの構造により高スクリーンゲインで画像明度が強化される。
上記のレンズアレイ、スリット開口部、及び反射面の組み合わせを、異なる製造プロセスを通じて多様な構成において実施してよい。いくつかの実施例をこれから記載する。
図３４Ａと３４Ｂは、３層構造に基づくレンズアレイの組み合わせの一典型的設計を示す。バッチレベル処理を採用してこの設計に基づく構造を製造してよい。図示のように、支持層を中間層として設けてレンズアレイ層を一方側において、反射器アレイ層を他方側において支持させる。支持層は、励起レーザー光に対して光透過性を有しており、励起レーザーは支持層を透過する。レンズアレイ層は、励起レーザー光に対して透過性を有する材料から形成されており、リン光体ストライプの方向に沿って平行な円柱レンズのアレイを含む。各円柱レンズは凸面を有しており、入射した励起レーザー光を反射器アレイ層の対応するスリット開口部へと集束させる。反射器アレイ層は、励起レーザー光に対して透過性を有する材料から形成されており、支持層の反対側の円柱レンズとそれぞれ空間的に一直線上にある凹反射面を有する円柱反射器のアレイを含む。各円柱反射器の凹反射面の中央または略中央にはスリット開口部が反射器の長手方向に沿って形成されており、凸反射面が２つの分離した部分へと分割される。支持層の反対側にある対応円柱レンズの形状と寸法、及び、レンズとスリット開口部との間の間隔は、入射した励起レーザービームがスリット開口部に集束されるように設計される。
その他の実施例においては、規定の支持層をスクリーン構造から省いてよい。たとえば、レンズアレイ等の光学素子が一方側に、反射器アレイが反対側に、モノリシックに形成されるよう基板またはシートを処理してよく、レンズアレイ層、支持層、及び反射器アレイ層を分離する必要はない。基板またはシートをエンボス加工またはプレス加工して光学構造を形成することにより、又は金型により押し出し加工することにより、このようなモノリシック構造を形成してよい。
ある実施例においては凸レンズ面と凹反射面との形状を揃えなくてよく、その他の実施例においては揃えてよい。製造機器と製造工程を簡易化するためには、凸レンズ面と凹反射面は等しいカーブを描く面であることができ、それゆえエンボス又は押し出しによる製造工程を用いて同一のダイアモンド旋盤マスターパターンから形成することができる。スリット開口部において十分に幅の狭い焦点スポットが形成されるいかなる適切な面形状により凸レンズ面または凹反射面を設計してよい。面形状の例には、球形面、双曲線状面、放物線状面、楕円形状面、及び楕円形状面が含まれるが、これらに限定されない。多くの用途においては、単純な球形面が十分である。
レンズアレイ層と反射器アレイ層の材料は、ある実施例においては同一であってよく、その他の実施例においては異なってよい。レンズアレイ層と反射器アレイ層に多様なプラスチック材料、ポリマー材料、およびガラス材料を用いてよい。支持層は可撓性層または剛性層であってよい。可撓性支持層に適した材料の例には、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、及びその他のプラスチック及びポリマー材が含まれる。製造の過程において、レンズアレイ層と反射器アレイ層の材料が支持層に塗布され、望ましい形状へと整形される。例として、たとえばＵＶ硬化ポリマー等の放射線硬化樹脂をレンズアレイ層と反射器アレイ層の両方に用いてよい。樹脂が支持層に塗布されたときに、樹脂はＵＶ放射ビームへと暴露され硬化する。
図３４Ａと３４Ｂの設計における技術的難点の１つは、円柱レンズと対応のスリット開口部との配置である。図３３の例に戻ると、入射した励起レーザービームに凹面を通過させかつ光損失を最小化するためには、入射励起レーザービームをスリット開口部へと集束させる。レンズにより励起レーザービームを集束させるための位置と対応のスリット開口部の中央位置との間に位置ずれがあれば、励起レーザービームの一部がスリット開口部により通過を阻止される。励起レーザービームは集束するので、スリット開口部においての、又はその近辺においてのエネルギー密度は比較的高いものとなり得るので、位置ずれによる光損失は無視できないものとなり得る。結果として、対応する色画素の明度が落ちる。図３４Ａと３４Ｂに示す構造におけるレンズアレイ層と反射器アレイ層とを形成するための多様なバッチレベル処理手順においては、製造過程の異なる段階において異なる層が別々に製造または処理される。ずれは各製造工程において生じ得るし、また同一製造工程においてある場所から別の場所へとも生じ得るので、凹面の反射性コーティング上のスリット開口部が対応するレンズによる集束位置と一致する保証はない。また、製造工程での不全により、レンズアレイ層内においてレンズの形状と寸法がレンズごとに異なってしまうことも起こり得る。光損失量が色画素ごとに異なると、スクリーン全体で明度が不均一になり、表示装置の画像品質が著しく低下する。それゆえ、一部画素がその他の画素と異なっていると、系列的かつ均一に全ての色画素において上記したような位置関係に調節するための試みが失敗する。
図３４Ａと３４Ｂに示すスクリーン及び本願に記載するその他の設計を大量生産するときには、効率性と費用効果を実現し、かつ品質の均一性を保証することを目的として、製造工程は一般的に計画的制御フローにおいてバッチレベルにより統制・実行される。このバッチ処理と計画的制御の性質により、製造過程において異なる画素に対して異なる処理を行うことができないこともある。スクリーン製造におけるこれら及びその他の技術的課題が認識され、計画的制御バッチレベル製造フローにより個々の色画素においてレンズとスリット開口部とが自動的に配置調整される製造プロセスが開発された。このプロセスによると、全ての色画素において個別的にレンズとスリット開口部が自動的に配置調整され、製造過程において異なる画素に対して別々に処理又は取り扱いをする必要がない。図３５Ａ乃至３５Ｆにおいて、この自動配置調整製造プロセスの一実施例を示す。
図３５Ａは、支持層の一方側にレンズアレイ層を形成し終わった段階の製造過程にあるスクリーンの構造を示す。支持層の他方側の反射器アレイ層は一部完成しており、反射器の凹面が完成し、反射性コーティングとスリット開口部がまだ形成されていない段階である。反射性コーティングとスリット開口部を形成するための下記のフォトリソグラフィ処理においては、感光のためにレンズアレイ層の既に形成されたレンズを用いるので、個々の色画素において自動配置調整を実現できる。
図３５Ａに示す構造が完成した後、フォトレジスト層を反射器アレイ層のむき出しの凹面上に形成する。これを図３５Ｂに示す。フォトレジスト層を感光させるための別途に用意される感光システムとマスクを用いることに代えて、支持層の反対側のレンズアレイ層内に既に形成されたレンズを、今度は「マスク」として用いることにより各画素における各凹面内のフォトレジスト層を個別に感光させる。図３５Ｃに示すように、レンズアレイへと、多数の平行なレーザービーム（たとえば、ＵＶビーム）をレンズアレイ層面の表面に対して法線方向に、又は実質的に法線方向に照射する。これらのビームはレンズによってそれぞれ個別に、異なる画素のうちの対応するフォトレジスト被覆凹面へと集束する。または、単一ビームを用いてスクリーン全体を走査させ、１回につき１個の要素を感光させてよい。各レンズを用いてビームを集束させ対応の一画素におけるフォトレジストを感光させるので、フォトレジストの被感光部の位置が自動的にレンズに対して配置調整される。特に、レンズがそれぞれ同一形状等のものであるかに関わらず、レンズアレイ層内の各レンズについて、また各画素において個別にこの配置調整が実現される。このプロセスの別の特徴として、フォトレジスト層が均一でなくてよい点が挙げられる。
次に、図３５Ｄに示すように、感光しなかったフォトレジストを、たとえば化学溶液で洗い流す等により除去する。次に、たとえばアルミニウム層又はその他の金属層等の反射層をむき出しの凹面上と残留した被感光フォトレジスト領域の上面上とに堆積する（図３５Ｅ）。最後に、図３５Ｆに示すように、被感光レジスト領域をその上面の反射性材料とともに除去して各凹面に形成された反射層にスリット開口部を開ける。この除去処理を、たとえば化学溶液に反射器アレイ層を浸漬することにより実行してよく、各被感光フォトレジストの側面領域が露出しており堆積した反射性材料により覆われていないので当該化学溶液は被感光フォトレジストと反応し、またはそれを溶解する。図３４Ａと３４Ｂは、上記のプロセスが完了した後に得られる構造の特性を示している。
光学スリット開口部を形成する別のプロセスは、十分に強力なレーザービームを用いて反射層の金属材料等の反射性材料を除去して各スリット開口部を形成するレーザーアブレーションである。レンズアレイを用いて感光光ビームをフォトレジスト層上の所望の集束位置へと集束させる上記のフォトリソグラフィ処理における感光処理と同様に、レンズアレイ層のレンズを用いてアブレーションレーザービームを自動配置調整が実現されるような方法で集束させることができる。図３５Ｂを参照して、反射器アレイ層のむき出しの凹面上にフォトレジスト層を形成する代わりに、金属層等の反射層を反射器アレイ層のむき出しの凹面に堆積する。次に、図３５Ｃに示すのと同様の方法にて、平行なアブレーションレーザービームを照射し、レンズアレイ層のレンズにより反射層の集束位置へと集束させて集束位置における反射性材料を除去してスリット開口部を形成する。または、単一のアブレーションビームを用いて１回につき１個の要素を処理することにより、反射層にスリット開口部を形成する。例として、フォトレジスト層の感光に用いたＵＶ源結像レーザーの波長よりも僅かに長い波長において十分に高いエネルギー密度を有するレーザーを用いて薄膜金属反射器を除去してスリットを形成してよい。さらに具体的な例として、５３２ｎｍの緑色レーザーをスリット開口部を形成するためのアブレーションレーザーとして使用してよい。このアブレーション処理においては、１以上のアブレーションレーザービームを配置調整して集束させるための自動配置調整部材としてレンズアレイ層内の光学レンズが用いられ、上記のフォトリソグラフィ処理における数々のプロセスが省かれる。それゆえ、フォトマスク、感光、及び現像の各工程を行う必要がない。たとえば、アブレーションレーザーの強度、レーザービームの視準軸、ビーム出力開口の調整を含む、アブレーションレーザービームの制御によりスリット開口部のスリット幅を制御することができる。
図３４Ａと３４Ｂのスクリーン構造を更に処理して平行なリン光体ストライプを追加することができる。凹反射面と対応するリン光体ストライプとの間の空間は空けておいてもよく、光透過性の充填材を充填してもよい。この光学充填材は反射面からリン光体へと光の伝播を可能にし、また、リン光体材料を印刷することができる平面ともなり得る。図３６にこの設計を示す。リン光体ストライプと凹反射面との間に光学充填材を用いるこの及びその他の設計においては、光学充填材は光学的に透明であってよいが完全なものでなくてよい。光学充填材として多様な材料を用いてよい。たとえば、光学充填材はＵＶ硬化性ポリマーまたは熱硬化性ポリマーであってよく、凹面と細長分割突起により形成される半円柱状蓄積セルに材料はまず充填され、次に硬化される。反射器の細長突起の面の高さまで、又はそれに達しない高さまで光学充填材を充填してよく、細長突起はストライプ間のクロストークを制限するための光学的分離器として機能する。細長突起は光反射性または光吸収性であってよく、それにより更に良好に隣接するリン光体ストライプを光学的に隔離する。たとえば、細長突起を黒インクまたはその他の光吸収性材料により黒色化してリン光体ストライプ間の光のクロストークを減少させてよい。一実施例においては、光学膜を巻き取り処理によりインクローラーに巻き付けてよい。別の実施例においては、まず接着剤等の粘性材料を細長突起上に塗布し、粘性材料の上に黒色のカーボン粉末等の黒インク粉末をまぶしてよい。次に、接着剤を硬化することにより黒色粉末を固定してよい。更に別の実施例においては、レーザー印刷機または写真式複写機等と同様に、黒色トナーを細長突起に塗布してよい。
図３７は、光学充填材の別の設計を示しており、充填材の露出面が平坦でなく、凹凸面を形成するために窪ませてあり、それにより隣接する２つのストライプ間の光学的分離を向上させている。図３８は、凹状リン光体ストライプを図３７の凹状光学充填材面にあてがってスクリーンを完成させるスクリーン設計を示す。
図３９は、リン光体ストライプが細長突起の間に形成され、リン光体ストライプと凹反射面との間に光学充填材が用いられないスクリーン設計を示す。この設計の一実施例においては、リン光体層を細長突起の内側の側面上に堆積してよく、細長突起はクロストーク（端部における光の色の混色）を最小化するための光学的分離器として機能する。リン光体ストライプは、平坦な、または凹状の底面を有してよい。
リン光体ストライプを多様な方法によって堆積してよい。例としては、レンズアレイ層と反射器アレイ層とを登録して「リン光体インク」をスクリーン印刷する技術、ＵＶ源を移動させて選択的にリン光体の粉末を拾い上げる（ｐｉｃｋ ｕｐ）選択的ＵＶタック、静電ピックアップ等の技術が含まれる。リン光体堆積のためのインクジェット印刷法を多様な方法にて実施してよい。インクジェット印刷法の一実施例においては、ＵＶ硬化性バインダーとリン光体材料とを混合してリン光体「インク」を調製し、選択した大きさ、たとえば、約８０μｍのインクジェットノズル孔から噴出させてリン光体インクを面上に印刷する。リン光体インクを反射器層内の反射器へと印刷するためのインクジェットノズルを正確に位置付けることを目的として、スクリーンをレンズアレイ層が存在する側から照射し、光検出器を反射器層側に設置して各反射器の光スリットから現れた明るい透過線がなぞられるようにしてよい。インクジェットノズルに結合されたサーボ機構を用いることにより、ノズルが各反射器孔へとリン光体インクを噴射するときに、光検出器が検出した透過光に従ってノズルが正しい位置と配置されるようにすることができる。リン光体を堆積するためのこの方法を用いることにより、反射層内の各反射器におけるリン光体層の量と輪郭形状とを柔軟に調節することができる。この処理においては、インクジェットノズルは、反射器面に直接的に接触しない。たとえば、高速巻取り処理においてインクジェットノズルが反射器層に対して高速にて移動する場合等のように、直接接触により損傷を受けやすいスクリーンを製造する場合には、このような非接触型リン光体堆積法は有利である。光学充填材を反射層に塗布するためにもこのインクジェット印刷法を用いてよく、光学充填材の量と輪郭形状の調節を柔軟にしてよい。
いくつかの実施例においては、リン光体層を更に保護層またはカプセル化層により覆うことにより、リン光体材料を密封しリン光体ストライプを汚染物質等の外部要素から隔離してよい。保護層はポリマーコーティング又はその他の材料であってよい。また、スクリーンの観察側においては最終層としての剛性層を用いてスクリーンに剛性を持たせ保護してよい。最終層は、スクリーンの擦過を防ぐために硬質のコーティングである場合が多い。
図３３に戻って、光透過性であって剛性でも可撓性であってもよいリン光体支持基板上にリン光体層を形成してもよい。図４０においては更に、リン光体支持基板のスクリーンのその他の部分への組み立てを示す。レンズアレイ層と反射器アレイ層とに空間的に配置調整され一致するようにリン光体ストライプを直接的に支持基板へと印刷してよい。支持基板はスクリーンのその他の部分とは別体であってそこへと嵌合するものであるので、多様な温度及び湿度条件において、レンズアレイ層と反射器アレイ層とに対する支持基板の空間的配置を維持することは困難である。
図４１Ａと４１Ｂは、一画素についての、レンズアレイ層のレンズと凹反射面の典型的設計を示す。図４１Ａは、一画素についての、レンズアレイ層のレンズと凹反射面の典型的設計を示す。理想状態にあるレンズ面は楕円形状を有しているが、円状等のその他の凹形状を用いて製造を容易にしてよい。レンズ面により入射したレーザービームは幅の狭いビームへと集束し、集束したビームは反射面のスリットを通過する。図４１Ｂは、凹反射面の凹み頂点に位置するスリット開口部における焦点スポットの形状を示す。スリット開口部の幅は、レーザーエネルギーをリン光体スクリーンへと効率的に移転するためには、一般的には焦点スポットの幅よりも大きくあるべきである。リン光体面から発光されて反射面へと後方伝播した光は当該反射面により再度リン光体へとスクリーンの観察側へ向けて方向付けられる。
図４２Ａと４２Ｂは、図４１Ａと４２Ｂに機能的に等価である。相違点は、図４２Ａにおいては図４１Ａに比べて、湾曲面が浅く湾曲しており、レンズアレイ層の厚さが厚いことである。図４２Ａは、凹反射面の凹み頂点に位置するスリット開口部における焦点スポットの形状を示す。
上記の例においては、反射器アレイ層内の反射器の反射面は凹形状である。その他の実施例においては、反射面にその他の形状を用いてよい。たとえば、各反射器において、２以上の反射面を組み合わせて用いてよい。
図３３を参照して、スクリーンの入射側において用いられて入射する走査励起レーザービームをスクリーンに対して直交する入射ビームへと変換するフレネルレンズを、同一の光学的作用を行うその他の光学素子に置き換えてよい。たとえば、フレネルレンズの代わりとして、微細構造の回折光学素子を用いてよい。
リン光体ストライプを用いる上記のスクリーンにおいては、同一色であるが異なる色画素に含まれる異なる副画素に対して用いられる同一リン光体ストライプ内の隣接し合う領域において、リン光体ストライプの中の隣接し合う２つの副画素領域間に光学的分離器を設けることにより、より良好な光学的分離を実現してよい。光学的分離器は光反射性又は光吸収性であってよい。このような光学的分離器、及び隣接する異なるリン光体ストライプ間のリン光体分割器または境界線が統合的に作用して、異なる色の間のクロストークと異なる色画素の間のクロストークとを減少させる。
図４３においては、リン光体ストライプに直交して各リン光体ストライプを副画素領域４２００へと分割する光反射性又は光吸収性の副画素分割器４１００を有するスクリーン４３００の一例を示す。隣接するリン光体ストライプ間の光反射性または光吸収性リン光体境界線もしくは分割器も示されている。円柱レンズアレイに対して配置調整された凹反射面を有する互いに平行な円柱反射器により、図示の反射器アレイ層を実施する。分割器４１００を反射器内の凹状空間内に形成する。この設計によると、異なる画素間のクロストークが減少する。図示の例においては、光学充填材が示されており、反射器の凹状空間内を充填している。次に、リン光体ストライプを反射器層と光学充填材の上に形成する。その他の実施例においては、光学充填材に代えてリン光体を反射器の凹状空間に充填してよく、反射性凹面も異なるリン光体ストライプ間を光学的に分離するよう機能する。さらに別の実施例においては、各反射器の凹状空間を部分的に光学充填材により充填し、光学充填材の上に、凹状空間の残りの領域を充填するためのリン光体層を形成して、２つの隣接するリン光体ストライプにおけるリン光体ストライプからリン光体を光学的に分離するために反射器の凹状反射面を用いる。
図４４は、スクリーン４４００が平行なリン光体ストライプ上に二次元アレイ状に配置された互いに分離した複数の反射器４４１０から形成される反射器アレイ層を含んで副画素を画定する実施例を示す。各反射器４４１０はその境界により隣接する反射器から分離されており、たとえば、図示のように窪んだ反射器として実施されてよい。このような窪んだ反射器４１００は、各反射器の境界内に凹状反射面を有しており、下層のリン光体ストライプの長手方向に長手方向が平行である中央スリット開口部を有する。この設計又はその他の設計に基づく反射器４４１０によると、同一リン光体ストライプ上または隣接する異なるリン光体ストライプ上に形成された隣接し合う副画素間において光学的分離が実現される。
異なる副画素間を光学的に分離するための上記の技術により、スクリーンの内部構造による異なる副画素間及び異なる画素間のクロストークを減少させ、画像コントラストを強化することができる。多様な外部要因によっても本願に記載する表示システムのコントラスト及びその他の性能パラメータが悪影響を受ける場合がある。たとえば、スクリーンから反射されて放たれた周辺光の一部が観察者の目に「グレア」として画像信号とともに入射して観察者が知覚する画像のコントラストが減少することもある。図２８、３０、及び３１に示すコントラスト強化法を用いて周辺光の反射により生じるグレアを減らすことができる。
図４５は、リン光体層４５２０の観察者側にコントラスト強化層４５１０を用いたスクリーン設計４５００の一例を示す。リン光体層４５２０には、互いに平行なリン光体ストライプが含まれる。したがって、コントラスト強化層４５１０にも、それらに一致する異なる材料から形成される互いに平行なストライプが含まれる。励起光（たとえば、ＵＶ又は紫色光）による励起に反応して赤色光を発光する赤色リン光体ストライプに対しては、コントラスト強化層４５１０内の一致ストライプが、赤色リン光体が発光した赤色光を範囲に収め、かつ緑色と青色の光を含むその他の可視光が吸収もしくは遮断される赤色帯域における光を透過させる「赤色」材料から形成される。同様に、ＵＶ光による励起に反応して緑色光を発光する緑色リン光体ストライプに対しては、コントラスト強化層４５１０内の一致ストライプが、緑色リン光体が発光した緑色光を範囲に収め、かつ赤色と青色の光を含むその他の可視光が吸収もしくは遮断される緑色帯域における光を透過させる「緑色」材料から形成される。ＵＶ光による励起に反応して青色光を発光する青色リン光体ストライプに対しては、コントラスト強化層４５１０内の一致ストライプが、青色リン光体が発光した青色光を範囲に収め、かつ緑色と赤色の光を含むその他の可視光が吸収もしくは遮断される青色帯域における光を透過させる「青色」材料から形成される。図４５において、コントラスト強化層４５１０内のこれらの一致平行ストライプをそれぞれ「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」として示す。したがって、コントラスト強化層４５１０には、蛍光領域に空間的に一致する互いに異なるフィルター領域が含まれており、各フィルター領域は、対応する一致蛍光領域が発光した色の光を透過させ、その他の色の光を遮断する。層４５１０内のそれぞれ異なるフィルター領域を、一致する蛍光領域が発光した色と異なるその他の色の光を吸収する材料により形成してよい。適した材料の例には、ダイ（ｄｙｅ）系着色剤とピグメント（ｐｉｇｍｅｎｔ）系着色剤が含まれる。また、コントラスト強化層４５１０のＲ、Ｇ、Ｂ材料のそれぞれを、所望の領域に透過帯域を有する帯域干渉フィルターを実現する多層構造としてよい。このようなフィルターを設計・形成するために多様な設計・技術を用いてよい。たとえば、米国特許第５，５８７，８１８号、発明の名称「黒マトリクスと赤色及び／又は青色フィルターを一方の基板に有し、緑色フィルターと赤色及び／又は青色フィルターを反対側の基板に有する三色ＬＣＤ」、及び米国特許第５，６８４，５５２号、発明の名称「多層構造薄膜から形成されるカラーフィルターを有するカラー液晶表示装置」には、図４５の設計に使用してよい赤色、緑色、及び青色のフィルターが記載される。
動作時においては、ＵＶ励起光がリン光体層４５２０に入射して異なるリン光体をそれぞれ励起し、異なる色の可視光を発光させる。発光した可視光はコントラスト強化層４５１０を透過して観察者に届く。スクリーンに入射した周辺光がコントラスト強化層４５１０に入り、周辺光の一部は再びコントラスト強化層４５１０を通過して観察者へ向けて反射する。それゆえ、観察者へ向けて反射した周辺光は、コントラスト強化層４５１０を透過し、それにより二度フィルターにかけられている。コントラスト強化層４５１０によるフィルタリングにより、反射周辺光の強度が三分の二だけ減少する。例として、赤色副画素に入射した周辺光の光束の約三分の二を緑色成分と青色成分とが占める。緑色成分と青色成分は、コントラスト強化層４５１０によって遮断される。コントラスト強化層４５１０における赤色フィルター材料の透過帯域内にある周辺光内の赤色成分だけが観察者へと反射する。反射したこの周辺光は、下層のカラーリン光体ストライプにより形成される副画素と本質的に同一色であるので、カラーコントラストに悪影響を及ぼさない。
図４６は、図４５に示すコントラスト強化層４５１０を実施したスクリーン構造の一例を示す。リン光体層４５２０の一方側には、ＵＶ光を受光するフレネルレンズ層と、受光したＵＶ光を集束させるレンズアレイ層と、集束したＵＶ光をスリット開口部から通過させ、リン光体層４５２０からの光を反射し返す反射器アレイ層とが存在する。リン光体層４５２０の他方側には、コントラスト強化層４５１０と、観察者側への光透過を強化する反反射コーティングを施したキャップ層とが存在する。図４３と４４に示す設計を含む上記の構造のいずれによっても反射器アレイ層を実施してよい。リン光体層４５１０は、あるいは、その上部に光学フィルターを用いる、用いらないによらず、反射器アレイ層の凹状空間に埋設されてよい。特に、スリット開口部を有する反射性コーティング、スリット開口部を有する反射器層、又は多層膜フィルターであってよい第１の二色性層Ｄ１がスクリーンに含まれるとき、第１の二色性層Ｄ１により、蛍光層が発光した可視光が反射されてスクリーンの明度を上げることができるが、しかし同時にリン光体層を通過した周辺光も反射されてしまう。第１の二色性層Ｄ１により周辺光が反射されることによりスクリーンのコントラストが低下し得る。コントラスト強化層４５１０を実施すると、第１の二色性層Ｄ１に反射される周辺光はコントラスト強化層４５１０を二回通過することになり、したがってコントラスト強化層４５１０により二度減衰させられる。それゆえ、第１の二色性層Ｄ１とコントラスト強化層４５１０とを組み合わせて用いることにより、スクリーンの明度とコントラストを著しく強化することができる。
上記のスクリーン設計においては、リン光体層が発光した有色光は観察者へと至る経路に存在する二種の異なる層もしくは材料の間の多様な界面を通過する。このような界面のそれぞれにおいて、当該界面の両面の屈折率の違いにより望まぬ反射が生じる。特に、発光された有色光が次層よりも屈折率が高い層から当該次層へと伝播する界面においては、その界面への入射角が当該界面の臨界角よりも大きい場合には、全内部反射が生じ得る。それゆえ、反射を最小化するためには、互いに可能な限り近接した屈折率を有する光学材料を選択してよい。反射器アレイ層の凹状空間に用いられる光学充填材として、たとえばリン光体層の屈折率に一致するものを選択して反射器アレイ層に反射された発光可視光の可能な限り多くがリン光体層を通過して観察者へと到達するようにしてよい。
表示コントラストを強化するための各副画素における上記の色選択的吸収材料の使用を、当該材料を各副画素において発光蛍光材料と混合し、図４５と４６の設計に用いられるコントラスト強化層を別途使用せずに実施してよい。一実施例においては、図３１のリン光体領域が互いに重なり合わない多層設計における各リン光体領域を蛍光材料と色選択的吸収材料との混合物から形成することができる。それゆえ、コントラスト強化特性が各副画素内に形成されて観察者へ向かう反射周辺光が減少する。
別の実施例において、図４７には、コントラスト強化性能を内蔵し、励起光による光学的励起状態においてそれぞれ赤色、緑色、及び青色の光を発光する赤、緑、及び青のリン光体材料を用いるリン光体層４７１０の一例を示す。前出の例に記載するスクリーンとは異なり、赤色リン光体ストライプ４７１１の材料は、赤色光を発光する赤色リン光体と赤色光を透過させ緑色及び青色の光を含むその他の光を吸収する赤色インク又はピグメントとの混合物である。同様に、緑色リン光体ストライプ４７１２の材料は、緑色光を発光する緑色リン光体と緑色光を透過させ赤色及び青色の光を含むその他の光を吸収する緑色インク又はピグメントとの混合物であり、青色リン光体ストライプ４７１３の材料は青色光を発光する青色リン光体と青色光を透過させ赤色及び緑色の光を含むその他の光を吸収する青色インク又はピグメントとの混合物である。このコントラスト強化リン光体層を本願に記載する多様なスクリーン設計及び構成と組み合わせることができる。
図２７Ａ乃至４７に示す多要素スクリーン構造を多様な用途において変更もしくは簡易化して特定の技術的要件・制約や製造・マーケティング上の要件・制約に適合させてよい。たとえば、図２７Ａ乃至４７に示す１以上の要素を省いてよい。いくつかの実施例においては、可視光を透過させて励起光を反射する第２の二色性層Ｄ２を省いてよい。いくつかの用途においては、レンズアレイの裏側に形成されたスリット開口部を有する図３３の反射性コーティング、またはスリット開口部を有する図３４Ｂの反射器アレイ層を省いてスクリーンの構造と製造を簡易化しスクリーンコストを削減してよい。それゆえ、スクリーンには、レンズアレイ層と第２の二色性層Ｄ２を含め、スリット開口部を有する反射性コーティングもしくは反射層を含めなくてよい。また、いくつかの実施例においては、励起光を透過させて可視光を反射する第１の二色性層Ｄ１とレンズアレイ層とを、第１の二色性層Ｄ１の光透過性・反射性を有する材料を用いてレンズアレイを形成することにより単一構造へと統合してよい。
本願に記載するような多様な表示システム例において記載したレーザーモジュールを実施するにあたり、水平方向走査用に多面多角形体を用い、垂直方向走査用にガルボミラー等の垂直方向走査ミラーを用いることによりビーム走査を実現してよい。図１６と１７にはこのような例が示されている。ガルボミラーはビーム走査モジュールの一部であり、レーザーよりもスクリーンへと近接して設置される。高品質の画像を生成するためには、垂直方向におけるビームの指示精度を閾値内に制御する必要がある。図１８に示すシステムでのように、多数の走査ビームを用いて多数のサブスクリーンもしくはスクリーンセグメントをそれぞれ走査するとき、２つの隣接するサブスクリーン間の重なり合いが回避もしくは最小化されるように垂直方向ビーム指示精度を制御するべきである。垂直方向でのこのような重なり合いにより画像品質が著しく低下し得るからである。実施例においては、１水平ラインの幅よりも狭い範囲に垂直方向走査のビームが収まる指示精度とするべきである。
ガルボミラー等の垂直方向ビーム走査素子のスクリーンに対する相対位置、コンポーネントと組み立て時の許容誤差等、多様な要因により垂直方向ビーム指示精度が影響され得る。１ライン分の解像度より小さいエラーを修正することを目的として、フレームバッファにおける画像修正技術を用いることは困難である場合がある。組み立て時に多数ビームの指示精度を調整すると、ビーム角度の誤差が、たとえば０．６ｍｒａｄ等の少量の誤差に制限し得る。
以下の項、及び図４８、４９Ａ、４９Ｂ、及び５０において、多角形体の近傍においてガルボミラーを用いて垂直方向ビーム走査を制御する一方で、レーザーにて垂直方向ビーム制御アクチュエータを用いてビームの指示制御を行うビーム指示設計について記載する。この垂直方向ビーム制御アクチュエータにより、各レーザーに対してビームを静的・動的に指示させるソフトウェア制御（静的）と、各レーザーに対してビームを指示させる制御が可能となる。以下に記載する例はリン光体スクリーンを用いるシステムについて述べられているが、類似のビーム走査技術を用いるその他の表示システムにおいて以下の技術を用いることができる。
図４８に一実施例を示す。ダイオードレーザー等のレーザーを用いて走査レーザービームを生成する。走査レーザービームはＵＶもしくは紫色光の波長であってよい。コリメータレンズをレーザーダイオードの前部においてレンズ位置アクチュエータに搭載してレーザー光を平行線にするために用いる。レンズ位置アクチュエータを動作させることにより、コリメータレンズをレーザービームに対して直交する方向に移動させてレーザービームの垂直方向における傾斜又は指示を変化させることができる。レンズ位置アクチュエータによるこの垂直方向調整により、スクリーン上においてレーザービームが垂直方向に変位する。スクリーン上において一水平走査ラインの幅よりもかなり小さい解像度分の垂直方向変位を実現するように位置アクチュエータを設計・制御する。
レンズ位置アクチュエータを多様な構成により実施してよい。たとえば、ＤＶＤドライブの光ピックアップユニットに使用されるレンズアクチュエータに類似したレンズ位置アクチュエータを用いてよい。このようなレンズアクチュエータは、たとえばフォーカスアクチュエータと一体型のレーザーダイオードとを含んでよく、低コストにて大量生産することができる。ＤＶＤレンズアクチュエータは小型であり、当該アクチュエータの動的反応性は本願の表示システムの垂直方向調整に適している。約１ｍｍの変位を実現できるレンズアクチュエータもある。多角形体の面上に設定されたピボット軸を中心として傾斜するようにレーザービームを制御して多角形体の面上でのビームの変位をなくす、もしくは最小化してよい。
図４９Ａは、別の実施例を示しており、ここでは、レンズ回転アクチュエータをレーザーとコリメータレンズに連係させて、レーザーとコリメータレンズとの相対位置を変化させることなくレーザービームを傾斜させる。レーザーとコリメータレンズの両方を備えたコリメータ機能追加レーザーダイオード構造による傾斜付け又は回転により、スクリーン上の垂直方向のビーム指示が変化し、スクリーン上で垂直方向変位が生じる。スクリーン上で一水平走査ラインの幅よりもかなり小さい解像度分の垂直方向変位が生じるようにレンズ回転アクチュエータを設計・制御する。フレクシャ、玉軸受け、宝石軸受け等を含む多様な軸受け設計を用いてレーザー構造を傾斜もしくは回転させてよい。また、音声コイルモータ、ニチノール線（Ｎｉｔｉｎｏｌ ｗｉｒｅ）アクチュエータ、圧電アクチュエータ、電力制限（ｅｌｅｃｔｒｏ‐ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｖｅ）アクチュエータ、及びその他の電気機械アクチュエータと電磁アクチュエータを含む多様なアクチュエータ技術を用いてよい。この設計によるビームの集束は実質的に固定され、垂直方向変位アクチュエータによる影響を受けない。多角形体の面上に設定されたピボット軸を中心として傾斜するようにレーザービームを制御して多角形体の面上でのビームの変位をなくす、もしくは最小化してよい。
図４９Ｂは、垂直方向に沿った変位とレーザー及びコリメータレンズを備えるレーザー構造の回転との両方を行うアクチュエータを用いることにより図４８と４９Ａの設計を組み合わせた設計を示す。コリメータ機能追加レーザーダイオード構造による傾斜付けと垂直方向変位を利用して垂直方向のビーム指示と垂直方向変位をスクリーン上で変化させることができる。スクリーン上での垂直方向変位は、設計と位置・回転アクチュエータの制御を正しく行うことにより、一水平走査ラインの幅よりもかなり小さい解像度分行われるよう設定される。多角形体の面において、もしくはその近傍において仮想のピボット軸が生じるような回転を行うことにより垂直方向変位を行う。
図５０は、さらに別の設計を示しており、ここでは、レーザー及びコリメータレンズを備えるレーザー構造を球面軸受け内で傾斜もしくは回転させてスクリーン上での垂直方向のビーム指示を変化させ、それによりスクリーン上でビームを垂直方向に変位させる。スクリーン上での垂直方向変位は、一水平走査ラインの幅よりもかなり小さい解像度分行われるよう制御される。球面軸受けをその半径が多角形体の面への距離と等しくなるよう設計することができ、それにより多角形体の面の周囲を回転することになる。その他の機構（たとえば、リンケージ）を用いて球面軸受けの動作経路を模倣してよい。
それゆえ、画像を搬送させるよう変調したレーザービームを生成する少なくとも１つのレーザーと、垂直方向回転軸を中心に回転して第１の、つまり水平な方向にレーザービームを走査させる反射面を有した多角形体と、第２の、つまり垂直の方向にレーザービームを走査させる垂直方向走査ミラーと、多角形体と垂直方向走査ミラーからレーザービームを受光してレーザービームに搬送された画像を表示するスクリーンと、垂直方向走査ミラーと多角形体に入射したレーザービームの垂直方向位置と垂直方向における指示の少なくとも一方を変化させてスクリーン上でのレーザービームの垂直方向における位置を制御するよう動作するビーム調整機構とを含み、増強型垂直方向ビーム位置決定機能を備えるように走査ビーム型表示システムを設計してよい。ビーム調整機構を図４８、４９Ａ、４９Ｂ、及び５０の例を含む多様な構成により実施してよい。図１６、１７、１８、及び１９に戻って、図示の各表示システムは同時に多数の走査ビームをスクリーンに投射する。図１６乃至１８においては、スクリーンは垂直方向に沿って異なる複数のスクリーンセグメントへと分割されており、各走査ビームが割り当てられたスクリーンセグメントを走査するよう指定されて異なる走査ビームにより異なるスクリーンセグメントが同時に走査される。このようなシステムにおいては、１以上の多数のレーザーを用いて走査ビームを生成してよい。１つのレーザーからのレーザー出力を走査ビームとして２以上のレーザービームに分割してよい。
図５１Ａ、５１Ｂ、及び５１Ｃは、多数のレーザーのアレイを用いて多数の走査ビームを生成させて十分な量のレーザー出力をスクリーンへと伝達し、所望の表示明度を得る表示システムの一例を示す。アレイのレーザーからの各ビームは、まず、全てのレーザービームに共通に設けられたガルボミラー等の垂直方向走査ミラーに反射し、次に全てのビームを水平方向に走査させる多角形体に反射する。１以上のレンズを含む走査レンズ構造が、多角形体から反射したビームを受光するように配置され、受光したビームをスクリーンへと投射する。レーザーアレイはレーザーアレイ搭載ラックに搭載され、レーザーが垂直方向に沿った異なる位置にそれぞれ支持される。図示するように、レーザーはガルボミラーに向かうように扇状に配向している。レーザータワーケースが設けられており、レーザーアレイ搭載ラックはそこに保持される。台座が設けられて、レーザータワー、ガルボミラー、多角形体、及び走査レンズ構造がそこに支持され、これらのコンポーネントが互いに相対的に固定された位置に保持される。多角形体用のモーターと、電源と、制御回路とを含む多角形体マウントが台座の上に搭載される。ガルボミラーマウントも台座の上に固定されており、ガルボミラーが正位置に保持され、ガルボミラーの駆動回路が保持される。
図５１Ｂは、図５１Ａに示す方向ＢＢから見たレーザーモジュールの鳥瞰図である。全レーザービームの折り返しビーム経路が示されている。図５１Ｃには、さらに、各レーザーの詳細図を示す。レーザーには、レーザーダイオード又は半導体系レーザー、レーザーダイオードに対して相対的に固定されたレーザーコリメータ、及びレーザーとレーザーコリメータとの相対的位置関係または相対的配向関係を変化させることなくレーザーとレーザーコリメータの配向を変化させるように連係されたレーザー位置アクチュエータが含まれる。このレーザーアクチュエータは、圧電性物質を用いたフレクシャアクチュエータであってよく、また、各レーザービームのスクリーン上での垂直方向ビーム位置を微細に制御する図４９Ｂのレーザー制御設計の一実施例である。
本明細書には多くの詳細を含めたが、これらを発明もしくは権利請求する事項の範囲を制限するものと解釈すべきでなく、発明の特定的実施形態に限定された特徴の記載であると解釈するべきである。本明細書において異なる実施形態のそれぞれの脈絡で記載された特徴を単一実施形態において組み合わせて実施することもできる。反対に、単一実施形態の脈絡にて記載された多様な特徴を多数の実施形態において別々に実施することができ、あるいは適切なサブコンビネーションにて実施することもできる。更に、特徴の上記記載もしくは特徴の当初権利請求において特定のコンビネーションにて機能するよう特徴が記載されていても、権利請求されたコンビネーションのうちの１以上の特徴を当該コンビネーションから場合によっては削除することができ、また権利請求されたコンビネーションをサブコンビネーション又はサブコンビネーションの変形例に適用してもよい。たとえば、上記のスクリーン設計に基づいて、第１の二色性層Ｄ１と、蛍光層と、コントラスト強化層とを含み、第２の二色性層Ｄ２を含まないようにスクリーンを構成してよい。別の例においては、スクリーンは互いに平行な円柱レンズのアレイを備えたレンズ層あるいはレンズアレイ層と、円柱レンズとそれぞれ位置対応した互いに平行な蛍光ストライプを備えた蛍光層とを含んでよい。それゆえ、本願に記載された多様な層設計に基づき多様な構造を有するスクリーンを形成してよく、それにより多様な用途における特定の考慮事項を満足する。
わずかな実施例だけを開示したが、機能変形や機能増強を行ってよいことは理解されよう。
図１と２は、表示するべき画像情報を搬送する走査レーザービームによって励起されて有色光を発光するレーザー励起リン光体によりスクリーンが形成されるレーザー型表示システムの二例を示す。
図３Ａと３Ｂは、スクリーン構造の一例と、スクリーン上の色画素の構造とを示す。
図４と５は、図１と２におけるレーザー型表示システム用の光変調設計の二例を示す。
図６は、スクリーンにおいて色画素に赤色、緑色、及び青色の発光リン光体ストライプが用いられる図１と２のシステムにおける走査レーザービームの時分割を示す。
図７は、図１と２のシステムにおいて走査レーザービームを変調するためのパルス振幅変調の例を示す。
図８と９は、図１と２のシステムにおいて走査レーザービームを変調するためのパルス幅変調の実施例を示す。
図１０Ａと１０Ｂは、図１と２のシステムにおいて走査レーザービームを変調するためのパルス振幅変調とパルス幅変調の組み合わせの一実施例を示す。
図１１は、ダイオードレーザーの駆動電流の関数としてダイオードレーザーの出力強度の例を示し、閾値での挙動も示す。
図１２と１３は、図１と２のシステムにおいて真の黒画素を生成することを目的として、走査レーザービームを生成するダイオードレーザーを制御するための画像制御メカニズムの実施例を示す。
図１４は、走査レーザービーム内の画像パルスのタイミングを制御してスクリーン上の有色リン光体ストライプに対する走査レーザービームの空間的対応関係ずれを修正するための、スクリーン上画素センサーユニットと付随のセンサーフィードバックの実施例を示す。
図１４Ａと１５は、図１４のスクリーン上画素センサーユニットと制御の一典型的実施例の設計と動作を示す。
図１６と１７は、多角形体とガルボミラーをレーザー走査モジュールの一部として用い、多数の走査レーザービームにより同時に多数のスクリーンセグメントを走査する、図４と５のレーザー型表示システムの実施例をそれぞれ示す。
図１８と１９は、多数の走査レーザービームにより多数のスクリーンセグメントを同時に走査する実施例の典型的二例を示す。
図２０Ａと２０Ｂは、３以上の異なる走査ビームを各色画素へと向けて当該色画素から異なる成分構成の色を生成する、有色リン光体ストライプを備えたスクリーン設計の異なる例をそれぞれ示す。
図２１Ａと２１Ｂは、背面投射型構成において走査レーザービームがリン光体を備えたスクリーンへと向かうときの折り返し光路の二例を示す。
図２２は、反射面が回転プラットフォームにフレクシャを介して接続され反射面の傾斜調節ができる、図１と２のレーザー型表示システム用の、多数の反射面を備えたビーム走査器の典型例を示す。
図２３、２４Ａ、２４Ｂは、３以上の単色プロジェクタを備えて異なる色の画像を共通スクリーン上に投射し、異なる色の画像の混合により最終カラー画像を生成するレーザー型表示システムであって、少なくとも１つの単色プロジェクタが図１または２のレーザー型表示システムに基づきリン光体ストライプを備えた投影スクリーンから単色画像を生成する、レーザー型表示システムの例を示す。
図２５Ａと２５Ｂは、最終表示スクリーン上で直接のレーザー色をリン光体による色と混色するレーザー型表示装置の二例を示す。
図２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃは、有色蛍光光を発光する蛍光領域と、走査ビームにより直接的に生成された画像を表示する非蛍光領域とがスクリーンに含まれる表示システムの例を示す。
図２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ、２７Ｅ、２７Ｆ、２８、２９、３０、３１は、スクリーンの光学効率を強化するための二色性層をリン光体層の両面に備えるスクリーンの設計・構造の例を示す。
図３２は、異なる色用の異なるリン光体間で光学的分離を実現するためのリン光体層内のリン光体分割器を示す。
図３３、３４Ａ、３４Ｂ、３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄ、３５Ｅ、３５Ｆ、３６、３７、３８、３９、４０、４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ、４２Ｂは、図２７Ａ乃至３１の設計における２つの二色性層を組み合わせたときの動作においてと類似の結果を得るための、スリット開口部を有した反射器アレイ層を用いるスクリーンの設計例を示す。
図４３と４４は、スクリーンのコントラストを強化するために各リン光体ストライプ内の異なる副画素領域間で光学的分離を実現するスクリーンの典型的二例を示す。
図４５は、反射した周辺光によるスクリーンコントラストへの悪影響を低減するために、リン光体層の観察者側にコントラスト強化層を実施したスクリーンの一例を示す。
図４６は、図３３乃至４２Ｂに示す設計に基づいてスクリーン内にコントラスト強化層を用いる方法を示す。
図４７は、異なる色の光を発光するために異なるリン光体材料を用いたリン光体層であって、各リン光体材料が、リン光体が発光した光を透過させるが、層内のその他のリン光体材料が発光した光を含むその他の色の光を吸収する色選択的吸収材料と混合されている、リン光体層を示す。
図４８、４９Ａ、４９Ｂ、５０は、ビームによる指示を制御するためにレーザーにおいて垂直方向ビーム制御アクチュエータが用いられたビーム指示設計の典型的例を示す。
図５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃは、本願に記載の表示システムを実施するための、異なる走査ビームをスクリーン上に生成するレーザーのアレイを備えたレーザーモジュールの例を示す。
わずかな実施例だけを開示したが、機能変形や機能増強を行ってよいことは理解されよう。
［請求項１］
１つの表示スクリーンを備え、
前記表示スクリーンは、
励起光を吸収して可視光を発光するよう動作する１つの蛍光層と、
前記蛍光層の１つの第１の側にあり、前記励起光を透過させ、前記可視光を反射するよう動作する１つの第１層と、
を更に含む、
表示装置。
［請求項２］
前記蛍光層は、１つのリン光体材料を含む、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項３］
前記リン光体材料は、ナノスケールの複数のリン光体粒子を含む、
請求項２に記載の表示装置。
［請求項４］
前記リン光体材料は、１つの紫外線波長を有する励起光を吸収する、
請求項２に記載の表示装置。
［請求項５］
前記リン光体材料は、１つの紫色波長を有する励起光を吸収する、
請求項２に記載の表示装置。
［請求項６］
前記リン光体材料は、４２０ｎｍ未満の１つの波長を有する励起光を吸収する、
請求項２に記載の表示装置。
［請求項７］
前記蛍光層は、１つの非リン光体蛍光材料を含む、
請求項２に記載の表示装置。
［請求項８］
前記蛍光材料は、複数の量子ドットを含む、
請求項７に記載の表示装置。
［請求項９］
前記非リン光体蛍光材料は、１つの紫外線波長を有する励起光を吸収する、
請求項７に記載の表示装置。
［請求項１０］
前記非リン光体蛍光材料は、１つの紫色波長を有する励起光を吸収する、
請求項７に記載の表示装置。
［請求項１１］
前記非リン光体蛍光材料は、４２０ｎｍ未満の１つの波長を有する励起光を吸収する、
請求項７に記載の表示装置。
［請求項１２］
前記蛍光層は、前記励起光を吸収して異なる複数の可視波長を有する光を発光する複数の異なる蛍光材料を含む、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項１３］
前記蛍光層は、複数の平行なストライプにパターン化されており、少なくとも２つの隣接するストライプは、２つの異なる可視波長を有する光を発光する少なくとも２つの異なる蛍光材料をそれぞれ含む、
請求項１２に記載の表示装置。
［請求項１４］
前記蛍光層の前記第１の側に形成されて、前記スクリーンに対して複数の異なる角度で入射した前記励起光を前記蛍光層に対して略法線方向に方向付ける、１つのフレネルレンズを更に含む、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項１５］
前記フレネルレンズは、入射した前記励起光に対してテレセントリックである１つの構成状態にある、
請求項１４に記載の表示装置。
［請求項１６］
前記第１層は、少なくとも２つの異なる誘電材料から形成される複数の誘電層を含む１つの積層体を含む、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項１７］
前記第１層は、１つの多層干渉フィルターである、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項１８］
前記第１層は、
前記励起光を受光する１つの第１面と、前記蛍光層に対向し、かつ前記励起光と前記可視光を反射する１つの反射層によりコーティングされた１つの第２反対面とを有する１つのレンズを含み、
前記反射層は、前記励起光を通過させるための１つの開口部を前記第２面の１つの中央に有する、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項１９］
前記レンズは、前記励起光を前記開口部に集束させるよう構成されている、
請求項１８に記載の表示装置。
［請求項２０］
前記反射層は、１つの金属製反射層である、
請求項１８に記載の表示装置。
［請求項２１］
前記蛍光層は、複数の平行なリン光体ストライプを含んでおり、
少なくとも３つの隣接するリン光体ストライプは、前記励起光を吸収して１つの第１の色の光を発光する１つの第１リン光体と、前記励起光を吸収して１つの第２の色の光を発光する１つの第２リン光体と、前記励起光を吸収して１つの第３の色の光を発光する１つの第３リン光体と、の３つの異なるリン光体から形成される、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項２２］
前記複数のリン光体は、１つの紫外線波長を有する励起光を吸収する、
請求項２１に記載の表示装置。
［請求項２３］
前記複数のリン光体は、１つの紫色波長を有する励起光を吸収する、
請求項２１に記載の表示装置。
［請求項２４］
前記複数のリン光体は、４２０ｎｍ未満の１つの波長を有する励起光を吸収する、
請求項２１に記載の表示装置。
［請求項２５］
前記蛍光層は、平行な複数のストライプへとパターン化されており、２つの隣接するストライプは、２つの異なる可視波長を有する光を発光する２つの異なる蛍光材料をそれぞれ含み、
前記スクリーンは、前記蛍光層の前記第１の側に１つのレンズ層を更に含み、前記レンズ層は、前記複数のストライプに平行な円柱軸を有し、かつ、前記複数のストライプにそれぞれ対応するように配置された複数の円柱レンズを含む、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項２６］
前記蛍光層は、複数の平行なリン光体ストライプを含み、少なくとも３つの隣接するリン光体ストライプは、前記励起光を吸収して１つの第１の色の光を発光する１つの第１リン光体と、前記励起光を吸収して１つの第２の色の光を発光する１つの第２リン光体と、前記励起光を吸収して１つの第３の色の光を発光する１つの第３リン光体と、の３つの異なるリン光体から形成され、
前記第１層は、
前記複数のリン光体ストライプに平行な円柱軸を有し、かつ、前記複数のリン光体ストライプにそれぞれ対応するよう配置された複数の円柱レンズを含む、前記蛍光層の前記第１の側にある１つのレンズ層と、
各円柱レンズの１つのレンズ面にコーティングされた１つの反射層であって、前記蛍光層に対向し、前記円柱レンズの前記円柱軸に沿って１つのスリット開口部を有して前記励起光を通過させ、前記円柱レンズのその他の位置に入射した前記励起光を遮断するよう構成された１つの反射層と、
を含む、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項２７］
各円柱レンズは、前記励起光を前記スリット開口部へと集束するよう構成されている、
請求項２６に記載の表示装置。
［請求項２８］
前記表示スクリーンは、前記レンズ層と前記蛍光層との間に１つの屈折率整合材料を更に含む、
請求項２６に記載の表示装置。
［請求項２９］
前記第２と第３の複数の色の光を吸収し、前記第１の色の光を透過させる、前記第１リン光体に混合された１つの第１光吸収材料と、
前記第１と第３の複数の色の光を吸収し、前記第２の色の光を透過させる、前記第２リン光体に混合された１つの第２光吸収材料と、
前記第１と第２の複数の色の光を吸収し、前記第３の色の光を透過させる、前記第３リン光体に混合された１つの第３光吸収材料と、
を更に含む、請求項２６に記載の表示装置。
［請求項３０］
前記スクリーンは、前記蛍光層の１つの第２の側にあって、前記可視光を透過させ、前記励起光を遮断する、１つの第２層を更に含み、
前記第１と第２の複数の層の少なくとも１つが、１つの波長選択的光学フィルターを形成する複数の誘電層を含む、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項３１］
前記複数の誘電層は、屈折率の高低が交互する複数の誘電層を含む、
請求項３０に記載の表示装置。
［請求項３２］
前記複数の誘電層は、複数のポリマー材料である、
請求項３０に記載の表示装置。
［請求項３３］
前記複数の誘電層は、複数のポリエステル材料である、
請求項３０に記載の表示装置。
［請求項３４］
前記蛍光層は、複数の異なる蛍光材料を含む複数の異なる蛍光領域を含むようにパターン化されている、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項３５］
前記蛍光層は、蛍光材料を含まずに前記光学的励起ビームの光を直接的に表示する複数の非蛍光領域を更に含むようにパターン化されている、
請求項３４に記載の表示装置。
［請求項３６］
前記スクリーンは、
前記蛍光層の１つの第２の側にあって、前記可視光を透過させ、前記励起光を遮断する、１つの第２層と、
前記第２層の全面に形成され、前記複数の蛍光領域と空間的に一致する複数の異なるフィルター領域を含む１つのコントラスト強化層であって、各フィルター領域は、対応する１つの一致蛍光領域が発光した１つの色の光を透過させ、その他の色の光を遮断する、１つのコントラスト強化層と、
を更に含む、
請求項３４に記載の表示装置。
［請求項３７］
各蛍光領域は、光反射性である１つの境界を有する、
請求項３４に記載の表示装置。
［請求項３８］
各蛍光領域は、光吸収性である１つの境界を有する、
請求項３４に記載の表示装置。
［請求項３９］
前記蛍光層は、複数の平行な蛍光ストライプを含み、少なくとも３つの隣接する蛍光ストライプは、前記励起光を吸収して１つの第１の色の光を発光する１つの第１蛍光材料と、前記励起光を吸収して１つの第２の色の光を発光する１つの第２蛍光材料と、前記励起光を吸収して１つの第３の色の光を発光する１つの第３蛍光材料と、の３つの異なる蛍光材料から形成されており、
前記表示装置は、
表示すべき１つの画像の情報を載せた複数の光パルスを搬送し、前記複数の平行な蛍光ストライプに直交する１つの方向に沿って走査を行う、前記励起光の１つの走査ビームを生成するよう動作する１つの光学モジュールと、
前記スクリーンからの光の一部を受光するよう配置され、前記スクリーン上の複数の異なる蛍光ストライプに対する前記走査ビームの１つの空間的対応関係を示す１つの監視信号を生成するよう動作する１つの光検知ユニットと、
前記監視信号を受信して、前記光学モジュールが、前記監視信号に反応して前記走査ビームが搬送する前記複数の光パルスの１つのタイミングを調整して、前記監視信号により示される、前記スクリーン上での前記走査ビームの１つの空間的対応関係ずれを修正するよう制御するように動作する１つのフィードバック制御メカニズムと、
を更に含む、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項４０］
前記蛍光層は、複数の平行な蛍光ストライプを含み、少なくとも３つの隣接する蛍光ストライプは、前記励起光を吸収して１つの第１の色の光を発光する１つの第１蛍光材料と、前記励起光を吸収して１つの第２の色の光を発光する１つの第２蛍光材料と、前記励起光を吸収して１つの第３の色の光を発光する１つの第３蛍光材料と、の３つの異なる蛍光材料から形成されており、
前記蛍光層は、
前記第２と第３の複数の色の光を吸収し、前記第１の色の光を透過させる、前記第１蛍光材料に混合された１つの第１光吸収材料と、
前記第１と第３の複数の色の光を吸収し、前記第２の色の光を透過させる、前記第２蛍光材料に混合された１つの第２光吸収材料と、
前記第１と第２の複数の色の光を吸収し、前記第３の色の光を透過させる、前記第３蛍光材料に混合された１つの第３光吸収材料と、
を更に含む、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項４１］
前記蛍光層は、複数の平行な蛍光ストライプを含み、各蛍光ストライプは前記励起光を吸収して１つの指定色の光を発光し、
前記表示装置は、
前記蛍光層が１つのコントラスト強化層と前記第１層との間の１つの位置に配置されるように、前記蛍光層に対して相対的に配置された、該１つのコントラスト強化層を更に含み、
前記コントラスト強化層は、前記複数の蛍光ストライプに空間的に一致した複数の異なるフィルターストライプを含み、各フィルターストライプは、対応する１つの一致蛍光ストライプが発光する１つの色の光を透過させ、その他の色の光を遮断する、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項４２］
表示すべき１つの画像の情報を載せた複数の光パルスを搬送する、前記励起光の１つのレーザービームを前記スクリーンに投射し、該１つのレーザービームに前記スクリーンを走査させるよう動作する１つのレーザーモジュールを更に含み、
前記レーザーモジュールは、１つのパルス符号変調と１つのパルス幅変調とを組み合わせて前記レーザービームを変調し、複数の画像グレースケールを生成する１つの変調制御を含む、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項４３］
前記スクリーンの複数の異なる部分に複数のレーザービームを前記励起光として同時に投射して走査させるよう動作する１つのレーザーモジュールを更に含み、各レーザービームは、前記スクリーンの１つの部分にそれぞれ表示すべき、１つの画像の１つの部分についての情報を載せた複数の光パルスを搬送する、
請求項１に記載の表示装置。
［請求項４４］
表示すべき１つの画像の情報を載せた複数の光パルスを搬送する１つのレーザービームを前記スクリーンに対する前記励起光として生成するよう動作する１つのダイオードレーザーと、
前記レーザーに前記スクリーンを走査させて、前記画像を表示する１つの走査モジュールと、
前記レーザービームに変調するべき複数の画像データビットを監視して、１つの黒画素監視信号を生成する１つのメカニズムと、
前記黒画素監視信号を受信するよう接続され、複数の黒画素の１つの連続長を示す前記黒画素監視信号が１つの閾値未満であるときに、１つのレーザー閾値電流未満の１つの駆動電流において、当該駆動電流を遮断せずに、前記ダイオードレーザーを動作させて前記スクリーン上に１つの実質的黒色を生成し、複数の黒画素の１つの連続長を示す前記黒画素監視信号が１つの閾値よりも大きいときに、前記駆動電流を遮断して前記スクリーン上に１つの真黒色を生成するよう動作する１つのレーザー制御と、
を含む、
１つのレーザーモジュールを更に含む、請求項１に記載の表示装置。
［請求項４５］
１つの画像を搬送するよう変調された１つのレーザービームを光の前記励起として生成する１つのレーザーと、
１つの第１回転軸を中心として回転して、前記レーザービームに前記スクリーンを前記第１回転軸に直交する１つの方向に走査させる、複数の反射面を有する１つの多角形体と、
前記第１回転軸に直交する１つの第２回転軸を中心として枢支回転して、前記レーザービームに前記スクリーンを前記第１回転軸と平行な１つの方向に走査させる１つの走査ミラーと、
前記レーザービームの、前記第１回転軸に沿った、位置とビーム指示の少なくとも一方を変化させて、前記レーザービームの、前記第１回転軸に沿った、前記スクリーン上の位置を制御するよう動作する１つのビーム調整機構と、
を更に含む、請求項１に記載の表示装置。
［請求項４６］
１つの画像を表示するよう動作する１つのスクリーンを含み、
前記スクリーンは、
複数の平行な蛍光ストライプを含む１つの蛍光層であって、各蛍光ストライプは、励起光を吸収して１つの指定色の光を発光するよう動作する、１つの蛍光層と、
前記複数の蛍光ストライプに平行な円柱軸を有し、かつ、前記複数の蛍光ストライプにそれぞれ対応して光を導くように配置された複数の円柱レンズを含む、前記蛍光層の１つの第１の側に位置した１つのレンズ層と、
を含む、
表示装置。
［請求項４７］
前記スクリーンは、
前記レンズ層と前記蛍光層との間に位置し、前記複数の円柱レンズの前記円柱軸にそれぞれ沿った複数のスリット開口部を有して前記レンズ層からの光を前記蛍光層へと通過させ、前記蛍光層から入射した光を前記蛍光層へと反射し返すよう構成された１つの反射層を更に含む、
請求項４６に記載の表示装置。
［請求項４８］
前記スクリーンは、前記蛍光層が前記蛍光層と前記反射層との間の１つの位置に配置されるように配置された１つの層を更に含み、該層は、前記励起光を反射し、前記蛍光層が発光した光を透過させるよう動作する、
請求項４７に記載の表示装置。
［請求項４９］
前記スクリーンは、前記蛍光層が前記蛍光層と前記レンズ層との間の１つの位置に配置されるように配置された１つの層を更に含み、該層は、前記励起光を反射し、前記蛍光層が発光した光を透過させるよう動作する、
請求項４６に記載の表示装置。
［請求項５０］
前記スクリーンは、前記蛍光層が１つのコントラスト強化層と前記レンズ層との間の１つの位置に配置されるように前記蛍光層に対して相対的に配置された該１つのコントラスト強化層を更に含み、
前記コントラスト強化層は、前記複数の蛍光ストライプに平行であり、かつ、空間的に一致した複数の異なるフィルターストライプを含み、各フィルターストライプは、対応する１つの一致蛍光ストライプが発光した１つの色の光を透過させ、その他の色の光を遮断する、
請求項４６に記載の表示装置。
［請求項５１］
前記蛍光層は、前記蛍光ストライプのそれぞれに混合され、かつ、該蛍光ストライプが発光した１つの色の光を透過させ、別の１つの蛍光ストライプが発光した異なる１つの色の光を含むその他の色の光を吸収するよう動作する１つの光吸収材料を更に含む、
請求項４６に記載の表示装置。
［請求項５２］
前記レンズ層は、前記励起光を透過させ、前記蛍光層が発光した光を反射する１つの材料から形成される、
請求項４６に記載の表示装置。
［請求項５３］
前記蛍光層において、少なくとも３つの隣接する蛍光ストライプは、１つの第１の色の光を発光する１つの第１蛍光材料と、１つの第２の色の光を発光する１つの第２蛍光材料と、１つの第３の色の光を発光する１つの第３蛍光材料と、の３つの異なる蛍光材料から形成される、
請求項４６に記載の表示装置。
［請求項５４］
前記スクリーンは、各蛍光ストライプの各辺に沿って１つの境界を更に有し、該境界は光反射性または光吸収性である、
請求項４６に記載の表示装置。
［請求項５５］
表示すべき１つの画像の情報を載せた複数の光パルスを搬送し、前記複数の平行な蛍光ストライプに直交する１つの方向に沿って走査を行う、前記励起光の１つの走査ビームを生成するよう動作する１つ光学モジュールと、
前記スクリーンからの光の一部を受光するように配置され、前記スクリーン上の異なる複数の蛍光ストライプに対する前記走査ビームの１つの空間的対応関係を示す１つの監視信号を生成するよう動作する１つの光検知ユニットと、
前記監視信号を受信し、前記光学モジュールが、該監視信号に反応して前記走査ビームに搬送される前記複数の光パルスの１つのタイミングを調整して、前記監視信号が示す、前記スクリーン上での前記走査ビームの１つの空間的対応関係ずれを修正するよう制御するように動作する１つのフィードバック制御メカニズムと、
を更に含む請求項４６に記載の表示装置。
［請求項５６］
前記光検知ユニットは、前記複数の蛍光ストライプからの光を受光して検出するように配置された複数の光センサーを含み、１つの光センサーは、前記スクリーン上の前記複数の蛍光ストライプが発光する複数の色のうちの１つの色だけを受光する、
請求項５５に記載の表示装置。
［請求項５７］
表示すべき１つの画像の情報を載せた複数の光パルスを搬送する１つのレーザービームを前記スクリーンに前記励起光として投射して前記スクリーンを走査させるよう動作する１つのレーザーモジュールを更に含み、
前記レーザーモジュールは、１つのパルス符号変調と１つのパルス幅変調とを組み合わせて前記レーザービームを変調し、複数の画像グレースケールを生成する１つの変調制御を含む、
請求項４６に記載の表示装置。
［請求項５８］
前記スクリーンの複数の異なる部分へと、前記励起光として複数のレーザービームを同時に投射して走査させるよう動作する１つのレーザーモジュールを更に含み、各レーザービームは、前記スクリーンの１つの部分にそれぞれ表示するべき、１つの画像の１つの部分についての情報を載せた複数の光パルスを搬送する、
請求項４６に記載の表示装置。
［請求項５９］
前記レーザーモジュールは、前記複数のレーザービームをそれぞれ生成する複数のレーザーの１つのアレイを含む、
請求項５８に記載の表示装置。
［請求項６０］
前記レーザーモジュールは、
前記複数のレーザービームのそれぞれに、前記スクリーンを、前記複数の蛍光ストライプに平行な１つの方向に沿って走査させるよう動作する１つの走査ミラーと、
前記複数のレーザービームのそれぞれに、前記スクリーンを、前記複数の蛍光ストライプに直交する１つの方向に沿って走査させるよう動作する１つの多角形ミラーと、
を更に含む、
請求項５９に記載の表示装置。
［請求項６１］
前記レーザーモジュールは、前記複数のレーザーにそれぞれ連係した複数のレーザーアクチュエータを更に含み、各レーザーアクチュエータは対応して連係した１つのレーザーの向きを調整して該レーザーが生成した対応する前記レーザービームの位置を、前記スクリーン上の前記複数の蛍光ストライプに平行な１つの方向に沿って制御するよう動作する、
請求項６０に記載の表示装置。
［請求項６２］
各レーザーは、１つの対応するレーザービームにおいて、前記複数の蛍光ストライプに直交する１つの方向に沿っては単一のレーザーモードを生成し、前記複数の蛍光ストライプに平行な１つの方向に沿っては２以上のレーザーモードを生成するよう動作する、
請求項５９に記載の表示装置。
［請求項６３］
表示すべき１つの画像の情報を載せた複数の光パルスを搬送する１つのレーザービームを、前記励起光として前記スクリーン上に生成するよう動作する１つのダイオードレーザーと、
前記レーザーに前記スクリーンを走査させて前記画像を表示する１つの走査モジュールと、
前記レーザービームに変調するべき複数の画像データビットを監視して、１つの黒画素監視信号を生成する１つのメカニズムと、
前記黒画素監視信号を受信するよう接続されて、複数の黒画素の１つ連続長を示す前記黒画素監視信号が１つの閾値未満であるときに、１つのレーザー閾値電流未満の１つの駆動電流にて、該駆動電流を遮断せずに、前記ダイオードレーザーを動作させて前記スクリーン上に１つの実質的黒色を生成し、複数の黒画素の１つの連続長を示す前記黒画素監視信号が１つの閾値よりも大きいときに、前記駆動電流を遮断して前記スクリーン上に１つの真黒色を生成するよう動作する１つのレーザー制御と、
を含む１つのレーザーモジュールを更に含む、
請求項４６に記載の表示装置。
［請求項６４］
１つの画像を搬送するよう変調された１つのレーザービームを光の前記励起として生成する１つのレーザーと、
１つの第１回転軸を中心に回転して、前記レーザービームに前記スクリーンを、前記第１回転軸に直交する１つの方向に走査させる、複数の反射面を有する１つの多角形体と、
前記第１回転軸に直交する１つの第２回転軸を中心に枢支回転して、前記レーザービームに前記スクリーンを、前記第１回転軸と平行な１つの方向に走査させる１つの走査ミラーと、
前記レーザービームの、前記第１回転軸に沿った、位置とビーム指示との少なくとも一方を変化させて、前記スクリーン上での前記レーザービームの位置を前記第１回転軸に沿って制御するよう動作する１つのビーム調整機構と、
を更に含む、請求項４６に記載の表示装置。
［請求項６５］
前記スクリーンは、
前記レンズ層と前記蛍光層との間に配置された１つの反射層であって、前記複数の円柱レンズの前記円柱軸にそれぞれ沿った複数のスリット開口部を有して前記レンズ層からの光を前記蛍光層へと通過させ、前記蛍光層から入射した光を前記蛍光層へと反射し返すよう構成された１つの反射層と、
前記蛍光層が、前記蛍光層と前記反射層との間の１つの位置に配置されるよう配置された１つの層であって、前記励起光を反射し、前記蛍光層が発光した光を透過させるよう動作する、該１つの層と、
を更に含む、
請求項４６に記載の表示装置。
［請求項６６］
前記蛍光層は、前記スクリーンの一方側から入射した光を拡散して前記スクリーンの他方側に拡散光を生成する複数の平行な非蛍光ストライプを更に含み、各非蛍光ストライプは、１つの蛍光ストライプの隣に配置されている、
請求項４６に記載の表示装置。
［請求項６７］
各非蛍光ストライプは、１つの蛍光ストライプが発光する光の１つの空間分布プロファイルに類似した前記拡散光の１つの空間分布プロファイルを前記スクリーンの前記他方側に生成する１つの光拡散材料を含む、
請求項６６に記載の表示装置。
［請求項６８］
１つの最終画像の第１、第２、及び第３の複数の単色画像成分を、第１、第２、及び第３の異なる複数の色でそれぞれ生成し、該第１、第２、及び第３の複数の単色画像成分を、１つの表示スクリーン上に投射して前記最終画像を生成するよう動作する第１、第２、及び第３の複数の表示モジュールを含み、
前記第１表示モジュールは、（１）１つの第１蛍光材料を含み、１つの励起波長を有する光を吸収して該励起波長とは異なる１つの第１波長を有する光を発光する１つの第１スクリーンと、（２）前記励起波長を有する少なくとも１つの光ビームを前記第１スクリーンに投射して走査させ、該レーザービームに搬送される、前記第１の色の１つの画像を、前記第１スクリーン上で前記第１蛍光材料により生成される前記第１単色画像成分へと変換するよう動作する１つの第１光学モジュールと、（３）前記第１スクリーンから前記表示スクリーンへと前記第１単色画像成分を投射するよう動作する１つの第１投射光学ユニットとを含み、
前記第１スクリーンは、前記蛍光層の１つの第１の側にあって、前記励起波長を有する光を透過させ、前記第１、第２、及び第３の複数の色の光を含む可視光を反射するよう動作する１つの第１層を更に含む、
表示装置。
［請求項６９］
前記第３レーザー表示モジュールは、（１）蛍光材料を含まない１つの第３スクリーンと、（２）前記第３の色の少なくとも１つの光ビームを前記第３スクリーンに投射して走査させ、該第３スクリーン上に前記第３単色画像成分を直接的に生成するよう動作する１つの第３レーザーモジュールと、（３）前記第３スクリーンから前記表示スクリーンへと前記第３単色画像成分を投射するよう動作する１つの第３投射光学ユニットとを含む、
請求項６８に記載の表示装置。
［請求項７０］
前記第３表示モジュールは、前記第３の色の少なくとも１つの光ビームを前記表示スクリーンに直接的に投射して走査させ、該表示スクリーン上に前記第３単色画像成分を直接的に生成する、
請求項６８に記載の表示装置。
［請求項７１］
複数の異なる領域を有する１つの基板を含む１つのスクリーンであって、前記複数の異なる領域の少なくとも１つの第１部分は、１つの励起波長を有する光を吸収して、該励起波長より長い１つの発光波長を有する蛍光光を発光するよう動作する少なくとも１つの蛍光材料を含み、前記複数の異なる領域の前記第１部分と空間的に交互配置された前記複数の異なる領域の少なくとも１つの第２部分は蛍光材料を含まない、１つのスクリーンと、
１つの光変調により複数の画像が搭載された、前記励起波長を有する１つの励起光ビームを前記スクリーンに投射して走査させ、発光された前記蛍光光により前記複数の異なる領域の前記第１部分に複数の画像を生成し、走査を実行する前記励起光ビームにより前記複数の異なる領域の前記第２部分に複数の画像を生成するよう動作する１つの光学モジュールと、
を含む表示装置。
［請求項７２］
前記光学モジュールは、前記励起光ビームとは異なる１つの波長を有する１つの第２光ビームを生成して走査を実行させ、走査を実行する該第２光ビームにより前記複数の異なる領域の前記第２部分のうちの１つの選択部分に複数の画像を生成するよう更に動作する、
請求項７１に記載の表示装置。
［請求項７３］
前記励起光ビームは青色光であり、前記蛍光材料は前記青色レーザーにより励起されて緑色光を発光し、前記第２光ビームは赤色光である、
請求項７２に記載の表示装置。
［請求項７４］
励起光を吸収して可視光を発光するよう動作する１つの蛍光層を含む１つの表示スクリーンであって、該蛍光層は複数の平行な蛍光ストライプを含み、少なくとも３つの隣接するリン光体ストライプは、前記励起光を吸収して１つの第１の色の光を発光するよう動作する１つの第１蛍光材料と、前記励起光を吸収して１つの第２の色の光を発光するよう動作する１つの第２蛍光材料と、前記励起光を吸収して１つの第３の色の光を発光するよう動作する１つの第３蛍光材料と、の３つの異なる蛍光材料から形成される、１つの表示スクリーンを含み、
前記表示スクリーンは、２つの隣接する蛍光ストライプの間の境界に形成されて、異なる複数の蛍光ストライプを分離し、１つの蛍光ストライプが発光して１つの隣接する蛍光ストライプへと入射する光の１つの量を減少させるよう構成された複数の分割器を更に含む、
表示装置。
［請求項７５］
前記複数の分割器は光吸収性を有する、
請求項７４に記載の表示装置。
［請求項７６］
前記複数の分割器は光反射性を有する、
請求項７４に記載の表示装置。
［請求項７７］
１つの基板と、
前記基板の上に形成された複数の蛍光領域であって、少なくとも２つの隣接する蛍光領域は、励起光を吸収して２つの異なる色の光を発光する２つの異なる蛍光材料を含む、複数の蛍光領域と、
前記複数の蛍光領域の上に形成され、前記複数の蛍光領域に空間的に一致する複数の異なるフィルター領域を含む１つのコントラスト強化層であって、各フィルター領域は対応する１つの一致蛍光領域が発光した１つの色の光を透過させ、その他の色の光を遮断するよう動作する、１つのコントラスト強化層と、
を含む１つのスクリーンを含む、
表示装置。
［請求項７８］
前記複数の蛍光領域は、複数の平行な蛍光ストライプであって、
前記表示装置は、前記複数の蛍光ストライプに平行な円柱軸を有し、前記複数の蛍光ストライプのそれぞれに対応して前記励起光を該複数の蛍光ストライプのそれぞれに導く複数の円柱レンズを含む、前記蛍光層の１つの第１の側に配置された１つのレンズ層を更に含む、
請求項７７に記載の表示装置。
［請求項７９］
励起光を吸収して可視光を発光する１つの蛍光層と、前記蛍光層の１つの第１の側にあって前記励起光を透過させ前記可視光を反射するよう動作する１つの第１層とを含む１つの表示スクリーンを含み、前記第１層は複数の誘電層の１つの合成シートを含む、
表示装置。
［請求項８０］
前記蛍光層の前記第１の側に形成されて、前記スクリーンに対して複数の異なる角度で入射した前記励起光を前記蛍光層に対して略法線方向に方向付ける、１つのフレネルレンズを更に含む、
請求項７９に記載の表示装置。
［請求項８１］
前記蛍光層は、互いから隔離された複数の平行なリン光体ストライプを含む、
請求項７９に記載の表示装置。
［請求項８２］
前記表示スクリーンは、前記蛍光層の前記第１の側に１つのレンズ層を更に含み、該レンズ層は、前記複数のリン光体ストライプに平行な円柱軸を有し、前記複数のリン光体ストライプにそれぞれ対応するよう配置された複数の円柱レンズを含む、
請求項８１に記載の表示装置。
［請求項８３］
前記複数の誘電層は、複数のポリマー材料である、
請求項７９に記載の表示装置。
［請求項８４］
前記複数の誘電層は、複数のポリエステル材料である、
請求項７９に記載の表示装置である。
［請求項８５］
前記蛍光層は、複数の異なる色の光を発光する複数の異なる蛍光領域と、光反射性か光吸収性かのどちらかを有する、２つの隣接する異なる蛍光領域の１つの境界とを含む、
請求項７９に記載の表示装置。
［請求項８６］
前記スクリーンは、前記蛍光層の１つの第２の側にあって可視光を透過させ前記励起光を遮断する１つの第２層を更に含む、
請求項７９に記載の表示装置。
［請求項８７］
前記第２層は、複数の誘電層の１つの合成シートを含む、
請求項８６に記載の表示装置。
［請求項８８］
表示すべき１つの画像の情報を載せた複数の光パルスを搬送する励起光の１つの走査ビームを生成するよう動作する１つの光学モジュールと、
前記励起光を吸収して１つの第１の色の光を発光する少なくとも１つの第１蛍光材料を含み、前記走査ビームに搬送された前記画像を生成する１つのスクリーンと、
前記第１の色の前記光を含む、前記スクリーンからの光の一部を受光するよう配置され、前記走査ビームの前記スクリーン上での１つの空間的対応関係を示す１つの監視信号を生成するよう動作する１つの光検知ユニットと、
前記監視信号を受信して、前記光学モジュールが前記監視信号に反応して、前記走査ビームに搬送される前記複数の光パルスの１つのタイミングを調整して、前記監視信号に示される、前記走査ビームの前記スクリーン上での１つの空間的対応関係ずれを修正するよう制御するよう動作する１つのフィードバック制御メカニズムと、
を含む表示装置。
［請求項８９］
前記スクリーンは、前記第１蛍光材料が前記走査ビームに衝突されたときに前記第１の色の前記光を発光する複数の異なる位置にある複数の第１領域と、蛍光材料を含まず、前記走査ビームに衝突されたときに前記走査ビームを拡散して前記走査ビームの１つの色を表示する複数の異なる位置にある複数の第２領域とを更に含む、
請求項８８に記載の表示装置。
［請求項９０］
前記スクリーンは、前記励起光を吸収して１つの第２の色の光を発光する１つの第２蛍光材料と、前記励起光を吸収して１つの第３の色の光を発光する１つの第３蛍光材料とを更に含み、前記第１、第２、及び第３の複数の蛍光材料は前記スクリーン上の複数の異なる位置に分布する、
請求項８８に記載の表示装置。

Claims (90)

  1. １つの表示スクリーンを備え、
    前記表示スクリーンは、
    励起光を吸収して可視光を発光するよう動作する１つの蛍光層と、
    前記蛍光層の１つの第１の側にあり、前記励起光を透過させ、前記可視光を反射するよう動作する１つの第１層と
    を更に含む
    表示装置。
  2. 前記蛍光層は、１つのリン光体材料を含む、
    請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記リン光体材料は、ナノスケールの複数のリン光体粒子を含む、
    請求項２に記載の表示装置。
  4. 前記リン光体材料は、１つの紫外線波長を有する励起光を吸収する、
    請求項２に記載の表示装置。
  5. 前記リン光体材料は、１つの紫色波長を有する励起光を吸収する、
    請求項２に記載の表示装置。
  6. 前記リン光体材料は、４２０ｎｍ未満の１つの波長を有する励起光を吸収する、
    請求項２に記載の表示装置。
  7. 前記蛍光層は、１つの非リン光体蛍光材料を含む、
    請求項２に記載の表示装置。
  8. 前記蛍光材料は、複数の量子ドットを含む、
    請求項７に記載の表示装置。
  9. 前記非リン光体蛍光材料は、１つの紫外線波長を有する励起光を吸収する、
    請求項７に記載の表示装置。
  10. 前記非リン光体蛍光材料は、１つの紫色波長を有する励起光を吸収する、
    請求項７に記載の表示装置。
  11. 前記非リン光体蛍光材料は、４２０ｎｍ未満の１つの波長を有する励起光を吸収する、
    請求項７に記載の表示装置。
  12. 前記蛍光層は、前記励起光を吸収して異なる複数の可視波長を有する光を発光する複数の異なる蛍光材料を含む、
    請求項１に記載の表示装置。
  13. 前記蛍光層は、複数の平行なストライプにパターン化されており、少なくとも２つの隣接するストライプは、２つの異なる可視波長を有する光を発光する少なくとも２つの異なる蛍光材料をそれぞれ含む、
    請求項１２に記載の表示装置。
  14. 前記蛍光層の前記第１の側に形成されて、前記スクリーンに対して複数の異なる角度で入射した前記励起光を前記蛍光層に対して略法線方向に方向付ける、１つのフレネルレンズを更に含む、
    請求項１に記載の表示装置。
  15. 前記フレネルレンズは、入射した前記励起光に対してテレセントリックである１つの構成状態にある、
    請求項１４に記載の表示装置。
  16. 前記第１層は、少なくとも２つの異なる誘電材料から形成される複数の誘電層を含む１つの積層体を含む、
    請求項１に記載の表示装置。
  17. 前記第１層は、１つの多層干渉フィルターである、
    請求項１に記載の表示装置。
  18. 前記第１層は、
    前記励起光を受光する１つの第１面と、前記蛍光層に対向し、かつ前記励起光と前記可視光を反射する１つの反射層によりコーティングされた１つの第２反対面とを有する１つのレンズを含み、
    前記反射層は、前記励起光を通過させるための１つの開口部を前記第２面の１つの中央に有する、
    請求項１に記載の表示装置。
  19. 前記レンズは、前記励起光を前記開口部に集束させるよう構成されている、
    請求項１８に記載の表示装置。
  20. 前記反射層は、１つの金属製反射層である、
    請求項１８に記載の表示装置。
  21. 前記蛍光層は、複数の平行なリン光体ストライプを含んでおり、
    少なくとも３つの隣接するリン光体ストライプは、前記励起光を吸収して１つの第１の色の光を発光する１つの第１リン光体と、前記励起光を吸収して１つの第２の色の光を発光する１つの第２リン光体と、前記励起光を吸収して１つの第３の色の光を発光する１つの第３リン光体と、の３つの異なるリン光体から形成される、
    請求項１に記載の表示装置。
  22. 前記複数のリン光体は、１つの紫外線波長を有する励起光を吸収する、
    請求項２１に記載の表示装置。
  23. 前記複数のリン光体は、１つの紫色波長を有する励起光を吸収する、
    請求項２１に記載の表示装置。
  24. 前記複数のリン光体は、４２０ｎｍ未満の１つの波長を有する励起光を吸収する、
    請求項２１に記載の表示装置。
  25. 前記蛍光層は、平行な複数のストライプへとパターン化されており、２つの隣接するストライプは、２つの異なる可視波長を有する光を発光する２つの異なる蛍光材料をそれぞれ含み、
    前記スクリーンは、前記蛍光層の前記第１の側に１つのレンズ層を更に含み、前記レンズ層は、前記複数のストライプに平行な円柱軸を有し、かつ、前記複数のストライプにそれぞれ対応するように配置された複数の円柱レンズを含む、
    請求項１に記載の表示装置。
  26. 前記蛍光層は、複数の平行なリン光体ストライプを含み、少なくとも３つの隣接するリン光体ストライプは、前記励起光を吸収して１つの第１の色の光を発光する１つの第１リン光体と、前記励起光を吸収して１つの第２の色の光を発光する１つの第２リン光体と、前記励起光を吸収して１つの第３の色の光を発光する１つの第３リン光体と、の３つの異なるリン光体から形成され、
    前記第１層は、
    前記複数のリン光体ストライプに平行な円柱軸を有し、かつ、前記複数のリン光体ストライプにそれぞれ対応するよう配置された複数の円柱レンズを含む、前記蛍光層の前記第１の側にある１つのレンズ層と、
    各円柱レンズの１つのレンズ面にコーティングされた１つの反射層であって、前記蛍光層に対向し、前記円柱レンズの前記円柱軸に沿って１つのスリット開口部を有して前記励起光を通過させ、前記円柱レンズのその他の位置に入射した前記励起光を遮断するよう構成された１つの反射層と
    を含む、
    請求項１に記載の表示装置。
  27. 各円柱レンズは、前記励起光を前記スリット開口部へと集束するよう構成されている、
    請求項２６に記載の表示装置。
  28. 前記表示スクリーンは、前記レンズ層と前記蛍光層との間に１つの屈折率整合材料を更に含む、
    請求項２６に記載の表示装置。
  29. 前記第２と第３の複数の色の光を吸収し、前記第１の色の光を透過させる、前記第１リン光体に混合された１つの第１光吸収材料と、
    前記第１と第３の複数の色の光を吸収し、前記第２の色の光を透過させる、前記第２リン光体に混合された１つの第２光吸収材料と、
    前記第１と第２の複数の色の光を吸収し、前記第３の色の光を透過させる、前記第３リン光体に混合された１つの第３光吸収材料と
    を更に含む、請求項２６に記載の表示装置。
  30. 前記スクリーンは、前記蛍光層の１つの第２の側にあって、前記可視光を透過させ、前記励起光を遮断する、１つの第２層を更に含み、
    前記第１と第２の複数の層の少なくとも１つが、１つの波長選択的光学フィルターを形成する複数の誘電層を含む、
    請求項１に記載の表示装置。
  31. 前記複数の誘電層は、屈折率の高低が交互する複数の誘電層を含む、
    請求項３０に記載の表示装置。
  32. 前記複数の誘電層は、複数のポリマー材料である、
    請求項３０に記載の表示装置。
  33. 前記複数の誘電層は、複数のポリエステル材料である、
    請求項３０に記載の表示装置。
  34. 前記蛍光層は、複数の異なる蛍光材料を含む複数の異なる蛍光領域を含むようにパターン化されている、
    請求項１に記載の表示装置。
  35. 前記蛍光層は、蛍光材料を含まずに前記光学的励起ビームの光を直接的に表示する複数の非蛍光領域を更に含むようにパターン化されている、
    請求項３４に記載の表示装置。
  36. 前記スクリーンは、
    前記蛍光層の１つの第２の側にあって、前記可視光を透過させ、前記励起光を遮断する、１つの第２層と、
    前記第２層の全面に形成され、前記複数の蛍光領域と空間的に一致する複数の異なるフィルター領域を含む１つのコントラスト強化層であって、各フィルター領域は、対応する１つの一致蛍光領域が発光した１つの色の光を透過させ、その他の色の光を遮断する、１つのコントラスト強化層と
    を更に含む、
    請求項３４に記載の表示装置。
  37. 各蛍光領域は、光反射性である１つの境界を有する、
    請求項３４に記載の表示装置。
  38. 各蛍光領域は、光吸収性である１つの境界を有する、
    請求項３４に記載の表示装置。
  39. 前記蛍光層は、複数の平行な蛍光ストライプを含み、少なくとも３つの隣接する蛍光ストライプは、前記励起光を吸収して１つの第１の色の光を発光する１つの第１蛍光材料と、前記励起光を吸収して１つの第２の色の光を発光する１つの第２蛍光材料と、前記励起光を吸収して１つの第３の色の光を発光する１つの第３蛍光材料と、の３つの異なる蛍光材料から形成されており、
    前記表示装置は、
    表示すべき１つの画像の情報を載せた複数の光パルスを搬送し、前記複数の平行な蛍光ストライプに直交する１つの方向に沿って走査を行う、前記励起光の１つの走査ビームを生成するよう動作する１つの光学モジュールと、
    前記スクリーンからの光の一部を受光するよう配置され、前記スクリーン上の複数の異なる蛍光ストライプに対する前記走査ビームの１つの空間的対応関係を示す１つの監視信号を生成するよう動作する１つの光検知ユニットと、
    前記監視信号を受信して、前記光学モジュールが、前記監視信号に反応して前記走査ビームが搬送する前記複数の光パルスの１つのタイミングを調整して、前記監視信号により示される、前記スクリーン上での前記走査ビームの１つの空間的対応関係ずれを修正するよう制御するように動作する１つのフィードバック制御メカニズムと
    を更に含む、
    請求項１に記載の表示装置。
  40. 前記蛍光層は、複数の平行な蛍光ストライプを含み、少なくとも３つの隣接する蛍光ストライプは、前記励起光を吸収して１つの第１の色の光を発光する１つの第１蛍光材料と、前記励起光を吸収して１つの第２の色の光を発光する１つの第２蛍光材料と、前記励起光を吸収して１つの第３の色の光を発光する１つの第３蛍光材料と、の３つの異なる蛍光材料から形成されており、
    前記蛍光層は、
    前記第２と第３の複数の色の光を吸収し、前記第１の色の光を透過させる、前記第１蛍光材料に混合された１つの第１光吸収材料と、
    前記第１と第３の複数の色の光を吸収し、前記第２の色の光を透過させる、前記第２蛍光材料に混合された１つの第２光吸収材料と、
    前記第１と第２の複数の色の光を吸収し、前記第３の色の光を透過させる、前記第３蛍光材料に混合された１つの第３光吸収材料と
    を更に含む、
    請求項１に記載の表示装置。
  41. 前記蛍光層は、複数の平行な蛍光ストライプを含み、各蛍光ストライプは前記励起光を吸収して１つの指定色の光を発光し、
    前記表示装置は、
    前記蛍光層が１つのコントラスト強化層と前記第１層との間の１つの位置に配置されるように、前記蛍光層に対して相対的に配置された、該１つのコントラスト強化層を更に含み、
    前記コントラスト強化層は、前記複数の蛍光ストライプに空間的に一致した複数の異なるフィルターストライプを含み、各フィルターストライプは、対応する１つの一致蛍光ストライプが発光する１つの色の光を透過させ、その他の色の光を遮断する、
    請求項１に記載の表示装置。
  42. 表示すべき１つの画像の情報を載せた複数の光パルスを搬送する、前記励起光の１つのレーザービームを前記スクリーンに投射し、該１つのレーザービームに前記スクリーンを走査させるよう動作する１つのレーザーモジュールを更に含み、
    前記レーザーモジュールは、１つのパルス符号変調と１つのパルス幅変調とを組み合わせて前記レーザービームを変調し、複数の画像グレースケールを生成する１つの変調制御を含む、
    請求項１に記載の表示装置。
  43. 前記スクリーンの複数の異なる部分に複数のレーザービームを前記励起光として同時に投射して走査させるよう動作する１つのレーザーモジュールを更に含み、各レーザービームは、前記スクリーンの１つの部分にそれぞれ表示すべき、１つの画像の１つの部分についての情報を載せた複数の光パルスを搬送する、
    請求項１に記載の表示装置。
  44. 表示すべき１つの画像の情報を載せた複数の光パルスを搬送する１つのレーザービームを前記スクリーンに対する前記励起光として生成するよう動作する１つのダイオードレーザーと、
    前記レーザーに前記スクリーンを走査させて、前記画像を表示する１つの走査モジュールと、
    前記レーザービームに変調するべき複数の画像データビットを監視して、１つの黒画素監視信号を生成する１つのメカニズムと、
    前記黒画素監視信号を受信するよう接続され、複数の黒画素の１つの連続長を示す前記黒画素監視信号が１つの閾値未満であるときに、１つのレーザー閾値電流未満の１つの駆動電流において、当該駆動電流を遮断せずに、前記ダイオードレーザーを動作させて前記スクリーン上に１つの実質的黒色を生成し、複数の黒画素の１つの連続長を示す前記黒画素監視信号が１つの閾値よりも大きいときに、前記駆動電流を遮断して前記スクリーン上に１つの真黒色を生成するよう動作する１つのレーザー制御と
    を含む
    １つのレーザーモジュールを更に含む、請求項１に記載の表示装置。
  45. １つの画像を搬送するよう変調された１つのレーザービームを光の前記励起として生成する１つのレーザーと、
    １つの第１回転軸を中心として回転して、前記レーザービームに前記スクリーンを前記第１回転軸に直交する１つの方向に走査させる、複数の反射面を有する１つの多角形体と、
    前記第１回転軸に直交する１つの第２回転軸を中心として枢支回転して、前記レーザービームに前記スクリーンを前記第１回転軸と平行な１つの方向に走査させる１つの走査ミラーと、
    前記レーザービームの、前記第１回転軸に沿った、位置とビーム指示の少なくとも一方を変化させて、前記レーザービームの、前記第１回転軸に沿った、前記スクリーン上の位置を制御するよう動作する１つのビーム調整機構と
    を更に含む、請求項１に記載の表示装置。
  46. １つの画像を表示するよう動作する１つのスクリーンを含み、
    前記スクリーンは、
    複数の平行な蛍光ストライプを含む１つの蛍光層であって、各蛍光ストライプは、励起光を吸収して１つの指定色の光を発光するよう動作する、１つの蛍光層と、
    前記複数の蛍光ストライプに平行な円柱軸を有し、かつ、前記複数の蛍光ストライプにそれぞれ対応して光を導くように配置された複数の円柱レンズを含む、前記蛍光層の１つの第１の側に位置した１つのレンズ層と
    を含む、
    表示装置。
  47. 前記スクリーンは、
    前記レンズ層と前記蛍光層との間に位置し、前記複数の円柱レンズの前記円柱軸にそれぞれ沿った複数のスリット開口部を有して前記レンズ層からの光を前記蛍光層へと通過させ、前記蛍光層から入射した光を前記蛍光層へと反射し返すよう構成された１つの反射層を更に含む、
    請求項４６に記載の表示装置。
  48. 前記スクリーンは、前記蛍光層が前記蛍光層と前記反射層との間の１つの位置に配置されるように配置された１つの層を更に含み、該層は、前記励起光を反射し、前記蛍光層が発光した光を透過させるよう動作する、
    請求項４７に記載の表示装置。
  49. 前記スクリーンは、前記蛍光層が前記蛍光層と前記レンズ層との間の１つの位置に配置されるように配置された１つの層を更に含み、該層は、前記励起光を反射し、前記蛍光層が発光した光を透過させるよう動作する、
    請求項４６に記載の表示装置。
  50. 前記スクリーンは、前記蛍光層が１つのコントラスト強化層と前記レンズ層との間の１つの位置に配置されるように前記蛍光層に対して相対的に配置された該１つのコントラスト強化層を更に含み、
    前記コントラスト強化層は、前記複数の蛍光ストライプに平行であり、かつ、空間的に一致した複数の異なるフィルターストライプを含み、各フィルターストライプは、対応する１つの一致蛍光ストライプが発光した１つの色の光を透過させ、その他の色の光を遮断する、
    請求項４６に記載の表示装置。
  51. 前記蛍光層は、前記蛍光ストライプのそれぞれに混合され、かつ、該蛍光ストライプが発光した１つの色の光を透過させ、別の１つの蛍光ストライプが発光した異なる１つの色の光を含むその他の色の光を吸収するよう動作する１つの光吸収材料を更に含む、
    請求項４６に記載の表示装置。
  52. 前記レンズ層は、前記励起光を透過させ、前記蛍光層が発光した光を反射する１つの材料から形成される、
    請求項４６に記載の表示装置。
  53. 前記蛍光層において、少なくとも３つの隣接する蛍光ストライプは、１つの第１の色の光を発光する１つの第１蛍光材料と、１つの第２の色の光を発光する１つの第２蛍光材料と、１つの第３の色の光を発光する１つの第３蛍光材料と、の３つの異なる蛍光材料から形成される、
    請求項４６に記載の表示装置。
  54. 前記スクリーンは、各蛍光ストライプの各辺に沿って１つの境界を更に有し、該境界は光反射性または光吸収性である、
    請求項４６に記載の表示装置。
  55. 表示すべき１つの画像の情報を載せた複数の光パルスを搬送し、前記複数の平行な蛍光ストライプに直交する１つの方向に沿って走査を行う、前記励起光の１つの走査ビームを生成するよう動作する１つ光学モジュールと、
    前記スクリーンからの光の一部を受光するように配置され、前記スクリーン上の異なる複数の蛍光ストライプに対する前記走査ビームの１つの空間的対応関係を示す１つの監視信号を生成するよう動作する１つの光検知ユニットと、
    前記監視信号を受信し、前記光学モジュールが、該監視信号に反応して前記走査ビームに搬送される前記複数の光パルスの１つのタイミングを調整して、前記監視信号が示す、前記スクリーン上での前記走査ビームの１つの空間的対応関係ずれを修正するよう制御するように動作する１つのフィードバック制御メカニズムと
    を更に含む請求項４６に記載の表示装置。
  56. 前記光検知ユニットは、前記複数の蛍光ストライプからの光を受光して検出するように配置された複数の光センサーを含み、１つの光センサーは、前記スクリーン上の前記複数の蛍光ストライプが発光する複数の色のうちの１つの色だけを受光する、
    請求項５５に記載の表示装置。
  57. 表示すべき１つの画像の情報を載せた複数の光パルスを搬送する１つのレーザービームを前記スクリーンに前記励起光として投射して前記スクリーンを走査させるよう動作する１つのレーザーモジュールを更に含み、
    前記レーザーモジュールは、１つのパルス符号変調と１つのパルス幅変調とを組み合わせて前記レーザービームを変調し、複数の画像グレースケールを生成する１つの変調制御を含む、
    請求項４６に記載の表示装置。
  58. 前記スクリーンの複数の異なる部分へと、前記励起光として複数のレーザービームを同時に投射して走査させるよう動作する１つのレーザーモジュールを更に含み、各レーザービームは、前記スクリーンの１つの部分にそれぞれ表示するべき、１つの画像の１つの部分についての情報を載せた複数の光パルスを搬送する、
    請求項４６に記載の表示装置。
  59. 前記レーザーモジュールは、前記複数のレーザービームをそれぞれ生成する複数のレーザーの１つのアレイを含む、
    請求項５８に記載の表示装置。
  60. 前記レーザーモジュールは、
    前記複数のレーザービームのそれぞれに、前記スクリーンを、前記複数の蛍光ストライプに平行な１つの方向に沿って走査させるよう動作する１つの走査ミラーと、
    前記複数のレーザービームのそれぞれに、前記スクリーンを、前記複数の蛍光ストライプに直交する１つの方向に沿って走査させるよう動作する１つの多角形ミラーと
    を更に含む、
    請求項５９に記載の表示装置。
  61. 前記レーザーモジュールは、前記複数のレーザーにそれぞれ連係した複数のレーザーアクチュエータを更に含み、各レーザーアクチュエータは対応して連係した１つのレーザーの向きを調整して該レーザーが生成した対応する前記レーザービームの位置を、前記スクリーン上の前記複数の蛍光ストライプに平行な１つの方向に沿って制御するよう動作する、
    請求項６０に記載の表示装置。
  62. 各レーザーは、１つの対応するレーザービームにおいて、前記複数の蛍光ストライプに直交する１つの方向に沿っては単一のレーザーモードを生成し、前記複数の蛍光ストライプに平行な１つの方向に沿っては２以上のレーザーモードを生成するよう動作する、
    請求項５９に記載の表示装置。
  63. 表示すべき１つの画像の情報を載せた複数の光パルスを搬送する１つのレーザービームを、前記励起光として前記スクリーン上に生成するよう動作する１つのダイオードレーザーと、
    前記レーザーに前記スクリーンを走査させて前記画像を表示する１つの走査モジュールと、
    前記レーザービームに変調するべき複数の画像データビットを監視して、１つの黒画素監視信号を生成する１つのメカニズムと、
    前記黒画素監視信号を受信するよう接続されて、複数の黒画素の１つ連続長を示す前記黒画素監視信号が１つの閾値未満であるときに、１つのレーザー閾値電流未満の１つの駆動電流にて、該駆動電流を遮断せずに、前記ダイオードレーザーを動作させて前記スクリーン上に１つの実質的黒色を生成し、複数の黒画素の１つの連続長を示す前記黒画素監視信号が１つの閾値よりも大きいときに、前記駆動電流を遮断して前記スクリーン上に１つの真黒色を生成するよう動作する１つのレーザー制御と
    を含む１つのレーザーモジュールを更に含む、
    請求項４６に記載の表示装置。
  64. １つの画像を搬送するよう変調された１つのレーザービームを光の前記励起として生成する１つのレーザーと、
    １つの第１回転軸を中心に回転して、前記レーザービームに前記スクリーンを、前記第１回転軸に直交する１つの方向に走査させる、複数の反射面を有する１つの多角形体と、
    前記第１回転軸に直交する１つの第２回転軸を中心に枢支回転して、前記レーザービームに前記スクリーンを、前記第１回転軸と平行な１つの方向に走査させる１つの走査ミラーと、
    前記レーザービームの、前記第１回転軸に沿った、位置とビーム指示との少なくとも一方を変化させて、前記スクリーン上での前記レーザービームの位置を前記第１回転軸に沿って制御するよう動作する１つのビーム調整機構と
    を更に含む、請求項４６に記載の表示装置。
  65. 前記スクリーンは、
    前記レンズ層と前記蛍光層との間に配置された１つの反射層であって、前記複数の円柱レンズの前記円柱軸にそれぞれ沿った複数のスリット開口部を有して前記レンズ層からの光を前記蛍光層へと通過させ、前記蛍光層から入射した光を前記蛍光層へと反射し返すよう構成された１つの反射層と、
    前記蛍光層が、前記蛍光層と前記反射層との間の１つの位置に配置されるよう配置された１つの層であって、前記励起光を反射し、前記蛍光層が発光した光を透過させるよう動作する、該１つの層と
    を更に含む、
    請求項４６に記載の表示装置。
  66. 前記蛍光層は、前記スクリーンの一方側から入射した光を拡散して前記スクリーンの他方側に拡散光を生成する複数の平行な非蛍光ストライプを更に含み、各非蛍光ストライプは、１つの蛍光ストライプの隣に配置されている、
    請求項４６に記載の表示装置。
  67. 各非蛍光ストライプは、１つの蛍光ストライプが発光する光の１つの空間分布プロファイルに類似した前記拡散光の１つの空間分布プロファイルを前記スクリーンの前記他方側に生成する１つの光拡散材料を含む、
    請求項６６に記載の表示装置。
  68. １つの最終画像の第１、第２、及び第３の複数の単色画像成分を、第１、第２、及び第３の異なる複数の色でそれぞれ生成し、該第１、第２、及び第３の複数の単色画像成分を、１つの表示スクリーン上に投射して前記最終画像を生成するよう動作する第１、第２、及び第３の複数の表示モジュールを含み、
    前記第１表示モジュールは、（１）１つの第１蛍光材料を含み、１つの励起波長を有する光を吸収して該励起波長とは異なる１つの第１波長を有する光を発光する１つの第１スクリーンと、（２）前記励起波長を有する少なくとも１つの光ビームを前記第１スクリーンに投射して走査させ、該レーザービームに搬送される、前記第１の色の１つの画像を、前記第１スクリーン上で前記第１蛍光材料により生成される前記第１単色画像成分へと変換するよう動作する１つの第１光学モジュールと、（３）前記第１スクリーンから前記表示スクリーンへと前記第１単色画像成分を投射するよう動作する１つの第１投射光学ユニットとを含み、
    前記第１スクリーンは、前記蛍光層の１つの第１の側にあって、前記励起波長を有する光を透過させ、前記第１、第２、及び第３の複数の色の光を含む可視光を反射するよう動作する１つの第１層を更に含む、
    表示装置。
  69. 前記第３レーザー表示モジュールは、（１）蛍光材料を含まない１つの第３スクリーンと、（２）前記第３の色の少なくとも１つの光ビームを前記第３スクリーンに投射して走査させ、該第３スクリーン上に前記第３単色画像成分を直接的に生成するよう動作する１つの第３レーザーモジュールと、（３）前記第３スクリーンから前記表示スクリーンへと前記第３単色画像成分を投射するよう動作する１つの第３投射光学ユニットとを含む、
    請求項６８に記載の表示装置。
  70. 前記第３表示モジュールは、前記第３の色の少なくとも１つの光ビームを前記表示スクリーンに直接的に投射して走査させ、該表示スクリーン上に前記第３単色画像成分を直接的に生成する、
    請求項６８に記載の表示装置。
  71. 複数の異なる領域を有する１つの基板を含む１つのスクリーンであって、前記複数の異なる領域の少なくとも１つの第１部分は、１つの励起波長を有する光を吸収して、該励起波長より長い１つの発光波長を有する蛍光光を発光するよう動作する少なくとも１つの蛍光材料を含み、前記複数の異なる領域の前記第１部分と空間的に交互配置された前記複数の異なる領域の少なくとも１つの第２部分は蛍光材料を含まない、１つのスクリーンと、
    １つの光変調により複数の画像が搭載された、前記励起波長を有する１つの励起光ビームを前記スクリーンに投射して走査させ、発光された前記蛍光光により前記複数の異なる領域の前記第１部分に複数の画像を生成し、走査を実行する前記励起光ビームにより前記複数の異なる領域の前記第２部分に複数の画像を生成するよう動作する１つの光学モジュールと
    を含む表示装置。
  72. 前記光学モジュールは、前記励起光ビームとは異なる１つの波長を有する１つの第２光ビームを生成して走査を実行させ、走査を実行する該第２光ビームにより前記複数の異なる領域の前記第２部分のうちの１つの選択部分に複数の画像を生成するよう更に動作する、
    請求項７１に記載の表示装置。
  73. 前記励起光ビームは青色光であり、前記蛍光材料は前記青色レーザーにより励起されて緑色光を発光し、前記第２光ビームは赤色光である、
    請求項７２に記載の表示装置。
  74. 励起光を吸収して可視光を発光するよう動作する１つの蛍光層を含む１つの表示スクリーンであって、該蛍光層は複数の平行な蛍光ストライプを含み、少なくとも３つの隣接するリン光体ストライプは、前記励起光を吸収して１つの第１の色の光を発光するよう動作する１つの第１蛍光材料と、前記励起光を吸収して１つの第２の色の光を発光するよう動作する１つの第２蛍光材料と、前記励起光を吸収して１つの第３の色の光を発光するよう動作する１つの第３蛍光材料と、の３つの異なる蛍光材料から形成される、１つの表示スクリーンを含み、
    前記表示スクリーンは、２つの隣接する蛍光ストライプの間の境界に形成されて、異なる複数の蛍光ストライプを分離し、１つの蛍光ストライプが発光して１つの隣接する蛍光ストライプへと入射する光の１つの量を減少させるよう構成された複数の分割器を更に含む、
    表示装置。
  75. 前記複数の分割器は光吸収性を有する、
    請求項７４に記載の表示装置。
  76. 前記複数の分割器は光反射性を有する、
    請求項７４に記載の表示装置。
  77. １つの基板と、
    前記基板の上に形成された複数の蛍光領域であって、少なくとも２つの隣接する蛍光領域は、励起光を吸収して２つの異なる色の光を発光する２つの異なる蛍光材料を含む、複数の蛍光領域と、
    前記複数の蛍光領域の上に形成され、前記複数の蛍光領域に空間的に一致する複数の異なるフィルター領域を含む１つのコントラスト強化層であって、各フィルター領域は対応する１つの一致蛍光領域が発光した１つの色の光を透過させ、その他の色の光を遮断するよう動作する、１つのコントラスト強化層と
    を含む１つのスクリーンを含む、
    表示装置。
  78. 前記複数の蛍光領域は、複数の平行な蛍光ストライプであって、
    前記表示装置は、前記複数の蛍光ストライプに平行な円柱軸を有し、前記複数の蛍光ストライプのそれぞれに対応して前記励起光を該複数の蛍光ストライプのそれぞれに導く複数の円柱レンズを含む、前記蛍光層の１つの第１の側に配置された１つのレンズ層を更に含む、
    請求項７７に記載の表示装置。
  79. 励起光を吸収して可視光を発光する１つの蛍光層と、前記蛍光層の１つの第１の側にあって前記励起光を透過させ前記可視光を反射するよう動作する１つの第１層とを含む１つの表示スクリーンを含み、前記第１層は複数の誘電層の１つの合成シートを含む、
    表示装置。
  80. 前記蛍光層の前記第１の側に形成されて、前記スクリーンに対して複数の異なる角度で入射した前記励起光を前記蛍光層に対して略法線方向に方向付ける、１つのフレネルレンズを更に含む、
    請求項７９に記載の表示装置。
  81. 前記蛍光層は、互いから隔離された複数の平行なリン光体ストライプを含む、
    請求項７９に記載の表示装置。
  82. 前記表示スクリーンは、前記蛍光層の前記第１の側に１つのレンズ層を更に含み、該レンズ層は、前記複数のリン光体ストライプに平行な円柱軸を有し、前記複数のリン光体ストライプにそれぞれ対応するよう配置された複数の円柱レンズを含む、
    請求項８１に記載の表示装置。
  83. 前記複数の誘電層は、複数のポリマー材料である、
    請求項７９に記載の表示装置。
  84. 前記複数の誘電層は、複数のポリエステル材料である、
    請求項７９に記載の表示装置である。
  85. 前記蛍光層は、複数の異なる色の光を発光する複数の異なる蛍光領域と、光反射性か光吸収性かのどちらかを有する、２つの隣接する異なる蛍光領域の１つの境界とを含む、
    請求項７９に記載の表示装置。
  86. 前記スクリーンは、前記蛍光層の１つの第２の側にあって可視光を透過させ前記励起光を遮断する１つの第２層を更に含む、
    請求項７９に記載の表示装置。
  87. 前記第２層は、複数の誘電層の１つの合成シートを含む、
    請求項８６に記載の表示装置。
  88. 表示すべき１つの画像の情報を載せた複数の光パルスを搬送する励起光の１つの走査ビームを生成するよう動作する１つの光学モジュールと、
    前記励起光を吸収して１つの第１の色の光を発光する少なくとも１つの第１蛍光材料を含み、前記走査ビームに搬送された前記画像を生成する１つのスクリーンと、
    前記第１の色の前記光を含む、前記スクリーンからの光の一部を受光するよう配置され、前記走査ビームの前記スクリーン上での１つの空間的対応関係を示す１つの監視信号を生成するよう動作する１つの光検知ユニットと、
    前記監視信号を受信して、前記光学モジュールが前記監視信号に反応して、前記走査ビームに搬送される前記複数の光パルスの１つのタイミングを調整して、前記監視信号に示される、前記走査ビームの前記スクリーン上での１つの空間的対応関係ずれを修正するよう制御するよう動作する１つのフィードバック制御メカニズムと
    を含む表示装置。
  89. 前記スクリーンは、前記第１蛍光材料が前記走査ビームに衝突されたときに前記第１の色の前記光を発光する複数の異なる位置にある複数の第１領域と、蛍光材料を含まず、前記走査ビームに衝突されたときに前記走査ビームを拡散して前記走査ビームの１つの色を表示する複数の異なる位置にある複数の第２領域とを更に含む、
    請求項８８に記載の表示装置。
  90. 前記スクリーンは、前記励起光を吸収して１つの第２の色の光を発光する１つの第２蛍光材料と、前記励起光を吸収して１つの第３の色の光を発光する１つの第３蛍光材料とを更に含み、前記第１、第２、及び第３の複数の蛍光材料は前記スクリーン上の複数の異なる位置に分布する、
    請求項８８に記載の表示装置。
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