JPH06303625A - 表示装置及び蛍光スクリーンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示品位の高い、高輝度、低消費電力の大画
面ディスプレイを実現する。 【構成】 複数の紫外線照射源５１、５２、５３と、紫
外線照射源からの紫外線照射により異なる発光色の可視
光を発する複数種の蛍光体を規則的に配列した蛍光スク
リーン３、および蛍光スクリーンの紫外線源側に設けら
れ、それぞれの紫外線照射源からの紫外線が、決められ
た種類の蛍光体を照射するように紫外線を偏向させるレ
ンズアレイ２を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は大画面表示装置に関し、
特に発光輝度が高く、表示品位の優れた大面積の表示装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、大画面の表示装置としては大型の
単体ＣＲＴや小型のＣＲＴ画面をレンズを用いてスクリ
ーン上に投影する投射型ディスプレイ等が用いられてい
る。しかし、単体ＣＲＴを大型化した場合、装置の奥行
きが深くなったり、重量が重くなる。さらに、画面上で
高輝度が得られ難いといった問題も発生している。一
方、投射型ディスプレイでは画面上のコントラストが低
く、視野角依存性があるといった問題点がある。これら
の問題点を解決するために、蛍光スクリーンを用いた大
画面表示装置が提案されている。以下に、表示装置の構
成を簡単に説明する。蛍光スクリーンを用いた表示装置
は、各々が異なる波長の可視光（例えば、赤色光、緑色
光及び青色光）を発する複数種類の蛍光体から成る蛍光
層を規則的に配列した蛍光スクリーンを表示部とし、複
数個の紫外線照射源から照射された紫外線を各紫外線照
射源の前面に配置された投射レンズにより平行光束化し
た後、蛍光スクリーンに照射する。蛍光スクリーンの各
蛍光体は、それぞれ紫外線が照射された場合にだけ励起
され、所定の波長の可視光を発する。各紫外線照射源は
それぞれ、例えば三色に分解された映像信号の各色（例
えば、赤色光、緑色光及び青色光）の信号に対応して所
定の紫外線を出力する。ここで、例えば赤色の可視光を
発する蛍光体は赤色の信号に対応した紫外線照射源から
出力された紫外線光束のみを受けるように構成しなけれ
ばならない。そのため、蛍光スクリーンと紫外線照射源
との間には遮蔽板を設け、他の紫外光照射源から照射さ
れた紫外線光束が入射しないように構成されている。す
なわち、各紫外線照射源はそれぞれ異なった位置に配置
されているので、各紫外線照射源から遮蔽板の特定の透
過部に到達する紫外線光束の入射方向及び角度はそれぞ
れ異なる。従って、当該遮蔽板の特定の透過部を透過し
た各紫外線光束の蛍光スクリーン上の各蛍光体への到達
位置もそれぞれ異なる。遮蔽板の紫外線透過部は透過し
たそれぞれの紫外線照射源からの紫外線光束がそれぞれ
所定の一種類の単位蛍光体にのみ照射されるような相対
位置に設けられているので、ある紫外線照射源からの紫
外線光束は必ずある特定の可視光を発する単位蛍光体を
励起する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成された従来の表示装置においては、光遮蔽板
の全体の面積に対する紫外光透過部の面積の割合が小さ
いため、投射された紫外線光束の内、蛍光体の励起に用
いられる割合が小さく、総合的な発光効率が低くなると
いう欠点があった。本発明は紫外線光束を蛍光体に照射
してカラー画像を得る表示装置の高輝度化、高効率化を
実現するものである。あわせて、本発明の表示装置に適
した色ずれのない蛍光スクリーンの製造方法を提供する
事を目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る表示装置は、複数の紫外線照射源と、
前記紫外線照射源からの紫外線照射により、それぞれ異
なる波長の可視光を発する複数種の単位蛍光体を規則的
に配列した蛍光スクリーンと、前記蛍光スクリーンの紫
外線照射源側に設けられ、前記紫外線照射源から照射さ
れた紫外線が、所定の波長の可視光を発する蛍光体を照
射するように紫外線を偏向させるレンズアレイとを具備
するように構成したものである。前記構成において、直
線状に配列された３つの紫外線照射源と、前記紫外線照
射源の配列方向と直交する方向に軸を有する複数個の円
柱レンズからなるレンズアレイと、を具備することが好
ましい。また、前記構成において、 三角形状に配列さ
れた３つの紫外線照射源と、前記紫外線照射源の配列方
向と同じ方向に配列された複数個のレンズからなるレン
ズアレイとを具備することが好ましい。また、前記構成
において、紫外線照射源が面状の発光体からなり、当該
紫外線照射源のレンズアレイ側に投射レンズが設けられ
ていることが好ましい。また、前記構成において、紫外
線照射源からの紫外線がビーム状であり、当該紫外線照
射源のレンズアレイ側に紫外線の偏向手段が設けられて
いることが好ましい。また、前記構成において、紫外線
照射源からの紫外線がレーザー光線であることが好まし
い。また、前記構成において、レンズアレイの紫外線照
射源側に、当該紫外線照射源からの紫外線に対する反射
防止膜が設けられていることが好ましい。本発明に係る
蛍光スクリーンの製造方法は、蛍光スクリーンが実際に
用いられる表示装置と等価な光学系を用い、蛍光スクリ
ーン基体上に所定の可視光を発する蛍光体粉末を混在さ
れた感光性ネガレジストを塗布し、前記光学系に対して
前記蛍光スクリーン基体を実際の表示装置における蛍光
スクリーンの位置と相対的に等しい位置に配置し、前記
光学系における露光用光源を駆動して前記蛍光スクリー
ン上に塗布された感光性ネガレジストを露光し、前記蛍
光スクリーン基体を洗浄し、露光されなかった部分に付
着した蛍光体粉末を感光性ネガレジストとともに除去す
る。また、本発明に係る蛍光スクリーンの製造方法は、
蛍光スクリーンが実際に用いられる表示装置と等価な光
学系であって、複数の露光用光源と、蛍光スクリーンの
前記露光用光源側の所定の位置に設けられ、所定の露光
用光源から照射された光が所定の可視光を発する蛍光体
を照射するように偏向させるレンズアレイとを具備する
ものを用い、所定の波長の可視光を発する蛍光体粉末を
混在させた感光性ネガレジストを蛍光スクリーン基体上
に塗布する第１の工程、前記所定波長の可視光に対応し
た露光用光源を発光させる第２の工程、前記蛍光スクリ
ーン基体を洗浄し、紫外線が照射された場所以外の場所
に付着していた前記蛍光体粉末を除去し、所定の位置に
前記所定の波長の可視光を発する単位蛍光体の配列を形
成する第３の工程、前記所定波長の可視光とは異なる別
の所定波長の可視光を発する別の蛍光体粉末を混在させ
た感光性ネガレジストを前記蛍光スクリーン基体上に塗
布する第４の工程、前記別の所定波長の可視光に対応し
たの別の露光用光源を発光させる第５の工程、前記蛍光
スクリーン基体を洗浄し、紫外線が照射された場所以外
の場所に付着していた前記別の蛍光体粉末を除去し、別
の所定の位置に別の単位蛍光体の配列を形成する第６の
工程、全ての所定の波長の可視光を発する全ての単位蛍
光体の配列を形成するまで前記第４、第５及び第６の工
程を繰返す第７の工程、を有するようにに構成されてい
る。さらに、上記製造方法において、全ての単位蛍光体
の配列を形成した後、カーボン粉末を混在させた感光性
ポジレジストを蛍光スクリーン基体上に塗布する第８の
工程、全ての露光用光源を駆動させ、全ての単位蛍光体
の配列上に紫外線を照射する第９の工程、前記蛍光スク
リーン基体を洗浄し、紫外線が照射された場所に付着し
ていたカーボン粉末を除去し、前記蛍光スクリーン基体
上の単位蛍光体の配列が形成されている場所以外の場所
にブラックマトリクスを形成する第１０の工程、を有す
るように構成することが好ましい。

【０００５】

【作用】本発明に係る表示装置においては、レンズアレ
イを用いて複数個の紫外線照射源からそれぞれ照射され
る紫外線光束を偏向させ、蛍光スクリーン上の所定の種
類の蛍光体のみを励起するように構成したので、従来の
光遮蔽板を用いた場合と比較して紫外線の利用効率が高
まり、可視光への変換効率が２〜３倍向上する。紫外線
照射源を直線状に配列した場合は、それに対応してレン
ズアレイを複数の円柱レンズが紫外線照射源の配列方向
と直交する方向に軸を有するように配列する。これによ
り、紫外線照射源からの紫外線は、偏向され、ストライ
プ状（単位蛍光体の直線状配列）に収束される。また、
紫外線照射源を三角形状に配列した場合は、それに対応
してレンズアレイも紫外線照射源と同じ方向に配列され
た複数個の（球面）レンズ等により構成する。これによ
り、各紫外線照射源からの紫外線はそれぞれ対応するレ
ンズにより所定の位置に偏向され、ドット状（単位蛍光
体のマトリックス状配列）に収束される。

【０００６】この発明に係る表示装置において用いられ
る蛍光スクリーンは、実際にこの蛍光スクリーンが使用
される表示装置と等価な光学系を用いてフォトリソグラ
フィー技術によって製造される。具体的には、本発明の
蛍光スクリーンの製造方法において、複数のレンズが設
けられたレンズアレイあるいは同等の光学部品を露光マ
スクとして用いる。レンズアレイを蛍光スクリーン面か
ら所定の位置に設置し、且つ照射源自体あるいは同等の
光源を各色の蛍光体ドットの露光用光源としてそれらの
前面に配置した所定の投射レンズなどと共に所定の位置
に設置する。まず、所定の可視光を発するＡ蛍光体粉末
を混在させた感光性ネガレジストを蛍光スクリーン上に
塗布する。次に所定の可視光に対応する紫外線照射源ａ
を発光させる。紫外線照射源ａから照射された紫外線
は、例えば、それらの前面に配置した投射レンズにより
平行光束化後拡大される。その光束はレンズアレイに照
射され、偏向・収束される。上記蛍光スクリーン上に塗
布された感光性レジスト上に照射される位置は、光束の
入射方向、蛍光スクリーン面とレンズアレイとの距離、
レンズの形状などによって決定される。レンズアレイが
例えば複数個の円柱レンズを紫外線照射源の配列方向と
直交する方向に配列されたものである場合、当該レンズ
アレイに入射した紫外線は線状に収束される。また、レ
ンズアレイが複数個の球面レンズ等の配列からなる場合
は、各球面レンズによって収束された位置に点状（ドッ
ト状）に収束される。紫外線が照射された場所のみ感光
性ネガレジストが硬化し、蛍光スクリーン上にレンズの
数と同じ数のＡ蛍光体ストライプまたは蛍光体ドットが
固着される。その後蛍光スクリーンを洗浄することでそ
れ以外の場所に付着していたＡ蛍光体粉末は感光性ネガ
レジストと共に除去される。これにより、所定の位置に
Ａ蛍光体ストライプまたは蛍光体ドット（単位蛍光体の
配列）が形成される。次にＡと異なる波長の可視光を発
するＢ蛍光体粉末を混在させた感光性ネガレジストを蛍
光スクリーン上に塗布し、前述と同様の方法によりＡ蛍
光体ストライプまたは蛍光体ドットとは異なった位置に
Ｂ蛍光体ストライプまたは蛍光体ドットが形成される。
以上の工程を各紫外線照射源毎に行うことで、各発光色
の蛍光体ストライプまたは蛍光体ドットを形成すること
ができる。この方式によれば、実際に蛍光スクリーンが
用いられる表示装置におけるレンズアレイ及び紫外線照
射源の位置とこの蛍光スクリーンを製造するためのレン
ズアレイ及び紫外線照射源の位置とが相対的に同じであ
るため、複数個の紫外線源を用いても色ずれを起こすこ
とがない。

【０００７】

【実施例】本発明に係る表示装置を、その好適な一実施
例を示す図１、図２、図３及び図４を用いて説明する。
図１は本実施例における表示装置の構成を示す断面斜視
図である。図１において、筐体１の前面には蛍光スクリ
ーン３が設けられている。また、筐体１の内部の所定の
位置には３個の紫外線照射源５１、５２、５３及び反射
鏡５及び６等が設けられている。また、各紫外線照射源
５１、５２、５３の前方の所定の位置には投射レンズ４
が設けられ、各紫外線照射源５１、５２、５３から照射
された紫外光は拡大され、平行光束化される。投射レン
ズ４により平行光束化された紫外線光束は、反射鏡５及
び６により反射され、蛍光スクリーン３に照射される。
蛍光スクリーン３の投射レンズ４に面した側には、レン
ズアレイ２が所定の間隔を保って配置されている。な
お、筐体１の内部には乾燥空気や乾燥窒素などが充填さ
れている。

【０００８】図２に本実施例に用いた紫外線照射源５
１、５２、５３の断面図を示す。紫外線照射源５１、５
２、５３は、おもに蛍光面部１１以外は一般的な陰極線
管（ＣＲＴ）と同様の構造であり、内部が高真空に保た
れたガラスバルブ１２のネック部１３にカソード１４と
電子レンズ１５からなる電子銃１６が設けられている。
フェースプレート１７の内面には蛍光面１１が設けられ
ている。また、ガラスバルブ１２の内表面には、所定の
領域を導電処理することにより、内部導電膜１８が形成
されている。蛍光面１１と内部導電膜１８とは導通して
おり、ガラスバルブ１８を貫通するように設けられたア
ノードボタン１９を介して、これらに対して外部から所
定の電圧を印加することができる。また、ネック部１３
の近傍には偏向ヨーク２０が設けられている。ガラスバ
ルブ１２には必要に応じて部分的に金属などを用いても
よい。蛍光面部１１は、膜厚が１００ｎｍ〜１００μｍ
程度の紫外蛍光層４１と、そのフェースプレート１７側
に設けられた総膜厚が１００ｎｍ〜１００μｍ程度の多
層膜反射鏡４２と、同じく電子銃１６側に設けられた膜
厚数１０〜数１００ｎｍ程度の金属反射鏡４３とを具備
するように構成されている。金属反射鏡４３は内部導電
膜１８と導通している。本実施例では、紫外蛍光層４１
として硫化亜鉛の単結晶膜を用いた。多層膜反射鏡４２
としては、ＳｉＯ₂ 薄膜とＴｉＯ₂ 薄膜よりなる複合膜
が数周期〜数１０周期積層された多層膜を用いた。各々
の誘電体膜の膜厚は、典型的にはそれらの中における発
光波長の１／４の奇数倍に近い値に設定した。金属反射
鏡４３としてはアルミニウムの蒸着膜を用いた。フェー
スプレート１７には、蛍光面部１１から放射される紫外
線光をよく透過するような組成のガラスを用いた。

【０００９】図３に本実施例に用いた蛍光スクリーンの
斜視図を示す。蛍光スクリーン３はスクリーン基体３１
と、前記筐体１の内面側に所定の間隙を隔てて周期的に
形成された帯状の蛍光体ストライプ３２と、前記間隙部
分に形成されたブラックマトリクス３３とを具備するよ
うに構成されている。蛍光体ストライプ３２は、図示す
るように例えば赤色蛍光体（Ｒ）、緑色蛍光体（Ｇ）、
青色蛍光体（Ｂ）、赤色蛍光体（Ｒ）、・・・・の順番
にこれらの蛍光体が配列されている。スクリーン基体３
１として、これらの可視光に対して透明な樹脂板やガラ
ス板等を用いた。赤色の蛍光体ストライプの材料として
Ｚｎ_0.2 Ｃｄ_0.8 Ｓ：Ａｇの蛍光体粉末を、緑色の蛍光
体ストライプの材料としてＺｎ_0.6 Ｃｄ_0.4 Ｓ：Ａｇの
蛍光体粉末を、青色の蛍光体ストライプの材料としてＺ
ｎＳ：Ａｇの蛍光体粉末をそれぞれ用いた。これらは紫
外線の照射を受けて励起されることにより、各々赤色、
緑色、青色の可視光を発する。なお、同様に紫外線の照
射により赤色、緑色、青色の可視光を発する蛍光体であ
れば、他の所定の材料であってもよい。ブラックマトリ
クス３３として、例えばカーボン粉末を用いた。これも
耐光性のある黒色あるいはそれに類する他の材料を用い
てもよい。蛍光スクリーン３には、必用に応じて例えば
対角４０インチ以上の大画面スクリーンを採用した。

【００１０】図４は、本実施例において用いられるレン
ズアレイ２の構造を示す斜視図である。このレンズアレ
イ２は、ある１つの紫外線源（例えば、図１における紫
外線照射源５１、５２又は５３）からの紫外線を、ある
決められた可視光を発する蛍光体ドットを励起するため
に用いられる。レンズアレイ２はレンズアレイ基体２１
と、その表面を被覆する反射防止膜とで構成されてい
る。レンズアレイ基体２１は、紫外線を透過するガラス
を、複数本の円柱レンズ（cylindrical lens）２２を平
行に配列させた構造となるように、金型を用いて成形加
工したものである。なお、金型を作成する際、コンピュ
ータを用いて各紫外線照射源からの光束の光路を計算
し、最適設計を行うことは言うまでもない。１組の赤
色、緑色、青色の蛍光体ストライプには１本の円柱レン
ズが対応するように配置されている。このレンズアレイ
２を用いることにより、投射レンズ４から投射された紫
外線のほぼ９０％が蛍光スクリーン３に照射される。

【００１１】本発明の表示装置の動作を以下に説明す
る。図２におけるカソード１４の電位に対して蛍光面１
１に数ｋＶ〜１００ｋＶ程度の正電圧を印加し、電子銃
１６から放射された電子ビームを所定のビーム径に集束
し、加速して、蛍光面部１１に打ち込む。これにより、
電子ビームは偏向ヨーク２０で偏向され所定の周期で蛍
光面上を走査される。ここで、所定の画像信号を電子銃
１６と偏向ヨーク２０に入力する。電子ビームは金属反
射鏡４３を透過して紫外蛍光層４１中に打ち込まれ、硫
化亜鉛の母体を励起する。硫化亜鉛は、その励起子やバ
ンドギャップ間の遷移に相当する例えば３４０ｎｍ程度
の波長の紫外線を発生する。紫外蛍光層４１には、効率
よく発光させるために格子欠陥など非発光中心の少ない
高品質の単結晶膜を用いることが好ましい。

【００１２】紫外蛍光層４１の両側にそれを挟むように
対向して設けられた多層膜反射鏡４２と金属反射鏡４３
とは、紫外蛍光層４１の発光に対して高い反射率を有
し、前記発光に対して光共振器の作用を果たす。即ち、
前記発光は多層膜反射鏡４２と金属反射鏡４３とにより
構成される反射鏡対間で反射を繰り返し、紫外蛍光層に
ほぼ同一波長の誘導放出を起こさせる。電子ビームのパ
ワー密度をあるしきい値以上にするとレーザー発振が起
こる。レーザー光は半透明な多層膜反射鏡４２を透過
し、外部に放射される。レーザー光は、主にその発光波
長と発光部の面積で決まる狭い発散角で、反射鏡に鉛直
な方向に平行性良く放射される。レーザー光は、フェー
スプレート１７を透過して紫外線照射源の前方に出射さ
れる。紫外蛍光層４１の膜厚は、所定の駆動条件で入力
からレーザー光出力へのエネルギー変換効率が最も高く
なるように設定することが望ましい。具体的には、電子
ビームの侵入深さに対して電子ビームのエネルギーをで
きるだけ効率よく紫外蛍光層で吸収でき、且つ光共振器
における反射や吸収等に伴う損失ができるだけ低くなる
膜厚に設定する。金属反射鏡４３の膜厚は、紫外蛍光層
４１の発光に対する反射率が十分高く、且つ電子ビーム
をできるだけ透過できる最適値に設定することが望まし
い。金属反射鏡４３の前記発光に対する反射率は８０％
程度以上であった。多層膜反射鏡４２の積層数を、典型
的には前記発光に対する反射率が９０％程度以上になる
ように設定した。レーザー発振のしきい値パワー密度を
低減するには、低損失の高品質単結晶膜を紫外蛍光層４
１に用いることと共に、両反射鏡の反射率をできるだけ
高くすることが望ましい。

【００１３】紫外線照射源５１、５２、５３から出射し
た紫外線（レーザー光）は投射レンズ４、拡大され、平
行光束化された後、反射鏡５、反射鏡６を介して、レン
ズアレイ２に入射される。その後レンズアレイ２を透過
することにより偏向され、３つの紫外線照射源５１、５
２、５３からの紫外光は、それぞれ蛍光スクリーン３に
配列した赤、緑、および青色蛍光体ストライプ３２に効
率よく照射される。蛍光体ストライプ３２は紫外線によ
り励起され、それぞれの色の可視光を発光する。これら
の可視光はスクリーン基体３１を透過して、スクリーン
前面に拡散的に放射される。なお、蛍光体ストライプ３
２の蛍光体粉末の層厚は、紫外レーザー光を効率よく吸
収し、且つ効率よく前面に放射できる最適な厚みに設定
することが好ましい。また、本実施例の表示装置を所定
の条件で駆動したところ、蛍光スクリーン３自体が発光
するため、コントラスト等高い表示品位が得られること
が確認された。

【００１４】一般に、従来の蛍光面を用いた投射管で
は、その発光は自然発光で蛍光面から拡散的に放射され
るので、最適な投射レンズを用いて集光したとしてもそ
の集光率は１０％程度と低い。これに比べて、この実施
例における表示装置においては、紫外線照射源５１、５
２、５３から照射される紫外線はレーザー光であり、そ
の発散角は狭い。従って、投射レンズ４は８０％程度以
上の高い集光率で紫外線照射源５１、５２、５３からの
紫外線光を集光し、投射することができる。そのため、
従来のものと比較して、はるかに集光率が高い。

【００１５】また光遮蔽板の代わりに、レンズアレイ２
を用いているため、紫外線の利用効率が高く、蛍光スク
リーン３上の各蛍光体ストライプ３２における紫外線か
ら可視光へのエネルギー変換時のロスを差し引いても、
より効率よく高輝度の表示ができる。従って、スクリー
ンの真正面方向の輝度を上げるために、従来の投射型デ
ィスプレイにおいてスクリーンに設けられていたレンチ
キュラーレンズを省略したとしても、十分に高い輝度が
得られる。さらに、従来の投射型ディスプレイと異な
り、表示光はスクリーンから拡散的にその前面に放射さ
れるため、視野角の広い表示装置が実現される。以上の
ように、本実施例に示した発明により、特に画像品位の
高い、高輝度、低消費電力の大画面ディスプレイが実現
される。

【００１６】なお、上記実施例では紫外線照射源５１、
５２、５３として、光共振器を配したレーザー構造の蛍
光面を設けた紫外線照射源を使用したが、従来構成の陰
極線管を用いることも可能である。即ち、図２において
蛍光面部１１の代わりに電子線励起により効率よく紫外
線を発する蛍光体粉末層を用い、適宜その上にメタルバ
ック層を設けてもよい。蛍光体粉末として、例えばＣａ
₃（ＰＯ₄）₂：Ｔｌ⁺ 、ＢａＳｉ₂Ｏ₅：Ｐｂ²⁺、（Ｂ
ａ、Ｓｒ、Ｍｇ）₃Ｓｉ₂Ｏ₇：Ｐｂ²⁺、Ｃａ₂ＭｇＳｉ₂
Ｏ₇：Ｃｅ³⁺、Ｚｎ ₂ＳｉＯ₄：Ｔｉ、ＳｒＢ₄Ｏ₇Ｆ：Ｅ
ｕ²⁺等を用いることができる。また、メタルバック層に
はＡｌ薄膜を用いる。この場合、電子銃１６から打ち出
された電子ビームは加速され、蛍光体粉末層に打ち込ま
れる。蛍光体粉末層からは所定の波長の紫外線光が発せ
られる。この紫外線光は自然放出光で、紫外線照射源５
１、５２、５３の前方に拡散的に出射される。その光は
投射レンズで集光、平行光束化後拡大され、レンズアレ
イ２を透過して、蛍光体ストライプ３２を励起する。蛍
光体ストライプ３２からそれぞれ赤色、緑色及び青色の
可視蛍光が前面に放射される。

【００１７】さらに、紫外線源として、従来の液晶デバ
イスを用いたビデオプロジェクタの光源を紫外線照射源
として用い、紫外線が透過、あるいは反射する部品で光
学系を構成してもよい。また、上記実施例においては、
蛍光ストライプを励起するための紫外線の照射源とし
て、紫外線照射源を赤色、緑色及び青色の可視蛍光に対
応してそれぞれ１本づつ計３本設けたが、例えばさらに
輝度を上げたい場合には、各色毎に複数本、例えば２本
づつ計６本の紫外線照射源を設けてもよい。また、上記
実施例では紫外線照射源は水平一列に配したが、必用に
応じて例えば３角形状等他の配列にしてもよい。３角形
状配列の場合、レンズアレイは通常の円盤状のレンズを
平面状に隙間なく並べたような構成となる。また蛍光ス
クリーンも３角形状に赤、緑、青色発光蛍光体ドットを
配列させることにより形成する。 また、上記実施例で
は紫外線照射源が面状の発光体である場合について説明
したが、紫外線照射源からの紫外線がビーム状であって
も本発明の表示装置を構成することができる。この場合
は３つのビーム状紫外線源のレンズアレイ側に、電気光
学素子、あるいは可動ミラー等で構成される紫外線の偏
向装置を設け、レンズアレイ表面を紫外線ビームで走査
することによりカラーの画像を高輝度で表示することが
できる。

【００１８】次に、本発明に係る表示装置の蛍光スクリ
ーンの製造方法の一実施例について説明する。蛍光スク
リーンの製造方法の第１段階として、上記実施例におい
て用いたレンズアレイ２と同一のもの又はそれと同等の
光学部品を、これから製造されるべき蛍光スクリーン面
が設置される位置に対して所定の位置に設置する。レン
ズアレイと蛍光スクリーンとの相対位置は、図１に示す
本発明に係る表示装置における蛍光スクリーン３とレン
ズアレイ２がなす相対位置と等しい。レンズアレイは一
種の露光マスクとして用いられる。また、前記紫外線照
射源５１、５２及び５３と同一の紫外線照射源又は同等
の光源（以下、露光用光源と称する）を、投射レンズ等
と共にそれぞれ所定の位置に設置した。露光用光源の位
置は、図１に示す本発明に係る表示装置における蛍光ス
クリーン３に対して紫外線照射源５１、５２、５３等が
なす相対位置と等しい。なお、各露光用光源からの光束
のうち、少なくとも露光用マスクを経て蛍光スクリーン
に至るまでの光跡が図１に示す完成された表示装置にお
ける光跡と同じ相対位置を通るものであれば、必ずしも
図１に示す表示装置と同じ光学系を用いなくてもよい
（例えば、反射鏡５及び６等に相当する光学部品を省略
してもよい）。すなわち、この発明に係る表示装置にお
いて用いられる蛍光スクリーンは、実際にこの蛍光スク
リーンが使用される表示装置と等価な光学系を用いてフ
ォトリソグラフィー技術によって製造される。

【００１９】次に、以上のように構成された蛍光スクリ
ーンの製造装置を用いて蛍光スクリーンを製造する工程
を説明する。まず、赤色の可視光を発する蛍光体（赤色
蛍光体）の粉末Ａを混在させた感光性ネガレジスト（光
が照射された部分のみが硬化するタイプのフォトレジス
ト）を蛍光スクリーンの基体上に塗布した。次に赤色用
の露光用光源ａを駆動し、露光用光源ａから紫外線を照
射させた。照射された紫外線は、露光用光源の前面に配
置された投射レンズにより拡大され、平行光束化された
後、露光マスクとしてのレンズアレイに照射される。レ
ンズアレイに入射した紫外線光束は、円筒レンズ面を通
過する際、偏向されて蛍光スクリーン面上の所定の位置
に収束される。感光性ネガレジストは、紫外線が投射さ
れた場所のみが硬化し、硬化した部分の赤色蛍光体が蛍
光スクリーン上に固着される。ここで、レンズアレイの
一本の円筒レンズによって紫外線の平行光束は一本の細
い線状に収束されているため、蛍光スクリーンの表面に
は赤色蛍光体のストライプが形成される。その後蛍光ス
クリーンを洗浄し、紫外線が照射された場所以外の場所
に付着していた蛍光体粉末Ａを感光性ネガレジストと共
に除去する。

【００２０】次に緑色の可視光を発する蛍光体（緑色蛍
光体）の粉末Ｂを混在させた感光性ネガレジストを蛍光
スクリーン基体上に塗布した。今度は異なる露光用光源
ｂを駆動し、露光用光源ｂから紫外線を照射させた。照
射された紫外線は、投射レンズにより拡大され、平行光
束化された後、前記レンズアレイに照射される。この露
光用光源ｂは前記露光用光源ａとは異なる位置に設けら
れているため、露光用光源ｂから照射された紫外線は、
露光用光源ａから照射された紫外線とは異なるレンズア
レイ上の位置に入射する。そのため、レンズアレイに入
射した紫外線光束は、蛍光スクリーン面上の異なる所定
の位置に線状に収束される。紫外線を照射され、硬化し
た部分の赤色蛍光体が蛍光スクリーン上に固着される。
その結果、蛍光スクリーンの表面には緑色蛍光体のスト
ライプが形成される。その後蛍光スクリーンを洗浄し、
紫外線が照射された場所以外の場所に付着していた蛍光
体粉末Ｂを感光性ネガレジストと共に除去する。同様の
工程を青色の可視光を発する蛍光体粉末Ｃに対しても行
い、青色蛍光体のストライプを作製する。

【００２１】次に、カーボン粉末を混在させた感光性ポ
ジレジスト（光を照射された部分は硬化しないタイプの
フォトレジスト）を蛍光スクリーン上に塗布する。今度
は、全部の露光用光源を駆動させ、すべての蛍光体スト
ライプの位置に紫外線を照射した。その後蛍光スクリー
ンを洗浄し、各蛍光体ストライプの上に覆われていたカ
ーボン粉末を感光性ポジレジストと共に除去した。この
工程により、各蛍光体ストライプ以外の場所にブラック
マトリクス層を形成する。その後、必要に応じて加熱法
等所定の方法で、各蛍光体ストライプ、ブラックマトリ
クス中に残存する樹脂成分を取り除くことにより蛍光ス
クリーン３が完成する。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る表示装置
によれば、蛍光体を励起するための紫外線照射源からの
紫外線光を、レンズアレイを用いて蛍光スクリーンに照
射するので、従来の光遮蔽板を用いた場合と比較して紫
外線の可視発光への変換効率が向上する。その結果、高
輝度、低消費電力の大画面ディスプレイが実現すること
ができる。また、この発明に係る表示装置において用い
られる蛍光スクリーンは、実際にこの蛍光スクリーンが
使用される表示装置と等価な光学系を用いてフォトリソ
グラフィー技術によって製造されているため、色ずれの
ない蛍光スクリーンを得ることができるという効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表示装置の一実施例の構成を示す
破断斜視図

【図２】上記一実施例において用いられる紫外線照射源
の構成を示す断面図

【図３】上記一実施例において用いられる蛍光スクリー
ンの構成を示す斜視図

【図４】上記一実施例において用いられるレンズアレイ
の構成を示す斜視図

【符号の説明】

１ 筐体 ２ レンズアレイ ３ 蛍光スクリーン ４ 投射レンズ ５、６ 反射鏡 １１ 蛍光面部 １２ ガラスバルブ １３ ネック部 １４ カソード １５ 電子レンズ １６ 電子銃 １７ フェースプレート １９ アノードボタン ２０ 偏向ヨーク ２１ レンズアレイ基体 ２２ 反射防止膜 ３１ スクリーン基体 ３２ 蛍光体ストライプ ３３ ブラックマトリクス ４１ 紫外蛍光層 ４２ 多層膜反射鏡 ４３ 金属反射鏡 ５１、５２、５３ 紫外線照射源

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の紫外線照射源と、前記紫外線照射
   源からの紫外線照射により、それぞれ異なる波長の可視
   光を発する複数種の単位蛍光体を規則的に配列した蛍光
   スクリーンと、前記蛍光スクリーンの紫外線照射源側に
   設けられ、前記紫外線照射源から照射された紫外線が、
   所定の波長の可視光を発する蛍光体を照射するように紫
   外線を偏向させるレンズアレイとを具備する表示装置。
2. 【請求項２】 直線状に配列された３つの紫外線照射源
   と、前記紫外線照射源の配列方向と直交する方向に軸を
   有する複数個の円柱レンズからなるレンズアレイと、を
   具備した請求項１に記載の表示装置。
3. 【請求項３】 三角形状に配列された３つの紫外線照射
   源と、前記紫外線照射源の配列方向と同じ方向に配列さ
   れた複数個のレンズからなるレンズアレイとを具備した
   請求項１に記載の表示装置。
4. 【請求項４】 紫外線照射源が面状の発光体からなり、
   当該紫外線照射源のレンズアレイ側に投射レンズが設け
   られている請求項１、２又は３に記載の表示装置。
5. 【請求項５】 紫外線照射源からの紫外線がビーム状で
   あり、当該紫外線照射源のレンズアレイ側に紫外線の偏
   向手段が設けられている請求項１に記載の表示装置。
6. 【請求項６】 紫外線照射源からの紫外線がレーザー光
   線である請求項１に記載の表示装置。
7. 【請求項７】 レンズアレイの紫外線照射源側に、当該
   紫外線照射源からの紫外線に対する反射防止膜が設けら
   れている請求項１に記載の表示装置。
8. 【請求項８】 蛍光スクリーンが実際に用いられる表示
   装置と等価な光学系を用い、 蛍光スクリーン基体上に所定の可視光を発する蛍光体粉
   末を混在された感光性ネガレジストを塗布し、 前記光学系に対して前記蛍光スクリーン基体を実際の表
   示装置における蛍光スクリーンの位置と相対的に等しい
   位置に配置し、 前記光学系における露光用光源を駆動して前記蛍光スク
   リーン上に塗布された感光性ネガレジストを露光し、 前記蛍光スクリーン基体を洗浄し、露光されなかった部
   分に付着した蛍光体粉末を感光性ネガレジストとともに
   除去する蛍光スクリーンの製造方法。
9. 【請求項９】 蛍光スクリーンが実際に用いられる表示
   装置と等価な光学系であって、複数の露光用光源と、蛍
   光スクリーンの前記露光用光源側の所定の位置に設けら
   れ、所定の露光用光源から照射された光が所定の可視光
   を発する蛍光体を照射するように偏向させるレンズアレ
   イとを具備するものを用い、 所定の波長の可視光を発する蛍光体粉末を混在させた感
   光性ネガレジストを蛍光スクリーン基体上に塗布する第
   １の工程、 前記所定波長の可視光に対応した露光用光源を発光させ
   る第２の工程、 前記蛍光スクリーン基体を洗浄し、光が照射された場所
   以外の場所に付着していた前記蛍光体粉末を除去し、所
   定の位置に前記所定の波長の可視光を発する単位蛍光体
   の配列を形成する第３の工程、 前記所定波長の可視光とは異なる別の所定波長の可視光
   を発する別の蛍光体粉末を混在させた感光性ネガレジス
   トを前記蛍光スクリーン基体上に塗布する第４の工程、 前記別の所定波長の可視光に対応したの別の露光用光源
   を発光させる第５の工程、 前記蛍光スクリーン基体を洗浄し、光が照射された場所
   以外の場所に付着していた前記別の蛍光体粉末を除去
   し、別の所定の位置に別の単位蛍光体の配列を形成する
   第６の工程、 全ての所定の波長の可視光を発する全ての単位蛍光体の
   配列を形成するまで前記第４、第５及び第６の工程を繰
   返す第７の工程、 を有する蛍光スクリーンの製造方法。
10. 【請求項１０】 全ての単位蛍光体の配列を形成した
    後、カーボン粉末を混在させた感光性ポジレジストを蛍
    光スクリーン基体上に塗布する第８の工程、 全ての露光用光源を駆動させ、全ての単位蛍光体の配列
    上に光を照射する第９の工程、 前記蛍光スクリーン基体を洗浄し、光が照射された場所
    に付着していたカーボン粉末を除去し、前記蛍光スクリ
    ーン基体上の単位蛍光体の配列が形成されている場所以
    外の場所にブラックマトリクスを形成する第１０の工
    程、 を有する請求項９の蛍光スクリーンの製造方法。