JPH1138901A

JPH1138901A - 表示装置

Info

Publication number: JPH1138901A
Application number: JP9197197A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Taira; 和樹平; Haruhiko Okumura; 治彦奥村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量かつ大画面化が容易な表示装置を提供す
る。【解決手段】４００ｎｍ近傍単波長収束光を変調手段
１１０により表示信号に応じてシーケンシャルに強度変
調し、ＸＹスキャンミラー１０８により蛍光体１０１を
配設したスクリーン１００上にスキャンする。蛍光体層
１０１より発光する表示信号と対応した階調を有する可
視光を、液晶カラーシャッタ１０３を用いて色分離する
ことによりカラー画像が表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像を表示する表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】表示装置としてさまざまなものが提案さ
れている。例えばＣＲΤは、テレビジョン、情報処理装
置のモニタをはじめとして非常に幅広く用いられてい
る。また近年では、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラ
ズマディスプレイ（ＰＤΡ）、フィールドエミッション
ディスプレイ（ＦＥＤ）などのフラットパネルディスプ
レイも注目を集めている。この中でも液晶ディスプレイ
はＣＲＴに代わる表示装置として非常に多く用いられる
ようになってきている。

【０００３】表示装置の表示方式としては、表示した画
像を直接観測する直視型の表示装置と、表示した画像を
スクリーンに拡大投影する投射型表示装置とに区別する
ことができる。後者はさらに、反射スクリーンに前方か
ら画像を投影する前方投射型表示装置と透過型スクリー
ンの背面から投影する背面投射型表示装置とに分けられ
る。

【０００４】このような従来の表示装置は大画面化にお
いて課題を有している。例えばＣＲＴで大画面を表示す
るためには、ＣＲＴそのものを大きくするか、ＣＲＴに
表示された画面を投射光学系を用いてスクリーン上に拡
大表示する必要がある。ところが、ＣＲＴを大型化する
と装置の奥行きが長大になり、また重量も重くなるとい
う問題がある。また、電子を照射して画像を形成するＣ
ＲＴでは管内を減圧する必要があるが、このこともＣＲ
Ｔを大型化することを困難にしている原因の一つであ
る。また例えば、液晶表示装置で大画面を実現するに
は、直視型の場合、薄膜トランジスタなどのスイッチン
グ素子をマトリクス状に配設したアレイ基板そのものを
大きくする必要があるが、非常に多数の極めて微細な半
導体素子を大きな基板全体にわたって均一に製造するの
は困難である。このため生産性が非常に低くなり、コス
トが高くなってしまうという問題がある。また複数のア
レイ基板を張り合わせることにより大画面を得ることも
可能ではあるが、張り合わせ部の処理が難しく、また張
り合わせた複数のアレイ基板間で均一な表示品質を得る
ことは困難である。プラズマディスプレイでも大型化に
伴う製造プロセス上の困難さが問題となる。

【０００５】投射型の表示装置は直視型の表示装置に比
べて大画面化が容易であるが、部屋の照明を暗くする必
要があるなど直視型に比べ汎用性が低く、さらに十分な
輝度、コントラストを得ることが困難で直視型の表示装
置に比べ表示品質が低いという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点を解決するためになされたものである。すなわち本
発明は、大画面表示を行うことができ、かつ表示品質の
高い表示装置を提供することを目的とする。また本発明
は大画面表示を行うことができ、かつ軽量なな表示装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は以下のような構成を備えている。

【０００８】本発明の表示装置は、単波長収束光を照射
する光源と、前記光源光が照射されたとき可視領域で発
光するような蛍光体層が配設されたスクリーンと、前記
光源光の強度を表示信号に応じて変調する変調手段と、
前記変調手段により強度変調された光源光を前記スクリ
ーンに２次元的にスキャンするスキャン手段とを具備し
たことを特徴とする。

【０００９】前記光源は波長約３００〜約４５０ｎｍの
光を与えるものを用いるようにしてもよい。このような
光源を用いることにより、光源とスクリーンとの間に光
学系を配設する場合にも、吸収、散乱などの損失が小さ
く抑制される。

【００１０】また、前記光源を複数配設し、前記変調手
段および前記スキャン手段は前記光源ごとに複数系統配
設するようにしてもよい。例えばカラー画像を表示する
場合に、３原色に対応した３系統の光源と、光源ごとに
配設された描画光学系とを備えることにより、表示装置
の駆動周波数が１／３に低減される。

【００１１】また、前記スクリーンの前記スキャン手段
とは反対側に、前記蛍光体層の発光光を着色する手段を
備えるようにしてもよい。このような着色手段として
は、例えばカラーフィルタ、液晶カラーシャッタなどを
挙げることができる。例えば独立に駆動可能な分割され
た複数の領域を有する液晶カラーシャッタを備えること
により、各ＲＧΒ画像を複数の光源光によって蛍光体層
を配設したスクリーン上の異なる領域に同時に描画し、
ＲＧＢ画像の描画領域に対応して液晶カラーシャッタの
表示色を切り替えることによりカラー画像を表示するこ
とができる。

【００１２】すなわち本発明の表示装置は、収束光源を
備え、この光源光を表示信号に応じて強度変調し、蛍光
体を配設したスクリーン上に２次元的に走査することに
より画像表示を行うものである。

【００１３】光源としては、約３００〜約４５０ｎｍ程
度の波長を有する光を用いるようにすればよい。これは
光路上にガラスが配設される場合に、このガラスを透過
する必要があるためである。例えば、約３００〜約４５
０ｎｍ程度の波長を有する青色レーザ光、近紫外レーザ
ー光を放射するレーザー、あるいはＬＥＤ（発光ダイオ
ード：ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ）等
を光源として用いるようにすればよい。レーザーは半導
体レーザーを用いるようにしてもよい。

【００１４】また、コヒーレント光、準コヒーレント光
またはコヒーレント成分が多く含まれている光を光源光
として用いることが好ましいが、光学ガラスを透過する
ことができ、スクリーン上に収束させることができる光
であれば用いることができる。例えば、ＢＫ−７に準拠
したガラスを透過する光を照射する光源を用いるように
してもよい。コヒーレント成分を多く含む光を用いるこ
とにより、例えば回折格子などを用いて強度変調する際
の効率が向上し、またスクリーン上の収束度が向上する
ので表示品質が向上する。また、光源としてはＨｅ−Ｎ
ｅ系、Ｈｅ−Ｃｄ系、Ｎｄ：ＹＡＧ系、Ａｒイオンレー
ザーと、ＫＤΡ（ＫΗ₂ΡＯ₄）、ＫＤ^*Ｐ（ＫＤ₂Ρ
Ｏ₄）、ＡＤＰ（ＮΗ₄Ｈ₂ＰＯ₄）、ＣＤＡ（ＣｓＨ
₂ＡｓＯ₄）、ＣＤ^*Ａ（ＣｓＤ₂ＡｓＯ₄）、ＲＤＰ
（ＲｂＨ₂ＰＯ₄）、ＲＤＡ（ＲｂΗ₂ＡｓΟ₄）、Β
ｅＳＯ₄・４Η₂Ｏ、ＬｉＣｌＯ₄・３Ｈ₂Ｏ、ＣＯ
（ＮΗ₂）₂、ＬｉＩＯ₃、ＬｉＮｂＯ₃、Ａｇ₃Ａｓ
Ｓ₃、Ａｇ₃ＳｂＳ₃、ＡｇＧａＳ₂、ＡｇＧａＳ
ｅ₂、ＣｄＧｅＡｓ₂、ΖｎＧｅΡ₂、ＧａＳｅ、Ｃｄ
Ｓｅ、ＨｇＳ、Ｓｅ、Ｔｅ、ΚΤΡ（ΚＴｉＯＰ
Ｏ₄）、Ｂａ₂ΝａＮｂ₅Ｏ₁₅、ＫＮｂＯ₃、ΜＮＡ
（Ｃ₆Η₄（ＮΗ₂）（ＮＯ₂））などからなる非線型
光学結晶の組み合わせによるＳΗＧもしくはＴＨＧ、Ｉ
ｎＧａＮ系、ＧａＮ系、ＳｉＣ系、ΖｎＣｄＳｅ系の半
導体レーザー、もしくはＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔ
ｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）を用いるようにしてもよい。

【００１５】光源の個数は１つでも構わないが、複数系
統備えるようにしてもよい。特にＲＧΒ画像などのカラ
ー画像を描画する場合などは、３原色に対応した波長成
分を有する３チャネルの光源を設けることが好ましい。

【００１６】また単数、複数を問わず、各チャネルに必
要とされる光出力強度に対し、用いるレーザーやＬＥＤ
などの光源の光出力が満たない場合には、複数の光源か
らの光束をレンズ、プリズム、光ファイバー等の光学系
により合成することにより所望の光強度を得るようにす
ればよい。

【００１７】光源光は表示信号に応じて光強度の変調を
行う。強度変調は光源から照射された光について行うよ
うにしてもよいし、光源光それ自体を強度変調して照射
するようにしてもよい。例えば、光源から強度変調され
た光を照射する場合には、例えば表示信号に応じて光源
に印加する電圧をパルス状に与えるなどして光源光強度
自体を変調するようにすればよい。また、光源から照射
された光を強度変調する場合には、光源光の光路上に例
えば光シャッタなどの光強度変調素子を配設するように
すればよい。この場合には、光源光はチャンネル毎に単
一波長の収束光を用いることが好適である。

【００１８】光シャッタとしては、例えば機械式シャッ
タ、液状媒体の容器に圧電素子を取り付けた音響一光学
素子、ＫＤＰ、ΡＬΖΤ、ＬｉＮｂＯ₃などの非線型光
学結晶もしくは液晶セルを用いた電気光学素子などを用
いるようにすればよい。またこの場合の光強度変調の方
法としては、光路を遮光する時間を時間的に制御する時
分割方式、光変調素子を回折格子としてスリットと回折
現象を用いる方式、光変調素子を偏光回転素子もしくは
複屈折素子として偏光子と組み合わせる方式などを用い
るようにすればよい。

【００１９】本発明の表示装置では、このように表示信
号に応じて強度変調した光源光を、この光源光により可
視領域で発光するような蛍光体層を配設したスクリーン
に２次元的に順次照射することにより画像の表示を行
う。蛍光体層は例えばガラス基板などの透光性を有する
基板上に配設するようにすればよい。蛍光体層はスクリ
ーン全面にわたって配設するようにしてもよいし、また
画素毎にマトリクス状に配設するようにしてもよい。蛍
光体層をスクリーンの全面にわたって配設する場合に
は、この蛍光体層の強度変調された収束光により照射さ
れて発光する領域が画素となる。

【００２０】蛍光体層を配設したスクリーンに２次元的
にスキャンする手段としては、例えばＸＹ方向の２軸ス
キャンミラー、ポリゴンミラーなどを用いるようにすれ
ばよい。この場合、Ｘ方向は表示する画像の水平（ライ
ン）周波数、Ｙ方向は画像の垂直（フレーム）周波数に
同期してスキャンするようにすればよい。

【００２１】代表的な垂直周波数は白黒表示の場合６０
Ηｚである。カラー表示の場合は、１チャネルの光源を
用いる場合には１８０Ηｚ必要であるが、ＲＧΒに対応
させて３チャネルの光源を用いる場合には３相６０Ηｚ
駆動にすることができる。

【００２２】ΧＹスキャンミラーのようなスキャン手段
によってスクリーンに走査された光源光が蛍光体に入射
すると、蛍光体は可視領域で発光する。光源光は表示信
号に応じて強度変調されているから、スクリーンには表
示画像が描画されることになる。

【００２３】蛍光体が発光する波長領域は約４００〜約
８００ｎｍ程度にする必要がある。前述したような光源
波長によって発光する蛍光体には例えば以下のようなも
のがある。白色発光蛍光体としては、例えば（Ζｎ、Ｃ
ｄ）Ｓ：Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、３Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂・Ｃ
ａ（Ｆ、Ｃｌ）₂：Ｓｂ³⁺、Μｎ²⁺、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Τ
ｂ³⁺、主にＲ発光蛍光体としては、例えばＹ₂Ο₂Ｓ：
Ｅｕ³⁺、Ζｎ₃（ＰＯ₄）₂：Μｎ²⁺、（Ζｎ、Ｃｄ）
Ｓ：Ａｇ、ＹＶＯ₄：Ｅｕ³⁺、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、（Ｓ
ｒ、Μｇ）₃（ΡＯ₄）₂：Ｓｎ²⁺、ＬｉＡｌＯ₂：Ｆ
ｅ³⁺、ＹＶＯ₄：Ｄｙ³⁺、６ΜｇＯ・ＡＳ₂Ｏ₅：Μｎ
⁴⁺、 3.5ΜｇＯ・ 0.5ΜｇＦ・ＧｅΟ₂：Μｎ⁴⁺、主に
Ｇ発光蛍光体としては、例えばΖｎＳ：Ｃｕ、Ａｌ、Ζ
ｎＳ：Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ、Ζｎ₂ＳｉΟ₄：Μｎ²⁺、
（Ζｎ、Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、（Ζｎ、Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、Ａ
ｌ、（Ｂａ、Ｃａ、Μｇ）₁₀（ΡＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ
²⁺、２ＳｒＯ・0.84Ρ₂Ｏ₅・0.16Β₂Ｏ₃：Ｅｕ²⁺、
ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺、Τｂ³⁺、Ｓｒ₂Ｓｉ₃Ｏ₈・２Ｓ
ｒＣｌ₂：Ｅｕ²⁺、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ³⁺、Ｔｂ³⁺、Ｃ
ｅＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Τｂ³⁺、Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅ
ｕ²⁺、ＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀：Ｃｅ³⁺、Ｔｂ³⁺、ΜｇＧａ₂
Ｏ₄：Μｎ²⁺、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺（ＹＡＧ：Ｃｅ
³⁺）、主にＢ発光蛍光体としては、例えばΖｎＳ：Ａ
ｇ、（Ｓｒ、Μ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺（Μ＝
０〜０．１Ｃａ）、Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇：Ｅｕ²⁺、（Ｓｒ、
Μｇ）₂Ｐ₂Ｏ₇：Ｅｕ²⁺Ｓｒ₃（ΡＯ₄）₂：Ｅ
ｕ²⁺、ΒａＭｇＳｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ²⁺、（Ｓｒ、Βａ）Ａ
ｌ₂Ｓｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ²⁺、ＹＶＯ₄、Ｂａ_0.87Μｇ_2.0
Ａｌ₂Ｏ_3/2Z+3：Ｅｕ_0.13 ²⁺（ｚ＝14.0、16.0、25.
0）、主にＧＢ発光蛍光体としては、例えばＢａ_0.8Μ
ｇ_2-xＡｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺、Μｎｘ²⁺（ｘ＝0.07〜 0.
4）などを用いるようにすればよい。なお、蛍光体は照
射される波長領域によりその量子変換効率が異なるの
で、用いる蛍光体は、用いる光源光の波長に応じて効率
がよいものを選択するようにするか、光源の波長を、蛍
光体の効率のよい波長領域にあわせて選択するようにす
ればよい。

【００２４】また、蛍光体層の光入射面側に光源光を透
過するとともに発光光の可視光成分を反射するようなダ
イクロイックミラー等を配設することが好適である。こ
のような構成を採用することにより、蛍光体の発光光は
高い効率で観測面側（蛍光体の光入射面と反対側の面）
に射出され、表示の輝度が向上する。

【００２５】本発明の表示装置によりカラー画像を表示
するには、表示画面に配設された蛍光体からの発光光そ
のものによりカラー画像を表示する方法と、蛍光体から
の発光光をカラーフィルタ等の着色手段により着色して
カラー画像を表示する方法とがある。

【００２６】表示画面に配設された蛍光体からの発光光
そのものによりカラー画像を表示するには、例えばスク
リーンにＲＧＢ等のカラー表示を可能にするような３原
色の光を発光する蛍光体をマトリクス状に配設するよう
にしてもよい。主としてＲ（赤）を発光する蛍光体と、
主としてＧ（緑）を発光する蛍光体と、主としてＢ
（青）を発光する蛍光体とをそれぞれ各色の単位画素と
してスクリーン上にマトリクス状に配列し、これらの蛍
光体に表示信号に応じて強度変調した収束光を照射する
ことによりカラー画像が表示される。なお、光源光の強
度変調は、各色に用いる蛍光体の発光強度のバランス
や、照射光強度に対する発光光強度の非線形性が補正さ
れるように行うことが好適である。

【００２７】一方、蛍光体からの発光光をカラーフィル
タ等の着色手段により着色してカラー画像を表示する方
法では、例えば白色光を発光する１種の蛍光体をスクリ
ーン上に配設すればよい。蛍光体は画素毎にマトリクス
状に配設するようにしてもよいし、分離せずに配設する
ようにしてもよい。そして、スクリーンの光源光の入射
面と反対面にＲＧΒカラーフィルタもしくは液晶カラー
シャッタなどの着色手段を配設することによりカラー画
像が表示される。すなわち、蛍光体を配設したスクリー
ン上にＲＧＢカラーフィルタを設け、各々のカラーフィ
ルタに相当する位置の蛍光体面を強度変調した光源光で
スキャンする。例えばＲＧＢそれぞれの表示信号に応じ
て強度変調された光源光により表示画面上のＲ画素、Ｇ
画素、Ｂ画素に対応する局部領域を照射し、この領域か
ら発光する光をそれぞれＲＧＢのカラーフィルタを通過
させることによりカラー画像を表示することができる。

【００２８】この場合、ＲＧＢ各々に発光する蛍光体を
ＲＧＢカラーフィルタの位置に合わせて配設することに
より最も高い発光効率が得られる。ＲＧＢカラーフィル
タ形成時には高温熱プロセスを必要としないので、従来
の顔料型カラーフィルタの他、染色型カラーフィルタを
使用することが可能である。

【００２９】つぎに、液晶カラーシャッタを用いてカラ
ー画像の表示を行う原理について説明する。液晶カラー
シャッタは、液晶セル２枚とカラー偏光板より構成され
るカラーシャッタであり、液晶セルに印加する電圧を制
御することにより透過する光のＲＧΒ変調を行えるもの
である。例えばＲＧＢの表示信号に応じて強度変調した
光源光をスクリーンの局部領域に照射し、この領域から
発光する光を液晶カラーシャッターのＲＧＢを切り換え
て通過させることによりカラー画像を表示することがで
きる。

【００３０】ここで液晶セルとは、液晶層を２枚の透明
電極により挟持したものであり、液晶層を挟持する電極
間に印加する電圧に応じて液晶層を透過する光の強度や
偏光状態を変調できるものをいう。液晶セルとしてはΤ
Ｎ液晶をπツイスト配向させたπセル、強誘電性液晶、
反強誘電性液晶など、応答速度が速く（例えば約２ｍｓ
以下でスイッチング可能）かつ視野角の広いものを採用
することがが好ましい。

【００３１】液晶カラーシャッターのスイッチングの動
作原理は複屈折制御による偏光方向の変換であり、液晶
セルのリタデーションをλ／２（λ：波長）として進相
軸をカラー偏光板の透過軸に対し４５°方向に位置する
よう配置する。リタデーションがλ／２となる液晶セル
の適正ギャップはπセルの場合約４〜５μｍ程度、強誘
電液晶セル、反強誘電液晶セルの場合には約１．５〜
２．５μｍ程度である。カラー偏光板の組み合わせは、
互いに補色の関係にあるカラー偏光板を透過軸が直交す
るように組み合わせたもの２組と、無彩色の偏光板１枚
によって構成される。

【００３２】液晶セルに印加する電圧のＯＮ／ＯＦＦ制
御により計４色の表示を行うことができるが、ＲＧＢ３
色と黒表示となるように組み合わせることが好適であ
る。

【００３３】液晶カラーシャッタにおける液晶セルの駆
動方法は、先に述べたように光源光のＲＧＢと対応して
ＲＧＢ色に切り替えるように駆動することは言うまでも
ないが、特に光源を３チャネル用いて３相６０Ｈｚ駆動
を行う場合には、液晶カラーシャッタの透明電極を複数
の領域に分離し、例えば画面上端部をＲ表示、中央部を
Ｇ表示、下端部をＢ表示としておき、各々相当する画像
を各光源によってスキャンしていく操作を繰り返すこと
で走査周波数を上げることなく適正なカラー画像を表示
することができる。

【００３４】液晶セルの印加電圧を制御する際、液晶セ
ルに印加する実際の電圧波形はπセルの場合０Ｖと正負
対称な交流電圧によってＯＮ／ＯＦＦを行うが、強誘電
性液晶もしくは反強誘電性液晶セルを駆動する場合に
は、ＯＮ／ＯＦＦ制御は例えばＯＮ状態を正極性、ＯＦ
Ｆ状態を負極性の直流電圧を印加することによってスイ
ッチングを行う。この場合、液晶の焼き付きを回避する
ために交流電圧を印加する必要があるため、４つの状態
すなわちＲＧＢおよび黒を全て均等な期間でスイッチン
グすることが望ましい。特に、黒表示期間を３等分して
ＲＧＢ表示の切替え期間に挿入することで最も視認妨害
の少ない良好な表示が得られる。

【００３５】さらに、液晶カラーシャッタへの光透過率
を向上させるために、蛍光体の発光光を直線偏光光に変
換する偏光変換シートを蛍光体層の両側に設けることが
望ましい。偏光変換シートは、所定の偏光光のみを透過
し、この偏光以外の偏光は反射するものである。このよ
うな偏光変換シートを、液晶カラーシャッタの光入射側
の偏光透過軸と一致する偏光光のみを透過し、もう一方
の偏光成分を反射するように配設するようにすればよ
い。反射された偏光成分はスクリーンの表面（例えば蛍
光体表面、または蛍光体を配設した基板表面）で多重反
射を繰り返し偏光解消するので再帰的に透過する偏光成
分が増加することとなる。偏光変換シートを設けること
により液晶カラーシャッタの入射側偏光板で吸収される
光成分を減らすことができるため、液晶カラーシャッタ
へ入射する光の透過率を向上させ、明るく高品位な表示
を実現することができる。

【００３６】偏光変換シートを構成する部材としては、
例えば複屈折性を有する有機ポリマーを数１０ｎｍ程度
の間隔で積層することにより得られる異方性ダイクロイ
ックミラー、もしくはコレステリック液晶の円偏光選択
性を利用して螺旋ピッチを変化もしくは異なる螺旋ピッ
チを持つコレステリック性液晶ポリマーを積層させ、光
出射面にλ／４フィルムを設けるようにしてもよい。い
ずれの構成を採用する場合においても多重反射による画
像の多重化を避けるため、蛍光体面に密着するように配
設することが好ましい。また、このような偏光変換素子
を設ける場合、液晶カラーシャッタの偏光板の積層順序
は、光入射側に無彩色の偏光板、光出射側にカラー偏光
板のうちで外光反射によるコントラスト低下を最も低減
することが可能なＢ透過偏光板とすることが好ましい。

【００３７】本発明の表示装置では、スキャン手段でス
キャンされて蛍光体層に入射する光の入射角度は、スク
リーンの中央部と端部では相違することになる。光源光
のビーム径が描画する画像の画素サイズより小さい場合
にはスクリーンに対する光の入射角度は特に問題になら
ない。また、入射角度により蛍光体の発光光強度が変化
する場合には、この変化分を補償するように光源光の強
度を変調手段により変調するようにすればよい。

【００３８】蛍光体層の厚さや、蛍光体の性質、スクリ
ーンの大きさなどにより、強度変調した光をスクリーン
の法線方向に入射させたい場合には、蛍光体層の光入射
面側に回折格子、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）
などの入射光角度調節手段を配設するようにしてもよ
い。

【００３９】このような構成を採用することによりスキ
ャン手段とスクリーンの単位画素領域との位置関係によ
らず、強度変調された光源光は効率的に、かつ均一な角
度で蛍光体層に入射する。また、スキャン手段とスクリ
ーンとの配設距離を小さくすることができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の表示装置について
さらに詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で例示
して説明する本発明の表示装置の構成はそれらのみに限
定されるものではない。また、例示した各部の構成をさ
まざまに組み合わせて用いるようにしてもよい。

【００４１】（実施形態１）図１は本発明の表示装置の
構成の例を概略的に示す図である。

【００４２】この表示装置は、光源１１１Ｒ、１１１
Ｇ、１１１Ｂから照射される光源光を、表示信号に応じ
て強度変調して、蛍光体層１０１を配設したスクリーン
１００へ２次元的に走査することによりカラー画像の表
示を行うものである。ここでは光源１１１Ｒ、１１１
Ｇ、１１１Ｂとして発振波長約３８０ｎｍのＩｎＧａＮ
系半導体レーザーを用いている。また表示領域であるス
クリーン１００には、光源からの光が照射されたとき可
視領域で発光するような蛍光体層１０１が配設されてい
る。ここでは、光源光に対して全体として白色光を発光
するように、複数の蛍光体を混合して配設している。ま
た蛍光体層１０１の厚さは約５〜１０μｍ程度の範囲に
設定するようにしてもよい。

【００４３】光源１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂから出
射した光源光は、強度変調手段により各ＲＧＢの表示信
号に応じてシーケンシャルに強度変調される。ここでは
強度変調手段として光源光の透過／回折を制御する回折
格子型液晶セルと、スリットとを組み合わせた強度変調
素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂを用いている。

【００４４】強度変調手段により強度変調された光源光
は、スキャン手段によりスクリーン１１０上に表示信号
と同期して２次元的にスキャンされる。ここでは、スキ
ャン手段としてＸＹスキャンミラー１０８Ｒ、１０８
Ｇ、１０８Ｂ（ＧｅｎｅｒａｌＳｃａｎｎｉｎｇ社製、
Ｇシリーズ）を用いている。また、強度変調素子１１０
Ｒ、１１０Ｇ、１１０ＢとＸＹスキャンミラー１０８
Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂとの間には、光源光をスクリー
ン１１０上の単位画素に対応した局部領域に収束させる
ための結像光学系１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂが配設
されている。

【００４５】図２は蛍光体層１０１を配設したスクリー
ン１００を強度変調した光源光によりスキャンする様子
を説明するための図である。ここでは光源を３チャンネ
ル用いているのでＸＹスキャンミラー１０８Ｒ、１０８
Ｇ、１０８Ｂによるスキャンは３相６０Ｈｚ駆動でよい
が（図２（ａ））、１チャンネルの光源でカラー画像を
表示する場合には１８０Ｈｚ駆動する必要がある（図２
（ｂ））。このような構成により、スクリーン１００に
配設された蛍光体層１０１の各単位画素領域には、表示
信号に応じて強度変調された光源光が入射することにな
る。蛍光体層１０１は入射した光に対し可視領域で発光
するように選択して配設されているから、スクリーンに
は２次元的に画素ごとに階調が分布した所定の画像が描
画される。なお、蛍光体層１０１の入射光強度に対する
発光光強度に非線形性が見られる場合には、この非線形
性を補正するように光源光の強度を変調するようにすれ
ばよい。

【００４６】図１に例示した本発明の表示装置では、蛍
光体層１０１の光入射面とは反対側の面にＲＧＢカラー
フィルタ８０２が配設されている。ＲＧＢカラーフィル
タ８０２は、光源１１１Ｒから発せられ強度変調素子１
１０Ｒにより赤色の表示信号に応じて変調された光源光
にる蛍光体層１０１の発光光が着色され、光源１１１Ｇ
から発せられ強度変調素子１１０Ｇにより緑色の表示信
号に応じて変調された光源光にる蛍光体層１０１の発光
光が着色され、光源１１１Ｂから発せられ強度変調素子
１１０Ｂにより青色の表示信号に応じて変調された光源
光にる蛍光体層１０１の発光光が着色されるように配設
される。

【００４７】また、ここではＲＧＢカラーフィルタ８０
２は発色の良い有機色素系カラーフィルタをフェースガ
ラス８０１上にスクリーン印刷法でストライプ状に配設
したものを用いている。

【００４８】また、蛍光体層１０１の光入射面側に光源
光を透過するとともに蛍光体層１０１の発光光の可視光
成分を反射するようなダイクロイックミラー１１２を配
設している。これにより、蛍光体層１０１からの発光光
は高い効率で観測面側（フェースガラス８０１側）に射
出され、表示輝度を向上することができる。

【００４９】なお、特に図示しないが、フェースガラス
８０１の蛍光体層１０１と反対側の面に偏光板を貼付
し、フェースガラス８０１とカラーフィルタ８０２との
間、またはカラーフィルタ８０２と蛍光体層１０１の間
に偏光変換シートを設けることによって、表示輝度をほ
とんど低下させることなく外光反射を約１／２に低減す
ることができる。

【００５０】このように本発明によれば、簡易な構成で
大画面化が容易な、明るく表示品質の高い表示装置を提
供することができる。また、本発明の表示装置ではＣＲ
Ｔのように表示領域に対する描画ビームの光学系をバル
キーな減圧容器内に配設する必要がないため、表示装置
を軽量化することができる。また、描画ビームとして荷
電粒子を用いる必要がないため、ノイズ等の外部擾乱の
影響を受けにくくすることができる。

【００５１】（実施形態２）図３は本発明の表示装置の
構成の別の例を概略的に示す図である。図１に例示した
本発明の表示装置においては、表示領域であるスクリー
ン１００上には、白色光を発光する蛍光体層１０１を分
離せずに配設したが、図３の表示装置は、スクリーン１
００上にＲ、Ｇ、Ｂに発光するそれぞれの蛍光体１０１
Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂを配設したものである。蛍光体
１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、カラーフィルタのＲ
ＧＢ配列に対応して配設されている。光源１１１Ｒ、１
１１Ｇ、１１１Ｂからの光は、それぞれ描画する画像の
色に応じた蛍光体１０１上のみをスキャンする。すなわ
ち、マトリクス状に配列したそれぞれの蛍光体１０１に
は、表示信号に応じて変調された光源からの光が選択的
に入射する。そして蛍光体１０１Ｒの発光光はカラーフ
ィルタ８０２のＲの領域を透過し、蛍光体１０１Ｇの発
光光はカラーフィルタ８０２のＧの領域を透過し、１０
１Ｂはの発光光はカラーフィルタ８０２のＢの領域を透
過する。

【００５２】また蛍光体の発光効率は入射光の波長によ
って異なるから、用いる蛍光体の発光効率のよい波長領
域と、光源の波長とが合致するように組み合わせて用い
ることがが好ましい。

【００５３】このような構造を採用することにより、蛍
光体の発光を最も効率よく利用することができ、表示品
質を向上することができる。

【００５４】（実施形態３）図４は本発明の表示装置の
構成のさらに別の例を概略的に示す図である。図１、図
３に例示した本発明の表示装置は、光源１１１Ｒ、１１
１Ｇ、１１１Ｂから出射された光を表示信号に応じて強
度変調しているが、図３に例示した本発明の表示装置で
は、光源光自体を表示信号に応じて強度変調している。
すなわち光源１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂからは、表
示信号に応じて強度変調された光がシーケンシャルに、
スキャン手段１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂに照射され
る。例えば、光源に表示信号に応じてパルス変調して電
圧を印加することにより、表示信号を対応して強度の異
なる光を順次照射することができる。

【００５５】このような構成を採用すれば、光源からス
クリーンまでの間にはスキャン手段のみを配設すればよ
いから、装置の構成をさらに単純にすることができる。
また光学系による光源光の吸収、散乱などによる損失が
低減して光の利用効率が向上するため、表示品質を高め
ることができる。さらに、光源の波長の選択の自由度を
大きくすることができる。

【００５６】（実施形態４）図５は本発明の表示装置の
構成の別の例を概略的に示す図である。この表示装置で
は、ＲＧＢ画像を表示するために３チャンネルの光源１
１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂを備えている。この光源光
をスクリーンへ照射する描画光学系も光源１１１Ｒ、１
１１Ｇ、１１１Ｂにそれぞれ対応して、光強度変調素子
１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、結像光学系１０９Ｒ、
１０９Ｇ、１０９Ｂ、ＸＹスキャンミラー１０８Ｒ、１
０８Ｇ、１０８Ｂから構成されている。光源１１１Ｒ、
１１１Ｇ、１１１Ｂは発振波長約３８０ｎｍの近紫外波
長を与えるＩｎＧａＮ系半導体レーザーを用いており、
この光源光はガラスおよびプラスチックを透過可能であ
る。この光源から出射した光は、透過／回折を制御する
回折格子型液晶セルとスリットから構成される光強度変
調素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂにより、画像情報
に対応した表示信号に応じて階調制御される。前述のよ
うにここでも蛍光体層１０１の発光特性の非線型特性が
補償されるように、あらかじめ光強度変調手段１１０へ
の入力時に信号補償している。

【００５７】強度変調を受けたＲ画像用、Ｇ画像用、Ｂ
画像用の３系統の光源光は、蛍光体層１０１上に収束す
るよう結像光学系１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂにより
集光され、ＸＹスキャンミラー１０８Ｒ、１０８Ｇ、１
０８Ｂ（ＧｅｎｅｒａｌＳｃａｎｎｉｎｇ社製、Ｇシ
リーズ）によってスクリーン１００の画素領域に照射さ
れ、蛍光体層１０１からの発光光により２次元画像が表
示される。

【００５８】蛍光体層１０１の光源光入射側にはダイク
ロイックミラー１１２が、光出射側には偏光変換シート
１０２（住友３Ｍ社製ＤＢＥＦ）がそれぞれ一体化して
配設されており、更に外側（観測者側）には反強誘電性
液晶セル２枚と複数のカラー偏光板から構成される液晶
カラーシャッタ１０３が配設されている。

【００５９】図６はダイクロイックミラー１１２の構成
を模式的に示す図であり、図７はその反射率特性とを示
す図である。ガラス基板上にΜｇＦ₂からなる低屈折率
層と、ＨｆＯ₂からなる高屈折率層をスパッタリング法
などにより図６に示すように積層することにより、図７
に示すような反射率特性が得られる。

【００６０】このようなダイクロイックミラー１１２に
より、垂直入射時および４５°方向からの斜入射時にお
いても、波長約３８０ｎｍの光源光を透過し、蛍光体の
発光する波長約４００〜７００ｎｍの可視領域の成分を
反射する特性が得られる。

【００６１】図８は偏光変換シート１０２の原理を説明
するための図である。蛍光体１０１が発光する光３０１
は偏光状態を持たないため、その成分として紙面に平行
に振動する直線偏光成分（Ρ）と紙面に対して垂直方向
に振動する直線偏光成分（Ｓ）が均等に含まれる。蛍光
体からの発光光３０１は、偏光変換シート１０２によっ
て分別され、液晶カラーシャッタ１０３の入射側偏光板
４０３の透過軸の方向と等しい偏光成分Ｐ，３０２は透
過し、他方の偏光成分Ｓ，３０３は反射され蛍光体に戻
される。偏光成分成分Ｓ，３０３は蛍光体１０１の内部
などで反射され、再帰的に偏光変換シート１０２に入射
する。蛍光体による反射は散乱による拡散反射であるた
め、偏光が解消され、再度入射する光３０４は無偏光状
態となる。この光も透過成分３０５と反射成分３０６と
に分離される。

【００６２】このような多重反射を繰り返すことによっ
て、無偏光であった蛍光体１０１からの発光光を偏光光
に変換することができ、光の利用効率を向上することが
できる。したがって、表示品質を向上することができ
る。

【００６３】図９は液晶カラーシャッタ１０３について
説明するための図である。図９（ａ）（ｂ）は液晶カラ
ーシャッタの構成を概略的に示す図であり、図９（ｃ）
は液晶カラーシャッタを構成する液晶セルの透過率特性
を示す図である。

【００６４】液晶カラーシャッタ１０３は、複屈折Δｎ
＝０．１２５、セルギャップ約２μｍの反強誘電性液晶
セル４０１、４０２とを備えており、これらの液晶セル
４０１、４０２と、偏光板４０３、４０４、４０５、４
０６、４０７とが図のように積層されている。液晶カラ
ーシャッタ１０３の光入射側偏光板４０３は無彩色であ
るが、その他の偏光板４０４、４０５、４０６、４０７
はカラー偏光板であり、各々の色は順にシアン（偏光板
４０４）、レッド（偏光板４０５）、イエロー（偏光板
４０６）、ブルー（偏光板４０７）となっている。

【００６５】図９（ｃ）は液晶セル４０１、４０２の透
過率特性を説明する図である。液晶セル４０１、４０２
において液晶層に電圧＋Ｖ、−Ｖを印加した場合の透過
光の進相軸Ｆは互いに４５゜を成して交差するように配
設されている。いま、偏光板４０３の偏光透過軸Ρを互
いに直交するように配置した場合（図９（ｂ））、電圧
−透過率特性は図９（ｃ）のグラフに示すように＋Ｖ／
−Ｖの直流電圧印加により明暗のスイッチングが行われ
る。すなわち＋Ｖ／−Ｖの直流電圧印加により、入射光
偏光軸の９０°／０°スイッチングが行えるようになっ
ている。

【００６６】図１０は液晶カラーシャッタの液晶セルへ
の印加電圧と表示色との対応関係を説明するための図で
ある。偏光板４０３、４０４、４０５、４０６、４０７
の各偏光透過特性は図１０の下側に示した。

【００６７】例えば、光入射側の無彩色偏光板４０３の
透過軸方向は紙面に対して平行方向である。一方、光出
射側のブルー偏光板４０７では紙面に垂直な偏光成分は
透過（透過軸）するが、紙面に平行な偏光成分はＢ成分
のみ透過し、その他のＲＧ成分を吸収する（吸収軸）。

【００６８】いま、このような偏光板を図１０のように
配置して、液晶セル４０１に−Ｖ、４０２に＋Ｖの電圧
を印加する場合を考える。−Ｖが印加された液晶セル４
０１は入射偏光を回転せずそのまま出射する。したがっ
て無彩色偏光板４０３を透過した直線偏光は、シアン偏
光板４０４では吸収されず、レッド偏光板４０５を透過
する時にＧ成分およびＢ成分が吸収されることになる。
透過したＲ成分は液晶セル４０２によって偏光が９０゜
回転されるが、イエロー偏光板４０６透過時にも、ブル
ー偏光板４０７透過時にも吸収されないため、レッド偏
光板４０５を透過したＲ偏光成分がそのまま出射されて
赤色表示となる。

【００６９】このように液晶カラーシャッタは、液晶セ
ル４０１、４０２の液晶層への印加電圧を＋Ｖと−Ｖと
にスイッチングすることにより、所望の色成分を有する
偏光のみを選択的に透過することができる。図１１は図
１０に例示した構成の液晶カラーシャッタにおいて、液
晶セル４０１、４０２への印加電圧のスイッチングと表
示色との対応関係を示す図である。

【００７０】図１２は液晶カラーシャッタ１０３の表示
切り替えタイミングと、光源１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１
１Ｂからの光のスキャンの対応関係を説明するための図
である。

【００７１】図１３はある時刻における表示領域の表示
状態を示す図であり、図１３（ａ）は、図１２の時刻
（Ａ）における表示状態を、図１３（ｂ）は時刻（Ｂ）
における表示状態を示している。液晶カラーシャッタは
図示しないがＩＴＯ透明電極を６分割することで表示領
域６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６を
独立に駆動することができる。すなわち、複数の光源１
１１と、複数の領域に分割された液晶カラーシャッタ１
０３を備え、各ＲＧΒ画像を各々の光源光によって蛍光
体層１０１スクリーン上の異なる領域に同時に描画し、
ＲＧＢ画像の描画領域に対応して液晶カラーシャッタ１
０３の単位画素領域１００ａに対応する領域の表示色を
切り替えるようにすればよい。

【００７２】各表示領域は１フレーム（１／６０ｓ）期
間中にＲＧＢ３色および黒表示を行うが、液晶カラーシ
ャッタ中の液晶セルにバイアス電圧が印加されるのを避
けるため、各々の表示期間は等しくしている。また、黒
表示期間は例えば３等分のように分割され、それぞれＲ
ＧＢ切り替え時に各々黒表示が間挿されるため、蛍光体
の残光特性が長い場合などに生ずる表示色切り替え時の
フリッカ妨害を最も有効に低減することができる。

【００７３】表示領域６０１〜６０６の表示色は光源１
１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂからの光がスキャンされて
照射される位置によって切り替えられる。時刻（Ａ）に
おいて、Ｒ画像を描画する光源１１１Ｒからの光は領域
６０１、Ｇ画像用の光源１１１Ｇからの光は領域６０
３、Ｂ画像用の光源１１１Ｂからの光は領域６０５を照
射しているので、領域６０１、６０３、６０５はそれぞ
れレッド、グリーン、ブルー表示を行い、それ以外の領
域６０２、６０４、６０６は黒表示が行われる。

【００７４】時刻（Ｂ）においては、ＲＧＢ画像の描画
位置は領域６０１、６０３、６０５からそれぞれ領域６
０２、６０４、６０６に移行する。このため、対応する
各領域６０２、６０４、６０６をＲ、Ｇ、Ｂ表示とし、
色表示を行っていた領域６０１、６０３、６０５は黒表
示となる。

【００７５】このようなスクロール操作を繰り返すこと
により、１フレーム期間中にＲＧＢ画像を表示領域全体
に表示することができる。

【００７６】なお、液晶カラーシャッタ１０３に代え
て、前述のようなＲＧＢカラーフィルタ８０２を用いる
ようにしてもよい。光源１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ
からの光は、それぞれ描画する画像の色に応じた蛍光体
１０１上のみをスキャンする。すなわちそれぞれの蛍光
体１０１には、表示信号に応じて変調された光源からの
光が選択的に入射する。そして蛍光体１０１Ｒの発光光
はカラーフィルタ８０２のＲの領域を透過し、蛍光体１
０１Ｇの発光光はカラーフィルタ８０２のＧの領域を透
過し、１０１Ｂはの発光光はカラーフィルタ８０２のＢ
の領域を透過する。このような構造を採用することによ
り、蛍光体の発光を最も効率よく利用することができ、
表示品質を向上することができる。

【００７７】（実施形態５）実施形態４で説明した本発
明の表示装置の駆動の例について説明する。

【００７８】図１４は本発明の表示装置の駆動部の構成
の例を示すブロック図である。

【００７９】ここでは、ＲＧＢ表示信号と、垂直・水平
同期信号を含んだＳＹＮＣとを用い、光強度変調素子１
１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ、スキャン手段であるＸＹ
−スキャンミラー１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂ、およ
び液晶カラーシャッタ（ＬＣＣＳ）１０３を駆動する構
成を示している。前述のように、液晶カラーシャッタ１
０３の駆動は、この液晶カラーシャッタを構成する液晶
セル４０１、４０２を駆動することにより行われる。ま
たクロックは図示しないが各部に与えられているものと
する。

【００８０】外部回路などの信号供給手段２０１から供
給される毎フレームのＲＧＢ表示信号は、Ａ／Ｄコンバ
ータ２０２Ｒ、２０２Ｇ、２０２Ｂにより、表示装置の
フレーム周波数の周期（ＳＴＶ）でＡ／Ｄ変換され、フ
レームメモリ（ＦＩＦＯ）２０３Ｒ、２０３Ｇ、２０３
Ｂにフレーム周波数の周期（ＳＴＶ）で取り込む。これ
らのＲＧＢ表示信号の取り込みは同じタイミングで行う
ようにしてもよい。

【００８１】その後、フレームメモリ（ＦＩＦＯ）２０
３Ｒ、２０３Ｇ、２０３Ｂに取り込んだ表示信号を、Ｘ
Ｙ−スキャンミラー１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂでス
キャンするタイミングＳＴＶＲ、ＳＴＶＧ、ＳＴＶＢに
合わせて取り出し、Ｄ／Ａ変換コンバータ２０４Ｒ、２
０４Ｇ、２０４ＢによりＤ／Ａ変換され、オペアンプ２
０５Ｒ、２０５Ｇ、２０５Ｂを介して光強度変調素子１
１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに供給される。

【００８２】なお、Ａ／Ｄコンバータ２０２Ｒ、２０２
Ｇ、２０２Ｂ、フレームメモリ（ＦＩＦＯ）２０３Ｒ、
２０３Ｇ、２０３Ｂの駆動タイミング制御は、タイミン
グ・駆動信号発生回路２０６に供給される垂直同期信
号、水平同期信号を含んだＳＹＮＣ信号に基づきＳＴ
Ｖ、ＳＴＶＲ、ＳＴＶＧ、ＳＴＶＢ等のパルスとしてＡ
／Ｄコンバータ、フレームメモリに供給される。

【００８３】この場合、ＲＧＢの各画像を描画する光源
からの光がスクリーン１００をスキャニングする位置
は、スクリーン１００に対して１／３ずつずれているの
で（図１２、図１３参照）、ＳＴＶＲ、ＳＴＶＧ、ＳＴ
ＶＢは１フレーム周期の１／３ずつずれたトリガ信号と
なっている（図１５参照）。実施形態４で説明した本発
明の表示装置の場合には、スキャニングする周期はフレ
ーム周波数と同じ周期で行うようにすればよい。

【００８４】図１６はスキャン手段１０８と液晶カラー
シャタ１０３とを駆動するタイミング制御を行うための
構成を概略的に示すブロック図である。Ｙスキャンミラ
ーはフレーム周波数と同じ周期（ＲＴＷ）でスキャンさ
れるが、前述のとおりＲＧＢではスキャンする位置が異
なるので、トリガ信号として表示信号読み込みのトリガ
信号ＳＴＶＲ、ＳＴＶＧ、ＳＴＶＢを用いるようにすれ
ばよい。

【００８５】Ｘスキャンミラーは水平周波数で光源から
の光をスクリーンにスキャンするが、ＲＧＢ各色を描画
する光は水平周波数の周期（ＳＴＨ）と同じ周期でスキ
ャンするようにしてもよい。

【００８６】液晶カラーシャッタを駆動するためには、
液晶セル４０１、液晶セル４０２にそれぞれ異なる波形
を印加する必要があるが、ＲＢＧ画像のトリガ信号ＳＴ
ＶＲ、ＳＴＶＧ、ＳＴＶＢと、クロックにより、例えば
図１２、図１３に例示したような駆動タイミングを実現
する波形を生成するようにすればよい。

【００８７】なお、ここでは信号供給手段からアナログ
信号が供給され、強度変調素子１１０にもアナログ信号
を印加して駆動する構成を例にとって説明したが、例え
ば強度変調素子１１０、スキャン手段１０８、液晶カラ
ーシャッタ１０３がディジタル信号により駆動されるよ
うな構成の場合には、図１４に例示した本発明の表示装
置の駆動部の構成をすべてディジタル回路で構成するよ
うにしてもよい。

【００８８】（実施形態５）図１７は本発明の表示装置
のさらに別の構成の例を概略的に示す図である。この表
示装置は光源および画像描画部をＲＧＢ画像共通として
１チャネルとしたものである。

【００８９】光源光強度を表示信号に応じて変調する手
段である光強度変調素子１１０ａには、ＲＧＢ画像をシ
ーケンシャルに変換した表示信号が入力される。また、
ＸＹスキャンミラー１０８、光強度変調素子１１０ａ、
液晶カラーシャッタ１０３ａは、実施形態４で説明した
本発明の表示装置の３倍速（フレーム周波数１８０Η
ｚ）で駆動している。光源光は１フレーム期間中にＲ画
像、Ｇ画像、Ｂ画像を描画することになるので、カラー
画像を表示することができる。

【００９０】（実施形態６）本発明の表示装置では、Ｘ
Ｙ−スキャンミラー１０８でスキャンされて蛍光体層１
０１に入射する光の入射角度は、スクリーンの中央部と
端部では相違することになる。光源光のビーム径が描画
する画像の画素サイズより小さい場合にはスクリーンに
対する光の入射角度は特に問題にならない。また、入射
角度により蛍光体の発光光強度が変化する場合には、こ
の変化分を補償するように光源光の強度を変調手段１１
０により変調するようにすればよい。

【００９１】蛍光体層の厚さや、蛍光体の性質、スクリ
ーン１００の大きさなどにより、強度変調した光をスク
リーン１００の法線方向に入射させたい場合には、蛍光
体層１０１の光入射面側に回折格子、ホログラフィック
光学素子（ＨＯＥ）などの入射光角度調節手段を配設す
るようにしてもよい。

【００９２】図１８は本発明の表示装置の構成のさらに
別の例を概略的に示す図である。この表示装置は、ダイ
クロイックミラー１１２の光源光入射面上に、回折格子
１１３を備えたものである。

【００９３】回折格子１１３はＸＹ−スキャンミラー１
０８によりスキャンされる光源からの光の入射角度が、
蛍光体層１０１の中央部でも端部でもできるだけ差異が
なくなるようにブレーズされている。

【００９４】図１９はこのような回折格子１１３が配設
されたスクリーン１００を模式的に示す図である。この
ような構成を採用することによりＸＹ−スキャンミラー
１０８と、スクリーン１００の単位画素領域１００ａと
の位置関係によらず、強度変調された光源光を効率的
に、かつ均一な角度で蛍光体層１０１に入射させること
ができる。さらに、このような回折格子１１３を備える
ことにより、ＸＹ−スキャンミラー１０８とスクリーン
１００との配設距離を小さくすることができる。したが
って、表示装置の厚さをより薄くすることができる。ま
た、より大きな画面に表示を行うことができる。

【００９５】（実施形態７）図２０は本発明の表示装置
の光源の構成の別の例を概略的に示す図である。

【００９６】この光源１１１ａは、ＩｎＧａＮ系半導体
レーザー１１１ｂを光源あたり２個配置し、偏光ビーム
スプリッタ１１１ｃにより複数の半導体レーザーからの
光束を合成したものである。

【００９７】レーザー光は一般に偏光光であるため、こ
のように偏光ビームスプリッタを使用して容易に光束を
合成することができる。このような構成を採用すること
により、光源の出射光強度を大きくすることができ、よ
り高輝度な表示を行うことができる。またより大きな画
面に表示を行うことができる。

【００９８】（実施形態８）図２１は本発明の表示装置
の光源の構成の別の例を概略的に示す図である。この光
源１１１ｄは、ＩｎＧａΝ系ＬＥＤ１１１ｅをアレイ状
に配置し、出射する光源光を光ファイバー１１１ｆによ
り合成したものである。光ファイバー１１１ｆの光出射
面は、リレーレンズ１１１ｇにより集光され、結像光学
系１０９によって蛍光体層１０１を配設したスクリーン
１００上にスポット状の画素領域に結像される。このよ
うな光源部を用いることによりレーザー光源より構成が
簡単で安価なＬＥＤを光源として用いることができる。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の表示装置に
よれば、簡易な構成で大画面化が容易な、明るく表示品
質の高い表示装置を提供することができる。また、本発
明の表示装置ではＣＲＴのように表示領域に対する描画
ビームの光学系をバルキーな減圧容器内に配設する必要
がないため、表示装置を軽量化することができる。ま
た、描画ビームとして荷電粒子を用いる必要がないた
め、ノイズ等の外部擾乱の影響を受けにくく、表示装置
の信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示装置の構成の例を概略的に示す
図。

【図２】蛍光体層を配設したスクリーンを強度変調した
光源光によりスキャンする様子を説明するための図。

【図３】本発明の表示装置の構成の別の例を概略的に示
す図。

【図４】本発明の表示装置の構成のさらに別の例を概略
的に示す図。

【図５】本発明の表示装置の構成の例を概略的に示す
図。

【図６】ダイクロイックミラーの構造を模式的に示す
図。

【図７】ダイクロイックミラーの反射率特性を示す図。

【図８】偏光変換シートの原理を説明するための図。

【図９】液晶カラーシャッタの構成と透過率特性を説明
するための図。

【図１０】液晶カラーシャッタの液晶セルへの印加電圧
と表示色との対応関係を説明するための図。

【図１１】図１０に例示した液晶カラーシャッタの液晶
セルへの印加電圧のスイッチングと表示色との対応関係
を示す図。

【図１２】液晶カラーシャッタの表示切り替えタイミン
グと、光源光のスキャン位置の対応関係を説明するため
の図

【図１３】表示領域の表示状態を示す図。

【図１４】本発明の表示装置の駆動部の構成の例を示す
ブロック図。

【図１５】Ａ／Ｄコンバータ、フレームメモリに印加さ
れるパルスの例を示す図。

【図１６】スキャン手段と液晶カラーシャタとを駆動す
るタイミング制御を行うための構成を概略的に示すブロ
ック図。

【図１７】本発明の表示装置のさらに別の構成の例を概
略的に示す図。

【図１８】本発明の表示装置のさらに別の構成の例を概
略的に示す図。

【図１９】回折格子

【図２０】本発明の表示装置の光源の構成の別の例を概
略的に示す図。

【図２１】本発明の表示装置の光源の構成の別の例を概
略的に示す図。

【符号の説明】

１００………スクリーン１０１………蛍光体層１０１Ｒ………蛍光体層（赤）１０１Ｇ………蛍光体層（緑）１０１Ｂ………蛍光体層（青）１０２………偏光変換シート１０３………液晶カラーシャッタ（ＬＣＣＳ）１０８………スキャン手段１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂ………ΧＹスキャンミラ
ー１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂ………結像光学系１１０………強度変調手段１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ………光強度変調素子１１１、１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ………コヒーレ
ント光源１１２………ダイクロイックミラー１１３………回折格子２０１………信号供給手段２０２………Ａ／Ｄコンバータ２０３………フレームメモリ（ＦＩＦＯ）２０４………Ｄ／Ａコンバータ２０５………オペアンプ２０６………タイミング・駆動信号発生回路３０１………蛍光体発光光３０２、３０３、３０５、３０６………偏光光３０４………無偏光光４０１、４０２………液晶セル４０３、４０４、４０５、４０６、４０７………偏光板６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６……
…表示領域８０１………フェースガラス８０２………カラーフィルタ１１１ａ………光源１１１ｂ………半導体レーザー１１１ｃ………偏光ビームスプリッタ１１１ｄ………光源１１１ｅ………ＬＥＤ１１１ｆ………光ファイバー１１１ｇ………リレーレンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単波長収束光を照射する光源と、前記光源光が照射されたとき可視領域で発光するような
蛍光体層が配設されたスクリーンと、前記光源光の強度を表示信号に応じて変調する変調手段
と、前記変調手段により強度変調された光源光を前記スクリ
ーンに２次元的にスキャンするスキャン手段とを具備し
たことを特徴とする表示装置。
【請求項２】前記光源光の波長は約３００〜約４５０
ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の表示装
置。
【請求項３】前記光源は複数配設され、前記変調手段
および前記スキャン手段は前記光源ごとに複数系統配設
されたことを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれ
かに記載の表示装置。
【請求項４】前記スクリーンの前記スキャン手段とは
反対面に、前記蛍光体層の発光光を着色する手段をさら
に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
れかに記載の表示装置。