JPH03113484A - ディスプレイデバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は従来のＣＲＴ　（陰極線管）や液晶デイスプレ
ィ等と表示原理を全く異にするデイスプレィデバイスに
係り、特に、文字や図形等を表示するスクリーンの超大
型化と、このスクリーンのデイバイス本体からの分離と
を共に図ることができるデイスプレィデバイスに関する
。

（従来の技術） 従来、周知のデイスプレィデバイスの一例としては第６
図で示すＣ−ＣＲＴ　（カラー用陰極線管）があり、そ
の高画像および高解像度等の利点から民生用や産業用を
問わず広く実用に供されている。

このＣＲＴｌは第６図に示すように真空ガラス容器２の
フェイスプレート３の内面に、赤、緑、青（Ｒ，Ｇ、　
　Ｂ）に発光する３種類の蛍光体膜４をドツトマトリッ
クスで被着しており、この蛍光体膜４上に、真空ガラス
容器２内に内蔵された電子銃５から電子ビーム６を照射
し、この電子ビーム６を偏向コイル７により偏向走査し
、画像をフェイスプレート３上に描画するようになって
いる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のＣＲＴＩでは電子銃５
から電子ビーム６を蛍光体膜４上に照射するために、そ
の電子ビーム照射路として真空雰囲気を必要とし、重い
真空ガラス容器２が不可欠であり、重量化を招いている
。

さらに、フェイスプレート３、電子銃５および偏向コイ
ル７等が真空ガラス容器２と一体に構成する必要がある
ので、全体として重量化する上に、フェイスプレート３
のみを真空ガラス容器２から分離して大型化することや
形状を自在に変更することも不可能である。また、フェ
イスプレート３上の輝度も必ずしも十分ではない。

そこで本発明はこのような事情を考慮してなされたもの
で、その目的は文字や図形等の画像を表示するスクリー
ンの著しい大型化とスクリーンのみをデイバイス本体か
ら分離することが可能で高輝度のデイスプレィデバイス
を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明はレーザ光の大パワーに着目してなされたもので
あり、次にその原理を第１図に基づいて説明する。

本発明のデイスプレィデバイス１は連続発振するレーザ
光源２から出力されるレーザ光２ａを、例えば非線形光
学結晶等から成る変換器３により所要波長の紫外線３ａ
に変換する。

この紫外線３ａを走査装置４によりスクリーン５のドツ
トマトリックス状の蛍光体層６に走査自在に照射し、所
要の画像を描画するように走査するように構成されてい
る。

（作用） レーザ光源２から出力されたレーザ光２ａは変換器３に
より紫外線３ａに変換される。これはスクリーン５の蛍
光体層６が紫外線３ａにより励起されて発光するが、レ
ーザ光２ａでは発光しないためである。

この紫外線３ａは走査装置４によりスクリーン５の蛍光
体層６上に照射され、走査される。

したがって紫外線３ａを照射された蛍光体層６の受光部
が発光し、その走査に従って順次発光し、所要の画像を
表示する。

したがって本発明によれば、スクリーン５は、従来のＣ
ＲＴのように真空雰囲気中に配置する必要がなく、しか
も、走査装置より分離されているので、スクリーン５の
みの大型化と形状設計の自由度の向上とを個別に図るこ
とができると共に、レーザ光源を光源とするので、画像
の高輝度化を図ることができる。

（実施例） 以下本発明の実施例を第２図〜第５図に基づいて説明す
る。

第２図で示す本発明の第１実施例のデイスプレィデバイ
ス１１は、レーザ光源１２としてレーザ光１２ａの出力
が２Ｗ、ビーム径が４ｍｍφのＮｄ：ＹＡＧレーザを用
いており、このレーザ光源１２のレーザ光放出口端には
レーザ光１２ａを紫外線１３ａに変換する変換器１３を
設けている。

この変換器１３はＫ　Ｔ　ｉＯＰ　Ｏ４単結晶やＢａＢ
２Ｏ４単結晶等の非線形光学結晶の非線光学効果により
Ｎｄ：ＹＡＧレーザの波長１．０６４μｍのレーザ光１
２ａを第４高調波の２６６　ｎｍの紫外線１３ａに変換
するようになっている。

このようにレーザ光１２ａから変換された紫外線１３ａ
は人体に危険を及ぼすおそれがあるので、光フアイバ１
３ｆ内を通して走査装置１４へ転送される。

走査装置１４は光ファイバ１３ｆからの紫外線１３ａを
スクリーン１５上に照射し、縦横に走査するものであり
、紫外線１３ａを垂直および水平方向にそれぞれ走査す
るガルバノミラ−を有する。

ガルバノミラ−は水平方向走査用と垂直方向走査用の回
転多面鏡をそれぞれ有し、水平方向走査用としては例え
ば２４面鏡で７０００Ｏｒｐｍ回転可能の回転多面鏡を
、垂直方向走査用としては例えば１２面鏡で３０Ｏｒｐ
ｍ回転可能のものを用いた。

一方、スクリーン１５はそのスクリーンベース１５ａを
例えば縦２ｍ、横４ｍの平板状の透明板ガラスにより構
成し、その背面には赤、緑、青（Ｒ，Ｇ、　　Ｂ）にそ
れぞれ発光する３種の蛍光体をドツトマトリックス状に
塗布した蛍光体を一対として、その多数対を形成してい
る。

蛍光体層１６は例えば、赤色（Ｒ）発光蛍光体として３
価のユーロピウムで付活したイツトリウムオキサイドを
、緑色（Ｇ）発光蛍光体としてセリウムおよびテルビウ
ムで付活したランタンフォスフェートを、青色（Ｂ）発
光蛍光体として２価のユーロピウムで付活したバリウム
・マグネシウムアルミネ−１・を用いた。

またスクリーンベース１５ａの前面にはシャッタ装置本
体１７を添設しており、このシャッタ装置本体１７を透
過する透光全体の屈折率を、電圧制御装置１８により印
加される電界に応じて、凹または凸レンズ状に制御する
ようになっている。

シャッタ装置本体１７はシャッタ素子１７ａの表裏両面
を図中上下一対の偏向子フィルム１７ｂ。

１’　７　ｃにより被覆したものであり、シャッタ素子
１７ａへの人、出射光の方向を揃えるようになっている
。

シャッタ素子１７ａは第３図に示すように構成され、変
換器１３からの紫外線１３ａを表裏面方向に透過させる
透光板１７ｄを、例えば透明のＰＬＺＴ電気光学セラミ
ックス等の電気光学効果を有する電気光学材料により透
明板に形成している。

また、透光板１７ｄの表裏の一面には、例えばＩＴＯ膜
やＮＥＳＡ膜等により透明に形成された陽極１７ｅと陰
極１７ｆとを一対として、透光板’Ｌ７ｄの幅方向に微
少間隙をおいて貼着し、これら陽、陰極１７ｅ、１７ｆ
の複数対を所要のピッチをおいて透光板１７ｄの幅方向
に並設している。

これら多対の陽、陰極１７ｅ、１７ｆは電圧制御装置１
８にそれぞれ電気的に接続されている。

電圧制御装置１８は定電圧■を複数の分圧抵抗ＲＯ〜Ｒ
７によりそれぞれ分圧し、陽、陰極１７ｅ。

１７ｆ間に印加される電圧を各電極対毎に制御するよう
になっている。

このために、多対の陽、陰極１７ｅ、１７ｆ間の各空間
に分布する屈折率は、各隅、陰極１７ｅ。

１７ｆの印加電圧、すなわち印加電界に応じて、凹また
凸状レンズ状にそれぞれ制御され、焦点距離が制御され
る。

したがって、電圧制御装置１８によりシャッタ素子１７
ａの複数対の透明電極間に印加する電圧を、各電極対毎
に制御することにより、このシャッタ素子１７ａ上の各
電極間を透過する透光の屈折率を適宜制御することによ
り透光全体の焦点距離を制御し、画像のコントラストを
連続的に制御するようになっている。

したがって、スクリーン１５を見る者に対し、焦点を絞
らない場合には画像は不鮮明となり、その鮮明度の制御
は電圧制御装置１８の電圧制御により行なうことができ
る。

次に本実施例の作用を説明する。

レーザ光源１２により連続発振されたレーザ光１２ａは
そのレーザ光放射口において変換器１３の非線形光学効
果により紫外線１３ａに変換される。

この紫外線１３ａは、人体に危害を及ぼすおそれがある
ので、光フアイバ１３ｆ内を通して走査装置１４に転送
され、ここでスクリーン１５の蛍光体層１６上に照射さ
れ、かつ走査される。

蛍光体層１６は紫外線１３ａを受光した箇所にて走査に
従って順次所要色に発光し、所要の画像としてシャッタ
装置本体１７を通して外部へ照射される。

シャッタ装置本体１７はシャッタ素子１７ａに印加され
る電圧を電圧制御装置１８で適宜制御することにより、
そのコントラストが適宜制御される。

したがって本実施例によれば、スクリーン１５を真空雰
囲気中に設ける必要がなく、しかも走査装置１４から分
離しているので、スクリーン１５のみを個別に超大型化
することができる。

また、大パワーを有するレーザ光１２ａを光源とするの
で、高輝度化を図ることができる。

さらに、シャッタ素子１７ａは機械的可動部分がないの
で、その操作が容易であるうえに、故障発生の低減を図
ることができる。

また、人体に危険を及ぼすおそれのある紫外線を光フア
イバ１３ｆ内に通すので、安全性を高めることができる
。

第４図で示す第２の実施例のデイスプレィデバイス２１
は、第１実施例の変換器１３を他の変換器２２に置換す
ると共に、マイクロコンピュータ等よりなる制御手段２
３を設けて、走査装置１４の走査を制御する点に特徴が
あり、これ以外は第１実施例とほぼ同様であるので、第
３図中、第２図と共通する部分には同一符号を付して、
その重複した説明を省略している。

変換器２２は非線形光学結晶のＫ　Ｔ　Ｉ　ＯＰ　Ｏ４
単結晶２２ｂとＢａＢ２Ｏ４単結晶２２ｃの両者を共に
、レーザ光１２ａの放射口端に並設し、これら非線形光
学結晶の非線形光学効果によって、例えば波長が１．０
６４μｍのレーザ光１２ａをその第４高調波の波長が２
６６ｎｍの紫外線２２ａに変換する。

さらに、この紫外線２２ａを例えば約２００〜４００ｎ
ｍの光のみを通過させるバンドパスフィルタ２２ｄを設
置し、これ以外の光が透過するのを防止している。この
バンドパスフィルタ２２ｄにおける波長２６６ｎｍの紫
外線２２ａが透過する光透過率は約７０％である。

一方、制御手段２３は走査装置１４の垂直方向走査用の
回転縦ミラーと、水平方向走査用の回転横ミラーの回転
速度を制御することにより、紫外線２２の走査方向を縦
横に制御するものである。

制御手段２３は、所要の画像データをインプットしてお
り、その画像をスクリーン１５上に表示させるために縦
、横ミラーのオン／オフおよび回転速度等をそれぞれ制
御する両デジタル制御信号を２台一対のＤ　／　Ａ　コ
ンバータ２４ａ、２４ｂにそれぞれ与え、ここでアナロ
グ信号に変換するようになっている。

さらに、これら両アナログ制御信号を２台一対の駆動ア
ンプ２５ａ、２５ｂにより所要振幅の制御信号に増幅し
、前記回転縦ミラーおよび回転横ミラーにそれぞれ与え
、その回転速度等を制御するようになっている。

第５図で示すデイスプレィデバイス３１はレーザ光源３
２としてアルゴンイオンレーザを用いており、これは波
長が５１４．５ｎｍでビーム径が４ｍｍφのレーザ光３
２ａを５．２ｍＷの出力で出力するものであり、そのレ
ーザ光放出口端部には変換器として非線形光学結晶のＢ
ａＢ２Ｏ４単結晶３３を設けている。

ＢａＢ２０４単結晶３３は０．　４５４５〜０゜５１４
５μｍのレーザ光を非線形光学効果により６０〜７０％
の高効率で第２高調波の０．２２７３〜０．２５７３μ
ｍの紫外線３３ａに変換するものである。

このＢａＢ２Ｏ４単結晶３３がらの紫外線３３ａは例え
ば約２００〜４００ｎｍの光のみを通過させるバンドパ
スフィルタ３４を設けており、これ以外の光の透過を防
止している。このバンドパスフィルタ３４における波長
２６６ｎｍの光を透過させる透過率は約７０％である。

バンドパスフィルタ３４をパスした例えば２６５ｎｍの
紫外線３３ａは光フアイバ１３ｆ内を通って走査装置１
４へ転送されるようになっている。

走査装置１４の回転縦、横ミラ〜は第２実施例と同様に
マイクロコンピュータよりなる制御手段２３により制御
される。

一方、走査装置１４により紫外線３３ａが照射され、走
査される円弧スクリーン３５はそのスクリーンベース３
５ａを円弧状の透明板ガラスにより形成し、その凹弧状
内面にＲ，Ｇ、　　Ｂの蛍光体をドツトマトリックス状
に塗布することにより蛍光体層３６を形成している。

本実施例においても、円弧スクリーン３５を真空雰囲気
中に設ける必要がないので、この円弧スクリーン３５の
みを個別に大型化することができる。

また、円弧スクリーン３５は走査装置１４から分離して
設けられているので、円弧スクリーン３５を分離して設
けることができ、円弧スクリーン３５の設計自由度を高
めることができる。

さらに、光源としてレーザ光源３２を用いるので、高輝
度も図ることができる。

なお、本発明は前記スクリーン５，１５．３５の形状に
決定されるものではなく、例えば円筒形状でもよく、そ
の形状には限定されない。

また、上記実施例においてはシャッタ素子１７ａとして
複数対の陰極１７ｆと陽極１７ｅを備えたものを用いて
いるが、一対の電極１７ｅ、１７ｆ間で生ずる二次電気
光学効果を利用するものであってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、大出力のレーザ光を紫外
線に変換し、この紫外線を、スクリーン上の蛍光体層に
走査自在に照射するものであり、スクリーンを真空雰囲
気中に設ける必要がないので、スクリーンのみを個別的
に大型化することができると共に、スクリーンのみをデ
イバイス本体から分離することができるので、そのスク
リーンの構造や形状等の設計自由度を高めることができ
、大パワーのレーザ光を光源とするので、高輝度化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るデイスプレィデバイスの原理を説
明するための全体構成図、第２図は本発明の第１実施例
の全体構成を示す構成図、第３図は第２図で示すシャッ
タ装置本体と電圧制御装置の構成図、第４図および第５
図は本発明の第２および第３実施例の構成図、第６図は
従来のデイスプレィデバイスの一例であるＣＲＴの側断
面図である。 １．１１，２１．３１・・・デイスプレィデバイス、２
．１２．３２・・・レーザ光源、２ａ、１２ａ。 ３２ａ・・・レーザ光源、３．１３，２２．３３・・・
変換器、４，１４・・・走査装置、５，１５．３５・・
・スクリーン、５ａ、１５ａ、３５ａ・・・スクリーン
ベース、６．１６．３６・・・蛍光体層、１７・・・シ
ャッタ装置本体、１８・・・電圧制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベース上に蛍光体をドットマトリックス状に塗布して蛍
   光体層を形成したスクリーンと、レーザ光を出力するレ
   ーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光を紫外線に
   変換する変換器と、この変換器からの紫外線を前記スク
   リーンの蛍光体層上に走査自在に照射する走査装置とを
   有することを特徴とするディスプレイデバイス。