JPH0469642A

JPH0469642A - 投写型表示装置

Info

Publication number: JPH0469642A
Application number: JP2184524A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Nakano; 雅章中野; Naoki Shiramatsu; 直樹白松; Shuji Iwata; 修司岩田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-07-10
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1992-03-04

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】［産業−にの利用分野］この発明は、ライトバルブに形成される光学像を照射光
で照射すると共に投写レンズによりスクリーン上に投写
する投写型表示装置に関するものであり、特にその光源
に関するものである。

［従来の技術］従来、大画面の映像の表示を行なう装置としては、比較
的小さなライトバルブに光学的特性の変化として映像信
号に応じた光学像を形成し、この光学像を照明光で照射
すると共に投写レンズによりスクリーン」二に拡大投写
する投写型表示装置がよく知られている。

例えば、従来の投写型表示装置として、特開平１−３１
４２８６号公報に示すものがあった。第８図は従来の投
写型表示装置を示す構成図である。

図において、（２０＋）はハロゲンランプ光源、（２Ｉ
Ｉ）は青色反射ダイクロイックミラー、（２１２）は緑
色反則ダイクロイックミラーであり、それぞれ対応する
波長の色のみを反射する。（２１３）は全反射ミラー、
また、（２１５）ば青色ライトバルブ、（２１６）は緑
色ライ１〜バルブ、（２１７１は赤色ライトバルブであ
り、対応する色の光学像を形成する。（２２０）　、ｆ
２５０）は偏光板、（２３０１はグイクロイックブリズ
ムで：３色の光学像を合成する。（２３１）は投写レン
ズ、（２３３）はスクリーン、（２７０）は冷却用の透
光性窒化アルミニウム焼結体である。

以下、動作について説明する。

ハロゲンランプ（２０＋１　から出た光は、青色反射ダ
イクロイックミラー（２＋１１　、緑色反射ダイクロイ
ックミラー（２１２）によって、青、緑、赤の原色色光
に分離される。各色光は偏光板（２５０）を透過して、
青色ライ］・バルブ（２１５）　、緑色ライ］・バルブ
（２＋６１　’、赤色ライトバルブ（２１７）により光
強度変調され、２枚［」の偏光板（２２０）を透過する
。この後、ダイクロイックプリズム（２３０１によって
合成され、投写レンズｆ２３１）によってスクリーン−
にに投写される。

偏光板（２５０１と、それぞれ青色ライトバルブ（２１
５）、緑色ライトバルブ（２１６）　、赤色ライトバル
ブ（２１７１の間には窒化アルミニウム焼結体冷却板（
２７０１があり、下部に置いたファン（図示せ′ず）か
らの送風よって冷却される。従って、偏光板（２５０１
によって発生した熱は焼結体冷却板（２７０１によって
速やかに除去される。

［発明が解決しようとする課題］従来の投写型表示装置は以−にのＪ：うに構成されてお
り、放熱のための冷却板が必要で、その設置スペースが
必要な上に、冷却板から放出された熱を装置の外部に放
出するためにファンが必要であった。このために装置が
大きくなってしまうという問題点があった。さらに、光
源に供給される電力の大部分が熱に変換されるために、
消費電力が犬きくなるという問題点もあった。

この発明は５に記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、冷却板や放熱ファンを必要としない小型の
装置が実現できると共に、消費電力の少ない投写型表示
装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明の請求項１の発明に係る投写型表示装置は、光
源として、電子線を発生ずる電子線発生手段と、この電
子線発生手段により発生した電子線によって励起されて
発光する蛍光体層を備えたこと特徴とするものである。

さらに、この発明の請求項２の発明に係る投写型表示装
置は、請求項１の発明に加えて光源とライトバルブを透
明接着剤で接着したことを特徴とするものである。

［作用コこの発明における投写型表示装置は、電子線発生手段で
電子を発生し、加速された電子線の衝突により蛍光体層
が発光した光を投写光として用いるので、発光効率がよ
く発熱量の少ない投写型表示装置を実現できる。

［実施例］以下、この発明の一実施例を第１図及び第２図に基いて
説明する。第１図はこの発明の一実施例による３板うイ
トバルブ方式の投写型表示装置を示す構成図であり、第
８図と同一または相当の部分には同一の符号を付して、
説明は省略する。

第１図において、（３００Ｂ）は青色光源管、（３００
Ｇ）は緑色光源管、（３０ＯＲ）は赤色光源管である。

第２図は、各色光源管（３００１３１、（３［１［ＩＧ
ｌ、（３００Ｒ）の断面を示す図であり、第１図のＩＩ
線における拡大断面図である。第２図において、（３０
１１は光源管内を真空に維持するための、例えば筒状の
真空外囲器である。この真空外囲器（３０１）は、一端
に内面に蛍光体層（３０２１が被着されたフェースガラ
ス（３０３）を有し、他端に蛍光体層（３０２）全面を
非集束電子ビーム（３［］４）で照射するための電子銃
（３０５）及び電子銃（３０５１の各部に所要の電圧を
印加するための端子（３０６）　、そして真空外囲器（
３０１１を閉塞するステム部（３０７）を有している。

電子銃（３０５）はヒータ（３０８）　、陰極（３０９
）　、及びグリッド（３１Ｏ）で構成されている。また
、蛍光体層（３０２）は、例えば青色光源管（３００Ｂ
）でばＺｎＳ：Ａｇ、　ＣＩ、緑色光源管（３００Ｇ）
ではＺｎＳ：Ａｕ、　Ｃｕ、　ＡＩ、赤色光源管（３Ｄ
ＯＲ）ではＹ２Ｏ２Ｓ：ＥＩＪ３＋が用いられており、
それぞれの表面積は各色ライトバルブの有効表示面を覆
うだけの大きさを持っている。

以下、動作について説明する。まず、第２図において、
グリッド（３１０１に陰極（３０９）に対して負の電圧
を与える。これと共にヒータ（３［１１ｉ）に所定の電
流を与え、陰極（３０９）を加熱してグリッドｉ３＋０
１　の電圧を陰１ｉ１ｉｉ　（３０９）の電位に近づけ
ると、陰極（３０９）から電子ビーム（３０４）が蛍光
体層（３０２）に向かって発射される。この電子ビーム
（３０４）は、グリッド（３１０）の中央に設けられた
孔（３１１）の直？子、グリッド（３１０）と陰極ｆ３
０９）との間隔及び陽極′電圧などの諸条件によって所
定の広がり（Ｏ）を持つ非集束ビームとなって蛍光体層
（３０２１全面に照）ｊされ、蛍光体層（３０２）を各
色光源管（３００ｒｌ）　、　　（３００Ｇ）、（３０
０Ｒ）の蛍光体に応じた発光色に発光させる。

第３図は横軸に波長（ｎｍ）、縦軸に強度（任意単位）
を示し、光源管（３００）から発する発光スペクトルを
示ず特性図である。青色光源管（３００Ｂ）、緑色光源
管（３００Ｇ）　、赤色光源管（３００Ｒ）からは発光
スペクトルがそれぞれ（４００Ｂ）、ｆ４００Ｇ）、　
（４００Ｒ）に示ずような純度の高い青、緑、赤の原色
光が発せられる。各色光は第１図における偏光板（２５
０）を透過して、青色ライトバルブ（２１５１、緑色ラ
イトバルブ（２＋６）　、赤色ライトバルブ（２＋７）
によって、光強度変調され、２枚１」の偏光板（２２０
）を透過する。この後、ダイクロイックプリズム（２３
０）によって合成され、投写レンズ（２３１１によって
スクリーン（２３３）上に投写される。

ここで、蛍光体（３０２）の電子線励起による発光効率
は、緑色光源管（３００Ｂ）に使われている蛍光体のＺ
ｎＳ：Ａｕ、　Ｃｕ、　ＡＩでの５００１．ｍ／Ｗをは
じめとしてハロゲンランプの３０１．ｍ／ＷよりｌＯ倍
以」二高くなっている。従って光源部からの発熱量は非
常に少なくなり、従来のような冷却板や放熱ファンが不
用となるので、小型で消費電力の少ない投写型表示装置
が実現できる。

なお、他の実施例として、各色光源管（３００１の発光
効率を高めるために、第４図に示すようにフェースガラ
ス（３０３）の中応部を周辺部より厚くして凸レンズ効
果を持たせたり、フェースガラス（３０３）と蛍光体層
（３０２１の間に誘電体の多層膜（３２０）を設けたり
、蛍光体層（３０２）の内側にアルミバック（３２１）
を施したりしてもよい。このように構成すれば、フェー
スガラス（３０３１表面の法線方向（矢印へ方向）へ発
光光を集光することも可能である。なお、」二記凸レン
ズ効果はフェースガラス（３０３）にフレネル面を形成
することによっても可能となる。

第５図は、この発明のさらに他の実施例による＋１１仮
ライトバルブ方式の投写型表示装置を示す構成図である
。図において、（３００Ｗ）は白色光源管であり、その
構成は第２図に示したものと同様であるが、蛍光体層に
は例えばＺｎＳ：Ａｇ、　Ｃ１とＺｎＳ：ＡｕＣｕ、八
ｌ及び、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｆ、ｔ＋″＋を適用に混合させた
蛍光体が用いられている。また、その発光光は、例えば
第３図に示ずようなスペクトルを有する、青、緑、赤の
原色光を含んだ白色光となる。また、（２８０）はライ
トバルブ（２＋８１の画素毎にモザイク状に形成された
青、緑、赤の組み合せからなるカラーフィルタ層である
。

第５図において、白色光源管（３００Ｗ）から出射した
青、緑、赤の原色光を含んだ白色光は、偏光板（２５０
１を透過してカラーフィルタ（２８０１の付けられたラ
イトバルブ（２１８）で強度変調され、２枚ｒＪの偏光
板（２２０）を透過した後、投写レンズ（２３１）によ
ってスクリーン（２３３］上に投写される。

また、」ニ記実施例では、各色光源管（３００Ｂ）（３
００Ｇ）　、　　（３００Ｒ）　、　ｆ３００Ｗｌとラ
イトバルブｉＵ面の第１の偏光板（２５０１は距離を隔
てて設置しであるが、第６図に示すように各色光源管（
３００）のフェースガラス（３０３）と第１の偏光板（
２５０）を透明な接着剤（２９０）で接着し、空気層を
なくすことにより、偏光板に入射時の光の反射光を低減
させ、光源からの出射光の利用効率を高めることが可能
となる。透明な接着剤（２９０）はこの実施例では、例
えば２液付加反応型シリコーンＲＴＶ樹脂（信越化学工
業（株）製ＫＥ１６０３Ａ／ｎ　）を用いている。

さらに、第７図に示すように光源管（３００１前而のフ
ェースガラス（３０３）の前面部に、エチレングリコー
ルやシリコンオイルなどの冷却液（４０２１で満たされ
た透明容器（４０１）からなる冷却部（４００）を設け
て、ライトバルブ（２１７１１ｉｉｊ面の第１の偏光板
（２５０）と空気層なく透明接着剤（２９０）で接着し
てもよい。このように構成すれば、蛍光体層の温　Ｏ度」−昇を低く抑えることができるので、蛍光体の発光
効率を高めたり、寿命を長くすることが可能となる十に
、ライトバルブ（２１７１への熱伝導を防〈′こともｉ
ｊＪ能どなる。また、冷却液（４０２１の満たされてい
る冷却部（４００１の中心部の厚みを周辺部より厚くし
て凸レンズ効果を持たせ、ライトバルブ（２１７）を冷
却部（４００）から離して設置すれば、発光光を平行光
線としてライトバルブ（２１７ｉに入射させることがで
き、光の利用効率を高めるとも可能となる。

また、上記実施例ではライトバルブ（２１７）　として
透過型のものを例として説明したが、反射型のライトバ
ルブを用いてもよい。この場合には、光源からの光をレ
ンズにより平行光線としてライ１〜バルブに照射し、ラ
イトバルブ」二の光学像の反射光を投写レンズを通して
スクリーンに拡大投写する様に構成すれば、上記と同様
の効果を奏す。

以上のように、特にこの発明を３板ライトバルブの投写
型表示装置に適用すれば、白色光を青、緑、赤５の３原
色光に分離するためのダイクロイツクミラーなどの光学
系が不要となる為に、装置が小型化できる効果は大であ
る。

また、この発明では発光部分を平面状にすることができ
るので、発光部とライトバルブの距離を短くして発光光
の大部分をライ［・バルブの全面にわたり−様な強度の
光として入射させることが可能となる」二に、発光部分
とライトバルブの間の空気層などの反射層を除去するこ
とが可能になるなど光の利用効率を非常に高くできる。

さらに、平面状の発光部分の前面に透明冷却液の注入さ
れた冷却部（４００）を密着して設ければ、発光部の温
度−１−昇を低く抑え、蛍光体の発光効率を高くかつ長
寿命で利用できると共に、ライトバルブへの熱伝導を防
ぎ、ライトバルブの温度」１昇を抑える効果も有する。

［発明の効果］以」−のように、この発明の請求項１の発明によれば、
レンズ、光源、及び映像信号に応じて光学像が形成され
るライ］・バルブを備え、光源から発光する光をライト
バルブに照射して光学像を形成し、この光学像をレンズ
を通してスクリーンに投写する投写型表示装置において
、光源が電子線を発生ずる電子線発生手段と、この電子
線発生手段により発生した電子線によって励起されて発
光する蛍光体層を備えたことにより、従来のものに比べ
て発光効率が非常に高く、光源部からの発熱量は非常に
少なくなり、冷却板や放熱ファンが不用となるので小型
で消費電力の少ない投写型表示装置が実現できる効果が
ある。

さらに、この発明の請求項２の発明によれば、請求項１
の発明に加えて、光源とライトバルブを透明接着剤で接
着したことにより、光の利用効率を非常に高くできる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による投写型表示装置を示
す構成図、第２図は第１図の各色光源管の断面を示す断
面図、第３図は第１図の各色光源管の青、緑、赤の発光
スペクトルを示す特性図、第４図はこの発明の他の実施
例による投写型表示装置に係る各色光源管の断面図、第
５図はこの発明のさらに他の実施例による投写型表示装
置を示１−構成図、第６図、第７図は各々この発明のさ
らに他の実施例に係る説明図、第８図は従来の投写型表
示装置を示す構成図である。（２＋５＋、　（２１６１，（２１７１，（２１８１・
・ライトバルブ、＋２２０）　、　（２５０）　　・・
・偏光板、（２３０）　　・・・ダイクロイックプリズ
ム、（２３１）　　・・・投写レンズ、（２３３）・・
・スクリーン、（３００）　、　（３００１１１、（３
００Ｇ）　、　＋３０ＯＲ）　、　（３００Ｗｌ　　・
・・光源管、（３０２）・・・蛍光体層、（３０５）　
　・・・電子銃。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レンズ、光源、及び映像信号に応じて光学像が形
成されるライトバルブを備え、上記光源から発光する光
を上記ライトバルブに照射して光学像を形成し、この光
学像を上記レンズを通してスクリーンに投写する投写型
表示装置において、上記光源が電子線を発生する電子線
発生手段と、この電子線発生手段により発生した電子線
によって励起されて発光する蛍光体層を備えたことを特
徴とする投写型表示装置。
（２）光源とライトバルブを透明接着剤で接着したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の投写型表示装
置。