JP2003331783A - 紫外光源及び自発光型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】紫外線の強度が大きく均一であり、小型軽量で
あり、簡単な構成で低コストな紫外光源、及び該紫外光
源を備えた自発光型表示装置を提供する。 【解決手段】密閉容器の内壁に設けられた一対又は多対
の電極２、及び密閉容器に封入された水銀ガス及び／又
は希ガスを有し、一対又は多対の電極２間に電圧を印加
して水銀ガス及び／又は希ガスをプラズマ放電させて紫
外線を発生させ、密閉容器から紫外線を取り出す平面型
の紫外光源１０とする。プラズマ放電を開始する熱電子
を放出するフィラメントに接続され、フィラメントを加
熱して熱電子を放出させる補助電極５を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外光源、及び該
紫外光源を有する自発光型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、画像を表示する代表的な表示装置
として、ＣＲＴディスプレイなどの電子ディスプレイ、
プラズマディスプレイ、投射型ディスプレイが使用され
ている。

【０００３】ＣＲＴディスプレイについては、対角２０
インチの大きさ及び４００万画素の高精細ディスプレイ
が、ソニー株式会社によって開発されている。しかしな
がら、このディスプレイ装置は、奥行き１ｍ、重量１０
０ｋｇであるので、一般の家庭で用いることは困難であ
り、用途が限定される。

【０００４】また、一般の家庭で使用するＣＲＴディス
プレイは、最大でも対角３６インチであり、プラズマデ
ィスプレイなどのような４０インチ以上の大画面を実現
することは、重量や大きさの点を考慮すると困難であ
る。しかしながら、電子ビームを照射して蛍光体を発光
させて、画像を表示するＣＲＴ方式は、動画像の表示に
は最適であり、液晶ディスプレイやプラズマディスプレ
イなどのマトリックス駆動型ディスプレイよりも電極と
駆動回路との接続が少ないという利点を有する。

【０００５】また、投射型ディスプレイは、容易に大画
面表示を可能とし、最近では、例えば奥行き４０〜５０
ｃｍ、対角６０インチの大画面ディスプレイが市販され
ている。しかしながら、投射型ディスプレイでは、画像
をスクリーン上に投影するため、ＣＲＴディスプレイな
どの自発光型ディスプレイと比較して、コントラストの
高い鮮明な画像を表示することが困難であり、表示品質
は、自発光型ディスプレイよりも劣る。

【０００６】上記従来の投射型ディスプレイに対して、
特開２０００−１８０９６０では、紫外光源、デジタル
マイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）のような紫外光を反
射させるためのライトバルブ、及び紫外光を可視光に変
換するための蛍光スクリーンを組み合わせた表示装置を
開示する。この表示装置は、ＣＲＴディスプレイと同様
に自発光型ディスプレイであるので、鮮明な画像を表示
することが可能である。また、この表示装置は、紫外線
を蛍光スクリーンに投射する投射型であるため、小さな
投影機を使用して、１００インチ程度の大画面表示でさ
えも、低コストで容易に実現することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記表
示装置を実現するためには、紫外線の強度が大きいと共
に面内で均一である、小型で平面型の紫外光源が必要で
ある。現在、紫外線を発生する光源としては、キセノン
ランプなどのランプが挙げられる。しかしながら、いず
れのランプも形状は平面型ではないので、ランプを利用
した光源は、ミラー、プリズム、及びレンズを含む光学
系を必要とし、その光源の構造が複雑になる。よって、
ランプを利用した紫外光源は、紫外光の利用効率、表示
装置の表示画像の明るさ、コスト、小型化、軽量化など
の点で問題がある。

【０００８】また、紫外光源として紫外線レーザの使用
も考えられるが、エキシマレーザなどのガスレーザは、
その動作が不安定であると共にその体積が大きいため、
利用することはできない。さらに、半導体レーザについ
ては、最近ＧａＮ系の半導体を用いたレーザが開発され
つつあるが、波長４００ｎｍ付近の近紫外域の紫外レー
ザも未だ開発中であり、現段階では、蛍光体の励起帯で
ある２００ｎｍ〜３７０ｎｍ程度の紫外線レーザを利用
することはできない。また、レーザ光をライトバルブに
照射する場合、レーザビームを均一にするために、レン
ズを必要とし、光源の光学系の構造が複雑になる。

【０００９】加えて、紫外ＬＥＤも最近ＧａＮ系で開発
されつつあるが、上記半導体レーザと同様な問題を抱え
ている。特に、大きな光束を得るためには、特性の揃っ
た複数のＬＥＤチップを配列する必要があり、コストが
高くなる。

【００１０】しかも、これらの紫外線レーザや紫外ＬＥ
Ｄは、製造に高度な半導体製造工程を必要とするため、
コストの低下は容易ではない。

【００１１】本発明は、上記問題に鑑みなされたもので
あり、紫外線の強度が大きく均一であり、小型軽量であ
り、簡単な構成で低コストな紫外光源、及び該紫外光源
を備えた自発光型表示装置を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
平面型の紫外光源において、密閉容器の内壁に設けられ
た一対又は多対の電極、及び前記密閉容器に封入された
水銀ガス、又は水銀ガス及び希ガスを有し、前記一対又
は多対の電極間に電圧を印加して前記水銀ガス、又は水
銀ガス及び希ガスをプラズマ放電させて紫外線を発生さ
せ、前記密閉容器から前記紫外線を取り出すことを特徴
とする。

【００１３】請求項１記載の発明によれば、密閉容器の
内壁に設けられた一対又は多対の電極、及び前記密閉容
器に封入された水銀ガス、又は水銀ガス及び希ガスを有
し、前記一対又は多対の電極間に電圧を印加して前記水
銀ガス、又は水銀ガス及び希ガスをプラズマ放電させて
紫外線を発生させ、前記密閉容器から前記紫外線を取り
出すので、紫外線の強度が大きく均一であり、小型軽量
であり、簡単な構成で低コストな紫外光源を提供するこ
とができる。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の平
面型の紫外光源において、前記プラズマ放電を開始する
熱電子を放出するフィラメントに接続され、前記フィラ
メントを加熱して前記熱電子を放出させる補助電極を有
することを特徴とする。

【００１５】請求項２記載の発明によれば、前記プラズ
マ放電を開始する熱電子を放出するフィラメントに接続
され、前記フィラメントを加熱して前記熱電子を放出さ
せる補助電極を有するので、水銀ガスのプラズマ放電を
容易かつ確実に開始することができる。

【００１６】請求項３記載の発明は、平面型の紫外光源
において、密閉容器の内壁に設けられた一対又は多対の
電極、及び前記密閉容器に封入された希ガスを有し、前
記一対又は多対の電極間に電圧を印加して前記希ガスを
プラズマ放電させて紫外線を発生させ、前記密閉容器か
ら前記紫外線を取り出し、前記プラズマ放電を開始する
熱電子を放出するフィラメントに接続され、前記フィラ
メントを加熱して前記熱電子を放出させる補助電極を有
することを特徴とする。

【００１７】請求項３記載の発明によれば、密閉容器の
内壁に設けられた一対又は多対の電極、及び前記密閉容
器に封入された希ガスを有し、前記一対又は多対の電極
間に電圧を印加して前記希ガスをプラズマ放電させて紫
外線を発生させ、前記密閉容器から前記紫外線を取り出
し、前記プラズマ放電を開始する熱電子を放出するフィ
ラメントに接続され、前記フィラメントを加熱して前記
熱電子を放出させる補助電極を有するので、水銀ガスの
プラズマ放電により発生する紫外線よりも短波長の紫外
線を均一に発生させることができ、希ガスのプラズマ放
電を容易かつ確実に開始させることができ、小型軽量で
あり、簡単な構成で低コストな紫外光源を提供すること
ができる。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３い
ずれか１項記載の平面型の紫外光源において、前記一対
又は多対の電極は、隣接して配置され、前記一対又は多
対の電極間に交流電圧を印加することを特徴とする。

【００１９】請求項４記載の発明によれば、前記一対又
は多対の電極は、隣接して配置され、前記一対又は多対
の電極間に交流電圧を印加するので、効率良く紫外線を
発生させることができる。

【００２０】請求項５記載の発明は、請求項４記載の平
面型の紫外光源において、前記電極は、絶縁体によって
覆われることを特徴とする。

【００２１】請求項５記載の発明によれば、前記電極
は、絶縁体によって覆われるので、電極を保護して電極
の寿命を延ばすと共に紫外光源の信頼性を向上させるこ
とができる。

【００２２】請求項６記載の発明は、請求項４又は５記
載の平面型の紫外光源において、前記密閉容器内に、前
記プラズマ放電により生じる荷電粒子の衝突によって二
次電子を放出する層をさらに設けたことを特徴とする。

【００２３】請求項６記載の発明によれば、前記密閉容
器内に、前記プラズマ放電により生じる荷電粒子の衝突
によって二次電子を放出する層をさらに設けたので、二
次電子によりガスのプラズマ放電を促進して、電極に印
加する電圧を下げることができる。

【００２４】請求項７記載の発明は、請求項４乃至６い
ずれか１項記載の平面型の紫外光源において、前記一対
又は多対の電極は、前記密閉容器の複数の内壁に設けら
れたことを特徴とする。

【００２５】請求項７記載の発明によれば、前記一対又
は多対の電極は、前記密閉容器の複数の内壁に設けられ
るので、ガスのプラズマ放電を増加させ、強度の大きい
紫外線を発生させることができる。

【００２６】請求項８記載の発明は、請求項１乃至３い
ずれか１項記載の平面型の紫外光源において、前記一対
又は多対の電極は、対向して配置され、前記一対又は多
対の電極間に直流電圧を印加することを特徴とする。

【００２７】請求項８記載の発明によれば、前記一対又
は多対の電極は、対向して配置され、前記一対又は多対
の電極間に直流電圧を印加するので、簡単な構成で平面
型の紫外光源を形成することができる。

【００２８】請求項９記載の発明は、請求項８記載の平
面型の紫外光源において、前記一対又は多対の電極は、
前記密閉容器の前記紫外線を取り出す側面と垂直な内壁
に設けられることを特徴とする。

【００２９】請求項９記載の発明によれば、前記一対又
は多対の電極は、前記密閉容器の前記紫外線を取り出す
側面と垂直な内壁に設けられるので、ガスのプラズマ放
電により発生した紫外線が電極によって遮蔽されず、紫
外光源から効率良く紫外線を放出させることができる。

【００３０】請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９
いずれか１項記載の平面型の紫外光源において、前記密
閉容器の前記紫外線を取り出す側面に、前記紫外線を散
乱させる紫外線散乱手段を有することを特徴とする。

【００３１】請求項１０記載の発明によれば、前記密閉
容器の前記紫外線を取り出す側面に、前記紫外線を散乱
させる紫外線散乱手段を有するので、紫外光源から紫外
線をより均一に放出することができる。

【００３２】請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１
０いずれか１項記載の平面型の紫外光源において、前記
密閉容器の前記紫外線を取り出す側面に、前記紫外線の
みを透過させる紫外透過フィルタを有することを特徴と
する。

【００３３】請求項１１記載の発明によれば、前記密閉
容器の前記紫外線を取り出す側面に、前記紫外線のみを
透過させる紫外透過フィルタを有するので、ガスのプラ
ズマ放電により発生した不要な可視光を遮断することが
できる。

【００３４】請求項１２記載の発明は、自発光型表示装
置において、請求項１乃至１１いずれか１項記載の平面
型の紫外光源、前記紫外線を可視光に変換する蛍光体を
含む蛍光スクリーン、及び前記蛍光体における前記紫外
線の照射位置を制御する空間光変調素子を有することを
特徴とする。

【００３５】請求項１２記載の発明によれば、請求項１
乃至１１いずれか１項記載の平面型の紫外光源、前記紫
外線を可視光に変換する蛍光体を含む蛍光スクリーン、
及び前記蛍光体における前記紫外線の照射位置を制御す
る空間光変調素子を有するので、紫外線の強度が大きく
均一であり、小型軽量であり、簡単な構成で低コストな
紫外光源を備えた自発光型表示装置を提供することがで
きる。

【００３６】請求項１３記載の発明は、紫外光源、該紫
外光源から発生する紫外線を可視光に変換する蛍光体を
含む蛍光スクリーン、及び前記蛍光体における前記紫外
線の照射位置を制御する空間光変調素子を有する自発光
型表示装置において、前記紫外光源は、平面型であり、
プラズマ放電により前記紫外線を発生させることを特徴
とする。

【００３７】請求項１３記載の発明によれば、前記紫外
光源は、平面型であり、プラズマ放電により前記紫外線
を発生させるので、紫外線の強度が大きく均一であり、
小型軽量であり、簡単な構成で低コストな紫外光源を備
えた自発光型表示装置を提供することができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。

【００３９】（実施例１）まず、本発明における第一の
実施例である紫外光源を図１と共に説明する。最初に本
実施例の紫外光源１０の構造を説明する。ガラス又はセ
ラミックス基板１上に、クロム又は銀系の材料を用いて
複数の電極２を形成する。この複数の電極２は、印刷法
によって、互いに隣接するストライプ状に印刷される。
複数の電極２には、隣接する電極２間に交流電圧を印加
するために、交流電源が接続される。

【００４０】次に、絶縁体からなる絶縁層３を印刷法に
よって印刷し、複数の電極２を覆う。電極２がプラズマ
に対して露であると、電極２がプラズマによって削られ
るので、電極２を絶縁層３で覆いプラズマから保護す
る。このように電極２を絶縁層３で保護することによ
り、電極２の寿命を長くし、信頼性を向上させることが
できる。この絶縁層３は、約２０ミクロンの厚さを有
し、低融点ガラスで形成される。

【００４１】絶縁層３の上には、さらにプラズマ放電に
より生じる荷電粒子（ガスの陽イオンや電子）の衝突に
よって二次電子を表面から放出する層（二次電子放出層
４）が電子ビーム蒸着法によって形成される。この二次
電子放出層４は、数ミクロン以下の厚さを有し、酸化マ
グネシウムＭｇＯの薄膜で形成される。酸化マグネシウ
ムは、ガスの陽イオンや電子がその表面に衝突したと
き、その表面から放出される二次電子が多いため有効で
ある。二次電子放出層４から二次電子が放出されると、
プラズマ放電に必要な交流電圧を下げることができ、プ
ラズマ放電の効率を向上させることができる。

【００４２】さらに、ガラス又はセラミックス基板１を
通じて、フィラメントを先端に結合させた補助電極５が
設けることができる。本発明の紫外光源１０は、通常の
プラズマディスプレイほど微小である必要がないためで
ある。なお、補助電極５の先端のフィラメントは、後に
述べる密閉空間内のガス中にある。

【００４３】この絶縁層３及び二次電子放出層４が形成
されたガラス又はセラミックス基板１、四方の側壁６、
及びガラス又はセラミックス基板１に対向する石英ガラ
ス基板７を張り合わせて密閉空間を形成する。石英ガラ
ス基板７と二次電子放出層４は、約１０ｍｍ程度の間隙
を隔てて設けられる。ここで、石英ガラス基板７は、紫
外線を透過させるため、石英ガラス基板７のある側面か
らプラズマ放電で発生した紫外線が取り出されることに
なる。

【００４４】この密閉空間には、圧力２００〜３００ト
ール程度でキセノンと水銀ガスの混合ガスが封入され
る。ここで、本発明の紫外光源１０は、通常のプラズマ
ディスプレイと異なり、水銀ガスを利用することができ
る。つまり、通常のプラズマディスプレイでは、キセノ
ンの放射する波長１４７ｎｍの非常に短い輝線の紫外線
で蛍光体を発光させているが、本発明では、水銀ガスの
輝線３６５ｎｍの紫外線を発生させればよい。これは、
水銀ガスの輝線３６５ｎｍ程度の紫外線で効率良く励起
できる蛍光体を、蛍光スクリーン中の蛍光体として選択
することができるためである。

【００４５】なお、密閉容器内のガスとして、ヘリウ
ム、ネオン、アルゴン、クリプトン、及びキセノンなど
の希ガスのみを利用することもできる。例えば、キセノ
ンを利用した場合には、水銀の輝線と比較すると強度は
弱いが、プラズマディスプレイと同様、波長１４７ｎｍ
の輝線の紫外線を放射することができる。密閉容器内の
ガスとして水銀ガスのみを利用した場合、又は希ガス及
び水銀ガスの混合ガスの場合には、密閉容器内の圧力な
どに依存して波長２５４ｎｍ〜３６５ｎｍの輝線の紫外
線を放射することができる。

【００４６】しかしながら、密閉容器内のガスは、希ガ
ス及び水銀ガスの混合ガスであることが望ましい。この
場合には、希ガスと水銀との衝突などによりキセノンか
ら水銀へエネルギーが移動して、主として水銀に起因す
る波長３６５ｎｍの輝線の紫外線が放射される。以上の
ような波長の紫外線は、紫外線を照射する蛍光スクリー
ンに塗布した蛍光体を発光させるための励起帯に好適で
ある。

【００４７】さらに、紫外線を均一に放射するために石
英ガラス基板７側に紫外線散乱手段としての光拡散板８
を設ける。光拡散板８は、ガスのプラズマ放電の形態に
よって紫外線の発光が不均一になるとき、紫外線を散乱
して均一な発光にする。光拡散板８は、紫外線を透過す
ると共に散乱する、石英ガラスを材料としたすりガラス
でもよい。加えて、プラズマ放電により発生し得る可視
光を遮断すると共に紫外線のみを透過させる紫外線透過
フィルタ９を石英ガラス基板７側に設ける。放電により
発生する可視光も本発明の紫外光源１０から放射される
と、蛍光スクリーンにその可視光による余分な色が投影
されるため、可視光を遮断して紫外線のみを放射する必
要がある。紫外線透過フィルタ９は、通常入手すること
ができるものでよい。

【００４８】紫外線散乱手段及び紫外線透過フィルタ９
は、密閉容器の紫外光を取り出す側に配置すればよく、
図１に示す紫外光源１０においては、石英ガラス基板７
上に光拡散板８、光拡散板８上に紫外線透過フィルタ９
を形成しているが、石英ガラス基板７、光拡散板８、及
び紫外線透過フィルタ９は、任意の順序で設けることが
できる。また、光拡散板８、及び紫外線透過フィルタ９
は、石英ガラス基板７と単に密着させるだけでよく、複
雑な構造を要しない。

【００４９】このようにして、本実施例の紫外光源１０
は、平面から紫外線を発生する平面型の光源として形成
される。さらに、本発明による紫外光源１０は、小型軽
量であると共に、印刷法などの簡便な製造方法によって
低コストで製造できる。

【００５０】次に本実施例の紫外光源１０の動作を説明
する。まず、本実施例の紫外光源１０において、キセノ
ンと水銀ガスの混合ガスのプラズマ放電を開始させるた
めに、補助電極５に電流を流し、補助電極５の先端の加
熱されたフィラメントから熱電子を放出させる。プラズ
マ放電は、通常電極２間に電界を印加するだけで発生さ
せることは難しいため、トリガーとしての熱電子がある
とプラズマ放電を確実に開始することができる。また、
このようなフィラメント付きの補助電極５は、プラズマ
放電の開始する簡便な方法である。さらに、フィラメン
トからの熱電子の発生により、混合ガスの圧力を高くて
もプラズマ放電を開始することができる。

【００５１】続いて、ストライプ状の隣接する電極２間
に数百ボルトの交流電圧を印加して、キセノンと水銀の
混合ガスのプラズマ放電を持続させる。すなわち、隣接
する２つの電極２間に交流電圧を印加すると、その二つ
の電極２の一方が瞬間的に正電位、他方が負電位とな
り、図１に示すようなアーチ型の電界が形成される。混
合ガスのプラズマ放電は、このアーチ型の電界に沿って
起こる。これにより、混合ガス中の水銀ガスに起因する
波長３６５ｎｍの輝線の紫外線が発生する。これらの波
長の紫外線を、光拡散板８で均一にし、紫外線透過フィ
ルタ９を通じて、石英ガラス基板７側から取り出す。

【００５２】（実施例２）次に、本発明における第二の
実施例である紫外光源を図２と共に説明する。本発明の
第二の実施例は、本発明の第一の実施例と動作や製造法
が同じであるが、複数の電極２、電極２を保護する絶縁
層３、及びフィラメントを接続した補助電極５を側壁６
に設けている。また、ＭｇＯの二次電子放出層４は、ガ
ラス又はセラミックス基板１と絶縁層３に隣接して設け
てある。

【００５３】このようにして、プラズマ放電を側面側で
行わせることにより、密閉容器内のガスの放電領域を増
加させて、紫外線の強度を増加させる。さらに、ガラス
又はセラミックス基板１上やすべての内壁に電極２を設
けることで、放電領域をさらに増加させることができ
る。すなわち、本発明の紫外光源１０は、紫外線が放出
される面を確保すれば、電極２をどのように配置しても
よい。

【００５４】特に、紫外線を取り出す側の電極２を約３
００ｎｍより長い波長の紫外線を透過させる透明電極と
すると、透明電極を通じて３６５ｎｍの輝線の紫外線を
取り出すことができる。約３００ｎｍより長い波長を透
過させる透明電極の材料は、例えば、酸化スズインジウ
ム（Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｓｎ、ＩＴＯ）がある。

【００５５】（実施例３）次に、本発明における第三の
実施例である紫外光源を図３と共に説明する。まず、本
実施例の紫外光源１０の構造を説明する。ガラス又はセ
ラミックス基板１上に、クロム又は銀系の材料を用いて
一又は複数の電極２を形成する。この一又は複数の電極
２は、印刷法によって、ストライプ状に印刷される。ま
た、石英ガラス基板７上にも、ガラス又はセラミックス
基板１と対向させたときにガラス又はセラミックス基板
１上の一又は複数の電極２と対向する、一又は複数の電
極２を同様に印刷法によって印刷する。このガラス又は
セラミックス基板１、四方の側壁６、及び石英ガラス基
板７を張り合わせて密閉空間を形成する。このとき、ガ
ラス又はセラミックス基板１及び石英ガラス基板７は、
互いに１０ｍｍ程度の間隔を隔てて配置され、互いの電
極２を対向させる。互いに対向する電極２には、対向す
る電極２間に直流電圧を印加するために、直流電源が接
続される。なお、本実施例では、電極２を絶縁層３で覆
うと電場の形成が不充分でプラズマ放電が起こすことが
困難になるため、電極２上に絶縁層３や二次電子放出層
４は設けない。

【００５６】ここで、石英ガラス基板７は、紫外線を透
過させるため、石英ガラス基板７のある側面からプラズ
マ放電で発生した紫外線が取り出されることになる。ま
た、第一の実施例と同様に、ガラス又はセラミックス基
板１を通じて、フィラメントを先端に結合させた補助電
極５を設けることができる。補助電極５の先端のフィラ
メントは、密閉空間内にある。

【００５７】この密閉空間には、圧力２００〜３００ト
ール程度でキセノンと水銀ガスの混合ガスが封入され
る。ここで、第一の実施例と同様に、紫外光源１０は、
通常のプラズマディスプレイと異なり、水銀ガスを利用
することができる。また、密閉容器内のガスとして、ヘ
リウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、及びキセノン
などの希ガスのみを利用することもできる。密閉容器内
のガスとして水銀ガスのみを利用した場合、又は希ガス
及び水銀ガスの混合ガスの場合には、密閉容器内の圧力
などに依存して波長２５４ｎｍ〜３６５ｎｍの輝線の紫
外線を放射することができる。

【００５８】しかしながら、密閉容器内のガスは、希ガ
ス及び水銀ガスの混合ガスであることが望ましい。この
場合には、希ガスと水銀との衝突などによりキセノンか
ら水銀へエネルギーが移動して、主として水銀に起因す
る波長３６５ｎｍの輝線の紫外線が放射される。以上の
ような波長の紫外線は、紫外線を照射する蛍光スクリー
ンに塗布した蛍光体を発光させるための励起帯に好適で
ある。

【００５９】さらに、第一の実施例と同様に、紫外線を
均一に放射するために石英ガラス基板７側に紫外線散乱
手段としての光拡散板８を設ける。光拡散板８は、紫外
線を透過すると共に散乱する、石英ガラスを材料とした
すりガラスでもよい。また、プラズマ放電により発生し
得る可視光を遮断すると共に紫外線のみを透過させる紫
外線透過フィルタ９を石英ガラス基板７側に設ける。紫
外線透過フィルタ９は、通常入手することができるもの
でよい。

【００６０】紫外線散乱手段及び紫外線透過フィルタ９
は、密閉容器の紫外光を取り出す側に配置すればよく、
任意の順序で設けることができる。また、光拡散板８、
及び紫外線透過フィルタ９は、石英ガラス基板７と単に
密着させるだけでよく、複雑な構造を要しない。

【００６１】このようにして、本実施例の紫外光源１０
は、平面から紫外線を発生する平面型の光源として形成
される。また、本実施例の紫外光源１０は、発光する紫
外線の強度が大きく、均一に紫外線を放射することがで
きる。さらに、本実施例による紫外光源１０は、小型軽
量であると共に、印刷法などの簡便な製造方法によって
低コストで製造できる。

【００６２】次に本実施例の紫外光源１０の動作を説明
する。まず、第一の実施例と同様に、本実施例の紫外光
源１０において、キセノンと水銀ガスの混合ガスのプラ
ズマ放電を開始させるために、補助電極５に電流を流
し、補助電極５の先端の加熱されたフィラメントから熱
電子を放出させる。また、このようなフィラメントから
の熱電子により、混合ガスの圧力を高くてもプラズマ放
電を開始することができる。

【００６３】続いて、ストライプ状の対向する電極２間
に数百ボルトの直流電圧を印加して、キセノンと水銀の
混合ガスのプラズマ放電を持続させる。すなわち、対向
する二つの電極２間に直流電圧を印加すると、その二つ
の電極２の一方が正電位、他方が負電位となり、図３に
示すような樽型の電界が形成される。混合ガスのプラズ
マ放電は、この樽型の電界に沿って起こる。これによ
り、混合ガス中の水銀ガスに起因する波長３６５ｎｍな
どの輝線の紫外線が発生する。これらの波長の紫外線
を、光拡散板８で均一にし、紫外線透過フィルタ９を通
じて、石英ガラス基板７側から取り出す。

【００６４】（実施例４）次に、本発明における第四の
実施例である紫外光源を図４と共に説明する。本発明の
第四の実施例は、本発明の第三の実施例と動作や製造法
が同じであるが、対向する一又は複数の電極２を対向す
る側壁６に設けている。本発明における第三の実施例で
は、対向する一又は複数の電極２は、ガラス又はセラミ
ックス基板１及び石英ガラス基板７上に設けられている
が、石英ガラス基板７上の電極２によって紫外線が遮断
されることが問題となる場合もある。図４では、対向す
る電極２を側壁６に設けており、石英ガラス基板７から
紫外線を取り出している。この場合には、電極２による
紫外線の遮断を防止することができ、紫外光源１０から
の紫外線の強度を増加させることができる。

【００６５】また、ガラス又はセラミックス基板１にＭ
ｇＯなどの材料で形成される紫外線反射層４’を設ける
ことが好ましい。このような紫外線反射層４’によって
密閉容器内で発生した紫外線を十分に反射させること
で、紫外光源１０から紫外線を効率よく放出させること
ができる。

【００６６】なお、図３において、石英ガラス基板７上
の電極２を約３００ｎｍより長い波長の紫外線を透過さ
せる透明電極とすると、透明電極を通じても３６５ｎｍ
の輝線の紫外線を取り出すことができる。

【００６７】以上、本発明の紫外光源１０は、小型化す
るために平面型であり、平面から紫外線を発光するが、
紫外光源１０を小型化する必要が無い用途の場合には、
平面型でなくてもよい。例えば、紫外光源１０を円筒型
に形成して、円筒の上下面から紫外線を発光させてもよ
い。

【００６８】（実施例５）次に、本発明における第五の
実施例である自発光型表示装置を図５と共に説明する。
図５に示すように、本実施例の自発光型表示装置は、三
つの実施例１乃至４のような本発明による紫外光源１
１、１２、１３、三つの紫外光源１１、１２、１３から
放射される紫外線の透過又は反射を制御する三つの空間
光変調器１４、１５、１６、二色性プリズム１７、投射
レンズ１８、及び紫外線を可視光に変換する蛍光体を含
む蛍光スクリーン１９を含む。本実施例では、空間光変
調器１４、１５、１６として市販のデジタルマイクロミ
ラーデバイス（ＤＭＤ）を用いる。ＤＭＤ１４、１５、
１６は、小さな面板上に並んだ多数の微小なミラーの集
合体であり、各々の微小なミラーの方向が電気的に制御
される。ここで、各々の微小なミラーは、蛍光スクリー
ン１９内の蛍光体の位置と対応付けられている。

【００６９】三つの紫外光源１１、１２、１３、及び三
つの空間光変調器１４、１５、１６は、光の三原色（赤
色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂ）に対応させて配置している。す
なわち、本実施例の自発光型表示装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂ用
の三つの紫外光源１１、１２、１３、及びＲ、Ｇ、Ｂ用
の三つの空間光変調器１４、１５、１６を有する。Ｒ用
の紫外光源１１は、Ｒ用の空間光変調器１４と組み合わ
せて使用する。Ｇ、Ｂ用の紫外光源１２、１３及びＧ、
Ｂ用の空間光変調器１５、１６においても同様である。
蛍光スクリーン１９内の蛍光体は、各紫外光源１１、１
２、１３から放出される波長３６５ｎｍの紫外線によっ
て励起され、赤色、緑色、又は青色の蛍光を発する。蛍
光体としては、例えば、Ｒ用のＹ_２Ｏ_３：Ｅｕ、Ｇ用の
ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｂ用のＺｎＳ：Ａｇがあり、それぞれ３
６５ｎｍの紫外線で励起されてそれぞれの色の蛍光を放
出する。

【００７０】Ｒ用の紫外光源１１から放射された波長３
６５ｎｍの紫外線の光束は、Ｒ用の空間光変調器すなわ
ちＲ用のＤＭＤ１４を均一に照射する。Ｒ用のＤＭＤ１
４に照射された紫外線の光束は、Ｒ用のＤＭＤ１４によ
って反射される。このとき、紫外線の光束の一部は、Ｒ
用のＤＭＤ１４の微小なミラーにより蛍光スクリーン１
９へ向けて反射方向を制御される。蛍光スクリーン１９
へ向けて反射方向を制御された紫外線の光束の一部は、
二色性プリズム１７で反射され、投射レンズ１８で拡大
されて蛍光スクリーン１９内の対応つけられたＲ用の蛍
光体に照射される。紫外線を照射されたＲ用の蛍光体
は、赤色の蛍光を発して赤色の画素を形成する。

【００７１】同様にして、Ｇ、Ｂ用の紫外光源１２、１
３から照射された紫外線の光束は、それぞれＧ、Ｂ用の
ＤＭＤ１５、１６により紫外線の光束の一部が反射され
て、対応付けられたＧ、Ｂ用の蛍光体を励起する。紫外
線により励起されたＧ、Ｂ用の蛍光体は、それぞれ緑
色、青色の画素を形成する。ただし、本実施例では、二
色性プリズム１７は、緑色用の紫外線を透過させ、青色
用の紫外線を反射する。

【００７２】このようにして、Ｒ、Ｇ、Ｂ用の三つのＤ
ＭＤ１４、１５、１６を画像信号で制御することによ
り、蛍光スクリーン１９上のＲ、Ｇ、Ｂ用の蛍光体を発
光させて画像を形成することができる。本実施例は、蛍
光スクリーン１９内の蛍光体が発光する自発光型の画像
表示装置である。

【００７３】ここで、本発明の紫外光源は、発光する紫
外線の強度が大きく、均一であり、小型軽量であって、
簡単な構成かつ低コストの平面型の紫外光源１０であ
る。よって、紫外光源１１、１２、１３及び空間光変調
器１４、１５、１６の全体を、極めて簡単な構成かつ低
コストに構成し、小型軽量化することができる。よっ
て、自発光表示装置自体の余分なスペースも減少させる
と共に、最小限の光学系を容易に光学調整することがで
きる。また、空間光変調器１４、１５、１６に均一で強
度の高い紫外線を、効率良く照射することができ、蛍光
スクリーン１９上にコントラストの均一な画像を得るこ
とができる。さらに、空間光変調器１４、１５、１６の
微小ミラーと蛍光体を使用することにより、高解像度の
画像が得られる。加えて、自発光型の表示装置であるた
め、明るさの明るい表示画像が得られる。

【００７４】（実施例６）次に、本発明における第六の
実施例である自発光型表示装置を図６と共に説明する。
図６に示すように、本実施例の表示装置は、図５に示す
ような自発光型表示装置を複数個組み合わせることで、
形成されている。例えば、走査線を４倍に増加させる場
合には、図６に示すように四つの図５に示す自発光型表
示装置を組み合わせればよい。ここで、図６において
は、図５に示すＲ、Ｇ，Ｂ用の紫外光源１１、１２、１
３、Ｒ、Ｇ、Ｂ用の空間光変調器（ＤＭＤ）１４、１
５、１６、二色性プリズム１７を、一体として表示して
いる。このような図５に示す自発光型表示装置を用いる
ことによって、紫外光源１１、１２、１３、空間光変調
器１４、１５、１６、二色性プリズム１７の一式を小型
軽量化することができる。また、複数の蛍光スクリーン
１９を一体として形成することができ、複数の画面のつ
なぎ目が無く、高解像度で、大画面の画像表示装置を容
易に実現することができる。

【００７５】

【発明の効果】本発明によれば、紫外線の強度が大きく
均一であり、小型軽量であり、簡単な構成で低コストな
紫外光源、及び該紫外光源を備えた自発光型表示装置を
提供することができる。

【００７６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の交流電圧により駆動する平面型の紫外
光源の断面図である。

【図２】本発明の放電領域を増加させた交流電圧により
駆動する平面型の紫外光源の断面図である。

【図３】本発明の直流電圧により駆動する平面型の紫外
光源の断面図である。

【図４】本発明の放電領域を増加させた直流電圧により
駆動する平面型の紫外光源の断面図である。

【図５】紫外光源、空間光変調素子、蛍光スクリーンを
含む自発光型画像表示装置を説明する図である。

【図６】図５に示す自発光型画像表示装置を複数組み合
わせて大画面表示を行う方法を説明する図である。

【符号の説明】

１ ガラス又はセラミックス基板 ２ 電極 ３ 絶縁層 ４ 二次電子放出層 ４’ 紫外線反射層 ５ 補助電極 ６ 側壁 ７ 石英ガラス基板 ８ 光拡散板 ９ 紫外線透過フィルタ １０ 紫外光源 １１ Ｒ用紫外光源 １２ Ｇ用紫外光源 １３ Ｂ用紫外光源 １４ Ｒ用空間光変調器（ＤＭＤ） １５ Ｇ用空間光変調器（ＤＭＤ） １６ Ｂ用空間光変調器（ＤＭＤ） １７ 二色性プリズム １８ 投射レンズ １９ 蛍光スクリーン

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 61/54 Ｈ０１Ｊ 61/54 Ｌ ５Ｃ０５８ 65/00 65/00 Ｅ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｚ Ｆターム(参考） 2H021 BA12 2H041 AA14 AA18 AB14 2K103 AA01 AA07 AA17 AA25 AB10 BA02 BA11 BA17 BC33 BC41 CA01 CA12 CA60 5C039 EA01 EA02 EA11 5C043 AA20 BB01 CC08 CC09 CD08 DD03 DD36 EA01 5C058 AA11 AB03 BA05 BA08 BA29 EA01 EA11 EA27 EA31 EA51

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器の内壁に設けられた一対又は多
   対の電極、及び前記密閉容器に封入された水銀ガス、又
   は水銀ガス及び希ガスを有し、 前記一対又は多対の電極間に電圧を印加して前記水銀ガ
   ス、又は水銀ガス及び希ガスをプラズマ放電させて紫外
   線を発生させ、前記密閉容器から前記紫外線を取り出す
   ことを特徴とする平面型の紫外光源。
2. 【請求項２】 前記プラズマ放電を開始する熱電子を放
   出するフィラメントに接続され、前記フィラメントを加
   熱して前記熱電子を放出させる補助電極を有することを
   特徴とする請求項１記載の平面型の紫外光源。
3. 【請求項３】 密閉容器の内壁に設けられた一対又は多
   対の電極、及び前記密閉容器に封入された希ガスを有
   し、 前記一対又は多対の電極間に電圧を印加して前記希ガス
   をプラズマ放電させて紫外線を発生させ、前記密閉容器
   から前記紫外線を取り出し、 前記プラズマ放電を開始する熱電子を放出するフィラメ
   ントに接続され、前記フィラメントを加熱して前記熱電
   子を放出させる補助電極を有することを特徴とする平面
   型の紫外光源。
4. 【請求項４】 前記一対又は多対の電極は、隣接して配
   置され、 前記一対又は多対の電極間に交流電圧を印加することを
   特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の平面型の
   紫外光源。
5. 【請求項５】 前記電極は、絶縁体によって覆われるこ
   とを特徴とする請求項４記載の平面型の紫外光源。
6. 【請求項６】 前記密閉容器内に、前記プラズマ放電に
   より生じる荷電粒子の衝突によって二次電子を放出する
   層をさらに設けたことを特徴とする請求項４又は５記載
   の平面型の紫外光源。
7. 【請求項７】 前記一対又は多対の電極は、前記密閉容
   器の複数の内壁に設けられることを特徴とする請求項４
   乃至６いずれか１項記載の平面型の紫外光源。
8. 【請求項８】 前記一対又は多対の電極は、対向して配
   置され、前記一対又は多対の電極間に直流電圧を印加す
   ることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の
   平面型の紫外光源。
9. 【請求項９】 前記一対又は多対の電極は、前記密閉容
   器の前記紫外線を取り出す側面と垂直な内壁に設けられ
   ることを特徴とする請求項８記載の平面型の紫外光源。
10. 【請求項１０】 前記密閉容器の前記紫外線を取り出す
    側面に、前記紫外線を散乱させる紫外線散乱手段を有す
    ることを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項記載の
    平面型の紫外光源。
11. 【請求項１１】 前記密閉容器の前記紫外線を取り出す
    側面に、前記紫外線のみを透過させる紫外透過フィルタ
    を有することを特徴とする請求項１乃至１０いずれか１
    項記載の平面型の紫外光源。
12. 【請求項１２】 請求項１乃至１１いずれか１項記載の
    平面型の紫外光源、前記紫外線を可視光に変換する蛍光
    体を含む蛍光スクリーン、及び前記蛍光体における前記
    紫外線の照射位置を制御する空間光変調素子を有するこ
    とを特徴とする自発光型表示装置。
13. 【請求項１３】 紫外光源、該紫外光源から発生する紫
    外線を可視光に変換する蛍光体を含む蛍光スクリーン、
    及び前記蛍光体における前記紫外線の照射位置を制御す
    る空間光変調素子を有する自発光型表示装置において、
    前記紫外光源は、平面型であり、プラズマ放電により前
    記紫外線を発生させることを特徴とする自発光型表示装
    置。