JPH09325711A - Cathode-ray tube and laser display device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the light emission efficiency of the cathode-ray tube used as a light emission device and to increase the utilization efficiency when it is applied to a display. SOLUTION: This display device has an active layer 4, an optical resonator 5 having reflecting surfaces 2 and 3 formed at both the ends of the active layer 4, a means which irradiates the optical resonator 5 with an electron beam 9, and an electron lens 7 as a means which controls the shape of the electron beam 9 into a flat shape, and irradiates the optical resonator 5 with the electron beam 9 to oscillate laser light 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は発光装置、またはデ
ィスプレイ装置に用いられる陰極線管、およびこれらを
用いたディスプレイ装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cathode ray tube used for a light emitting device or a display device, and a display device using these.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、ＣＲＴに変わる大画面ディスプレ
イの開発が望まれており、現在に至るまで既に、プラズ
マディスプレイ、ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレ
イ、カラーフラットパネル等のフラットパネルディスプ
レイ、またはＣＲＴ投射型あるいは液晶投射型などの投
射型ディスプレイ等が開発されてきている。2. Description of the Related Art In recent years, there has been a demand for the development of a large-screen display which replaces a CRT, and to date, flat panel displays such as plasma displays, EL displays, liquid crystal displays, and color flat panels, or CRT projection type or Projection-type displays such as liquid crystal projection type have been developed.

【０００３】しかしながら、上記のディスプレイにはそ
れぞれ下記に示すような問題点を有している。すなわ
ち、プラズマディスプレイにおいては効率が低いという
問題点、液晶ディスプレイやカラーフラットパネルにお
いてはコストが高いという問題点、ＣＲＴ投射型ディス
プレイにおいては輝度が低いという問題点、液晶投射型
ディスプレイにおいては消費電力が高いという問題点、
両投射型ディスプレイにおいては表示品位が低いという
問題点である。However, each of the above displays has the following problems. That is, a plasma display has a problem of low efficiency, a liquid crystal display or a color flat panel has a high cost, a CRT projection display has a low luminance, and a liquid crystal projection display has a low power consumption. The problem of being expensive,
The problem with both projection displays is that the display quality is low.

【０００４】一方、上記したような課題を解決する新た
な大画面高品位ディスプレイとして、可視光レーザ光を
スクリーンに投射するレーザディスプレイが考案されて
きている（実開昭５８−６５０７９号）。このディスプ
レイにおいては、レーザ光の光源として、半導体レーザ
を用いることができ、さらに半導体レーザとしては、そ
の励起方法によって、電流注入型レーザ、電子線励起レ
ーザ、光励起レーザの３つの型に分類することができ
る。上記の３種類の励起方法の中で電子線励起レーザ
は、すべての直接遷移型の半導体をその材料とすること
が可能であり、短波長領域、特に電流注入型レーザの形
成が困難な波長領域のレーザ光を発することができると
いう特性を有しているため、レーザディスプレイの光源
として好ましいと考えられる。On the other hand, as a new large-screen high-definition display that solves the above-mentioned problems, a laser display that projects visible light laser light on the screen has been devised (Japanese Utility Model Publication No. 58-65079). In this display, a semiconductor laser can be used as a light source of laser light, and the semiconductor laser can be classified into three types, that is, a current injection type laser, an electron beam excitation laser, and a photoexcitation laser, depending on the excitation method. You can Of the above three types of pumping methods, the electron beam pumped laser can use all direct transition type semiconductors as its material, and has a short wavelength range, particularly a wavelength range where it is difficult to form a current injection type laser. It is considered to be preferable as a light source for a laser display because it has a characteristic of being capable of emitting the laser light of.

【０００５】そこで、以下では上記した電子先励起レー
ザを用いたレーザディスプレイについて図面を参照しな
がら説明する。Therefore, a laser display using the above-described electron pre-excitation laser will be described below with reference to the drawings.

【０００６】まず図７に、電子線励起レーザを光源とす
るディスプレイの構成を示す斜視図を示す。図７におい
て、２２、２３及び２４は可視レーザ光を発する陰極線
管であり、各々例えば赤色、緑色及び青色を発するよう
に構成されている。そして上記の陰極線管２２、２３及
び２４から発せられる可視レーザ光の通過方向には投射
レンズ２５、２６及び２７が配置されており、レンズを
透過したレーザ光２８はスクリーン２９に投射される。First, FIG. 7 is a perspective view showing the structure of a display using an electron beam excitation laser as a light source. In FIG. 7, reference numerals 22, 23, and 24 denote cathode ray tubes that emit visible laser light, and are configured to emit, for example, red, green, and blue. Further, projection lenses 25, 26 and 27 are arranged in the passing direction of the visible laser light emitted from the cathode ray tubes 22, 23 and 24, and the laser light 28 transmitted through the lenses is projected on the screen 29.

【０００７】次に以下では、上記の図７に示した電子線
励起レーザを光源とするディスプレイにおいて、レーザ
光を発する陰極線管の詳細について図８を参照しながら
説明する。Next, in the display using the electron beam excitation laser shown in FIG. 7 as a light source, the details of the cathode ray tube that emits laser light will be described below with reference to FIG.

【０００８】図８は、従来の電子線励起レーザを光源と
するディスプレイにおけるレーザ光を発する陰極線管の
構成図を示したものである。図８に示すように、電子銃
６より発せられた電子ビーム９は、電子レンズ７によっ
て光共振器５上に集束され、この照射位置は偏向コイル
８により決定されている。一方、基板１上には光共振器
５が形成されており、この共振器５は、活性層４の両端
に劈開により反射面２及び３が形成された構成となって
いる。なお、上記の活性層４の膜厚は１〜数μｍ程度で
あり、キャビティ長は１００〜５００μｍ程度であり、
基板１の材料としては、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＰ、
サファイア等が用いられる。また、活性層４の材料とし
て、１．８ｅＶ以上のバンドギャップを有する、ＺｎＳ
やＣｄＳなどのＩＩｂ−ＶＩ族化合物半導体、ＡｌＡｓ
やＧａＰなどのＩＩＩｂ−Ｖ族化合物半導体、ＭｇＳや
ＭｎＳなどのカルコゲナイド化合物、またこれらの混晶
などが主に用いられる。そして、電子ビーム９の照射に
より励起された活性層４より可視レーザ光が発せられ
る。FIG. 8 shows a configuration diagram of a cathode ray tube for emitting a laser beam in a display using a conventional electron beam excitation laser as a light source. As shown in FIG. 8, the electron beam 9 emitted from the electron gun 6 is focused on the optical resonator 5 by the electron lens 7, and the irradiation position is determined by the deflection coil 8. On the other hand, an optical resonator 5 is formed on the substrate 1, and the resonator 5 has a structure in which reflective surfaces 2 and 3 are formed at both ends of an active layer 4 by cleavage. The thickness of the active layer 4 is about 1 to several μm and the cavity length is about 100 to 500 μm.
As the material of the substrate 1, GaAs, GaSb, InP,
Sapphire or the like is used. Further, as a material of the active layer 4, ZnS having a band gap of 1.8 eV or more is used.
IIb-VI group compound semiconductors such as CdS and CdS, AlAs
IIIb-V group compound semiconductors such as GaP and GaP, chalcogenide compounds such as MgS and MnS, and mixed crystals thereof are mainly used. Then, visible laser light is emitted from the active layer 4 excited by the irradiation of the electron beam 9.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の電子線
励起レーザにでは、活性層を励起する電子ビームは、ほ
ぼ円形か、またはそれに近い形状に集束されている。一
方、通常の半導体レーザの構造では、キャビティ長が電
子ビームの径よりも大きく設定されている。従って、キ
ャビティ長の大部分の領域には電子ビームは照射されな
いことになるため、結果としてレーザ発振の閾電流値が
上昇し、発光効率が低下するという問題点が生じる。こ
の問題点に対して、キャビティ長の大部分を励起するた
めに電子ビーム径を拡げることが考えられるが、そうす
ると単位面積当たりの励起密度が低下してしまい、レー
ザ発振の閾電流値が上昇し、発光効率が低下するという
新たな問題点が生じてしまう。In the conventional electron beam excitation laser described above, the electron beam for exciting the active layer is focused into a substantially circular shape or a shape close to it. On the other hand, in the structure of a normal semiconductor laser, the cavity length is set larger than the diameter of the electron beam. Therefore, most of the cavity length is not irradiated with the electron beam, and as a result, there arises a problem that the threshold current value of laser oscillation increases and the light emission efficiency decreases. To solve this problem, it is conceivable to expand the electron beam diameter in order to excite most of the cavity length, but if this is done, the excitation density per unit area will decrease and the threshold current value of laser oscillation will increase. However, a new problem arises that the luminous efficiency is reduced.

【００１０】また、従来の電子線励起レーザをディスプ
レイに応用する場合、走査されたレーザ光が平行に出射
されるため、拡大投影するためにはレンズ系が必要不可
欠であり、効率の低下や収差による精細度の低下等の問
題点が生じる。Further, when the conventional electron beam excitation laser is applied to a display, since a scanned laser beam is emitted in parallel, a lens system is indispensable for magnifying and projecting, resulting in reduction of efficiency and aberration. Due to this, problems such as a decrease in definition occur.

【００１１】そこで本発明は、上記の問題点を解決すべ
く、レーザ発振の閾電流値を低下させ、発光効率を高め
るた陰極線管を提供することを１つの目的とし、さらに
は上記のような陰極線管を用いたレーザディスプレイ装
置において、レンズ系の損失や収差を除去することを目
的とするものである。Therefore, in order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a cathode ray tube in which the threshold current value of laser oscillation is reduced and the luminous efficiency is improved. In a laser display device using a cathode ray tube, it is intended to eliminate the loss and aberration of the lens system.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の陰極線管は、活性層及び活性層の両端に形
成された反射面とを有する光共振器と、光共振器に電子
ビームを照射する手段と、電子ビームの形状をを扁平な
形状に制御する手段とを有し、電子ビームを光共振器に
照射してレーザ光を発振させる構成となっている。これ
により、利得が得られる割合を大きくすることができ
る。In order to achieve the above object, a cathode ray tube according to the present invention comprises an optical resonator having an active layer and reflecting surfaces formed at both ends of the active layer, and an electron beam for the optical resonator. And a means for controlling the shape of the electron beam to a flat shape, and irradiating the optical resonator with the electron beam to oscillate laser light. This makes it possible to increase the ratio of gain gain.

【００１３】また、本発明の陰極線管は、活性層及び活
性層の両端に形成された反射面とを有する光共振器と、
光共振器に電子ビームを照射する手段とを有し、反射面
が曲面形状に形成されるとともに電子ビームを光共振器
に走査して照射することにより異なる方向にレーザ光を
発振させる構成となっている。これにより、異なる方向
にレーザ光を発振することができる。Further, the cathode ray tube of the present invention comprises an optical resonator having an active layer and reflecting surfaces formed on both ends of the active layer,
And a means for irradiating the optical resonator with an electron beam, wherein the reflecting surface is formed into a curved surface shape and the laser beam is oscillated in different directions by scanning and irradiating the optical resonator with the electron beam. ing. Thereby, laser light can be oscillated in different directions.

【００１４】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る陰極線管及び陰極線管を用いたレーザディスプレイ装
置ついて、図１〜図６を参照しながら説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A cathode ray tube and a laser display device using the cathode ray tube according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【００１５】（実施の形態１）図１は本発明実施の形態
１における陰極線管の構成図を示したものである。図１
に示すように、本実施の形態における陰極線管は、電子
ビーム９を出射するための電子銃６、電子ビーム９をレ
ーザ光出射方向に扁平に光共振器５の表面で集束させる
電子レンズ７、電子ビーム９を偏向させて走査する偏向
コイル８、陰極線管内を真空に保つための真空容器１
１、帯電を防ぐための導電性材料薄膜１２、レーザ光を
発する光共振器５とを有している。(Embodiment 1) FIG. 1 shows a configuration diagram of a cathode ray tube according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.
As shown in FIG. 2, the cathode ray tube in the present embodiment includes an electron gun 6 for emitting an electron beam 9, an electron lens 7 for converging the electron beam 9 flat in the laser beam emitting direction on the surface of the optical resonator 5, A deflection coil 8 for deflecting and scanning the electron beam 9, a vacuum container 1 for maintaining a vacuum inside the cathode ray tube.
1, a conductive material thin film 12 for preventing charging, and an optical resonator 5 for emitting a laser beam.

【００１６】以下では上記の構成について更に詳細に説
明する。まず、基板１上に形成された上記の光共振器５
についてであるが、これは活性層４のレーザ光出射側の
側面に反射面２、活性層４を隔てて反対側の側面に反射
面３が形成された構成となっている。そして、レーザ光
出射方向に扁平に集束された電子ビーム９が光共振器５
上に照射され、反射面２に垂直な方向にレーザ光１０が
出射するように構成されている。なお、上記の図１では
活性層４は露出した構造となっているが、活性層４の上
にクラッド層が形成されていても構わない。The above configuration will be described in more detail below. First, the above optical resonator 5 formed on the substrate 1
Regarding this, the structure is such that the reflecting surface 2 is formed on the side surface of the active layer 4 on the laser beam emitting side, and the reflecting surface 3 is formed on the opposite side surface across the active layer 4. Then, the electron beam 9 that is flatly focused in the laser beam emission direction is emitted from the optical resonator 5.
It is configured so that the laser light 10 is emitted upward and emitted in a direction perpendicular to the reflecting surface 2. Although the active layer 4 is exposed in FIG. 1 above, a clad layer may be formed on the active layer 4.

【００１７】次に、上記の電子レンズ７は、電子銃６か
ら発せられた電子ビームの形状を制御する手段の１つと
して配置されているものであり、具体的にはコイル等か
らなっており、コイルの形状等を変化させることによ
り、電子銃６から発せられた電子ビーム９を形状を制御
することができる。本実施の形態では、この電子レンズ
７により電子ビーム９の形状を上記のように扁平に集束
させている。Next, the above-mentioned electron lens 7 is arranged as one of means for controlling the shape of the electron beam emitted from the electron gun 6, and is specifically composed of a coil or the like. The shape of the electron beam 9 emitted from the electron gun 6 can be controlled by changing the shape of the coil. In the present embodiment, the electron lens 7 focuses the electron beam 9 into a flat shape as described above.

【００１８】基板１の材料としては、従来と同様にＧａ
Ａｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＰまたはサファイアなどの材料を
主に用い、活性層４の材料としても、従来と同様に、
１．８ｅＶ以上のバンドギャップを有する、ＺｎＳ、Ｃ
ｄＳ等のＩＩｂ−ＶＩ族化合物半導体、ＡｌＡｓ、Ｇａ
Ｐ等のＩＩＩｂ−Ｖ族化合物半導体、ＭｇＳ、ＭｎＳ等
のカルコゲナイド化合物、またはこれらの混晶などを主
に用いる。The material of the substrate 1 is Ga as in the conventional case.
A material such as As, GaSb, InP or sapphire is mainly used, and the material of the active layer 4 is also the same as the conventional one.
ZnS, C having a band gap of 1.8 eV or more
IIb-VI group compound semiconductors such as dS, AlAs, Ga
A IIIb-V group compound semiconductor such as P, a chalcogenide compound such as MgS or MnS, or a mixed crystal thereof is mainly used.

【００１９】また、活性層４を劈開することにより反射
率２０〜４０％程度の反射面２、３が得られ、反射面の
反射率は高い方がレーザ光発振閾電流値が低下するた
め、高反射コートを用いることが好ましい。Further, by cleaving the active layer 4, the reflecting surfaces 2 and 3 having a reflectance of about 20 to 40% are obtained, and the higher the reflectance of the reflecting surface is, the lower the laser light oscillation threshold current value is. It is preferable to use a highly reflective coat.

【００２０】以下では上記の図１に示す陰極線管の具体
的な構造及び陰極線管の製造方法について、図２を参照
しながら詳細に説明する。Hereinafter, a specific structure of the cathode ray tube shown in FIG. 1 and a method of manufacturing the cathode ray tube will be described in detail with reference to FIG.

【００２１】光共振器５を形成する基板１としてＩｎＰ
を用いた。次に活性層４としてＣｄＳの単結晶エピタキ
シャル膜を、分子ビームエピタキシャル成長法により基
板１上に形成した（ＣｄＳの単結晶エピタキシャル膜の
膜厚は２μｍで、キャビティ長は３００μｍとした）。
一方、反射面２、３は劈開により形成した。InP is used as the substrate 1 for forming the optical resonator 5.
Was used. Next, a CdS single crystal epitaxial film was formed as the active layer 4 on the substrate 1 by the molecular beam epitaxial growth method (the thickness of the CdS single crystal epitaxial film was 2 μm, and the cavity length was 300 μm).
On the other hand, the reflecting surfaces 2 and 3 were formed by cleavage.

【００２２】そして加速電圧３０ｋＶで出射された電子
ビーム９を光共振器５上に照射するとレーザ光１１が出
射し、電子ビームの照射領域が直径２０μｍの円形の場
合、レーザ発振の閾電流値は５５μＡとなった。When the electron beam 9 emitted at an accelerating voltage of 30 kV is irradiated onto the optical resonator 5, laser light 11 is emitted. It became 55 μA.

【００２３】これに対して、電子ビーム形状制御手段で
ある電子レンズ７の形状を変化させることにより、電子
ビーム照射領域をキャビティ方向に扁平にし、キャビテ
ィに垂直な方向の領域幅１３を２０μｍで一定として電
子ビームを照射した場合、キャビティ方向の照射領域幅
１４を増加させると、レーザ発振の閾電流値が減少し
た。具体的には、キャビティ方向の照射領域幅がキャビ
ティ長１５と等しい場合、レーザ発振の閾電流値は４０
μＡとなった。上記のように、レーザ発振の閾電流値が
減少した理由は、電子ビーム９の形状を扁平させて光共
振器５に入射させたために利得が得られる割合が大きく
なったためと考えられる。On the other hand, by changing the shape of the electron lens 7 which is the electron beam shape control means, the electron beam irradiation area is made flat in the cavity direction, and the area width 13 in the direction perpendicular to the cavity is constant at 20 μm. When the irradiation area width 14 in the cavity direction was increased when the electron beam was irradiated as, the threshold current value of laser oscillation decreased. Specifically, when the irradiation region width in the cavity direction is equal to the cavity length 15, the laser oscillation threshold current value is 40.
μA. As described above, it is considered that the reason why the threshold current value of the laser oscillation is decreased is that the shape of the electron beam 9 is flattened and incident on the optical resonator 5, so that the ratio of gain is increased.

【００２４】以上のように、本実施の形態によれば、キ
ャビティ長の大部分を励起することが可能となり、結果
としてレーザ光発振の閾電流値が減少し、発光効率が増
加した。As described above, according to the present embodiment, most of the cavity length can be excited, and as a result, the threshold current value of laser light oscillation is reduced and the light emission efficiency is increased.

【００２５】なお、本実施の形態では扁平な電子ビーム
がキャビティ長の大部分を同時に励起できればよいが、
好ましくは、電子ビームの領域幅をキャビティ長の３０
％以上とすることにより、閾電流値の低下の効果が大き
くなる。上記では、活性層４を単一材料で構成した例で
説明したが、活性層４が量子井戸構造をとる場合も同様
な効果を得ることが可能である。In the present embodiment, it is sufficient that the flat electron beam can simultaneously excite most of the cavity length.
Preferably, the area width of the electron beam is set to 30 times the cavity length.
% Or more, the effect of lowering the threshold current value becomes large. In the above description, an example in which the active layer 4 is made of a single material has been described, but the same effect can be obtained when the active layer 4 has a quantum well structure.

【００２６】（実施の形態２）次に以下では、本発明実
施の形態２における陰極線管に用いる光共振器につい
て、図面を参照しながら説明する。(Second Embodiment) Next, an optical resonator used in a cathode ray tube according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【００２７】図３は、本実施の形態における光共振器の
構成図を示したものである。光共振器５は基板１上に構
成されており、活性層４と活性層４を挟む反射面２、３
とを有している。図３に示すように、反射面２及び３が
曲率を有しているため、その法線方向に扇状にレーザ光
１０を発することが可能となる。つまり、電子ビームを
照射する位置を光共振器５の異なる領域に照射すること
により、レーザ光が出射する方向を異ならしめることが
可能となる。ここで、２つの反射面２及び３は、その曲
率中心が一致するように設定されており、反射面は、研
磨、ドライエッチングなどの方法により形成することが
可能で、特に加工の制御性という点からドライエッチン
グを用いることが好ましい。なお、上記のように２つの
反射面２と３の曲率中心を一致させているのは、レーザ
発振するための共振が起こりやすくするためである。FIG. 3 is a block diagram of the optical resonator according to the present embodiment. The optical resonator 5 is formed on the substrate 1, and has an active layer 4 and reflective surfaces 2 and 3 that sandwich the active layer 4.
And As shown in FIG. 3, since the reflecting surfaces 2 and 3 have a curvature, it is possible to emit the laser light 10 in a fan shape in the normal direction. In other words, by irradiating the different positions of the optical resonator 5 with the electron beam irradiation positions, it becomes possible to make the emitting directions of the laser beams different. Here, the two reflecting surfaces 2 and 3 are set so that their centers of curvature coincide with each other, and the reflecting surface can be formed by a method such as polishing or dry etching. From the viewpoint, it is preferable to use dry etching. The reason why the centers of curvature of the two reflecting surfaces 2 and 3 are made to coincide with each other as described above is to facilitate the occurrence of resonance for laser oscillation.

【００２８】以下では、上記の図３に示すような構成の
光共振器の製造方法について説明する。なお、図３に示
す光共振器を用いた陰極線管の構成として、基板１、活
性層４の詳細、電子銃６、真空容器１１、導電性薄膜１
２については上記した図１に示す実施の形態１と同様で
あるため、説明は省略する。まず概略について説明する
と、キャビティ長１５を２００μｍ、反射面２の曲率半
径を３００μｍとして光共振器５を作製し、反射面２、
３の加工は反応性イオンエッチング法により行った。A method of manufacturing the optical resonator having the structure shown in FIG. 3 will be described below. As a structure of the cathode ray tube using the optical resonator shown in FIG. 3, details of the substrate 1, the active layer 4, the electron gun 6, the vacuum container 11, and the conductive thin film 1 are provided.
Since 2 is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1 described above, the description thereof will be omitted. First, an outline will be described. The optical resonator 5 is manufactured by setting the cavity length 15 to 200 μm and the curvature radius of the reflection surface 2 to 300 μm.
The processing of 3 was performed by the reactive ion etching method.

【００２９】図４に、反応性イオンエッチング法により
キャビティの反射面を形成する工程断面図を示す。FIG. 4 is a sectional view showing the steps of forming the reflective surface of the cavity by the reactive ion etching method.

【００３０】まず図４（ａ）に示すように、基板１上に
形成されたＣｄＳ薄膜４上にレジスト１６（具体的には
レジスト材料としてＰＭＭＡを用いた）を形成し、その
後図４（ｂ）に示すようにレジスト１６上からパターン
を露光する。なお、ここで上記の露光工程においては、
電子ビーム露光を使用することも可能であるが、高解像
度の点から集束イオンビーム露光を使用することが好ま
しい。First, as shown in FIG. 4A, a resist 16 (specifically, PMMA is used as a resist material) is formed on the CdS thin film 4 formed on the substrate 1, and then, FIG. The pattern is exposed from above the resist 16 as shown in FIG. In the above exposure step,
Although it is possible to use electron beam exposure, it is preferable to use focused ion beam exposure in terms of high resolution.

【００３１】次に図４（ｃ）に示すように、現像を行っ
てレジストパターンを形成した後、図４（ｄ）に示すよ
うに、レジストパターン上及びレジストの除去されたＣ
ｄＳ薄膜４上にアルミニウム１８を真空蒸着により形成
する。そして、レジスト上のアルミニウム１８を溶媒
（具体的にはアセトンを用いた）で取り除くことによ
り、最終的に図４（ｅ）に示すように光共振器５上にア
ルミニウムのマスクのみを残す。この後、図４（ｆ）に
示すように、反応性イオンエッチング（具体的にはＣＨ
₄とＨ₂の混合ガスを用いた）を行うことにより、活性層
４の両端に反射面２、３を形成する。ここで、上記のイ
オンエッチングの際には、Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃等の塩素系ガ
ス、炭化水素と水素の混合ガスなどが反応ガスとして使
用でき、特に後者は、毒性が低いという点で好ましい。
その後、活性層上のアルミニウムをフッ酸により除去す
る。Next, as shown in FIG. 4 (c), after development is performed to form a resist pattern, as shown in FIG. 4 (d), C is removed from the resist pattern and from the resist.
Aluminum 18 is formed on the dS thin film 4 by vacuum evaporation. Then, the aluminum 18 on the resist is removed with a solvent (specifically, acetone is used), and finally only the aluminum mask is left on the optical resonator 5 as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 4F, reactive ion etching (specifically, CH
₍ Using a mixed gas of ₄ and H ₂ ), reflective surfaces 2 and 3 are formed on both ends of the active layer 4. Here, at the time of the above-mentioned ion etching, chlorine-based gas such as Cl ₂ and BCl ₃ and a mixed gas of hydrocarbon and hydrogen can be used as a reaction gas, and the latter is particularly preferable because of low toxicity.
Then, aluminum on the active layer is removed by hydrofluoric acid.

【００３２】以上図４に示す工程により作製された光共
振器５上で、電子ビーム９を常に反射面の法線方向に扁
平に集束しながら走査する（言い換えれば電子ビーム９
の照射される光共振器５上の位置を変化させる）ことに
より、発するレーザ光１０を扇状に走査することが出来
た。キャビティ方向に垂直な方向の電子ビームの幅１４
を２０μｍ、キャビティ方向に平行な方向の電子ビーム
の幅１５を２００μｍとした場合、レーザ発振閾電流値
は６５μＡであった。On the optical resonator 5 manufactured by the process shown in FIG. 4 as described above, the electron beam 9 is constantly focused and flattened in the direction normal to the reflecting surface (in other words, the electron beam 9 is scanned).
By changing the position on the optical resonator 5 irradiated with (1), the emitted laser light 10 could be scanned in a fan shape. Electron beam width 14 in the direction perpendicular to the cavity direction
Was 20 μm and the width 15 of the electron beam in the direction parallel to the cavity direction was 200 μm, the laser oscillation threshold current value was 65 μA.

【００３３】（実施の形態３）次に以下では、本発明実
施の形態３における陰極線管に用いる光共振器につい
て、図面を参照しながら説明する。(Third Embodiment) Next, an optical resonator used in a cathode ray tube according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【００３４】図５は、本実施の形態における光共振器の
構成図を示したものである。本実施の形態は、実施の形
態２と異なり、反射面３がレーザ光出射方向に対して凹
の曲面をもつことを特徴とするものであり、反射面２、
３の曲率は同じ値とし、その曲率中心が一致するように
設定されている。なお、上記のように２つの反射面２と
３の曲率中心を一致させているのは、レーザ発振するた
めの共振が起こりやすくするためである。また、図３に
示す光共振器を用いた陰極線管の構成として、基板１、
活性層４の詳細、電子銃６、真空容器１１、導電性薄膜
１２については上記した図１に示す実施の形態１と同様
であるため、説明は省略する。FIG. 5 is a block diagram of the optical resonator according to the present embodiment. The present embodiment is different from the second embodiment in that the reflecting surface 3 has a concave curved surface in the laser light emitting direction.
The curvatures of 3 have the same value, and the centers of curvature are set to coincide with each other. The reason why the centers of curvature of the two reflecting surfaces 2 and 3 are made to coincide with each other as described above is to facilitate the occurrence of resonance for laser oscillation. In addition, as a configuration of a cathode ray tube using the optical resonator shown in FIG.
The details of the active layer 4, the electron gun 6, the vacuum container 11, and the conductive thin film 12 are the same as those in the first embodiment shown in FIG.

【００３５】本実施の形態において、具体的にはキャビ
ティ長を２００μmに設定し、光共振器５を作製した。
そして、電子ビーム８を、常にキャビティの反射面の法
線方向に扁平に集束しながら、光共振器５上を走査する
ことにより、発するレーザ光１０を放射状に走査するこ
とが出来た。実施の形態２と同様の条件で電子ビームを
集束した場合、レーザ光発振閾電流値は７０μＡであっ
た。In this embodiment, specifically, the cavity length is set to 200 μm, and the optical resonator 5 is manufactured.
Then, the electron beam 8 was constantly focused flat in the direction normal to the reflection surface of the cavity, and the laser beam 10 emitted was able to be radially scanned by scanning the optical resonator 5. When the electron beam was focused under the same conditions as in the second embodiment, the laser light oscillation threshold current value was 70 μA.

【００３６】なお、本実施の形態における光共振器５
は、反射面２、３がその曲率中心に対して対称である。
このため電子ビームを走査する場合、扁平に絞った電子
ビームをキャビティ反射面の曲率中心を中心として回転
するだけでよく、実施の形態２に示した光共振器と比較
して、電子レンズ７（図１）の構成が簡略化できるとい
う有利な効果が得られる。また、本実施の形態における
光共振器５では、上記の実施の形態２に示した光共振器
と比較して、曲率半径の小さな加工を行なうことも必要
とされないため、加工の面でも有利である。The optical resonator 5 according to the present embodiment.
, The reflecting surfaces 2 and 3 are symmetrical with respect to the center of curvature.
For this reason, when scanning the electron beam, it is only necessary to rotate the flattened electron beam around the center of curvature of the cavity reflection surface, and compared with the optical resonator shown in the second embodiment, the electron lens 7 ( An advantageous effect is obtained in that the configuration of FIG. 1) can be simplified. Further, in the optical resonator 5 according to the present embodiment, it is not necessary to perform processing with a small radius of curvature as compared with the optical resonator shown in the above-described second embodiment, which is advantageous in terms of processing. is there.

【００３７】次に以下では、上記の図５に示した光共振
器を有する陰極線管を用いた、レーザディスプレイ装置
について説明する。図６は本実施の形態におけるレーザ
ディスプレイ装置の構成図を示したものである。この装
置は、陰極線管から発されるレーザ光の光路をレーザの
走査方向に対して垂直に偏向させる手段を有することを
特徴とするものであり、陰極線管１９、可動ミラー２
０、およびスクリーン２１とを有している。Next, a laser display device using the cathode ray tube having the optical resonator shown in FIG. 5 will be described below. FIG. 6 is a configuration diagram of the laser display device according to the present embodiment. This device is characterized in that it has means for deflecting the optical path of the laser beam emitted from the cathode ray tube perpendicularly to the scanning direction of the laser, and the cathode ray tube 19 and the movable mirror 2 are provided.
0 and a screen 21.

【００３８】従来のレーザディスプレイ装置と比較する
と、この構成のディスプレイ装置では放射状のレーザ光
が陰極線から得られるため、レーザ光をその走査方向に
対して垂直方向のみに偏向させるだけで、スクリーン２
１上に平面表現を行うことができ、結果として、レンズ
系を通過することによる発光効率の低下を防止すること
ができた。従来のディスプレイ装置で得られていた発光
輝度１１８ｆＬが１６０ｆＬに改善され、また、レンズ
の収差による精細度の低下を防止することができた。Compared with the conventional laser display device, since the radial laser light is obtained from the cathode ray in the display device of this structure, the laser light is deflected only in the direction perpendicular to the scanning direction, and the screen 2
1 can be expressed in a plane, and as a result, it is possible to prevent a decrease in luminous efficiency due to passing through the lens system. The emission luminance of 118 fL obtained with the conventional display device was improved to 160 fL, and it was possible to prevent the deterioration of the definition due to the aberration of the lens.

【００３９】なお、以上の説明では、実施の形態３の構
成の光共振器を用いて陰極線管１９を構成した例で説明
したが、実施の形態２の構成の光共振器を用いて構成し
た場合も同様に実施可能である。また、実施の形態１の
構成の陰極線管を使用した場合も、得られるレーザ光を
垂直方向に偏向させることは同様に実施可能である。In the above description, an example in which the cathode ray tube 19 is constructed by using the optical resonator having the configuration of the third embodiment has been described, but it is constructed by using the optical resonator having the configuration of the second embodiment. In the case, it can be implemented in the same manner. Further, even when the cathode ray tube having the configuration of the first embodiment is used, it is possible to similarly deflect the obtained laser light in the vertical direction.

【００４０】[0040]

【発明の効果】以上のように、レーザ光出射方向に扁平
な電子ビームを活性層に照射することにより、レーザ発
振の閾電流値が低減し、発光効率が増加するという有利
な効果が得られる。As described above, by irradiating the active layer with a flat electron beam in the laser light emission direction, the threshold current value of laser oscillation is reduced, and the advantageous effect of increasing luminous efficiency is obtained. .

【００４１】また、キャビティの反射面に曲率をもたせ
ることにより、レーザ光が放射状に走査できるという有
利な効果が得られる。レーザ光が出射しない側の反射面
の曲面の向きにより、レーザ光発振の閾電流値が低下す
る、電子ビームを集束させる電子レンズの構成を簡略化
出来るという有利な効果が得られる。Further, by providing the reflecting surface of the cavity with a curvature, the advantageous effect that the laser beam can be radially scanned can be obtained. Due to the direction of the curved surface of the reflecting surface on the side from which laser light is not emitted, there are advantageous effects that the threshold current value of laser light oscillation is reduced and the configuration of the electron lens that focuses the electron beam can be simplified.

【００４２】また、以上の発明をディスプレイ装置に応
用することにより、レンズ系を用いた従来のディスプレ
イ装置に存在した、発光効率の低下や収差による精細度
の低下が防止できるという有利な効果が得られる。Further, by applying the above invention to a display device, it is possible to obtain an advantageous effect that it is possible to prevent a decrease in luminous efficiency and a decrease in definition due to aberration which are present in a conventional display device using a lens system. To be

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の実施の形態における陰極線管の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a cathode ray tube according to an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の実施の形態における光共振器の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of an optical resonator according to an embodiment of the present invention.

【図３】本発明の実施の形態における光共振器の構成図FIG. 3 is a configuration diagram of an optical resonator according to an embodiment of the present invention.

【図４】本発明の実施の形態における光共振器の製造工
程断面図FIG. 4 is a sectional view of a manufacturing process of the optical resonator according to the embodiment of the present invention.

【図５】本発明の実施の形態における光共振器の構成図FIG. 5 is a configuration diagram of an optical resonator according to an embodiment of the present invention.

【図６】本発明の実施の形態におけるレーザディスプレ
イ装置の構成図FIG. 6 is a configuration diagram of a laser display device according to an embodiment of the present invention.

【図７】従来のレーザディスプレイ装置の構成図FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional laser display device.

【図８】従来の陰極線管の構成図FIG. 8 is a block diagram of a conventional cathode ray tube.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 基板 ２，３ 反射面 ４ 活性層 ５ 光共振器 ６ 電子銃 ７ 電子レンズ ８ 偏向コイル ９ 電子ビーム １０ 出射レーザ光 １１ 真空容器 １２ 導電性材料薄膜 １３ 電子ビームのキャビティ方向に垂直方向の領域幅 １４ 電子ビームのキャビティ方向に平行方向の領域幅 １５ キャビティ長 １６ レジスト １７ 集束されたイオンビーム １８ アルミニウムマスク １９ 陰極線管 ２０ レーザ光を偏向させるための可動ミラー ２１ スクリーン ２２ 赤色レーザ光を発する陰極線管 ２３ 緑色レーザ光を発する陰極線管 ２４ 青色レーザ光を発する陰極線管 ２５ 赤色レーザ光に対する投射レンズ ２６ 緑色レーザ光に対する投射レンズ ２７ 青色レーザ光に対する投射レンズ ２８ 可視光レーザ光 ２９ ミラー 1 Substrate 2,3 Reflective Surface 4 Active Layer 5 Optical Resonator 6 Electron Gun 7 Electron Gun 7 Electron Lens 8 Deflection Coil 9 Electron Beam 10 Emitted Laser Light 11 Vacuum Container 12 Conductive Material Thin Film 13 Region Width of Electron Beam in Vertical Direction 14 Region Width of Electron Beam in Parallel to Cavity Direction 15 Cavity Length 16 Resist 17 Focused Ion Beam 18 Aluminum Mask 19 Cathode Ray Tube 20 Movable Mirror 21 for Screening Laser Light 21 Screen 22 Cathode Ray Tube for Emitting Red Laser Light 23 Cathode ray tube emitting green laser light 24 Cathode ray tube emitting blue laser light 25 Projection lens for red laser light 26 Projection lens for green laser light 27 Projection lens for blue laser light 28 Visible light laser light 29 Mirror

フロントページの続き (72)発明者 任田 隆夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内Front page continuation (72) Inventor Takao Nita, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】活性層及び前記活性層の両端に形成された
反射面とを有する光共振器と、前記光共振器に電子ビー
ムを照射する手段と、前記電子ビームの形状をを扁平な
形状に制御する手段とを有し、前記電子ビームを前記光
共振器に照射してレーザ光を発振させることを特徴とす
る陰極線管。1. An optical resonator having an active layer and reflecting surfaces formed on both ends of the active layer, a means for irradiating the optical resonator with an electron beam, and a flat electron beam shape. And a means for controlling the laser beam to oscillate a laser beam by irradiating the optical resonator with the optical beam. 【請求項２】活性層及び前記活性層の両端に形成された
反射面とを有する光共振器と、前記光共振器に電子ビー
ムを照射する手段とを有し、前記反射面が曲面形状に形
成されるとともに前記電子ビームを前記光共振器に走査
して照射することにより異なる方向にレーザ光を発振さ
せることを特徴とする陰極線管。2. An optical resonator having an active layer and reflective surfaces formed at both ends of the active layer, and means for irradiating the optical resonator with an electron beam, wherein the reflective surface has a curved shape. A cathode ray tube which is formed and oscillates laser light in different directions by scanning and irradiating the optical resonator with the electron beam. 【請求項３】活性層の両端に形成された２つの反射面の
うち、一方がレーザ光出射方向に凸形状、他方が凹形状
に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の陰
極線管。3. The two reflecting surfaces formed on both ends of the active layer, one of which is formed in a convex shape in the laser beam emitting direction and the other of which is formed in a concave shape. Cathode ray tube. 【請求項４】活性層の両端に形成された２つの反射面が
ともにレーザ光出射方向に凸形状に形成されていること
を特徴とする請求項２に記載の陰極線管。4. The cathode ray tube according to claim 2, wherein the two reflecting surfaces formed on both ends of the active layer are both formed in a convex shape in the laser light emitting direction. 【請求項５】活性層及び前記活性層の両端に形成される
とともに曲面形状に形成された反射面とを有する光共振
器と、前記光共振器に電子ビームを照射する手段と、前
記電子ビームを前記光共振器に走査して照射することに
より異なる方向に発振されたレーザ光の光路をレーザ光
の走査方向に対して垂直に偏向させる手段とを有するレ
ーザディスプレイ装置。5. An optical resonator having an active layer and reflecting surfaces formed on both ends of the active layer and having a curved shape, means for irradiating the optical resonator with an electron beam, and the electron beam. And a means for deflecting an optical path of laser light oscillated in different directions by scanning the optical resonator to irradiate the optical resonator perpendicularly to the scanning direction of the laser light.