(57)【要約】  蛍光スクリーンは、励起光を吸収して蛍光を放出する蛍光体を含む蛍光体層と、蛍光体層の一方の面に設けられ、蛍光体から放出された蛍光のうち、該一方の面より出射された蛍光の一部を蛍光体層へ向けて反射させ、励起光を透過する蛍光反射膜１４２と、蛍光反射膜１４２を貫通する複数の孔１４１と、を有する。複数の孔１４１は、マトリクス状に設けられている。
2012105484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を吸収して蛍光を放出する蛍光体を含む蛍光体層と、
前記蛍光体層の一方の面に設けられ、前記蛍光体から放出された前記蛍光のうち、該一方の面より出射された蛍光の一部を前記蛍光体層へ向けて反射させ、前記励起光を透過する反射層と、
前記反射層を貫通する複数の孔と、を有する、蛍光スクリーン。
【請求項２】
前記反射層の前記蛍光体層側の面とは反対側の面に設けられた、前記励起光を透過する基材を、さらに有し、
前記複数の孔は、前記反射層および基材を貫通するように形成されている、請求項１に記載の蛍光スクリーン。
【請求項３】
前記複数の孔は、面内方向に周期的に設けられている、請求項１または２に記載の蛍光スクリーン。
【請求項４】
前記複数の孔のうちの所定の方向に並ぶ孔の断面面積が一方の側から他方の側に向かって段階的に増大する、請求項１または２に記載の蛍光スクリーン。
【請求項５】
前記複数の孔は、マトリクス状に設けられている、請求項１から３のいずれか１つに記載の蛍光スクリーン。
【請求項６】
前記反射層の前記励起光の透過率が、面内方向のいずれの位置においてもほぼ一定である、請求項１に記載の蛍光スクリーン。
【請求項７】
前記反射層の前記励起光の透過率の、面内方向における変動が、１％以下である、請求項６に記載の蛍光スクリーン。
【請求項８】
前記蛍光体層は、ブラックストライプにより区画された複数の蛍光ストライプを含み、
前記複数の孔は、前記反射層の前記複数の蛍光ストライプと対向する領域にのみ設けられている、請求項１に記載の蛍光スクリーン。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の蛍光スクリーンを備え、該蛍光スクリーンは複数の画素を有する画像表示装置であって、
励起光を出力する励起光源と、
前記励起光源から出力された前記励起光で前記蛍光スクリーンの一方の面を走査する走査部と、
前記蛍光スクリーンの前記一方の面から出射された蛍光を検出する光検出部と、
前記励起光源から一定光量の励起光を出射させて前記走査部による走査を行わせ、前記光検出部の出力値に基づいて、前記蛍光スクリーンの各画素における蛍光量を取得し、該取得した各画素の蛍光量が所定値になるように前記励起光の光量を調整する制御部と、を有する、画像表示装置。
【請求項１０】
前記蛍光スクリーンの反射層の、面内方向のいずれの位置においても、該反射層上に形成される前記励起光のビームスポットの領域中に、前記孔が１００個以上含まれる、請求項９に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起光を吸収して蛍光（可視光）を発生する蛍光体を含む蛍光体層を備えた蛍光スクリーンおよびそれを備える画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、蛍光スクリーンを備えた画像表示装置においては、蛍光スクリーンの一方の面側から励起光を照射して、蛍光スクリーンの他方の面側から蛍光（蛍光画像）を観察する。【０００３】
蛍光体層では、蛍光体から放出された蛍光は、蛍光体層の両面（表面および裏面）より出射され、蛍光体層の表面より出射した蛍光により画像が形成される。この場合、蛍光体層の裏面より出射した蛍光は画像の形成に寄与しないため、蛍光の光利用効率が低下する。【０００４】
特許文献１には、蛍光の光利用効率を高めることができる蛍光スクリーンが開示されている。この蛍光スクリーンは、励起光を透過し、可視光を反射する可視光反射層と、この可視光反射層上に形成された蛍光体層とを有する。【０００５】
励起光は蛍光スクリーンの可視光反射層側から照射され、可視光反射層を透過した励起光により蛍光体層中の蛍光体が励起される。蛍光体から放出された蛍光のうち、蛍光体層の可視光反射層側の面へ向かう蛍光は、可視光反射層によって蛍光体層の方向へ反射される。この場合、蛍光体から放出され、蛍光体層の可視光反射層側とは反対側の面より出射された蛍光に加えて、可視光反射層からの蛍光の反射光も、画像の形成に寄与するので、光利用効率が向上する。【０００６】
特許文献２には、別の蛍光スクリーンが開示されている。この蛍光スクリーンは、蛍光体層と、この蛍光体層と対向して設けられた、励起光および可視光を反射する反射層とを有する。反射層は、蛍光体層への励起光の照射領域を制限するための開口を有する。【０００７】
励起光は、反射層の開口を通過して蛍光体層に照射される。蛍光体層では、励起光を吸収した蛍光体から蛍光が放出され、放出された蛍光は蛍光体層の反射層側の面およびこの面とは反対側の面の方向に向かう。蛍光体層の反射層側の面に向かった蛍光は、反射層によって蛍光体層の方向へ反射される。この場合も、特許文献１に記載のものと同様に、蛍光の光利用効率を向上することができる。【０００８】
上述した特許文献１、２に記載の蛍光スクリーンにおいて、可視光反射層や反射層として誘電体多層膜を用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０６−０８９０７５号公報
【特許文献２】特表２００８−５３８１４５号公報
【発明の概要】
【００１０】
一般に、蛍光スクリーン上を励起光で走査することで蛍光画像を表示する画像表示装置においては、温度や湿度などの環境変化、蛍光スクリーンの歪みや蛍光体の経年変化といった様々な要因によって、蛍光スクリーン上における蛍光量の面内均一性が低下する。ここで、蛍光量の面内均一性とは、例えば一定光量の励起光で蛍光スクリーンを走査した場合の、面内における蛍光量が一定であることを示す。
【００１１】
蛍光量の面内均一性が低下すると、所定の蛍光量を得るのに必要な励起光量が面内位置によって異なることになり、その結果、蛍光スクリーン上に形成される蛍光画像の色再現性が低下する。
【００１２】
蛍光画像の色再現性の低下を抑制するためには、面内位置に応じた励起光量のキャリブレーションを定期的に行って、蛍光量の面内均一性を維持する必要がある。
【００１３】
励起光量のキャリブレーションでは、例えば、一定光量の励起光で蛍光スクリーンの一方の面（裏面）を走査して、その面から出射された蛍光を光検出手段で検出する。そして、その光検出手段の検出結果に基づいて、蛍光量が面全体にわたって所定の値となるように、励起光量（または励起光源のパワー）を面内位置に応じて調整する。
【００１４】
蛍光スクリーンの一方の面（裏面）における蛍光量の面内変動は、蛍光スクリーンの他方の面（表面）における蛍光量の面内変動と一致する。通常、蛍光スクリーンの励起光源側の面（裏面）と対向する位置に光検出手段を配置し、その励起光源側の面（裏面）より出射した蛍光を光検出手段で検出することで、上記の励起光量のキャリブレーションが行われる。
【００１５】
特許文献１、２に記載の蛍光スクリーンにおいては、蛍光の利用効率を向上することができるものの、上記の励起光量のキャリブレーションを行う場合に、以下のような問題がある。
【００１６】
特許文献１、２に記載の蛍光スクリーンにおいて、上記の励起光量のキャリブレーションを行う場合は、蛍光スクリーンの誘電体多層膜（可視光反射層や反射層）が設けられた面（裏面）側から励起光を照射し、蛍光体層から誘電体多層膜に向かう蛍光の一部をモニタ用の蛍光として検出する必要がある。このため、誘電体多層膜は、励起光に対する透過率が略１００％とされ、蛍光に対する透過率が数％程度とされた分光透過特性を有する。
【００１７】
一般に、誘電体多層膜は、屈折率の異なる第１および第２の誘電体膜を交互に積層することで形成され、その分光透過特性は、第１および第２の誘電体膜の膜厚や屈折率により決まる。
【００１８】
第１および第２の誘電体膜の膜厚が均一である場合、励起光や蛍光に対する透過率の面内方変動は生じない。しかし、第１および第２の誘電体膜の膜厚が均一な誘電体多層膜を精度よく形成することは困難である。
【００１９】
第１および第２の誘電体膜の膜厚が不均一である場合、励起光や蛍光に対する透過率（または反射率）が面内位置によって異なる。このため、誘電体多層膜を透過した蛍光や励起光の光量が面内位置によって変化する。
【００２０】
例えば、蛍光反射率の面内変動が９９％±０．３％（標準偏差３σ）の範囲に収まるような誘電体多層膜を形成した場合、この誘電体多層膜の蛍光透過率の面内変動は、１％±０．３％（標準偏差３σ）の範囲とされる。この場合、誘電体多層膜を透過した蛍光量の面内変動は±３０％となるため、誘電体多層膜を透過した蛍光量に基づいて蛍光スクリーンの面内における蛍光量の変化を正確に検出することは困難である。
【００２１】
一方、励起光透過率の面内変動が、例えば９９％±０．３％（標準偏差３σ）の範囲とされた場合、誘電体多層膜を透過した励起光量の面内変動は±０．３％である。このように、第１および第２の誘電体膜の膜厚が不均一であることによる励起光の面内変動は非常に小さいので、誘電体多層膜を透過した蛍光量を検出する際に、この励起光の面内変動が影響することはほとんど無い。
【００２２】
以上のように、特許文献１、２に記載の蛍光スクリーンでは、誘電体多層膜の各膜厚が不均一であることによる蛍光透過率の面内変動が大きいため、励起光量のキャリブレーションを行う場合に、蛍光量の面内変動を正確に検出することは困難である。
【００２３】
本発明の目的は、蛍光の利用効率の向上を図りつつ、励起光量のキャリブレーションを行う場合における蛍光量の面内変動を正確に検出することができる蛍光スクリーン、およびそれを用いた画像表示装置を提供することにある。
【００２４】
上記目的を達成するため、本発明の蛍光スクリーンは、
励起光を吸収して蛍光を放出する蛍光体を含む蛍光体層と、
前記蛍光体層の一方の面に設けられ、前記蛍光体から放出された前記蛍光のうち、該一方の面より出射された蛍光の一部を前記蛍光体層へ向けて反射させ、前記励起光を透過する反射層と、
前記反射層を貫通する複数の孔と、を有する。
【００２５】
本発明の画像表示装置は、上記の蛍光スクリーンを備え、該蛍光スクリーンは複数の画素を有する画像表示装置であって、
励起光を出力する励起光源と、
前記励起光源から出力された前記励起光で前記蛍光スクリーンの一方の面を走査する走査部と、
前記蛍光スクリーンの前記一方の面から出射された蛍光を検出する光検出部と、
前記励起光源から一定光量の励起光を出射させて前記走査部による走査を行わせ、前記光検出部の出力値に基づいて、前記蛍光スクリーンの各画素における蛍光量を取得し、該取得した各画素の蛍光量が所定値になるように前記励起光の光量を調整する制御部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態である蛍光スクリーンの構成を模式的に示す断面図である。
【図２Ａ】図１に示す蛍光スクリーンの蛍光反射フィルムを示す斜視図である。
【図２Ｂ】図１に示す蛍光スクリーンの蛍光反射フィルムを示す断面図である。
【図２Ｃ】図１に示す蛍光スクリーンの蛍光反射フィルムの別の例を示す斜視図である。
【図３】図２Ｂに示す蛍光反射フィルムの蛍光反射膜を構成する誘電体多層膜の一例を示す模式図である。
【図４】図３に示す蛍光反射膜の分光透過特性の一例を示す特性図である。
【図５】比較例である蛍光スクリーンの蛍光反射フィルムの構成を示す模式図である。
【図６Ａ】本発明の第２の実施形態である蛍光スクリーンの蛍光反射フィルムを示す斜視図である。
【図６Ｂ】本発明の第２の実施形態である蛍光スクリーンの蛍光反射フィルムを示す断面図である。
【図７】本発明の蛍光スクリーンを備えた投射型表示装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ  蛍光ストライプ
１２  ブラックストライプ
１３  蛍光透過フィルム
１４  蛍光反射フィルム
２０  励起光
２１  蛍光
１４１  孔
１４２  蛍光反射膜
１４３フィルム基材
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明における一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である蛍光スクリーンの構成を模式的に示す断面図である。
【００３０】
図１を参照すると、蛍光スクリーンは、リアプロジェクション型の画像表示装置に用いられるものであって、ブラックストライプ１２、蛍光透過フィルム１３、蛍光反射フィルム１４、および蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを有する。
【００３１】
ブラックストライプ１２および蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、蛍光反射フィルム１４の面上に形成されている。蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、面内方向に周期的に配置されており、これら蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの間の領域にブラックストライプ１２が形成されている。換言すると、蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、ブラックストライプ１２によりストライプ状またはマトリクス状に区画された領域に設けられている。
【００３２】
蛍光ストライプ１１Ｒは、励起光に励起されることにより赤色の蛍光を発光する蛍光体が形成された領域である。蛍光ストライプ１１Ｇは、励起光に励起されることにより緑色の蛍光を発光する蛍光体が形成された領域である。蛍光ストライプ１１Ｂは、励起光に励起されることにより青色の蛍光を発光する蛍光体が形成された領域である。図１に示す例では、蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、この順番で特定の方向に周期的に形成されている。
【００３３】
蛍光反射フィルム１４上に形成された、蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂおよびブラックマトリクス１２は、蛍光透過フィルム１３により覆われている。換言すると、蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂからなる蛍光体層は、蛍光透過フィルム１３および蛍光反射フィルム１４により挟まれている。
【００３４】
蛍光透過フィルム１３は、励起光を吸収または反射し、蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂから出射された各色の蛍光を少なくとも透過する分光透過特性を有する。蛍光透過フィルム１３は、例えば誘電体多層膜よりなる。
【００３５】
蛍光反射フィルム１４は、励起光を透過し、蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂから出射された各色の蛍光を反射する分光透過特性を有するものであって、面内方向に周期的に配置された複数の孔を有する。
【００３６】
図２Ａに、蛍光反射フィルム１４の斜視図を示し、図２Ｂに、蛍光反射フィルム１４の断面図を示す。
【００３７】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、蛍光反射フィルム１４は、フィルム基材１４３と、フィルム基材１４３上に形成された、複数の孔１４１を備えた蛍光反射膜１４２と、を有する。蛍光反射膜１４２は、誘電体多層膜よりなる。フィルム基材１４３の厚さは、例えば数十μｍ〜数百μｍの範囲で適宜に設定される。
【００３８】
孔１４１は一様な分布となるように形成されている。図２Ａでは、孔１４１は面内方向に周期的に形成されている。
【００３９】
図２Ｃに、蛍光反射フィルム１４の別の斜視図を示す。図２Ｃでは、孔１４１の位置は面内方向にランダムかつ一様に形成されている。
【００４０】
蛍光反射フィルム１４に照射された励起光のビームスポットの中に、孔１４１がおよそ１００個程度以上あれば、ビームスポットが移動しても孔１４１がスポットに出入りすることによる透過率の変動を１％以下に抑えることができる。励起光ビームスポット中の孔１４１の個数が決まれば、蛍光反射フィルム１４上の励起光ビームスポットの面積と、蛍光反射フィルム１４に求められる蛍光の透過率（孔１４１の総面積が蛍光反射膜１４２に占める割合）から、孔１４１の大きさと密度が求まる。このとき、蛍光透過率は３〜１０％程度が望ましい。
【００４１】
例えば、励起光ビームスポット中の孔１４１の個数が１００個で、蛍光反射フィルム１４上の励起光ビームスポットの面積が０．０４ｍｍ2、蛍光反射フィルム１４の蛍光透過率が８．４％であった場合、孔１４１の密度は２５００（個）／ｍｍ2であり、孔１４１の径φは６．５μｍである。また、図２Ａのように孔１４１が面内方向に周期的に形成されているとき、孔１４１の中心同士の距離は２０μｍである。
【００４２】
図３に、蛍光反射膜１４２を構成する誘電体多層膜の一例を示す。
【００４３】
図３を参照すると、蛍光反射フィルム１４は、フィルム基材１４３と、フィルム基材１４３上に設けられた、ＴｉＯ2１４４（屈折率ｎ＝２．４０）およびＳｉＯ2１４５（屈折率ｎ＝１．４６）を交互に積層した積層部２０ａ、２０ｂとを有する。積層部２０ａ、２０ｂは、図２Ｂに示した蛍光反射膜１４２を構成する。
【００４４】
積層部２０ａは、膜厚が５０ｎｍであるＴｉＯ2１４４と膜厚が８２ｎｍであるＳｉＯ2１４５を交互に積層したものであって、その積層数は２０である。積層部２０ｂは、膜厚が６８ｎｍであるＴｉＯ2１４４と膜厚が１１１ｎｍであるＳｉＯ2１４５を交互に積層したものであって、その積層数は２０である。
【００４５】
フィルム基材１４３は、励起光および蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂから出射された各色の蛍光をそれぞれ透過する分光透過特性を有する材料、例えばアクリル（屈折率ｎ＝１．４９）により形成されている。蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂおよびブラックマトリクス１２は、蛍光反射フィルム１４の蛍光反射膜１４２側の面に設けられている。
【００４６】
図４に、図３に示した蛍光反射膜１４２の分光透過特性の一例を示す。縦軸は透過率（％）、横軸は波長（ｎｍ）である。蛍光波長に相当する４５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長域の光の平均透過率は０．０４２％である。励起光波長に相当する４０５ｎｍの透過率は９９．９％である。
【００４７】
本実施形態の蛍光スクリーンでは、図１に示したように、励起光２０は、蛍光スクリーンの蛍光反射フィルム１４側から照射される。励起光２０は、蛍光反射フィルム１４を透過する。
【００４８】
蛍光反射フィルム１４を透過した励起光２０により蛍光体層（蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ）中の蛍光体が励起され、その蛍光体から放出された蛍光は、蛍光体層の蛍光透過フィルム１３側の面および蛍光反射フィルム１４側の面より出射される。
【００４９】
蛍光体層の蛍光反射フィルム１４側の面より出射された蛍光の一部は、蛍光反射膜１４２の孔１４１を通過し、残りは蛍光反射膜１４２にて蛍光透過フィルム１３に向けて反射される。
【００５０】
蛍光反射膜１４２の孔１４１を通過した蛍光は、モニタ用蛍光２２として用いられる。蛍光透過フィルム１３を透過した蛍光（これは、蛍光反射膜１４２にて反射された蛍光を含む）は、画像の形成に寄与する蛍光２１として用いられる。
【００５１】
孔１４１を備えた蛍光反射膜１４２の蛍光透過率の面内変動は、孔１４１のサイズの製造ばらつきによる変動と、誘電体多層膜の厚さが不均一であることによる変動とを含む。
【００５２】
ここで、蛍光反射膜１４２に入射した蛍光量に対する孔１４１を通過した蛍光量の割合が８．４％となるように孔１４１のサイズを設計した場合の蛍光透過率の面内変動について説明する。
【００５３】
孔１４１を備えた蛍光反射膜１４２の形成には、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等のプロセスが適用される。このプロセスにおいて、マスクパターンを用いたエッチングにより孔１４１を形成するが、その際の孔１４１のサイズ（直径）のばらつきは設計値に対して高々１％程度であり、孔１４１の面積に換算したとしても２％程度である。この場合、孔１４１のサイズのばらつきによる蛍光透過率の面内変動は８．２％〜８．６％である。
【００５４】
一方、蛍光反射膜１４２を構成する誘電体多層膜の各膜の膜厚変動は例えば２０％であり、その膜厚変動による蛍光透過率の面内変動は０．０３３％〜０．０８４％である。
【００５５】
孔１４１のサイズのばらつきによる蛍光透過率の面内変動（８．２％〜８．６％）に膜厚変動による蛍光透過率の面内変動（０．０３３％〜０．０８４％）を加えたものが蛍光透過率のトータルでの面内変動であり、その値は８．２％〜８．７％である（変動幅は０．５％である。）。
【００５６】
図５に、比較例である蛍光スクリーンの蛍光反射フィルムの構成を示す。この蛍光反射フィルムは、図２Ａおよび図２Ｂに示した蛍光反射フィルム１４とは誘電体多層膜の分光透過特性が異なっており、孔も有していない。
【００５７】
図５に示す蛍光反射フィルムは、フィルム基材２４３と、フィルム基材２４３上に設けられた、ＴｉＯ2２４４（屈折率ｎ＝２．４０）およびＳｉＯ2２４５（屈折率ｎ＝１．４６）を交互に積層した積層部３０ａ、３０ｂとを有する。積層部３０ａ、３０ｂは、蛍光反射膜を構成する。
【００５８】
積層部３０ａは、膜厚が５３ｎｍであるＴｉＯ2２４４と膜厚が８７ｎｍであるＳｉＯ2２４５を交互に積層したものであって、その積層数は８である。積層部３０ｂは、膜厚が５３ｎｍであるＴｉＯ2２４４と膜厚が１３０ｎｍであるＳｉＯ2２４５を交互に積層したものであって、その積層数は８である。
【００５９】
フィルム基材２４３は、図３に示したフィルム基材１４３と同じものである。積層部３０ａ、３０ｂよりなる蛍光反射膜において、蛍光波長に相当する波長４５０ｎｍ〜７００ｎｍの平均透過率は８．４％であり、励起光波長に相当する蛍光透過率は９９．２％である。
【００６０】
上記の比較例の蛍光スクリーンでは、蛍光反射膜を構成する誘電体多層膜の各膜の膜厚変動を２０％とした場合、蛍光透過率の面内変動は７．３％〜１１．８％（変動幅４．５％）である。これは、本実施形態の蛍光スクリーンにおける蛍光透過率のトータルでの面内変動８．２％〜８．７％（変動幅は０．５％である。）と比較して非常に大きい。
【００６１】
上記から分かるように、本実施形態によれば、蛍光反射膜１４２の蛍光透過率の面内変動幅は０．５％であり、比較例と比べて、１０分の１程度に抑えられている。このように蛍光透過率の面内変動幅は非常に小さいので、モニタ用蛍光２２の面内変動は、蛍光２１の面内変動と正確に一致する。よって、モニタ用蛍光２２の面内変動を検出することで、蛍光２１の面内変動を正確に検出することができる。
【００６２】
加えて、各孔１４１を通過した蛍光を検出するように構成したことで、蛍光反射膜１４２として、蛍光波長に対する反射率が高い（例えば反射率が９９．９％である）誘電体多層膜を用いることができる。このような反射率の高い誘電体多層膜を透過した蛍光量は、反射層の各孔を通過した蛍光量に比較して非常に小さいため、誘電体多層膜の各膜の厚さが不均一であることによる蛍光量の面内変動が、各孔１４１を通過した蛍光を検出する際に影響することはない。
【００６３】
また、本実施形態によれば、蛍光体層の蛍光反射フィルム１４側の面より出射された蛍光の一部は、蛍光反射膜１４２にて蛍光透過フィルム１３に向けて反射され、この反射した蛍光は画像の形成に寄与する。よって、蛍光の光利用効率が向上する。
【００６４】
本実施形態の蛍光スクリーンは一例であり、その構成については、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で当業者が理解し得る変形を適用することができる。
【００６５】
例えば、蛍光反射膜１４２は、図３に示した構成や図４に示した特性を有するものに限定されない。蛍光反射膜１４２は、蛍光や励起光に対して所定の透過率を有する誘電体多層膜より形成されたものであればよい。ただし、誘電体多層膜の厚さが不均一であることによる蛍光透過率の面内変動幅は、孔１４１のサイズの製造ばらつきによる蛍光透過率の面内変動幅の１割程度であることが望ましい。
【００６６】
また、孔１４１は、蛍光反射膜１４２の蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂと対向する領域にのみ設けられてもよい。
【００６７】
例えば、画素ピッチが１．５ｍｍであり、１サブピッチが５００μｍであり、ブラックストライプ１２の幅が１５０μｍであり、蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの幅がそれぞれ３５０μｍである。孔１４１の密度が１００００（個）／ｍｍ2のとき、１画素が縦１．５ｍｍ、横３５０μｍの大きさであるから、蛍光ストライプ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂのそれぞれに対応する領域には、５２５０個（＝１５０個×３５個）の孔１４１が配置される。
【００６８】
（第２の実施形態）
本実施形態の蛍光スクリーンは、蛍光反射フィルム１４の構成が一部異なる以外は、第１の実施形態の蛍光スクリーンと同じものである。
【００６９】
図６Ａに、蛍光反射フィルム１４の斜視図を示し、図６Ｂに、蛍光反射フィルム１４の断面図を示す。
【００７０】
図６Ａおよび図６Ｂに示すように、蛍光反射フィルム１４は、フィルム基材３４３と、フィルム基材３４３上に形成された蛍光反射膜３４２と、を有し、フィルム基材３４３と蛍光反射膜３４２を貫通するように、複数の孔３４１が形成されている。フィルム基材３４３は、少なくとも励起光を透過する分光透過特性を有する。
【００７１】
複数の孔３４１がフィルム基材３４３と蛍光反射膜３４２を貫通するように形成されている点が第１の実施形態と異なる。これ以外は、第１の実施形態で説明した通りである。
【００７２】
本実施形態の蛍光スクリーンによれば、第１の実施形態で説明した効果に加えて、以下のような効果を奏する。
【００７３】
第１の実施形態では、孔１４１は蛍光反射膜１４２のみを貫通するように形成されているため、フィルム基材１４３は、蛍光を透過するような分光透過特性を有する材料により形成する必要がある。
【００７４】
これに対して、本実施形態では、孔３４１は蛍光反射膜３４２およびフィルム基材３４３をそれぞれ貫通するように形成されているので、フィルム基材３４３の分光透過特性に関係なく、孔３４１を通じてモニタ用蛍光を得ることができる。この場合、フィルム基材３４３として、第１の実施形態では使用することができなかった材料、例えば、蛍光を反射または吸収するような材料を用いることができる。よって、フィルム基材３４３の材料の選定における自由度は、第１の実施形態のものよりも高くなる。ただし、フィルム基材３４３は、励起光を透過する必要があるので、この点での制約は生じる。
【００７５】
以下、上述した各実施形態の蛍光スクリーンを適用可能な画像表示装置について説明する。
【００７６】
図７に、本発明の蛍光スクリーンを備えた投射型表示装置の一例を示す。
【００７７】
図７を参照すると、画像表示装置は、リアプロジェクション型のものであって、励起光源１、走査部２、光検出部３、制御部４および蛍光スクリーン５を有する。
【００７８】
蛍光スクリーン５は、前述した各実施形態の蛍光スクリーンのいずれかにより構成されている。
【００７９】
励起光源１は、例えばレーザダイオード（ＬＤ）に代表されるレーザ光源である。走査部２は、励起光源１からの光ビーム（励起光）で蛍光スクリーン５の蛍光反射フィルム１４側の面を走査する。走査部２は、ポリゴンミラーやガルバノミラーまたはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等の共振ミラーよりなる。
【００８０】
光検出部３は、フォトダイオードより構成されるものであって、蛍光スクリーン５の蛍光反射フィルム１４側の面と対向する位置に配置されている。光検出部３は、蛍光スクリーン５からの蛍光（図１に示したモニタ用蛍光２２）を検出する。
【００８１】
制御部４は、走査部２および励起光源１の動作を制御する。具体的には、励起光源１から一定光量の励起光を出射させて走査部２による走査を行わせ、光検出部３の出力値に基づいて、蛍光スクリーン５の各画素の蛍光量を取得し、該取得した各画素の蛍光量が所定の量になるように、励起光源１のパワー（励起光の光量）を調整する。
【００８２】
制御部４は、蛍光量演算部４ａ、励起光量制御部４ｂおよび発光タイミング制御部４ｃを有する。
【００８３】
発光タイミング制御部４ｃは、励起光源１の発光タイミングを示す１フレーム分の発光タイミング信号を出力する。発光タイミング制御部４ｃから出力された発光タイミング信号は、蛍光量演算部４ａおよび励起光量制御部４ｂに供給される。
【００８４】
蛍光量演算部４ａは、発光タイミング制御部４ｃからの発光タイミング信号に基づいて、蛍光ストライプ１１Ｒ，１１Ｇ、１１Ｂのそれぞれに対する励起光の照射期間を取得し、照射期間毎に、該照射期間内における光検出部３の出力値を積分する。この積分値は、照射期間内に蛍光スクリーン５から放出されたモニタ用蛍光２２の光量に対応する。蛍光量演算部４ａは、照射期間毎に、光検出部３の出力値の積分値を励起光量制御部４ｂに供給する。
【００８５】
励起光量制御部４ｂは、発光タイミング制御部４ｃからの発光タイミング信号に基づく発光タイミングで一定光量の励起光を励起光源１にて発光させるとともに、照射期間毎に光検出部３から供給される積分値に基づいて、モニタ用蛍光２２の光量の面内変動値を取得する。この面内変動値に基づいて、励起光量制御部４ｂは、モニタ用蛍光２２の光量が所定の値となるような励起光量の補正値を決定し、この決定した補正値に基づいて、次走査以降の励起光の光量を調整する。
【００８６】
（他の実施形態）
本他の実施形態の蛍光スクリーンは、励起光を吸収して蛍光を放出する蛍光体を含む蛍光体層と、蛍光体層の一方の面に設けられ、上記蛍光体から放出された上記蛍光のうち、該一方の面より出射された蛍光の一部を上記蛍光体層へ向けて反射させ、上記励起光を透過する反射層と、上記反射層を貫通する複数の孔と、を有する。
【００８７】
本他の実施形態の蛍光スクリーンによれば、蛍光体層の一方の面（励起光源側の面）より出射した蛍光の一部は反射層にて蛍光体層の方向へ反射される。この蛍光の反射光を画像の形成に用いることで、蛍光の利用効率を向上することができる。
【００８８】
加えて、蛍光体層の一方の面（励起光源側の面）より出射した蛍光の一部は、反射層の各孔を通過するので、各孔を通過した蛍光を直接、検出することで蛍光スクリーンの面内における蛍光量の変化（蛍光量の面内変動）を検出することができる。この場合、各孔を通過した蛍光量の面内変動は孔のサイズの製造ばらつきに依存するが、孔のサイズの製造ばらつきは小さいため、蛍光量の面内変動を正確に検出することができる。よって、色再現性に優れた画像を提供することができる。
【００８９】
また、各孔を通過した蛍光を検出するように構成したことで、反射層として、蛍光波長に対する反射率が高い（例えば反射率が９９．９％である）誘電体多層膜を用いることができる。このような反射率の高い誘電体多層膜を透過した蛍光量は、反射層の各孔を通過した蛍光量に比較して非常に小さいため、誘電体多層膜の各膜の厚さが不均一であることによる蛍光量の面内変動が、各孔を通過した蛍光を検出する際に影響することはない。
【００９０】
本他の実施形態の蛍光スクリーンも、図７に示したような投射型表示装置の蛍光スクリーン５として用いることができる。
【００９１】
上記の他の実施形態において、上記反射層の上記蛍光体層側の面とは反対側の面に設けられた、上記励起光を透過する基材を、さらに有していてもよい。これは、第１の実施形態に対応する。
【００９２】
上記の場合、上記複数の孔は、上記反射層および基材を貫通するように形成されてもよい。これは、第２の実施形態に対応する。
【００９３】
また、上記複数の孔は、面内方向に周期的に設けられてもよい。これは、第１および第２の実施形態に対応する。
【００９４】
さらに、上記複数の孔のうちの所定の方向に並ぶ孔の断面面積が一方の側から他方の側に向かって段階的に増大してもよい。この構成によれば、以下のような作用効果を奏する。
【００９５】
例えば、図７に示した画像表示装置において、蛍光スクリーン５の裏面に垂直な方向から見た場合に、光検出部３が蛍光スクリーン５の左側端部に位置するように配置された場合、蛍光スクリーン５の各蛍光ストライプからの蛍光が光検出部３に入射する割合は、光検出部３と蛍光ストライプの距離が遠いほど小さくなる。このため、一定光量の励起光で蛍光スクリーンを走査した場合、蛍光ストライプからの蛍光の検出信号に重畳されるノイズ部分の受信レベルが、光検出部３と蛍光ストライプの距離に応じて徐々に変化する。このノイズ部分を、以降ではオフセットと呼ぶこととする。
【００９６】
所定の方向に並ぶ孔（上記の場合は、水平方向に並ぶ孔）の断面面積が一方の側から他方の側（上記の場合、左側から右側）に向かって段階的に増大するように構成すれば、蛍光スクリーン５の各蛍光ストライプからの蛍光が光検出部３に入射する割合は、光検出部３と蛍光ストライプの距離に関係なく略一定になる。これにより、上記のオフセットを解消することができる。
【００９７】
また、上記の他の実施形態において、上記複数の孔は、マトリクス状に設けられてもよい。
【００９８】
さらに、上記反射層の上記励起光の透過率が、面内方向のいずれの位置においてもほぼ一定であってもよい。
【００９９】
さらに、上記反射層の上記励起光の透過率の、面内方向における変動が、１％以下であってもよい。
【０１００】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の構成および動作については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、当業者が理解し得る様々な変更を行うことができる。
【０１０１】
この出願は、２０１１年１月３１日に出願された日本出願特願２０１１−０１８３８７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
2012105484.tif 000003
【図２Ａ】
2012105484.tif 000004
【図２Ｂ】
2012105484.tif 000005
【図２Ｃ】
2012105484.tif 000006
【図３】
2012105484.tif 000007
【図４】
2012105484.tif 000008
【図５】
2012105484.tif 000009
【図６Ａ】
2012105484.tif 000010
【図６Ｂ】
2012105484.tif 000011
【図７】
2012105484.tif 000012
【国際調査報告】
2012105484.tif 000013
2012105484.tif 000014
2012105484.tif 000015
2012105484.tif 000016
2012105484.tif 000017
2012105484.tif 000018