JP2000081849A

JP2000081849A - 光ルミネセンスディスプレイ装置及びルミネセンスマトリクスの制御方法

Info

Publication number: JP2000081849A
Application number: JP11243987A
Authority: JP
Inventors: Ting Wang; ティング・ワング; Schweizer Allen; アレン・シュワイツァー; Otto Maximilian; マクシミリアン・オトー
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-09-01
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2000-03-21
Anticipated expiration: 2019-08-30
Also published as: AU4588599A; EP0990944B1; DE69937865T2; JP3531546B2; US6760515B1; US6862382B2; US20020025113A1; EP0990944A2; DE69937865D1; US6917751B2; US6307987B1; US20040165860A1; EP0990944A3; US20040189547A1

Abstract

(57)【要約】【課題】電子デバイスを含まず製造が容易で且つ頑丈
な全光学的な光ディスプレイデバイスを提供する。【解決手段】同時励起型ルミネセンス材料に異なる波
長の光を照射して可視光を生成することにより、光ルミ
ネセンスディスプレイ装置を電子部品なしで製造するこ
とが可能となる。マトリクス状に配列されたルミネセン
ス材料のドットを２つの異なる波長帯の光で同時に照射
することができるように構成すれば、個々のドットのア
ドレス指定が可能となり、選択的に可視光を発光させる
ことができる。具体的には、２つの側面放射型光ファイ
バの放射部がそれらの交差部で互いに向き合うように配
置され、その間に同時励起型ルミネセンス材料からなる
ドットを挟む。それぞれの光ファイバに異なる波長帯の
光を伝播させることで、その交差部のドットを選択的に
発光させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、放射エ
ネルギによって照射されるルミネセンス化合物の使用方
法に係り、特に同時励起型ルミネセンス材料から形成さ
れるルミネセンスマトリクス、それを用いた光ディスプ
レイデバイス、及びその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】デスクトップコンピュータのモニタ、ラ
ップトップコンピュータ、テレビジョンなどのさまざま
な電子機器にはディスプレイが組み込まれており、ブラ
ウン管（ＣＲＴ）や液晶ディスプレイ構成のものが多く
知られている。液晶ディスプレイパネルの一例は、米国
特許第４，２３１，６４０号（発明者：Funada et a
l.）に記載されている。従来のディスプレイの構成は、
一般に、高電圧の部品を有し、ディスプレイパネルから
の電磁放射及び電磁干渉（ＥＭＩ：electromagnetic in
terference）を伴う。従来のディスプレイのサイズ及び
重量では、携帯することが困難あるいは不便であること
が多い。また、ディスプレイの耐久性についても、電子
部品の数が多いこと、あるいは様々な部品に要求される
配置により問題となることがある。

【０００３】現在のところ、非常に薄く、軽量で、耐久
性があり、電磁干渉やノイズが発生しないディスプレイ
パネルを提供できる技術はない。蛍光体によるディスプ
レイでも、さまざまなトランジスタ、ピクセルドライ
バ、電極及び行又は列の電気配線に関する複雑な構成を
伴うのが一般的である。

【０００４】光導波路の側面から可視光を放出するよう
な光導波路に関するいくつかのディスプレイ技術があ
る。しかし、これらの技術は、各光導波路が「オン」ま
たは「オフ」のいずれかであり、１行のノッチ全体がフ
ァイバを伝搬する可視光を同時に放出するという点で制
限される。各行のノッチの発光色も、共通の光導波路を
伝搬する可視光と同じ色に限定される。また、これらの
技術のいずれも、ルミネセンス材料を側面放射ファイバ
と組み合わせたものではない。

【０００５】米国特許第５，４３２，８７６号には、光
導波路からの光をあらかじめ選択された方向に伝搬させ
る発光領域を有する光導波路が開示されている。この米
国特許の一実施例では、ほぼ平行なアレイを形成するよ
うに光導波路をパネルに取り付けている。一実施例で
は、不要なノッチ発光を視野から遮断するように、ほぼ
平行なアレイの前に液晶シャッタアレイ（ＬＣＳ：liqu
id crystal shutter）が形成される。しかし、この米国
特許第５，４３２，８７６号には、光導波路のノッチか
らの光を方向転換することしか記載されておらず、ルミ
ネセンス材料を照射することは記載されていない。

【０００６】米国特許第５，６５９，６４３号には、ノ
ッチ付きファイバアレイ照射デバイスが開示されてい
る。この米国特許も同様に、光導波路からの光を方向転
換することしか記載されていないが、光導波路のノッチ
から放出される光をさらに方向転換するためにフレネル
レンズやその他のビーム方向転換デバイスを使用可能で
あることは記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記いずれの従来技術
によっても、非常に薄く、軽量で、耐久性があり、電磁
干渉やノイズが発生せず、しかも構成が簡単で製造が容
易なディスプレイパネルを提供することはできない。

【０００８】本発明の目的は、完全に光学的なディスプ
レイパネルを提供することにより、高温環境などの、電
子デバイスが使用可能でない場合にも動作可能な頑強な
デバイスを提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、励起を供給する光源
から分離可能なディスプレイパネルを提供することにあ
る。

【００１０】本発明の更に他の目的は、ディスプレイパ
ネルから高電圧も、電磁放射も、ＥＭＩもないディスプ
レイを提供することにある。

【００１１】本発明のもう１つの目的は、ディスプレイ
パネル内に電子部品のない、複数の全光ピクセルのマト
リクスを提供することにある。

【００１２】本発明の更にもう１つの目的は、製造が容
易なディスプレイパネルを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によるルミネセン
ス材料を発光させる方法は、側面放射型光導波路に放射
を伝搬させてルミネセンス材料を照射し可視光を生成す
る。これにより、光ルミネセンスディスプレイ装置を、
電子部品なしで製造することが可能となる。

【００１４】前記側面放射型光導波路は、光導波路内の
放射エネルギーがルミネセンス材料へ向かうように構成
されたノッチを有することを特徴とする。

【００１５】本発明による光ルミネセンスディスプレイ
装置は、ルミネセンス材料と、前記ルミネセンス材料に
放射エネルギーを供給する側面放射型光導波路手段と、
を有することを特徴とする。

【００１６】更に、本発明による光ルミネセンスディス
プレイ装置は、光導波路と、ルミネセンス材料と、前記
光導波路内の第１種類の放射エネルギーを前記ルミネセ
ンス材料へ向けるように前記光導波路に形成されたノッ
チと、を有することを特徴とする。

【００１７】本発明によるルミネセンスマトリクスは、
ルミネセンス材料のドットを同時照射することができ
る、例えば光ファイバ等の光導波路のマトリクスから構
成される。これにより、マトリクス内の各ドットのアド
レス指定が可能となる。

【００１８】本発明による光ルミネセンスディスプレイ
装置は、ルミネセンス材料と、前記ルミネセンス材料を
連続的に照射するための第１放射エネルギーを生成する
第１エネルギ源と、前記ルミネセンス材料を選択的に照
射することで可視光の発光を制御するための第２放射エ
ネルギーを生成する第２エネルギ源と、からなることを
特徴とする。

【００１９】また、本発明による光ルミネセンスディス
プレイ装置は、ルミネセンス材料と、前記ルミネセンス
材料を照射するための第１放射エネルギーを生成する第
１エネルギ源と、前記ルミネセンス材料を照射すること
で可視光の発光を制御するための第２放射エネルギーを
生成する第２エネルギ源と、からなり、前記ルミネセン
ス材料は、前記第１放射エネルギを可視光に変換し、前
記第２放射エネルギによって照射されると前記可視光の
放射を停止する、ことを特徴とする。

【００２０】更に、本発明による光ルミネセンスディス
プレイ装置は、ルミネセンス材料と、前記ルミネセンス
材料を連続的に照射するための第１放射エネルギーを生
成する第１エネルギ源と、前記ルミネセンス材料を選択
的に照射することで可視光の発光を制御するための第２
放射エネルギーを生成する第２エネルギ源と、前記ルミ
ネセンス材料を含む複数のピクセルと、前記第１放射エ
ネルギを前記複数のピクセルに均等に分配するように形
成された基板と、からなることを特徴とする。

【００２１】本発明によるルミネセンスマトリクスの制
御方法は、同時励起型ルミネセンス材料からなるドット
がマトリクス状に配列されたルミネセンスマトリクスに
おいて、前記マトリクス状ドットから複数のドットを順
次選択し、前記選択された複数のドットから少なくとも
１つのドットを選択し、前記選択された複数のドットに
第１放射エネルギを照射し、且つ前記選択されたドット
に第２放射エネルギを照射することで当該選択されたド
ットの可視光発光を制御する、ことを特徴とする。各ド
ットは、前記第１放射エネルギが照射されることによっ
て増感状態となり、増感状態で前記第２放射エネルギが
照射されることで可視光を発光する。あるいは、各ドッ
トは、前記第１放射エネルギのみが照射されると可視光
を発光し、前記第１放射エネルギ及び第２放射エネルギ
の両方が照射されると可視光を発光しない。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のさまざまな特徴に
ついて図面を参照して説明する。同じ要素は同じ参照符
号で示す。

【００２３】図１は、ノッチにルミネセンス材料が埋め
込まれた側面放射型光導波路の光ルミネセンスディスプ
レイデバイスの概略的構成図である。光ルミネセンスデ
ィスプレイデバイス３０は、ノッチ３４を有する光導波
路３２からなる。光導波路３２はプラスチックやガラス
のような光透過性物質からなり、例えば光ファイバを用
いることができる。光導波路３２は実質的に任意の径の
ものを使用可能である。ガラス光ファイバを使用する場
合、約１２５μｍから１ｍｍの直径が一般的である。

【００２４】ノッチ３４は、蛍光体やリン光体のような
ルミネセンス材料３６を含む。ノッチ３４は、開放のま
まとすることも、充填材料３８で充填することも可能で
ある。充填材料３８は、当業者に周知の一般的な光充填
物質とすることも、ルミネセンス材料とすることも可能
である。ノッチを充填することにより、構造が強化さ
れ、光学的性質が改善される。ノッチの深さはさまざま
なものが可能である。複数のノッチを単一の光導波路に
設け、光（放射）源を一方の側にのみ設ける場合、各ノ
ッチ３４の深さは、ノッチが光源から遠ざかるにつれて
増大させることができる。これにより、一部のノッチが
光源から遠い場合でも、各ノッチの均一な照射が可能と
なる。ノッチ３４は、直角三角形の形状で図示されてい
るが、さまざまな角度で形成することが可能である。ま
た、ノッチ３４は、ルミネセンス材料３６を堆積するの
に十分なだけの幅の狭いスリットとすることもできる。
図ではノッチが１つだけ図示されているが、複数のノッ
チを光ファイバ３２に形成することができ、それらのノ
ッチは必ずしも同じ方向を向いている必要はなく、複数
の方向に向くように形成してもよい。

【００２５】好ましくは、蛍光体（蛍光及びリン光のい
ずれを発光する物質も含む。）をルミネセンス材料３６
として用いる場合、蛍光体の厚さは一般におよそ５０〜
１００μｍである。ルミネセンス材料３６は、図１に示
すように取り付けることも可能であり、あるいは、充填
材料３８を含むノッチ３４の外側エッジ上に取り付ける
ことも可能であり、あるいは、図１に示す反射コーティ
ング４２の位置と同様に、光ファイバ３２の外側エッジ
とノッチ３４の充填材の両方を覆うだけの十分な大きさ
のコーティングとすることも可能である。ルミネセンス
材料３６は、複数の光導波路に容易に取り付けられるよ
うに、シートとして形成することも可能である。

【００２６】理想的には、ダイクロイック（二色性）フ
ィルタ４０を、ルミネセンス材料３６と光ファイバ３２
の間に配置する。ダイクロイックフィルタ４０は、赤外
（ＩＲ）光を透過するが、可視光を反射する。また、反
射コーティング４２を、光ファイバ３２を横切ってノッ
チ３４の反対側に取り付けることが可能である。反射コ
ーティング４２は、すべての種類の放射を反射する。Ｉ
Ｒ及び可視光のいずれも、図１に示すような反射コーテ
ィング４２によって反射される。

【００２７】光ルミネセンスディスプレイデバイス３０
の動作は以下の通りである。放射が、光ファイバ３２を
通ってルミネセンス材料３６に供給され、ルミネセンス
材料３６に伝わると、それによってルミネセンス材料３
６が可視光を放出する。ダイクロイックフィルタ４０及
び反射コーティング４２がそれぞれ存在する場合には、
ルミネセンス材料３６から放出された可視光を増強して
ディスプレイを明るくするように作用する。ダイクロイ
ックフィルタ４０は、可視光を反射するため、ルミネセ
ンス材料３６によって外へ放出される可視光を反射し、
可視光が光ファイバ３２の外に出るのを助ける。反射コ
ーティング４２は、ノッチ３４によって下方へ偏向され
たＩＲ光、紫外（ＵＶ）光、あるいは可視光のような、
光ファイバ３２を通る放射を反射する。図１に示すよう
に、反射コーティング４２は、ＩＲ光などの任意の放射
を、ノッチ３４の方向に戻るように反射して、ルミネセ
ンス材料３６に到達する放射の量を増大させる。ルミネ
センス材料によって放出される可視光も同様に反射さ
れ、視者の方向に放出される可視光の量を増大させる。

【００２８】リン光（phosphorescence）とは、光子、
電子、あるいは高エネルギー放射による励起に続く、あ
る種の無機材料からの光の放出である。入射光の吸収
は、材料の価電子帯電子が高エネルギー状態に励起され
るために起こる。通常の材料及び蛍光物質では、励起さ
れた電子はすぐに基底状態に戻り、光の放出は、入射
（励起）光の停止後に非常に急速に減衰（崩壊）する。
これに対して、リン光材料では、励起状態の崩壊は遅く
なる。その理由は、多くの場合、励起電子が伝導帯の直
下のアクセプタ状態にトラップされるためである。

【００２９】光ファイバ３２を通して供給される放射
は、ＩＲ光、ＵＶ光、可視光、あるいは、ルミネセンス
材料３６が可視光を放出するような任意の放射またはエ
ネルギーとすることが可能である。一実施例では、ルミ
ネセンス材料３６は、二重照射（同時照射）ルミネセン
ス材料であり、２つの波長の光が到達しない限り可視光
を放出しない。図１に示すように、ＵＶ光４４がある方
向から照射され、ＩＲ光４６が別の方向から照射され
る。ＵＶ光４４の波長は、一般に、およそ２００〜３８
０ｎｍである。ＩＲ光４６の波長は、一般に、およそ７
００〜１３８０ｎｍである。オプションとして、光が照
射される方向を逆にすること、あるいは、同じ側から照
射することも可能である。他のルミネセンス材料３６に
は、単一照射ルミネセンス材料があり、これは、可視光
を放出するには１つの波長の光が到達すればよい。

【００３０】蛍光体の例（例えばＳｍＥｕ）の作用は以
下の通りである。Ｅｕ²⁺は、格子の価電子帯の直上に４
ｆ基底状態を有し、伝導帯の直下に５ｄ励起状態を有す
る。蛍光体の組成に依存して、青色またはＵＶ光が、Ｅ
ｕ²⁺イオンを４ｄ状態に励起する。Ｓｍ²⁺は、このよう
な材料の伝導帯の直下にトラップを生成する。電荷移動
メカニズムにより、励起されたＥｕ²⁺電子はすぐにＳｍ
³⁺トラップに移動する。トラップ状態は、伝導帯の下に
１ｅＶ以上離れておりかなり安定である。形式的には、
Ｅｕ²⁺はＥｕ³⁺（束縛正孔のあるＥｕ²⁺）になり、Ｓｍ
³⁺は電荷移動反応によりＳｍ²⁺になる。この状態で、蛍
光体は発光する。蛍光体を９８０ｎｍのＩＲ光で照射す
る（１．１μｍなどが最良であるが）と、Ｓｍトラップ
から電子をはじき出し、Ｅｕの５ｄ励起状態に落とす。
Ｅｕの基底状態への５ｄ−４ｆ遷移により、約６４０ｎ
ｍをピークとする可視光が放出される。励起と放出の極
大の波長の差はストークスシフトによるものである。光
刺激中に解放される光の最大量は、Ｓｍ補活性化剤(co-
activator)サイトの飽和のみによって制限される。

【００３１】二重照射蛍光体では、励起のプロセスは２
段階機構によって進行する。第１の波長（一般に青色ま
たはＵＶ）の入射光が、電子を伝導帯へ直接に励起し、
この電子はすぐに、伝導帯よりやや低いエネルギーのア
クセプタ状態すなわち「トラップ」に移動する。この状
態は比較的長い寿命を有する。蛍光体は、このようなア
クセプタ状態の大部分が占有されたときに、「増感」さ
れたという。その後、増感された蛍光体を第２の波長
（多くの場合、赤色またはＩＲ波長）の光で照射する
と、アクセプタ状態から、通常のリン光により崩壊する
高エネルギー状態への遷移を引き起こすことができる。

【００３２】現在、２種類の最も一般的な蓄積性蛍光体
（storage phosphor）があり、５２０ｎｍ及び６５０ｎ
ｍに広帯域の放出を有し、単色のアプリケーション用で
ある。

【００３３】個々の蛍光体要素によって放出される可視
光のスペクトルは、化学的に、あるいは、重ねられた光
フィルタの使用により調整して、フルカラーのディスプ
レイを実現することが可能である。図２〜図４に示すよ
うに、さまざまな周波数帯域内のＩＲ光あるいはＵＶ光
の放射量を調節することによって、二重照射蛍光体によ
り放出される可視光の色を変えることができる。

【００３４】図２は複数のＩＲ波長を用いて可視ＲＧＢ
光を放出させる光ルミネセンスディスプレイデバイスの
模式的構成図である。同図に示すように、２００〜３８
０ｎｍのＵＶ光でＥｕＳｍ蛍光体を増感状態にし、この
ＥｕＳｍ蛍光体に約７００〜７８０ｎｍのＩＲ光が供給
される場合には青色光が、約８３０〜９００ｎｍのＩＲ
光が供給される場合には緑色光が、約９８０〜１１８０
ｎｍのＩＲ光が供給される場合に赤色光が、それぞれ放
出される。

【００３５】図３は複数のＵＶ光源が個々の可視ＲＧＢ
光を同時にアドレス指定する方式を示す模式的構成図で
あり、図４は複数のＵＶ光源及び複数のＩＲ光源が個々
の可視ＲＧＢ光を同時にアドレス指定する方式を示す模
式的構成図である。同図に示すように、７００〜１３８
０ｎｍのＩＲ放射で増感し、ＥｕＳｍ蛍光体を用いるこ
とにより、約２５５ｎｍのＵＶ光が供給される場合に青
色光が、約３０２ｎｍのＵＶ光が供給される場合に緑色
光が、約３６５ｎｍのＵＶ光が供給される場合に赤色光
が、それぞれ放出される。

【００３６】ツリウム、セリウム、ユーロピウム及びサ
マリウムのような通常の希土類ドーパントを利用して、
蛍光体によって放出される色を調節することができる。
一般に、これらの蛍光体は、ナノ秒の立ち上がり時間
と、ナノ秒〜ミリ秒の範囲の減衰時間とを有する。これ
により、表示時間の最適化及び高速読み出し技術のため
に、リン光に対する十分な制御が可能である。従って、
光スイッチング技術及び次世代のフラットパネルディス
プレイ材料への応用には、アルカリ土類材料が適当であ
る。

【００３７】図５に、光ルミネセンスディスプレイデバ
イス３０のもう１つの変形例を示す。この変形例は、一
方向から光ファイバ３２内に放射５０を供給するもので
ある。放射５０は、単一照射ルミネセンス材料３６が所
望の放射波長を放出するような任意のタイプの放射とす
ることができる。ルミネセンス材料３６が蛍光体である
場合、２００〜３８０ｎｍのＵＶ光あるいは７００〜１
３８０ｎｍのＩＲ光を用いてルミネセンス材料３６に可
視光を発光させることが可能である。例えば、赤色を生
成するには、ＹＶＯ₄：Ｅｕあるいは３．５ＭｇＯ・
０．５ＭｇＦ₂・ＧｅＯ₂：Ｍｎ蛍光体を使用可能であ
る。青色を生成するには、（ＳｒＣａＢａ）₅（ＰＯ₄）
₃Ｃｌ：Ｅｕ蛍光体を使用可能である。緑色を生成する
には、Ｚｎ・Ｇｅ・Ｏ・Ｍｎ蛍光体を使用可能である。
上に列挙した蛍光体は、２００〜３８０ｎｍ（理想的に
は３６５ｎｍ）のＵＶ光によって活性化される。これら
は、日亜化学工業（株）からそれぞれ品番ＮＰ−３１
２、ＮＰ−３２０、ＮＰ−２０２、ＮＰ−１０５として
市販されている。ノッチ３４を、ミラーコーティング４
８とともに設け、ルミネセンス材料３６に供給される放
射の量を増大させるとともに、ルミネセンス材料３６に
よって放出されて光ファイバ３２に入る可視光の量を減
少させる。

【００３８】光スイッチ本発明のもう１つの実施形態は光スイッチに関するもの
である。

【００３９】図６は、本発明による光スイッチデバイス
の一実施例を示す構成図である。光スイッチデバイス６
０は、光ルミネセンスディスプレイデバイス３０のルミ
ネセンス材料３６に１以上の光ピックアップ６２が設け
られた構成を有する。ダイクロイックフィルタ４０はオ
プションである。ルミネセンス材料３６は、二重照射ル
ミネセンス材料であり、可視光を放出するために２種類
の放射を必要とする。両方の種類の放射が光ファイバ３
２内に供給されてルミネセンス材料３６に可視光を放出
させるときに、光スイッチデバイス６０は活性化され
る。例えば、ＵＶ光４４及びＩＲ光４６の両方が供給さ
れると、ルミネセンス材料３６（例えば蛍光体）は可視
光を放出する。光ピックアップ６２（もう１つの光ピッ
クアップ６２を伴ってもよい。）は、可視光をピックア
ップし、スイッチ出力を所望の位置に供給する。

【００４０】図７は、本発明による光スイッチのもう１
つの変形例を示す。ＵＶ光４４が、一方から光ファイバ
３２内に放射される。光スイッチ９０は、光ファイバ３
２のノッチ３４の中または付近に配置されたルミネセン
ス材料３６にＩＲ光を供給するように配置されたレーザ
ダイオード９２から構成される。ＵＶ光４４は、光ファ
イバ３２内に供給される。光スイッチ９０を活性化する
ためには、レーザダイオード９２が活性化され、それに
よりＩＲ光がルミネセンス材料３６に供給される。ルミ
ネセンス材料３６は上述した二重照射ルミネセンス材料
であり、可視光を放出するために２種類の放射を必要と
する。ＵＶ光４４は光ファイバ３２に既に供給されてい
る。従って、レーザダイオード９２がＩＲ光を出力する
と、ルミネセンス材料３６は可視光を放出する。この可
視光は光ピックアップ６２に伝わり、変調された可視光
出力が得られる。１個のレーザダイオード９２のみが活
性化されるときに複数のルミネセンス材料３６が可視光
を放出することを避けるために、光スイッチ９０は間隔
を離して配置することが望ましい。理想的には、各光ス
イッチ９０は、隣の光スイッチ９０とは異なる周波数の
ＩＲ光によって活性化されるルミネセンス材料３６から
形成される。その場合、対応する周波数のレーザダイオ
ード９２が、各光スイッチ９０のルミネセンス材料３６
を活性化するために用いられることにより、光スイッチ
９０の間隔を狭めることができる。また、レーザダイオ
ード９２の代わりに赤外線ＬＥＤを使用することも可能
である。

【００４１】理解されるように、これらの光スイッチの
実施例はいずれも、上記とは異なる種類の放射（ルミネ
センス材料３６に所望の放射を放出させることが可能な
可視光あるいは任意のエネルギー）を用いて動作させる
ことも可能である。非可視光出力（例えば、ＩＲ）を生
成するルミネセンス材料３６も使用可能である。また、
ＩＲ及びＵＶの放射は、上記とは逆にすることも可能で
ある。

【００４２】光ディスプレイパネル本発明のもう１つの実施例は、光ファイバのマトリクス
により形成した光ディスプレイパネルに関する。図８〜
図１４は、光ディスプレイパネルの各ピクセルに使用可
能な構造のさまざまな例を示す。図１７及び図２３〜図
２６は、このようなマトリクス構成の例であり、図２３
〜図２５は光ディスプレイパネルの構造の例の斜視図、
図２６は明確化のために詳細な構造要素を省略した光デ
ィスプレイパネルの図である。

【００４３】二重照射ルミネセンス材料は、同時アドレ
ス指定される光ディスプレイパネルの基礎として使用可
能である。側面放射ファイバ（米国特許第５，６７３，
３４４号（発明者：T. Wangほか））は、図８〜図１４
及び図２４に見られるように、この種のディスプレイに
おけるルミネセンスピクセル要素の同時照射を行うのに
理想的である。

【００４４】これらの図における一方の光ファイバは、
一度に１行の蛍光体ピクセル行に「増感」（一般的に青
色またはＵＶ波長の）放射を送り、もう一方のファイバ
は各蛍光体ピクセル列に二次的な励起放射（一般的に赤
色またはＩＲ）を送る。（ｉ）「増感」放射のみを受け
取るピクセル要素、あるいは、（ｉｉ）「二次」放射の
みを受け取るピクセル要素は、発光しない。１つの横フ
ァイバと１つの縦ファイバのみがアクティブの場合、こ
れらのファイバの交点のピクセルのみが発光することに
なる。従って、縦横のファイバの順次活性化あるいは時
分割の周知の方法によって画像を表示することができ
る。

【００４５】図８に示すように、２本の光ファイバ３２
を用いて、ルミネセンス材料３６に放射を供給する。二
重照射ルミネセンス材料の場合、ＵＶ光４４を一方の光
ファイバに供給して、光ファイバ３２間に位置するルミ
ネセンス材料３６を増感する。ルミネセンス材料３６に
可視光を放出させるためには、ＩＲ光４６を他方の光フ
ァイバ３２によって供給する。理想的には、ミラー４８
を用いて、ルミネセンス材料３６に到達するＵＶ光４４
の量を増大させるとともに、ルミネセンス材料によって
放出されてミラー４８を有する光ファイバ３２に入る可
視光の量を減少させる。ミラー４８は、他方の光ファイ
バ３２には使用しない。見るために、可視光がこの光フ
ァイバ３２を通して発光するからである。図８におい
て、ディスプレイデバイスは矢印Ａの方向から見られ
る。

【００４６】ＵＶ光４６及びＩＲ光４４は上記の通りで
あるが、ルミネセンス材料３６に所望の波長の放射（例
えば可視光）を放出させる任意の放射が使用可能であ
る。

【００４７】図９に、図８に示したものと類似の構造を
示す。相違点は、例えば、ルミネセンス材料３６の位置
である。ルミネセンス材料３６を含むノッチ３４は、ル
ミネセンス材料３６を適所に保持するように充填材料３
８を含む。ルミネセンス材料３６の位置には、他の可能
性もある。例えば、ルミネセンス材料３６は、光ファイ
バ３２の軸とある角度をなして、または軸と平行に、一
方のノッチ３４に配置されることも可能である。

【００４８】図１０に、図８に示したものと類似の構造
を示す。相違点は、例えば、ノッチ１５２の形態であ
る。ノッチの形状及び位置のさまざまな組合せが可能で
ある。図１１では、反射フィルタ１５４を追加してい
る。反射フィルタ１５４は、ＵＶ光４４を通すが可視光
を反射するように構成することが可能である。これによ
り、ルミネセンス材料３６から放出される可視光が視者
の方向において増強される。見る方向は矢印Ａで示す。
ノッチ１５２は、開放にすることも、充填材料３８で充
填することも可能である。

【００４９】図１２は、反射ピラミッド１９０を含むノ
ッチ１８２を有するものである。反射ピラミッド１９０
は、理想的には、放射が供給される方向にかかわらず、
例示した短い矢印で示されるようにルミネセンス材料３
６に放射を分配するために、その頂点を光ファイバ３２
のエッジから内側へ引っ込んた位置に形成される。反射
ピラミッド１９０は、ノッチ１８２に挿入することも可
能であり、あるいは、ノッチ１８２は、その内側エッジ
が反射ピラミッド１９０を形成するように形成されても
よい。ノッチ１８２内の領域１９２は開放のままとする
ことも可能であり、あるいは、好ましくは、充填材料で
充填されることも可能である。オプションのダイクロイ
ックフィルタ１８６は、ルミネセンス材料３６へ向かう
ＩＲ光４６及びディスチャージＵＶ光１８８の量を増大
させる。しかし、可視光は、矢印Ａの方向で見ている視
者へ向けて透過することが可能である。ディスチャージ
ＵＶ光１８８は、ルミネセンス材料３６内の電荷を調節
するために供給される。ディスチャージＵＶ光１８８
は、２００〜３８０ｎｍの波長で、ルミネセンス材料３
６からの可視光の放出を阻止あるいは中断するように、
ルミネセンス材料３６の電荷を増大させる。これは、本
質的に、ルミネセンス材料３６の増感／励起プロセスを
再スタートする。ＵＶ光４４を供給するもう１つのプロ
セスの後に、ＩＲ光４６を供給することにより、ルミネ
センス材料３６によって可視光が放出される。

【００５０】図２１及び図２２に、ディスチャージＵＶ
光１８８、ＩＲ光４６、及びＵＶ光４４の供給の際に使
用可能なタイミングチャートの例を示す。図２２のタイ
ミングのほうが図２１よりも好ましい。その理由は、励
起ＩＲ光の供給の前に、ＵＶ光がルミネセンス材料を増
感させる時間があるためである。

【００５１】ルミネセンス材料３６がメモリ特性を有し
ない場合、あるいは非常に短いメモリ特性を有する場
合、ディスチャージＵＶ光１８８は不要になることもあ
る。このような場合、可視光の放出は、ＵＶ光４４また
はＩＲ光４６のいずれかが供給されなくなると停止す
る。

【００５２】図１３に光ファイバ３２の外側に形成され
たノッチ２１２を示し、図１４ではダイクロイックフィ
ルタ１８６を追加している。ダイクロイックフィルタ１
８６は、ＵＶ光及びＩＲ光を反射するが、可視光を透過
させる。ダイクロイックフィルタ１８６は、ルミネセン
ス材料３６へ向かうＩＲ光４６及びディスチャージＵＶ
光１８８の量を増大させる。しかし、可視光は、矢印Ａ
の方向で見ている視者へ透過することが可能である。図
１４に、本発明の光ディスプレイパネルのルミネセンス
材料３６に関して、ノッチ２１２の好ましい位置及び向
きを示す。

【００５３】図８〜図１４にはファイバが平行に示され
ているが、ファイバは、図１７、及び図２３〜図２６に
示すように垂直にすることも、あるいは、任意の角度を
なすことも可能である。平行の向きは最も好ましくない
向きである。すべての光ファイバが同じ方向を向いてい
ると、行と列の構成を形成することができず、個々のピ
クセルのアドレス指定が困難になるからである。

【００５４】カラー画像を表示する光ディスプレイパネ
ルを形成するために、２種類のルミネセンス材料を使用
することが可能である。多色ルミネセンス材料を用い
て、適当な波長の増感あるいは励起の放射を供給するこ
とによりルミネセンス材料の各ピクセルの色が調節され
るようにすることが可能である。あるいは、単色ルミネ
センス材料も使用可能である。図１５及び図１６に、単
色ピクセル配置の例を示す。

【００５５】図１５は標準的なピクセルレイアウトを示
す配置図である。図１５において、ピクセルレイアウト
３００は、赤色ピクセル３０２、緑色ピクセル３０４及
び青色ピクセル３０６が行または列の順に配列されてい
る。理想的にはピッチは１．０ｍｍであり、ピクセル幅
は０．９５ｍｍであるが、これらは種々の光導波路直径
に対して調整可能である。

【００５６】図１６は好ましいレイアウト例を示す配置
図である。このピクセルレイアウト３３０では、スクリ
ーンに表示される画像の鮮明さを向上させるために、ピ
クセル色グループ、即ち赤色ピクセル３３２、緑色ピク
セル３３４及び青色ピクセル３３６が対角線に配列され
ている。図１５及び図１６では、説明のために「Ｒ」、
「Ｇ」及び「Ｂ」のみが記入されているが、オプション
の黒色マスク３３８が各ピクセル間に形成されている。
黒色マスク３３８の使用は、表示される画像の明瞭さを
向上させるのに好ましい。

【００５７】蛍光体ＢａＦＢｒ：Ｅｕ²⁺が、ＵＶ光及び
ＩＲ光の両方の照射により発光する赤色ピクセルとして
使用可能である。蛍光体ＳｒＳ：Ｃｅ：ＳｍあるいはＳ
ｒＳ：Ｅｕ：Ｓｍが、ＵＶ光及びＩＲ光の両方の照射に
より発光する緑色ピクセルとして使用可能である。蛍光
体Ｂａ₃（ＰＯ₄）₂：Ｅｕ²⁺，Ｌａ³⁺が、ＵＶ光及びＩ
Ｒ光の両方の照射により発光する青色ピクセルとして使
用可能である。

【００５８】図１７は、本発明による垂直マトリクスの
一例を示す構成図である。マトリクス３６０のピクセル
３７０は、ルミネセンス材料３６と同様のルミネセンス
材料が設けられた部分を示し、光ファイバ３７２及び７
４に供給される放射によってアドレス指定される。図１
２〜図１４を参照して説明したように、ピクセル３７０
には、ルミネセンス材料３６と同様に、ＵＶ光源３６８
からＵＶ光が、ＩＲ光源３６６からＩＲ光が、また、Ｕ
Ｖディスチャージ光源３６４からディスチャージＵＶ光
が、それぞれ供給される。これらの光源あるいはディス
チャージ光源はそれぞれ、軸ごとに１つのファイバを選
択するアドレス指定手段３６２によって導かれる。例え
ば、適当な光ファイバ３７２が行のうちから選択され、
また、適当な光ファイバ３７４が列のうちから選択され
る。光源は、ファイバの同一端から放射を供給するよう
に配置することも可能である。例えば、ＵＶディスチャ
ージ光源３６４は、ＩＲ光源３６６と同じファイバ端部
から供給することも可能である。また、軸ごとに１つの
光源を用いて、出力の波長を必要な種類の光に調節する
ことも可能である。

【００５９】図１８はバックサイド放電ランプによるマ
トリクスアドレス指定構造の一例を示す側面構成図であ
る。蛍光体のようなルミネセンス材料は、プリンティン
グ、コーティングまたはスパッタリングのようなプロセ
スを用いることによって光導波路に直接堆積することも
可能であるが、その他の方法として、図１８に示す蛍光
体プレート３９８を使用することも可能である。

【００６０】図１８において、蛍光体プレート３９８
は、基板（一般にガラス）を用いて形成することが可能
であるが、プラスチックも適当である。先ず、粉末蛍光
体を基板上に堆積させる。粉末蛍光体は、プリンティン
グ、コーティングまたはスパッタリングのようなプロセ
スを用いて堆積させることができる。基板は不透明とす
ることができるが、この場合には、放射は基板の蛍光体
と同じ側から蛍光体に供給される必要がある。あるい
は、透明基板を用いて、放射を基板の両側から供給する
ことができるようにすることも可能である。図１８に示
す光ディスプレイパネルに好ましい基板は、透明なもの
である。別のタイプの蛍光体プレート３９８には、市販
の蛍光体フィルムがある。この場合、蛍光体はフィルム
に付けられる。

【００６１】図１８は、側面から見た光ディスプレイパ
ネル３９０の一実施例であり、光ディスプレイパネル３
９０は矢印Ａの方向から見られる。この実施例では、光
ファイバ３９２と３９４の間に位置する蛍光体プレート
３９８の部分に光ファイバ３９２がＩＲ光を供給し、光
ファイバ３９４がＵＶ光を供給する。この蛍光体プレー
ト３９８の部分が光ディスプレイパネルのピクセル４０
０として作用する。放電ランプ３９６をディスプレイの
後側に設け、光ファイバの外側からディスチャージ放射
を供給するから、ＩＲ光を供給する光ファイバ３９２と
ＵＶ光を供給する光ファイバ３９４はディスチャージ放
射を供給する必要はない。ディスチャージ放射は光ファ
イバ３９４を横切って透過し蛍光体プレート３９８に到
達する。ディスプレイの厚さを縮小するために、放電ラ
ンプ３９６は側面放射ファイバを通じて蛍光体プレート
３９８を照射するように設けることも可能である。

【００６２】蛍光体プレート３９８は、図１５に示すよ
うな標準的ピクセル配置３００を有することも可能であ
り、あるいは、図１６の好ましいピクセル配置３３０を
使用することも可能である。あるいは、蛍光体プレート
３９８は、多色ルミネセンス材料から形成されることも
可能である。

【００６３】図２３〜図２６は本発明による光ディスプ
レイパネルの一例を示す斜視図である。図２３及び図２
６は光ディスプレイパネルの全体構成を示し、図２３〜
図２５は同じ光ディスプレイパネルを次第に拡大して図
示したものである。図２６は、明確化のために詳細な構
造的項目を省略しているが、交差する光ファイバ３２に
放射を供給して光ファイバ３２の交点のピクセル５１２
を照射する装置の原理を示す。

【００６４】図２３〜図２５に示すように、蛍光体プレ
ート３９８は光ファイバ３２の間に取り付けられ、光フ
ァイバ３２はノッチ３４が光ファイバ３２の交点に位置
するように配置される。ルミネセンス材料３６は、光フ
ァイバ３２の向かい合ったノッチ３４の間に設けられ
る。なお、同じ方向の光ファイバ３２の間隔は増減可能
である。ルミネセンス材料３６は、図２４及び図２５に
示すように、光ファイバ３２の交点ごとに１個の切片と
して図示されているが、ルミネセンス材料３６を、複数
の光ファイバ３２の交点間に取り付けられるほどに十分
大きくすることも可能であり、さらに、蛍光体プレート
３９８全体を覆うことも可能である。全体を覆う場合、
図１５及び図１６を参照して説明した黒色マスク３３８
のようなマスキングが好ましい。

【００６５】正しい行及び列を選択してそれらの交点が
マトリクス内の所望の位置にあるようにする技術は周知
である。正しい波長の光を２つの光ファイバのそれぞれ
に導き、それらの２つのファイバの交点が光ディスプレ
イパネルの所望の位置に来るようにすることは、図１９
及び図２０に示すのと同様の構成を用いて実行すること
が可能である。

【００６６】図１９は、本発明によるディスプレイパネ
ルに用いられる光ビームスキャンシステムの一例を示す
構成図である。放射はレーザアレイ４２２によって供給
される。レーザアレイ４２２は、ＵＶ光またはＩＲ光を
生成することも可能であり、あるいは、別の放射生成デ
バイスと置換することも可能である。理想的には、レー
ザアレイ４２２の出力は３０〜４０Ｗであるが、出力は
それより大きくても小さくてもよい。レンズアレイ４２
４は、レーザアレイ４２２から放出された放射を集光す
る。光ビームスイッチ４２６は、放射を、光ファイバ束
４３０内の正しい光ファイバに向ける。光ビームスイッ
チには、機械的回転ミラーあるいは音響水晶デバイスが
適している。光ファイバ束４３０内のすべての光ファイ
バを同時に照射することが可能なディスチャージ放射
は、ディスチャージ光源４３４によって供給される。デ
ィスチャージ放射は、レンズ４３２を通じてビームスプ
リッタ４２８に供給される。ビームスプリッタは、光フ
ァイバ束４３０内の複数の光ファイバに放射を供給する
ように設定される。

【００６７】図２０は、本発明によるディスプレイパネ
ルに用いられる光ビームスキャンシステムの他の例を示
し、（Ａ）は光パワー源と光ファイババンドルとの結合
方法を示す図であり、（Ｂ）はファイババンドルの配列
を示す断面図であり、（Ｃ）は当該光ビームスキャンシ
ステムの構成図である。

【００６８】理想的には、図２０に示すような放射方向
付けアセンブリ４５０を使用することができる。放射方
向付けアセンブリ４５０では、リニアレーザアレイ４５
２を複数の放射源として用いる。理想的には、レーザア
レイ４５２内の各発光体の出力は３０〜４０Ｗである
が、出力はそれより大きくても小さくてもよい。また、
レンズアレイ４５４及び光ビームスイッチ４５６は、そ
れぞれ、放射を集光し、方向付けるために設けられる。
光ファイバ束４５８は、図２０の（Ｂ）の例示するよう
に、光ディスプレイパネルの列を構成する光ファイバと
光ディスプレイパネルの行を構成する光ファイバが１つ
の束となるように配列されるのが最良である。これによ
り、光ディスプレイパネルは、１つの光ファイバ束４５
８と１つの放射方向付けアセンブリ４５０により動作す
ることが可能となる。あるいは、放射方向付けアセンブ
リ４５０は、光ディスプレイパネルの各軸ごとに設ける
ことも可能である。

【００６９】理解されるように、複数の光ディスプレイ
パネルを互いに接近させて使用して、それぞれが所望の
全画像のうちの一部のみを表示するようにすることが可
能である。このような構成により、低パワーの放射源
と、応答時間の遅い（例えば、増感、励起、あるいはデ
ィスチャージのための放射に長い時間を必要とする）ル
ミネセンス材料の使用が可能となる。

【００７０】単一照射ルミネセンス材料（例えば、可視
光を放出するのに１種類の放射しか必要としない）もま
た、光ディスプレイパネルの基礎として使用可能であ
る。吸収される放射と放出される可視光の間に対数関係
があり蓄積性の低いルミネセンス材料が、最も有効であ
る。

【００７１】光刺激可能な蛍光体（一般に、「通常の」
蛍光体）では、電子が、青色またはＵＶ光によって、Ｃ
ＲＴにおける電子衝撃によって、あるいはＸ線などの放
射の吸収によって励起され、ゆっくりと基底状態に戻
り、励起源がオフになった後も、持続するがゆっくりと
減衰する「リン光」を生じる。しかし、以下で説明する
種類の蛍光体では、光の放出は、励起源がオフになった
後に非常に速く減衰する。ところが、蛍光体は、活性化
された（例えば、増感された）状態のままであり、蛍光
体が活性化された状態にある間に蛍光体に長波長の光を
照射することにより蛍光体は可視光を放出する。暗所で
は、蛍光体の活性化状態はかなり長時間（例えば数日あ
るいは数週間さえ）持続する。

【００７２】ほとんどの蛍光体は、ホスト格子内に分散
した微量のいわゆる「活性化剤」あるいは「補活性化
剤」物質からなる。ここで説明する光刺激可能な蛍光体
の場合、ホスト格子は広バンドギャップＩＩ−ＶＩ材料
であり、代表的にはアルカリ土類硫化物（ＭｇＳ、Ｃａ
Ｓ、あるいはＳｒＳ）である。「活性化剤」化学種は代
表的にはユーロピウム（Ｅｕ²⁺として）であり、「補活
性化剤」化学種は代表的にはサマリウム（Ｓｍ³⁺とし
て）であり、いずれも、約１００ｐｐｍの濃度で存在す
る。これらは、塩化物塩として添加され、塩化物イオン
の一部が格子に入る。Ｓ^2-を置換したＣｌが、Ｍ²⁺金属
イオンを置換したＳｍ³⁺の電荷過剰を相殺していると考
えられる。この組成は、ホスト：（活性化剤）と表され
る（例えば、ＳｒＳ：（Ｓｍ，Ｅｕ））。

【００７３】例として、約７００ｃｍ²の表示面積を有
する１５インチ光ディスプレイパネルを考える。蛍光体
を励起するのに１Ｗの青色フォトンが利用可能であり、
全励起効率が５０％である場合、数百ミリランベルトの
表面輝度が実現可能であり、これは、約１０ＷのＩＲフ
ラックスを必要とするＣＲＴディスプレイの代表的な輝
度よりやや高い。

【００７４】ディスプレイアプリケーションのためのＲ
ＧＢ特性を有する特定の蓄積性蛍光体に関して、一般的
な蛍光体にはアルカリ土類カルコゲナイドがある。この
種の代表的な蛍光体には、硫化マグネシウム、硫化カル
シウム、硫化ストロンチウム及び硫化バリウムがある。
これらは、伝導体の下の浅いレベルで電子をトラップす
ることが可能な補助ドーパントで活性化され増感され、
赤外刺激により放射再結合プロセスすなわち発光を引き
起こす。一般に、これらの蓄光性蛍光体材料はディスプ
レイアプリケーションには適用がなかった。しかしなが
ら、単一ドープ材料は、エレクトロルミネセンス・ディ
スプレイアプリケーションで用いられている。

【００７５】上述した本発明の実施例による光ディスプ
レイパネルは、下記の性質を有する蛍光体を使用する場
合に適している。すなわち、・ＵＶ光によりチャージ（帯電）し、・ＩＲ光により励起（可視光を発光）し、・可視光を発光することなく（何らかのメカニズムで）
迅速にディスチャージ（放電）する。

【００７６】最後の性質は蛍光体の効率に大きく影響す
る可能性があり、提案された構成に必要なメカニズムを
追加する場合もありうる。

【００７７】後述する本発明の他の実施形態では、次の
蛍光体を使用することにより、これら不利となりうる点
を克服する。即ち、ａ）ディスチャージされ得ない蓄積
性蛍光体、及び、ｂ）ＵＶ光を直接可視光に変換する
が、この変換を同時発光のＩＲ光源により“スイッチオ
フ”可能な蛍光体である。

【００７８】蓄積性蛍光体蓄積性蛍光体は光増幅器として把握することが可能であ
る。高出力ＵＶ光源がエネルギを供給し、低出力ＩＲビ
ームが可視光の発光を制御する。

【００７９】図２７は、本発明による他の実施形態の基
本原理を説明するための斜視図である。スクリーン２７
１は格子状に配置された複数の蛍光体ドット２７２で覆
われており、一定のＵＶ光源２７３は全ての蛍光体ドッ
トをチャージされた状態に維持する。特定のドット２７
２ａは、ＩＲ光源２７５からのＩＲ光ビーム２７４によ
って更に照射されたときのみ可視光を発光する。

【００８０】図２８（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態を実
現する複数の装置構成の概略をそれぞれ示す斜視図であ
る。

【００８１】図２８（Ａ）に示す構成例では、ＩＲ光源
２８１からの単一のＩＲビーム２８１と二次元ミラー２
８２とを用いて、全てのドット２８３を順に且つ周期的
に（テレビジョンのようなジグザグ状に）走査する。

【００８２】図２８（Ｂ）に示す構成例では、（水平或
いは垂直軸に沿ったドット２８５の個数と等しい数の）
ライン状ＩＲ光源２８４を用い、ミラー２８４ａを用い
てライン状ＩＲ光を“他”の軸方向に周期的に振る。

【００８３】図２８（Ｃ）に示す構成例では、ＩＲ光源
２８６ａを有するＬＣＤ投影システム２８６を用いる。
この構成は、ＬＣＤを透過するエネルギが（ＵＶ光源に
起因して発生する）可視エネルギよりも遙かに小さいと
いう利点を有する。

【００８４】ＩＲ抑制可能なＵＶ−可視光変換器本発明者等は、ＵＶ光を可視光へ直接変換する蛍光体
（ＺｎＳ：Ｓｍ）のサンプルをいくつか得ている。更
に、この変換作用は同時照射のＩＲ光により抑制するこ
とが可能である。

【００８５】図２９は、ＩＲ抑制可能な蛍光体を用いた
ディスプレイパネルの基本的動作を説明するための模式
的な斜視図である。同図において、スクリーン２９１は
格子状に配置された複数の蛍光体ドット２９２により覆
われている。いずれの蛍光体ドットも一定のＵＶ光源２
９４によって照射されるだけでＵＶ光を直ちに直接可視
光へ変換する。しかしながら、あるドット２９３がＩＲ
光源２９５によっても照射されているならば、その可視
光への変換は発生せず、当該ドットはダーク（暗）状態
のままとなる。

【００８６】図３０は、ＩＲ抑制可能な蛍光体を用いた
ディスプレイパネルの一実施例を示す模式的構成図であ
る。他の実施例とは対照的に、側面放射型光ファイバ３
０２の二次元格子３０１を用いてブロッキング（阻止）
ＩＲ光が配送される。ピクセル３０４は、当該ピクセル
に関連する垂直ファイバ及び水平ファイバの両方が“ダ
ーク”の場合に限り、可視光を発光する。もしこれらフ
ァイバの一方でもＩＲ光を導いている場合には、当該ピ
クセルはダーク状態となる。

【００８７】図３１は、ＩＲ抑制可能な蛍光体を用いた
ディスプレイパネルの他の実施例を示す模式的構成図で
ある。同図において、ガラス基板３１１はＵＶ光源３１
２からの光を全ての蛍光体ピクセル３１３へ均一に分配
するような形状に形成されている。垂直側面放射ファイ
バ３１４及び水平側面放射ファイバ３１５の構成は、任
意のピクセルを個別に制御するための手段を提供する。
各ファイバのＩＲ光源は個別のＩＲレーザダイオード３
１６により提供されても良い。各ＩＲレーザダイオード
３１６は何らかの制御ロジック３１７によって制御さ
れ、その制御ロジックが全てのＩＲ光源の状態を調整す
ることで、所望の表示パターンが生成される。

【００８８】図３２は、本発明によるディスプレイパネ
ルにおけるＵＶ光及びＩＲ光を配送するための構成の一
例を示す模式的構成図である。制御ＩＲ光３２２を導く
同じファイバ３２１（例えばノッチ３２１ａを有するよ
うに構成されている）がチャージ用のＵＶ光３２３をも
導くことができる。

【００８９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
るディスプレイパネルは完全に光学的であり、励起用の
レーザ、ＬＥＤあるいはランプのような光源から分離す
ることが可能である。本発明によるディスプレイパネル
は、可撓性光ファイバケーブルにより電気光学モジュー
ルと接続することが可能である。この種のディスプレイ
パネルは全光的であるため、特に頑丈であり、電子デバ
イスを使用することができない環境で動作することがで
きると期待される。

【００９０】また、本発明によるディスプレイパネル
は、ＴＦＴトランジスタ、ピクセルドライバ、電極及び
行や列の電気配線のような電子部品が組み込まれない。
高電圧や、電磁放射や、ディスプレイパネルからのＥＭ
Ｉもない。この種のディスプレイパネルの単純な構成に
より、製造コストは、競合するディスプレイ技術よりも
大幅に低くなることが期待される。

【００９１】以上、本発明について、例を挙げて説明し
たが、当業者には、本発明の技術思想を離れることな
く、実施例のさまざまな変形例を考えることが可能であ
る。上記の実施例は単なる例示であり、いかなる意味で
も限定的に解釈してはならない。本発明の技術的範囲
は、発明の詳細な説明ではなく特許請求の範囲によって
定義される。特許請求の範囲には、すべての変形及び均
等物が含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ルミネセンスディスプレイデバ
イスの第１実施形態の第１例を示す側面放射型光ファイ
バの側面構成図である。

【図２】複数のＩＲ波長を用いて可視ＲＧＢ光を放出さ
せる以外は図１と同じ光ルミネセンスディスプレイデバ
イスの第２例を示す側面放射型光ファイバの側面構成図
である。

【図３】複数のＵＶ波長を用いて可視ＲＧＢ光を放出さ
せる以外は図１と同じ光ルミネセンスディスプレイデバ
イスの第３例を示す側面放射型光ファイバの側面構成図
である。

【図４】複数のＵＶ光源及び複数のＩＲ光源が個々の可
視ＲＧＢ光を同時にアドレス指定する光ルミネセンスデ
ィスプレイデバイスの第４例を示す側面放射型光ファイ
バの側面構成図である。

【図５】光ファイバ内の一方向からの放射によりノッチ
内のルミネセンス材料が照射され、可視光を放出する光
ルミネセンスディスプレイデバイスの第５例を示す側面
放射型光ファイバの側面構成図である。

【図６】本発明による光スイッチの一実施形態を示す側
面放射型光ファイバの側面断面図である。

【図７】本発明による光スイッチの他の実施形態を示す
側面放射型光ファイバの側面断面図である。

【図８】本発明による光ルミネセンスディスプレイデバ
イスの第２実施形態の第１例を示す２つの側面放射型光
ファイバの側面構成図である。

【図９】本発明による光ルミネセンスディスプレイデバ
イスの第２実施形態の第２例を示す２つの側面放射型光
ファイバの側面構成図である。

【図１０】本発明による光ルミネセンスディスプレイデ
バイスの第２実施形態の第３例を示す２つの光ファイバ
の側面構成図である。

【図１１】本発明による光ルミネセンスディスプレイデ
バイスの第２実施形態の第４例を示す２つの光ファイバ
の側面構成図である。

【図１２】本発明による光ルミネセンスディスプレイデ
バイスの第３実施形態の第１例を示す２つの光ファイバ
の側面構成図である。

【図１３】本発明による光ルミネセンスディスプレイデ
バイスの第３実施形態の第２例を示す２つの光ファイバ
の側面構成図である。

【図１４】本発明による光ルミネセンスディスプレイデ
バイスの第３実施形態の第３例を示す２つの光ファイバ
の側面構成図である。

【図１５】単色アドレス指定可能蛍光体のパターン及び
ピクセル配列の一例を示す図である。

【図１６】単色アドレス指定可能蛍光体のパターン及び
ピクセル配列の他の例を示す図である。

【図１７】ＵＶ、ＩＲあるいはフラッシュディスチャー
ジ源と光ビームスキャンシステムを有する光刺激可能蛍
光体のマトリクスアドレス指定方法の一例を説明するた
めの構成図である。

【図１８】１つのバックサイドディスチャージランプに
よるマトリクスアドレス指定方法の他の例を説明するた
めの構造図である。

【図１９】光ビームスプリッタを通してファイバアレイ
（バンドル、束）全体に対してディスチャージランプを
用いて縦（コラム）スキャンを行う光ビームスキャンシ
ステムの一例を示す構成図である。

【図２０】本発明によるディスプレイパネルに用いられ
る光ビームスキャンシステムの他の例を示し、（Ａ）は
光パワー源と光ファイババンドルとの結合方法を示す図
であり、（Ｂ）はファイババンドルの配列を示す断面図
であり、（Ｃ）は当該光ビームスキャンシステムの構成
図である。

【図２１】マトリクススキャンシステムの動作の一例を
説明するためのタイムチャートである。

【図２２】マトリクススキャンシステムの動作の他の例
を説明するためのタイムチャートである。

【図２３】光ディスプレイパネルを形成する光ファイバ
の交差例を示す斜視図である。

【図２４】図２３の拡大斜視図である。

【図２５】図２４の拡大斜視図である。

【図２６】スキャン光ファイバマトリクスの構造の一例
を示す概略的斜視図である。

【図２７】本発明による光ルミネセンスディスプレイデ
バイスの第４実施形態の基本原理を説明するための斜視
図である。

【図２８】（Ａ）〜（Ｃ）は、図２７の実施形態を実現
する複数の装置構成の概略をそれぞれ示す斜視図であ
る。

【図２９】ＩＲ抑制可能な蛍光体を用いたディスプレイ
パネルの基本的動作を説明するための模式的な斜視図で
ある。

【図３０】ＩＲ抑制可能な蛍光体を用いたディスプレイ
パネルの一実施例を示す模式的構成図である。

【図３１】ＩＲ抑制可能な蛍光体を用いたディスプレイ
パネルの他の実施例を示す模式的構成図である。

【図３２】本発明によるディスプレイパネルにおけるＵ
Ｖ光及びＩＲ光を配送するための構成の一例を示す模式
的構成図である。

【符号の説明】

３０光ルミネセンスディスプレイデバイス３２光導波路（光ファイバ）３４ノッチ３６ルミネセンス材料３８充填材料４０ダイクロイックフィルタ４２反射コーティング４４ＵＶ光４６ＩＲ光４８ミラーコーティング６０光スイッチデバイス６２光ピックアップ９０光スイッチ９２レーザダイオード１５２ノッチ１５４反射フィルタ１８２ノッチ１８６ダイクロイックフィルタ１８８ディスチャージＵＶ光１９０反射ピラミッド２１２ノッチ３００ピクセル配置３０２赤色ピクセル３０４緑色ピクセル３０６青色ピクセル３３０ピクセル配置３３２赤色ピクセル３３４緑色ピクセル３３６青色ピクセル３３８黒色マスク３６０垂直マトリクス３６２アドレス指定手段３６４ＵＶディスチャージ光源３６６ＩＲ光源３６８ＵＶ光源３７０ピクセル３７２光ファイバ３７４光ファイバ３９０光ディスプレイパネル３９２光ファイバ３９４光ファイバ３９６放電ランプ３９８蛍光体プレート４２０放射方向付けアセンブリ４２２レーザアレイ４２４レンズアレイ４２６光ビームスイッチ４２８ビームスプリッタ４３０光ファイバ束４３２レンズ４３４ディスチャージ光源４５０放射方向付けアセンブリ４５２リニアレーザアレイ４５４レンズアレイ４５６光ビームスイッチ４５８光ファイバ束５１２ピクセル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者アレン・シュワイツァーアメリカ合衆国，ニュージャージー, 08540 プリンストン，インディペンデンスウエイ４，エヌ・イー・シー・リサーチ・インスティトュートゥ・インク内 (72)発明者マクシミリアン・オトーアメリカ合衆国，ニュージャージー, 08540 プリンストン，インディペンデンスウエイ４，エヌ・イー・シー・ユー・エス・エー・インク内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光導波路内の放射エネルギーがルミネセ
ンス材料へ向かうように構成されたノッチを有すること
を特徴とする光導波路。
【請求項２】ルミネセンス材料と、前記ルミネセンス材料に放射エネルギーを供給する側面
発光導波路手段とを有することを特徴とする光ルミネセ
ンスディスプレイ装置。
【請求項３】光導波路と、ルミネセンス材料と、前記光導波路内の第１種類の放射エネルギーを前記ルミ
ネセンス材料へ向けるように前記光導波路に形成された
ノッチとを有することを特徴とする、放射エネルギー源
とともに使用するのに適した光ルミネセンスディスプレ
イ装置。
【請求項４】前記光導波路を横切って前記ノッチの反
対側に取り付けられた反射コーティングをさらに有する
ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】前記ルミネセンス材料が可視光を放出す
るためには第１種類の放射エネルギーからの励起を必要
とすることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項６】前記ルミネセンス材料が可視光を放出す
るためには第１種類の放射エネルギー及び第２種類の放
射エネルギーからの励起を必要とすることを特徴とする
請求項３記載の装置。
【請求項７】前記ルミネセンス材料は蛍光体であるこ
とを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】第２の光導波路と、前記第２種類の放射エネルギーを前記ルミネセンス材料
へ向けるように前記第２の光導波路に形成された第２の
ノッチとをさらに有することを特徴とする請求項６記載
の装置。
【請求項９】前記光導波路及び前記第２の光導波路の
少なくとも一方を通過することによって前記ルミネセン
ス材料に放射を供給する放電ランプをさらに有し、前記放電ランプは、前記光導波路及び前記第２の光導波
路の外部に位置することを特徴とする請求項８記載の装
置。
【請求項１０】前記光導波路及び前記第２の光導波路
はプラスチックから形成されることを特徴とする請求項
８記載の装置。
【請求項１１】前記光導波路及び前記第２の光導波路
はガラスから形成されることを特徴とする請求項８記載
の装置。
【請求項１２】前記ノッチ及び前記第２のノッチは充
填されることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１３】前記ルミネセンス材料は蛍光体である
ことを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１４】前記第１種類の放射エネルギーはＵＶ
光であり、前記第２種類の放射エネルギーはＩＲ光であることを特
徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】前記第１種類の放射エネルギー及び前
記第２種類の放射エネルギーの波長は、前記ルミネセン
ス材料から放出される可視光の色を調整するように調整
可能であることを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項１６】前記ルミネセンス材料と前記光導波路
の間に形成された二色性フィルタをさらに有することを
特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項１７】前記ノッチに形成されたミラーコーテ
ィングをさらに有することを特徴とする請求項１４記載
の装置。
【請求項１８】前記ルミネセンス材料は、実質的にＥ
ｕＳｍからなる蛍光体であることを特徴とする請求項１
４記載の装置。
【請求項１９】光導波路と、ルミネセンス材料と、前記光導波路内を通る放射の経路を、前記光導波路の軸
から離れて前記ルミネセンス材料のほうへ偏向させる手
段とを有することを特徴とする光ルミネセンスディスプ
レイ装置。
【請求項２０】光導波路と、前記光導波路内に放射エネルギーを放出する放射エネル
ギー源と、前記放射エネルギーによって照射されるときに可視光を
放出することが可能なルミネセンス材料と、前記光導波路内の前記放射エネルギーを前記ルミネセン
ス材料へ向けるように前記光導波路に形成されたノッチ
とを有することを特徴とする、ルミネセンス材料に可視
光を放出させる装置。
【請求項２１】共通の軸方向を有するように配置され
た複数の第１光導波路と、前記複数の第１光導波路とは平行にならないように配置
された第２光導波路と、前記複数の第１光導波路と前記第２光導波路の間に配置
されたルミネセンス材料と、側面発光を前記ルミネセンス材料へ向けるように前記複
数の第１光導波路に形成されたノッチと、側面発光を前記ルミネセンス材料へ向けるように前記第
２光導波路に形成された対応ノッチとを有することを特
徴とする光ディスプレイパネル。
【請求項２２】前記ルミネセンス材料は複数のピクセ
ルとして形成されることを特徴とする請求項２１記載の
光ディスプレイパネル。
【請求項２３】前記ノッチは、前記複数の第１光導波
路の外側に形成され、前記対応ノッチは、前記第２光導波路の外側に形成され
ることを特徴とする請求項２１記載の光ディスプレイパ
ネル。
【請求項２４】前記ノッチは、前記複数の第１光導波
路の内側に形成され、前記対応ノッチは、前記第２光導波路の内側に形成され
ることを特徴とする請求項２１記載の光ディスプレイパ
ネル。
【請求項２５】前記ノッチ及び前記対応ノッチは充填
されることを特徴とする請求項２１記載の光ディスプレ
イパネル。
【請求項２６】前記ルミネセンス材料は前記ノッチに
配置されることを特徴とする請求項２１記載の光ディス
プレイパネル。
【請求項２７】前記光導波路を横切って前記ノッチの
反対側に取り付けられた反射コーティングをさらに有す
ることを特徴とする請求項２１記載の光ディスプレイパ
ネル。
【請求項２８】前記ルミネセンス材料が可視光を放出
するためには第１種類の放射エネルギーからの励起を必
要とすることを特徴とする請求項２１記載の光ディスプ
レイパネル。
【請求項２９】前記ルミネセンス材料が可視光を放出
するためには第１種類の放射エネルギー及び第２種類の
放射エネルギーからの励起を必要とすることを特徴とす
る請求項２１記載の光ディスプレイパネル。
【請求項３０】前記ルミネセンス材料は蛍光体である
ことを特徴とする請求項２９記載の光ディスプレイパネ
ル。
【請求項３１】前記第１種類の放射エネルギーはＵＶ
光であり、前記第２種類の放射エネルギーはＩＲ光であることを特
徴とする請求項３０記載の光ディスプレイパネル。
【請求項３２】前記第１種類の放射エネルギー及び前
記第２種類の放射エネルギーの波長は、前記ルミネセン
ス材料から放出される可視光の色を調整するように調整
可能であることを特徴とする請求項３１記載の光ディス
プレイパネル。
【請求項３３】前記ルミネセンス材料と前記光導波路
の間に形成された二色性フィルタをさらに有することを
特徴とする請求項３１記載の光ディスプレイパネル。
【請求項３４】前記ノッチに形成されたミラーコーテ
ィングをさらに有することを特徴とする請求項３１記載
の光ディスプレイパネル。
【請求項３５】前記ノッチ及び前記対応ノッチは充填
されることを特徴とする請求項３１記載の光ディスプレ
イパネル。
【請求項３６】前記ルミネセンス材料は、実質的にＥ
ｕＳｍからなる蛍光体であることを特徴とする請求項３
１記載の光ディスプレイパネル。
【請求項３７】前記複数の第１光導波路及び前記第２
の光導波路の少なくとも一方を通過することによって前
記ルミネセンス材料に放射を供給する放電ランプをさら
に有し、前記放電ランプは、前記複数の第１光導波路及び前記第
２の光導波路の外部に位置することを特徴とする請求項
２１記載の光ディスプレイパネル。
【請求項３８】前記複数の第１光導波路及び前記第２
の光導波路はプラスチックから形成されることを特徴と
する請求項２１記載の光ディスプレイパネル。
【請求項３９】前記複数の第１光導波路及び前記第２
の光導波路はガラスから形成されることを特徴とする請
求項２１記載の光ディスプレイパネル。
【請求項４０】共通の軸方向を有するように配置され
た複数の第１光導波路と、前記複数の第１光導波路とは平行にならないように配置
された第２光導波路と、前記複数の第１光導波路と前記第２光導波路の間に配置
されたルミネセンス材料と、前記複数の第１光導波路内を通る放射の経路を、前記複
数の第１光導波路の軸から離れて前記ルミネセンス材料
のほうへ偏向させる手段と、前記第２光導波路内を通る放射の経路を、前記第２光導
波路の軸から離れて前記ルミネセンス材料のほうへ偏向
させる手段とを有することを特徴とする光ディスプレイ
パネル。
【請求項４１】共通の軸方向を有するように配置され
た複数の第１光導波路と、前記複数の第１光導波路とは平行にならないように配置
された第２光導波路と、前記複数の第１光導波路のうちの１つの光導波路内に第
１の放射エネルギーを放出する放射エネルギー源と、前記第２光導波路内に第２の放射エネルギーを放出する
放射エネルギー源と、前記第１の放射エネルギー及び前記第２の放射エネルギ
ーによって照射されるときに可視光を放出することが可
能なルミネセンス材料と、側面発光を前記ルミネセンス材料へ向けるように前記複
数の第１光導波路に形成されたノッチと、側面発光を前記ルミネセンス材料へ向けるように前記第
２光導波路に形成された対応ノッチとを有する光ディス
プレイパネルにおいて、前記ルミネセンス材料は、前記複数の第１光導波路と前
記第２光導波路の間に配置されることを特徴とする光デ
ィスプレイパネル。
【請求項４２】マトリクスアドレス指定手段をさらに
有することを特徴とする請求項４１記載の光ディスプレ
イパネル。
【請求項４３】光導波路と、ルミネセンス材料と、前記光導波路内の第１種類の放射エネルギーを前記ルミ
ネセンス材料へ向けるように前記光導波路に形成された
ノッチと、前記ルミネセンス材料からの光を受け取る光ピックアッ
プとを有することを特徴とする光スイッチ。
【請求項４４】光導波路と、可視光を放出するためには第１種類の放射エネルギー及
び第２種類の放射エネルギーからの励起を必要とするル
ミネセンス材料と、前記光導波路内の第１種類の放射エネルギーを前記ルミ
ネセンス材料へ向けるように前記光導波路に形成された
ノッチと、前記ルミネセンス材料を第２種類の放射エネルギーで照
射することが可能なレーザダイオードとを有することを
特徴とする光スイッチ。
【請求項４５】前記ルミネセンス材料からの光を受け
取る光ピックアップをさらに有することを特徴とする請
求項４４記載の光スイッチ。
【請求項４６】前記第１種類の放射エネルギーはＵＶ
光であり、前記第２種類の放射エネルギーはＩＲ光であることを特
徴とする請求項４４記載の光スイッチ。
【請求項４７】可視光を放出するためには前記第１種
類の放射エネルギー及び第３種類の放射エネルギーから
の励起を必要とする第２のルミネセンス材料と、前記光導波路内の前記第１種類の放射エネルギーを前記
第２のルミネセンス材料へ向けるように前記光導波路に
形成された第２のノッチと、前記第２のルミネセンス材料を第３種類の放射エネルギ
ーで照射することが可能な第２のレーザダイオードとを
さらに有することを特徴とする請求項４４記載の光スイ
ッチ。
【請求項４８】前記ノッチは充填されることを特徴と
する請求項４４記載の光スイッチ。
【請求項４９】ルミネセンス材料と、前記ルミネセンス材料を連続的に照射するための第１放
射エネルギーを生成する第１エネルギ源と、前記ルミネセンス材料を選択的に照射することで可視光
の発光を制御するための第２放射エネルギーを生成する
第２エネルギ源と、からなることを特徴とする光ルミネセンスディスプレイ
装置。
【請求項５０】前記第１放射エネルギは前記第２放射
エネルギより高いレベルであることを特徴とする請求項
４９記載の光ルミネセンスディスプレイ装置。
【請求項５１】前記第１放射エネルギ源は高出力の紫
外（ＵＶ）光源であり、前記第２放射エネルギ源は低出
力の赤外（ＩＲ）光源であることを特徴とする請求項４
９記載の光ルミネセンスディスプレイ装置。
【請求項５２】前記ルミネセンス材料は、前記ＵＶ光
源によりチャージされ、前記ＩＲ光源によって照射され
るときに前記可視光を発光する蓄積性蛍光体であること
を特徴とする請求項５１記載の光ルミネセンスディスプ
レイ装置。
【請求項５３】格子状に配列された複数のドットによ
り覆われ、各ドットが前記ルミネセンス材料により形成
されているスクリーンを更に有することを特徴とする請
求項４９ないし５２のいずれかに記載の光ルミネセンス
ディスプレイ装置。
【請求項５４】前記第１エネルギ源は、前記ルミネセ
ンス材料をチャージされた状態に維持することを特徴と
する請求項４９記載の光ルミネセンスディスプレイ装
置。
【請求項５５】前記第２放射エネルギを前記ルミネセ
ンス材料へ選択的に導き、それによって前記第２放射エ
ネルギにより前記ルミネセンス材料を選択的に照射する
ための手段を更に有することを特徴とする請求項４９ま
たは５４に記載の光ルミネセンスディスプレイ装置。
【請求項５６】前記第２放射エネルギが前記ドットの
各々を順に且つ周期的に照射するように構成されたミラ
ーを更に有することを特徴とする請求項５３記載の光ル
ミネセンスディスプレイ装置。
【請求項５７】前記ミラーは、前記第２放射エネルギ
が前記ドットをジグザグパターンで照射するように構成
されていることを特徴とする請求項５６記載の光ルミネ
センスディスプレイ装置。
【請求項５８】前記第２エネルギ源は前記格子状配列
の垂直軸及び水平軸のうちの一方に沿って配列された前
記第２放射エネルギの複数の光源からなり、前記複数の光源から放射される前記第２放射エネルギ
が、前記垂直軸及び前記水平軸の他方に沿って前記格子
状配列を周期的に走査するように構成されていることを
特徴とする請求項５３記載の光ルミネセンスディスプレ
イ装置。
【請求項５９】前記第２放射エネルギが前記ドットを
選択的に照射するように配置された液晶プロジェクショ
ンシステムを更に有することを特徴とする請求項５３記
載の光ルミネセンスディスプレイ装置。
【請求項６０】ルミネセンス材料を含み、前記ルミネ
センス材料は入射したＵＶ光を可視光に変換し、ＩＲ光
が入射すると前記ＵＶ光を前記可視光に変換することを
停止することを特徴とする光ルミネセンスディスプレイ
装置。
【請求項６１】前記ルミネセンス材料は蛍光体である
ことを特徴とする請求項６０記載の光ルミネセンスディ
スプレイ装置。
【請求項６２】前記蛍光体はＺｎＳ：Ｓｍであること
を特徴とする請求項６１記載の光ルミネセンスディスプ
レイ装置。
【請求項６３】ルミネセンス材料と、前記ルミネセンス材料を照射するための第１放射エネル
ギーを生成する第１エネルギ源と、前記ルミネセンス材料を照射することで可視光の発光を
制御するための第２放射エネルギーを生成する第２エネ
ルギ源と、からなり、前記ルミネセンス材料は、前記第１放射エネルギを可視
光に変換し、前記第２放射エネルギによって照射される
と前記可視光の放射を停止する、ことを特徴とする光ル
ミネセンスディスプレイ装置。
【請求項６４】前記第２放射エネルギによって照射さ
れると、前記ルミネセンス材料は前記第１放射エネルギ
を可視光に変換しないことを特徴とする請求項６３記載
の光ルミネセンスディスプレイ装置。
【請求項６５】前記第１放射エネルギはＵＶ光であ
り、前記第２放射エネルギはＩＲ光であることを特徴と
する請求項６４記載の光ルミネセンスディスプレイ装
置。
【請求項６６】互いに平行でないように配置された第
１及び第２の側面放射型光導波路を更に有し、前記第１
及び第２の側面放射光導波路が前記第２放射エネルギを
受け入れ当該第２放射エネルギを前記ルミネセンス材料
へ選択的に導き、前記ルミネセンス材料は、前記第１及び第２ファイバが
前記第２放射エネルギを当該ルミネセンス材料へ導かな
い場合のみ、可視光を発光する、ことを特徴とする請求
項６３記載の光ルミネセンスディスプレイ装置。
【請求項６７】前記ルミネセンス材料を含む平面に実
質的に平行に配置された２次元格子を構成する複数の前
記第１及び第２の側面放射光導波路を更に有することを
特徴とする請求項６６記載の光ルミネセンスディスプレ
イ装置。
【請求項６８】前記第１及び第２放射エネルギを受け
入れ、当該第１及び第２放射エネルギを前記ルミネセン
ス材料へ選択的に導く少なくとも１つの側面放射ファイ
バを更に有することを特徴とする請求項６３記載の光ル
ミネセンスディスプレイ装置。
【請求項６９】前記第１の側面放射ファイバは、前記
平面の一方の側に配置され、前記第２の側面放射ファイ
バは前記平面の他方の側に配置されることを特徴とする
請求項６７記載の光ルミネセンスディスプレイ装置。
【請求項７０】ルミネセンス材料と、前記ルミネセンス材料を連続的に照射するための第１放
射エネルギーを生成する第１エネルギ源と、前記ルミネセンス材料を選択的に照射することで可視光
の発光を制御するための第２放射エネルギーを生成する
第２エネルギ源と、前記ルミネセンス材料を含む複数のピクセルと、前記第１放射エネルギを前記複数のピクセルに均等に分
配するように形成された基板と、からなることを特徴とする光ルミネセンスディスプレイ
装置。
【請求項７１】前記基板と実質的に平行に配置された
複数の第１側面放射光導波路及び複数の第２側面放射光
導波路を更に有し、前記第１側面放射光導波路は前記第
２側面放射光導波路と平行でないように配置され、前記
第１及び第２側面放射光導波路は前記第２放射エネルギ
を受け入れ、当該第２放射エネルギを前記ピクセルへ選
択的に導く、ことを特徴とする請求項７０記載の光ルミ
ネセンスディスプレイ装置。
【請求項７２】前記第２エネルギ源は前記第２放射エ
ネルギの複数の個別放射源からなり、各個別放射源は前
記第２放射エネルギを前記第１及び第２側面放射光導波
路の各々へ導入することを特徴とする請求項７１記載の
光ルミネセンスディスプレイ装置。
【請求項７３】前記個別放射源はＩＲレーザダイオー
ドであることを特徴とする請求項７１記載の光ルミネセ
ンスディスプレイ装置。
【請求項７４】前記個別放射源を調整して可視光の放
射を制御する制御ロジックを更に有することを特徴とす
る請求項７２記載の光ルミネセンスディスプレイ装置。
【請求項７５】前記第１及び第２放射エネルギの少な
くとも１つを前記ルミネセンス材料へ供給するための側
面放射光導波路を更に有することを特徴とする請求項６
３記載の光ルミネセンスディスプレイ装置。
【請求項７６】光導波路と、前記第１及び第２放射エネルギの少なくとも１つを前記
ルミネセンス材料へ向けるように前記光導波路に形成さ
れたノッチと、を更に有することを特徴とする請求項６３記載の光ルミ
ネセンスディスプレイ装置。
【請求項７７】前記ノッチの反対側の前記光導波路上
に設けられた反射コーティングを更に有することを特徴
とする請求項７６記載の光ルミネセンスディスプレイ装
置。
【請求項７８】第２の光導波路と、前記第１及び第２放射エネルギの少なくとも他の１つを
前記ルミネセンス材料へ向けるように前記第２の光導波
路に形成された第２のノッチと、を更に有することを特徴とする請求項７６記載の光ルミ
ネセンスディスプレイ装置。
【請求項７９】前記光導波路及び前記第２の光導波路
はプラスチックから形成されることを特徴とする請求項
７８記載の光ルミネセンスディスプレイ装置。
【請求項８０】前記光導波路及び前記第２の光導波路
はガラスから形成されることを特徴とする請求項７８記
載の光ルミネセンスディスプレイ装置。
【請求項８１】前記ノッチ及び前記第２のノッチは充
填されることを特徴とする請求項７８記載の光ルミネセ
ンスディスプレイ装置。
【請求項８２】前記ルミネセンス材料は蛍光体である
ことを特徴とする請求項７８記載の光ルミネセンスディ
スプレイ装置。
【請求項８３】前記第１放射エネルギーはＵＶ光であ
り、前記第２放射エネルギーはＩＲ光であることを特徴
とする請求項７８記載の光ルミネセンスディスプレイ装
置。
【請求項８４】前記第２のノッチに形成されたミラー
コーティングを更に有することを特徴とする請求項７８
記載の光ルミネセンスディスプレイ装置。
【請求項８５】前記ルミネセンス材料は、実質的にＺ
ｎＳ：Ｓｍからなる蛍光体であることを特徴とする請求
項７６記載の光ルミネセンスディスプレイ装置。
【請求項８６】光導波路と、前記光導波路内を通る放射の経路を、前記光導波路の軸
から離れて前記ルミネセンス材料のほうへ偏向させる手
段と、を更に有することを特徴とする請求項４９記載の光ルミ
ネセンスディスプレイ装置。
【請求項８７】ルミネセンス材料をチャージするため
に第１放射エネルギを前記ルミネセンス材料へ供給し、第２放射エネルギが入射したときのみ前記ルミネセンス
材料が可視光を放射するように、前記ルミネセンス材料
に前記第２放射エネルギを供給する、ことを特徴とするルミネセンス材料に可視光を放出させ
る方法。
【請求項８８】前記第１放射エネルギは前記第１放射
エネルギの一定放射源によって供給され、前記第２放射
エネルギは周期的に供給されることで前記可視光の発光
を制御することを特徴とする請求項８７記載の方法。
【請求項８９】前記第１放射エネルギ及び前記第２放
射エネルギの少なくとも１つは側面放射光導波路によっ
て供給されることを特徴とする請求項８７記載の方法。
【請求項９０】第１放射エネルギを可視光に変換する
ように形成されたルミネセンス材料へ前記第１放射エネ
ルギを供給し、第２放射エネルギが入射したとき前記ルミネセンス材料
が是に可視光を発光しないように、前記ルミネセンス材
料に前記第２放射エネルギを供給する、ことを特徴とするルミネセンス材料に可視光を放出させ
ない方法。
【請求項９１】前記第１放射エネルギ及び前記第２放
射エネルギの少なくとも１つは側面放射光導波路によっ
て供給されることを特徴とする請求項９０記載の方法。
【請求項９２】前記第１放射エネルギはＵＶ光であ
り、前記第２放射エネルギはＩＲ光であることを特徴と
する請求項８５記載の方法。
【請求項９３】前記第１放射エネルギはＵＶ光であ
り、前記第２放射エネルギはＩＲ光であることを特徴と
する請求項９０記載の方法。
【請求項９４】前記ルミネセンス材料は実質的にＺｎ
Ｓ：Ｓｍからなる蛍光体であることを特徴とする請求項
９０記載の方法。
【請求項９５】同時励起型ルミネセンス材料からなる
ドットがマトリクス状に配列されたルミネセンスマトリ
クスの制御方法において、前記マトリクス状ドットから複数のドットを順次選択
し、前記選択された複数のドットから少なくとも１つのドッ
トを選択し、前記選択された複数のドットに第１放射エネルギを照射
し、且つ前記選択されたドットに第２放射エネルギを照
射することで当該選択されたドットの可視光発光を制御
する、ことを特徴とするルミネセンスマトリクスの制御方法。
【請求項９６】各ドットは、前記第１放射エネルギが
照射されることによって増感状態となり、増感状態で前
記第２放射エネルギが照射されることで可視光を発光す
る、ことを特徴とする請求項９５記載のルミネセンスマ
トリクスの制御方法。
【請求項９７】各ドットは、前記第１放射エネルギの
みが照射されると可視光を発光し、前記第１放射エネル
ギ及び第２放射エネルギの両方が照射されると可視光を
発光しない、ことを特徴とする請求項９５記載のルミネ
センスマトリクスの制御方法。
【請求項９８】前記第１放射エネルギ及び前記第２放
射エネルギの少なくとも一方の波長帯を変化させること
で、可視光の波長帯を制御することを特徴とする請求項
４９記載の光ルミネセンスディスプレイ装置。
【請求項９９】前記第１放射エネルギ及び前記第２放
射エネルギの少なくとも一方の波長帯を変化させること
で、可視光の波長帯を制御することを特徴とする請求項
９５記載のルミネセンスマトリクスの制御方法。