JP2003243715A - 白色光源及びそれを用いた画像表示装置 - Google Patents

白色光源及びそれを用いた画像表示装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】可視光と紫外光とを発生させる機能を有する紫
外可視励起光発生部と、前記紫外光に励起されて可視光
を発生させる蛍光膜を有する蛍光発光部とを備えた白色
光源において、従来から使用されている(Y1-a-bGdaCeb)
3(Al1-cGac)5O12系緑色蛍光体の発光色に加え、より赤
色成分を増大させ、画像表示装置に好適な白色光源を得
る。 【解決手段】組成式(Ca1-a-bSraEub)S:Mcで表わせる赤
色発光蛍光体を蛍光発生部５の蛍光膜に適用することで
実現できる。但し、上記式中のa、b、cは0≦a＜1.0、O<
b≦0.1、0≦c≦0.1であり、Ｍは350〜500nm付近に励起
エネルギの吸収を持つ、例えばCe、Yb、Tm等の希土類元
素から選ばれる添加元素である。また、Ca、Srの一部を
Znで一部置換することでさらに性能改善を図ることがで
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、白色光源及びそれ
を用いた画像表示装置に係り、特に、画像表示装置の光
源に好適な高品質な白色光源及びそれを用いた画像表示
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像表示装置の一例として、液晶を表示
パネルに使用した液晶ディスプレイが実用化されてい
る。液晶のカラー画像を表示する上で、液晶ディスプレ
イ用光源（バックライト）は不可欠である。
【０００３】近年、この光源の小型、高品質化が求めら
れている。画像表示装置としての液晶ディスプレイの画
質を向上させるためには、光源から出る白色光の品質を
さらに高める必要がある。高画質、高輝度化のために
は、白色光の色温度の最適化、輝度飽和、輝度劣化特
性、残光特性の向上が求められている。
【０００４】この種の白色光源として、蛍光膜と、蛍光
膜を励起して第1の可視光成分を発光させると共に自ら
も第２の可視光成分を発光する、例えば青色発光ダイオ
ードのごとき紫外可視発光ランプとを組み合わせ、これ
らの可視光成分を混合することにより白色光を得る光源
が知られている。
【０００５】このような蛍光膜を用いた光源において、
輝度飽和及び劣化特性は、蛍光体材料の種類、製法、添
加物、組成等によって、大きく異なる。従来、これらの
改善のために、より特性の良い蛍光体の選択、及び組成
や製法の改良が検討されてきた。しかし、今のところ単
独の蛍光体材料で、必要とされるすべての特性を十分満
たすものは得られていない。
【０００６】これらの欠点を改善するものとして、輝度
劣化が小さいY3(Al,Ga)5O12:Ce系蛍光体を用いることが
知られている。しかし、この蛍光体は、緑色発光を呈す
るが、発光色が黄色味を帯びており、蛍光体を発光させ
るためのる励起光源から発光する青色光成分と合わせる
ことで白色光を提供することができるが、十分な色温度
を得ることができていない。
【０００７】そのため、白色光源用蛍光体として再現が
悪く、単独の蛍光体のみでは画像表示装置に用いること
ができない。このことは、例えば、特開平10-26982２9
号公報にも記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、上記従来の問題点を解消することにあり、従来
のこの種の光源に用いられてきたY3(Al,Ga)5O12:Ce系緑
色蛍光体の発光色に加え、より赤色成分を増大させ、高
品質な白色光源及びそれを用いた画像表示装置を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、第
１の可視光と紫外光とを発生する紫外可視励起光発生部
と、この紫外可視励起光発生部から発生する紫外可視光
を励起光として照射することにより第２の可視光を発生
する蛍光膜を有する蛍光発光部とを備え、上記紫外可視
励起光発生部からの第１の可視光と上記蛍光発光部から
の第２の可視光とを混色させることにより白色光を得る
光源であって、上記蛍光膜は、次の組成式（１）で表わ
される赤色発光蛍光体を含むことを特徴とする白色光源
により達成できる。 (Ca1-a-bSraEub)S:Mc …（１） 但し、0≦a＜1.0、O<b≦0.1、0≦c≦0.1であり、このと
き、Mは350〜500nm 付近に励起エネルギの吸収を持つ添加元素であり、例え
ばCe、Yb、Gd及びTmからなる希土類元素の中から選ばれ
た少なくとも一つの元素である。
【００１０】さらに、上記組成式（１）のCa、Srの一部
をZnで一部置換することもでき、その場合の好ましい組
成は次式（２）で表わすことができる。 (Ca1-a-b-dSraZndEub)S:Mc …（２） ただし、0.01≦d≦0.1 また、上記蛍光発光部の蛍光膜は、上記蛍光体組成式
（１）もしくは（２）で表わされる赤色発光蛍光体と共
に、Mgフロロケ゛ルマネート蛍光体を添加しても実現できる。
【００１１】また、上記蛍光発光部の蛍光膜は、上記蛍
光体組成式（１）もしくは（２）で表わされる赤色発光
蛍光体と共に、次の組成式（３）で表される (Y1-a-bGdaCeb)3(Al1-cGac)5O12 …（３） ただし、0≦a≦1.0、O<b≦0.1、0≦c≦1.0の範囲の値で
ある、緑色発光蛍光体を添加することもできる。この場
合の好ましい添加量は、蛍光膜を構成する蛍光体の全体
の重量比で４０〜８０％である。
【００１２】また、上記組成式(３)の蛍光体にKを添加
することが望ましい。この場合の緑色発光蛍光体は次の
組成式（４）で表わすことができる。 (Y1-a-bGdaCeb)3(Al1-cGac)5O12:Kd …（４） ただし、0≦a≦1.0、O<b≦0.1、0≦c≦1.0の範囲の値で
あり、かつ、Kは不純物として重量比で0ppm≦d≦1000pp
m含む。
【００１３】この場合の好ましい添加量は、組成式
（３）の場合と同様に重量比で４０〜８０％である。
【００１４】また、上記組成式（１）及び（２）で示し
た蛍光体中への一族金属元素不純物であるMの導入は、
蛍光体の合成時に、例えば、硫酸カリウム、ホウ酸ナト
リウムなど、Mの硫酸塩やホウ酸塩をフラックスとして
所定量添加することにより得ることができる。これらの
フラックスの中では、特に硫酸カリウムが好ましい。
【００１５】そして、上記組成式（３）や（４）で表わ
した緑色発光蛍光体は、物性としてCuのKα特性エック
ス線を用いたエックス線回折強度の測定によって、GdAl
O3の(211)方位の回折線が、上記組成蛍光体の(420)方位
の回折線に対し1/5以下の強度をもっていることを特徴
としている。
【００１６】上記光源の紫外可視励起光発生部として
は、例えば、紫外光ランプ、青色蛍光ランプ、または発
光ピークが350〜460nm近傍にある窒化ガリウム（GaN）
系青色発光ダイオード（ＬＥＤ）などの可視光成分と紫
外光成分とを有する励起光源で構成する。そして、蛍光
発光部を構成する蛍光膜は、励起光源の少なくとも発光
面を覆うように形成するのが望ましい。
【００１７】また、本発明の画像表示装置は、可視光を
生じる蛍光発光部とこの蛍光発光部に設けられた蛍光膜
に励起光を照射し可視光を発光させる励起光発生部とを
備えた光源を有する画像表示装置おいて、この光源を上
述した本発明の白色光源で構成することにより達成され
る。
【００１８】本発明の画像表示装置の特徴は、上述した
ように白色光源にあるが、以下に好ましい画像表示装置
の構成例について説明する。その一つは、画像表示パネ
ルと、光源と、前記光源から照射される可視光を制御し
前記画像表示パネルに画像を表示する制御手段とを備え
た画像表示装置であって、前記光源は、赤色、緑色及び
青色発光の発光強度の時間変化を、前記赤色、緑色及び
青色のいずれか一つの発光色の発光強度の時間変化で制
御できる制御手段を有していることを特徴とする。
【００１９】そして、その代表的な構成例は、上記緑色
及び青色発光の発光強度の時間変化を、前記白色光源の
励起光発生部を構成する青色発光放電ランプの青色発光
強度の時間変化で制御できる制御手段を有していること
を特徴とする。
【００２０】また、本発明の画像表示装置は、液晶表示
パネルを備えた表示装置に適用することが望ましく、そ
の場合の発明の構成は、液晶表示パネルと、この液晶表
示パネルのバックライトを構成する光源と、この光源か
ら生じる可視光を制御し、上記液晶表示パネルに画像情
報を表示する制御手段とを備えた画像表示装置とするこ
とであり、この場合の発明の特徴も上記バックライトを
構成する光源に、本発明の白色光源を適用することで本
発明の目的を達成することができる。
【００２１】また、可視光を生じる蛍光発光部とこの蛍
光発光部を構成する蛍光膜に励起光を照射し発光させる
励起光発生部とを備えた画像表示装置において、上記の
赤色発光蛍光体及び緑色発光蛍光体の任意の材料が混合
されて蛍光膜を形成した蛍光発光部を有した画像表示装
置においても上記目的を達成することができる。
【００２２】さらにまた、可視光を生じる蛍光発光部と
この蛍光発光部を構成する蛍光膜に励起光を照射し発光
させる励起光発生部手段とを備えた画像表示装置におい
て、励起光源として青色発光放電ランプを有し、蛍光発
光部として赤色発光蛍光膜と緑色発光蛍光膜が分離形成
されている蛍光膜を有している画像表示装置においても
上記目的を達成することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いた実施例の説明により詳細に説明する。 ＜実施例１＞ 赤色発光蛍光体の合成:原料としてCaS、SrS、EuSまたは
Eu2O3、Ce2(C2O4)3を用い、更にフラックス成分として
塩化ナトリウム（但しフラックス剤は限定する必要はな
い）を、この蛍光体１モルに対し0.01モル、硫黄を過剰
に加えるためにCS2を0.5モル加え、これらの混合物を不
透明石英ルツボに詰め、ルツボに蓋をした後、還元雰囲
気若しくは微量硫化水素雰囲気中において1100で２時間
焼成した。
【００２４】このようにして得られた焼成物からフラッ
クス成分を除くため十分に水洗処理した。さらに乾燥し
て蛍光体粉末を得た。その結果、組成式（１）として(C
a1-a -bSraEub)S:Mc 但し、0≦a＜1.0、O<b≦0.1、0≦c
≦0.1で表わせる蛍光体を得た。ここでは、a=0.5、B=0.
5、C=0.05とした。この蛍光体は、紫外線照射による励起
で赤色発光に発光する。
【００２５】黄緑色発光蛍光体の合成:また、原料とし
てY2O3、Gd2O3、Ce2(C2O4)3、・9H2O、Al2O3及びGa2O3を
用い、更にフラックス成分として硫酸カリウムをこの蛍
光体１モルに対し0.5モル加え、これらの混合物をアル
ミナルツボに詰め、ルツボの蓋をした後、空気中におい
て1600℃で３時間焼成した。
【００２６】このようにして得られた焼成物からフラッ
クス成分を除くため十分に水洗処理した。さらに乾燥し
て蛍光体粉末を得た。その結果、組成式（４）として
(Ｙ0.1Ｇｄ0.89Ｃｅ0.01)3Ａｌ2Ｇａ3Ｏ12:Ｋで表わせ
る蛍光体を得た。ただし、組成式中のカリウムＫの含有
量は150重量ppmである。また、Ｋの含有量としては、最
大1000重量ppmが適当である。この蛍光体は、紫外線照射
による励起で黄緑色発光に発光する。
【００２７】光源の組み立て:このようにして得た2種類
の蛍光体粉末をバインダー中に分散させたのち、プラス
チック基板上に均一塗布し低温で溶媒を蒸発させ蛍光膜
を形成した。このときの赤色発光蛍光体と黄緑発光蛍光
体の重量比は、約４：６とした。
【００２８】次に、蛍光体を励起するための励起光源で
ある紫外光ランプ、青色蛍光ランプ、または紫外あるい
は青色ＬＥＤと蛍光膜とを組合せ光源を得た。
【００２９】その後、励起光源へ電力を供給し励起光を
発生させると、上記蛍光膜から黄緑色発光に加え赤色発
光が得られ、青色蛍光ランプと青色ＬＥＤとの組合せの
場合に、白色光が観測された。
【００３０】図１は、本発明による白色光源の概念図を
示す。蛍光体を励起する励起光（紫外線）と第１の可視
光とを生じる励起光発生部１と、その励起光により第２
の可視光（黄緑発光、赤色光）を生じる蛍光発光部５か
ら構成されている。
【００３１】図２は、励起光発生部１として青色蛍光ラ
ンプを用い、蛍光発光部５として上記蛍光膜を活用した
光源からの白色を、液晶表示パネル（LCDパネル）７の
背面にバックライトとして照射するようにした液晶表示
装置の構成例の一つを示したブロック図である。LCDパ
ネル７は、入射光側（左側）が液晶板７aであり、出射
側（右側）がフィルター（ＣＦ層）７bである。
【００３２】さらに図３は、励起光発生部１として青色
ＬＥＤを用いた場合の光源６の構成例を示した白色光源
の概略断面図である。図中の１は青色ＬＥＤ、３及び４
は青色ＬＥＤに電力を供給するための給電端子、２は光
拡散層、５は蛍光発光部を、それぞれ示す。青色ＬＥＤ
は、励起光発生部１を構成し、第1の可視光（青色）を
発光し、且つ蛍光体を励起するための紫外光を発光する
機能を有している。
【００３３】図４は、蛍光発光部５における蛍光体の発
光スペクトルを示し、図５は青色ＬＥＤの発光スペクト
ルを示す。
【００３４】そして、図６は、図４の蛍光体の発光スペ
クトルと図５の青色ＬＥＤの発光スペクトルを合成した
白色光源の発光スペクトルを示す。 ＜比較例１＞蛍光体の合成原料は実施例１と同じであ
り、比較例1としては、フラックス成分を用いることな
く、実施例１と同様な焼成法で式（３）で表わせる(Gd
0.99Ce0 .01)3Al2Ga3O12の組成を有する蛍光体を焼成
し、さらに蛍光膜を作製した。この蛍光膜についても、
実施例１と同様に青色ＬＥＤ励起による発光特性を評価
した。その結果を図６に示す。 ＜比較例２＞また、比較例２としては、生成される蛍光
体１モルに対しフラックス成分として弗化バリウムを0.
2モル加え、比較例1と同様の方法で製造し、実施例１と
同様に青色ＬＥＤ励起による発光特性を評価した。その
結果を図６に示す。
【００３５】図６から明らかなように、得られた蛍光体
の発光強度は、フラックスを用いて焼成した場合（実施
例１）の方が、格段に高い。さらに、実施例１に示した
本発明の組成式（１）で表わせる赤色発光蛍光体を含ま
せたことにより、赤色成分が大幅に増大していることが
わかる。 ＜実施例２＞図３に示す構成例の光源６を用いて、蛍光
膜の性能評価を実施した。但し、蛍光膜の評価は、青色
ＬＥＤ１と蛍光膜５とを分離した状態のまま行った。
【００３６】このような方法で、組成式（１）により(C
a1-a-bSraEub)S:Mc（但し、0≦a＜1.0、0<b≦0.1、0≦c
≦0.1）と表わせる蛍光体の異なる組成を用いた蛍光膜
を作製し、実施例１の図５に示した発光スペクトルを有
する青色ＬＥＤにより励起発光特性を評価した。
【００３７】本発明で有効な0≦a＜1.0の範囲を確認す
るために、Eu濃度bを0.05とし、Sr組成値aを０〜１の範
囲で変化させた蛍光体を実施例１の方法で作製した。作
製した蛍光体の組成は、表１に示した通りである。 表１ 試料番号 組 成 式 １ Ca0.95S:Eu0.05 ２ Ca0.9Sr0.05S:Eu0.05 ３ Ca0.7Sr0.25S:Eu0.05 ４ Ca0.5Sr0.45S:Eu0.05 ５ Ca0.2Sr0.75S:Eu0.05 ６ Ca0.1Sr0.85S:Eu0.05 ７ Sr0.95S:Eu0.05 Sr組成値aは、すべてのSr組成値aの範囲で発光強度は十
分な値が得られた。しかし、発光ピーク位置（波長）に
関しては、Sr組成値aが0.9よりも大きくなると従来のラ
ンプ用赤蛍光体の発光ピーク位置より短波長となり、十
分な赤色度値が得られない。その結果、好ましくはSr組
成値a は、0.9以下の0≦a＜1.0の範囲が望ましい。
【００３８】また、図７に本発明による代表的な赤蛍光
体の発光スペクトル（組成としてCa 0.95S:Eu0.05とCa
0.1Sr0.85S:Eu0.05の場合）を示す。これにより、赤色
成分を十分に含んだ白色光を得ることができた。 ＜実施例３＞図３に示す構成例の光源６を用いて、蛍光
膜の性能評価を実施した。但し、蛍光膜の評価は、青色
ＬＥＤ１と蛍光発光部５を構成する蛍光膜とを分離した
状態のまま行った。
【００３９】このような方法で、このような組成式
（１）により(Ca1-a-bSraEub)S:Mc（但し、0≦a＜1.0、
0<b≦0.1、0≦c≦0.1）と表わせる蛍光体の異なる組成
を用いた蛍光膜を作製し、実施例１の図５に示した発光
スペクトルを有する青色ＬＥＤにより励起発光特性を評
価した。
【００４０】Sr組成値aを0とし、Eu濃度bを0<b≦0.1の
範囲で変化させた蛍光体を実施例１の方法で作製した。
【００４１】Eu濃度bは、発光強度に大きく影響し、濃
度bとしては0<b≦0.1の範囲で有効ではあるが、特に0.00
5〜0.01の範囲が最適であることがわかった。これによ
り、赤色成分を十分に含んだ白色光を得ることができ
た。 ＜実施例４＞図３に示す構成例の光源６を用いて、蛍光
膜の性能評価を実施した。但し、蛍光膜の評価は、青色
ＬＥＤ１と蛍光発光部５を構成する蛍光膜とを分離した
状態のまま行った。
【００４２】このような方法で、このような組成式
（１）により(Ca1-a-bSraEub)S:Mc（但し、0≦a＜1.0、
0<b≦0.1、0≦c≦0.1）と表わせる蛍光体の異なる組成
を用いた蛍光膜を作製し、実施例１の図５に示した発光
スペクトルを有する青色ＬＥＤにより励起発光特性を評
価した。
【００４３】Sr組成値aを0とし、Eu濃度bを0.05とし、
Ｃｅ不純物濃度cを0≦c≦0.1の範囲で変化させた蛍光体
を実施例１の方法で作製した。
【００４４】Ce不純物濃度cは、発光強度に大きく影響
し、濃度cとしては0≦c≦0.1の範囲で有効であるが、特
に0.001〜0.01の範囲が最適であることがわかった。こ
れにより、赤色成分を十分に含んだ白色光を得ることが
できた。また、Ceと同様に、Yb、Tm、Gd、Sbなどでも同
様な効果を確認した。 ＜実施例５＞図３に示す構成例の光源６を用いて、蛍光
膜の性能評価を実施した。但し、蛍光膜の評価は、青色
ＬＥＤ１と蛍光発光部５を構成する蛍光膜とを分離した
状態のまま行った。
【００４５】このような方法で、このような組成式
（１）により(Ca1-a-bSraEub)S:Mc（但し、0≦a＜1.0、
0<b≦0.1、0≦c≦0.1）と表わせる蛍光体の異なる組成
を用いた蛍光膜を作製し、実施例１の図５に示した発光
スペクトルを有する青色ＬＥＤにより励起発光特性を評
価した。
【００４６】Sr組成値aを0.1とし、Eu濃度bを0.05と
し、ZnによるCa置換量をdとし0≦d≦0.5の範囲で変化さ
せた蛍光体を実施例１の方法で作製した。この場合、得
られる蛍光体の組成式（２）は(Ca1-a-b-dSraZndEub)S:
Mcと表わせる。
【００４７】Zn置換量dは、発光強度に大きく-影響し、
置換量としてはd＝0.01〜0.1の範囲が最適であることが
わかった。これにより、赤色成分を十分に含んだ白色光
を得ることができた。また、CaをZnで置換する代わりに
Mg、Baなどで置換しても同様な効果を確認した。 ＜実施例６＞実施例１で示した赤色発光蛍光体と黄緑発
光蛍光体との組合せに、より色純度の高い赤色蛍光体で
あるMn付活Mgフロロゲルマネート蛍光体を加えて蛍光膜
を形成した。これら3種の蛍光体粉末をバインダー中に
分散させる際に、赤色蛍光体：黄緑蛍光体：Mgフロロゲ
ルマネート蛍光体の重量比を２：６：２とした。
【００４８】そのバインダーをプラスチック基板上に均
一塗布し低温で溶媒を蒸発させ蛍光膜を形成した。
【００４９】次に、実施例1と同様に、励起光源である
青色蛍光ランプと蛍光膜とを組合せ光源を得た。その
後、励起光源へ電力を供給し励起光を発生させると、上
記蛍光膜から黄緑色発光に加え色純度の高い赤色発光が
得られ、赤色成分を十分に含んだ白色光が観測された。
【００５０】図８は、Mn付活Mgフロロゲルマネート蛍光
体の発光スペクトルを示す。なお、Mn付活Mgフロロゲル
マネート蛍光体の組成は、3.5MgO・0.5MgF2・GeO2：Mn
で表わせる。 ＜実施例７＞実施例１で示した赤色発光蛍光体と黄緑発
光蛍光体との組合せに、より色純度の高い赤色蛍光体で
あるAl2O3:Cr蛍光体を加えて蛍光膜を形成した。これら
3種の蛍光体粉末をバインダー中に分散させる際に、赤
色蛍光体：黄緑蛍光体：Al2O 3:Cr蛍光体の重量比を２：
６：２とした。そのバインダーをプラスチック基板上に
均一塗布し低温で溶媒を蒸発させ蛍光膜を形成した。次
に、実施例6と同様に、励起光源である青色蛍光ランプ
と蛍光膜とを組合せ光源を得た。
【００５１】その後、励起光源へ電力を供給し励起光を
発生させると、上記蛍光膜から黄緑色発光に加え色純度
の高い赤色発光が得られ、赤色成分を十分に含んだ白色
光が観測された。
【００５２】図９は、Al2O3:Cr蛍光体の発光スペクトル
を示す。 ＜実施例８＞蛍光体原料として実施例１と同様のGd
2O3、Ce2(C2O4)3、9H2O、Al2O3及びGa2O 3を用い、これ
ら酸化物原料を焼成する際のフラックス成分として硫酸
カリウム（本実施例）もしくは弗化バリウム（BaF2／比
較例２）を用い、実施例１と同様の焼成法で(Gd0.99Ce
0.01)3Al2Ga3O12の組成を有する蛍光体を焼成し、さら
に蛍光膜を作製した。これらフラックスの成分量は、そ
れぞれ上記原料による生成物のモル数の1/100モル〜2の
範囲で加えた。ここでは、硫酸カリウム添加量を0.5モ
ルとし、カリウム含有量は150ppmである。
【００５３】フラックスとして硫酸カリウムを用いた場
合の蛍光体におけるCuの特性エックス線Kα線により測
定したＸ線回折強度のパターンと比較して、フラックス
としてBaF2を用いた場合の回折強度のパターンでは、異
相としてGdAlO3の回折線が現れている。フラックスとし
て硫酸カリウムを用いた場合では、GdAlO3の回折線がほ
とんど現れていない。
【００５４】すなわち、GdAlO3の(211)方位の回折線
が、(Gd0.99Ce0.01)3Al2Ga3O12の(420)方位の回折線の
約1/5程度の強度で現れている。一方、(Gd0.99Ce0.01)3
Al2Ga3O1 2の(420)方位の回折線は、ほぼ同様の強度で現
れているのに対し、GdAlO3の(211)方位の回折線は現れ
ていない。また、フラックス成分である硫酸カリウム添
加量を1/100モル〜2の範囲で変えた場合でも、その強度
比は常に1/5より小さかった。 ＜実施例９＞実施例１〜８までの蛍光膜構造は、赤色発
光蛍光体と黄緑色発光蛍光体とを均一に混合し蛍光膜を
形成していた。そのため、光源から得られる光はすべて
白色光であり、その光を画像表示装置に導いたのちフィ
ルターなどによる分光を行い赤、緑、青の光を得てい
た。図１０に示すように、ＬＣＤパネル（液晶パネル）
の入射光側（左側）が液晶板７aであり、出射側（右
側）がフィルター（ＣＦ層）７bである。
【００５５】これに対し、本実施例では、励起光発生部
に青色蛍光ランプを用い、蛍光膜を単色成分のみ若しく
は分離塗布、印刷することにより、光源から出てくる光
がすでに分光されている状態を作り出す工夫を行った。
【００５６】図１１のように、青色蛍光ランプからの青
色光を赤色蛍光層に照射して赤色発光が得られ、その光
を直接液晶ディスプレイ（ＬＣＤパネル、ただし、この
場合のＣＦ層は赤色）に導入することにより、光利用率
の向上が期待できる。
【００５７】そこで、図１２のような赤、緑色発光が得
られる蛍光膜をストライプ状（形状は特定する必要はな
い）に交互に形成し（図中、Ｒ、Ｇで表示）、かつ一部
分蛍光膜を除去した領域（図中、白抜きで表示）を有す
る蛍光膜シートを形成する。
【００５８】このシートを蛍光層として励起光発生部で
ある青色蛍光ランプと液晶ディスプレイの中間に配する
ことにより、光利用率が向上した画像表示装置を提供で
きると共に、赤及び緑の輝度劣化が、青色蛍光ランプの
輝度劣化と同様に生じ、長時間色ずれの少ない画像表示
装置を提供することができる。
【００５９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
光源の赤色成分を増大させることができ、高画質表示に
適した白色光源及び画像表示装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例となる白色光源の構成を示す
概念図である。
【図２】本発明の一実施例となる白色光源の構成と、そ
れを用いて液晶表示装置を構成した装置の概念図で、白
色光源の励起光発生部に青色蛍光ランプを用いた場合を
示している。
【図３】本発明の一実施例となる白色光源の構成を模式
的に示した断面図で、励起光発生部に青色ＬＥＤを用い
た場合を示している。
【図４】本発明の一実施例の蛍光発光部における蛍光体
の発光スペクトルを示す図である。
【図５】本発明の一実施例となる白色光源の励起光発生
部に用いた青色ＬＥＤの発光スペクトル曲線図である。
【図６】本発明の一実施例及び比較例の白色光源の発光
スペクトル曲線図である。
【図７】本発明の一実施例である赤色蛍光発光部の発光
スペクトル曲線図である。
【図８】本発明の一実施例である赤色蛍光発光部の発光
スペクトル曲線図である。
【図９】本発明の一実施例である赤色蛍光発光部の発光
スペクトル曲線図である。
【図１０】本発明の一実施例となる白色光源の構成を示
す概念図である。
【図１１】本発明の一実施例となる白色光源の励起光発
生部に青色蛍光ランプを用いた場合の光源の構成を示す
概念図である。
【図１２】本発明の一実施例である蛍光膜ストライプを
用いた蛍光発光部の構造を示す平面図である。
【符号の説明】
１…励起光発生部、 ２…光拡散層、 ３、４…給電端子、 ５…蛍光発光部（蛍光膜）、 ６…光源、 ７…ＬＣＤパネル ７a…液晶板 ７b…フィルター（ＣＦ層）。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０９Ｆ 9/00 Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３７Ｚ 9/35 9/35 (72)発明者 岡▲崎▼ 暢一郎 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 今村 伸 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 鈴木 輝喜 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2H091 FA45Z FB06 FC25 FC28 LA30 4H001 CA02 XA16 XA20 XA30 XA38 XA63 YA58 YA64 YA69 YA70 5C094 AA08 BA43 JA11 5F041 AA11 EE25 FF16 5G435 AA04 BB12 BB15 EE23 EE26 GG26 GG27

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】波長400nm〜500nmの第１の可視光と紫外光
    とを発生する紫外可視励起光発生部と、前記紫外可視励
    起光発生部から発生する紫外可視光を励起光として照射
    することにより第２の可視発光を発生する蛍光膜を有す
    る蛍光発光部とを備え、前記紫外可視励起光発生部から
    の第１の可視光と前記蛍光発光部からの第２の可視発光
    とを混色させることにより白色光を得る光源であって、
    前記蛍光発光部の蛍光膜は、次の組成式（１）で表わさ
    れる 蛍光体組成式 (Ca1-a-bSraEub)S:Mc …（１） 但し、0≦a＜1.0、O<b≦0.1、0≦c≦0.1であり、Mは、3
    50〜500nmに励起エネルギの吸収を持つ添加元素であ
    る、赤色発光蛍光体を含むことを特徴とする白色光源。
  2. 【請求項２】上記蛍光体組成式（１）中の添加元素M
    は、Ce、Yb、Gd及びTmからなる希土類元素群の中から選
    ばれた少なくとも一つの元素であることを特徴とする請
    求項１記載の白色光源。
  3. 【請求項３】上記蛍光体組成式（１）中のCa及びSrの少
    なくとも一方の元素は、その一部がZnで置換されている
    ことを特徴とする請求項１もしくは２記載の白色光源。
  4. 【請求項４】請求項３において、上記蛍光体組成式
    （１）中のCa及びSrの少なくとも一方の元素がZnで置換
    されている蛍光体は、次の組成式（２）で表わせる (Ca1-a-b-dSraZndEub)S:Mc …（２） ただし、0.01≦d≦0.1 であることを特徴とする白色光源。
  5. 【請求項５】上記蛍光発光部の蛍光膜は、上記蛍光体組
    成式（１）もしくは（２）で表わされる赤色発光蛍光体
    と共に、Mgフロロケ゛ルマネート蛍光体を含有していることを特徴
    とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の白色光
    源。
  6. 【請求項６】上記蛍光発光部の蛍光膜は、上記組成式
    （１）で表わされる赤色発光蛍光体と共に、Al2O3:Cr蛍
    光体を含有していることを特徴とする請求項１乃至５の
    いずれか一つに記載の白色光源。
  7. 【請求項７】上記蛍光発光部の蛍光膜は、上記組成式
    （１）もしくは（２）で表わされる赤色発光蛍光体と共
    に、次の組成式（３）で表される (Y1-a-bGdaCeb)3(Al1-cGac)5O12の …（３） ただし、0≦a≦1.0、O<b≦0.1、0≦c≦1.0の範囲の値で
    ある、緑色発光蛍光体を重量比で４０〜８０％含有して
    いることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに
    記載の白色光源。
  8. 【請求項８】上記蛍光発光部の蛍光膜は、上記組成式
    （１）もしくは（２）で表わされる赤色発光蛍光体と共
    に、次の組成式（４）で表される (Y1-a-bGdaCeb)3(Al1-cGac)5O12:Kd …（４） ただし、0≦a≦1.0、O<b≦0.1、0≦c≦1.0の範囲の値で
    あり、かつ、Kは不純物として重量比で0ppm≦d≦1000pp
    m含む、緑色発光蛍光体を重量比で４０〜８０％含有し
    ていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つ
    に記載の白色光源。
  9. 【請求項９】上記組成式（３）もしくは（４）で表わせ
    る緑色発光蛍光体は、CuのKα特性エックス線を用いた
    エックス線回折強度の測定によって、GdAlO3の(211)方
    位の回折線が、前記緑色発光蛍光体の(420)方位の回折
    線に対し1/20以下の強度をもつことを特徴とする請求項
    ７もしくは８に記載の白色光源。
  10. 【請求項１０】上記組成式（４）で表わされる(Y1-a-bG
    daCeb)3(Al1-cGac)5O12:Kdの緑色発光蛍光体は、フラッ
    クスとして硫酸カリウムを加えて焼成されたものである
    ことを特徴とする請求項８もしくは９に記載の白色光
    源。
  11. 【請求項１１】可視光を生じる蛍光発光部と前記蛍光発
    光部に設けられた蛍光膜に励起光を照射し可視光を発光
    させる励起光発生部とを備えた光源であって、前記励起
    光発生部を、青色発光放電ランプで構成し、前記蛍光発
    光部の蛍光膜を、請求項１乃至１０のいずれか一つに記
    載された蛍光膜で構成し、かつ、前記蛍光膜は、赤色発
    光蛍光膜と緑色発光蛍光膜とが互いに分離し、隣接して
    形成されていることを特徴とする白色光源。
  12. 【請求項１２】可視光を生じる蛍光発光部と前記蛍光発
    光部に設けられた蛍光膜に励起光を照射し可視光を発光
    させる励起光発生部とを備えた光源を有する画像表示装
    置であって、前記光源を請求項１乃至１０のいずれか一
    に記載された白色光源で構成したことを特徴とする画像
    表示装置。
  13. 【請求項１３】画像表示パネルと、光源と、前記光源か
    ら照射される可視光を制御し前記画像表示パネルに画像
    を表示する制御手段とを備えた画像表示装置であって、
    前記光源は、赤色、緑色及び青色発光の発光強度の時間
    変化を、前記赤色、緑色及び青色のいずれか一つの発光
    色の発光強度の時間変化で制御できる制御手段を有して
    いることを特徴とする請求項１２記載の画像表示装置。
  14. 【請求項１４】前記光源は、請求項１１記載の白色光源
    で構成し、赤色、緑色及び青色発光の発光強度の時間変
    化を、前記白色光源の励起光発生部を構成する青色発光
    放電ランプの青色発光強度の時間変化で制御できる制御
    手段を有していることを特徴とする請求項１３記載の画
    像表示装置。
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