(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトとフィルタを備えた液晶表示装置であって、
前記バックライトは、発光素子と前記発光素子から発する１次光を吸収して第１の２次光を発する第１の蛍光体及び第２の２次光を発する第２の蛍光体を備えた波長変換部を含む発光装置を備え、
前記発光素子は青色にピーク波長を有し、
前記第１の蛍光体が、次の一般式（１）
(Ｍ１1-xＥｕx)aＳｉbＡｌＯcＮd          （１）
(式中、Ｍ１はアルカリ土類金属元素であり、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる少なくと
も１種の元素を示し、０．００１≦ｘ≦０．３、０．９≦ａ≦１．５、４．０≦ｂ≦６．０、０．４≦ｃ≦１．０、６．０≦ｄ≦１１．０を満足する数である)
で表される２価のユ−ロピウム付活緑色系発光酸窒化物蛍光体であり、
前記第１の蛍光体が発する２次光はピーク波長が５１５ｎｍから５２５ｎｍの範囲にあり、
前記第２の蛍光体が、次の一般式（２）
(Ｍ２1-yＥｕy)Ｍ３ＳｉＮ3          （２）
(式中、Ｍ２はアルカリ土類金属元素であり、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる少
なくとも１種の元素を示し、Ｍ３は３価の金属元素からなり、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ及びＬｕから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、０．００５≦ｙ≦０．０５を満足する数である)
で表される２価のユ−ロピウム付活赤色系発光窒化物蛍光体であり、
前記第２の蛍光体が発する２次光は波長６３０ｎｍ以上６６０ｎｍ以下にピーク波長を有し、
前記フィルタは、前記液晶表示装置の各ピクセルに配されたサブピクセル毎に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）と黄（Ｙ）の各色用のフィルタが平面上に配置されたものであり、
前記緑色用のフィルタは波長４９０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下に透過率のピーク波長を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記Ｍ１はＳｒであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記Ｍ３はＡｌ、Ｇａ及びＩｎから選ばれる少なくとも１種の元素であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記発光素子は、窒化ガリウム(ＧａＮ)系半導体であり、前記発光素子から発する１次光は、ピ−ク波長が４３０ｎｍから４８０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
ＲＧＢ信号をＲＧＢＹ信号に変換する回路とともに筐体に保持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
リフレッシュレートが１２０Ｈｚ以上であるエリアアクティブ駆動であって、前記リフレッシュレートに追従して前記エリアアクティブ駆動により明るさを変化させることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１次光を発する発光素子と、１次光を吸収して２次光を発する波長変換部とを備えた発光装置、更に該発光装置を用いた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子と蛍光体を組み合わせた発光装置は、低消費電力、小型、高輝度かつ広範囲な色再現性が期待される次世代の発光装置として注目され、活発に研究、開発が行われている。
【０００３】
発光素子から発せられる１次光は通常長波長の紫外線から青色の範囲、即ち３８０ｎｍから４８０ｎｍのものが用いられる。また、この用途に適合した様々な蛍光体を用いた波長変換部も提案されている。更に、近年には小型、中型のみならず大型ＬＣＤ用バックライトの開発競争が激化している。この分野においては、様々な方式が提案されているが、明るさと色再現性(ＮＴＳＣ比)とを同時に満足する方式は開発されていない。
【０００４】
現在は白色の発光装置としては、青色発光の発光素子(ピ−ク波長、４５０ｎｍ前後)とその青色により励起され黄色発光を示す３価のセリウムで付活された(Ｙ，Ｇｄ)３(Ａｌ，Ｇａ)５Ｏ１２蛍光体あるいは２価のユ−ロピウムで付活された(Ｓｒ，Ｂａ)２ＳｉＯ４蛍光体との組合せが主として用いられている。
【０００５】
但し、これらの発光装置をバックライトとして用いたＬＣＤ（液晶表示装置）では、色再現性(ＮＴＳＣ比)は７０％前後である。一方、近年各種のＬＣＤにおいて、より色再現性の良好なものが求められている。
【０００６】
さらには、最近この種の発光装置に対して変換効率（明るさ）のみならず、入力のエネルギーをより高くし、さらに明るくしようとする試みがなされている。入力エネルギーを高くした場合、波長変換部を含めた発光装置全体の効率的な放熱が必要となってくる。このために、発光装置全体の構造、材質などの開発も進められているが、動作時における発光素子および波長変換部の温度上昇は避けられないのが現状である。
【０００７】
しかしながら、特に３価のセリウムで付活された(Ｙ，Ｇｄ)３(Ａｌ，Ｇａ)５Ｏ１２蛍光体においては、２５℃での輝度（明るさ）を１００％とした場合に、１００℃での輝度は８５％前後に低下する。また、２価のユ−ロピウムで付活された(Ｓｒ，Ｂａ)２ＳｉＯ４蛍光体においても、同様に低下するために、入力エネルギーを高く設定できないという技術課題を有している。したがって、この種の発光装置に対して、用いられる蛍光体の温度特性の改善も急務となっている。
【０００８】
これらの技術課題に対してＥｕｅＳｉｆＡｌｇＯｈＮｉで実質的に表されるβ型ＳＩＡＬＯＮである２価のユーロピウム付活酸窒化物よりなる緑色系発光蛍光体を用いることにより、色再現性（ＮＴＳＣ比）および温度特性の良好な発光装置が得られることが知られている。
【０００９】
一方、前述のβ型ＳＩＡＬＯＮである２価のユーロピウム付活酸窒化物よりなる緑色系発光蛍光体の発光のピーク波長は略５３０〜５４０ｎｍであり、より短波長即ち５１５〜５２５ｎｍの場合、色再現性（ＮＴＳＣ比）が改善される傾向にある。このような背景から小型、中型のみならず大型ＬＣＤ用バックライトの色再現性(ＮＴＳＣ比)の改善も急務となっている。
【００１０】
従来、ＬＣＤにおける色再現性(ＮＴＳＣ比)に着目したものとしては、特許文献１（特開２００３−１２１８３８号公報）がある。そのなかで、バックライト光源として、５０５ｎｍから５３５ｎｍの範囲にスペクトルピ−クを有すること、及びその光源に使用する緑蛍光体の付活剤としてユウロピウム、タングステン、スズ、アンチモン、マンガンのいずれかを含むこと、更には実施例には緑色系発光蛍光体として、ＭｇＧａ２Ｏ４：Ｍｎ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎを用いることが記載されている。しかしながら、発光素子のピ−ク波長が４３０ｎｍから４８０ｎｍの範囲の場合には、ユーロピウム、タングステン、スズ、アンチモン、マンガンのいずれかを含む蛍光体が全て適用されるものではない。即ち、実施例に記載されているＭｇＧａ２Ｏ４：Ｍｎ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎは４３０ｎｍから４８０ｎｍの範囲の励起光では、その発光効率は著しく低く、そのために本発明の用途において適合するものではない。
【００１１】
また、特許文献２（特開２００４−２８７３２３号公報）では、バックライトとして、赤発光ＬＥＤチップと緑発光ＬＥＤチップと青発光ＬＥＤチップが１パッケ−ジになったＲＧＢ−ＬＥＤの他に、３波長型蛍光管、紫外光ＬＥＤとＲＧＢ蛍光体の組合せ、有機ＥＬ光源などがあると記載されている。しかしながら、青色光を励起源とするＲＧ蛍光体に関する具体的な開示はない。
【００１２】
また、特許文献３（特開２００５−２５５８９５号公報）では、β型ＳＩＡＬＯＮに関し、六方晶系に属し、発光のピーク波長が５２５ｎｍ〜５４６ｎｍにあることが、記載されている。しかしながら、色再現性(ＮＴＳＣ比)に関する開示はない。
【００１３】
更には、特許文献４（ＷＯ２００７／１０５６３１ Ａ１号公報）では、(Ｍ，Ｒ)ＡｌＳｉＯＮなるＳＩＡＬＯＮにおいて、斜方晶系に属し、発光のピーク波長が５１１ｎｍ〜５２４ｎｍにあることが記載されている。
【００１４】
また非特許文献１（東芝レヴュー，Ｖｏｌ．６４ Ｎｏ．４ ｐｐ６０‐６３(２００９))では、Ｓｒ３Ｓｉ１３Ａｌ３Ｏ２Ｎ２１なるＳＩＡＬＯＮにおいて、発光のピーク波長が５２０ｎｍ付近にあり、この蛍光体とシリケート系の赤色発光蛍光体とを組み合わせた場合、平均演色評価数(Ｒａ)は８２〜８８であることが記載されている。しかしながら、色再現性(ＮＴＳＣ比)に関する記述はない。
【００１５】
通常のＬＣＤは、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）をバックライトとして用い、その光を液晶の各ピクセル(画素)毎に透過させる。各ピクセルは、光の３原色であるＲＧＢ（赤・緑・青）を透過する３つのサブピクセルを有し、各サブピクセルにはＲＧＢ（赤・緑・青）に対応するフィルタが装着されている。従って、ＬＣＤの色再現性（ＮＴＳＣ比）は光源のスペクトル特性とフィルタの透過スペクトル特性の組合せによって決まる。色再現性を向上させる、あるいは輝度を向上させる目的のため、フィルタとしてＲＧＢとそれ以外の色の光を用いる例がある。例えば特許文献５（特表２００４−５２９３９６号公報）では、フィルタとして少なくとも４つの原色、例えばＲＧＢ、Ｙ（黄）およびＣ（シアン）を用いた例が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００３−１２１８３８号公報
【特許文献２】特開２００４−２８７３２３号公報
【特許文献３】特開２００５−２５５８９５号公報
【特許文献４】ＷＯ２００７／１０５６３１ Ａ１号公報
【特許文献５】特表２００４−５２９３９６号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】東芝レヴュー(Ｖｏｌ．６４ Ｎｏ．４ ｐｐ６０‐６３ (２００９))
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記技術課題を十分調査、検討及び開発を行った結果、半導体発光素子からの４３０ｎｍから４８０ｎｍの範囲の光によって、高効率に発光する特定の蛍光体を用いることにより、色再現性(ＮＴＳＣ比)の優れ、かつ温度特性の良好な発光装置、更に該発光装置を用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。ここでＮＴＳＣ比とは、該液晶表示装置のＸＹＺ表色系色度図における色再現域の、ＮＴＳＣ(National Television System Committee)が定めた赤(0.670,0.330)、緑(0.210,0.710)、青(0.140,0.080)の色度座標を結んで得られる三角形の面積に対する比率を表している。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は１次光を発する発光素子と、前記１次光の一部を吸収して、１次光の波長よりも長い波長を有する２次光を発する波長変換部とを備えた発光装置において、前記発光素子のピ−ク波長が４３０ｎｍから４８０ｎｍの範囲にあり、前記波長変換部は１種以上の蛍光体からなり、前記１種以上の蛍光体は緑色系発光蛍光体及び赤色系発光蛍光体からなり、前記緑色系発光蛍光体は、次の一般式（１）
(Ｍ１１−ｘＥｕｘ)ａＳｉｂＡｌＯｃＮｄ          （１）
(式中、Ｍ１はアルカリ土類金属元素であり、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、０．００１≦ｘ≦０．３、０．９≦ａ≦１．５、４．０≦ｂ≦６．０、０．４≦ｃ≦１．０、６．０≦ｄ≦１１．０を満足する数である。)
で実質的に表される２価のユ−ロピウム付活酸窒化物蛍光体であり、
前記赤色系発光蛍光体は、次の一般式（２）
(Ｍ２１−ｙＥｕｙ)Ｍ３ＳｉＮ３          （２）
(式中、Ｍ２はアルカリ土類金属元素であり、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、Ｍ３は３価の金属元素からなり、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ及びＬｕから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、０．００１≦ｙ≦０．１０を満足する数である)
で実質的に表される２価のユ−ロピウム付活窒化物である。
【００２０】
なお、一般式（１）：(Ｍ１１−ｘＥｕｘ)ａＳｉｂＡｌＯｃＮｄで実質的に表される２価のユ−ロピウム付活酸窒化物よりなる緑色系発光蛍光体において、ユーロピウム濃度(ｘ)が０．００１未満の場合、十分な明るさが得られず、０．３を超えると濃度消光などにより、明るさが大きく低下する。特性の安定性、母体の均質性から、０．００５≦ｘ≦０．１の範囲が好ましい。
【００２１】
前記ａ、ｂ、ｃおよびｄの数字は、それぞれ０．９≦ａ≦１．５、４．０≦ｂ≦６．０、０．４≦ｃ≦１．０、６．０≦ｄ≦１１．０の範囲内であれば、不純物相の影響を無視でき、良好な発光特性(明るさ)を得ることが出来る。
【００２２】
更には、緑色系発光蛍光体の粒子径については、メディアン径(５０％Ｄ)で表した場合、１０〜３０μｍの範囲が好ましい。１０μｍ未満の場合、結晶成長が十分ではなく、十分な明るさが得られず、３０μｍを超えると、異常成長した粒子が多くなり実用的ではない。
【００２３】
また、２価のユ−ロピウム付活酸窒化物よりなる緑色系発光蛍光体は、上記一般式（１）はＡｌの指数を1とした、あくまで一例であり、(Ｓｒ0.99Ｅｕ0.01)３Ｓｉ１３Ａｌ３Ｏ2Ｎ２１、(Ｓｒ0.95Ｅｕ0.05)５Ｓｉ２５Ａｌ５Ｏ４Ｎ３９、(Ｓｒ0.98Ｅｕ0.02)５Ｓｉ２０Ａｌ４Ｏ３Ｎ３２、(Ｓｒ0.89Ｂａ0.01Ｅｕ0.10)４Ｓｉ２２Ａｌ４Ｏ３Ｎ３４、(Ｓｒ0.989Ｃａ0.01Ｅｕ0.001)６Ｓｉ２３Ａｌ５Ｏ４Ｎ３７、(Ｓｒ0.97Ｅｕ0.03)１６Ｓｉ６８Ａｌ１４Ｏ１１Ｎ１０８、(Ｓｒ0.96Ｂａ0.02Ｅｕ0,02)９０Ｓｉ３１５Ａｌ７０Ｏ６３Ｎ５０８、(Ｓｒ0.995Ｅｕ0.005)３Ｓｉ１６Ａｌ３Ｏ２Ｎ２５、(Ｓｒ0.87Ｃａ0.03Ｅｕ0.10)６Ｓｉ２６Ａｌ５Ｏ４Ｎ４１、(Ｓｒ0.99Ｅｕ0.01)５Ｓｉ２１Ａｌ５Ｏ２Ｎ３５などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
また、一般式（２）：(Ｍ２１−ｙＥｕｙ)Ｍ３ＳｉＮ３で実質的に表される２価のユ−ロピウム付活窒化物よりなる赤色系発光蛍光体において、ユーロピウム濃度(ｙ)が０．００１未満の場合、十分な明るさが得られず、０．１０を超えると濃度消光などにより、明るさが大きく低下する。特性の安定性、母体の均質性から、０．００５≦ｙ≦０．０５の範囲が好ましい。更には、Ｍ３は３価の金属元素であり、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ及びＬｕから選ばれる少なくとも１種の元素を示すが、より一層高効率に赤色系を発光することができることから、Ｍ３はＡｌ、Ｇａ及びＩｎから選ばれる少なくとも１種の元素であることが好ましい。
【００２５】
また、赤色系発光蛍光体の粒子径については、メディアン径(５０％Ｄ)で表した場合、６〜２０μｍの範囲が好ましい。６μｍ未満の場合、結晶成長が十分ではなく、十分な明るさが得られず、２０μｍを超えると、異常成長した粒子が多くなり、実用的ではない。
【００２６】
また、２価のユ−ロピウム付活窒化物よりなる赤色系発光蛍光体としては、(Ｃａ0.99Ｅｕ0.01)ＡｌＳｉＮ３、（Ｃａ0.97Ｍｇ0.02Ｅｕ0.01）（Ａｌ0.99Ｇａ0.01）ＳｉＮ3、（Ｃａ0.98Ｅｕ0.02）ＡｌＳｉＮ３、（Ｃａ0.58Ｓｒ0.40Ｅｕ0.02）（Ａｌ0.98Ｉｎ0.02）ＳｉＮ３、（Ｃａ0.999Ｅｕ0.001）ＡｌＳｉＮ３、（Ｃａ0.895Ｓｒ0.100Ｅｕ0.005）ＡｌＳｉＮ３、（Ｃａ0.79Ｓｒ0.20Ｅｕ0.01）ＡｌＳｉＮ３、（Ｃａ0.98Ｅｕ0.02）（Ａｌ0.95Ｇａ0.05）ＳｉＮ３、(Ｃａ0.20Ｓｒ0.79Ｅｕ0.01)ＡｌＳｉＮ３などを挙げることができるが、勿論これらに限定されるものではない。
【００２７】
更には、発光素子としては、窒化ガリウム(ＧａＮ)系半導体が用いられる。発光素子から発する１次光は、ピ−ク波長が４３０ｎｍから４８０ｎｍの範囲のものが適用される。好ましくは、４４０ｎｍから４７０ｎｍの範囲のものが用いられる。
【００２８】
本発明の他の形態は、バックライトとフィルタを備えた液晶表示装置であって、前記バックライトは、発光素子と前記発光素子から発する１次光を吸収して第１の２次光を発する第１の蛍光体及び第２の２次光を発する第２の蛍光体を備えた波長変換部を含む発光装置を備え、前記発光素子は青色にピーク波長を有し、前記第１の蛍光体が発する２次光は波長５１０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下にピーク波長を有し、前記第２の蛍光体が発する２次光は波長６３０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下にピーク波長を有し、前記フィルタは、前記液晶表示装置の各ピクセルに配されたサブピクセル毎に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）と黄（Ｙ）の各色用のフィルタが平面上に配置されたものであり、前記緑色用のフィルタは波長４９０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下に透過率のピーク波長を有することを特徴とする液晶表示装置に関する。
【００２９】
前記液晶表示装置において、前記第１の蛍光体は、次の一般式（１）
(Ｍ１１−ｘＥｕｘ)ａＳｉｂＡｌＯｃＮｄ          （１）
(式中、Ｍ１はアルカリ土類金属元素であり、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、０．００１≦ｘ≦０．３、０．９≦ａ≦１．５、４．０≦ｂ≦６．０、０．４≦ｃ≦１．０、６．０≦ｄ≦１１．０を満足する数である)
で実質的に表される２価のユ−ロピウム付活緑色系発光酸窒化物蛍光体であることが望ましい。
【００３０】
更に、前記液晶表示装置において、前記第２の蛍光体は、次の一般式（２）
(Ｍ２１−ｙＥｕｙ)Ｍ３ＳｉＮ３          （２）
(式中、Ｍ２はアルカリ土類金属元素であり、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、Ｍ３は３価の金属元素からなり、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ及びＬｕから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、０．００１≦ｙ≦０．１０を満足する数である)
で実質的に表される２価のユ−ロピウム付活赤色系発光窒化物蛍光体からなることが望ましい。
【００３１】
前記液晶表示装置は、ＲＧＢ信号をＲＧＢＹ信号に変換する回路とともに筐体に保持することができる。また前記液晶表示装置はリフレッシュレートが１２０Ｈｚ以上であるエリアアクティブ駆動であって、前記発光装置は前記リフレッシュレートに追従して前記エリアアクティブ駆動により明るさを変化させることができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上のような本発明の発光装置は、発光素子からの発光を効率良く吸収して高効率な白色光を発光するとともに温度特性が著しく良好である。また、それを用いたＬＣＤは色再現性(ＮＴＳＣ比)が高く高精彩な画像を得ることが出来る。特に本蛍光体は、ＲＧＢＹの４色のサブピクセルを有する液晶表示装置と組み合わせた場合にさらに色再現性（ＮＴＳＣ比）が高く、また表示画像が明るい液晶表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態の発光装置における要部の側面図である。
【図２】本発明の一実施形態の発光装置における発光スペクトル分布図である。
【図３】β型ＳＩＡＬＯＮ緑色系発光蛍光体を用いた発光装置における発光スペクトル分布図である。
【図４】本発明の一実施形態としての発光装置をバックライト光源として組み込んだＬＣＤの色再現性を示す色度図である。
【図５】Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)、Ｙ(黄)のサブピクセルを備えたＬＣＤの要部を示す模式図である。
【図６】Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)、Ｙ(黄)の各フィルタの透過スペクトル特性の模式図である。
【図７】本発明の一実施形態としての発光装置をバックライト光源として組み込んだＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)、Ｙ(黄)のサブピクセルを備えたＬＣＤの色再現性を示す色度図である。
【図８】本発明の一実施形態としての発光装置をバックライト光源として組み込んだＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)、Ｙ(黄)のサブピクセルを備えたＬＣＤ及びそれを駆動する回路を備える液晶テレビジョンの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明を実施例にしたがって説明する。
(実施例１)
本発明の発光装置の断面図を図１に示す。発光装置１０は、パッケージ１１に発光素子１２が搭載されている。発光素子１２として、青色である４５０ｎｍにピ−ク波長を有する窒化ガリウム(ＧａＮ)系半導体を用いた。波長変換部１３には、緑色系発光蛍光体１４として(Ｓｒ0.99Ｅｕ0.01)３Ｓｉ１３Ａｌ３Ｏ２Ｎ２１(ピーク波長５２０ｎｍ前後)、赤色系発光蛍光体１５として(Ｃａ0.99Ｅｕ0.01)ＡｌＳｉＮ３なる組成のものを用い、これらの緑色系発光蛍光体と赤色系発光蛍光体とを１：０．３５の割合で混合したものをシリコーン樹脂１６中に分散したものを用いた。
【００３５】
この波長変換部１３を組み込んだ発光装置１０及びこの発光装置をバックライトとして用いたＬＣＤについて、その特性を評価した。その結果を表１に示す。また、実施例１の発光装置の発光スペクトル特性を図２に示す。
【００３６】
（比較例１）
比較例１では、緑色系発光蛍光体として(Ｓｒ0.48Ｂａ0.47Ｅｕ0.05)２ＳｉＯ４(ピーク波長５２０ｎｍ前後)、赤色系発光蛍光体として(Ｃａ0.99Ｅｕ0.01)ＡｌＳｉＮ３なる組成のものを用いた。この発光装置をバックライトとして用いたＬＣＤについて、その特性を評価し、その結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
0005403607.tif 000002
【００３８】
表１から判るように、実施例１の発光装置は比較例１に比し、温度特性が著しく向上し、また、実施例１の発光装置をバックライトとして用いたＬＣＤは比較例１に比し、色再現性(ＮＴＳＣ比)が更に向上することが判る。このように、本発明の発光装置は、各種(特に大型)ＬＣＤ用バックライトとして好適な特性を有している。
【００３９】
(実施例２)
発光素子として、青色である４４０ｎｍにピ−ク波長を有する窒化ガリウム(ＧａＮ)系半導体を用いた。波長変換部には、緑色系発光蛍光体として(Ｓｒ0.95Ｅｕ0.05)５Ｓｉ２１Ａｌ５Ｏ２Ｎ３５(ピーク波長５２５ｎｍ前後）、赤色系発光蛍光体として(Ｃａ0.980Ｅｕ0.020)ＡｌＳｉＮ３なる組成のものを用いた。これらの緑色系発光蛍光体と赤色系発光蛍光体とを実施例１と同様な方法にて波長変換部を作製し、この波長変換部を組み込んだ発光装置及びこの発光装置をバックライトとして用いたＬＣＤについて、その特性を評価した。その結果を表２に示す。
【００４０】
（比較例２）
比較例２では、緑色系発光蛍光体として(Ｓｒ0.53Ｂａ0.42Ｅｕ0.05)２ＳｉＯ４(ピーク波長５２５ｎｍ前後)なる組成のものを用いた。この発光装置をバックライトとして用いたＬＣＤについて、その特性を評価し、その結果を表２に示す。
【００４１】
【表２】
0005403607.tif 000003
【００４２】
表２から判るように、実施例２の発光装置は比較例２に比し、温度特性が著しく向上するとともに、当該発光装置を用いたＬＣＤは、色再現性(ＮＴＳＣ比)が更に向上していることが判る。すなわち、各種(特に大型)ＬＣＤ用バックライトとして好適な特性を有している。
【００４３】
(実施例３〜５、比較例３〜５)
実施例１と同様な方法にて、発光装置及びＬＣＤを作製し、種々の特性を評価した結果を表３および表４に示す。
【００４４】
【表３】
0005403607.tif 000004
【００４５】
【表４】
0005403607.tif 000005
【００４６】
表３、４から判るように、実施例３〜５の発光装置を用いたＬＣＤは、比較例３〜５のものに比し、色再現性(ＮＴＳＣ比)が更に向上し、温度特性が著しく向上することが判る。このことは、各種(特に大型)ＬＣＤ用バックライトとして好適な特性を有している。
【００４７】
なお、この種の発光装置に対して、用いられる蛍光体の温度特性の改善を成したものとして、前述したβ型ＳＩＡＬＯＮである２価のユーロピウム付活酸窒化物よりなる緑色系発光蛍光体を用いることにより、色再現性（ＮＴＳＣ比）および温度特性の良好なＬＣＤが得られることが知られている。しかしながら、前述したβ型ＳＩＡＬＯＮである２価のユーロピウム付活酸窒化物よりなる緑色系発光蛍光体の発光のピーク波長は略５３０〜５４０ｎｍであり、特に緑色域の再現性がまだ十分ではなかった。
【００４８】
これに対し、本発明の蛍光体はより短波長即ち５１５〜５２５ｎｍの発光が可能であるため、本発明の蛍光体を波長変換部に用いた発光装置をバックライト光源として組み込んだＬＣＤは、色再現性（ＮＴＳＣ比）がより高い。
【００４９】
図３に、β型ＳＩＡＬＯＮ緑色系発光蛍光体を用いた発光装置の発光スペクトル分布図を示す。図２に示した実施例１と略同じ発光色度となるよう調整して波長変換部を作成したものである。図３において、緑色帯域の発光のピークが略５３０〜５４０ｎｍであり、図２と比較して緑色帯域の発光が長波長に寄っており、また同時に、赤色帯域の発光が抑えられてバランスし、実施例１と同じ発光色度となるものである。
【００５０】
図４に、実施例１のバックライトの色再現性領域を示す色度図を示す。図中４１は、ユーロピウム付活酸窒化物β型ＳＩＡＬＯＮ緑色系発光蛍光体を用いた発光装置をバックライト光源として組み込んだＬＣＤの色再現域、図中４０は、実施例１の発光装置をバックライト光源として組み込んだＬＣＤの色再現域を示す。実施例１の色再現域４０がβ型ＳＩＡＬＯＮ緑色系発光蛍光体を用いた発光装置の色再現域４１と比較して特に緑色域の再現性が向上していることが分かる。
【００５１】
（実施例６）
本実施例は、蛍光体として実施例１と同じものを用いているが、ＬＣＤにおけるサブピクセルがＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)、Ｙ(黄)の4色となっているものを用いた。図５は、本実施例に係るＬＣＤ５０の要部を示す模式図である（液晶セル内部、偏光板、導光板に付随する光学シートなど通常用いるＬＣＤ要素部材は示していない）。実施例１の蛍光体を用いた発光装置１０から発した光は導光板５１に導入され、導光板から上に出射した光は液晶セル５２の各ピクセル５３を透過する。１つのピクセル５３は、４つのサブピクセルＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)、Ｙ(黄)からなり、各サブピクセルは個別に駆動される。なお、１つのピクセルは、サブピクセルを上下左右に４つ並べたが、一つのピクセルにサブピクセルを４つ並列に配置するなど他の配置でも良い。
【００５２】
図６は、本実施例に用いたＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)、Ｙ(黄)フィルタの透過スペクトル特性を模式的に示す図である。青色ＬＥＤと蛍光体を用いた発光装置は比較的ブロードなスペクトルを有するので、Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の３つのフィルタだけでその領域をカバーしようとするとそれぞれのフィルタとして透過帯域の広いものを用いる必要があり、そのため色純度が低下し色再現域が低下する。Ｙ(黄)フィルタを用いることにより、青色ＬＥＤと蛍光体を用いた発光装置のブロードなスペクトル全体を捉えて輝度を向上することができる。
【００５３】
図７は、本実施例に係るＬＣＤの色再現域７０及び実施例１の色再現域４０を示す色度図を示す。単に黄色のサブピクセルを加えただけでなく、それにより隣接する色である緑のサブピクセルの中心透過波長を黄色から離れるように短波長にずらし、ＬＣＤの色再現性を広げることができた。つまり、本実施例ではＹ(黄)フィルタを用いることにより、Ｇ(緑)フィルタとして短波長かつ狭帯域のものを用いることができた。本実施例においては、Ｇ(緑)フィルタの中心波長を５２０ｎｍとした。色再現域を広くするためには、Ｇ(緑)フィルタの中心波長としては５３０ｎｍ以下、好ましくは５２０ｎｍ以下が適当である。ただし青色との重なりを少なくするためには４９０ｎｍ以上、好ましくは５００ｎｍ以上が良い。
【００５４】
なお、Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)、Ｙ(黄)フィルタとの組合せに適した赤色蛍光体のピーク波長としては、ＬＣＤ側で赤色フィルタを用い、蛍光体のスペクトルが長波長側にテールを引くことを考えると、波長５９０ｎｍ以上であれば良く、波長６１０ｎｍ以上であればなお良い。一方上限としては、長波長では視感度が悪いため６８０ｎｍ以下が適当であり、６６０ｎｍ以下であればなお良い。また、緑色蛍光体のピーク波長としては、緑色フィルタを短波長にして色再現域を向上できることを考えると、波長５１０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が良く、さらに好ましくは波長５１５ｎｍ以上５２５ｎｍ以下が良い。
【００５５】
本実施例においては、導光板を用いたエッジライト型ＬＣＤとしたが、ＬＣＤの背面に本発光装置を配置し導光板を用いない背面照射型ＬＣＤとしてもよい。背面照射型ＬＣＤは、画素毎にバックライトの明るさを変調することができるため省エネルギーに優れ、また明・暗のコントラスト比を増大させることができる。
【００５６】
実施例６においては、実施例１に用いた蛍光体を用いているが、実施例１以外の実施例に用いた蛍光体であってもよく、Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)、Ｙ(黄)フィルタとのマッチングに優れた波長を有する蛍光体であれば、各比較例の蛍光体、その他の蛍光体であってもよい。
（実施例７）
図８に、本発明の発光装置をバックライト光源として組み込み、Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)、Ｙ(黄)のサブピクセルを備えたＬＣＤ及びそれを駆動する回路を備える液晶テレビジョン８０の構成図を示す。ここで実施例１の蛍光体を用いた発光装置（ただしサイド発光型でなく上面発光型のもの）をＬＣＤパネルの背面にマトリクス状に配列し、背面からＬＥＤ光を照射するエリアアクティブ型（ローカルディミング型）の液晶パネルであるＬＣＤ８１を用いた画面サイズ４６インチの液晶テレビジョンを作製した。ＬＣＤ８１は、各ピクセル８２がＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)、Ｙ(黄)のサブピクセルからなっている。
【００５７】
外部アンテナ８３から得られた放送信号を元に、Ｒ0（赤）、Ｇ0（緑）、Ｂ0（青）の信号を生成する回路８４と、Ｒ0（赤）、Ｇ0（緑）、Ｂ0（青）の信号よりＲＧＢＹ（赤、緑、青、黄）の信号を生成する回路８５と、映像信号を元にＬＣＤ駆動信号を生成する液晶駆動回路８６と、ＬＣＤ８１と、ＬＣＤ８１及び各回路を支持する筐体８７を備えている。回路８６において、Ｙ（黄）信号は原則としてＧ（緑）信号とＲ（赤）信号より演算されるが、全体の表示色を最適化するためその加算比率を各信号レベルに応じて調整している（例えば完全な緑のみを表示する場合は、黄信号はゼロになる）。
【００５８】
本テレビジョンにサンプル画像を表示して人間による主観的な評価を行った。特に、果物・肌色など緑色・黄色成分を多く含むサンプル画像に関して、色再現性の向上により良好な評価結果が得られた。
【００５９】
動画像を滑らかに表示するため、液晶画面のリフレッシュレートは１２０Ｈｚまたは２４０Ｈｚとした。エリアアクティブ駆動でこのような高速のリフレッシュレートによる画像表示を行うため、各リフレッシュ毎に生成されるエリア毎の必要輝度情報に応じて、各エリアを受け持つ発光装置への駆動信号を設定する。駆動信号は、リフレッシュレートよりも高い周波数である６００ＨｚのＰＷＭ（Pulse width modulation）信号とした。
【００６０】
発光装置に用いる蛍光体の応答速度はＰＷＭ信号には必ずしも追従する必要はないが、リフレッシュレートには追従する必要がある。緑色蛍光体(Ｓｒ0.99Ｅｕ0.01)３Ｓｉ１３Ａｌ３Ｏ２Ｎ２１(ピーク波長５２０ｎｍ前後)の１／ｅ蛍光寿命が約１μsec、赤色蛍光体(Ｃａ0.99Ｅｕ0.01)ＡｌＳｉＮ３も同じく、１／ｅ蛍光寿命が約１μsecと高速であるので、２４０Ｈｚのリフレッシュレートであってもエリアアクティブ駆動に追従することができた。
【００６１】
ＬＣＤとしては、Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)、Ｙ(黄)のサブピクセルを用いた場合としたが、別のサブピクセル、例えばＷ(白)、Ｃ(シアン)、Ｍ（マゼンダ）のうち１つ又は複数のサブピクセルを加えても、同様の効果を有する。他の色が加わる場合には、Ｒ0、Ｇ0、Ｂ0の信号よりその色の信号も生成する必要がある。
【００６２】
なお、実施例７は液晶テレビジョンとしたが、コンピュータ用液晶モニタとしても色再現域の広いものが得られる。また、全体として高ＮＴＳＣ比であっても比較的低消費電力であるため、ＡＣ電源コードレスタイプの液晶モニタ・液晶テレビジョンとして好適である。
【００６３】
なお、以上の各実施例における発光装置の評価にあたっては、明るさに関しては順電流(ＩＦ)２０ｍＡにて点灯し、発光装置からの光出力(光電流)を測定した。また、色度(ｘ，ｙ)については、発光装置から放射された光を大塚電子製ＭＣＰＤ−２０００にて測定し、その値を求めた。また、色再現性（ＮＴＳＣ比）は、作成した発光装置を液晶表示装置のバックライト光源として組み込み、（株）トプコン製Ｂｍ５にて測定し、その値を求めた。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明における、波長変換部を有する発光装置は、発光素子からの発光を高い効率で吸収して高効率な白色光を発光し、さらに温度特性が優れている。さらに、それを用いたＬＣＤは色再現性(ＮＴＳＣ比)が高く高精彩な画像を得ることが出来る。特に本発明においては特定の蛍光体は、ＲＧＢＹの４色のサブピクセルを有する液晶表示装置と組み合わせることで、色再現性（ＮＴＳＣ比）が高く、表示画像が明るいため、小型、中型及び大型の液晶表示装置に適用できる。
【符号の説明】
【００６５】
１０  発光装置、１１  パッケージ、１２  発光素子、１３  波長変換部、１４  緑色系発光蛍光体、１５  赤色系発光蛍光体、１６  シリコーン樹脂、４０  本発明の発光装置をバックライト光源として組み込んだＬＣＤの色再現域、４１  β型ＳＩＡＬＯＮ緑色系発光蛍光体を用いた発光装置をバックライト光源として組み込んだＬＣＤの色再現域、５０  ４色型ＬＣＤ、５１  導光板、５２  液晶セル、５３  ピクセル、７０  本発明の発光装置をバックライト光源として組み込んだ４色型ＬＣＤの色再現域、８０  ４色型エリアアクティブ液晶テレビジョン、８１  ４色型ＬＣＤ、８２  ピクセル、８３  外部アンテナ、８４  Ｒ0Ｇ0Ｂ0信号生成回路、８５  ＲＧＢＹ信号生成回路、８６  液晶駆動回路、８７  筐体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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