(57)【特許請求の範囲】
【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 -bEub)S:Mc   …（１）
但し、O＜ｂ≦0.1、0＜ｃ≦0.1であり、Mは、350〜500nm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と共に、Mgフロロゲルマネート蛍光体を含有していることを特徴とする白色光源。
【請求項２】
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 -bEub)S:Mc   …（１）
但し、O＜ｂ≦0.1、0＜ｃ≦0.1であり、Mは、350〜500nmに励起
エネルギの吸収を持つ添加元素である、
赤色発光蛍光体と共に、Al2O3:Cr蛍光体を含有していることを特徴とする白色光源。
【請求項３】
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もしくは２に記載の白色光源。
【請求項４】
上記蛍光体組成式（１）中のCaは、その一部がSr及びZnで置換されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の白色光源。
【請求項５】
請求項４において、上記蛍光体組成式（１）中のCaの一部が、Sr及び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。
【請求項６】
上記蛍光発光部の蛍光膜は、上記蛍光体組成式（２）で表わされる赤色発光蛍光体と共に、Mgフロロゲ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５に記載の白色光源。
【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    …（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。
【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≦1000ppm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。
【請求項９】
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８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。
【請求項１０】
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８のいずれか一つ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。
【請求項１１】
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１０記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記光源は、請求項９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１１記載の画像表示装置。
【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フロロゲ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≦1000ppm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、GdAlO3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(Ca1-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(Gd0.99Ce0.01)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(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。
【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Ca0.95S:Eu0.05とCa0.1Sr0.85S: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0.005〜0.01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：Al2O3: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Gd2O3、Ce2(C2O4)3、9H2O、Al2O3及びGa2O3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(Gd0.99Ce0.01)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)3Al2Ga3O12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）。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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