JP2002056812A - 蛍光ランプ及びこれを採用した液晶表示装置 - Google Patents

蛍光ランプ及びこれを採用した液晶表示装置

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JP2002056812A JP2000399840A JP2000399840A JP2002056812A JP 2002056812 A JP2002056812 A JP 2002056812A JP 2000399840 A JP2000399840 A JP 2000399840A JP 2000399840 A JP2000399840 A JP 2000399840A JP 2002056812 A JP2002056812 A JP 2002056812A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は色再現性を増加させることができ
る液晶表示装置のバックライト用蛍光ランプ及びこれを
採用した液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 本発明による蛍光ランプは最大発光波
長が600〜620nmである赤色蛍光体、最大発光波
長が520〜555nmである緑色蛍光体、及び最大発
光波長が440〜460nmである青色蛍光体とから構
成される。緑色蛍光体は520〜555nmに対応する
一つの最大発光ピークのみを有することや、520〜5
55nmの最大発光ピーク以外に前記最大発光ピークと
比較して20%以下の相対大きさを有するサイドピーク
を有する。したがって、緑色蛍光体の最大発光ピーク以
外のサイドピークを除去したり最小化して明度の減少な
しで色再現性を増加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】本発明は蛍光ランプ及びこれ
を採用した液晶表示装置に関するものであり、より詳細
には色再現性を増加させることができる液晶表示装置の
バックライト用蛍光ランプ及びこれを採用した液晶表示
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、急速な発展を重ねている半導体産
業の技術開発によって小型、軽量になりながら性能はよ
り強力になった製品が生産されている。いままで情報デ
ィスプレー装置に広く使われているCRT(cathode ray tu
be)が性能や価格的な側面で多くの長所を有している
が、小型化または携帯性の側面では短所を有している。
これに反して、液晶表示装置は小型化、軽量化、低電力
消費化などの長所を有しており、CRTの短所を克服でき
る代替手段として順次注目されてきたし、現在はディス
プレー装置を必要とするほとんどのあらゆる情報処理機
器に装着されている実情である。
【0003】液晶表示装置は液晶の特定の分子配列に電
圧を印可して他の分子配列に変換させて、このような分
子配列により、発光する液晶セルの複屈折性、旋光性、
2色成及び光散乱特性などの光学的性質の変化を視覚変
化に変換するものであり、液晶セルによる光の変調を利
用したディスプレー装置である。
【0004】液晶表示装置は自発的に発光できない受光
素子であるために、液晶パネルの後面に付着されたバッ
クライトを利用して液晶パネルを照明する。液晶パネル
の光透過率は印可された電気的信号によって調節され
て、これに対応して停止した画像や動く画像が液晶パネ
ル上にディスプレーされる。
【0005】前述したように液晶表示装置は液晶を使用
して画面に透過される光量を調節して、この光を利用し
て画面の明暗と色を決定するので、一般的なディスプレ
ー装置とはいくつかの異なる特性を示す。例えば、画面
を見る角度によって画質が顕著に変わる視野角、投写型
発光ディスプレーによる透過率、透過された光がカラー
フィルタを通過して赤(R)、緑(G)、青(B)の色をどの程
度再現するかによる色再現性、画像の明暗を示す輝度、
同じ画像が長時間持続された時画像の跡が長く残る残像
などがそれである。
【0006】現在液晶表示装置は携帯用製品のディスプ
レーから抜け出しデスクトップPC用モニター及び家庭用
TV等に領域を拡大している。液晶表示装置は軽薄短小の
物理的長所を有しているが、前述した特性のうちから特
に色再現性及び輝度などがCRTに比べて脆弱である。既
存のノートブックモニター用液晶表示装置は、米国テレ
ビシステム委員会(national television system commit
ee)によりカラーテレビの放送方式で採用されたNTSC方
式に比べて色再現性が40〜50%の水準であるが、こ
れでも使用者の要求を充足させることができた。しか
し、新しい液晶表示装置の市場として注目されているTV
の場合にはCRT水準またはその以上の色再現性を具現す
ることができる液晶表示装置の開発が要求される。
【0007】通常的な多色(multi-color)液晶表示装置
は大きく液晶パネル、バックライト及びカラーフィルタ
とから構成される。すなわち、三波長蛍光ランプから構
成されたバックライトを光源で利用して、ここから出射
された白色光を前記カラーフィルタで赤、緑、青の三色
に分離して、これをまた加法混合して多様な色を具現す
る。
【0008】任意の光源の色は国際照明委員会(commiss
ion internationaled' Eclairage:CIE)で定めた色座標
(chromaticity cordinates)により決定される。すなわ
ち、任意の光源のスペクトルから三刺激値X、Y、Zを計
算した後、前記三刺激値から変換マトリックスにより
赤、緑、青の色座標x、y、zを求める。次いで、赤、
緑、青のx、y値を直交座標で表せば馬の蹄もようのスペ
クトル軌跡が描かれるが、これをCIE色図表(chromatici
ty diagram)という。一般的な光源はすべてこのような
馬の蹄形態の内側にその色座標を有するようになる。こ
の時、赤、緑、青の各色座標がなす三角形領域が色再現
領域になり、前記三角形領域が大きくなるほど色再現性
が高まるようになる。色再現性は色純度と輝度に依存す
るが、色純度及び輝度が高まるほど色再現性が増加す
る。ここで、三刺激値X、Y、Zはあるスペクトルに近接
な個別的な等色関数(color-matching function)の加重
値を示すものであり、特にYは明度に対する刺激値を示
す。
【0009】一方、熱源の温度によって発光する光の色
変化を基準に白色の色相を温度で表示したものを色温度
とするが、モニター上での色温度は大きく3つ、すなわ
ち9300K、6500K及び5000Kで現れる。色温
度が9000Kに近いほど青色が加味された白色を示し
て、色温度が6500Kならば赤色が加味された白色を
示して、色温度が5000Kならば中間色になる。色温
度は白色の色座標(x、y)から求められるが、色温度が9
000K近辺であるほどヨーロッパ放送連盟(European b
roadcasting union:EBU)規格を満足させることができ
る。
【0010】前述した液晶表示装置の場合にはバックラ
イトの発光スペクトルが等色関数及びカラーフィルタの
透過スペクトルと結合して可視光線領域の各波長に対す
る三刺激値を決定するので、多様な色具現を得るために
はバックライト、カラーフィルタ及び三刺激値間の相関
関係を適切に調節しなければならない。すなわち、色再
現性及び色温度を最適化するためにバックライトの発光
スペクトルを変更しなければならなく、これに対応して
発光効率を極大化させるようにカラーフィルタの透過ス
ペクトルが調整されなければならない。
【0011】現在顔料分散型カラーレジストで形成され
るカラーフィルタの色特性をみれば次の通りである。
【0012】図1は高色純度カラーフィルタの透過スペ
クトル分布を図示したグラフである。ここで、x軸は波
長(nm)を示してy軸は透過度(%)を示す。
【0013】図1を参照すれば、高色純度カラーフィル
タの色再現性はNTSC方式と比較した場合、標準白色光
(C)を基準として67%、白色明度(Yw)は30.5、そ
して色温度は6643K(白色の色座標x=0.31、y=
0.33)であり、ヨーロッパ放送連盟(European broad
casting union:EBU)規格に比べて緑色及び青色がかな
り脆弱な状態である。ここで、C光源とは国際実用温度
目盛りが約6774Kの曇った日の昼の平均陽光を意味
する。
【0014】最近開発されたEBU規格のTV用カラーフィ
ルタの場合、脆弱な緑色及び青色の色座標値を補償する
ためにそれぞれの調色顔料のマッチング比を調節する方
法が使われている。しかし、この方法によれば既存のカ
ラーフィルタに比べてスペクトル状の青色透過度の損失
が大きく増加する。TV型カラーフィルタの開発において
優秀な色再現性の具現のために透過度の損失を招くこと
は根本的に光源の効率側面で非常に不利になる。したが
って、このような透過度の損失をバックライトの輝度増
加を通じて補償するものとして設計される。
【0015】現在液晶表示装置のバックライトは冷陰極
蛍光ランプを光源として使用する。冷陰極蛍光ランプは
発光素材と原理において一般的な蛍光ランプと大きい差
がないながら、低電流動作が可能で発熱量が少なく、寿
命が永いという長所を有する。冷陰極蛍光ランプはその
内壁に蛍光体(phosphor)が塗布されたガラス管と前記管
の両端に付着された電極を含む。前記ガラス管はアルゴ
ン(Ar)のような希ガスと定量の水銀で封入される。
【0016】前記電極の間に電圧が加えられると、電子
が放出されて前記ガラス管内のガスをイオン化させる。
イオンと電子のイオン化及び再結合により253.7n
mの放電が開始され、これは水銀を励起させて254n
mの紫外線が発生される。前記紫外線は管壁に塗布され
た蛍光体を刺激して可視光線が放出される。
【0017】初期に開発された蛍光ランプらは液晶表示
装置の色再現性を考慮して設計されなかったために、光
源から出てくる三波長の光をカラーフィルタを通じて再
び色分離を行うことに対する概念が含まれなかったし、
単純に色温度、連色性、高輝度、高寿命、高効率などの
側面のみで開発が進行されてきた。したがって、光源の
赤、緑、青色領域で各々最大発光効率を有する三波長蛍
光体から発光される光をカラーフィルタにより加法混合
して多様な色の光を再現しなければならない液晶表示装
置では現在使用している冷陰極蛍光ランプが満足できる
程度の発光スペクトル形態を有することができないもの
である。
【0018】最近高色純度のTV-液晶表示装置を開発す
るにあたって、TV用カラーフィルタ適用時の色再現性は
最大70%程度であり、蛍光ランプの蛍光体比率を調節
して白色の色温度を増加させてCIE色座標の位置をEBU領
域に移動させる方向に開発している。しかし、三波長蛍
光体比率の調整を通じて得られることができる色再現性
の利得範囲は最大2%以内で非常に小さい。したがっ
て、高い色再現性を得るためには現在使用中の蛍光体を
TV-液晶表示装置に適合した蛍光体に変形または代替さ
せなければならない。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
第1目的は色再現性を増加させることができる液晶表示
装置のバックライト用蛍光ランプを提供するところにあ
る。
【0020】本発明の第2目的は前記蛍光ランプを採用
した液晶表示装置を提供するところにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】前記第1目的を達成する
ために本発明は、最大発光波長が600〜620nmで
ある赤色蛍光体と、最大発光波長が520〜555nm
である緑色蛍光体と、及び最大発光波長が440〜46
0nmである青色蛍光体とから構成されて、前記緑色蛍
光体は前記520〜555nmに対応する一つの最大発
光ピークのみを有することを特徴とする蛍光ランプを提
供する。
【0022】また、前記本発明の第1目的は最大発光波
長が600〜620nmである赤色蛍光体と、最大発光
波長が520〜555nmである緑色蛍光体と、及び最
大発光波長が440〜460nmである青色蛍光体とか
ら構成されて、前記緑色蛍光体は前記520〜555n
mに対応される最大発光ピーク以外に前記最大発光ピー
クと比較して20%以下の相対大きさ(relative size)
を有するサイドピークを有することを特徴とする蛍光ラ
ンプにより達成されることもできる。
【0023】また、前記本発明の第1目的は最大発光波
長が600〜620nmである赤色蛍光体と、最大発光
波長が520〜555nmである緑色蛍光体と、及び最
大発光波長が440〜460nmである青色蛍光体とか
ら構成されて、前記青色蛍光体はライン形態の発光スペ
クトル分布を有することを特徴とする蛍光ランプにより
達成されることもできる。
【0024】前記第2目的を達成するために本発明は、
最大発光波長が600〜620nmである赤色蛍光体、
最大発光波長が520〜555nmである緑色蛍光体、
及び最大発光波長が440〜460nmである青色蛍光
体とから構成されて、前記緑色蛍光体は前記520〜5
55nmに対応する一つの最大発光ピークのみを有する
蛍光ランプを採用した液晶表示装置を提供する。
【0025】また、前記本発明の第2目的は最大発光波
長が600〜620nmである赤色蛍光体、最大発光波
長が520〜555nmである緑色蛍光体、及び最大発
光波長が440〜460nmである青色蛍光体とから構
成されて、前記緑色蛍光体は前記520〜555nmで
ある対応する最大発光ピーク以外に前記最大発光ピーク
と比較して20%以下の相対大きさを有するサイドピー
クを有する蛍光ランプを採用した液晶表示装置により達
成されることもできる。
【0026】また、前記本発明の第2目的は最大発光波
長が600〜620nmである赤色蛍光体、最大発光波
長が520〜555nmである緑色蛍光体、及び最大発
光波長が440〜460nmである青色蛍光体とから構
成されて、前記青色蛍光体はライン形態の発光スペクト
ル分布を有する蛍光ランプを採用した液晶表示装置によ
り達成されることもできる。
【0027】本発明によれば、液晶表示装置のバックラ
イト用蛍光ランプを構成する緑色蛍光体が一つの最大発
光ピークのみを有したり前記最大発光ピーク以外のサイ
クピークが最大発光ピーク対比20%以下の大きさを有
するように形成することによって明度の減少なしで色再
現性を大きく増加させることができる。
【0028】以上のような本発明の目的と別の特徴及び
長所などは以下に参照する本発明の好適な実施例に対す
る以下の説明から明確になるであろう。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の望ましい実施例に対して詳細に説明する。
【0030】次の[表1]は現在バックライトの冷陰極蛍
光ランプに使用される蛍光体等の特性を示す。
【表1】
【0031】大部分の液晶表示装置開発業者では冷陰極
蛍光ランプに前記表1の蛍光体を使用しており、現在ま
では前記三波長蛍光体の品質が他のいかなる蛍光体より
最も優秀であることが知られている。
【0032】前記表1に示した三波長蛍光体を適用した
バックライトの発光スペクトル分布が図2に図示されて
いる。ここで、x軸は波長を示してy軸は相対的発光強さ
を示す。また、点線は緑色蛍光体の発光スペクトルを示
す。
【0033】図2を参照すれば、赤色蛍光体の場合は現
在使用中の蛍光体中から最も安定で発光効率及び色特性
が優秀なラインスペクトルを示す。色再現性の増加のた
めに最大発光波長(615nm)を多少長波長側に移動さ
せることを要求することができるが、白色の全体明度に
およぶ赤色の明度刺激値がだいぶ大きいために輝度側面
を考慮する時現状態で若干のチューニング程度が望まし
い。
【0034】青色蛍光体の場合はバンド幅が広い発光ス
ペクトルを有するために色純度が低いだけでなく、青色
の色座標x、y値がEBU規格に大きく未達であり、色温度
を減少させる主要原因になっている。
【0035】緑色蛍光体の場合(点線参照)は現在開発
されたランプ用蛍光体中から発光効率が最も優秀で寿命
が長く、大部分の光源に採用されている。現在主に使わ
れているLaPO4:Ce、Tbの発光スペクトルは四個のピー
ク、すなわち490nm、545nm、585nm及び
620nmのピークを有する。この中から、最大発光ピ
ーク(545nm)以外の二つのサイドピーク(585n
m、490nm:A、B)は、輝度の面で利得を与えるこ
とができるが色再現性の面では非常に大きい損失を招来
する。特に、赤色のY刺激値と緑色のY刺激値が大きく増
加して色再現領域を相殺させるものとして現れた。
【0036】したがって、色再現性を増加させるため
に、本発明によるバックライト用蛍光ランプは最大発光
波長が600〜620nmである赤色蛍光体、最大発光
波長が520〜555nmである緑色蛍光体、及び最大
発光波長が440〜460nmである青色蛍光体とから
構成されて、前記緑色蛍光体は前記520〜555nm
に対応する一つの最大発光ピークのみを有する。
【0037】一般的に、活性剤がMn2+であるZn2SiO4:M
n2+などの緑色蛍光体はその発光スペクトルが520〜
555nmの最大発光ピーク以外にいかなるサイドピー
クも存在しない。このように緑色光のサイドピーク(図
2のA、B)を除去すれば色純度が高まって色再現性が増
加するようになる。反面、光量の減少によって輝度の減
少を伴い得るために、同等水準以上の発光効率を維持す
るために本発明は活性剤としてCe3+:Tb3+を使用した緑
色蛍光体の二つのサイドピーク(488nm、584n
m:図2のA、B)を完全に除去することや最小化するこ
とによって輝度を維持しながら色再現性を極大化させる
ことを特徴とする。
【0038】図3は模擬実験を通じCe3+:Tb3+活性剤を
有する緑色蛍光体のサイドピークを除去する場合、バッ
クライトの色再現領域及び白色の色座標を図示したグラ
フである。図3で、x軸は波長を示し、y軸は相対的発光
強さを示す。また、C及びWは現在バックライトに適用さ
れる三波長蛍光体の色再現領域及び白色の色座標を示し
て、C1及びW1はCe3+:Tb3+活性剤を有する緑色蛍光体
の二つのサイドピーク(488nm、584nm:図2
のA、B)を除去した三波長蛍光体の色再現領域及び白色
の色座標を示す。
【0039】次の表2は図3のグラフから得られた色座
標値及び色再現性を示す。
【表2】 ここで、x及びyは色座標値を示して、Yは明度刺激値を
示す。
【0040】図3及び表2から分かるように、Ce3+:Tb
3+活性剤を有する緑色蛍光体の二つのサイドピーク(4
88nm、584nm:図2のA、B)を除去する場合色
再現領域がNTSC方式と比較して現在の70%(C)から87
%(C1)に大きく増加する。また、白色の色温度は645
8K(C)から8252K(C1)に約1800K増加し、白色
明度値は30.0(C)から29.6(C1)で変化がほとん
どなかった。
【0041】したがって、緑色蛍光体の発光スペクトル
で最大発光ピーク以外のサイドピークを除去したり最小
化する場合、前述したように白色明度の減少なしで色再
現性を大きく17%まで増加させることができる。ま
た、白色の色温度が増加するためにEBU規格に近接な色
特性を得ることができる。
【0042】実施例1 図4は本発明の第1実施例によるバックライトの発光ス
ペクトル分布を図示したグラフである。ここで、BLは現
在適用中であるバックライトの発光スペクトルを示し
て、BL1は本発明の第1実施例によるバックライトの発
光スペクトルを示す。
【0043】図4を参照すれば、本発明の第1実施例に
よる液晶表示装置のバックライト用蛍光ランプは、52
0〜555nmの最大発光ピーク以外のサイドピークが
前記最大発光ピークと比較して20%以下の相対大きさ
を有する発光スペクトルを示す緑色蛍光体を使用する。
望ましくは、前記緑色蛍光体の前記520nm以下で存
在するサイドピークは前記最大発光ピークと比較して2
0%以下の相対大きさを有して、前記555nm以上で
存在するサイドピークは前記最大発光ピークと比較して
10%以下の相対大きさを有する。
【0044】前記緑色蛍光体はCe3+:Tb3+活性剤を有
し、望ましくはLaPO4:Ce3+:Tb3+、La2O3xSiO2yP2O5
Ce3+:Tb3+、Y2SiO5:Ce3+:Tb3+、CeMgAlxOy:Ce3+:T
b3+及びGdMgBxOy:Ce3+:Tb3+の群から選択されたいず
れか一つで形成される。
【0045】例えば、LaPO4:Ce3+:Tb3+の蛍光体を使
用する場合、活性剤の濃度と比率を調節して発光効率を
既存の値と同等な水準に維持しながら488nmのサイ
ドピークと584nmのサイドピークの相対的強さを最
小化できる。すなわち、Tb3+の濃度を調節したりCe3+
比率を調節して緑色光のサイドピークを最小化する。こ
のように緑色光のサイドピーク大きさを最大発光ピーク
と比較して20%以下に減らせば、明度の減少なしで色
再現性及び色温度を増加させることができる。
【0046】実施例2 図5は本発明の第2実施例によるバックライトの発光ス
ペクトル分布を図示したグラフである。ここで、BL1は
本発明の第1実施例による発光スペクトル分布を示し
て、BL2は本発明の第2実施例による発光スペクトル分
布を示す。
【0047】図5を参照すれば、本発明の第2実施例に
よる液晶表示装置のバックライト用蛍光ランプは520
〜555nmの最大発光ピーク以外のサイドピークが前
記最大発光ピークと比較して20%以下の相対大きさを
有する発光スペクトルを示す緑色蛍光体を使用する。前
記緑色蛍光体はCe3+:Tb3+の活性剤を有する蛍光体とMn
2+の活性剤を有する蛍光体が二つ以上混合されて形成さ
れる。
【0048】望ましくは、前記緑色蛍光体は活性剤がCe
3+:Tb3+を有するLaPO4:Ce3+:Tb3 +、La2O3xSiO2yP
2O5:Ce3+:Tb3+、Y2SiO5:Ce3+:Tb3+、CeMgAlxOy:Ce
3+:Tb3 +及びGdMgBxOy:Ce3+:Tb3+の群から選択された
いずれか一つと、活性剤がMn2+であるZn2SiO4:Mn2+
蛍光体が二つ以上混合されて形成される。より望ましく
は、Ce3+:Tb3+活性剤を有する緑色蛍光体は前述した第
1実施例に適用されたものと同一である。
【0049】図6は本発明の第1実施例及び第2実施例
によるバックライトの色再現領域及び白色の色座標を図
示したグラフである。図6で、BL及びWは現在バックラ
イトに適用される三波長蛍光体の色再現領域及び白色の
色座標を示し、BL1及びW1は本発明の第1実施例によ
る三波長蛍光体を示し、BL2及びW2は本発明の第2実
施例による三波長蛍光体を示す。
【0050】次の表3は図6のグラフから得られた本発
明の第1実施例及び第2実施例によるバックライトの色
座標値及び色再現性を示す。
【表3】
【0051】図6及び表3から分かるように、本発明の
第1実施例または第2実施例によるバックライト用蛍光
ランプは色再現性がNTSC方式と比較して現在の69.9
%(BL)から77.2%(BL1)または80.0%(BL2)まで
大きく増加して、色温度が6458K(BL)から8008
(BL1)または8794(BL2)まで約2000K内外で増
加する。また、本発明の第2実施例(BL2)によるCe3+
Tb3+の活性剤を有する蛍光体とMn2+の活性剤を有する蛍
光体が二つ以上混合された緑色蛍光体を使用したバック
ライトの色再現性が前述した第1実施例(BL1)に比べて
約2.8%増加するだけでなく色特性も優秀になる。
【0052】前述したように本発明の第1実施例または
第2実施例によれば、緑色蛍光体の発光スペクトル特性
を変化させて色再現性を増加させる。しかし、このよう
な方法だけでは図6に図示したように青色の色座標が相
変らずEBUと比較して脆弱な状態を示す。したがって、
青色の色座標をEBU水準で変更させてこそ完全な色再現
性を具現することができる。
【0053】実施例3 図7は本発明の第3実施例によるバックライトの発光ス
ペクトル分布を図示したグラフである。ここで、B1は
本発明の第2実施例に適用した青色蛍光体の発光スペク
トルを示し、B2は本発明の第3実施例による青色蛍光
体の発光スペクトルを示す。
【0054】図7を参照すれば、本発明の第3実施例に
よる液晶表示装置のバックライト用蛍光ランプは前述し
た第1実施例または第2実施例のような赤色蛍光体及び
緑色蛍光体とから構成されて、青色蛍光体は前述した第
1実施例または第2実施例に適用するものに比べて狭い
幅の発光スペクトルを有する。
【0055】望ましくは、前記緑色蛍光体は前述した第
2実施例と同様に最大発光波長が600〜620nmの
赤色蛍光体、最大発光波長が520〜555nmで最大
発光ピーク以外に20%以下のサイドピークを有してCe
3+:Tb3+活性剤を有する蛍光体とMn2+活性剤を有する蛍
光体が二つ以上混合された緑色蛍光体及び最大発光波長
が440〜460nmの青色蛍光体とから構成される。
【0056】望ましくは、本発明の第3実施例による青
色蛍光体は440〜460nmの波長帯で最大発光ピー
ク値を有し、前記最大発光ピーク値付近の両端各々での
スペクトルはその接線の傾きが実質的に同じラインの形
態である。前記ライン形態は高色純度を実現するために
前記最大ピーク値付近の30%以内で維持されるように
する。
【0057】より望ましくは、前記青色蛍光体は最大発
光ピーク値の1/2に該当する光強度での波長領域であ
る半値幅(half band width)が40nm以下になるよう
にする。
【0058】ライン形態の発光スペクトルを有する青色
蛍光体はストロンチウム(strontium)系の蛍光体、望ま
しくはSr10(PO4)6Cl2:Eu2+、(Sr、Ca)10(PO4)6Cl2:Eu
3+及び(Sr、Ca)10(PO4)6nB2O3:Eu2+の群から選択され
たいずれか一つで形成する。この時、Srの一部をCaやBa
で置換して最大発光波長を調節することができて、蛍光
体の一部をほう酸塩(B2O3)に置換して発光強度を増加さ
せることができる。
【0059】現在最もたくさん使われている青色蛍光体
であるBAM(BaMg2Al16O27:Eu)はその最大発光波長が4
40〜460nmで適切な位置にあるが、活性剤の濃度
変化やマトリックス組成物の変更を通じて発光スペクト
ルの変化を与えるには限界がある。また、活性剤が不安
定で寿命と輝度維持率等に欠点がある。したがって、B
AM系の代りにストロンチウム系の青色蛍光体を使用す
れば半値幅が約32nmであり、最大発光波長が約44
7nmであるシャープな発光スペクトルを得ることがで
きる。発光スペクトルがライン形態でシャープに形成さ
れるほど色純度が向上されて原色に近い色を得ることが
できて、結果的に色再現性を増加させることができる。
また、蛍光ランプのガラス管内に封入されている水銀の
発光ピークが約440nmで青色領域にまたがっている
ので、青色の輝度が高まって色再現性をより増加させる
ことができる。
【0060】図8は本発明の第3実施例によるバックラ
イトの色再現領域及び白色の色座標を図示したグラフで
ある。図8で、BL及びWは現在バックライトに適用され
る三波長蛍光体の色再現領域及び白色の色座標を示し
て、BL3及びW3は本発明の第3実施例による三波長蛍
光体の色再現領域及び白色の色座標を示す。
【0061】次の表4は図8のグラフから得られた色座
標値及び色再現性を示す。
【表4】
【0062】図8及び表4から分かるように、最大発光
ピーク以外に20%以下のサイドピークを有してCe3+:T
b3+活性剤を有する蛍光体とMn2+活性剤を有する蛍光体
が二つ以上混合された緑色蛍光体及びストロンチウム系
の青色蛍光体とから構成されたバックライト用蛍光ラン
プによれば、色再現性がNTSC方式と比較して現在の6
9.9%(BL)から80.6%(BL3)まで約10%以上増加
し、EBU領域を完全にカバーする。色特性は大きく色再
現性、白色色温度及び白色明度で示すことができるが、
青色の色座標y値が減少しながら色再現性の増加と共に
白色の色温度が増加するので色特性が向上されたバック
ライトを具現することができる。
【0063】
【発明の効果】前述したように本発明によれば、液晶表
示装置のバックライト用蛍光ランプを構成する緑色蛍光
体が一つの最大発光ピークのみを有することや、前記最
大発光ピーク以外のサイドピークが最大発光ピークと比
較して20%以下の大きさを有するように形成する。こ
のように緑色蛍光体のサイド発光ピークを除去すること
や、最小化することによって白色明度の減少なしで色再
現性及び色温度を大きく増加させることができる。ま
た、青色蛍光体の発光スペクトルをライン形態に近接す
るように変更させることによってEBU領域を完全にカバ
ーする色再現性を実現することができる。
【0064】以上では本発明を実施例によって詳細に説
明したが、本発明は実施例によって限定されず、本発明
が属する技術分野において通常の知識を有するものであ
れば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修
正または変更できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 通常的な高色純度カラーフィルタの透過ス
ペクトル分布を図示したグラフである。
【図2】 通常的なバックライトの発光スペクトル分
布を図示したグラフである。
【図3】 模擬実験を通じて緑色蛍光体のサイドピー
クを除去したバックライトの色再現領域及び白色の色座
標を図示したグラフである。
【図4】 本発明の第1実施例によるバックライトの
発光スペクトル分布を図示したグラフである。
【図5】 本発明の第2実施例によるバックライトの
発光スペクトル分布を図示したグラフである。
【図6】 本発明の第1実施例及び第2実施例による
バックライトの色再現領域及び白色の色座標を図示した
グラフである。
【図7】 本発明の第3実施例によるバックライトに
使用される青色蛍光体の発光スペクトル分布を図示した
グラフである。
【図8】 本発明の第3実施例によるバックライトの
色再現領域及び白色の色座標を図示したグラフである。
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) C09K 11/73 CPX C09K 11/73 CPX 11/78 CPK 11/78 CPK 11/79 CPR 11/79 CPR 11/80 CPN 11/80 CPN 11/81 CPW 11/81 CPW G02F 1/13357 G02F 1/1335 530 Fターム(参考) 2H091 FA42Z FB06 LA15 4H001 CA07 XA05 XA08 XA12 XA14 XA15 XA17 XA20 XA30 XA38 XA39 XA57 XA58 XA64 YA25 YA58 YA63 YA65 5C043 AA01 BB04 CC09 DD28 EB04 EC13 EC14 EC16 EC17 EC18

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】最大発光波長が600〜620nmである
    赤色蛍光体と、 最大発光波長が520〜555nmである緑色蛍光体
    と、及び 最大発光波長が440〜460nmである青色蛍光体と
    から構成されて、 前記緑色蛍光体は前記520〜555nmに対応する一
    つの最大発光ピークのみを有することを特徴とする蛍光
    ランプ。
  2. 【請求項2】前記緑色蛍光体は、活性剤がMn2+であるZn
    2SiO4:Mn2+を含むことを特徴とする請求項1に記載の
    蛍光ランプ。
  3. 【請求項3】前記青色蛍光体はライン形態の発光スペク
    トル分布を有することを特徴とする請求項1に記載の蛍
    光ランプ。
  4. 【請求項4】前記青色蛍光体は半値幅が40nm以下の
    発光スペクトル分布を有することを特徴とする請求項3
    に記載の蛍光ランプ。
  5. 【請求項5】前記青色蛍光体はSr10(PO4)6Cl2:Eu2+
    (Sr、Ca)10(PO4)6Cl2:Eu3+及び(Sr、Ca)10(PO4)6nB
    2O3:Eu2+の群から選択されたいずれか一つで形成され
    たことを特徴とする請求項3に記載の蛍光ランプ。
  6. 【請求項6】最大発光波長が600〜620nmである
    赤色蛍光体と、 最大発光波長が520〜555nmである緑色蛍光体
    と、及び最大発光波長が440〜460nmである青色
    蛍光体とから構成されて、 前記緑色蛍光体は前記520〜555nmに対応する一
    つの最大発光ピーク以外に、前記最大発光ピークと比較
    して20%以下の相対大きさを有するサイドピークを有
    することを特徴とする蛍光ランプ。
  7. 【請求項7】前記緑色蛍光体の前記520nm以下で存
    在するサイドピークは前記最大発光ピークと比較して2
    0%以下の相対大きさを有し、前記555nm以上で存
    在するサイドピークは前記最大発光ピークと比較して1
    0%以下の相対大きさを有することを特徴とする請求項
    6に記載の蛍光ランプ。
  8. 【請求項8】前記緑色蛍光体は活性剤がCe3+:Tb3+を含
    むことを特徴とする請求項6に記載の蛍光ランプ。
  9. 【請求項9】前記緑色蛍光体はLaPO4:Ce3+:Tb3+、La2
    O3xSiO2yP2O5:Ce3+:Tb3+、Y2SiO5:Ce3+:Tb3+、CeMg
    AlxOy:Ce3+:Tb3+及びGdMgBxOy:Ce3+:Tb3+の群から
    選択されたいずれか一つを含むことを特徴とする請求項
    8に記載の蛍光ランプ。
  10. 【請求項10】前記緑色蛍光体は活性剤がCe3+:Tb3+
    有するLaPO4:Ce3+:Tb3+、La2O3xSiO 2yP2O5:Ce3+:Tb
    3+、Y2SiO5:Ce3+:Tb3+、CeMgAlxOy:Ce3+:Tb3+及びG
    dMgBxOy:Ce3+:Tb3+の群から選択されたいずれか一つ
    と、活性剤がMn2+であるZn2SiO4:Mn2+の蛍光体が二つ
    以上混合されて形成されたことを特徴とする請求項6に
    記載の蛍光ランプ。
  11. 【請求項11】前記青色蛍光体はライン形態の発光スペ
    クトル分布を有することを特徴とする請求項6に記載の
    蛍光ランプ。
  12. 【請求項12】前記青色蛍光体は半値幅が40nm以下
    の発光スペクトル分布を有することを特徴とする請求項
    11に記載の蛍光ランプ。
  13. 【請求項13】前記青色蛍光体はSr10(PO4)6Cl2:E
    u2+、(Sr、Ca)10(PO4)6Cl2:Eu3+及び(Sr、Ca)10(PO4)6
    nB2O3:Eu2+の群から選択されたいずれか一つで形成さ
    れたことを特徴とする請求項11に記載の蛍光ランプ。
  14. 【請求項14】最大発光波長が600〜620nmであ
    る赤色蛍光体と、 最大発光波長が520〜555nmである緑色蛍光体
    と、及び最大発光波長が440〜460nmである青色
    蛍光体とから構成されて、 前記青色蛍光体はライン形態の発光スペクトル分布を有
    することを特徴とする蛍光ランプ。
  15. 【請求項15】前記青色蛍光体は半値幅が40nm以下
    の発光スペクトル分布を有することを特徴とする請求項
    14に記載の蛍光ランプ。
  16. 【請求項16】前記青色蛍光体はSr10(PO4)6Cl2:E
    u2+、(Sr、Ca)10(PO4)6Cl2:Eu3+及び(Sr、Ca)10(PO4)6
    nB2O3:Eu2+の群から選択されたいずれか一つを含むこ
    とを特徴とする請求項14に記載の蛍光ランプ。
  17. 【請求項17】最大発光波長が600〜620nmであ
    る赤色蛍光体、最大発光波長が520〜555nmであ
    る緑色蛍光体、及び最大発光波長が440〜460nm
    である青色蛍光体とから構成されて、前記緑色蛍光体は
    前記520〜555nmに対応する一つの最大発光ピー
    クのみを有する蛍光ランプを採用した液晶表示装置。
  18. 【請求項18】前記蛍光ランプの前記青色蛍光体はライ
    ン形態の発光スペクトル分布を有することを特徴とする
    請求項17に記載の液晶表示装置。
  19. 【請求項19】最大発光波長が600〜620nmであ
    る赤色蛍光体、最大発光波長が520〜555nmであ
    る緑色蛍光体、及び最大発光波長が440〜460nm
    である青色蛍光体とから構成されて、前記緑色蛍光体は
    前記520〜555nmに対応する最大発光ピーク以外
    に前記最大発光ピークと比較して20%以下の相対大き
    さを有するサイドピークを有することを特徴とする蛍光
    ランプを採用した液晶表示装置。
  20. 【請求項20】前記緑色蛍光体の前記520nm以下で
    存在するサイドピークは前記最大発光ピークと比較して
    20%以下の相対大きさを有し、前記555nm以上で
    存在するサイドピークは前記最大発光ピークと比較して
    10%以下の相対大きさを有することを特徴とする請求
    項19に記載の液晶表示装置。
  21. 【請求項21】前記蛍光ランプの前記青色蛍光体はライ
    ン形態の発光スペクトル分布を有することを特徴とする
    請求項19に記載の液晶表示装置。
  22. 【請求項22】最大発光波長が600〜620nmであ
    る赤色蛍光体、最大発光波長が520〜555nmであ
    る緑色蛍光体、及び最大発光波長が440〜460nm
    である青色蛍光体とから構成されて、前記青色蛍光体は
    ライン形態の発光スペクトル分布を有することを特徴と
    する蛍光ランプを採用した液晶表示装置。
  23. 【請求項23】前記蛍光ランプの前記青色蛍光体は半値
    幅が40nm以下の発光スペクトル分布を有することを
    特徴とする請求項22に記載の液晶表示装置。
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