JP2004250694A - バックライト用蛍光体及び該蛍光体を用いた蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】 色純度の良好な青色発光を呈し、経時的な耐紫外線性を有するバックライト用蛍光体、並びに特に青色周辺の色再現範囲が拡大され、経時的な輝度低下の抑制された、カラー液晶表示装置が得られるバックライト用の蛍光ランプを提供する。
【解決手段】 一般式がａ（Ｍ^I _1-x-y Ｅｕ_x Ｍ^II _2y）Ｏ・Ａｌ_12-z-k Ｍ^III _zＭ^IV _kＯ₁₈で表され、必要に応じて更にこれに硫黄を含有させた、バックライト用のアルカリ土類アルミン酸塩蛍光体（但し式中、Ｍ^IはＢａ、ＳｒおよびＣａから選択される１種のアルカリ土類金属元素、Ｍ^IIはＬｉおよびＴｌから選択される１種の元素、Ｍ^IIIはＢおよびＬａから選択される１種の元素、Ｍ^IVはＳｃ、Ｙ、Ｇｄ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｔｍ、ＹｂおよびＢｉから選択される１種の元素を表し、ａ、ｘ、ｙ及びｚはそれぞれ、０．９≦ａ≦１．８、０＜ｘ＜１、０≦ｙ＜１、ｘ＋２ｙ＜１、０≦ｚ≦２及び０≦ｋ≦２を満足する数である）、並びに蛍光膜に前記蛍光体を含有させたバックライト用の蛍光ランプ。
【選択図】なし

Description

本発明は主としてカラー液晶表示装置（以下ＬＣＤという）のバックライトに使用する蛍光体及びその蛍光体を使用したバックライト用蛍光ランプに関する。

ＬＣＤは、液晶を用いた複数の画素からなるディスプレイ素子の背面にバックライトと呼ばれる白色面状光源を配し、画像情報が担持されたディスプレイ素子を透過したバックライトからの光を画像として観察するタイプのものと、バックライトを設けず画像情報が担持されたディスプレイ素子に外光を反射させてその画像を観察するタイプのものに分けられる。
バックライトからの透過光を利用する前者のタイプのＬＣＤでは、ディスプレイ素子を透過するバックライトからの透過光強度を制御し、また、画像情報が担持された画素毎に配置された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色のカラーフィルターにより、各画素毎に所定の波長域の光を選択的に透過させて、併置混色により任意の色を再現している。

ＬＣＤのバックライト用に使用される蛍光ランプは、その蛍光膜としてＲ、Ｇ及びＢの３原色の波長域にそれぞれ発光スペクトル分布を有する蛍光体の混合蛍光体（３波長蛍光体）を使用した、主として冷陰極を電極とするタイプの蛍光ランプ（冷陰極蛍光ランプ）がその光源として用いられており、このバックライト用蛍光ランプからの発光を導光板により白色面光源化してＬＣＤにおけるディスプレイ素子の背面に対峙させて配置し、ＬＣＤの画像表示のための光源として使用されている。

従来、このバックライト用蛍光ランプの蛍光膜には一般照明用の３波長型蛍光ランプと同様、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ等の赤色蛍光体、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ等の緑色蛍光体及びＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ等の青色蛍光体からなる混合蛍光体が使用されている（例えば非特許文献１参照）。
ＬＣＤをはじめとするカラーディスプレイ素子全般に要求されることは、色再現範囲が広く、消費電力が少ないことである。ＬＣＤやカラー陰極線（カラーＣＲＴ）などのカラーディスプレイ素子の色再現に関する性能の評価は、そのディスプレイ素子が表示し得る３原色の色度座標値（色再現範囲）及び白、黒の色度座標値により決まる。

ところでカラーＬＣＤの場合、現在使用されているカラーフィルターと光源であるバックライトの組み合わせにおいては、代表的表示装置であるカラーＣＲＴの表示可能な色再現範囲をカバーできていない。ＬＣＤの色再現範囲を更に広げるには、現在使用されているカラーフィルターの透過スペクトル（分光透過率特性）を調整することにより従来の発光特性の蛍光ランプを光源とするバックライトでも色再現範囲を拡大することは可能ではあるが、カラーフィルターの透過スペクトルを調整することによってバックライトからの光の透過率が低下し、ＬＣＤの特長であるエネルギー効率が犠牲となる。そのためバックライトの白色光の色再現範囲を更に拡大するように発光特性が改善されることが前述の課題の解決に不可欠である。中でも青色については、従来のＬＣＤに比べてより青色の色純度の良い表示が出来ること（即ち、海の深い青色を再現できること）が画像の品格からいっても強く要請されている。このことからバックライト用蛍光ランプの蛍光膜に用いる混合蛍光体の中、より色純度のよい青色成分蛍光体の改良が特に期待されている。ここで青色蛍光体の発光色の色純度が良くなるとは、発光色のＣＩＥ１９３１色座標においてｙ値がより小さい値を示すということを意味する。

また、従来用いられているバックライト用蛍光体において、特に青色成分であるＢＡＭ蛍光体（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）は紫外線励起下での経時的な輝度劣化があり、ＬＣＤのバックライトとして長時間用いた場合青色成分の発光が経時的に低下し、その結果ＬＣＤの経時な輝度低下と白色としての色度変化（色温度の変動）を起こし易く、その意味でも混合蛍光体の中でも特に発光特性の改善された青色成分のバックライト用蛍光体の開発が要望されていた。従来、紫外線励起下での経時的な輝度劣化が少なくてＢＡＭ蛍光体に代わる実用的なバックライト用として用いられる蛍光ランプ用の青色発光蛍光体は知られていない。なお、上記ＢＡＭ蛍光体は真空紫外線励起下においても経時的な輝度劣化を起こすことが知られており、本願出願人はこれに代わる真空紫外線用の青色蛍光体として、母体組成中にＭｇを含まないＥｕ付活のアルカリ土類のアルミン酸塩蛍光体に関して先に特許出願した（特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特願２００２−２２５４６４号）が、この蛍光体がＬＣＤのバックライト用蛍光ランプに用いられた場合の経時的な輝度劣化等、ＬＣＤのバックライト用として用いた場合における実用特性についての検討は今までなされていなかった。

特開２００３−１２９０４７号公報 特開２００３−３３６０５６号公報 特開２００３−３３６０５８号公報 荒井、「蛍光ランプ用蛍光体」、ディスプレイ、テクノタイムズ社、１９８８年、第４巻、第５号、第２６頁、

そこで、本発明は、従来の青色蛍光体よりも色純度が良好で紫外線励起下での経時的輝度劣化の少ない、ＬＣＤ、特にカラーＬＣＤのバックライト用の青色蛍光体を提供することを目的とする。
また、本発明は、従来のものよりも色再現範囲が拡大され、経時的な輝度劣化の少ないＬＣＤが得られるバックライト用蛍光ランプを提供することを目的とする。

本発明者らは、このような問題を解決すべく鋭意検討した結果、Ｍｇを母体組成の一部として含まない特定組成の２価金属アルミン酸塩蛍光体が、従来のＢＡＭ蛍光体（母体の構成成分としてＭｇを含むＥｕ付活アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体）等の青色蛍光体に比べて純度の良好な青色発光を呈するという利点を活用し、この蛍光体を青色成分蛍光体として含む３波長混合蛍光体を用い蛍光ランプの蛍光膜とすれば、バックライトの発光特性を大幅に改善でき、さらにこのバックライトを使用すればＬＣＤのパフォーマンスが向上することを見いだし、本発明を完成させたものである。

すなわち、本発明は以下の構成からなる。
（１）バックライトとして用いられる蛍光ランプ用の蛍光体であって、一般式ａ（Ｍ^I _1-
x-y Ｅｕ_x Ｍ^II _2y）Ｏ・Ａｌ_12-z-k Ｍ^III _zＭ^IV _kＯ₁₈で表されるアルカリ土類アルミン
酸塩蛍光体。（但し前記式中、ａは０．９≦ａ≦１．８を満たす数であり、Ｍ^IはＢａ、
ＳｒおよびＣａからなる群より選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素を表し、ｘは０＜ｘ＜１であり、Ｍ^IIはＬｉおよびＴｌからなる群より選択される少なくとも１種を表し、ｙは０≦ｙ＜１でかつｘ＋２ｙ＜１であり、Ｍ^IIIはＢおよびＬａからなる群より選択される少なくとも１種を表し、ｚは０≦ｚ≦２であり、Ｍ^IVはＳｃ、Ｙ、Ｇｄ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｔｍ、ＹｂおよびＢｉからなる群より選択される少なくとも１種を表し、ｋは０≦ｋ≦２である）。
（２）前記蛍光体のＣｕＫα１特性Ｘ線による粉末回折Ｘ線スペクトルにおいて、該スペクトルの回折角（２θ）が２８°〜３１°の角度領域にわたって幅広い帯状のピークを有することを特徴とする前記（１）記載のバックライト用蛍光体。
（３）前記粉末回折Ｘ線スペクトルの前記幅広い帯状のピークの半値幅が、０．５°以上であることを特徴とする前記（２）記載のバックライト用蛍光体。
（４）前記粉末回折Ｘ線スペクトルにおける前記幅広い帯状のピークの積分値が、回折角
（２θ）２１°〜２２°の角度領域にわたって存在する独立したピークの積分値の０．５倍以上であることを特徴とする前記（２）または（３）記載のバックライト用蛍光体。
（５）前記蛍光体中の硫黄含有量が５〜２０００ｐｐｍの範囲にあることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載のバックライト用蛍光体。
（６）前記蛍光体が波長２５４ｎｍの紫外線励起下で発光する紫外線励起用蛍光体であることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載のバックライト用蛍光体。

（７）透光性気密容器と、該容器内に封入されて放電により紫外線を発生する放電媒体と、該容器内に放電を起こさせるように配設された少なくとも一対の電極と、該容器内に形成された、少なくとも赤色（Ｒ）波長域、緑色（Ｇ）波長域及び青色（Ｂ）波長域を含む３波長以上の波長域にそれぞれ発光スペクトルのピークを有する混合蛍光体からなり、前記紫外線により励起されて白色光を放射する蛍光膜とを具備した蛍光ランプであって、前記青色（Ｂ）の波長域に発光スペクトルのピークを有する蛍光体の少なくとも一部が前記（１）〜（６）のいずれかに記載のバックライト用蛍光体であることを特徴とする蛍光ランプ。
（８）前記放電媒体が水銀を含有することを特徴とする前記（７）に記載の蛍光ランプ。
（９）前記電極が冷陰極型であることを特徴とする前記（７）または（８）に記載の蛍光ランプ。
（１０）前記蛍光ランプがカラー液晶表示装置のバックライト用であることを特徴とする前記（７）〜（９）のいずれかに記載の前記蛍光ランプ。

本発明のバックライト用アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体は、従来の同用の青色蛍光体に比べて紫外線励起下において色純度のより良好な青色発光を呈し、かつ、耐紫外線性があり、紫外線による経時的な輝度劣化が少ない。そのため、本発明の蛍光体を蛍光膜中に含む本発明の蛍光ランプをＬＣＤのバックライト用として使用した場合、色再現範囲が広く、かつ、高輝度で経時的な輝度低下の少ないＬＣＤが得られる。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のバックライト用蛍光体を製造するには、１）Ｂａ、ＳｒおよびＣａからなる群より選択される少なくとも１種のアルカリ土類元素（Ｍ^I）、２）Ａｌ元素、３）Ｌｉお
よびＴｌからなる群より選択される少なくとも一種の元素（Ｍ^II）、４）ＢおよびＬａか
らなる群より選択される少なくとも一種の元素（Ｍ^III）、５）Ｓｃ、Ｙ、Ｇｄ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｔｍ、ＹｂおよびＢｉからなる群より選択される少なくとも１種の元素（Ｍ^IV）、および６）付活剤であるＥｕ元素の各酸化物、またはこれら１）〜６）の各元素の炭酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物等の化合物を化学量論的にａ（Ｍ^I _1-x-y Ｅｕ_x Ｍ^II _2y）Ｏ・Ａｌ_12-z-k Ｍ^III _zＭ^IV _kＯ₁₈（但し前記式中、Ｍ^I、Ｍ^II、Ｍ^IIIおよびＭ^IVはそれぞれ上記各元素を表し、ａ、ｘ、ｙ、ｚおよびｋはそれぞれ０．９≦ａ≦１．８、０＜ｘ＜１、０≦ｙ＜１、ｘ＋２ｙ＜１、０≦ｚ≦２及び０≦ｋ≦２を満たす数である。以下同様である。）となる割合で秤取し、これらの蛍光体原料化合物を十分混合して蛍光体原料混合物とし、これをアルミナ坩堝等の耐熱容器に充填して焼成する。焼成に供される蛍光体原料混合物中には、蛍光体構成成分の外にＢＡＭ蛍光体など従来のアルカリ土類アルミン酸塩蛍光体製造の場合と同様に、反応促進のためにＡｌＦ₃、ＢａＦ₂、（ＮＨ₄）ＨＦ₂などのフッ化物をフラックスとして添加しておいてもよい。

また本発明の蛍光体中に、硫黄を含有させると得られる蛍光体の発光輝度がより向上する。硫黄を含有させる場合、発光輝度の点から硫黄の含有量は５〜２０００ｐｐｍの範囲、好ましくは１０〜５００ｐｐｍの範囲、より好ましくは２０〜２５０ｐｐｍの範囲とするのが妥当である。蛍光体中に硫黄を含有させるためには、上記原料化合物として硫黄もしくは硫黄化合物を用い、これを上記蛍光体原料混合物中に添加、混合しておくか、硫黄を含む雰囲気中で硫黄が含まれていない上記蛍光体原料混合物を焼成してもよい。硫黄を含む雰囲気中とは、硫黄もしくは硫黄化合物を蛍光体原料混合物の入った耐熱容器とは別の容器中に入れて同時に焼成するか、またはＣＳ₂、ＳＯ₂、Ｈ₂Ｓ等のガス組成中に硫黄を含むガス中で焼成することでもできる。この場合、原料化合物中には硫黄もしくは硫黄化合物が含まれていなくてもよい。

本発明の蛍光体は、この蛍光体のＣｕＫα１特性Ｘ線による粉末回折Ｘ線スペクトルを測定すると、該スペクトルにおける回折角（２θ）２８〜３１°の角度領域において、図１のｂ〜ｆに見られるように幅広いピークが観測され、この粉末回折Ｘ線スペクトルに幅広いピークが顕著に認められる組成の蛍光体では紫外線による輝度劣化が特に少ないという特性を有する。図１は、組成式が１．２８６（Ｂａ_0.8，Ｅｕ_0.1，Ｌｉ_0.2）Ｏ・６Ａｌ₂Ｏ₃であるアルカリ土類アルミン酸塩蛍光体のＣｕＫα１特性Ｘ線による粉末回折Ｘ線スペクトルを示した図である。図１において、曲線ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆは、それぞれ１２００℃、１３００℃、１４００℃、１５００℃、１６００℃及び１７００℃で焼成した蛍光体について測定したスペクトルであり、曲線ａ〜ｆの６つの曲線の回折角（横軸）をそれぞれ一致させて各曲線を積み重ねて描いたものであって、縦軸の相対高さは、同一曲線内では相対比較できるが各曲線間での比較はできない。

図１からも分かるように、蛍光体原料混合物の焼成温度を１３００℃より低くすると、得られる蛍光体の粉末回折Ｘ線スペクトルにおける上記の幅広いピークは次第に認められなくなり、それと共に紫外線による輝度劣化の程度も大きくなる上、紫外線励起下での十分な発光輝度が得られず、また、１８００℃より高くすると不要なエネルギーを消費することになり工業的に好ましくない。従って、蛍光体原料混合物の焼成は１３００〜１８００℃の温度で、その充填量に応じて２〜４０時間かけて１回以上焼成すると良い。焼成は還元性雰囲気中で行うことが好ましく、焼成時の還元性雰囲気を得るためには、蛍光体原料混合物が充填された坩堝中に黒鉛や活性炭を埋め込む方法、黒鉛や活性炭を充填した坩堝内に蛍光体原料混合物を充填した坩堝を埋め込む方法、窒素と水素の混合気体中で焼成する方法等が挙げられる。更に、焼成雰囲気中には水蒸気が含まれていてもよい。

得られた焼成物に分散、水洗、乾燥、篩分け等、通常の蛍光体製造時に適用されると同様の後処理を施すことによって、一般式ａ（Ｍ^I _1-x-y Ｅｕ_x Ｍ^II _2y）Ｏ・Ａｌ_12-z-k
Ｍ^III _zＭ^IV _kＯ₁₈で表される本発明のバックライト用蛍光体（アルカリ土類アルミン酸塩
蛍光体ともいう）を製造することができる。

本発明のアルカリ土類アルミン酸塩蛍光体は、紫外線励起下で高輝度に発光する蛍光体を得るためには、上記組成式において、ｚ値およびｋ値をそれぞれ２以下とする必要がある。また、ａ値については０．９より小さいか１．８より大であれば化学組成的に不純物成分の混在量が多くなり、高輝度で耐紫外線性の優れた蛍光体が得られないため好ましくない。
紫外線で励起したときの発光輝度（刺激和）の観点から、特に、ａ（Ｍ^I _1-x-y Ｅｕ_x
Ｍ^II _2y）Ｏ・Ａｌ_12-z-k Ｍ^III _zＭ^IV _kＯ₁₈なる組成式において、ａ値およびｘ値がそれ
ぞれ１．１≦ａ≦１．５、０．０５≦ｘ≦０．５であることがより好ましい。
そして、同じく紫外線励起したときの発光輝度（刺激和）の観点から、蛍光体の母体結晶の一部を構成するＭ^I元素がＢａであるか、もしくは５０モル％以下、より好ましくは２０モル％以下のＢａをＳｒおよびＣａの中の少なくとも１つで置換したアルカリ土類金属元素であることが好ましい。

このようにして製造された本発明のアルカリ土類アルミン酸塩蛍光体は、紫外線励起下で従来の青色発光蛍光体であるＢＡＭ蛍光体よりもＣＩＥ表色系色度点のｙ値が小さく、青味の濃い、青色としての色純度がより高い青色発光を呈し、更に、耐紫外線性も向上して経時的な輝度劣化が少ない。
本発明のアルカリ土類アルミン酸塩蛍光体の特徴は、上述したようにこの蛍光体の粉末についてＣｕＫα１特性Ｘ線を照射して粉末回折Ｘ線スペクトルを測定し、そのスペクトルを観察すると、回折角（２θ）が２８°〜３１°の角度領域にわたって図１のｂ〜ｆに見られるような幅広い帯状のピークが認められることであり、この幅広い帯状のピークの強度が大であるほど、その蛍光体の紫外線励起下での発光輝度が高く、しかも紫外線による輝度劣化の程度が少ないという特性を有することである。なお、本発明の蛍光体の上記粉末回折Ｘ線スペクトルにおいて、この回折角（２θ）が２８°〜３１°の角度領域にわたって見られる幅広い帯状のピークとは局所的に見られる小さくてシャープなピークではなく、図１に例示したようにブロードなピークを言うが、この回折角（２θ）が２８°〜３１°の角度領域での幅広いピークの半値幅が０．５°以上であり、さらには１°以上であることが紫外線励起下での発光輝度をより高め、紫外線による輝度劣化をより抑制することができる点でより好ましい。

また、本発明の蛍光体のＣｕＫα１特性Ｘ線による粉末回折Ｘ線スペクトルにおける回折角（２θ）２８°〜３１°の角度領域に認められる前記幅広い帯状のピークの積分値と、同スペクトルにおける回折角（２θ）２１°〜２２°の角度領域にわたって存在する独立したピークの積分値とを比較した時、前者（２８°〜３１°の角度領域における積分値）が後者（２１°〜２２°の角度領域における積分値）の０．５倍以上である場合には、０．５倍未満の場合より輝度が高くなる傾向がある。

次に本発明のバックライト用の蛍光ランプについて述べる。本発明の蛍光ランプはガラス管等の透光性気密容器の内壁に形成される蛍光膜を構成する混合蛍光体（３波長蛍光体）の中の青色発光成分の少なくとも一部の蛍光体として上記本発明のアルカリ土類アルミン酸塩蛍光体を用いる以外は従来の蛍光ランプと同様にして製造される。
例えば、酢酸ブチル、キシレン等の分散媒中にニトロセルロース、エチルセルロース等の結合剤樹脂を溶解させた結合剤中に混合蛍光体（３波長蛍光体）を縣濁させて蛍光体塗布スラリーを調製し、これをガラス管等の透光性容器の内壁に塗布し、乾燥、ベーキング処理して該透光性容器の内壁に蛍光膜を形成すると共に、その容器内の両端もしくは該容器壁を挟む内外に少なくとも一対の電極（冷陰極）を配してから該容器内を排気し、次いで該容器内に水銀や希ガスなどの放電媒体を封入してから該容器を封止することによって本発明の蛍光ランプを製造することが出来る。尚、外部電極の場合、封止後に電極を形成することも可能である。

本発明の蛍光ランプの蛍光膜は、青色（Ｂ）成分蛍光体である上記一般式ａ（Ｍ^I _1-x-
y Ｅｕ_x Ｍ^II _2y）Ｏ・Ａｌ_12-z-k Ｍ^III _zＭ^IV _kＯ₁₈で表される本発明の蛍光体と、例え
ば、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ系蛍光体等の従来から使用されている緑色（Ｇ）成分蛍光体と、例えばＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ系蛍光体等の従来から使用されている赤色（Ｒ）成分蛍光体とを所定量混合した混合蛍光体（３波長蛍光体）が使用される。この混合蛍光体（３波長蛍光体）は紫外線励起下でＢ、Ｇ及びＲの各成分蛍光体の混合割合によってその発光色は変わってくるが、本発明の蛍光ランプではホワイトバランスを考慮して紫外線励起下において所望の色温度の白色発光を呈し得る割合で混合した混合蛍光体からなる蛍光体塗布スラリーを調製し、これを透光性気密容器の内壁に塗布してその蛍光膜が形成される。本発明の蛍光ランプの蛍光膜形成のために使用される混合蛍光体中には上記Ｂ、Ｇ、Ｒの３種類の蛍光体からなる３波長蛍光体の外に、その発光スペクトルがＢ、Ｇ、Ｒ以外の波長域にある第４、第５の蛍光体を更に添加しておいても良い。また、Ｂ、Ｇ、Ｒの各蛍光体は例記した上記組成以外の蛍光体であっても良く、この中に一般式ａ（Ｍ^I _1-x-y Ｅｕ_x Ｍ^II
_2y）Ｏ・Ａｌ_12-z-k Ｍ^III _zＭ^IV _kＯ₁₈で表される本発明のアルカリ土類アルミン酸塩が
所定量含有されていればよい。

なお、白色とはＣＩＥ表色系の（ｘ、ｙ）色度図におけるほぼ中心領域に位置して一般に白色と言われる色度範囲にあることを言う。従って本発明の蛍光ランプの場合、例えば色温度６７００Ｋの昼光色、５０００Ｋの昼白色、３５００Ｋの温白色、３０００Ｋの電球色など、所望の色温度の発光を呈するような割合でＢ、Ｇ、Ｒ各成分蛍光体の混合物を用いるが、本発明の蛍光ランプにおいては特にカラーＬＣＤのバックライト用として要望されているように、１００００Ｋ付近の色温度であってやや青味のある白色を呈するような割合で上記Ｂ、Ｇ、Ｒ各成分蛍光体の混合物を用いて蛍光膜とするのが好ましい。

このようにして製造された本発明の蛍光ランプは、例えばカラーＬＣＤのバックライトとして使用される。即ち、ＬＣＤの画像表示面である、液晶素子からなる複数の画素が２次元的に配置されたディスプレイ素子の背後に該ディスプレイ素子に直接対向させて本発明の蛍光ランプ（冷陰極管）を配するか、もしくはディスプレイ素子の背後に該表示面に対峙させて透光性のプラスチック等からなる導光板を配備し、その導光板の上下端もしくは左右端に本発明の蛍光ランプ（冷陰極管）を配置することによってＬＣＤのバックライトの光源として使用される。
また、バックライトの光源としては蛍光ランプを用いず、蛍光膜を設けた基板と、紫外線や、青色又は深青色を発光する陰極管やＬＥＤ等の励起源とを該基板上の蛍光膜を励起し得る位置に設置しておき、この励起源により該基板上の蛍光膜を励起して発光させて白色面光源として用いるタイプのものもあるが、このようなタイプのバックライトの蛍光膜にも本発明の蛍光体を用いることもできる。

本発明の蛍光ランプは、その蛍光膜の青色成分蛍光体として本発明のアルカリ土類アルミン酸塩蛍光体を用いて製造されており、これをＬＣＤのバックライト用として用いることによって、ＢＡＭ蛍光体等の青色発光蛍光体を用いて製造された従来の蛍光ランプに比べて経時的な輝度低下が少なく、画面の経時的な輝度低下が抑制されたＬＣＤを提供することが出来る。又、本発明の蛍光ランプはＣＩＥ表色系色座標のｙ値が小さく、色純度のより良好な青色発光を呈するため、これをＬＣＤのバックライトとして採用した場合、従来のものより色再現範囲をより拡大することが出来る。
次に、本発明の実施例と比較例とを挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は、それらの例によって限定されるものではない。

〔実施例１〕
ＢａＣＯ₃ ：１．１５７４ モル
Ｅｕ₂Ｏ₃ ：０．０６４３ モル
Ａｌ₂Ｏ₃ ：６．０ モル
ＡｌＦ₃ ：０．０１ モル
上記各蛍光体原料を十分混合した後、アルミナ坩堝に充填し黒鉛を入れ、蓋をして水蒸気を含んだ窒素中で最高温度１６００℃で昇降温時間を含め２４時間かけて焼成した。次いで、焼成物を粉砕し粉砕粉を篩にかけて組成式が１．２８６（Ｂａ_0.9Ｅｕ_0.1）Ｏ・６Ａｌ₂Ｏ₃である実施例１のアルカリ土類アルミン酸塩蛍光体を得た。
この蛍光体のＣｕＫα１特性Ｘ線による粉末回折Ｘ線スペクトルを測定したところ、図１の曲線ｅに示すように回折角（２θ）が２８°〜３１°の角度領域にかけて幅広い帯状のピークが観測された。この幅広い帯状のピークの半値幅は１．１０°であった。

次に、青色蛍光体である実施例１の蛍光体と、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ（赤色蛍光体、化成オプトニクス社製ＬＰ−ＲＥ１）と、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ（緑色蛍光体、化成オプトニクス社製ＬＰ−Ｇ２）とが３０％、３０％、４０％の割合で構成される混合蛍光体にニトロセルロースを溶解させたバインダー溶液を添加、攪拌し蛍光体塗布スラリーとした。そして、これを冷陰極蛍光ランプのガラス管（透光性気密容器）の内壁に塗布し、乾燥、ベーキング処理してから、電極を設置し、Ｎｅ／Ａｒと適量の水銀を導入し、封止などの公知の蛍光ランプの製造手順で実施例１の蛍光ランプ（冷陰極ランプ）を作成し、電源に接続して点灯回路により点灯させた。製造した実施例１の冷陰極蛍光ランプの仕様を表１に記す。

上述のようにして製造した実施例１の蛍光ランプ（冷陰極蛍光ランプ）を配備したバックライト装置をＬＣＤに装着してこのバックライトを点灯させると共に、そのＬＣＤの画面が青色のみを表示するような動作信号を入力してＬＣＤのディスプレイ面全体を青色に表示させ、その時の青色画面の色度（ｘ、ｙ）をトプコン色彩輝度計ＢＭ−５Ａで測定した。
これとは別に、実施例１の蛍光ランプをランプ用経時試験装置に設置して連続点灯しておいて、発光している該蛍光ランプの光束を経時的に測定してランプの光束の経時変化を調べた。
このようにして測定したＬＣＤの青色画面の色度（ｘ，ｙ）並びに蛍光ランプの光束維持率（その蛍光ランプの点灯直後における発光輝度に対する点灯してから１００時間後における発光輝度の百分率）を表２に示す。なお、表２には実施例１の蛍光ランプの色度及び光束維持率と共に、その蛍光ランプの蛍光膜中の青色成分蛍光体である、実施例１の蛍光体の組成（蛍光体構成金属元素のモル数）も示した。

〔実施例２〜１２〕
各青色蛍光体の各構成成分元素がそれぞれ表２に示す構成比（モル比）となるようにした以外は実施例１の蛍光体と同様にして、それぞれ、実施例２〜１２の青色蛍光体を製造した。次に、青色成分蛍光体として実施例１の蛍光体に代えて上述のようにして製造された実施例２〜１２の各蛍光体をそれぞれ用いた以外は実施例１の蛍光ランプと同様にして実施例２〜１２の蛍光ランプ（冷陰極蛍光ランプ）を製造した。
このようにして製造した実施例２〜１２の各蛍光ランプ（冷陰極蛍光ランプ）が配備されたバックライト装置をそれぞれＬＣＤに装着してこのバックライトを点灯し、ＬＣＤの画面を青色表示させ、実施例１と同様にしてＬＣＤの青色画面の色度並びに各蛍光ランプ光束維持率を測定した。その結果を実施例２〜１２の蛍光ランプに用いた実施例２〜１２の各蛍光体の組成（それぞれの蛍光体における蛍光体構成金属元素のモル数）と共に表２に示した。

〔比較例〕
青色成分蛍光体として、実施例１の蛍光体に代えて市販の青色蛍光体（通称ＢＡＭ、化成オプトニクス社製ＬＰ−Ｂ４）を用いた以外は実施例１の蛍光ランプと同様にして比較例の蛍光ランプ（冷陰極蛍光ランプ）を製造した。この比較例の蛍光ランプ（冷陰極蛍光ランプ）が配備されたバックライト装置をＬＣＤに装着してＬＣＤに青色のみを表示させ、実施例１と同様にしてこの蛍光ランプの色度並びに光束維持率を測定し、その結果をこの時用いた上記市販の青色蛍光体の組成（蛍光体構成金属元素のモル数）と共に表２に示した。

表２の結果からわかるように、ランプの蛍光膜中に含まれる青色成分の蛍光体として本発明のアルカリ土類アルミン酸塩蛍光体を用いた本発明の蛍光ランプ（実施例１〜１２）は青色成分の蛍光体としてＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ（ＢＡＭ）を用いた従来の蛍光ランプ（比較例）に比べて、いずれも発光色の青色のＣＩＥ表色系の色度値（ｘ、ｙ）におけるｙ値がかなり小さくなっており、深い青色で色純度が比較例の蛍光ランプに比べてより良好である。このことは、本発明の蛍光ランプ（実施例１〜１２）が、蛍光膜として青色蛍光体以外は同じＧおよびＲの蛍光体と組み合わせた従来の蛍光ランプ（比較例）に比べてその色再現範囲がより拡大されていること、また、白色についても、好ましい白色の調整、色温度の設計が容易となることを意味している。
また、本発明の蛍光ランプ（実施例１〜１２）は、光束維持率が従来の蛍光ランプ（比較例）に比べていずれも高く、ランプの蛍光膜中に含まれる青色成分の蛍光体として本発明のアルカリ土類アルミン酸塩蛍光体を用いることによって青色成分の蛍光体としてＢＡＭ蛍光体を用いた従来の蛍光ランプ（比較例）に比べていずれも経時的な輝度劣化が抑制され、輝度劣化が改善されている。

本発明のバックライト用蛍光体の粉末回折Ｘ線スペクトルを例示するものである。

Claims (10)

1. バックライトとして用いられる蛍光ランプ用の蛍光体であって、一般式ａ（Ｍ^I _1-x-y
   Ｅｕ_x Ｍ^II _2y）Ｏ・Ａｌ_12-z-k Ｍ^III _zＭ^IV _kＯ₁₈で表されるアルカリ土類アルミン酸塩蛍光体。（但し前記式中、ａは０．９≦ａ≦１．８を満たす数であり、Ｍ^IはＢａ、ＳｒおよびＣａからなる群より選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属元素を表し、ｘは０＜ｘ＜１であり、Ｍ^IIはＬｉおよびＴｌからなる群より選択される少なくとも１種を表し、ｙは０≦ｙ＜１でかつｘ＋２ｙ＜１であり、Ｍ^IIIはＢおよびＬａからなる群より選択される少なくとも１種を表し、ｚは０≦ｚ≦２であり、Ｍ^IVはＳｃ、Ｙ、Ｇｄ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｔｍ、ＹｂおよびＢｉからなる群より選択される少なくとも１種を表し、ｋは０≦ｋ≦２である）。
2. 前記蛍光体のＣｕＫα１特性Ｘ線による粉末回折Ｘ線スペクトルにおいて、該スペクトルの回折角（２θ）が２８°〜３１°の角度領域にわたって幅広い帯状のピークを有することを特徴とする請求項１記載のバックライト用蛍光体。
3. 前記粉末回折Ｘ線スペクトルの前記幅広い帯状のピークの半値幅が、０．５°以上であることを特徴とする請求項２記載のバックライト用蛍光体。
4. 前記粉末回折Ｘ線スペクトルにおける前記幅広い帯状のピークの積分値が、回折角（２θ）２１°〜２２°の角度領域にわたって存在する独立したピークの積分値の０．５倍以上であることを特徴とする請求項２または３記記載のバックライト用蛍光体。
5. 前記蛍光体中の硫黄含有量が５〜２０００ｐｐｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバックライト用蛍光体。
6. 前記蛍光体が波長２５４ｎｍの紫外線励起下で発光する紫外線励起用蛍光体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のバックライト用蛍光体。
7. 透光性気密容器と、該容器内に封入されて放電により紫外線を発生する放電媒体と、該容器内に放電を起こさせるように配設された少なくとも一対の電極と、該容器内に形成された、少なくとも赤色（Ｒ）波長域、緑色（Ｇ）波長域及び青色（Ｂ）波長域を含む３波長以上の波長域にそれぞれ発光スペクトルのピークを有する混合蛍光体からなり、前記紫外線により励起されて白色光を放射する蛍光膜とを具備した蛍光ランプであって、前記青色（Ｂ）の波長域に発光スペクトルのピークを有する蛍光体の少なくとも一部が請求項１〜６のいずれか１項に記載のバックライト用蛍光体であることを特徴とする蛍光ランプ。
8. 前記放電媒体が水銀を含有することを特徴とする請求項７に記載の蛍光ランプ。
9. 前記電極が冷陰極型であることを特徴とする請求項７または８に記載の蛍光ランプ。
10. 前記蛍光ランプがカラー液晶表示装置のバックライト用であることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の前記蛍光ランプ。
    

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