JP2006309209A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気温が変化したり点灯後に時間の経過に伴ってＬＥＤが発熱したりした場合に、表示される像の色調が変化して色ズレが少ない画像表示装置を提供する。
【解決手段】赤色の画素として、ＩｎＡｌＧａ系ＬＥＤの代わりに発光素子と、発光素子が発する光を吸収して赤色に発光する高特性の蛍光体（波長変換材料）を組み合わせて構成した赤色画素用素子を用いることで、赤色、青色、緑色の３色の画素の発光強度の温度依存性を揃えることができ、色調の変動の少なく色ズレが小さい画像表示装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置に関する。

従来、看板や広告塔に用いられる大型ディスプレイとして、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いたカラーディスプレイが用いられている（特許文献１）。また、投影面に像を投影して表示するプロジェクタ型のカラーディスプレイとしても、ＬＥＤを用いることが提案されている（特許文献２）。このようなカラーディスプレイ等の画像表示装置では、画素としてＬＥＤを用い、各ＬＥＤから赤色、青色、緑色などの画素に対応した色の光を発するようにして像を表示させていた。

さらに、このような画像表示装置に用いられるＬＥＤとしては、通常、青色及び緑色の画素用にはＩｎＧａＮ系のＬＥＤが使用され、また、赤色の画素用にはＩｎＡｌＧａＰ系のＬＥＤが使用されていた。

特開平７−２８８３４１号公報 特開２００４−１８４８５２号公報

従来のＬＥＤ式のカラーディスプレイ等の画像表示装置においては、赤色の画素として使用されるＬＥＤ（ＩｎＡｌＧａＰ系ＬＥＤなど）の温度上昇による発光強度低下率が、緑色や青色等の非赤色の画素に使用されるＬＥＤ（ＩｎＧａＮ系ＬＥＤなど）の温度上昇による発光強度低下率よりも大きかった。したがって、従来のＬＥＤ式の画像表示装置は、気温が変化したり点灯後に時間の経過に伴ってＬＥＤが発熱したりした場合に、表示される像の色調が変化して色ズレが生じる課題があった。

例えば、「月刊ディスプレイ ２００３年４月号、ＰＰ．４２〜４６」によれば、ＩｎＧａＮ系青色ＬＥＤの、２５℃における発光強度Ｉ（Ｂ，２５）に対する１００℃における発光強度Ｉ（Ｂ，１００）の比Ｉ（Ｂ，１００）／Ｉ（Ｂ，２５）は９５程度である。また、ＩｎＧａＮ系緑色ＬＥＤの、２５℃における発光強度Ｉ（Ｇ，２５）に対する１００℃における発光強度Ｉ（Ｇ，１００）の比Ｉ（Ｇ，１００）／Ｉ（Ｇ，２５）は７０程度である。これに対して、ＡｌＩｎＧａＰ系赤色ＬＥＤの、２５℃における発光強度Ｉ（Ｒ，２５）に対する１００℃における発光強度Ｉ（Ｒ，１００）の比Ｉ（Ｒ，１００）／Ｉ（Ｒ，２５）は４５程度である。このように、従来のＬＥＤ式のカラーディスプレイ等の画像表示装置では、赤色ＬＥＤを用いた赤色の画素は非赤色の画素よりも発光強度が大きく低下し、画像表示装置の色調変化が生じ、色ズレが発生していた。

上記のような色調変化を防止するため、発光色やＬＥＤの温度を測定してフィードバック制御することにより色調の変化を補正するという技術も開発されているが（特許文献２参照）、温度などの測定のためのセンサーやフィードバック回路は煩雑で、それに要する費用が大きいため、カラーディスプレイ等の画像表示装置の価格を下げることが難しかった。
本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、温度変化による色ズレが少ない画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明の発明者らは、上記の課題を解決するべく鋭意検討した結果、赤色の画素として、ＩｎＡｌＧａＰ系ＬＥＤの代わりに、発光素子と、発光素子が発する光を吸収して赤色に発光する高特性の蛍光体（波長変換材料）を組み合わせて構成した赤色画素用素子を用いることで、赤色、青色及び緑色の３色の画素の発光強度の温度依存性を揃えることができ、色調の変動の少なく色ズレが小さい画像表示装置を提供することとを見出し、本発明を完成させた。また、ここでいう高特性の蛍光体としては、温度上昇による発光効率の低下が少なく、かつ、量子収率の高い蛍光体が好ましく、さらに、蛍光体として使用することによる劣化が小さいものがより好ましい。

即ち、本発明の要旨は、赤色の画素と、少なくとも１つの非赤色の画素とを備えた画像表示装置であって、該赤色の画素が、赤色画素用発光素子、及び、蛍光体温度依存係数が８５以上の赤色蛍光体を有する赤色発光素子を備えることを特徴とする、画像表示装置に存する（請求項１）。

このとき、該赤色の画素及び該非赤色の画素それぞれの２５℃における発光強度をＩ（Ｒ，２５）及びＩ（Ｎ，２５）とし、該赤色の画素及び該非赤色の画素それぞれの１００℃における発光強度をＩ（Ｒ，１００）及びＩ（Ｎ，１００）とした場合に、Ｉ（Ｒ，１００）／Ｉ（Ｒ，２５）に対するＩ（Ｎ，１００）／Ｉ（Ｎ，２５）の比率は、９０％以上であることが好ましい（請求項２）。

また、該赤色画素用発光素子は、（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系発光素子からなることが好ましい（請求項３）。

さらに、該非赤色の画素は、（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系発光素子を備えることが好ましい（請求項４）。

また、該非赤色の画素は、青色画素用発光素子を備える青色の画素と、緑色画素用発光素子、及び、蛍光体温度依存係数が８５以上である緑色蛍光体を有する緑色の画素とを備えることが好ましい（請求項５）。

本発明の画像表示装置によれば、温度変化による色ズレを少なくすることができる。

以下、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。

図１は、本発明の画像表示装置の一実施形態としてのカラーディスプレイの要部の構造を示す模式的な断面図である。
図１に示すように、本実施形態のカラーディスプレイは、赤色の画素（以下適宜、「赤色画素」という）１と、少なくとも１つの非赤色の画素２，３とを備える。
ここで、非赤色の画素２，３に制限は無く、赤色以外の色の光を発するものであれば任意の光源を非赤色の画素２，３として用いることができるが、通常、カラーディスプレイ１においては、非赤色の画素２，３として、緑色の画素（以下適宜、「緑色画素」という）２と、青色の画素（以下適宜、「青色画素」という）３とを用い、これらの赤色、緑色及び青色の画素を組み合わせて任意の色を合成するようになっている。

さらに、本実施形態においては、上記の赤色画素１が、赤色画素用発光素子１３、及び、蛍光体温度依存係数が８５以上の赤色蛍光体１４を有する赤色発光素子１１を備えて構成されている。

［１．赤色の画素］
図２は、本実施形態にかかる赤色発光素子１１の要部を模式的に示す断面図である。ただし、赤色発光素子の構成は図２に示すものに限定されない。
本実施形態にかかる赤色画素１は、赤色画素用発光素子１３と、波長変換材料である赤色蛍光体１４とを有する赤色発光素子１１を備えて構成されていて、赤色画素用発光素子１３から発せられた光によって赤色蛍光体１４が励起されて赤色蛍光体１４から赤色の光が発せられ、この赤色の光が赤色画素１から赤色光として発せられるようになっている。また、赤色画素用発光素子１３が発する光の一部は、赤色蛍光体１４に励起光として吸収されず、赤色蛍光体１４が発する赤色光と共に、赤色画素１が発する赤色光の一成分としてカラーディスプレイの外部に発せられるようにしても良い。

なお、赤色画素１から発せられる赤色光のピーク波長はカラーディスプレイの使用状態や目的などに応じて任意に設定できるが、通常５８０ｎｍ以上、好ましくは６００ｎｍ以上、また、通常６８０ｎｍ以下、好ましくは６６０ｎｍ以下である。
さらに、赤色画素１が備える赤色発光素子１１は、通常、赤色画素用発光素子１３及び赤色蛍光体１４を保持するための基部としてフレーム１２を備えている。

［１−１．フレーム］
フレーム１２は、赤色画素用発光素子１３及び赤色蛍光体１４を保持する基部であり、その形状及び材質等は任意である。
フレーム１２の形状の具体例としては、板状、カップ状等、その用途に応じて適当な形状とすることができる。また、例示した形状の中でも、カップ状のフレームは、白色光の出射方向に指向性をもたせることができ、赤色発光素子１１が放出する光を有効に利用できるため、好ましい。

また、フレーム１２の材質の具体例としては、金属、合金、ガラス、カーボン、セラミックス等の無機材料、合成樹脂等の有機材料など、用途に応じて適当なものを用いることができる。
ただし、赤色画素用発光素子１３や赤色蛍光体１４から発せられる光が当たるフレーム１２の面は、当たった光の反射率を高められていることが好ましく、特に、可視光域全般の光の反射率を高められていることがより好ましい。したがって、少なくとも光が当たる面は、反射率が高い素材により形成されていることが好ましい。具体例としては、ガラス繊維、アルミナ粉、チタニア粉等の高い反射率を有する物質を含んだ素材（射出整形用樹脂など）でフレーム１２の全体又はフレーム１２の表面を形成することが挙げられる。

また、フレーム１２の表面の反射率を高める具体的な方法は任意であり、上記のようにフレーム１２自体の材料を選択するほか、例えば、銀、白金、アルミニウム等の高反射率を有する金属や合金でメッキ、或いは蒸着処理することにより、光の反射率を高めることもできる。
なお、反射率を高める部分は、フレーム１２の全体であっても一部であってもよいが、通常は、赤色画素用発光素子１３や赤色蛍光体１４から発せられる光が当たる部分の全表面の反射率が高められていることが望ましい。

さらに、通常は、フレーム１２には赤色画素用発光素子１３に対して電力を供給するための電極や端子等が設けられる。
本実施形態においては、カップ状に設けられたフレーム１２の凹部１２Ａの底に、赤色画素用発光素子１３に電力を供給するための導電性端子１５，１６が形成されていて、導電性端子１５，１６は外部の電源（図示省略）に接続されるようになっているものとする。

［１−２．赤色画素用発光素子］
赤色画素用発光素子１３は、赤色蛍光体１４の励起光を発するものである。
赤色画素用発光素子１３の種類は任意であるが、例えば、半導体発光素子、ランプ、電子ビーム、プラズマ、エレクトロルミネッセンス素子などを使用することができるが、特に発光ダイオード（即ち、ＬＥＤ）、端面発光型又は面発光型のレーザーダイオード（即ち、ＬＤ）等の半導体発光素子を用いることが好ましい。中でも通常は、安価なＬＥＤが好ましい。

また、赤色画素用発光素子１３が発する光の発光波長も任意であり、赤色画素として赤色発光素子１１が発する赤色光に応じて適当な発光波長の光を発する発光素子を用いればよい。通常は、近紫外から青緑色の光を励起光として発する発光素子を用いることが望ましい。赤色画素用発光素子１３が発する光の具体的な波長の範囲を例示すると、通常３７０ｎｍ以上、好ましくは３８０ｎｍ以上、また、通常５００ｎｍ以下、好ましくは４８０ｎｍ以下が望ましい。この範囲外の場合は、高効率のＬＥＤを製造することが難しくなる虞がある。

赤色画素用発光素子１３の材料としては、例えば、窒化硼素（ＢＮ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ＺｎＳｅやＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＢＡｌＧａＮ、ＢＩｎＡｌＧａＮなど種々の半導体を挙げることができる。また、これらの元素に不純物元素としてＳｉやＺｎなどを含有させ発光中心とすることもできる。中でも、Ｉｎ_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ（式中、０＜Ｘ＜１、０＜Ｙ＜１、Ｘ＋Ｙ≦１）で表される、ＡｌやＧａを含む窒化物半導体、あるいはＩｎやＧａを含む窒化物半導体（以下、「（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系化合物半導体」と称する場合がある。）は、紫外領域から可視光の短波長を効率よく発光可能であり、使用時の温度や駆動電流の変化に対しても安定に発光可能であるため発光層の材料として好適である。

また、半導体発光素子の好ましい構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体発光素子では、半導体層の材料やその混晶比によって発光波長を種々選択することができる。また、活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることでより出力を向上させることもできる。

これらのうち（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系化合物半導体を使用した（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系発光素子（例えば、ＬＥＤ、ＬＤ等）が好ましい。なぜなら、（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系発光素子は、この領域の光を発するＳｉＣ系発光素子に比し、発光出力や外部量子効率が格段に大きく、前記蛍光体等の波長変換材料と組み合わせることによって、非常に低電力で非常に明るい発光が得られるからである。例えば、２０ｍＡの電流負荷に対し、通常（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系ＬＥＤはＳｉＣ系ＬＥＤの１００倍以上の発光強度を有し、またＧａＡｓ系ＬＥＤよりも使用時の温度や駆動電流の変化に対して安定に発光可能である。
（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系発光素子の中でも、（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系ＬＥＤ等においては、Ａｌ_X'Ｇａ_Y'Ｎ発光層、ＧａＮ発光層、またはＩｎ_X'Ｇａ_Y'Ｎ発光層を有しているものが好ましい。ＧａＮ系ＬＥＤにおいては、それらの中でＩｎ_XＧａ_YＮ発光層を有するものが発光強度が非常に強いので、特に好ましく、（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系ＬＤにおいては、Ｉｎ_XＧａ_YＮ層とＧａＮ層の多重量子井戸構造のものが発光強度が非常に強いので、特に好ましい。なお、上記においてＸ＋Ｙの値は通常０．８〜１．２の範囲の値である。（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系ＬＥＤ等の（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系発光素子において、これら発光層にＺｎやＳｉをドープしたものやドーパント無しのものが発光特性を調節する上で好ましいものである。

（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系発光素子は、これら発光層、ｐ層、ｎ層、電極、および基板を基本構成要素としたものであり、発光層をｎ型とｐ型のＡｌ_XＧａ_YＮ層、ＧａＮ層、またはＩｎ_XＧａ_YＮ層などでサンドイッチにしたヘテロ構造を有しているものが発光効率が高いため好ましく、さらにヘテロ構造を量子井戸構造にしたものが発光効率がさらに高くいため、より好ましい。基板としては、サファイア、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ＧａＮ等の材料が好適に用いられ、特に、サファイア、ＺｎＯ、ＧａＮ等が好適に用いられる。
半導体発光素子の形状や大きさは特に限定されない。半導体発光素子としては、例えば、ＥＰＩＳＴＡＲ社製「ＥＳ−ＣＥＢＬ９１２」、Ｃｒｅｅ社製「Ｃ４６０ＭＢ」などを用いることができる。

なお、赤色画素用発光素子１３は１個を単独で用いてもよく、２個以上の赤色画素用発光素子１３を併用しても良い。さらに、赤色画素用発光素子１３は１種のみで用いてもよく、２種以上のものを併用しても良い。

また、赤色画素用発光素子１３をフレーム１２に取り付ける場合、その具体的方法は任意であるが、例えば、ハンダを用いて取り付けることができる。ハンダの種類は任意であるが、例えば、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ等を用いることができる。また、ハンダを用いる場合、ハンダを通じてフレーム１２に形成された電極や端子１５，１６等から電力を供給できるようにすることも可能である。特に、放熱性が重要となる大電流タイプのＬＥＤやレーザーダイオードなどを赤色画素用発光素子１３として用いる場合、ハンダは優れた放熱性を発揮するため、赤色画素用発光素子１３の設置にハンダを用いることは有効である。

また、ハンダ以外の手段によって赤色画素用発光素子１３をフレーム１２に取り付ける場合には、例えば、エポキシ樹脂、イミド樹脂、アクリル樹脂等の接着剤を用いてもよい。この場合、接着剤に銀粒子、炭素粒子等の導電性フィラーを混合させてペースト状にしたものを用いることにより、ハンダを用いる場合のように、接着剤を通電して赤色画素用発光素子１３に電力供給できるようにすることも可能である。さらに、これらの導電性フィラーを混合させると、放熱性も向上するため、好ましい。

さらに、赤色画素用発光素子１３への電力供給方法も任意であり、上述したハンダや接着剤を通電させる他、赤色画素用発光素子１３と電極や端子１５，１６等とをワイヤボンディングにより結線して電力供給するようにしても良い。この際用いるワイヤに制限はなく、素材や寸法などは任意である。例えば、ワイヤの素材としては金、アルミニウム等の金属を用いることができ、また、その太さは通常２０μｍ〜４０μｍとすることができるが、ワイヤはこれに限定されるものではない。

また、赤色画素用発光素子１３に電力を供給する他の方法の例としては、バンプを用いたフリップチップ実装により赤色画素用発光素子１３に電力を供給する方法が挙げられる。
本実施形態においては、赤色画素用発光素子１３として近紫外から青緑色の光を発する（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系ＬＥＤを用い、この赤色画素用発光素子１３がフレーム１２の凹部１２Ａの底部には設置されている。さらに、赤色画素用発光素子１３は、導電性端子１５と直接接続され、また、導電性端子１６とワイヤ１７を介してワイヤボンドにより接続されて、電力を供給されるようになっている。

［１−３．赤色蛍光体］
赤色蛍光体１４は、赤色画素用発光素子１３から発せられる光を吸収し、赤色光を発するものである。したがって、赤色蛍光体１４は赤色画素用発光素子１３から発せられた光の波長を変換して赤色光にする波長変換材料として機能するものである。

本実施形態においては、赤色蛍光体１４として、蛍光体温度依存係数ＴＲが通常８５以上、好ましくは９０以上、より好ましくは９５以上であるものを用いる。
蛍光体温度依存係数ＴＲは、蛍光体の、２５℃における輝度に対する１００℃における輝度の比率を％単位で表わしたものである。したがって、蛍光体温度依存係数ＴＲが上記の範囲内となることは、温度上昇による赤色蛍光体１４の発光強度の変化が小さいことを表わす。即ち、赤色蛍光体１４の発光強度の温度依存性が小さいことを表わす。

従来のカラーディスプレイにおいては、赤色画素として赤色発光ＬＥＤなどのように温度依存性が大きいものなどを用いていた。しかし、その場合には、温度条件により赤色画素から発せられる赤色光の強度が非赤色の画素から発せられる光に比べて大きく変化し、各画素から発せられる光の強度のバランスが変化して、カラーディスプレイが表示する像の色調が変化していた。これに対し、本実施形態のように、赤色画素用発光素子１３と赤色蛍光体１４とを有する赤色発光素子１１を赤色画素に備えさせると共に、赤色蛍光体１４として蛍光体温度依存係数ＴＲが大きいものを用いることにより、上述した色調変化を抑制し、カラーディスプレイの温度変化による色ズレを防止することが可能となる。

なお、蛍光体温度依存係数ＴＲは、例えば、以下のようにして測定することができる。
まず、向洋電子製温度特性評価装置を用い、直径８ｍｍの粉体用ホルダーに約１００ｍｇの測定サンプル粉（蛍光体）を詰め、装置内にセットする。その後、２５℃並びに１００℃に保持した状態で、大気中、ＴＯＰＣＯＮ製色彩輝度計ＢＭ５Ａを用いて、４６０ｎｍの励起光（１５０Ｗキセノンランプの光を回折格子分光器で分光した光）を照射した状態での輝度を測定する。このとき、Ｙ５１フィルターなどを使用して、輝度計に励起光が入らないようにして、蛍光体の発する光の輝度を求める。そして、２５℃における輝度に対する、１００℃における輝度を計算し、蛍光体温度依存係数ＴＲ（％）とする。

また、これに関連し、赤色蛍光体１４は母体化合物の構造成分として硫黄を含まないことが好ましい。硫黄は、赤色蛍光体１４の熱による劣化の原因となる場合があるため、このような硫黄を含まない赤色蛍光体、例えば、硫化物、硫酸塩等以外の赤色蛍光体１４を使用することにより、赤色蛍光体１４の温度依存性を小さくすることができる。

さらに、本実施形態で用いる赤色蛍光体１４としては、赤色画素用発光素子１３から発せられる光を効率よく吸収するものが好ましく、さらに、その発光効率が高いものが好ましい。
具体的には、赤色蛍光体１４は、その内部量子効率が、通常４０％以上、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上であることが望ましい。この範囲の下限を下回ると、発光効率の高いディスプレイが得られない虞がある。

さらに、赤色蛍光体１４の吸光度は、通常５０％以上であり、６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、７５％以上であることがさらに好ましい。この範囲の下限を下回ると、発光効率の高いディスプレイが得られない虞がある。

なお、上記の内部量子効率及び吸光度は、赤色画素用発光素子１３の発光波長の光に対する内部量子効率及び吸光度、詳しくは、赤色画素用発光素子１３が発する光の発光ピーク波長の光（以下適宜、単に「赤色画素用発光素子の発光ピーク波長の光」という）により励起した場合の内部量子効率及び吸光度であり、これらは、例えば以下のようにして求められる。
まず、反射率０．９７の白色拡散板に赤色画素用発光素子の発光ピーク波長の光を入射して白色拡散板で反射させ、白色拡散板で反射した光を積分球で集め、積分球で集めた光をマルチチャンネルフォトディテクターで捉え、赤色画素用発光素子の発光ピーク波長の光が白色拡散板で反射した反射光強度ＲＷを測定する。

次に、赤色蛍光体に赤色画素用発光素子の発光ピーク波長の光を入射して、赤色蛍光体に反射した光、及び、赤色蛍光体により吸収されて波長変換されて発生した光を積分球で集め、積分球で集めた光を、反射光強度ＲＷの測定と同様にして、マルチチャンネルフォトディテクターで捉える。マルチチャンネルフォトディテクターの測定のうち、赤色画素用発光素子の発光ピーク波長の光が赤色蛍光体で反射した反射光強度ＲＰを測定する。

そして、下記式（ｉ）により、赤色蛍光体に吸収された吸収光強度ＡＰを算出し、この吸収光強度ＡＰに赤色画素用発光素子の発光ピーク波長の光の波長をかけて吸収光フォトン数対応値ＰＡに換算する。

また、反射光強度ＲＷについても同様に、波長をかけて反射光フォトン数対応値ＲＷＡに換算する。

その後に、反射光強度ＲＰの測定において捉えた、赤色蛍光体に赤色画素用発光素子の発光ピーク波長の光を入射して積分球で集めた光について、観測された光の波長成分のうち、反射光を含まない波長範囲（即ち、赤色蛍光体が発した光の波長範囲）において、光の強度と波長との積を合計し、発光フォトン数対応値ＰＰに換算する。

最後に、「内部量子効率＝（発光フォトン数対応値ＰＰ）／（吸収光フォトン数対応値ＰＡ）」によって、内部量子効率を算出する。
また、吸光度は、「吸光度＝（吸収光フォトン数対応値ＰＡ）／｛（反射光フォトン数対応値ＲＷＡ）／０．９７｝」によって算出する。
なお、赤色蛍光体１４は、上記の内部量子効率が高いという特性と、吸光度が大きいという特性とを、共に備えていることが好ましい。

また、この赤色蛍光体１４は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意のものを用いることができる。さらに、赤色蛍光体１４は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
また、赤色蛍光体１４は、発する光の色度が、ｘｙ色度図において、ｘが、通常０．５０以上、好ましくは０．６０以上、より好ましくは０．６３以上であるものが望ましい。さらに、ｙは、通常０．２以上、好ましくは０．３以上、また、通常０．３５以下であるものが望ましい。

以下、赤色蛍光体１４の具体例を示す。ただし、本発明で用いることができる赤色蛍光体１４は、以下の具体例として挙げたものに限定されるものではない。
（赤色蛍光体の例）
赤色蛍光体１４の例としては、酸化物、窒化物、酸窒化物が、熱安定性が良いので好ましい。例えば、ＭＳｉ₇Ｎ₁₀：Ｅｕ、Ｍ₂Ｓｉ₅Ｎ₈：Ｅｕ、（ただし、Ｍは１種又は２種以上のアルカリ土類金属を表す。）、好ましくは、ＢａＳｉ₇Ｎ₁₀：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ）₂Ｓｉ₅Ｎ₈：Ｅｕ等が挙げられる。
なお、上記式のうち（Ｃａ、Ｂａ，Ｓｒ）は、（Ｃａ_a、Ｂａ_b，Ｓｒ_c）で、０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ｃ≦１、ａ＋ｂ＋ｃ＝１であることを略して記したものであり、かっこ内の一つ又は複数の元素が、合計１モル分含まれることを示す。本明細書中における同様の表記は、同様の意味を表すものである。

また、他の例としては、下記一般式（１）で表される蛍光体が挙げられる。この蛍光体は、輝度が高く、赤色域での蛍光強度が高く、温度消光が小さいので好ましい。
Ｍ_aＡ_bＤ_cＥ_dＸ_e ・・・式（１）
上記一般式（１）において、Ｍは、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、及びＹｂからなる群から選ばれる１種または２種以上の元素であって、Ａは、Ｍ元素以外の２価の金属元素からなる群から選ばれる１種または２種以上の元素を表わし、Ｄは、４価の金属元素からなる群から選ばれる１種または２種以上の元素を表わし、Ｅは、３価の金属元素からなる群から選ばれる１種または２種以上の元素を表わし、Ｘは、Ｏ、Ｎ、Ｆからなる群からから選ばれる１種または２種以上の元素を表わす。

また、上記一般式（１）中、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅはそれぞれ下記範囲の数である。
０．００００１≦ａ≦０．１
ａ＋ｂ＝１
０．５≦ｃ≦４
０．５≦ｄ≦８
０．８×（２／３＋４／３×ｃ＋ｄ）≦ｅ
ｅ≦１．２×（２／３＋４／３×ｃ＋ｄ）

上記一般式（１）において、Ｍは、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、及びＹｂからなる群から選ばれる１種または２種以上の元素であるが、中でも、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、及びＹｂからなる群から選ばれる１種または２種以上の元素であることが好ましく、少なくともＥｕを含むものであることが更に好ましい。

また、上記一般式（１）において、Ａは、Ｍ元素以外の２価の金属元素からなる群から選ばれる１種または２種以上の元素であるが、中でも、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａからなる群から選ばれる１種または２種以上の元素であることが好ましく、ＣａまたはＳｒのいずれかまたは両方であることがさらに好ましく、Ｃａであることが特に好ましい。

さらに、上記一般式（１）において、Ｄは、４価の金属元素からなる群から選ばれる１種または２種以上の元素であるが、中でも、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆからなる群から選ばれる１種または２種以上の元素であることが好ましく、Ｓｉであることが更に好ましい。

また、上記一般式（１）において、Ｅは、３価の金属元素からなる群から選ばれる１種または２種以上の元素であるが、中でも、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＬｕからなる群から選ばれる１種または２種以上の元素であることが好ましく、Ａｌであることが更に好ましい。

さらに、上記一般式（１）において、Ｘは、Ｏ、Ｎ、及びＦからなる群からから選ばれる１種または２種以上の元素であるが、中でも、Ｎ、またはＮとＯからなることが好ましい。ＸがＮとＯからなる場合、蛍光体中のＯと（Ｏ＋Ｎ）の比が０＜｛（Ｏの原子数）／（Ｏの原子数＋Ｎの原子数）｝≦０．５が好ましい。この値が、この範囲を超えて大きすぎると発光強度が低くなる虞がある。発光強度の観点からは、この値は、０．３以下がより好ましく、０．１以下が発光波長６４０ｎｍ〜６６０ｎｍに発光ピーク波長を持つ色純度の良い赤色蛍光体となるので、更に好ましい。また、この値を０．１〜０．３とすることにより発光ピーク波長を６００ｎｍ〜６４０ｎｍに調整することができ、人間の視感度が高い波長域に近づくために輝度の高い発光装置が得られるので、別の観点から好ましい。

また、上記一般式（１）において、ａは発光中心となる元素Ｍの含有量を表し、蛍光体中のＭと（Ｍ＋Ａ）の原子数の比ａ｛ただし、ａ＝（Ｍの原子数）／（Ｍの原子数＋Ａの原子数）｝が０．００００１以上０．１以下となるようにするのがよい。ａ値が０．００００１より小さいと発光中心となるＭの数が少ないため発光輝度が低下する虞がある。ａ値が０．１より大きいとＭイオン間の干渉により濃度消光を起こして輝度が低下する虞がある。中でも、ＭがＥｕの場合には発光輝度が高くなる点で、ａ値が０．００２以上０．０３以下であることが好ましい。

さらに、上記一般式（１）において、ｃはＳｉなどのＤ元素の含有量であり、０．５≦ｃ≦４で示される量である。好ましくは、０．５≦ｃ≦１．８、さらに好ましくはｃ＝１がよい。ｃが０．５より小さい場合および４より大きい場合は、発光輝度が低下する虞がある。また、０．５≦ｃ≦１．８の範囲は発光輝度が高く、中でもｃ＝１が特に発光輝度が高い。

さらに、上記一般式（１）において、ｄはＡｌなどのＥ元素の含有量であり、０．５≦ｄ≦８で示される量である。好ましくは、０．５≦ｄ≦１．８、さらに好ましくはｄ＝１がよい。ｄ値が０．５より小さい場合および８より大きい場合は発光輝度が低下する虞がある。また、０．５≦ｄ≦１．８の範囲は発光輝度が高く、中でもｄ＝１が特に発光輝度が高い。

さらに、上記一般式（１）において、ｅはＮなどのＸ元素の含有量であり、０．８×（２／３＋４／３×ｃ＋ｄ）以上１．２×（２／３＋４／３×ｃ＋ｄ）以下で示される量である。さらに好ましくは、ｅ＝３がよい。ｅの値が上記範囲外となると、発光輝度が低下する虞がある。

以上の組成の中で、発光輝度が高く好ましい組成は、少なくとも、Ｍ元素にＥｕを含み、Ａ元素にＣａを含み、Ｄ元素にＳｉを含み、Ｅ元素にＡｌを含み、Ｘ元素にＮを含むものである。中でも、Ｍ元素がＥｕであり、Ａ元素がＣａであり、Ｄ元素がＳｉであり、Ｅ元素がＡｌであり、Ｘ元素がＮまたはＮとＯとの混合物の無機化合物が望ましい。
この蛍光体は、少なくとも５８０ｎｍ以下の光で励起され、特に４００ｎｍ〜５５０ｎｍで最も効率がよい。発光スペクトルは、５８０ｎｍ〜７２０ｎｍにピークを有する。

また、赤色蛍光体１４としては最密充填構造に近い結晶であるものが、熱安定性が良いので好ましい。さらに赤色蛍光体１４に含まれる窒素原子として３配位の窒素原子を含むものが、熱安定性が良いので好ましい。赤色蛍光体１４に含まれる窒素原子のうち、３配位の窒素原子の含有量が２０％以上、好ましくは４０％以上、特に６０％以上であることが好ましい。ここで、Ｍ₂Ｓｉ₅Ｎ₈：Ｅｕ（ただし、Ｍは１種又は２種以上のアルカリ土類金属を表す。）は３配位の窒素原子の含有量が５０％であり、上記式（１）で表される蛍光体、例えば：（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕは３配位の窒素原子の含有量が６６％である。
なお、赤色蛍光体１４は、１種を単独で用いても良く、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。

（赤色蛍光体のその他の例）
赤色蛍光体１４のその他の例としては、例えば、一般式Ｃａ_xＳｉ_12-(m+n)Ａｌ_(m+n)Ｏ_nＮ_16-n：Ｅｕ（但し、０．３＜ｘ＜１．５、０．６＜ｍ＜３、０≦ｎ＜１．５）で表されるＥｕで付活されたαサイアロン、（Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ）₂Ｓｉ₅Ｎ₈：Ｅｕ、ＣａＳｉ₇Ｎ₁₀：Ｅｕ、蛍光を発するユーロピウム錯体等を用いることが出来る。また、上述の蛍光体を複数用いても良い。
中でも、上記の蛍光体温度依存係数、吸光度、内部量子効率などを良好に兼ね備える点から、ＭＳｉＡｌＮ₃：Ｅｕ²⁺（ここで、Ｍは、Ｃａ、Ｓｒから選ばれる少なくともひとつの金属）などが、特に好ましいものとして挙げられる。

さらに、赤色蛍光体１４は、通常は粒子状で用いられる。この際、赤色蛍光体１４の粒子の粒径は任意であるが、通常１５０μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下とすることが望ましい。この範囲を上回ると、赤色発光素子１１の発光色のばらつきが大きくなる虞があるとともに、赤色蛍光体１４とバインダ（封止剤）とを混合した場合に赤色蛍光体１４を均一に塗布することが困難となる虞がある。また、粒径の下限は、通常１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上とすることが望ましい。この範囲を下回ると、発光効率が低下する虞がある。

また、前記の赤色蛍光体１４は、その発光効率が２０％以上であることが好ましく、３０％以上がより好ましく、４０％以上であることが更に好ましく、発光効率は高いほど良い。赤色蛍光体１４の発光効率が２０％より低いと十分な輝度を得られない虞がある。なお、発光効率は、蛍光体に照射された光の量子数に対する蛍光体から発せられる光の量子数として定義する。

以下に、蛍光体の発光効率を、量子吸収効率αｑと内部量子効率ηｉの積により求める方法を説明する。
まず、測定対象となる蛍光体サンプル（例えば、粉末状など）を、測定精度が保たれるように、十分に表面を平滑にしてセルに詰め、積分球などの集光装置に取り付ける。積分球などの集光装置を用いるのは、サンプルで反射したフォトン及びサンプルからフォトルミネッセンスで放出されたフォトンを全て計上できるようにする、すなわち、計上されずに測定系外へ飛び去るフォトンをなくすためである。

この積分球などに蛍光体を励起する発光源を取り付ける。この発光源は、例えばＸｅランプ等であり、発光ピーク波長が例えば４５５ｎｍとなるようにフィルターやモノクロメーター等を用いて調整がなされる。この４５５ｎｍの波長ピークを持つように調整された発光源からの光を、測定しようとしているサンプルに照射し、その発光スペクトルを分光測定装置、例えば大塚電子株式会社製ＭＣＰＤ２０００などを用いて測定する。この測定スペクトルには、実際には、励起発光光源からの光（以下では単に励起光と記す。）でフォトルミネッセンスによりサンプルから放出されたフォトンの他に、サンプルで反射された励起光の分のフォトンの寄与が重なっている。

量子吸収効率αｑは、サンプルによって吸収された励起光のフォトン数Ｎａｂｓを励起光の全フォトン数Ｎで割った値である。
まず、後者の励起光の全フォトン数Ｎを、次のようにして求める。すなわち、励起光に対してほぼ１００％の反射率Ｒを持つ物質、例えばＬａｂｓｐｈｅｒｅ製「Ｓｐｅｃｔｒａｌｏｎ」（４５０ｎｍの励起光に対して９８％の反射率を持つ。）等の反射板を、測定対象として該分光光度計に取り付け、反射スペクトルＩｒｅｆ（λ）を測定する。ここでこの反射スペクトルＩｒｅｆ（λ）から下記（式Ｉ）で求められた数値は、Ｎに比例する。

ここで、積分区間は実質的にＩｒｅｆ（λ）が有意な値を持つ区間のみで行ったものでよい。

前者のサンプルによって吸収された励起光のフォトン数Ｎａｂｓは下記（式II）で求められる量に比例する。

ここで、Ｉ（λ）は、量子吸収効率αｑを求めようとしている対象サンプルを取り付けたときの、反射スペクトルである。（式II）の積分範囲は（式Ｉ）で定めた積分範囲と同じにする。このように積分範囲を限定することで、（式II）の第二項は，対象サンプルが励起光を反射することによって生じたフォトン数に対応したもの、すなわち、対象サンプルから生ずる全フォトンのうち励起光によるフォトルミネッセンスで生じたフォトンを除いたものに対応したものになる。実際のスペクトル測定値は、一般にはλに関するある有限のバンド幅で区切ったデジタルデータとして得られるため、（式Ｉ）および（式II）の積分は、そのバンド幅に基づいた和分によって求まる。
以上より、αｑ＝Ｎａｂｓ／Ｎ＝（式II）／（式Ｉ）と求められる。

次に、内部量子効率ηｉを求める方法を説明する。ηｉは、フォトルミネッセンスによって生じたフォトンの数ＮＰＬをサンプルが吸収したフォトンの数Ｎａｂｓで割った値である。
ここで、ＮＰＬは、下記（式III）で求められる量に比例する。

この時、積分区間は、サンプルからフォトルミネッセンスによって生じたフォトンが持つ波長域に限定する。サンプルから反射されたフォトンの寄与をＩ（λ）から除くためである。具体的に（式III）の積分の下限は、（式Ｉ）の積分の上端を取り、フォトルミネッセンス由来のスペクトルを含むのに好適な範囲を上端とする。
以上により、ηｉ＝（式III）／（式II）と求められる。
なお、デジタルデータとなったスペクトルから積分を行うことに関しては、αｑを求めた場合と同様である。
そして、上記のようにして求めた量子吸収効率αｑと内部量子効率ηｉの積をとることで、本発明で定義される発光効率を求める。

また、前記の赤色蛍光体１４等の蛍光体の製造方法に制限は無いが、例えば、一般的な固相反応法によって合成することができる。例えば、蛍光体を構成する金属元素源となる原料化合物を、乾式法或いは湿式法により、粉砕・混合して粉砕混合物を調製し、得られた粉砕混合物を加熱処理して反応させることにより製造することができる。窒化物又は酸窒化物蛍光体の場合は、窒素含有雰囲気中、加圧下で加熱処理することが好ましい。
また、窒化物又は酸窒化物蛍光体の場合は、蛍光体を構成する金属元素を少なくとも２種類以上含有する合金、好ましくは蛍光体を構成する金属元素を全て含有する合金を作成し、得られた合金を窒素含有雰囲気中、加圧下で加熱処理することにより、製造することができる。蛍光体を構成する金属元素の一部を含有する合金を作製し、得られた合金を窒素含有雰囲気中、加圧下で加熱処理した後、更に蛍光体を構成する残りの金属元素源となる原料化合物と混合、加熱処理することにより、製造することもできる。このように合金を経て製造された蛍光体は、不純物が少なく、輝度が高い蛍光体となる。

さらに、赤色蛍光体１４の存在状態は本発明の効果を著しく損なわない範囲で任意である。例えば、バインダ１８を用いてフレーム１２に保持するようにしても良く、また、バインダ１８を用いずにフレーム１２に固定するようにしても良い。
バインダ１８は、通常、粉末状や粒子状の赤色蛍光体１４をまとめたり、フレーム１２に添着させたりするために用いる。本実施形態に用いるバインダ１８について制限は無く、公知のものを任意に用いることができる。

ただし、赤色発光素子１１を透過型、即ち、赤色光がバインダ１８を透過して赤色発光素子１１の外部に放出されるように構成した場合、バインダ１８としては、赤色光の各成分を透過させるものを選択することが望ましい。

バインダ１８の例を挙げると、樹脂等の他、ガラス等の無機材料も用いることができる。その具体例を挙げると、樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の有機合成樹脂、ポリシロキサンゲルやガラス等の無機材料などが挙げられる。

また、バインダ１８として樹脂を用いる場合、その樹脂の粘度は任意であるが、使用する赤色蛍光体１４の粒径と比重、特に、表面積当たりの比重に応じて、適当な粘度を有するバインダ１８を用いることが望ましい。例えば、エポキシ樹脂をバインダ１８に使用するときに、赤色蛍光体１４の粒径が２μｍ〜５μｍ、その比重が２〜５である場合には、通常、１Ｐａｓ〜１０Ｐａｓの粘度のエポキシ樹脂を用いると、赤色蛍光体１４の粒子をよく分散させることができるため、好ましい。
なお、バインダ１８は１種を単独で用いても良く、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。

さらに、赤色蛍光体１４にその他の成分を共存させることも可能である。その他の成分に特に制限は無く、公知の添加剤を任意に使用することができる。
具体例を挙げると、例えば、赤色発光素子１１の配光特性や混色の制御を行なう場合には、その他の成分として、アルミナやイットリア等の拡散剤を使用することが好ましい。
また、例えば、赤色蛍光体１４を高密度に充填する場合には、その他の成分として、ピロリン酸カルシウムや硼酸バリウムカルシウム等の結着剤を使用することが好ましい。

また、バインダ１８を用いないで赤色蛍光体をフレーム１２に保持させようとすることも可能である。例えば、赤色蛍光体を焼成して焼成体を作製し、その焼成体をそのままフレーム１２に取り付けるようにすることができる。また、例えば赤色蛍光体でガラスを作製したり、赤色蛍光体の単結晶を加工したものをフレーム１２に取り付けるようにしても良い。

なお、バインダ１８を用いる場合には、上記のその他の成分はバインダ１８中に分散させるようにすればよいが、バインダ１８を用いない場合にも添加剤等のその他の成分を波長変換材料に共存させることが可能である。

本実施形態においては、赤色蛍光体１４として、上述したＣａＳｉＡｌＮ₃：Ｅｕ²⁺で表わされる赤色蛍光体１４を用い、これらの赤色蛍光体１４はバインダ１８に分散させた状態でフレーム１２の凹部１２Ａに保持させるようになっている。
また、本実施形態で用いる赤色蛍光体１４は、蛍光体温度依存係数、吸光度及び内部量子効率が上記の望ましい範囲になっているものとする。さらに、バインダ１８は赤色画素用発光素子１３が発する励起光や赤色蛍光体１４が発する赤色光を透過できるようになっている。

［１−４．赤色発光素子の作製方法］
赤色発光素子１１の製造方法に制限はなく任意であるが、例えば、赤色蛍光体１４並びに適宜用いられるバインダ１８及びその他の成分を分散媒に分散させてスラリーを調製し、調製したスラリーを、赤色画素用発光素子１３を取り付けたフレーム１２に塗布した後、スラリーを乾燥させて形成することができる。なお、適宜、赤色画素用発光素子１３はスラリーの塗布時や塗布後にフレーム１２に取り付けるようにしても良い。

スラリーの調製は、赤色蛍光体１４と、適宜用いられるバインダ１８及び添加剤等その他の成分とを、分散媒に混合することにより行なう。なお、スラリーは、バインダ１８の種類によってはペースト、ペレット等に呼称が変わる場合があるが、本明細書ではこれらを含めてスラリーと呼ぶことにする。

スラリー調製に用いる分散媒に制限は無く、公知の分散媒を任意に用いることができる。その具体例としては、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ソルベッソ等の鎖状炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、トリクロロエチレン、パークロロエチレン等のハロゲン化炭化水素、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル等のエステル類、セロソブル、ブチルソルブ、セロソルブアセテートなどのエーテル類、水や任意の水溶液等の水系溶剤などが挙げられる。

次に、調製したスラリーをフレーム１２等の基材に塗布する。塗布方法は任意であるが、例えば、ディスペンス、ポッティグ等の手法が利用できる。
塗布後、分散媒を乾燥させて、赤色蛍光体１４をフレーム１２に固定する。乾燥方法は任意であるが、例えば、自然乾燥、加熱乾燥、真空乾燥、焼き付け、紫外線照射、電子線照射等の方法を用いればよい。中でも、数十℃〜百数十℃の温度でのベーキングは、安価な設備で簡単に、確実に分散媒を除去できるため好ましい。

なお、反射型の赤色発光素子を製造する目的で赤色蛍光体１４の高密度化を行なう場合には、スラリーにその他の成分として結着剤を混合することが好ましい。また、結着剤を混合したスラリーを塗布する場合には、スクリーン印刷式やインクジェット印刷などの塗布方法を用いることが望ましい。スラリーの塗りわけ等を容易に行なうことができるためである。もちろん、結着剤を使用する場合に通常の塗布方法により塗布を行なってもよい。

また、スラリーを用いない方法もある。例えば、赤色蛍光体１４と、適宜使用されるバインダ１８やその他の成分とを混合し、混錬成形することによって赤色蛍光体１４をフレーム１２に取り付けるようにして赤色発光素子１１を製造することもできる。さらに、成形する際には、例えば、プレス成型、押し出し成形（Ｔ−ダイ押出、インフレーション押出、ブロー成形、溶融紡糸、鋳型押出等）、射出成形などを行なうことにより成形を行なうこともできる。

さらに、バインダ１８がエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の熱硬化性のものである場合には、硬化前のバインダ１８と赤色蛍光体１４と適宜用いられるその他の成分とを混合、成形して、その後、加熱によりバインダ１８を硬化させて赤色蛍光体１４をフレーム１２に取り付けるようにして赤色発光素子１１を製造することもできる。また、バインダ１８がＵＶ硬化性である場合には、上記方法の加熱の代わりにＵＶ光を照射することによりバインダ１８を硬化させて赤色蛍光体１４をフレーム１２に取り付けるようにして赤色発光素子１１を製造することもできる。

ところで、赤色蛍光体１４は、赤色発光素子１１の製造の際に一連の工程の中で作製してもよいが、予め赤色蛍光体１４を含む部材を別途用意しておき、フレーム１２等に後から組み込んで赤色発光素子１１を完成させるようにしても良い。

［２．緑色の画素］
図３は、本実施形態にかかる非赤色の画素の一つである緑色画素２として用いる緑色発光素子２１の要部を模式的に示す断面図である。
本実施形態で用いる緑色画素２に制限はなく、本発明の効果を著しく損なわない限り緑色の光を発する任意の光源を用いることができる。したがって、従来用いられてきた緑色発光ＬＥＤを本実施形態にかかる緑色画素２として用いることも可能であるが、赤色光源１の場合と同様に、温度依存性を小さくして温度変化による色調変化を抑制する観点からは、緑色画素用発光素子２３と、波長変換材料である緑色蛍光体２４とを有する緑色発光素子２１を備えて構成することが好ましい。

本実施形態においても、緑色画素２は図３に示すような緑色画素用発光素子２３と緑色蛍光体２４とを有する緑色発光素子２１を備えていて、緑色画素用発光素子２３から発せられた光によって緑色蛍光体２４が励起されて緑色蛍光体２４から緑色の光が発せられ、この緑色の光が緑色画素２から緑色光として発せられるようになっている。また、緑色画素用発光素子２３が発する光の一部は、赤色発光素子１１の場合と同様に、緑色蛍光体２４に励起光として吸収されず、緑色蛍光体２４が発する緑色光と共に、緑色画素２が発する緑色光の一成分としてカラーディスプレイの外部に発せられるようにしても良い。

なお、緑色画素２から発せられる、緑色光のピーク波長はカラーディスプレイの使用状態や目的などに応じて任意に設定できるが、通常４９０ｎｍ以上、好ましくは５００ｎｍ以上、また、通常５７０ｎｍ以下、好ましくは５５０ｎｍ以下である。
さらに、緑色画素２が備える緑色発光素子２１も、通常、緑色画素用発光素子２３及び緑色蛍光体２４を保持するための基部としてフレーム２２を備えている。

［２−１．フレーム］
緑色発光素子２１に用いられるフレーム２２は、赤色発光素子１１に用いられるフレーム１２と同様である。
本実施形態においては、カップ状に設けられたフレーム２２の凹部２２Ａの底に、緑色画素用発光素子２３に電力を供給するための導電性端子２５，２６が形成されていて、導電性端子２５，２６は外部の電源（図示省略）に接続されるようになっているものとする。

［２−２．緑色画素用発光素子］
緑色画素用発光素子２３は、緑色蛍光体２４の励起光を発するものである。
緑色画素用発光素子２３の種類に制限はなく、緑色蛍光体２４の励起光を発するものである限り任意のものを用いることができるが、例えば、赤色画素用発光素子１３として説明したものと同様のものを用いることができる。また、緑色画素用発光素子２３をフレーム２２に取り付ける方法などについても、赤色画素用発光素子１３において説明したものと同様である。

本実施形態においては、緑色画素用発光素子２３として近紫外から青緑色の光を発する（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系ＬＥＤを用い、この緑色画素用発光素子２３がフレーム２２の凹部２２Ａの底部には設置されている。さらに、緑色画素用発光素子２３は、導電性端子２５と直接接続され、また、導電性端子２６とワイヤ２７を介してワイヤボンドにより接続されて、電力を供給されるようになっている。

［２−３．緑色蛍光体］
緑色蛍光体２４は、緑色画素用発光素子２３から発せられる光を吸収し、緑色光を発するものである。したがって、緑色蛍光体２４は緑色画素用発光素子２３から発せられた光の波長を変換して緑色光にする波長変換材料として機能するものである。

本実施形態では、緑色蛍光体２４として、赤色蛍光体１４と同様、蛍光体温度依存係数ＴＲが通常８５以上、好ましくは９０以上、より好ましくは９５以上のものを用いることが好ましい。これにより、緑色蛍光体２４の発光強度の温度依存性を小さくし、カラーディスプレイが表示する像の色調変化を抑制して、カラーディスプレイの温度変化による色ズレを防止することが可能となる。
なお、緑色蛍光体２４の蛍光体温度依存係数ＴＲは、赤色蛍光体１４の場合と同様にして測定することができる。

また、これに関連し、緑色蛍光体２４は、赤色蛍光体１４と同様に、母体化合物の構造成分として硫黄を含まないことが好ましい。

さらに、本実施形態で用いる緑色蛍光体２４としては、緑色画素用発光素子２３から発せられる光を効率よく吸収するものが好ましく、さらに、その発光効率が高いことものが好ましい。
具体的には、緑色蛍光体２４は、その内部量子効率が、通常４０％以上、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上であることが望ましい。この範囲の下限を下回ると、発光効率の高いディスプレイが得られない虞がある。

さらに、緑色蛍光体２４の吸光度は、通常５０％以上であり、６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、７５％以上であることがさらに好ましい。この範囲の下限を下回ると、発光効率の高いディスプレイが得られない虞がある。

なお、上記の内部量子効率及び吸光度は、緑色画素用発光素子２３の発光波長の光に対する内部量子効率及び吸光度、詳しくは、緑色画素用発光素子２３が発する光の発光ピーク波長の光（以下適宜、単に「緑色画素用発光素子の発光ピーク波長の光」という）により励起した場合の内部量子効率及び吸光度であり、これらは、赤色画素用発光素子１３の代わりに緑色画素用発光素子２３を用い、赤色蛍光体１４の代わりに緑色蛍光体２４を用いる他は、赤色蛍光体１４の場合と同様にして測定することができる。

また、この緑色蛍光体２４は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意の物を用いることができる。さらに、緑色蛍光体２４は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
また、緑色蛍光体２４は、発する光の色度が、ｘｙ色度図において、ｘは、通常０．１８以上０．４以下であるものが望ましい。また、ｙは、通常０．４５以上、好ましくは０．５以上、より好ましくは０．５５以上であるものが望ましい。

以下、緑色蛍光体２４の具体例を示す。ただし、本発明で用いることができる緑色蛍光体２４は、以下の具体例として挙げたものに限定されるものではない。
（緑色蛍光体の第１の例）

（緑色蛍光体の第１の例）
緑色蛍光体の第１の例としては、酸化物、窒化物、酸窒化物が熱安定性が良いので好ましい。例えば、ＭＳｉ₂Ｎ₂Ｏ₂：Ｅｕ、Ｍ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ：Ｃｅ、Ｍ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ（ただしＭは１種又は２種以上のアルカリ土類金属を表す。）、好ましくは、ＳｒＳｉ₂Ｎ₂Ｏ₂：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ：Ｃｅ、Ｃａ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ等が挙げられる。
また、他の例としては下記一般式（２）又は（３）で表される母体結晶内に、発光中心イオンとして少なくともＣｅを含有する蛍光体が、輝度が高く、緑色域での蛍光強度が高く、温度消光が小さいので好ましい。

Ｍ¹ _aＭ² _bＭ³ _cＯ_d （２）
ここで、Ｍ¹は２価の金属元素、Ｍ²は３価の金属元素、Ｍ³は４価の金属元素をそれぞれ示し、ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ下記の範囲の数である。
２．７≦ａ≦３．３
１．８≦ｂ≦２．２
２．７≦ｃ≦３．３
１１．０≦ｄ≦１３．０

Ｍ⁴ _eＭ⁵ _fＯ_g （３）
ここで、Ｍ⁴は２価の金属元素、Ｍ⁵は３価の金属元素をそれぞれ示し、ｅ、ｆ、ｇはそれぞれ下記の範囲の数である。
０．９≦ｅ≦１．１
１．８≦ｆ≦２．２
３．６≦ｇ≦４．４

以下、一般式（２）についてより詳しく説明する。
本発明で使用される好適な緑色蛍光体は、下記一般式（２）表される母体結晶内に発光中心イオンとして少なくともＣｅを含有するものであり、式中Ｍ¹は２価の金属元素、Ｍ²は３価の金属元素、Ｍ³は４価の金属元素をそれぞれ示す。
Ｍ¹ _aＭ² _bＭ³ _cＯ_d （２）
前記一般式（２）におけるＭ¹は２価の金属元素を表すが、発光効率等の面から、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｄ、及びＢａからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましく、Ｍｇ、Ｃａ、及びＺｎからなる群から選択される少なくとも１種であることが更に好ましく、Ｃａが特に好ましい。この場合、Ｃａは単独系でもよく、Ｍｇとの複合系でもよい。Ｍ¹は、基本的には、ここに例示された好ましいとされる元素から選択されることが好ましいが、性能を損なわない範囲で、他の２価の金属元素を含んでいてもよい。

また、一般式（２）におけるＭ²は３価の金属元素であるが、上記と同様に発光効率等の面から、Ａｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｙ、Ｉｎ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましく、Ａｌ、Ｓｃ、Ｙ、及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種であるのが更に好ましく、Ｓｃが特に好ましい。この場合、Ｓｃは単独系でもよく、ＹまたはＬｕとの複合系でもよい。Ｍ²は、基本的には、ここに例示された好ましいとされる元素から選択されることが好ましいが、性能を損なわない範囲で、他の３価の金属元素を含んでいてもよい。

一般式（２）におけるＭ³は４価の金属元素であるが、発光効率等の面から、少なくともＳｉを含むことが好ましく、通常、Ｍ³で表される４価の金属元素の５０モル％以上がＳｉであり、好ましくは７０モル％以上、更に好ましくは８０モル％以上、特に９０モル％以上がＳｉであることが好ましい。Ｍ³のＳｉ以外の４価の金属元素としては、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｓｎ、及びＨｆからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましく、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、及びＨｆからなる群から選択される少なくとも１種であることがより好ましく、Ｓｎであることが特に好ましい。特に、Ｍ³がＳｉであることが好ましい。Ｍ³は、基本的には、ここに例示された好ましいとされる元素からなることが好ましいが、性能を損なわない範囲で、他の４価の金属元素を含んでいてもよい。
なお、ここで、性能を損なわない範囲で含むとは、上記Ｍ¹、Ｍ²及びＭ³それぞれの金属元素に対し、他元素を、通常１０モル％以下、好ましくは５モル％以下、より好ましくは１モル％以下で含むことをいう。

上記一般式（２）において、ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ下記の範囲の数である。
２．７≦ａ≦３．３
１．８≦ｂ≦２．２
２．７≦ｃ≦３．３
１１．０≦ｄ≦１３．０

本発明に好適に用いられる緑色蛍光体は、上記一般式（２）で表される母体結晶内に発光中心イオン元素として少なくともＣｅを含有し、発光中心イオン元素が、Ｍ¹、Ｍ²、Ｍ³のいずれかの金属元素の結晶格子の位置に置換するか、或いは、結晶格子間の隙間に配置する等により、ａ〜ｄの値は上記範囲の中で変動するが、本蛍光体の結晶構造はガーネット結晶構造であり、ａ＝３、ｂ＝２、ｃ＝３、ｄ＝１２の体心立方格子の結晶構造をとるのが一般的である。

また、この結晶構造の化合物母体内に含有される発光中心イオン元素としては、少なくともＣｅを含有し、発光特性の微調整のためにＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、及びＹｂからなる群から選択された１種以上の２価〜４価の元素を含ませることも可能である。特に、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、及びＹｂからなる群から選択された１種以上の２価〜４価の元素を含ませることが可能であり、２価のＭｎ、２価〜３価のＥｕ、３価のＴｂ、又は３価のＰｒを好適に含有させることができる。

発光中心イオン（付活剤）としてのＣｅの添加量は適切に調節することが好ましい。Ｃｅ添加量が小さすぎると発光するイオンが少なすぎて発光強度が低く、大きすぎると濃度消光が大きくなって発光強度が下がる。発光強度の観点から、Ｃｅの濃度は、上記一般式（２）で表される母体結晶１モルに対してモル比で０．０００１以上、０．３以下の範囲が好ましく、０．００１以上、０．１以下の範囲がより好ましく、０．００５以上、０．０５以下の範囲が更に好ましい。

なお、一般式（２）で表される母体結晶内に発光中心イオンとして少なくともＣｅを含有する蛍光体は、通常４２０ｎｍ〜４８０ｎｍの光で励起される。発光スペクトルは、５００ｎｍ〜５１０ｎｍにピークを持ち、４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長成分を有する。

次に、一般式（３）についてより詳しく説明する。
本発明の好適な緑色蛍光体は、下記一般式（３）表される母体結晶内に発光中心イオンとして少なくともＣｅを含有するものであり、ここで、Ｍ⁴は２価の金属元素、Ｍ⁵は３価の金属元素をそれぞれ示す。
Ｍ⁴ _eＭ⁵ _fＯ_g （３）
また、前記一般式（３）におけるＭ⁴は２価の金属元素であるが、発光効率等の面から、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｄ、及びＢａからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましく、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、及びＺｎからなる群から選択される少なくとも１種であることが更に好ましく、Ｓｒ又はＣａがより好ましく、Ｃａが特に好ましい。この場合、Ｃａは単独系でもよく、Ｍｇとの複合系でもよい。Ｍ⁴は、基本的にはここに例示された好ましいとされる元素から選択されるのが好ましいが、性能を損なわない範囲で、他の２価の金属元素を含んでいてもよい。

また、一般式（３）におけるＭ⁵は３価の金属元素であるが、発光効率等の面から、Ａｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｙ、Ｉｎ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましく、Ａｌ、Ｓｃ、Ｙ、及びＬｕからなる群から選択される少なくとも１種であることが更に好ましく、Ｓｃが特に好ましい。この場合、Ｓｃは単独系でもよく、ＹまたはＬｕとの複合系でもよい。Ｍ⁵は基本的には、ここに例示された好ましいとされる元素から選択されるのが好ましいが、性能を損なわない範囲で、他の３価の金属元素を含んでいてもよい。
なお、ここで、性能を損なわない範囲で含むとは、上記Ｍ⁴、Ｍ⁵それぞれの金属元素に対し、他元素を、通常１０モル％以下、好ましくは５モル％以下、より好ましくは１モル％以下で含むことを言う。

上記一般式（３）において、ｅ、ｆ、ｇで表される元素比は、それぞれ下記の範囲の数であることが、発光特性の面で好ましい。
０．９≦ｅ≦１．１
１．８≦ｆ≦２．２
３．６≦ｇ≦４．４

本発明に好適に用いられる緑色蛍光体は、前記一般式（３）で表される母体結晶内に発光中心イオン元素として少なくともＣｅを含有し、発光中心イオン元素が、Ｍ⁴、Ｍ⁵のいずれかの金属元素の結晶格子の位置に置換するか、或いは、結晶格子間の隙間に配置する等により、ｅ〜ｇの値は前記範囲の中で変動するが、ｅ＝１、ｆ＝２、ｇ＝４であることが好ましい。

また、この結晶構造の化合物母体内に含有される発光中心イオン元素としては、少なくともＣｅを含有し、発光特性の微調整のためにＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、及びＹｂからなる群から選択された１種以上の２価〜４価の元素を含ませることも可能であり、特に、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、及びＹｂからなる群から選択された１種以上の２価〜４価の元素を含ませることが可能であり、２価のＭｎ、２価〜３価のＥｕ、３価のＴｂ、又は３価のＰｒを好適に添加できる。

発光中心イオン（付活剤）としてのＣｅの添加量は適切に調節することが好ましい。Ｃｅ添加量が小さすぎると発光するイオンが少なすぎて発光強度が低く、大きすぎると濃度消光が大きくなって発光強度が下がる。発光強度の観点から、Ｃｅの濃度は、上記一般式（３）で表される母体結晶１モルに対してモル比で０．０００１以上、０．３以下の範囲が好ましく、０．００１以上、０．１以下の範囲がより好ましく、０．００５以上、０．０５以下の範囲が更に好ましい。

一般式（３）で表される母体結晶内に発光中心イオンとして少なくともＣｅを含有する蛍光体の中では、特にＣａ₃Ｓｃ₂Ｓｉ₃Ｏ₁₂：Ｃｅ、Ｍｇを添加したＣａ₃Ｓｃ₂Ｓｉ₃Ｏ₁₂：Ｃｅが好ましい。
これらの中でも、Ｍｇを添加したものが好ましく、特にＭｇの濃度が母体結晶１モルに対して０．００１以上、好ましくは０．０１以上、また、０．５以下、好ましくは０．３以下であるものが好ましい。このような蛍光体としては、Ｃａ_2.97Ｃｅ_0.03Ｓｃ_1.97Ｍｇ_0.03Ｓｉ₃Ｏ₁₂、Ｃａ_2.97Ｃｅ_0.03Ｓｃ_1.94Ｍｇ_0.06Ｓｉ₃Ｏ₁₂、Ｃａ_2.94Ｃｅ_0.03Ｓｃ_1.94Ｍｇ_0.06Ｓｉ₃Ｏ₁₂、Ｃａ_2.94Ｃｅ_0.06Ｓｃ_1.97Ｍｇ_0.03Ｓｉ₃Ｏ₁₂、Ｃａ_2.94Ｃｅ_0.06Ｓｃ_1.94Ｍｇ_0.06Ｓｉ₃Ｏ₁₂、Ｃａ_2.94Ｃｅ_0.06Ｓｃ_1.9Ｍｇ_0.1Ｓｉ₃Ｏ₁₂、Ｃａ_2.9Ｃｅ_0.1Ｓｃ_1.97Ｍｇ_0.03Ｓｉ₃Ｏ₁₂、Ｃａ_2.9Ｃｅ_0.1Ｓｃ_1.94Ｍｇ_0.06Ｓｉ₃Ｏ₁₂などが挙げられる。

また、一般式（３）で表される母体結晶内に発光中心イオンとして少なくともＣｅを含有する蛍光体の中では、特にＣｅ_0.01Ｃａ_0.99Ｓｃ₂Ｏ₄、Ｃｅ_0.007Ｃａ_0.993Ｓｃ₂Ｏ₄，Ｃｅ_0.013Ｃａ_0.987Ｓｃ₂Ｏ₄が好ましい。Ｃａの一部をＳｒで置換したＣｅ_0.01Ｃａ_0.94Ｓｒ_0.05Ｓｃ₂Ｏ₄、Ｃｅ_0.01Ｃａ_0.89Ｓｒ_0.1Ｓｃ₂Ｏ₄、Ｃｅ_0.01Ｃａ_0.84Ｓｒ_0.15Ｓｃ₂Ｏ₄も好ましい蛍光体の例である。また、Ｓｒを増加させることにより緑色の色純度を向上させることができるので画像表示装置として使用する場合に好ましい。

なお、一般式（３）で表される母体結晶内に発光中心イオンとして少なくともＣｅを含有する蛍光体は、４２０ｎｍ〜４８０ｎｍの光で励起され、特に４４０ｎｍ〜４７０ｎｍで最も効率がよい。発光スペクトルは、４９０ｎｍ〜５５０ｎｍにピークを持ち、４５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長成分を有する。
これらの緑色蛍光体は、発光ピーク波長が比較的長波長であり、また輝度が高いため好ましい。
なお、緑色蛍光体２４は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。

（緑色蛍光体のその他の例）
緑色蛍光体２４のその他の例としては、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕや、（Ｂａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ）₅（ＰＯ）₄Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）₃ＭｇＳｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ等の４００ｎｍ〜５００ｎｍに発光ピークを持つ物質や、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）Ａｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）Ａｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ａｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ）₉（Ｓｃ，Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）₂（Ｓｉ，Ｇｅ）₆Ｏ₂₄：Ｅｕ、一般式Ｃａ_xＳｉ_12-(m+n)Ａｌ_(m+n)Ｏ_nＮ_16-n：Ｅｕ（但し、０．３＜ｘ＜１．５、０．６＜ｍ＜３、０≦ｎ＜１．５）で表されるＥｕで付活されたαサイアロンやβサイアロン等の５００ｎｍ〜６００ｎｍに発光ピークを持つ物質が挙げられるが、これらに限定されない。また、上述の蛍光体を複数用いても良い。
中でも、上記の蛍光体温度依存係数、吸光度、内部量子効率などを良好に兼ね備える点から、Ｃａ_2.97Ｃｅ_0.03Ｓｃ₂Ｓｉ₃Ｏ₁₂などが、特に好ましいものとして挙げられる。

さらに、緑色蛍光体２４も、赤色蛍光体１４と同様に通常は粒子状で用いられ、その粒子の粒径は赤色蛍光体１４と同様である。
また、前記の緑色蛍光体２４は、その発光効率が２０％以上であることが好ましく、３０％以上がより好ましく、４０％以上であることが更に好ましく、発光効率は高いほど良い。蛍光体の発光効率が２０％より低いと十分な輝度を得られない虞がある。なお、緑色蛍光体２４の発光効率は、赤色蛍光体１４の発光効率と同様に測定することができる。
さらに、前記の緑色蛍光体２４の製造方法に制限は無いが、例えば、赤色蛍光体１４と同様に合成することができる。

また、緑色蛍光体２４の存在状態は本発明の効果を著しく損なわない範囲で任意であるが、通常は、赤色蛍光体１４と同様、バインダ２８を用いたり、緑色蛍光体を焼成して焼成体を作製しその焼成体をそのままフレームに取り付けるたり、また、緑色蛍光体でガラスを作製したり、緑色蛍光体の単結晶を加工したものをフレームに取り付けるようにすることができる。

さらに、緑色蛍光体２４には、赤色蛍光体１４と同様に、その他の成分を共存させることも可能である。
また、緑色発光素子２１の作製方法は、赤色発光素子１１と同様である。

本実施形態においては、緑色蛍光体２４として、上述したＣａ_2.97Ｃｅ_0.03Ｓｃ₂Ｓｉ₃Ｏ₁₂で表わされる緑色蛍光体２４を用い、これらの緑色蛍光体２４はバインダ２８に分散させた状態でフレーム２２の凹部２２Ａに保持させるようになっている。
また、本実施形態で用いる緑色蛍光体２４は、蛍光体温度依存係数、吸光度及び内部量子効率が上記の望ましい範囲になっているものとする。さらに、バインダ２８は緑色画素用発光素子２３が発する励起光や緑色蛍光体２４が発する緑色光を透過できるようになっている。

［３．青色の画素］
図４は、本実施形態にかかる非赤色の画素の一つである青色画素３として用いる青色発光素子３１の要部を模式的に示す断面図である。
本実施形態で用いる青色画素３に制限はなく、本発明の効果を著しく損なわない限り青色の光を発する任意の光源を用いることができる。

本実施形態においては、青色画素３は図４に示すような青色画素用発光素子３３を有する青色発光素子３１を備えていて、青色画素用発光素子３３から発せられた青色光自体が青色画素３から青色光として発せられるようになっている。

なお、青色画素３から発せられる、青色光のピーク波長はカラーディスプレイの使用状態や目的などに応じて任意に設定できるが、通常４２０ｎｍ以上、好ましくは４４０ｎｍ以上、また、通常４８０ｎｍ以下、好ましくは４６０ｎｍ以下である。
さらに、青色画素３が備える青色発光素子３１も、通常、青色画素用発光素子３３を保持するための基部としてフレーム３２を備えている。

［３−１．フレーム］
青色発光素子３１に用いられるフレーム３２は、赤色発光素子１１に用いられるフレーム１２と同様である。
本実施形態においては、カップ状に設けられたフレーム３２の凹部３２Ａの底に、青色画素用発光素子３３に電力を供給するための導電性端子３５，３６が形成されていて、導電性端子３５，３６は外部の電源（図示省略）に接続されるようになっているものとする。

［３−２．青色画素用発光素子］
青色画素用発光素子３３は、青色画素３が発する青色光を発するものである。
青色画素用発光素子３３の種類に制限はなく、青色光を発するものである限り任意のものを用いることができるが、例えば、赤色画素用発光素子１３として説明したものと同様のものを用いることができる。また、青色画素用発光素子３３をフレーム３２に取り付ける方法などについても、赤色画素用発光素子１３において説明したものと同様である。

本実施形態においては、青色画素用発光素子３３として青色の光を発する（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系ＬＥＤを用い、この青色画素用発光素子３３がフレーム３２の凹部３２Ａの底部には設置されている。さらに、青色画素用発光素子３３は、導電性端子３５と直接接続され、また、導電性端子３６とワイヤ３７を介してワイヤボンドにより接続されて、電力を供給されるようになっている。また、凹部３２Ａ内にはバインダ１８，２８と同様のバインダによりモールド３８が充填されていて、青色画素用発光素子３３から発せられた青色光はモールド３８を透過して外部に発せられるようになっている。なお、モールド３８には、例えば、ＴｉＯ₂、ＢａＳＯ₄等の拡散剤を含有させることが好ましい。

［４．画素間の関係］
さらに、上記の赤色画素１及び非赤色の画素２，３それぞれの２５℃における発光強度をＩ（Ｒ，２５）及びＩ（Ｎ，２５）とし、赤色画素１及び非赤色の画素２，３それぞれの１００℃における発光強度をＩ（Ｒ，１００）及びＩ（Ｎ，１００）とした場合に、Ｉ（Ｒ，１００）／Ｉ（Ｒ，２５）に対するＩ（Ｎ，１００）／Ｉ（Ｎ，２５）の比率は、いずれの赤色画素１と非赤色の画素２，３とに対しても通常９０％以上、好ましくは９２％以上、より好ましくは９５％以上となることが望ましい。

したがって、上記の実施形態においては、緑色画素２及び青色画素３それぞれの２５℃における発光強度をＩ（Ｇ，２５）及びＩ（Ｂ，２５）とし、緑色画素２及び青色の画素３それぞれの１００℃における発光強度をＩ（Ｇ，１００）及びＩ（Ｂ，１００）とした場合に、Ｉ（Ｒ，１００）／Ｉ（Ｒ，２５）に対するＩ（Ｇ，１００）／Ｉ（Ｇ，２５）及びＩ（Ｂ，１００）／Ｉ（Ｂ，２５）の比率は、ともに上記の範囲となるようにすることが望ましい。
これにより、素子の温度変化に伴う色調の変化（色ズレ）を小さくできるという利点を得ることができる。

［５．その他の構成］
カラーディスプレイ等の画像表示装置は、上記の赤色画素１、緑色画素２及び青色画素３を備えていればその具体的な構成は任意である。
例を挙げると、図１に示すように、赤色画素１、緑色画素２及び青色画素３としてそれぞれ機能する赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１が基板１０１に載積されていて、これらの赤色画素１、緑色画素２及び青色画素３が全体で、カラーディスプレイの単位画素１００を構成している。

また、基板１０１には導電体層（図示省略）が印刷されたプリント基板が使用されている。なお、一般に、プリント基板にはグリーンシートと呼ばれるセラミック基板の表面に導電体層が形成された基板を積層した積層基板や、単一の絶縁性基板に導電体層が印刷された基板などが挙げられるが、いずれを用いることもできる。

また、上記の赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１の各導電性端子１５，１６，２５，２６，３５，３６は、それぞれ基板１０１の表面の導電体層に電気的に接続されている。
さらに、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１のうちのいずれをどれだけ発光させるかは、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１それぞれに電力を供給する時期及び供給量を、カラーディスプレイに設けられた制御部（図示せず）により制御することにより制御されているものとする。

また、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１の周囲は全体に、樹脂やセラミック等で形成されたカバー部材１０２によって包囲されている。なお、このカバー部材１０２の内側表面は、フレーム１２，２２，３２などと同様に、可視光を反射しうるようにしておくことが望ましい。

さらに、カバー部材１０２の内側には樹脂などのモールド１０３が注入されていて、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１をモールド１０３により保護できるようになっている。なお、モールド１０３には、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１から発せられた赤色光、緑色光及び青色光を均一に混合する目的で拡散剤を分散させるようにしてもよい。
本実施形態のカラーディスプレイには、上記のように構成された単位画素１００が多数設置されている。

［６．作用］
本実施形態のカラーディスプレイは上記のように構成されているため、何らかの像を表示する場合には、制御部が、所定の位置にある単位画素１００から目的とする色の光を発することができるように赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１それぞれに供給する電力の量を制御する。これにより、カラーディスプレイ上の単位画素１００が有する赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１から形成しようとする像に応じた赤色光、緑色光及び青色光が発せられ、目的とする像を形成することができる。そして、観察者は、これらの単位画素１００を見ることにより、カラーディスプレイに形成された像を見ることができる。

この際、赤色画素１として、赤色画素用発光素子１３及び蛍光体温度依存係数が８５以上の赤色蛍光体１４を有する赤色発光素子１１を用いたため、温度変化によってカラーディスプレイから発せられる光の色調が変化することを抑制し、カラーディスプレイに形成される像の色ズレを少なくすることができる。

また、Ｉ（Ｒ，１００）／Ｉ（Ｒ，２５）に対するＩ（Ｎ，１００）／Ｉ（Ｎ，２５）の比率を大きくして上記の範囲に収まるようにしたため、素子の温度変化に伴う色調の変化（色ズレ）を小さくできるという利点を得ることができる。

さらに、赤色画素用発光素子１３として（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系発光素子を用いたため、高効率で温度依存性の小さい発光素子が得られるという利点を得ることができる。

また、非赤色の画素である緑色画素２や青色画素３が（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系発光素子を備えるように構成したため、フルカラー表示ができるという利点を得ることができる。なお、（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系発光素子は、非赤色の画素のうちの少なくとも１つに備えさせるようにすればよいが、その全部に備えさせることにより、上記の利点をより確実に得ることができる。

さらに、非赤色の画素として、青色画素用発光素子３３を備える青色の画素３と、緑色画素用発光素子２３及び蛍光体温度依存係数が８５以上である緑色蛍光体２４を有する緑色画素２とを備えることにより、素子の温度変化に伴う色調の変化（色ズレ）を小さくできるとという利点を得ることができる。

［７．その他］
以上、本発明の画像表示装置の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。

例えば、本発明の画像表示装置は、画素１，２，３，１００自体により像を形成する以外に、画素１，２，３，１００からスクリーン等の投影面に光を照射して、投影面上に像を形成させるプロジェクタ型の画像表示装置に用いても良い。
具体例を挙げると、図５に示すプロジェクタ型のカラーディスプレイが挙げられる。なお、図５において、図１〜図４と同様の符号で示す部位は、図１〜図４と同様のものを表わす。また、図５において、一点鎖線及びブロック矢印は光を表わす。

図５に示すカラーディスプレイでは、上記実施形態と同様の赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１が赤色画素１、緑色画素２及び青色画素３として基板２０１に取り付けられている。基板２０１は、上記の基板１０１と同様のプリント基板であり、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１の各導電性端子１５，１６，２５，２６，３５，３６は、それぞれ基板２０１の表面の導電体層（図示省略）に電気的に接続されている。

また、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１のうちのいずれをどれだけ発光させるかは、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１それぞれに電力を供給する時期及び供給量を、カラーディスプレイに設けられた制御部（図示せず）により制御することにより制御されることも、上記実施形態のカラーディスプレイと同様である。

また、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１の正面には、それぞれに対応した集光光学系である光分配レンズ２０２が設けられ、また、更にその向こうには、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１に共通の重ね合わせレンズ２０３が設けられている。

さらに、重ね合わせレンズ２０３の向こうには光変調素子である透過型ＬＣＤ２０４、透過型ＬＤＥ２０４に形成された画像をスクリーン２０６に拡大投影するための投影レンズ２０５、及び投影面（表示面）であるスクリーン２０６が設けられている。
なお、このカラーディスプレイには、上記の赤色発光素子１１、緑色発光素子２１、青色発光素子３１、光分配レンズ２０２及び重ね合わせレンズ２０３が単位画素２０７として多数設けられている。

したがって、このようなプロジェクタ型のカラーディスプレイを用いて画像を表示する場合には、制御部が、所定の位置にある単位画素２０７から目的とする色の光を発することができるように赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１それぞれに供給する電力の量を制御する。これにより、カラーディスプレイ上の単位画素２０７が有する赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１から、形成しようとする画像に応じて赤色光、緑色光及び青色光が発せられる。

赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１から発せられた光は、各々に対応した光分配レンズ２０２によって取り出され、重ね合わせレンズ２０３によって光変調素子４上に重畳させる。そして、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１から発せられた光が重畳されて透過型ＬＣＤ２０４に画像が表示され、この画像が投影レンズ２０５によってスクリーン２０６面上に拡大投影されるようになっている。
本発明によれば、このようなプロジェクタ型の画像表示装置においても、形成される像の色ズレを少なくすることができるほか、上記実施形態と同様の利点を得ることができる。

さらに、例えば、上記のように赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１を一体としてモールドせずに、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１などをそれぞれ独立にモールドし、それを規則的に並べ、それぞれの画素を形成する発光素子１１，２１，３１をそれぞれの画素として画像表示装置を構成することも可能である。

また、例えば、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１などの発光素子を規則的に配列し、すべての光を合わせて白色の光源とし、液晶などの透過率制御機構と赤色及び非赤色のカラーフィルターによって画像を制御する装置として画像表示装置を構成しても良い。

さらに、例えば、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１を別々の光源として、それぞれの色の画像を液晶パネルや鏡面偏向型光変調器（商標名：デジタルマイクロミラーデバイス）によって形成し、投影することで画像を表示する装置として画像表示装置を構成しても良い。

また、マトリクス配列された各色の発光素子１１，２１，３１により文字情報をカラー表示する装置として画像表示装置を構成しても良い。
本発明によれば、このように様々なタイプの画像表示装置においても、形成される像の色ズレを少なくすることができるほか、上記実施形態と同様の利点を得ることができる。

さらに、上記実施形態などで説明した部材はそれぞれ任意に組み合わせて用いることができる。
また、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１などの各フレーム１２，２２，３２は、適宜基板１０１，２０１と一体化させてもよい。

さらに、上記の赤色画素１、緑色画素２及び青色画素３は、それぞれ独立に、赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１以外の部材を備えていてもよい。
また、上記の赤色発光素子１１、緑色発光素子２１及び青色発光素子３１などは、反射型の発光素子、例えば、励起光がフレーム１２，２２，３２の表面などで反射してから外部に発せられるように構成しても良い。
さらに、本発明の効果を著しく損なわない限り、上記にて説明していない部材や構成等を組み合わせて本発明を実施しても良い。

以下、実施例を示して本発明について詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。

［実施例１］
赤色の画素を構成する発光素子を（Ｉｎ，Ｇａ）Ｎ系青色ＬＥＤと赤色蛍光体とにより構成した。赤色蛍光体としては、Ｃａ_0.992ＡｌＳｉＥｕ_0.008Ｎ₃で表わされる赤色蛍光体を用いた。この赤色蛍光体は、（Ｉｎ，Ｇａ）Ｎ系青色ＬＥＤが発する光を吸収して、波長５４０ｎｍ〜７６０ｎｍの光を放出するものである。
なお、上記の赤色蛍光体は、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化カルシウム粉末、窒化ユーロピウムを所定比率で十分混合し、黒鉛抵抗加熱方式の電気炉で窒素雰囲気、圧力１ＭＰａ、１８００℃で２時間加熱処理を行なうことにより合成した。
また、上記実施形態において説明した蛍光体温度依存係数ＴＲの測定方法と同様にして、この赤色蛍光体について温度を変化させながら発光強度を測定したところ、温度上昇に伴う発光強度低下がなく、１００℃における発光強度の、２５℃における発光強度に対する割合（蛍光体温度依存係数ＴＲ）は、１０９％だった。

この赤色蛍光体を用いて、以下のような手順により、図２に示したのと同様の赤色発光固体発光素子を製造した。なお、以下の説明において、カッコ「〔〕」内に示した符号は、図２の対応した部位を示す符号である。
まず、表面実装型ＬＥＤ用のフレーム〔１２〕のカップ部〔１２Ａ〕の端子〔１５〕に、４６０ｎｍの波長で発光するＬＥＤ（Ｃｒｅｅ社製Ｃ４６０−ＭＢ２９０−Ｓ０１００；ＭＢグレード、光出力９〜１０ｍＷ）〔１３〕を、銀ペースト（導電性マウント部材）を使ってボンディングした。

次に、太さ２０μｍのＡｕ線（導電性ワイヤー）〔１７〕を使用してＬＥＤ〔１３〕の電極（図示省略）とフレーム〔１２〕の端子〔１６〕とを結線した。
上記赤色蛍光体〔１４〕１ｇに対して、シリコーン樹脂（バインダ）〔１８〕を５ｇの比率で良く混合し、この赤色蛍光体とシリコーン樹脂との混合物を、ＬＥＤ〔１３〕をボンディングしたフレーム〔１２〕のカップ部分〔１２Ａ〕に注いだ。
これを１５０℃で２時間保持し、シリコーン樹脂〔１８〕を硬化させることにより、蛍光体含有樹脂部を形成して表面実装型赤色発光素子〔１１〕を得た。

上述のようにして得られた表面実装型赤色発光素子〔１１〕の発光スペクトルを測定した。なお、表面実装型赤色発光素子〔１１〕は、室温（約２４℃）において、２０ｍＡで駆動した。具体的には、表面実装型赤色発光素子〔１１〕からの全ての発光を積分球で受け、さらに光ファイバーによって分光器に導き入れ、発光スペクトルと全光束とを測定した。

この赤色発光素子〔１１〕の発光スペクトルを図６に示す。
また、発光スペクトルの測定結果のうち、波長３８０ｎｍから７８０ｎｍの範囲の発光強度の数値をもとに、ＣＩＥ色度座標値ｘ及びｙを求めたところ、ｘ＝０．６８，ｙ＝０．３１だった。
さらに、発光スペクトルの測定結果を基に赤色蛍光体の内部量子効率を求めたところ、５６％であった。

また、赤色発光素子〔１１〕の場合と同様の処理により、青色ＬＥＤと緑色蛍光体Ｃａ_2.97Ｃｅ_0.03Ｓｃ₂Ｓｉ₃Ｏ₁₂とを用いて、緑色の画素を構成するための緑色発光素子を製造した。
なお、緑色蛍光体は、次のような手順で製造した。ＣａＣＯ₃、Ｓｃ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＣｅＯ₂を所定の比率で少量のエタノールと共にメノウ乳鉢に入れ、よく混合した後、乾燥させ、次いで、乾燥させた原料混合物を白金箔に包み、水素を４重量％含有する窒素ガスを流通させながら、１５００℃で３時間、加熱することにより緑色蛍光体を得た。得られた緑色蛍光体は、洗浄、粉砕、及び、分級処理を行なった。

上述のようにして得られた緑色発光素子の発光スペクトルを、赤色発光素子と同様に測定した。緑色発光素子の発光スペクトルを図７に示す。
また、発光スペクトルの測定結果のうち、波長３８０ｎｍから７８０ｎｍの範囲の発光強度の数値をもとに、ＣＩＥ色度座標値ｘ及びｙを求めたところ、ｘ＝０．２９，ｙ＝０．５０だった。
なお、この緑色蛍光体について温度を変化させながら発光強度を測定したところ、１００℃における発光強度の、２５℃における発光強度に対する割合（蛍光体温度依存係数ＴＲ）は、９３％であった。

さらに、赤色蛍光体の代わりに拡散剤となる白色微粉末ＴｉＯ₂を使用した他は赤色発光素子〔１１〕と同様にして、青色発光素子を製造した。得られれた青色発光素子の発光スペクトルを、赤色発光素子と同様に測定した。緑色発光素子の発光スペクトルを図８に示す。

以上のように製造した、赤、緑、青の画素を平面上に配列し、配線と点灯制御回路を形成することにより、フルカラー表示装置（ディスプレイ）を製造することができる。また、このようにして製造されるフルカラー表示装置は、蛍光体温度依存係数ＴＲが高い蛍光体を用いて赤色画素や緑色画素を作製しているため、温度変化による色ズレを少なくすることができるものと推察される。

［実施例２］
実施例１の緑色画素を構成する緑色発光素子の代わりに、（Ｉｎ，Ｇａ）Ｎ系緑色発光素子と拡散剤との組み合わせを使用した以外には、実施例１と同様の手順をとることにより、フルカラー表示装置を製造した。
この表示装置の３色の発光スペクトルを測定した結果を図９に示す。
このようにして製造されるフルカラー表示装置は、蛍光体温度依存係数ＴＲが高い蛍光体を用いて赤色画素を作製しているため、温度変化による色ズレを少なくすることができるものと推察される。

本発明は産業上の任意の分野で用いることができるが、中でもＬＥＤなどの発光素子を用いたカラーディスプレイ等の画像表示装置に用いることができ、特に、フルカラーディスプレイに用いて好適である。

本発明の一実施形態としてのカラーディスプレイの要部の構造を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態について説明するもので、赤色発光素子の要部を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態について説明するもので、本実施形態にかかる非赤色の画素の一つである緑色の画素として用いる緑色発光素子の要部を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態について説明するもので、本実施形態にかかる非赤色の画素の一つである青色の画素として用いる青色発光素子の要部を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態としてのプロジェクタ型のカラーディスプレイの要部を模式的に示す図である。 本発明の実施例１で測定した、赤色発光素子の発光スペクトルである。 本発明の実施例１で測定した、緑色発光素子の発光スペクトルである。 本発明の実施例１で測定した、青色発光素子の発光スペクトルである。 本発明の実施例２で測定した、フルカラー表示装置を構成する赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子の発光スペクトルである。

符号の説明

１ 赤色の画素
２ 緑色の画素（非赤色の画素）
３ 青色の画素（非赤色の画素）
１１ 赤色発光素子
１２，２２，３２ フレーム
１３ 赤色画素用発光素子
１４ 赤色蛍光体
１５，１６，２５，２６，３５，３６ 導電性端子
１７，２７，３７ ワイヤ
１８，２８ バインダ
２１ 緑色発光素子
２３ 緑色画素用発光素子
２４ 緑色蛍光体
３１ 青色発光素子
３３ 青色画素用発光素子
３８，１０３ モールド
１００，２０７ 単位画素
１０１，２０１ 基板
１０２ カバー部材
２０２ 光分配レンズ
２０３ 重ね合わせレンズ
２０４ 透過型ＬＣＤ
２０５ 投影レンズ
２０６ スクリーン

Claims (5)

1. 赤色の画素と、少なくとも１つの非赤色の画素とを備えた画像表示装置であって、
   該赤色の画素が、赤色画素用発光素子、及び、蛍光体温度依存係数が８５以上の赤色蛍光体を有する赤色発光素子を備える
   ことを特徴とする、画像表示装置。
2. 該赤色の画素及び該非赤色の画素それぞれの２５℃における発光強度をＩ（Ｒ，２５）及びＩ（Ｎ，２５）とし、該赤色の画素及び該非赤色の画素それぞれの１００℃における発光強度をＩ（Ｒ，１００）及びＩ（Ｎ，１００）とした場合に、Ｉ（Ｒ，１００）／Ｉ（Ｒ，２５）に対するＩ（Ｎ，１００）／Ｉ（Ｎ，２５）の比率が９０％以上である
   ことを特徴とする、請求項１記載の画像表示装置。
3. 該赤色画素用発光素子が、（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系発光素子を備える
   ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
4. 該非赤色の画素が、（Ｉｎ，Ａｌ，Ｇａ）Ｎ系発光素子を備える
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 該非赤色の画素が、
   青色画素用発光素子を備える青色の画素と、
   緑色画素用発光素子、及び、蛍光体温度依存係数が８５以上である緑色蛍光体を有する緑色の画素とを備える
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。

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