JP2009194161A - Image display device - Google Patents

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浩史 福永
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection image display device which has a superior color reproduction range and stability of display colors, can be made compact, and can have sufficient on-screen luminance. <P>SOLUTION: The image display device includes a plurality of light sources emitting light beams having different wavelengths. The image display device further includes, as the light sources: a first light source comprising a semiconductor laser device emitting red light; a second light source comprising a semiconductor laser device emitting blue light; and a third light source which includes a semiconductor laser device emitting pump light and a β type sialon phosphor absorbing the pumping light and emitting fluorescent light, and which emits green light in which the pump light has a shorter wavelength than the fluorescent light. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、波長変換材料を用いた投射型画像表示装置に関する。   The present invention relates to a projection type image display apparatus using a wavelength conversion material.

近年、投射型画像表示装置の開発分野において競争が激化している。現在までに様々な方式の投射型画像表示装置が提案されているが、明るさと色安定性および色再現性(NTSC比)を同時に満足する方式は見つかっていないのが現状である。   In recent years, competition has intensified in the field of development of projection-type image display devices. Various types of projection-type image display apparatuses have been proposed so far, but no system that satisfies brightness, color stability, and color reproducibility (NTSC ratio) at the same time has been found.

現在、投射型画像表示装置における投射光源としては、特開2000−347153号公報(特許文献1)のように高圧水銀ランプなどの放電ランプが主に用いられている。これらの投射光源は、高輝度という利点を有しているが、寿命が短く、さらに赤色の再現域をあまり広げることができないため色再現性(NTSC比)が悪いという問題点がある。   Currently, a discharge lamp such as a high-pressure mercury lamp is mainly used as a projection light source in a projection-type image display device as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-347153 (Patent Document 1). Although these projection light sources have the advantage of high brightness, they have a problem that they have a short lifespan and have a poor color reproducibility (NTSC ratio) because the red reproduction range cannot be expanded so much.

そこで、特開2005−25101号公報(特許文献2)のように投射光源に高圧水銀ランプと赤色半導体レーザ装置とを組み合わせた投射型画像表示装置が提案されている。しかし、特許文献2に示されるような投射型画像表示装置は、その構造が複雑化してしまい、さらに高圧水銀ランプは白色光源であるため、光の3原色に分光するためのダイクロックミラーなどの色分解照明光学系を必要とし、投射型画像表示装置の小型化を実現することが困難である。   Therefore, a projection-type image display device in which a high-pressure mercury lamp and a red semiconductor laser device are combined with a projection light source has been proposed as disclosed in JP-A-2005-25101 (Patent Document 2). However, the projection-type image display device as shown in Patent Document 2 has a complicated structure, and the high-pressure mercury lamp is a white light source. Therefore, a dichroic mirror for separating light into the three primary colors of light is used. A color separation illumination optical system is required, and it is difficult to reduce the size of the projection type image display apparatus.

このような問題点を克服すべく、色表現の原色となり得る赤色、緑色、青色の少なくとも光の3原色のレーザ光を画像形成に用いたレーザディスプレイ型の投射型画像表示装置が提案されている。そして、該レーザ光を発する光源としては、ガス半導体レーザ装置および半導体レーザ励起SHG(第2高調波発生)固体半導体レーザ装置が提案されている。ここで、光の3原色の中でも特に緑色レーザ光を発する光源に関しては、実用化の目処がついていないため、SHG固体レーザが使用されている。しかし、ガス半導体レーザ装置はエネルギー変換効率が一般的に0.1%程度と低く、冷却機構が必要なため、結果として投射型画像表示装置が大型化し、高コストになるという問題点がある。一方で、半導体レーザ励起SHG固体半導体レーザ装置は、高出力化に伴い、レーザ光にノイズが発生してしまい、そのため、高効率化、小型化およびコストの点で問題点が生じる。
特開2000−347153号公報 特開2005−25101号公報
In order to overcome such problems, there has been proposed a laser display type projection type image display apparatus using laser light of at least three primary colors of red, green and blue which can be primary colors for color expression for image formation. . As a light source for emitting the laser light, a gas semiconductor laser device and a semiconductor laser pumped SHG (second harmonic generation) solid-state semiconductor laser device have been proposed. Here, among the three primary colors of light, a light source that emits green laser light is not practically used, so an SHG solid-state laser is used. However, the gas semiconductor laser device has a problem that the energy conversion efficiency is generally as low as about 0.1% and a cooling mechanism is required. As a result, the projection type image display device becomes large and expensive. On the other hand, in the semiconductor laser pumped SHG solid-state semiconductor laser device, noise is generated in the laser beam as the output is increased, which causes problems in terms of efficiency, size reduction, and cost.
JP 2000-347153 A JP 2005-25101 A

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、色再現域および表示色の安定性にすぐれ、かつ小型化および充分な画面上輝度を実現可能な投射型画像表示装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a projection that is excellent in color reproduction range and stability of display color, and that can achieve downsizing and sufficient on-screen luminance. Type image display device.

上記課題を解決するために、本発明者らは赤色光源としてたとえば赤色半導体レーザダイオードを用い、青色光源としてたとえば青色半導体レーザダイオードを用い、かつ緑色光源として、励起光を発する半導体レーザ装置と、励起光を吸収して該励起光よりも長波長の蛍光を発するβ型サイアロン蛍光体と組み合わせた光源を用いた場合、色再現域および表示色の安定性にすぐれ、かつ充分な画面上輝度を実現可能な投射型画像表示装置を実現することを見出した。すなわち、本発明は以下のとおりである。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors use, for example, a red semiconductor laser diode as a red light source, a blue semiconductor laser diode as a blue light source, and a semiconductor laser device that emits excitation light as a green light source, When using a light source combined with a β-sialon phosphor that absorbs light and emits longer-wavelength fluorescence than the excitation light, it achieves excellent on-screen brightness and excellent color reproduction range and display color stability. It has been found that a possible projection type image display device is realized. That is, the present invention is as follows.

本発明は、異なる波長の光を出射する複数の光源を備えてなる画像表示装置であって、光源には、赤色光を出射する半導体レーザ装置からなる第1の光源と、青色光を出射する半導体レーザ装置からなる第2の光源と、励起光を発する半導体レーザ装置と、励起光を吸収して蛍光を発するβ型サイアロン蛍光体とを有し、励起光は蛍光よりも短波長である、緑色光を出射する第3の光源と、を含む画像表示装置に関する。   The present invention is an image display device including a plurality of light sources that emit light of different wavelengths, and the light source emits blue light and a first light source that is a semiconductor laser device that emits red light. A second light source composed of a semiconductor laser device, a semiconductor laser device that emits excitation light, and a β-sialon phosphor that absorbs excitation light and emits fluorescence, and the excitation light has a shorter wavelength than fluorescence. And a third light source that emits green light.

また、本発明の画像表示装置において、励起光が、波長380nm以上460nm以下の範囲にピーク波長を有することが好ましく、励起光が、波長390nm以上410nm以下の範囲にピーク波長を有することが特に好ましい。   In the image display device of the present invention, it is preferable that the excitation light has a peak wavelength in a wavelength range of 380 nm to 460 nm, and it is particularly preferable that the excitation light has a peak wavelength in a wavelength range of 390 nm to 410 nm. .

また、本発明の画像表示装置において、励起光を発する半導体レーザ装置は、レーザダイオードであることが好ましい。   In the image display device of the present invention, the semiconductor laser device that emits excitation light is preferably a laser diode.

また、本発明の画像表示装置において、β型サイアロン蛍光体は、Euを固溶している固溶体であることが好ましい。   In the image display device of the present invention, the β-type sialon phosphor is preferably a solid solution in which Eu is dissolved.

また、本発明の画像表示装置において、β型サイアロン蛍光体は、酸素含有量が0.8質量%以下の固溶体であることが好ましい。   In the image display device of the present invention, the β-type sialon phosphor is preferably a solid solution having an oxygen content of 0.8% by mass or less.

また、本発明の画像表示装置において、蛍光は、波長520nm以上550nm以下の範囲にピーク波長を有することが好ましく、蛍光は、波長520nm以上535nm以下の範囲にピーク波長を有することが特に好ましい。   In the image display device of the present invention, the fluorescence preferably has a peak wavelength in the range of 520 nm to 550 nm, and the fluorescence particularly preferably has a peak wavelength in the range of 520 nm to 535 nm.

また、本発明の画像表示装置において、βサイアロン蛍光体は、発光スペクトルの半値全幅が55nm以下であることが好ましい。   In the image display device of the present invention, the β sialon phosphor preferably has a full width at half maximum of the emission spectrum of 55 nm or less.

上記構成であれば、光源に半導体レーザ装置を用いており装置の小型化を実現することができ、かつ充分な画面上輝度を実現可能となる。また、色表現の原色となり得る2色のレーザ光源とレーザ光源と蛍光体を組み合わせた高輝度の光源を用いていることから色再現性は良好となる。   If it is the said structure, since the semiconductor laser apparatus is used for the light source, size reduction of an apparatus can be implement | achieved and sufficient on-screen brightness | luminance can be implement | achieved. In addition, since a two-color laser light source that can be a primary color for color expression and a high-luminance light source that combines a laser light source and a phosphor are used, color reproducibility is improved.

本発明の画像表示装置は、半導体レーザ装置を光源に用いているため、画像表示装置の小型化および充分な画面上輝度を実現することができる。   Since the image display device of the present invention uses a semiconductor laser device as a light source, the image display device can be reduced in size and sufficient on-screen luminance can be realized.

また、本発明の画像表示装置は、色表現の原色となり得る光の2原色をそれぞれ出射する半導体レーザ装置からなる第1の光源および第2の光源と、半導体レーザ装置と蛍光体とを組み合わせた第3の光源とを含む高輝度の光源を備えることから、色再現性は良好となる。   The image display device of the present invention is a combination of a first light source and a second light source, each composed of a semiconductor laser device that emits two primary colors of light that can be primary colors for color expression, and a semiconductor laser device and a phosphor. Since a high-intensity light source including the third light source is provided, color reproducibility is good.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。また、図面における長さ、大きさ、幅などの寸法関係は、図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法を表してはいない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated. In addition, dimensional relationships such as length, size, and width in the drawings are changed as appropriate for clarity and simplification of the drawings, and do not represent actual dimensions.

図1は、本実施形態の画像表示装置を示す模式図である。
以下、図1に基づいて説明する。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an image display apparatus according to the present embodiment.
Hereinafter, a description will be given based on FIG.

本実施形態の画像表示装置は、異なる波長の光を出射する複数の光源を少なくとも備える。そして、該光源には、赤色光を出射する第1の光源1aと、青色光を出射する第2の光源1bと、緑色光を出射する第3の光源1dとを含む。該第1の光源1aおよび該第2の光源1bは半導体レーザ装置からなり、該第3の光源1dは励起光を発する半導体レーザ装置1cと、該励起光を吸収して蛍光を発するβ型サイアロン蛍光体2とを有する。本実施形態においては、β型サイアロン蛍光体2は、モールド樹脂3によって支持されている。そして、該励起光は該蛍光よりも短波長である。   The image display apparatus of this embodiment includes at least a plurality of light sources that emit light of different wavelengths. The light sources include a first light source 1a that emits red light, a second light source 1b that emits blue light, and a third light source 1d that emits green light. The first light source 1a and the second light source 1b are composed of a semiconductor laser device, the third light source 1d is a semiconductor laser device 1c that emits excitation light, and a β-type sialon that absorbs the excitation light and emits fluorescence. And phosphor 2. In the present embodiment, the β-type sialon phosphor 2 is supported by the mold resin 3. The excitation light has a shorter wavelength than the fluorescence.

そして、本実施形態における画像表示装置は、図1に示すように第1の光源1a、第2の光源1b、第3の光源1dを合成するダイクロイックプリズム4を中心にして、それぞれの光源が設置されており、残りの面には投射レンズ5が設置されている。そして、投射レンズ5から、投射のための白色光が出射する。ただし、該本発明は、少なくとも光源に第1の光源1a、第2の光源1bおよび第3の光源1dを備えていれば、特にその形態は限定されない。したがって、たとえば、液晶テレビのような透過型の画像表示装置であっても、液晶プロジェクションのような投影型の画像表示装置であっても、光源として該第1の光源1a、第2の光源2bおよび第3の光源3cを備えることで、本発明の画像表示装置を構成することとなる。   In the image display apparatus according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, each light source is installed around a dichroic prism 4 that combines the first light source 1a, the second light source 1b, and the third light source 1d. The projection lens 5 is installed on the remaining surface. Then, white light for projection is emitted from the projection lens 5. However, the form of the present invention is not particularly limited as long as the light source includes at least the first light source 1a, the second light source 1b, and the third light source 1d. Therefore, for example, the first light source 1a and the second light source 2b are used as light sources, whether it is a transmissive image display device such as a liquid crystal television or a projection image display device such as a liquid crystal projection. By providing the third light source 3c, the image display device of the present invention is configured.

本実施形態においては、光源のうち、緑色光を出射する第3の光源1dのみが半導体レーザ装置1cとβ型サイアロン蛍光体2とを組み合わせたものである。β型サイアロン蛍光体2は、励起光を吸収して、緑色の蛍光を発する。緑色の蛍光を発する蛍光体は複数存在するが、本実施形態においては、それらの中においてもβ型サイアロン蛍光体2を選択している。これは、本実施形態において、波長520nm以上550nm以下の範囲の波長に発光ピーク波長を持ち、その半値全幅が55nm以下のシャープな発光スペクトルを有する蛍光体である理由から、第3の光源1dを構成するものとしてβ型サイアロン蛍光体2を選択することが好ましいためである。   In the present embodiment, of the light sources, only the third light source 1d that emits green light is a combination of the semiconductor laser device 1c and the β-type sialon phosphor 2. The β-type sialon phosphor 2 absorbs excitation light and emits green fluorescence. There are a plurality of phosphors that emit green fluorescence. In the present embodiment, the β-sialon phosphor 2 is selected among them. In the present embodiment, the third light source 1d is used because the phosphor has a light emission peak wavelength in a wavelength range of 520 nm or more and 550 nm or less and a sharp emission spectrum whose full width at half maximum is 55 nm or less. This is because it is preferable to select the β-type sialon phosphor 2 as a constituent.

以上のような構成をとることで、高輝度かつ色再現性が良好な画像表示装置を提供することができる。   By adopting the above configuration, it is possible to provide an image display device with high luminance and good color reproducibility.

ここで以下、NTSC比とは、CIE1976表色系におけるCIE1976UCS色度座標(u’、v’)において、赤、緑、青各色の色度座標を結んで得られる三角形の面積の、NTSC(National Television System Comittee)が定めた赤、緑、青各色の色度座標(u’、v’)(赤(0.498、0.519)、緑(0.076、0.576)、青(0.152、0.196))を結んで得られる三角形の面積に対する比率を指すものとする。   Hereafter, the NTSC ratio is the NTSC (National) of the area of a triangle obtained by connecting the chromaticity coordinates of red, green, and blue colors in the CIE1976UCS chromaticity coordinates (u ′, v ′) in the CIE1976 color system. The chromaticity coordinates (u ′, v ′) (red (0.498, 0.519), green (0.076, 0.576), blue (0) of each color of red, green, and blue determined by the Television System Committee .152, 0.196)) is the ratio to the area of the triangle obtained.

また、本発明において光の波長は、大塚電子製蛍光スペクトル測定装置MCPD−7000で測定した値を採用するものとする。   In the present invention, the light wavelength is a value measured with a fluorescence spectrum measuring apparatus MCPD-7000 manufactured by Otsuka Electronics.

<第1の光源>
本実施形態において、第1の光源1aは、半導体レーザ装置であり、特に半導体レーザ装置であることが好ましい。そして、該半導体レーザ装置としては、半導体レーザダイオードを選択することが好ましい。そして、第1の光源1aは、赤色光を出射する。ここで、本発明においては、赤色光とは、600nm以上750nm以下の波長の光をいうものとする。
<First light source>
In the present embodiment, the first light source 1a is a semiconductor laser device, and is particularly preferably a semiconductor laser device. A semiconductor laser diode is preferably selected as the semiconductor laser device. The first light source 1a emits red light. Here, in the present invention, red light means light having a wavelength of 600 nm or more and 750 nm or less.

そして、第1の光源1aとしての半導体レーザ装置は、直接、赤色光を発するために、特に蛍光体等で発光波長の調整を行なう必要はない。   Since the semiconductor laser device as the first light source 1a directly emits red light, it is not particularly necessary to adjust the emission wavelength with a phosphor or the like.

第1の光源1aとしては、たとえば、GaAs基板上に、一般式がInx(Ga1-yAly1-xP(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)である半導体層を積層したものを選択することができる。 As the first light source 1a, for example, a general formula of In x (Ga 1 -y Al y ) 1-x P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1 on a GaAs substrate is used. ) Can be selected.

<第2の光源>
本実施形態において、第2の光源1bは、半導体レーザ装置である。そして、該半導体レーザ装置としては、半導体レーザダイオードを選択することが好ましい。そして、第2の光源1bは、青色光を出射する。ここで本発明においては、青色光とは、430nm以上490nm以下の波長の光をいうものとする。
<Second light source>
In the present embodiment, the second light source 1b is a semiconductor laser device. A semiconductor laser diode is preferably selected as the semiconductor laser device. The second light source 1b emits blue light. Here, in the present invention, blue light refers to light having a wavelength of 430 nm or more and 490 nm or less.

そして、第2の光源1bとしての半導体レーザ装置は、直接、青色光を発するために、特に蛍光体等で発光波長の調整を行なう必要はない。   Since the semiconductor laser device as the second light source 1b directly emits blue light, it is not particularly necessary to adjust the emission wavelength with a phosphor or the like.

第2の光源1bとしては、たとえば、GaN、Si、SiC、Al23などからなる基板上にInxAlyGa1-x-yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)を一般式とした半導体層を積層したもので、活性層の井戸層が、InxGa1-xN(0.05≦x≦0.20)からなり、該活性層をはさんだ第1および第2の障壁層がInxGa1-xN(0≦x≦0.1)からなるものを選択することができる。 The second light source 1b, for example, GaN, Si, SiC, In x Al y Ga 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ on a substrate made of Al 2 O 3 A semiconductor layer having a general formula of x + y ≦ 1) is stacked. The well layer of the active layer is made of In x Ga 1-x N (0.05 ≦ x ≦ 0.20), and the active layer is The first and second barrier layers made of In x Ga 1-x N (0 ≦ x ≦ 0.1) can be selected.

<第3の光源>
本実施形態の第3の光源1dは、上述の通り半導体レーザ装置1cと、モールド樹脂3で支持されたβ型サイアロン蛍光体2とを含む。そして、半導体レーザ装置1cが発する励起光の波長は、β型サイアロン蛍光体2が該励起光を吸収して発する蛍光よりも短波長である。また、第3の光源は、緑色光を出射する。ここで、本発明においては、緑色光とは、520nm以上550nm以下の波長の光をいうものとする。
<Third light source>
The third light source 1d of this embodiment includes the semiconductor laser device 1c and the β-type sialon phosphor 2 supported by the mold resin 3 as described above. The wavelength of the excitation light emitted from the semiconductor laser device 1c is shorter than the fluorescence emitted by the β-type sialon phosphor 2 by absorbing the excitation light. The third light source emits green light. Here, in this invention, green light shall mean light with a wavelength of 520 nm or more and 550 nm or less.

半導体レーザ装置1cは、半導体レーザダイオードであることが特に好ましい。そして、半導体レーザ装置1cが半導体レーザダイオードである場合には、たとえば、活性層の井戸層が、AlxInyGa1-x-yN(0≦x≦0.1、0≦y≦0.15、x+y<1)からなり、該活性層をはさんだ第1および第2の障壁層がAlxInyGa1-x-yN(0≦x≦0.25、0≦y≦0.1、x+y<1)からなるものを選択することができる。本実施形態において、このような半導体レーザダイオードを用いることで波長380nm以上460nm以下の範囲にピーク波長を有することができるからである。そして、本実施形態における半導体レーザ装置1cが発する励起光は、波長380nm以上460nm以下の範囲にピーク波長を有することが好ましく、波長390nm以上410nm以下の範囲にピーク波長を有することが特に好ましい。これは、該半導体レーザ装置1cが発する励起光のピーク波長が380nm未満である場合には紫外線としてのエネルギーが大きくなり、モールド樹脂3の劣化が大きくなる虞があり、励起光のピーク波長が460nm超過である場合には半導体レーザ装置1cの発光スペクトルとβ型サイアロン蛍光体2の発光スペクトルとの重なりが大きくなり、NTSC比を低下させる虞があるからである。 The semiconductor laser device 1c is particularly preferably a semiconductor laser diode. When the semiconductor laser device 1c is a semiconductor laser diode, for example, the well layer of the active layer is Al x In y Ga 1-xy N (0 ≦ x ≦ 0.1, 0 ≦ y ≦ 0.15). , X + y <1), and the first and second barrier layers sandwiching the active layer are Al x In y Ga 1-xy N (0 ≦ x ≦ 0.25, 0 ≦ y ≦ 0.1, x + y <1) can be selected. This is because in this embodiment, by using such a semiconductor laser diode, a peak wavelength can be obtained in a wavelength range of 380 nm to 460 nm. The excitation light emitted from the semiconductor laser device 1c in the present embodiment preferably has a peak wavelength in the range of 380 nm to 460 nm, and particularly preferably has a peak wavelength in the range of 390 nm to 410 nm. This is because when the peak wavelength of the excitation light emitted from the semiconductor laser device 1c is less than 380 nm, the energy as ultraviolet light increases, and the mold resin 3 may be greatly deteriorated, and the peak wavelength of the excitation light is 460 nm. This is because if it exceeds, the overlap between the emission spectrum of the semiconductor laser device 1c and the emission spectrum of the β-type sialon phosphor 2 becomes large, which may reduce the NTSC ratio.

そして、β型サイアロン蛍光体2は、350nm以上470nm以下近紫外から青色の励起光により効率よく励起されるものを選択することが好ましく、Euを固溶している固溶体であるEu付活β型サイアロン蛍光体を選択することが好ましい。本実施形態のβ型サイアロン蛍光体2は、Eu、および、Si、Al、O、Nの元素を特定の組成領域範囲、特定の固溶状態および特定の結晶相で有するもので、波長520nm以上550nm以下の範囲にシャープな発光ピークを持つ蛍光体であることが好ましい。該発光ピークが波長520nm未満である場合には、第2の光源1bの発光スペクトルとβ型サイアロン蛍光体2の発光スペクトルとの重なりが大きくなり、NTSC比を低下させる虞があり、波長550nm超過の場合には、第1の光源1aの発光スペクトルとβ型サイアロン蛍光体2の発光スペクトルとの重なりが大きくなり、NTSC比を低下させる虞があるからである。   As the β-type sialon phosphor 2, it is preferable to select one that is efficiently excited by near-UV to blue excitation light from 350 nm to 470 nm, and Eu-activated β-type that is a solid solution in which Eu is dissolved. It is preferable to select a sialon phosphor. The β-type sialon phosphor 2 of the present embodiment has Eu and Si, Al, O, and N elements in a specific composition region range, a specific solid solution state, and a specific crystal phase, and has a wavelength of 520 nm or more. A phosphor having a sharp emission peak in a range of 550 nm or less is preferable. If the emission peak is less than 520 nm, the overlap between the emission spectrum of the second light source 1b and the emission spectrum of the β-type sialon phosphor 2 may increase, possibly reducing the NTSC ratio, exceeding the wavelength of 550 nm. In this case, the overlap between the emission spectrum of the first light source 1a and the emission spectrum of the β-type sialon phosphor 2 is increased, which may reduce the NTSC ratio.

そして、本実施形態のβ型サイアロン蛍光体2は、β型Si34結晶構造を有する窒化物または酸窒化物を母体結晶とし、2価のEuイオンを発光中心として添加したものが好ましい。そして、β型サイアロン蛍光体2が発する蛍光が、波長520nm以上535nm以下の範囲にピーク波長を有することが特に好ましい。また、β型サイアロン蛍光体は、発する蛍光の発光スペクトルの半値全幅が55nm以下であることが好ましい。これは、色再現性(NTSC比)をより高くすることができるからである。 The β-sialon phosphor 2 of the present embodiment is preferably one in which a nitride or oxynitride having a β-type Si 3 N 4 crystal structure is used as a base crystal and a divalent Eu ion is added as an emission center. And it is especially preferable that the fluorescence emitted from the β-type sialon phosphor 2 has a peak wavelength in the wavelength range of 520 nm to 535 nm. Further, the β-type sialon phosphor preferably has a full width at half maximum of the emission spectrum of the emitted fluorescence of 55 nm or less. This is because the color reproducibility (NTSC ratio) can be further increased.

また、該β型サイアロン蛍光体においては、これを構成する結晶中に含まれる酸素含有量が0.8質量%以下となるように調製された固溶体であることが好ましい。該酸素含有量はLECO社製TC436型酸素窒素分析計によって測定することができる。該酸素含有量が0.8質量%超過の場合には、蛍光の発光スペクトルの半値全幅が大きくなる虞があるからである。このように該結晶中における酸素量が調整されたβ型サイアロン蛍光体2は、蛍光の発光スペクトルの半値全幅を小さくするような効果を有することから特に好ましい。   In addition, the β-type sialon phosphor is preferably a solid solution prepared so that the oxygen content contained in the crystal constituting the phosphor is 0.8% by mass or less. The oxygen content can be measured with a TC436 type oxygen-nitrogen analyzer manufactured by LECO. This is because if the oxygen content exceeds 0.8% by mass, the full width at half maximum of the fluorescence emission spectrum may increase. Thus, the β-sialon phosphor 2 in which the amount of oxygen in the crystal is adjusted is particularly preferable because it has an effect of reducing the full width at half maximum of the fluorescence emission spectrum.

上述した該Eu付活β型サイアロン蛍光体としては、たとえば、Eu23、EuN等の光学活性元素Euを含有する金属化合物粉末と、窒化アルミニウム(AlN)粉末と、窒化ケイ素粉末(Si34)とを均一に混合し、1800〜2000℃程度の温度で焼成することにより得ることができる。これら原料粉末の混合比は、焼成後の蛍光体の組成比を考慮して適宜選択される。 Examples of the Eu-activated β-sialon phosphor described above include, for example, a metal compound powder containing an optically active element Eu such as Eu 2 O 3 and EuN, an aluminum nitride (AlN) powder, and a silicon nitride powder (Si 3 N 4 ) can be uniformly mixed and fired at a temperature of about 1800 to 2000 ° C. The mixing ratio of these raw material powders is appropriately selected in consideration of the composition ratio of the phosphor after firing.

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.

<実施例1>
以下、図1に基づいて説明する。本実施例においては、第1の光源1aには、630nmに発光ピーク波長を有するレーザダイオードを用い、第2の光源1bは、450nmに発光ピーク波長を有するレーザダイオードを用いた。そして、第3の光源1dとしては、半導体レーザ装置1cとして、405nmに発光ピーク波長を有するレーザダイオードを用い、β型サイアロン蛍光体2として、Eu0.027Si12.15Al0.490.0415.32で示される組成の化合物を用い、モールド樹脂3として、シリコーン樹脂を用いた。また、β型サイアロン蛍光体:モールド樹脂=1:18(質量比)となるようにβ型サイアロン蛍光体2をモールド樹脂3に分散させた。
<Example 1>
Hereinafter, a description will be given based on FIG. In this example, a laser diode having an emission peak wavelength at 630 nm was used as the first light source 1a, and a laser diode having an emission peak wavelength at 450 nm was used as the second light source 1b. As the third light source 1d, a laser diode having an emission peak wavelength at 405 nm is used as the semiconductor laser device 1c, and a composition represented by Eu 0.027 Si 12.15 Al 0.49 O 0.04 N 15.32 is used as the β-type sialon phosphor 2. A silicone resin was used as the mold resin 3. Further, the β-type sialon phosphor 2 was dispersed in the mold resin 3 so that β-type sialon phosphor: mold resin = 1: 18 (mass ratio).

そして、直方体形状のダイクロッイックプリズム4を準備し、第1の光源1a、第2の光源1bおよび第3の光源1dを図1のように配置した。そして、該ダイクロイックプリズム4において光源を配置されない一面に投射レンズ5が来るように設置した。   A rectangular parallelepiped dichroic prism 4 was prepared, and the first light source 1a, the second light source 1b, and the third light source 1d were arranged as shown in FIG. The dichroic prism 4 was installed so that the projection lens 5 came to one surface where no light source was arranged.

以上のようにして画像表示装置を作製した。
<比較例1>
本比較例においては、実施例1における第1の光源1aの代わりとして630nmに発光ピーク波長を有するLED(発光ダイオード)を用い、さらに第2の光源1bの代わりとして450nmに発光ピーク波長を有するLEDを用いたこと以外は実施例1と同様にして画像表示装置を作製した。
An image display device was manufactured as described above.
<Comparative Example 1>
In this comparative example, an LED (light emitting diode) having an emission peak wavelength at 630 nm is used instead of the first light source 1a in Example 1, and an LED having an emission peak wavelength at 450 nm is used instead of the second light source 1b. An image display device was produced in the same manner as in Example 1 except that was used.

<比較例2>
本比較例においては、実施例1における第1の光源1a、第2の光源1bおよび第3の光源1dの代わりに、高圧水銀ランプ(Philips社製)を光源として用いたこと以外は実施例1と同様に画像表示装置を作製した。なお、該高圧水銀ランプは、出射された白色光が赤、緑、青の三原色に分離後、再びダイクロイックプリズムで合成できるように設置した。
<Comparative Example 2>
In this comparative example, a high-pressure mercury lamp (manufactured by Philips) was used as the light source in place of the first light source 1a, the second light source 1b, and the third light source 1d in the first example. An image display device was produced in the same manner as described above. The high-pressure mercury lamp was installed so that the emitted white light was separated into the three primary colors of red, green and blue and then synthesized again by the dichroic prism.

<検討結果>
図2は、実施例1における画像表示装置を駆動させた際の投射レンズから発する発光スペクトルを示す図である。図3は、比較例1における画像表示装置を駆動させた際の投射レンズから発する発光スペクトルを示す図である。また、図4は、比較例2における画像表示装置を駆動させた際の投射レンズから発する発光スペクトルを示す図である。
<Examination results>
FIG. 2 is a diagram illustrating an emission spectrum emitted from the projection lens when the image display apparatus in Example 1 is driven. FIG. 3 is a diagram illustrating an emission spectrum emitted from the projection lens when the image display apparatus in Comparative Example 1 is driven. FIG. 4 is a diagram showing an emission spectrum emitted from the projection lens when the image display device in Comparative Example 2 is driven.

また、実施例1、比較例1〜2の画像表示装置の白色点(u’、v’)=(0.206、0.475)におけるNTSC比を表1に示す。   Table 1 shows the NTSC ratio at the white point (u ′, v ′) = (0.206, 0.475) of the image display devices of Example 1 and Comparative Examples 1-2.

Figure 2009194161
Figure 2009194161

まず、図2より、実施例1の発光強度は比較例1よりも大きく、高輝度であることが示された。そして、表1より、実施例1の画像表示装置は、白色点(u’、v’)=(0.206、0.475)において103%のNTSC比を達成し、比較例1および2よりも色再現域が優れていることが示された。また、緑色光源としてβ型サイアロン蛍光体を用いた実施例1、比較例1では、双方ともNTSC比が100%を超え、色再現域が優れていることが示された。   First, FIG. 2 shows that the emission intensity of Example 1 is higher than that of Comparative Example 1 and has high luminance. From Table 1, the image display device of Example 1 achieved an NTSC ratio of 103% at the white point (u ′, v ′) = (0.206, 0.475). It was also shown that the color reproduction range is excellent. Further, in Example 1 and Comparative Example 1 using a β-type sialon phosphor as a green light source, both showed an NTSC ratio exceeding 100% and an excellent color reproduction range.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えるできである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiments and examples disclosed this time can be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明における実施形態の画像表示装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the image display apparatus of embodiment in this invention. 実施例1における画像表示装置を駆動させた際の投射レンズから発する発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the emission spectrum emitted from a projection lens at the time of driving the image display apparatus in Example 1. FIG. 比較例1における画像表示装置を駆動させた際の投射レンズから発する発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the emission spectrum emitted from a projection lens at the time of driving the image display apparatus in the comparative example 1. 比較例2における画像表示装置を駆動させた際の投射レンズから発する発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the emission spectrum emitted from a projection lens at the time of driving the image display apparatus in the comparative example 2.

符号の説明Explanation of symbols

1a 第1の光源、1b 第2の光源、1c 半導体レーザ装置、1d 第3の光源、2 β型サイアロン蛍光体、3 モールド樹脂、4 ダイクロイックプリズム、5 投射レンズ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a 1st light source, 1b 2nd light source, 1c Semiconductor laser apparatus, 1d 3rd light source, 2 beta-type sialon fluorescent substance, 3 mold resin, 4 dichroic prism, 5 projection lens

Claims (9)

異なる波長の光を出射する複数の光源を備えてなる画像表示装置であって、
前記光源には、
赤色光を出射する半導体レーザ装置からなる第1の光源と、
青色光を出射する半導体レーザ装置からなる第2の光源と、
励起光を発する半導体レーザ装置と、前記励起光を吸収して蛍光を発するβ型サイアロン蛍光体とを有し、前記励起光は前記蛍光よりも短波長である、緑色光を出射する第3の光源と、を含む画像表示装置。
An image display device comprising a plurality of light sources that emit light of different wavelengths,
The light source includes
A first light source comprising a semiconductor laser device that emits red light;
A second light source comprising a semiconductor laser device emitting blue light;
A semiconductor laser device that emits excitation light; and a β-type sialon phosphor that absorbs the excitation light and emits fluorescence. The excitation light has a shorter wavelength than the fluorescence, and emits green light. An image display device including a light source.
前記励起光が、波長380nm以上460nm以下の範囲にピーク波長を有する請求項1に記載の画像表示装置。   The image display apparatus according to claim 1, wherein the excitation light has a peak wavelength in a wavelength range of 380 nm to 460 nm. 前記励起光が、波長390nm以上410nm以下の範囲にピーク波長を有する請求項1に記載の画像表示装置。   The image display apparatus according to claim 1, wherein the excitation light has a peak wavelength in a wavelength range of 390 nm to 410 nm. 前記励起光を発する半導体レーザ装置は、レーザダイオードである請求項1〜3のいずれかに記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device that emits the excitation light is a laser diode. 前記β型サイアロン蛍光体は、Euを固溶している固溶体である請求項1〜4のいずれかに記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the β-type sialon phosphor is a solid solution in which Eu is dissolved. 前記β型サイアロン蛍光体は、酸素含有量が0.8質量%以下の固溶体である請求項1〜5のいずれかに記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the β-type sialon phosphor is a solid solution having an oxygen content of 0.8 mass% or less. 前記蛍光は、波長520nm以上550nm以下の範囲にピーク波長を有する請求項1〜6のいずれかに記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the fluorescence has a peak wavelength in a wavelength range of 520 nm to 550 nm. 前記蛍光は、波長520nm以下535nm以上の範囲にピーク波長を有する請求項1〜6のいずれかに記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the fluorescence has a peak wavelength in a range of a wavelength of 520 nm or less and 535 nm or more. 前記βサイアロン蛍光体は、発光スペクトルの半値全幅が55nm以下である請求項1〜8のいずれかに記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the β sialon phosphor has a full width at half maximum of an emission spectrum of 55 nm or less.
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