WO2006098450A1 - 発光装置、白色発光装置、照明装置及び画像表示装置 - Google Patents

発光装置、白色発光装置、照明装置及び画像表示装置 Download PDF

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Naoto Kijima
Yasuo Shimomura
Hideaki Kaneda
Kimiya Takeshita
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Mitsubishi Chemical Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device and a white light emitting device, and an illumination device and an image display device using the same.
  • a light emitting device that combines a light source such as a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD) with a wavelength converting material such as a phosphor that absorbs light from the light source and emits light of a different wavelength, and a white light emitting device.
  • the present invention relates to a light emitting device, and an illumination device and an image display device using the light emitting device.
  • a white light emitting device configured by combining a semiconductor light emitting element such as a gallium nitride (GaN) light emitting diode (LED) and a phosphor as a wavelength conversion material has a low power consumption and is long. It is known to have a lifetime.
  • a semiconductor light emitting element such as a gallium nitride (GaN) light emitting diode (LED)
  • a phosphor as a wavelength conversion material
  • this light-emitting device has a small amount of light in the red region (600 nm or more) and a small amount of light in the blue-green region (480 ⁇ ! To 510 nm), resulting in poor color rendering.
  • this light emitting device when the current passed through the light emitting device is increased in order to obtain a high amount of light, the fluorescence intensity of the phosphor decreases as the temperature of the phosphor increases due to the heat generated by the light emitting device. A so-called temperature quenching phenomenon becomes remarkable.
  • the color mixture balance between the blue light from the blue LED and the yellow light from the phosphor is shifted, and the emitted color of the white light emitting device is significantly shifted. Furthermore, the average color rendering index Ra of the light emitting device is low. Further, since the change of the emitted color when using the light emitting device is large, it is difficult to obtain a stable emitted color, and further improvement has been demanded. .
  • Patent Document 1 to improve the low color rendering property of the light emitting device, (Y Gd Ce
  • a light-emitting device that emits white synthetic light can be obtained by excitation with an LED.
  • Non-Patent Document 1 discloses that SrGa S: Eu 2+ as a green phosphor and Zn as a red phosphor.
  • a white light emitting device using CdS: Ag, CI is disclosed
  • Patent Document 2 discloses (Sr, Ca, Ba) (Al, Ga) S: Eu 2+ as a green phosphor, and ( Ca, Sr) S: Eu 2+
  • a white light emitting device using the above is disclosed.
  • a cold cathode tube or the like has been used as a light source such as an illumination or a backlight for a liquid crystal display.
  • a white light emitting device that combines a light emitting element that emits blue light and a wavelength conversion material that absorbs blue light and emits yellow light has been developed as an alternative light source.
  • yttrium aluminate added with cerium is used as a wavelength conversion material that emits yellow light as an InGaN light emitting diode (LED) power as a light emitting element that emits blue light.
  • LED InGaN light emitting diode
  • the spectrum of light emitted by a conventional white light emitting device is essentially lacking in a blue-green light component and a red light component. Therefore, the conventional white light emitting device has low color rendering and color reproducibility. Even low power.
  • the composition of yttrium aluminate (a wavelength conversion material that emits yellow light) is adjusted to emit yellow-green light, and in addition to this, blue light is absorbed. It has been proposed to add a substance that emits red light to yttrium aluminate to compensate for the shortage of the red component of the light emitted by the white light emitting device, and to improve color rendering and color reproducibility.
  • Non-Patent Document 1 a white light emitting device using green phosphor SrGaS: Eu2 + and red phosphor ZnCdS: Ag, C1 as a wavelength conversion material is proposed.
  • non-patent document 2 and patent document 3 propose a white light emitting device in which a light emitting element and a wavelength conversion material are combined.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-243715
  • Patent Document 2 Japanese Translation of Special Publication 2002-531956
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-71726
  • Patent Document 4 JP-A-7-288341
  • Patent Document 5 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-184852
  • Non-Patent Document 1 J. Electrochem. Soc. Vol. 150 (2003) pp. H57-H60
  • Non-Patent Document 2 Kanto Itou Monthly Display April 2003 pp. 20- 26 (2003) Disclosure of Invention
  • the red phosphor used is a sulfide-type red phosphor with low moisture resistance, it is deteriorated and added to it, making it difficult to synthesize.
  • the light emitting device also has a problem of low durability and high price. Furthermore, since the emission color of the green phosphor used is biased to yellow, there is a problem in that the light emission in the blue-green region is insufficient and the color rendering is inferior.
  • Non-Patent Document 1 and Patent Document 2 sufficient luminous flux and color rendering cannot be obtained even by a combination of these phosphors, and sulfide is used when a white light emitting device is used. Since all these phosphors are prone to degradation, and the temperature quenching of these phosphors is significantly observed, there is a problem that the emission color changes greatly when the current to the white light emitting device increases.
  • the present invention solves the above-described problems of the prior art, and emits light with high luminance and color rendering.
  • the first object is to provide a light emitting device with little deviation. That is, the present invention provides a light-emitting device having high brightness and less deviation in emission color due to increase or decrease in the amount of emitted light that is closer to natural light, and an image display device and illumination device using the light-emitting device as a light source.
  • a second object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a light emitting device that has high luminous efficiency and color rendering and has little color shift of the emitted color.
  • the present invention provides a light emitting device having high luminance and little deviation in emission color due to increase or decrease in the amount of emitted light approaching natural light, an illumination device using the light emitting device as a light source, and an image forming apparatus. To do.
  • the present invention was devised in view of the above-described problems, and has a white light emitting device having a light source such as a light emitting element and a wavelength conversion material, and a lighting device using the same.
  • the third purpose is to provide
  • the LED used for non-red pixels (such as InGaN-based LEDs) was stronger than the rate of decrease in emission intensity due to temperature rise. Therefore, the conventional LED-type image display device has a problem that the color tone of the displayed image changes and the color shift occurs when the temperature changes or the LED heats up with time after lighting. there were.
  • the emission intensity of InGaN blue LEDs at 100 ° C relative to the emission intensity I (B, 25) at 25 ° C The ratio of I (B, 100) I (B, 100) / I (B, 25) is about 95.
  • the ratio of the emission intensity I (G, 100) at 100 ° C to the emission intensity I (G, 25) at 25 ° C of the InGaN green LED is 70 (I, G, 100) / I (G, 25). Degree.
  • the ratio of the emission intensity I (R, 100) at 100 ° C to the emission intensity I (R, 25) at 25 ° C of the AlInGaP red LED 1 (R, 100) / I (R, 25) is about 45.
  • red pixels using red LEDs emit light more than non-red pixels. The light intensity was greatly reduced, the color tone of the image display device was changed, and color misregistration occurred.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and a fourth object of the present invention is to provide an image display device in which color misregistration due to temperature change is small.
  • the present inventors have found that the ratio of luminance due to excitation with blue light at two different specific temperatures is within a predetermined range, and the specific temperature It was found that by using a phosphor mixture in which the difference in chromaticity coordinates in the range is within a predetermined range, a light-emitting device with high luminance and high color rendering properties and less color shift due to changes in the amount of light can be obtained.
  • the invention has been reached.
  • the present inventors have found that a light-emitting device satisfying all of the following three characteristics is the above-described desirable light-emitting device.
  • the first is that the luminous efficiency of the light-emitting device is 321 mZW or higher.
  • the average color rendering index Ra is 85 or more.
  • the inventors of the present invention follow the emission spectrum shape of white light emitted by the white light emitting device in the range of 500 nm to 650 nm.
  • the present inventors have found that the color rendering property of the white light emitting device can be improved by making the surface flatter than before, and the present invention has been completed.
  • the present inventors have absorbed a light emitting element and light emitted from the light emitting element as a red pixel instead of the InAlGaP-based LED.
  • a red pixel element composed of a combination of high-quality phosphors (wavelength conversion materials) that emit red light
  • the temperature dependence of the emission intensity of the three colors red, blue, and green is made uniform.
  • the present invention has been completed by finding that a color display capable of producing a color display with little variation in color tone and small color misregistration can be provided.
  • a phosphor with a low quantum efficiency due to a rise in temperature is small, and a phosphor with a high quantum yield is preferred. Further, a phosphor with a small deterioration due to use as a phosphor is small. More preferred.
  • the gist of the present invention is that a light source that emits light when a driving current is passed, and at least one type of wavelength conversion material that absorbs at least a part of the light from the light source and emits light having a different wavelength.
  • the chromaticity coordinate value X of light emission obtained at a driving current density of 17.5 AZcm 2 is X (17.5)
  • the chromaticity coordinate value is (17.5)
  • the driving device of 70 AZcm 2 is obtained.
  • Another gist of the present invention is a light source that emits light when a driving current is passed, and at least one wavelength conversion material that absorbs at least part of light from the light source and emits light having a different wavelength.
  • the light emitting device has an efficiency of 321 mZW or more, an average color rendering index Ra of 85 or more, and a chromaticity coordinate value X of light emission obtained at a driving current density of 17.5 AZcm 2 Let X (17.
  • the special color rendering index R is preferably 64 or more (claim 3).
  • the wavelength conversion material is a mixture of two or more kinds of phosphors, and the brightness of fluorescence obtained by excitation with blue light having a peak wavelength of 455 nm at 25 ° C is represented by BR (25), chromaticity coordinates.
  • Value X is X (25)
  • chromaticity coordinate value y is y (25)
  • peak wavelength is 455nm at 125 ° C.
  • the brightness of the fluorescence obtained by excitation with blue light is BR (125), the chromaticity coordinate value X is X (125), and the color
  • wavelength conversion material 500 ⁇ ! It is preferable to contain at least one kind of green phosphor having a peak value of fluorescence intensity in a wavelength range of ⁇ 550 nm (Claim 5). As a wavelength conversion material, 610 ⁇ ! It is also preferable to contain at least one kind of red phosphor having a peak value of fluorescence intensity in a wavelength range of ⁇ 680 nm (Claim 6).
  • Still another subject matter of the present invention lies in an illuminating device comprising the light emitting device (claim 7).
  • Still another subject matter of the present invention lies in an image display device comprising the light emitting device (claim 8).
  • Still another subject matter of the present invention includes a light source and at least one type of wavelength conversion material that emits light having a different wavelength by absorbing at least part of the light having the light source power, and the wavelength conversion.
  • a white light emitting device that emits white light including light emitted from a material, wherein the white light emission spectrum has a maximum light emission intensity power in a predetermined wavelength range of 500 nm to 650 nm, and 150% or less of a minimum light emission intensity in the predetermined wavelength range. It exists in the white light-emitting device characterized by the above (Claim 9).
  • the luminance power of the wavelength conversion material at 100 ° C is preferably 80% or more of the luminance at 25 ° C of the wavelength conversion material (claim 10).
  • the white light emitting device includes the wavelength conversion material for light having an emission peak wavelength of the light source.
  • the absorbance of the material is 50% or more
  • the internal quantum efficiency of the wavelength conversion material is 40% or more (claim 11).
  • Still another subject matter of the present invention lies in an illumination device comprising the white light emitting device (claim 12).
  • Still another subject matter of the present invention is an image display device including a red pixel and at least one non-red pixel, wherein the red pixel includes a red pixel light emitting element, and a fluorescent pixel.
  • a green pixel having a green phosphor with a temperature dependence coefficient of 85 or more is provided.
  • the red pixel has an emission intensity at 25 ° C of I (R, 25) and an emission intensity at 100 ° C of I (R, 100 ),
  • the emission intensity at 25 ° C of the non-red pixel is I (N, 25) and the emission intensity at 100 ° C is I (N, 100), I (R, 100) / I (R , 25), the ratio of I (N, 100) / I (N,
  • an image display device and an illuminating device having sufficient brightness can be provided by using the light-emitting device as a light source and having excellent color reproducibility in the light emission color gamut.
  • a light emitting device having high luminance and having a small emission color shift due to increase or decrease in the amount of emitted light that is close to natural light, an illumination device using the light emitting device as a light source, and An image display device is provided.
  • FIG. 1 is a drawing relating to a first light emitting device of the present invention, and shows an embodiment of a light emitting device comprising a phosphor mixture of the present invention as a wavelength conversion material and a semiconductor light emitting element. It is a typical sectional view shown.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a surface-emitting illumination device incorporating the light-emitting device shown in FIG. 1, relating to the first light-emitting device of the present invention.
  • FIG. 3 is a drawing relating to the second light emitting device of the present invention, and is a cross-sectional view schematically showing the main part of the light emitting device as the first embodiment of the second light emitting device of the present invention. It is.
  • FIG. 4 is a drawing relating to the second light-emitting device of the present invention, and is a cross-sectional view schematically showing the main part of the light-emitting device as the second embodiment of the second light-emitting device of the present invention. It is.
  • FIG. 5 is a drawing relating to the second light emitting device of the present invention, and is a schematic sectional view showing an embodiment of a surface emitting illumination device incorporating the light emitting device shown in FIG.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a white light emitting device as an embodiment of the white light emitting device of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a white light emitting device as an embodiment of the white light emitting device of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a white light emitting device as an embodiment of the white light emitting device of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a surface emitting illumination device as an embodiment of the white light emitting device of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a display device using a white light emitting device as an embodiment of the white light emitting device of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the main part of a color display as an embodiment of the image display device of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view schematically illustrating a main part of a red light emitting device for explaining an embodiment of the image display device of the present invention.
  • FIG. 13 illustrates one embodiment of the image display device of the present invention.
  • FIG. 13 shows a green light emitting device used as a green pixel, which is one of the non-red pixels that works in this embodiment. It is sectional drawing which shows the principal part of a device typically.
  • FIG. 14 illustrates an embodiment of the image display device of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates the essentials of a blue light emitting device used as a blue pixel, which is one of the non-red pixels that works with the present embodiment. It is sectional drawing which shows a part typically.
  • FIG. 15 is a diagram schematically showing a main part of a projector-type color display as an embodiment of the image display device of the present invention.
  • FIG. 16 is an exploded cross-sectional view schematically showing a main part of the image display device as the first embodiment of the image display device of the application example.
  • FIG. 17 is an exploded cross-sectional view schematically showing a main part of an image display device as a second embodiment of an image display device of an application example.
  • FIG. 18 is an exploded cross-sectional view schematically showing the main part of an image display device as a third embodiment of an image display device of an application example.
  • FIG. 19 shows the phosphor mixture of Example 11 and the yttrium aluminum garnet-based phosphor (Y, Gd) Al O incorporated in the conventional pseudo-white light emitting device.
  • 3 5 12 Shows the temperature dependence of the fluorescence intensity of Ce.
  • the solid line represents the phosphor mixture of Example 11 and the dotted line represents the yttrium aluminum garnet phosphor.
  • FIG. 20 is a diagram showing an emission spectrum of the light emitting device of Example 2-1.
  • FIG. 21 is a diagram showing an emission spectrum of the light emitting device of Example 2-2.
  • FIG. 22 is a diagram showing an emission spectrum of the light emitting device of Comparative Example 2-1.
  • FIG. 23 is an emission spectrum of light emitted from the surface-mounted white light emitting device, measured in Example 3-1.
  • FIG. 24 is an emission spectrum of light emitted from the surface-mount white light-emitting device measured in Example 3-2.
  • FIG. 25 is an emission spectrum of light emitted from the surface-mounted white light-emitting device, measured in Comparative Example 3-1.
  • FIG. 26 is an emission spectrum of the red light-emitting device measured in Example 41.
  • FIG. 27 is an emission spectrum of the green light emitting device measured in Example 41.
  • FIG. 28 is an emission spectrum of the blue light-emitting device measured in Example 41.
  • FIG. 29 is an emission spectrum of a red light emitting device, a green light emitting device, and a blue light emitting device constituting a full color display device, measured in Example 42.
  • FIG. 30 is a graph showing the luminance retention rate of the phosphors measured in Example 5-1 and Comparative Example 5-1.
  • FIG. 31 is a graph showing the luminance retention of the phosphors measured in Example 5-2 and Comparative Example 5-2.
  • the first light emitting device of the present invention will be described below. However, the description of the constituent requirements described below is a typical example of the embodiment of the first light emitting device of the present invention, and the first light emitting device of the present invention is limited to these contents. is not.
  • the first light emitting device of the present invention absorbs at least a part of light having a light source and the light source power.
  • a light-emitting device comprising at least one wavelength conversion material that emits light having different wavelengths.
  • any light source can be used as the light source as long as it emits light when a drive current is passed.
  • a semiconductor light emitting device that emits visible light for example, a semiconductor light emitting device such as an LED or LD can be used.
  • the wavelength conversion material used in the first light emitting device of the present invention can be any wavelength conversion material as long as it absorbs at least a part of the light source power and emits light having a different wavelength. Can be used. In general, a phosphor mixture containing at least two kinds of phosphors is used as the wavelength converting material.
  • the first light-emitting device of the present invention includes a wavelength conversion material that absorbs visible light emitted from a light source such as a semiconductor light-emitting element and emits longer-wavelength visible light, and has high luminance, high color rendering properties, and high light intensity. This is a light-emitting device with little color shift due to increase / decrease. Therefore, the first light-emitting device of the present invention having such characteristics can be suitably used for an image display device such as a color liquid crystal display, an illumination device such as surface light emission, and the like.
  • the first light emitting device of the present invention has a chromaticity coordinate value X of light emission obtained at a driving current density of 17.5 AZcm 2 as X (17.5), and a chromaticity of light emission obtained at a driving current density of 70 AZcm 2.
  • X X (70)
  • the light emitting device satisfies the following formula (D).
  • the first light emitting device of the present invention has a chromaticity coordinate value y of light emission obtained at a driving current density of 17.5 AZcm 2 as y (17.5), and a driving current density of 70 AZcm 2.
  • the chromaticity coordinate value (70) of the obtained light emission is used, the light emitting device satisfies the following formula (E).
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a first light emitting device composed of a phosphor as a wavelength converting material and a semiconductor light emitting element as a light source.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a surface-emitting illumination device incorporating the first light-emitting device shown. 1 and 2, 1 is a first light emitting device, 2 is a mount lead, 3 is an inner lead, 4 is a semiconductor light emitting element, 5 is a phosphor-containing grease part, 6 is a conductive wire, and 7 is a molding member. 8 is a surface emitting illumination device, 9 is a diffusion plate, and 10 is a holding case.
  • the first light emitting device 1 of the present invention has a general bullet-shaped form, and a GaN-based blue light emitting diode or the like is formed in the upper cup of the mount lead 2.
  • the semiconductor light emitting element 4 is fixed by being coated with a phosphor-containing resin part 5 thereon.
  • the phosphor-containing resin portion 5 is formed by mixing and dispersing a wavelength conversion material such as a phosphor mixture in a binder such as an epoxy resin nylon resin and pouring the mixture into a cup.
  • the semiconductor light-emitting element 4 and the mount lead 2 are electrically connected by a mounting member such as silver paste, and the semiconductor light-emitting element 4 and the inner lead 3 are electrically connected by a conductive wire 6. Covered and protected by a mold member 7 made of grease or the like.
  • Fig. 2 shows a surface-emitting illumination device 8 incorporating the light-emitting device 1, but as shown in Fig. 2, the inner surface of the illumination device is held in a rectangular shape such as a white smooth surface.
  • a large number of light-emitting devices 1 are placed on the bottom of the case 10, and the power supply and circuit for driving the light-emitting devices 1 are placed on the outside.
  • a path or the like (not shown) is provided, and a diffusion plate 9 such as a milky white acrylic plate is fixed at a position corresponding to the lid of the holding case 10 for uniform light emission.
  • the surface-emitting illumination device 8 is driven to apply blue voltage to the semiconductor light-emitting element 4 of the light-emitting device 1 to emit blue light or the like, and part of the light emission is transmitted to the phosphor-containing resin portion 5.
  • the phosphor mixture as a wavelength conversion material in the light source absorbs light and emits light having a longer wavelength.
  • light emission with high color rendering properties is obtained by mixing with blue light that is not absorbed by the phosphor.
  • Light passes through the diffusion plate 9 and is emitted upward in the drawing, and illumination light with uniform brightness is obtained within the surface of the diffusion plate 9 of the holding case 10.
  • the first light emitting device of the present invention can be incorporated as a light source of an image display device such as a color liquid crystal display.
  • the light source and the wavelength conversion material used in the first light emitting device of the present invention will be described.
  • the first light emitting device of the present invention may include members other than the light source and the wavelength conversion material.
  • the light source is not particularly limited as long as it emits light when a driving current is passed, but it is preferable to use a light source having an emission peak wavelength in the ultraviolet and visible light region.
  • the emission peak wavelength of the light source is usually in the range of 370 nm or more, preferably 380 nm or more, and usually 500 nm or less, preferably 480 nm or less. When the value exceeds the upper limit of the range or falls below the lower limit, it is difficult to obtain a light emitting device with high light emission efficiency.
  • a semiconductor light emitting device lamp, electron beam, plasma, electoric luminescence device, and the like can be used, and in particular, a light emitting diode (LED) or a laser diode. It is preferable to use a semiconductor light emitting device such as (LD).
  • LED light emitting diode
  • LD semiconductor light emitting device
  • Examples of a material for a semiconductor light emitting device having an emission peak wavelength in the ultraviolet to visible light region include boron nitride (BN), silicon carbide (SiC), ZnSe, GaN, InGaN, InAlGaN, AlGaN, BAlGaN, BInAlGaN. And various semiconductors. In addition, these elements can contain Si, Zn, etc. as impurity elements to make the emission center. . Among them, In Al Ga N (where 0 ⁇ X ⁇ 1, 0 ⁇ Y ⁇ 1, X + Y ⁇ 1), Al
  • Nitride semiconductors containing In and Ga, or nitride semiconductors containing In and Ga are visible wavelengths from the ultraviolet region to visible light. Can be efficiently emitted, and can stably emit light even with changes in temperature and driving current during use. Therefore, it is suitable as a material for the light emitting layer.
  • the preferred structure of the semiconductor light emitting device includes a homostructure having a MIS junction, a PIN junction, a pn junction, etc., a heterostructure, or a double hetero configuration.
  • various emission wavelengths can be selected depending on the semiconductor layer material and the mixed crystal ratio.
  • the output can be further improved by adopting a single quantum well structure or a multiple quantum well structure in which the active layer is formed in a thin film that produces a quantum effect.
  • (In, Al, Ga) N-based LEDs and LDs using (In, Al, Ga) N-based compound semiconductors are preferred.
  • (In, Al, Ga) N-based LEDs, etc. are combined with wavelength conversion materials such as phosphors, which have significantly higher light output and external quantum efficiency than SiC-based LEDs that emit light in this region. Therefore, it is the power to obtain very bright light emission with very low power.
  • the (In, Al, Ga) N system usually has a light emission intensity more than 100 times that of the SiC system, and is more sensitive to changes in temperature and drive current during use than the GaAs system. It can emit light stably.
  • GaN gallium arsphide
  • the multiple quantum well structure is particularly preferable because the emission intensity is very strong.
  • ⁇ + ⁇ is usually in the range of 0.8 to 1.2.
  • these light-emitting layers doped with Zn or Si, or those without dopants are preferred for adjusting the light-emitting characteristics.
  • (In, Al, Ga) N-based LEDs have these light-emitting layer, p-layer, n-layer, electrode, and substrate as basic constituent elements.
  • the light-emitting layer is composed of n-type and p-type Al Ga N Layer, GaN layer, or InGaN
  • Those having a heterostructure sandwiched between layers have a high light emission efficiency, which is preferable, and those having a heterostructure with a quantum well structure have a higher light emission efficiency. More preferable.
  • the substrate materials such as sapphire, spinel, SiC, Si, ZnO, GaAs, and GaN are preferably used, and sapphire, ZnO, GaN, and the like are particularly preferably used.
  • the shape and size of the semiconductor light emitting device is not particularly limited, but a rectangular shape having a side perpendicular to the direction of flow of the drive current, usually 100 ⁇ m or more on one side, preferably 200 ⁇ m or more is used. Can be.
  • ES-CEBL912 manufactured by EPISTAR, “C460MB” manufactured by Cree, etc. can be used.
  • one semiconductor light emitting element may be used alone, or two or more semiconductor light emitting elements may be used in combination. Further, only one type of semiconductor light emitting element may be used, or two or more types may be used in combination.
  • the drive current density of the light source is a drive current per unit area of a plane perpendicular to the direction of flow of the drive current, and the value of the drive current passed through the light source is a plane perpendicular to the direction of flow of the drive current. It can be obtained by dividing by the area. When two or more semiconductor light emitting devices are connected in parallel, the value of the drive current passed through the light source can be obtained by dividing the sum of the area of the plane perpendicular to the drive current flow direction. .
  • the light source can have a structure capable of efficiently radiating heat by providing a heat sink or devising a knock as necessary.
  • any wavelength conversion material that absorbs at least a part of light having light source power and emits light having a wavelength different from the absorbed light can be used.
  • the type of wavelength conversion material to be used is arbitrary depending on the use of the first light emitting device. However, usually, the phosphor mixture according to the present invention described below is used as the wavelength conversion material.
  • the phosphor mixture according to the present invention is a phosphor mixture containing at least two kinds of phosphors, and is obtained by exciting the phosphor mixture with blue light having a peak wavelength of 455 nm at 25 ° C. BR (25), chromaticity coordinate value X is X (25), chromaticity coordinate value
  • the phosphor mixture according to the present invention is excited with the blue light at 125 ° C. with respect to the luminance of the fluorescence [BR (25)] obtained by excitation with blue light having a peak wavelength of 455 nm at 25 ° C.
  • the ratio [BR (125) / BR (25)] of the luminance [BR (125)] of the fluorescence obtained as a result satisfies the above formula (A). If this ratio is less than 0.85 or greater than 1.15, the current value that flows through the blue LED in order to change the amount of light obtained from such a white light emitting device using such a phosphor mixture can be obtained. When the number is increased / decreased, the emission color to be obtained is greatly changed, and a stable emission color may not be obtained.
  • the phosphor mixture according to the present invention has a luminance ratio [! ⁇ (125) 781 ⁇ (25)] of usually 0.85 or more, preferably 0.9 or more, and usually 1. 15 or less, preferably 1.1 or less, more preferably 1.05 or less.
  • the phosphor composing the phosphor mixture has a lower intensity of fluorescence V as the phosphor temperature increases, and the degree of so-called temperature quenching phenomenon is small. , Prefer to choose things.
  • the phosphor mixture according to the present invention has a chromaticity coordinate value X of X (25) and a chromaticity coordinate value (25) of fluorescence obtained by excitation with blue light having a peak wavelength of 455 nm at 25 ° C. And 12
  • the degree of temperature quenching of the two or more phosphors contained in the phosphor mixture differs greatly. That is, in a mixture containing two or more types of phosphors with different emission colors, when the degree of temperature quenching of the phosphors is different, for example, one phosphor has a smaller decrease in fluorescence intensity with increasing temperature. Assuming that the phosphors are large, when their different emission intensities are added, the emission color changes as the temperature rises and differs.
  • it is usually 0.03 or more, preferably 0.02 or more, more preferably 0.015 or more, and usually 0.03 or less, preferably 0.02 or less, more preferably 0.015 or less. is there.
  • a plurality of fluorescent materials having different fluorescent colors constituting the mixture are obtained.
  • the body preferably has substantially the same rate of change in fluorescence intensity due to temperature quenching.
  • the mixed colors such as white obtained by adding the fluorescence intensities of the phosphors are almost the same regardless of temperature changes. Therefore, it is possible to reduce the deviation of the emission color due to the temperature change accompanying the light quantity change.
  • the first light emitting device of the present invention when measuring the luminance, chromaticity coordinate value X, and chromaticity coordinate value y obtained by exciting the phosphor mixture with blue light having a peak wavelength of 455 nm, It uses a fluorescence spectrophotometer equipped with a Peltier element cooling mechanism and a heater heating mechanism, and equipped with a highly accurate double monochromator with sensitivity and wavelength correction. Then, it is controlled by a cooling and heating mechanism, and sufficient time is obtained until it can be confirmed in advance by a radiation thermometer that the phosphor surface temperature is constant at 25 ° C or 125 ° C. After keeping the interval, the luminance and chromaticity coordinate values are measured.
  • the half width of the excitation light is narrowed to 20 nm or less, and the fluorescence spectrum of less than 470 nm is not used, but only the fluorescence spectrum of 470 nm or more is used.
  • the luminance Y, chromaticity coordinate value X, and chromaticity coordinate value y are calculated using the tristimulus values specified in JIS Z 8724.
  • the wavelength conversion material such as the phosphor mixture used in the first light emitting device of the present invention is 500 ⁇ ! It is preferable to contain at least one kind of green phosphor having a peak value of fluorescence intensity in a wavelength range of ⁇ 550 nm.
  • a green phosphor having a peak value of fluorescence intensity in such a wavelength range it is possible to obtain a light emitting device with high color reproducibility in the green range such as blue green, green, and yellow green.
  • this light emitting device it becomes possible to obtain a display backlight, an image display device (display), and an illumination device that are excellent in color reproducibility in the green range.
  • the peak value of the fluorescence intensity of the green phosphor is shorter than 500 nm or longer than 550 nm, the color reproducibility in the green region is lowered when used in combination with a blue LED, which is not preferable.
  • the green phosphor having a peak value of fluorescence intensity in the wavelength range of 500 nm to 550 nm that can be contained in the wavelength conversion material according to the present invention is a wavelength conversion material such as a phosphor mixture.
  • a wavelength conversion material such as a phosphor mixture.
  • oxides, nitrides, and oxynitrides are preferable because they have good thermal stability.
  • MSi N O Eu ⁇ M—Si—Al—O—N: Ce ⁇ M—Si—Al—O—N: Eu (however,
  • M represents one or more alkaline earth metals.
  • SrSi N O: Eu Preferably SrSi N O: Eu,
  • Ca—Si—Al—O—N Ce
  • Ca—Si—Al—O—N Eu
  • a phosphor containing at least Ce as a luminescent center ion in a host crystal represented by the following general formula (1) or (2) may be used for fluorescence in the green region where the luminance is high. The strength is high and the temperature quenching is small.
  • M 1 is a divalent metal element
  • M 2 is a trivalent metal element
  • M 3 is a tetravalent metal element
  • a, b, c, and d is a number in the following range.
  • M 4 represents a divalent metal element
  • M 5 represents a trivalent metal element
  • e, f, and g are numbers in the following ranges, respectively.
  • a preferred green phosphor used in the present invention is one containing at least Ce as a luminescent center ion in a host crystal represented by the following general formula (1), wherein M 1 is a divalent metal element, M 2 represents a trivalent metal element, and M 3 represents a tetravalent metal element.
  • M 1 in the general formula (1) is a force that represents a divalent metal element, and is a group force consisting of Mg, Ca, Zn, Sr, Cd, and Ba in terms of luminous efficiency and the like. It is more preferable that Ca is at least one selected from the group force consisting of Mg, Ca, and Zn, and Ca is particularly preferable. In this case, Ca may be a single system or a composite system with Mg. Basically, M 1 is preferably selected from the preferable elemental forces exemplified here, but may contain other divalent metal elements as long as the performance is not impaired. .
  • M 2 in the general formula (1) is a force that is a trivalent metal element.
  • a force that is a trivalent metal element from Al, Sc, Ga, Y, ⁇ , La, Gd, and Lu It is particularly preferable to use at least one species selected from the group consisting of Sc, more preferably at least one species selected from the group forces consisting of Al, Sc, Y, and Lu forces.
  • Sc may be a single system or a complex system with Y or Lu.
  • M 2 is preferably selected from the preferable elements exemplified here, but other trivalent gold is used within the range not impairing the performance. Including genus elements.
  • M 3 in the general formula (1) is a tetravalent metal element. From the viewpoint of luminous efficiency and the like, it is preferable to contain at least Si.
  • a tetravalent metal represented by M 3 50 mol% or more of the element is Si, preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, and particularly preferably 90 mol% or more is Si.
  • the tetravalent metal element other than Si of M 3 is preferably at least one selected from the group force consisting of Ti, Ge, Zr, Sn, and Hf. Ti, Zr, Sn, and Hf Particularly preferred is Sn, which is more preferably at least one selected from the group force consisting of.
  • M 3 is preferably Si.
  • M 3 also has the elemental power preferred and exemplified here, but may contain other tetravalent metal elements as long as the performance is not impaired. .
  • a, b, c, and d are numbers in the following ranges, respectively.
  • the green phosphor suitably used in the present invention contains at least Ce as the emission center ion element in the host crystal represented by the general formula (1), and the emission center ion element is M ⁇ MM 3
  • the luminescent center ion element contained in the compound matrix of this crystal structure contains at least Ce, and Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu for fine adjustment of the luminescent properties.
  • Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb, and one or more divalent to tetravalent elements selected from the group can be included.
  • Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Pr, Sm , Eu, Tb, Dy, and Yb selected from the group consisting of one or more divalent to tetravalent elements, divalent Mn, divalent to trivalent Eu, 3 Divalent Tb or trivalent Pr can be suitably contained.
  • the amount of Ce added as the luminescent center ion (activator) is preferably adjusted appropriately. If the amount of Ce addition is too large, too few ions will be emitted and the emission intensity will be too low. If it is too high, the concentration quenching will increase and the emission intensity will decrease. From the viewpoint of emission intensity, the concentration of Ce is preferably in the range of 0.0001 or more and 0.3 or less in molar ratio with respect to 1 mol of the base crystal represented by the general formula (1). As described above, the range of 0.1 or less is more preferable, and the range of 0.005 or more and 0.05 or less is more preferable.
  • the phosphor containing at least Ce as the emission center ion in the host crystal represented by the general formula (1) is usually excited with light of 420 nm to 480 nm.
  • the emission spectrum has a peak at 500 nm to 510 nm and a wavelength component of 450 nm to 650 nm.
  • a preferred green phosphor of the present invention contains at least Ce as an emission center ion in a host crystal represented by the following general formula (2), where M 4 is a divalent metal element, M 5 Indicates trivalent metal elements.
  • M 4 is a divalent metal element. From the viewpoint of luminous efficiency, etc., at least one selected from the group force consisting of Mg, Ca, Zn, Sr, Cd, and Ba Mg, Sr, Ca, and a group force of Zn force are preferred. At least one selected from the group force of Sr or Ca is more preferred. Ca is particularly preferred. In this case, Ca may be a single system or a composite system with Mg. Basically, M 4 is preferably selected from the preferable elemental forces exemplified here, but may contain other divalent metal elements as long as the performance is not impaired. .
  • M 5 in the general formula (2) is a trivalent metal element.
  • M 5 is selected from the group consisting of A1, Sc, Ga, Y, In, La, Gd, and Lu. Particularly preferred is Sc, which is more preferably at least one selected from the group force consisting of Al, Sc, Y, and Lu. In this case, Sc can be a single system. A composite system may be used. Basically, M 5 is preferably selected from the preferable elemental forces exemplified here, but may contain other trivalent metal elements as long as the performance is not impaired.
  • including within a range not impairing the performance means that other elements are usually 10 mol% or less, preferably 5 mol% or less, more preferably 1 to the metal elements of M 4 and M 5 above. It is said that it is contained in mol% or less.
  • the element ratios represented by e, f, and g are preferably numbers in the following ranges, respectively, from the viewpoint of light emission characteristics.
  • the green phosphor suitably used in the present invention contains at least Ce as the emission center ion element in the host crystal represented by the general formula (2), and the emission center ion element is M 4 , M
  • the luminescent center ion element contained in the compound matrix of this crystal structure contains at least Ce, and Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu for fine adjustment of the luminescent properties.
  • Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb and can contain one or more divalent to tetravalent elements selected from the group consisting of, , Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Pr, Sm, Eu, Tb, Dy, and Yb can contain one or more divalent to tetravalent elements selected from the group consisting of Divalent Mn, divalent to trivalent Eu, trivalent Tb, or trivalent Pr is applied with good force! ]it can.
  • the amount of Ce added as the luminescent center ion (activator) is preferably adjusted appropriately. If the amount of Ce addition is too large, too few ions will be emitted and the emission intensity will be too low. If it is too high, the concentration quenching will increase and the emission intensity will decrease. From the viewpoint of emission intensity, the concentration of Ce is preferably in the range of 0.0001 or more and 0.3 or less in molar ratio with respect to 1 mol of the base crystal represented by the general formula (2). Above, the range of 0.1 or less is more preferable 0.005 or more, 0.0 A range of 5 or less is more preferable.
  • the concentration of Mg is 0.001 or more, preferably on 0.01, and 0.5 or less, preferably 0. Those of 3 or less are preferred.
  • a phosphor for example, Ca Ce Sc Mg Si
  • Ce Ca ScO, Ce Ca ScO, and Ce C are particularly preferred.
  • Ca Sr Sc O and Ce Ca Sr Sc O are also examples of preferred phosphors. Also,
  • These phosphors are preferred because the emission peak wavelength is relatively long and the luminance is high.
  • These phosphors may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
  • a wavelength conversion material such as a phosphor mixture used in the light emitting device is 610 ⁇ ! It is preferable to contain at least one red phosphor having a peak value of fluorescence intensity in a wavelength range of ⁇ 680 nm. By using a red phosphor having a peak value of fluorescence intensity in such a wavelength range, it is possible to obtain a light emitting device with high color reproducibility in the red region such as orange, red, and deep red.
  • this light emitting device As a result, it is possible to obtain a display backlight, an image display device (display), and an illumination device that are excellent in color reproducibility in the red region.
  • the peak value of the fluorescence intensity is shorter than 610 nm, the color reproducibility in the red region is low when used in combination with the blue LED, and when the wavelength is longer than 680 nm, the color rendering is high. The brightness tends to decrease.
  • the wavelength conversion material according to the present invention may contain at least one kind of 6 ⁇ !
  • the red phosphor having a peak value of fluorescence intensity in the wavelength range of ⁇ 680 nm preferably satisfies the above formulas (A) to (C) when used as a wavelength conversion material such as a phosphor mixture.
  • oxides, nitrides, and oxynitrides are preferable because they have good thermal stability. For example, MSi N: Eu, M Si N: Eu, where M is one or more alkaline earths
  • Another example is a phosphor represented by the following general formula (3), and the wavelength conversion material such as the phosphor mixture contains the phosphor, thereby increasing the luminance of the red region. It is preferable because the temperature quenching is high and the temperature quenching is small.
  • M is one or more elements selected from the group forces including Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb forces.
  • A represents a group force selected from a divalent metal element other than the M element, or one or more elements selected
  • D represents a group force selected from a tetravalent metal element force.
  • E represents a group force consisting of trivalent metal elements, or one or more elements selected
  • X represents a force selected from a group consisting of 0, N
  • F forces Represents one or more elements.
  • a, b, c, d, and e are numbers in the following ranges, respectively.
  • M is selected from the group forces Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er ⁇ Tm, and Yb force 1
  • the forces that are seeds or two or more elements it is preferable that they are one or more elements selected from the group consisting of Mn, Ce, Sm, Eu, Tb, Dy, Er, and Yb. More preferably, it contains at least Eu.
  • A is one or more elements selected from the group consisting of divalent metal elements other than the M element.
  • the group force consisting of Ca, Sr, and Ba is preferably one or more elements selected, and more preferably Ca.
  • D is one or more elements selected from the group force of tetravalent metal elemental force, among which Si, Ge, Sn, Ti, Zr More preferably, Si is a group force consisting of Hf and one or more elements selected.
  • E is one or more elements selected from the group consisting of trivalent metal elements. Among them, B, Al, Ga, It is more preferable that Al is preferable to be one or two or more elements selected from the group force including In, Sc, Y, La, Gd, and Lu forces.
  • X is a force that is one or more elements in which 0, N, and F forces are also selected as group force and force. Among them, N, or N and O force are also included. It is preferable.
  • the ratio of O and (O + N) in the phosphor is 0 ⁇ (number of O atoms) Z (number of 0 atoms + number of N atoms) ⁇ ⁇ 0.5 preferable. If this value is too large beyond this range, the emission intensity may be lowered. From the viewpoint of emission intensity, this value is more preferably 0.3 or less, and 0.1 or less is the emission wavelength 640 ⁇ !
  • the emission peak wavelength is 600 ⁇ ! It can be adjusted to ⁇ 640nm, and human visibility is high! ⁇ ⁇ ⁇ High brightness and light emitting device are obtained because it approaches the wavelength range, so it is preferable from another point of view.
  • c is the content of a D element such as Si, and is an amount represented by 0.5 ⁇ c ⁇ 4.
  • d is the content of E element such as A1, and is an amount represented by 0.5 ⁇ d ⁇ 8.
  • compositions with high emission brightness include at least Eu in the M element, Ca in the A element, Si in the D element, A1 in the E element, and X
  • the element contains N.
  • an inorganic compound in which the M element is Eu, the A element is Ca, the D element is Si, the E element is A1, and the X element is N or a mixture of N and O is desirable.
  • This phosphor is excited with light of at least 580 nm or less, and is most efficient particularly at 400 nm to 550 nm.
  • the emission spectrum has a peak at 580 nm to 720 nm.
  • the red phosphor As the red phosphor, a crystal close to a close-packed structure is preferable because of good thermal stability. Further, those containing a tricoordinate nitrogen atom as the nitrogen atom contained in the red phosphor are preferable because of good thermal stability. Of the nitrogen atoms contained in the red phosphor, the tricoordinate nitrogen atom content is preferably 20% or more, preferably 40% or more, particularly preferably 60% or more.
  • M Si N: E where M is one or more kinds of alkyls
  • These phosphors may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
  • the particle diameter of the phosphor is usually 150 ⁇ m or less, preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 3 O / zm or less. Beyond this range, when the white light-emitting device is used, the emission color varies greatly, and it is difficult to uniformly disperse the phosphor when a phosphor and a binder (sealing agent) are mixed. There is a risk of becoming.
  • the lower limit of the particle size is usually 1 ⁇ m or more, preferably 5 ⁇ m or more. Below this range, the light emission efficiency may decrease. Further, it is preferable that the particle size distribution of the phosphor is relatively narrow.
  • the green phosphor is usually in a weight percentage of 65% or more, preferably 70% or more, based on the total weight of the green phosphor and the red phosphor. More preferably 80% or more, particularly preferably 85% or more. Weight percentage power of green phosphor S is smaller than this range.
  • the weight percentage of the green phosphor is usually 99% or less, preferably 98% or less, more preferably 97% or less.
  • the absorption efficiency of the red phosphor at the emission wavelength from the semiconductor light emitting device is larger than the absorption efficiency of the red phosphor at the emission peak wavelength of the green phosphor. Emission from the green phosphor is absorbed by the red phosphor and the probability that the red phosphor is excited to emit light, the emission from the green phosphor is absorbed by the red phosphor and the red phosphor is excited to emit light It is preferable because the light emitting element can be obtained with higher luminous efficiency and higher light emission efficiency.
  • the phosphor constituting the wavelength conversion material such as the phosphor mixture according to the present invention has a light emitting effect.
  • the rate is preferably 20% or more, more preferably 30% or more, more preferably 40% or more.
  • the more preferable the luminous efficiency the better. If the luminous efficiency of the phosphor is lower than 20%, a light emitting device with high brightness cannot be obtained.
  • Luminous efficiency is defined as the quantum number of light emitted from the phosphor force relative to the quantum number of light irradiated to the phosphor.
  • a phosphor sample to be measured (eg, powder) is packed in a cell with a sufficiently smooth surface so that measurement accuracy can be maintained, and is attached to a condenser such as an integrating sphere.
  • a condenser such as an integrating sphere makes it possible to count all photons reflected from the sample and photons emitted from the sample by photoluminescence, that is, photons that are not counted and fly away from the measurement system. This is to eliminate it.
  • a light emission source for exciting the phosphor is attached to the integrating sphere or the like.
  • the light source is, for example, an Xe lamp or the like, and is adjusted using a filter, a monochromator, or the like so that the emission peak wavelength is, for example, 455 nm.
  • the light from the light source adjusted to have a wavelength peak of 455 nm is applied to the sample to be measured, and the emission spectrum is measured using a spectroscopic measurement device such as MCPD2000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
  • this measurement spectrum includes the photon emitted from the sample by photoluminescence with light from the excitation light source (hereinafter simply referred to as excitation light), and the fraction of the excitation light reflected by the sample.
  • excitation light light from the excitation light source
  • Huotong the fraction of the excitation light reflected by the sample.
  • the absorption efficiency a q is a value obtained by dividing the number of photons Nabs of the excitation light absorbed by the sample by the total number of photons N of the excitation light.
  • the total photon number N of the latter excitation light is obtained as follows. That is, a substance having a reflectivity R of almost 100% with respect to the excitation light, for example, a reflector such as “Spectralon” manufactured by Labsphere (having a reflectivity of 98% with respect to 450 nm excitation light) is measured. Is attached to the spectrophotometer, and the reflection spectrum Iref ( ⁇ ) is measured. Here, the numerical value obtained from (Equation I) below from this reflection spectrum / Href ( ⁇ ) is proportional to ⁇ .
  • the integration interval may be substantially only the interval where Iref ( ⁇ ) has a significant value.
  • the number of photons Nabs of the excitation light absorbed by the former sample is proportional to the amount obtained by the following (formula II).
  • ⁇ ( ⁇ ) is the reflection spectrum when the target sample for which the absorption efficiency aq is to be obtained is attached.
  • the integration range of (Formula II) is the same as the integration range defined in (Formula I).
  • the second term of (Equation II) corresponds to the number of photons generated by the target sample reflecting the excitation light, that is, the total number of photons generated from the target sample. Of these, it corresponds to the one excluding photons generated by photoluminescence by excitation light. Since actual spectrum measurements are generally obtained as digital data separated by a certain finite bandwidth related to fly, the integrals of (Equation I) and (Equation II) are obtained by summing based on that bandwidth.
  • ⁇ i is the number of photons generated by photoluminescence, NPL, divided by the number of photons absorbed by the sample, Nabs.
  • NPL is proportional to the amount obtained by the following (formula III).
  • the integration interval is limited to the wavelength region that the sample force has for photons generated by photoluminescence. This is to remove the reflected photon contribution from I ( ⁇ ).
  • the lower limit of the integration of (Equation III) is taken from the upper end of the integration of (Equation I), and the upper limit is a range suitable for including a spectrum derived from photoluminescence.
  • the light emission efficiency defined in the present invention is obtained.
  • the phosphor used in the present invention can be synthesized by a general solid phase reaction method.
  • a raw material compound that is a metal element source constituting the phosphor is pulverized and mixed by a dry method or a wet method to prepare a pulverized mixture, and the resulting pulverized mixture is heated and reacted. Can be manufactured.
  • a nitride or oxynitride phosphor for example, an alloy containing at least two kinds of metal elements constituting the phosphor, preferably an alloy containing all of the metal elements constituting the phosphor
  • the obtained alloy can be manufactured by heat treatment under pressure in a nitrogen-containing atmosphere. Further, for example, an alloy containing a part of the metal element constituting the phosphor is prepared, and the obtained alloy is heat-treated in a nitrogen-containing atmosphere under pressure, and then the remaining metal elements constituting the phosphor are further processed. It can also be produced by mixing with a raw material compound as a source and heat treatment. Thus, the phosphor manufactured through the alloy becomes a phosphor having a high luminance with few impurities.
  • the second light-emitting device of the present invention comprises a light source and at least one wavelength conversion material that emits light having different wavelengths by absorbing at least part of the light having the light source power (usually a phosphor).
  • a luminescence chromaticity coordinate value obtained at a driving current density of 17.5 AZcm 2 wherein the efficiency of the light emitting device is 321 mZW or more, the average color rendering index Ra is 85 or more, and X is X (17.5), the chromaticity coordinate value is (17.5), the chromaticity coordinate value X of light emission obtained at a driving current density of 70 AZcm 2 is X (70), and the chromaticity coordinate value (70)
  • the amount of deviation between the chromaticity coordinate value X and the chromaticity coordinate value y, [X (17.5) —X (70)] and [y (17.5) —y (70)] are F) and (G) are satisfied.
  • the efficiency of the light emitting device is defined by ISZ8113 “Illumination Terminology”, and is a value obtained by dividing the total luminous flux emitted from the light source by the power consumption of the light source, The unit is “lm ZW”.
  • the average color rendering index Ra and the special color rendering index R are identical in the second light emitting device of the present invention.
  • Color rendering index ⁇ O ISZ9112 According to “Division by fluorescent lamp light source color and color rendering”, it is classified into normal type and high color rendering type.
  • the second light emitting device of the present invention has an average color rendering index Ra of at least 85, and if a material and the structure of the light emitting device are selected, a warm white color rendering A with a special color rendering index R
  • the light source used in the second light-emitting device of the present invention is not particularly limited as long as it emits light when a drive current is passed, and the same light source as that used in the first light-emitting device is used. can do.
  • white light emitting devices combining In-doped GaN-based blue LEDs and Ce-activated yttrium aluminum garnet-based yellow phosphors have been widely used, but the color rendering properties described above are low. Has drawbacks. In order to solve this problem, it has been proposed to construct a light emitting device that emits a desired color by using a light source and at least one phosphor in combination in the following methods ⁇ 1> to ⁇ 3>.
  • Ultraviolet LED light emitting device having a wavelength of 330 nm to 420 nm, a blue phosphor that emits fluorescence having an emission peak at a wavelength of 420 nm or more and 480 nm or less when excited at this wavelength, and a light emitting at a wavelength of 500 nm or more and 550 nm or less.
  • ultraviolet light emitted from the LED is irradiated to the phosphor, light of three colors of red, green, and blue is emitted, and a white light-emitting device is formed by mixing the light.
  • ⁇ 2> A combination of a blue LED with a wavelength of 420 nm to 500 nm and a yellow or red light emitting phosphor that emits fluorescence having an emission peak at a wavelength of 550 nm to 600 ⁇ m when excited at this wavelength.
  • the phosphor emits blue light emitted from the LED, red and yellow light is emitted, and the blue light of the LED itself is mixed to produce a white or reddish light bulb color. It becomes a light emitting device.
  • the above-described ⁇ 1> to ⁇ 3> may be employed in a shifted configuration, but in any case, the second light-emitting device of the present invention 17.
  • the chromaticity coordinate value X is X (70)
  • the chromaticity coordinate value y is y (70)
  • the light emitting device satisfies the following expressions (F) and (G).
  • the deviation amount [X (17.5) —X (70)] is usually —0.005 or more, preferably —0.004 or more, more preferably —0.003 or more, and usually 0.005 or less. , Preferably 0.004 or less, more preferably 0.003 or less. Further, the deviation amount [y (17.5) —y (70)] is also usually ⁇ 0.005 or more, preferably ⁇ 0.004 or more, more preferably ⁇ 0.003 or more, and usually 0.005 or less. , Preferably ⁇ or less, 0.004 or less, more preferably ⁇ or 0.003 or less.
  • the wavelength conversion material such as a phosphor to be used.
  • the wavelength conversion material is a mixture of two or more kinds of phosphors, and the phosphor mixture is excited with blue light having a peak wavelength of 455 nm at 25 ° C. BR (25), chromaticity coordinate value X is X (25), chromaticity coordinate
  • the luminance of fluorescence is BR (125)
  • the chromaticity coordinate value X is X (125)
  • the chromaticity coordinate value y is y (125).
  • the phosphor mixture according to the present invention is excited by the blue light at 125 ° C with respect to the luminance of the fluorescence [BR (25)] obtained by excitation with the blue light having a peak wavelength of 455 nm at 25 ° C. If the ratio [BR (125) ZBR (25)] of the brightness of the resulting fluorescence [BR (125)] is less than 0.85 or greater than 1.15, such a phosphor mixture is used.
  • White light emitting device if the current value passed through the blue LED is increased or decreased in order to change the amount of light obtained therefrom, there is a possibility that the obtained emission color will change greatly and a stable emission color cannot be obtained.
  • the mixed color balance between the intensity of light emitted from the blue LED and the intensity of fluorescence from the phosphor is disrupted, and the resulting white light emitting device is obtained.
  • the light emission color changes greatly.
  • the luminance ratio [BR (125) ZBR (25)] is usually 0.85 or more, preferably 0.9 or more, and usually 1.15 or less, preferably 1.1 or less. Preferably it is 1.05 or less.
  • the phosphor constituting the phosphor mixture is selected so that the degree of so-called temperature quenching phenomenon, in which the fluorescence intensity decreases as the temperature of the phosphor increases, is small V. I prefer that.
  • the phosphor mixture according to the present invention has a chromaticity coordinate value X of fluorescence obtained by exciting with blue light having a peak wavelength of 455 nm at 25 ° C. X (25)
  • the chromaticity coordinate value X of fluorescence obtained by excitation with the same blue light at 5 ° C is X (125), the chromaticity coordinate
  • a plurality of fluorescent materials having different fluorescent colors constituting the mixture are obtained.
  • the body preferably has substantially the same rate of change in fluorescence intensity due to temperature quenching.
  • the mixed colors such as white obtained by adding the fluorescence intensities of the phosphors are almost the same regardless of temperature changes. Therefore, it is possible to reduce the deviation of the emission color due to the temperature change accompanying the light quantity change.
  • chromaticity coordinate value X and chromaticity coordinate value y obtained by exciting the phosphor mixture with blue light having a peak wavelength of 455 nm
  • a fluorescence spectrophotometer equipped with a high-precision double monochromator equipped with a cooling mechanism using a Peltier device and a heating mechanism using a heater and with high sensitivity and wavelength correction is used. Then, after controlling for the cooling and heating mechanism and maintaining a sufficient time until the surface temperature of the phosphor becomes constant at 25 ° C or 125 ° C in advance, the brightness and chromaticity are maintained. Measure coordinate values.
  • the half width of the excitation light is narrowed to 20 nm or less, and the fluorescence spectrum of less than 470 nm is not used, but only the fluorescence spectrum of 470 nm or more is used.
  • the luminance Y, chromaticity coordinate value X, and chromaticity coordinate value y are calculated using the tristimulus values specified in JISZ8724.
  • the green phosphor having a peak value of fluorescence intensity in the wavelength range of 500 ⁇ m to 550 nm that can be contained in the wavelength conversion material according to the second light-emitting device of the present invention is the first phosphor of the present invention.
  • a green phosphor used in the light emitting device can be used.
  • the color rendering is particularly among light-emitting devices with little color misregistration.
  • a wavelength conversion material such as a phosphor mixture used in the light emitting device is 610 ⁇ ! It is preferable to contain at least one red phosphor having a peak value of fluorescence intensity in a wavelength range of ⁇ 680 nm. By using a red phosphor having a peak value of fluorescence intensity in such a wavelength range, it is possible to obtain a light emitting device with high color reproducibility in the red region such as orange, red, and deep red.
  • this light emitting device By using this light emitting device, it becomes possible to obtain a display backlight, an image forming device (display), and an illumination device that are excellent in color reproducibility in the red region.
  • the peak value of the fluorescence intensity is shorter than 610 nm, the color reproducibility in the red region is low when used in combination with the blue LED, and when the wavelength is longer than 680 nm, the color rendering is high. The brightness tends to decrease.
  • the red phosphor having a peak value of fluorescence intensity in the wavelength range of ⁇ 680 nm the red phosphor used in the first light emitting device of the present invention can be used.
  • the luminous efficiency of the phosphor constituting the wavelength conversion material such as the phosphor mixture according to the present invention is the same as that of the phosphor used in the first light emitting device of the present invention.
  • the second light emitting device of the present invention uses, for example, a phosphor mixture containing at least two kinds of phosphors as wavelength conversion materials and a semiconductor light emitting device that emits visible light, for example, a semiconductor light emitting device such as an LED or LD.
  • a semiconductor light emitting device such as an LED or LD.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a main part of the light emitting device as the first embodiment of the second light emitting device of the present invention.
  • the light emitting device 101 of this embodiment includes a frame 102, a blue LED (blue light emitting unit) 103 that is a light source, and a fluorescent light emitting unit 104 that absorbs part of light emitted from the blue LED 103 and emits light having different wavelengths. Mainly composed.
  • the frame 102 is a base made of resin for holding the blue LED 103 and the fluorescent light emitting unit 104.
  • a concave portion (recess) 102A having a trapezoidal cross section that opens to the upper side in the figure is formed.
  • the inner surface of the recess 102A of the frame 102 is enhanced in the reflectance of light in the entire visible light region by metal plating such as silver, so that the light hitting the inner surface of the recess 102A of the frame 102 can also be obtained.
  • the light can be emitted from the light emitting device 101 in a predetermined direction.
  • a blue LED 103 is installed as a light source.
  • the blue LED 103 is an LED that emits blue light when supplied with electric power. A part of the blue light emitted from the blue LED 103 is absorbed as excitation light by the light emitting substance (wavelength conversion material; here, fluorescent substance) in the fluorescent light emitting unit 104, and another part is a light emitting device. 101 is emitted in a predetermined direction.
  • the blue LED 103 is installed at the bottom of the recess 102A of the frame 102.
  • a silver paste (silver particles are bonded to the adhesive) between the frame 102 and the blue LED 103 is used. Adhered by 105), the blue LED 103 is installed in the frame 102. Further, the silver paste 105 also plays a role of efficiently radiating heat generated in the blue LED 103 to the frame 102.
  • a gold wire 106 for supplying electric power to the blue LED 103 is attached to the frame 102.
  • the blue LED 103 and electrodes (not shown) provided on the upper surface of the blue LED 103 are provided.
  • the wires 106 are connected by wire bonding. By energizing the wire 106, power is supplied to the blue LED 103, and the blue LED 103 emits blue light.
  • Wire 106 is matched to the structure of blue LED103 1 A book or multiple books are attached.
  • the recess 102A of the frame 102 is provided with a fluorescent light emitting unit 104 that absorbs part of the light emitted from the blue LED 103 and emits light having different wavelengths.
  • the fluorescent light emitting unit 104 is formed of a phosphor and a transparent resin.
  • the phosphor is a substance (wavelength conversion material) that is excited by blue light emitted from the blue LED 103 and emits light having a longer wavelength than blue light.
  • the phosphor constituting the fluorescent light emitting unit 104 may be of one type or a mixture of a plurality of colors, and the sum of the light emitted from the blue LED 103 and the light emitted from the phosphor light emitting unit 104 is a desired color.
  • the second light emitting device of the present invention it is preferable to use a phosphor mixture that satisfies the above formulas (A) to (C).
  • the color may be white, yellow, orange, pink, purple, blue-green, etc. Further, it may be an intermediate color between these colors and white.
  • the transparent resin is a binder of the fluorescent light emitting unit 104, and here, the epoxy resin S is used as a synthetic resin capable of transmitting visible light over the entire wavelength region! / Speak.
  • the mold part 108 functions as a lens for protecting the blue LED 103, the fluorescent light emitting part 104, the wire 106, and the like from the outside and controlling the light distribution characteristics. Resin such as epoxy resin is mainly used for the mold part 108.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a main part of a light emitting device as a second embodiment of the second light emitting device of the present invention.
  • the light emitting device 110 of the present embodiment includes a frame 112, a blue LED (blue light emitting unit) 113 as a light source, and a fluorescent light emitting unit 114 that absorbs part of the light emitted from the blue LED 113 and emits light having a different wavelength. It is mainly composed of.
  • the frame 112 is a base made of resin for holding the blue LED 113 and the fluorescent light emitting unit 114.
  • a trapezoidal recess (dent) 112A having an opening on the upper side in the figure is formed. Accordingly, since the frame 112 has a cup shape, the light emitted from the light emitting device 110 can have directivity, and the emitted light can be used effectively.
  • the inner surface of the recess 112A of the frame 112 is made of a material having a high light reflectance in the entire visible light range. As a result, the light hitting the inner surface of the recess 112A of the frame 112 can also be emitted from the light emitting device 110 in a predetermined direction.
  • the electrode has a high reflectance of light in the entire visible light range, and metal plating is applied.
  • a blue LED 113 is installed as a light source.
  • the blue LED 113 is an LED that emits blue light when supplied with electric power. Part of the blue light emitted from the blue LED 113 is absorbed as excitation light by the light emitting substance (here, fluorescent substance) in the fluorescent light emitting unit 114, and another part is determined by the light emitting device 110. It is released in the direction.
  • the light emitting substance here, fluorescent substance
  • the blue LED 113 installed at the bottom of the recess 112A of the frame 112 and the frame 112 are bonded by a silver paste (mixture of silver particles in an adhesive) 115, whereby the blue LED 113 is attached to the frame 112. is set up. Further, the silver paste 115 also plays a role of efficiently radiating heat generated in the blue LED 113 to the frame 112.
  • a gold wire 116 for supplying electric power to the blue LED 113 is attached to the frame 112, and an electrode (not shown) provided on the bottom of the blue LED 113 and the recess 112A of the frame 112 is provided.
  • the wire 116 is connected by wire bonding, electric power is supplied to the blue LED 113 by energizing the wire 116, and the blue LED 113 emits blue light.
  • One or a plurality of wires 116 are attached in accordance with the structure of the blue LED 113.
  • a fluorescent light emitting unit 114 that absorbs part of the light emitted from the blue LED 113 and emits light having different wavelengths.
  • the fluorescent light emitting unit 114 is formed of a phosphor and a transparent resin.
  • the phosphor is a substance (wavelength conversion material) that is excited by blue light emitted from the blue LED 113 and emits light having a longer wavelength than blue light.
  • the phosphor constituting the fluorescent light-emitting unit 114 may be one kind or a mixture of a plurality of colors. The total of the light emitted from the blue LED 113 and the light emitted from the phosphor light-emitting unit 114 is a desired color.
  • the second light emitting device of the present invention is preferable.
  • a phosphor mixture that satisfies the above-described formulas (A) to (C) is used.
  • the color may be white, yellow, orange, pink, purple, blue-green, etc. Further, it may be an intermediate color between these colors and white.
  • the transparent resin is a binder of the fluorescent light emitting unit 114, and here, an epoxy resin or a silicone resin, which is a synthetic resin capable of transmitting visible light over the entire wavelength region, is used.
  • FIG. 5 shows a surface emitting illumination device 109 incorporating the light emitting device 101 shown in FIG. 3.
  • the inner surface of the illumination device is made light-impermeable such as a white smooth surface.
  • a rectangular holding case 109A is provided with a large number of light emitting devices 101 on the bottom and a power source and a circuit (not shown) for driving the light emitting device 101 provided outside thereof, and the lid of the holding case 109A.
  • a white diffusion plate 109B such as an acrylic plate is fixed at a position corresponding to the above to make the light emission uniform.
  • the surface-emitting illumination device 109 is driven to apply blue voltage to the blue LED 103 of the light-emitting device 101 to emit blue light or the like, and a part of the light emission is emitted from the fluorescent light-emitting unit 104 at a wavelength.
  • the phosphor mixture as a conversion material absorbs and emits light with a longer wavelength.
  • light emission with high color rendering properties is obtained by mixing with blue light etc. that is not absorbed by the phosphor.
  • Illuminating light having a uniform brightness is obtained through the plate 109B and emitted upward in the drawing and within the diffusion plate 109B surface of the holding case 109A.
  • the second light-emitting device of the present invention can be incorporated as a light source of a display such as a color liquid crystal display, that is, a knock light.
  • the white light-emitting device of the present invention is not limited to the following embodiment, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist of the present invention. can do.
  • the white light emitting device (white light emitting element) of the present embodiment absorbs at least a part of light from a light source (such as a light emitting element) that generates light (hereinafter referred to as "primary light” as appropriate). And at least one wavelength conversion material that emits light having a wavelength different from that of primary light (hereinafter referred to as “secondary light” as appropriate), and includes white light including secondary light emitted by the wavelength conversion material. It is starting to emit.
  • white light is the combined light of primary light and secondary light, and the combined light of two or more secondary lights It can be obtained as light synthesized as such.
  • the maximum emission intensity power in the wavelength range of 5 OOnm to 650 nm of the white light emission spectrum (hereinafter, this wavelength range is referred to as “predetermined wavelength range” t ⁇ , as appropriate). It is 150% or less of the minimum emission intensity in the predetermined wavelength range.
  • the white light emitting device is mainly used for illumination, and it is desired that the color of an object is faithfully reproduced (that is, the color rendering property of white light emitted is high).
  • the white light emitted from the white light emitting device includes all visible light components contained in natural light.
  • the predetermined wavelength range of 500 nm to 650 nm in the emission spectrum is a wavelength range including main light components of blue-green to red with high visibility, and includes a visible light component in this wavelength range evenly.
  • a flat emission spectrum leads to good color rendering.
  • daylight white light with a correlated color temperature of about 5000K and daylight color white light with a correlated color temperature of about 6500K are illumination colors that occupy most of the white light used in Japan and overseas.
  • the emission spectrum of the perfect radiator at the correlated color temperature is almost flat in the predetermined wavelength range described above. Therefore, when the white light emitting device is used as a lighting device, it is also preferable that the white light emitted from the white light emitting device of the present embodiment has a flat spectrum in the predetermined wavelength range!
  • the white light emitted from the white light emitting device of the present embodiment may have a small light emission intensity of a light component in a wavelength range larger than 650 nm, that is, a wavelength range larger than a predetermined wavelength range.
  • light in the wavelength range of less than 500 nm is preferably flat, as is light in the predetermined wavelength range.
  • currently available primary light sources such as light emitting elements usually have a small half-value width of emitted light.
  • the white light emitted by the white light emitting device of this embodiment is close to the intensity of light of a specific wavelength. It must be a situation where there is little light in the wavelength range.
  • the blue to blue-violet region below 500 nm has low visibility as well as light in the wavelength range above 650 nm, so light in the wavelength range below 500 nm, that is, below the specified wavelength range. Even if the light emission spectrum of the component is not flat, characteristics such as color rendering properties do not deteriorate significantly.
  • the flatness of the emission spectrum in the above predetermined wavelength range can be represented by an index I (ratio) obtained as follows.
  • I (ratio) is, by definition, a value of 100% or more, but for white light emitted by the white light emitting device of this embodiment, this I (ratio) force is usually 150% or less, preferably 140%. In the following, it is desirable that the content is 135% or less, and more preferably 130% or less. That is, the maximum emission intensity of the emission spectrum of white light in the predetermined wavelength range may be set to be in the above range with respect to the minimum emission intensity. Since the emission spectrum is flatter as I (ratio) is closer to 100%, the smaller I (ratio) is the better.
  • the correlated color temperature of the white light emitted from the white light emitting device of the present embodiment is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired.
  • the daylight white according to the JIS standard (Z 9112) regarding the light source color of the conventional fluorescent lamp is used. It is preferable that the light emission color conforms to (symbol N) or daylight color (symbol D).
  • Daylight white corresponds to a correlated color temperature of 4600K to 5400K
  • daylight color corresponds to a correlated color temperature of 5700K to 7100K.
  • the range of correlated color temperature is more preferably 4800K or more and 5200K or less for daylight white, and 6000K power to 6800K for daylight color. It is as close as possible to daylight color 5000K and daylight color 6500K. More preferably.
  • the correlated color temperature is obtained according to JIS Z 8725, and it is preferable to adjust the emission color so that the distance from the blackbody radiation locus is small.
  • the color of the white light emitted from the white light emitting device of the present embodiment can be arbitrarily set according to the application.
  • white and white that are specified in the color classification of IS Z8110.
  • the color of white light can be measured with a color luminance meter, radiance meter, or the like.
  • the color of white light is normal white with chromaticity coordinates (X, y) of (0.33, 0.33) in the CIE chromaticity diagram.
  • color coordinates (x, y) are (0. 28, 0. 25), (0. 25, 0.28), (0. 34, 0. 40) and (0. 40, 0 34) It may be used in a color that falls within the area surrounded by.
  • the luminous efficiency of white light is usually 201 mZW or higher, preferably 301 mZW or higher, more preferably 401 mZW or higher.
  • the necessary brightness can also be obtained by using a large number of elements below the lower limit of this range, but this is not preferable because it consumes a lot of energy.
  • the luminous efficiency of the white light emitting device can be measured, for example, by dividing the luminous flux of white light measured with an integrating sphere by the supply power.
  • the color rendering property of white light can be enhanced.
  • the specific value is not particularly limited, but the average value Ra of the color rendering index R to R specified in JIS-Z8726 is usually 80 or more, preferably 85 or more, more preferably 90 or more.
  • FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of the white light emitting device of the present embodiment to describe the configuration of the white light emitting device.
  • the white light emitting device shown in FIG. 6 is an example of the white light emitting device of the present invention.
  • the white light emitting device of the present invention is not limited to the following embodiments.
  • the white light emitting device 201 of the present embodiment includes a light emitting element 202 as a light source that emits primary light, and at least one wavelength conversion material that absorbs primary light and emits secondary light. Fees 203 and 204 are provided.
  • the white light emitting device 201 includes a frame 205 as a base for holding the light emitting element 202 and the wavelength conversion materials 203 and 204.
  • the emitted white light has a flat emission spectrum in a predetermined wavelength range, and the correlated color temperature, color, intensity, and luminous efficiency are in the ranges described above. Suppose.
  • the frame 205 is a base portion that holds the light emitting element 202 and the wavelength conversion materials 203 and 204, and its shape, material, and the like are arbitrary.
  • a plate shape, a cup shape, or the like can be used according to its application.
  • a cup-shaped frame is preferable because it can have directivity in the emission direction of white light and can effectively use light emitted from the white light emitting device.
  • the material of the frame 205 an appropriate material can be used depending on the application, such as an organic material such as a metal, an alloy, glass, or carbon, or an organic material such as a synthetic resin. It is particularly preferable that the surface of the frame 205 on which light (for example, primary light or secondary light) emitted from the light-emitting element 202 or the wavelength conversion material 203 or 204 hits has a higher reflectivity. It is more preferable that the reflectance of light in the entire visible light range is increased. Therefore, it is preferable that at least the surface that is exposed to light is formed of a material having high reflectance.
  • the entire frame 205 or the surface of the frame 205 is formed of a material containing a material having a high reflectance such as glass fiber, alumina powder, titer powder (e.g., injection molding resin). Can be mentioned.
  • the specific method for increasing the reflectivity of the surface of the frame 205 is arbitrary.
  • a high reflectivity of silver, platinum, aluminum, etc. It is possible to increase the light reflectivity by plating or vapor deposition with the metal or alloy.
  • the part that increases the reflectivity may be the entire frame 205 or a part of the force. Usually, the entire surface of the part to which the light emitted from the light-emitting element 202 or the wavelength conversion material 203 or 204 hits is applied. It is desirable that the reflectivity be increased.
  • the power for supplying power to the light emitting element 202 is supplied to the frame 205.
  • a pole, a terminal, etc. are provided.
  • conductive terminals 206 and 207 for supplying power to the light emitting element 202 are formed at the bottom of the recess 205A of the frame 205 provided in a cup shape, and the conductive terminals 206 and 207 are provided. Are connected to an external power source (not shown).
  • the light emitting element 202 emits primary light as excitation light for the wavelength conversion materials 203 and 204, and functions as a light source.
  • part of the primary light may be used as one component of white light emitted from the white light emitting device 201.
  • the combined light obtained by combining the primary light and the secondary light emits white light as white light. It will be emitted from the device 201. That is, part of the primary light emitted from the light emitting element 202 is absorbed as excitation light by the wavelength conversion materials 203 and 204, and another part is emitted from the white light emitting device 201.
  • the white light does not necessarily include primary light.
  • the white light emitting device 201 of the present embodiment may emit white light as a combined light of two or more types of secondary light.
  • the type of the light-emitting element 202 is arbitrary, and an appropriate one can be selected according to the use and configuration of the white light-emitting device 201.
  • Examples of the light-emitting element 202 include a light-emitting diode (that is, LED), an edge-emitting or surface-emitting laser diode (that is, LD), an electroluminescence element, and the like. Of these, inexpensive LEDs are usually preferred.
  • the emission wavelength of the primary light emitted from the light emitting element 202 is also arbitrary, and a light emitting element that emits primary light having an appropriate emission wavelength according to white light emitted to the white light emitting device 201 may be used.
  • a light emitting element that emits near ultraviolet to blue light is usually 370 nm or more, preferably 380 nm or more, and usually 500 nm or less, preferably 480 nm or less.
  • Specific examples of the light-emitting element 202 include silicon carbide, sapphire, and gallium nitride.
  • Examples include LEDs using InGaN-based, GaAIN-based, InGaAIN-based, and ZnSeS-based semiconductors that have been crystal-grown on the substrate by a method such as MOCVD. Above all, it is preferable to use LEDs whose main component is (In, Ga) N.
  • one light emitting element 202 may be used alone, or two or more light emitting elements 202 may be used in combination. Furthermore, the light emitting element 202 may be used alone or in combination of two or more.
  • the specific method can be any force.
  • the light emitting element 202 can be attached using solder.
  • solder the kind of solder is arbitrary, AuSn, AgSn, etc. can be used, for example.
  • solder it is also possible to supply power to the electrodes formed on the frame 205 and the terminals 206, 207 and the like using the solder.
  • a large current type LED or laser diode, etc., where heat dissipation is important is used as the light-emitting element 202, it is effective to use solder to install the light-emitting element 202 because the solder exhibits excellent heat dissipation. is there.
  • the light emitting element 202 is attached to the frame 205 by means other than solder, for example, an adhesive such as epoxy resin, imide resin, or acrylic resin may be used.
  • an adhesive such as epoxy resin, imide resin, or acrylic resin
  • the adhesive is energized as in the case of using solder, and the light emitting element 202 is used. It is also possible to supply power to the power supply. Furthermore, it is preferable to mix these conductive fillers because heat dissipation is improved.
  • the method of supplying power to the light emitting element 202 is also arbitrary.
  • the light emitting element 202 is connected to the electrodes and terminals 206, 207, etc. by wire bonding to supply power. You may make it do.
  • the material used such as the dimensions of the wire used.
  • a metal such as gold or aluminum can be used as the material of the wire, and the force wire whose thickness can be normally set to 20 ⁇ m to 40 ⁇ m is not limited to this. .
  • a method for supplying power to the light-emitting element a method for supplying power to the light-emitting element 202 by flip-chip mounting using bumps can be given.
  • an LED is used as the light emitting element 202, and the light emitting element 202 is a light emitting element 202. It is installed at the bottom of the recess 205A of the ram 205. Further, the light emitting element 202 is directly connected to the conductive terminal 206 and is connected to the conductive terminal 207 and the wire 208 by wire bonding to supply power.
  • a light source other than the light emitting element described above may be used.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 absorb at least part of the primary light emitted from the light emitting element 202 and emit secondary light having a wavelength different from that of the absorbed primary light. Then, by appropriately selecting the wavelength conversion materials 203 and 204, white light can be obtained as the combined light of the primary light and the secondary light, or the combined light of two or more types of secondary light.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 known materials can be appropriately selected and used depending on the application of the white light-emitting device 201, as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Further, the emission of the wavelength converting materials 203 and 204 is not limited by any mechanism such as fluorescence or phosphorescence. Further, the wavelength conversion materials 203 and 204 may be used alone as long as they do not depart from the gist of the present invention, but they also have the viewpoint power of reducing I (ratio) as described above. It is preferable to use two or more wavelength conversion materials 203 and 204 having different emission wavelengths. Further, when two or more wavelength conversion materials 203 and 204 are used, the combination and ratio thereof are arbitrary.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 are not limited by the wavelength of light (usually primary light) absorbed as excitation light and the wavelength of emitted light (ie secondary light). It is optional as long as the effect is not significantly impaired.
  • the wavelength range of the excitation light of the wavelength conversion material 20 3, 204 is usually 350 nm or more, preferably 400 nm or more, more preferably 430 nm or more, and usually 600 nm or less, preferably Is preferably 570 nm or less, more preferably 550 nm or less.
  • the wavelength of light emitted from the wavelength converting material is usually 400 nm or more, preferably 450 nm or more, more preferably 500 nm or more, and usually 750 nm or less, preferably 700 nm or less, more preferably 670 nm or less.
  • the first wavelength conversion material has a wavelength of usually 350 nm or more, preferably 400 nm as excitation light. Above, more preferably, 430 nm or more, and usually 520 nm or less, preferably 500 nm or less, more preferably 480 nm or less is desirable.
  • the wavelength of the emitted light of the first wavelength conversion material is usually 400 nm or more, preferably 450 nm or more, more preferably 500 nm or more, and usually 600 nm or less, preferably 570 nm or less, more preferably 550 nm or less. Things are desirable.
  • the wavelength of the second wavelength conversion material is usually 400 nm or more, preferably 450 nm or more, more preferably 500 nm or more, and usually 600 nm or less, preferably 570 ⁇ m or less, more preferably as excitation light. Those that absorb light of 550 nm or less are desirable.
  • the wavelength of light emitted from the second wavelength conversion material is usually 550 nm or more, preferably 580 nm or more, more preferably 600 nm or more, and usually 750 nm or less, preferably 700 nm or less, more preferably 670 nm or less. Things are desirable.
  • a wavelength conversion material that absorbs excitation light in the wavelength range as described above and emits light in the wavelength range as described above, a light-emitting device that emits light in all wavelengths of the visible light region can be obtained.
  • it has the advantage that it can emit light of all wavelengths in the range of 500 nm to 650 nm. Note that one type of wavelength conversion material may be used as long as the requirements of the present invention can be satisfied.
  • the white light emitting device 201 of the present embodiment it is possible to obtain the white light emitting device 201 with more excellent characteristics by using an appropriate material as the wavelength conversion materials 203 and 204.
  • the characteristics to be provided as the wavelength conversion materials 203 and 204 include, for example, a small change in emission intensity due to a temperature rise, a high internal quantum efficiency, and a large absorbance.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 have a small change in emission intensity due to temperature rise. That is, it is preferable that the temperature dependence of the emission intensity is small. If wavelength conversion materials 203, 204 with high temperature dependence are used, the intensity of the secondary light changes depending on the temperature conditions, and the intensity balance between the primary light and the secondary light and the intensity of the secondary lights The balance of the light may change, and the color tone of white light may change.
  • a light emitting element 202 that generates heat due to light emission such as an LED
  • the light emitting element 202 The temperature of the white light-emitting device 201 rises with time due to the heat generated by 202, and the intensity of the secondary light emitted by the wavelength conversion materials 203 and 204 changes accordingly, and white light is emitted immediately after lighting and during continuous lighting.
  • the color may change.
  • the above-described color tone change can be suppressed by using the wavelength conversion material 203, 204 having a small temperature dependency.
  • the change in the emission intensity due to the temperature rise can be represented by the ratio of the luminance at 100 ° C to the luminance at 25 ° C (hereinafter referred to as "luminance retention ratio" where appropriate) TR (%).
  • luminance retention ratio TR it is desirable that the luminance retention ratio TR is usually 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more! /.
  • TR can be measured, for example, as follows.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 have a low sulfur content. Since sulfur may cause deterioration of the wavelength conversion materials 203 and 204 due to heat, white light emitting devices with good characteristics can be obtained by using the wavelength conversion materials 203 and 204 that contain little sulfur, and preferably do not contain sulfur. Can be obtained. Specifically, it is preferable that the wavelength conversion material 203, 204 does not contain a compound containing sulfur as a base, that is, does not contain a sulfide, an oxysulfide, a sulfate or the like.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 have an internal quantum efficiency of usually 40% or more, preferably 50% or more. A material below the lower limit of this range is not preferable because it reduces the luminous efficiency of the white light emitting device.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 that emit light having a wavelength of 500 nm to 600 nm light having a particularly high visibility is generated as secondary light, so that the internal quantum efficiency is even higher. More specifically, 60% or more is more preferable! [0200] ⁇ High absorbance
  • the absorbances of the wavelength conversion materials 203 and 204 are usually 50%, preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and even more preferably 75% or more. If the lower limit of this range is not reached, the luminous efficiency of the white light emitting device may not be sufficiently increased.
  • the internal quantum efficiency and absorbance described above are the internal quantum efficiency and absorbance with respect to the light having the emission wavelength of the light emitting element 202.
  • the light having the emission peak wavelength of the light emitted by the light emitting element 202 (hereinafter referred to as appropriate)
  • These are simply the internal quantum efficiency and absorbance when excited by “light of the light emission peak wavelength of the light emitting element 202”, and are obtained as follows, for example.
  • light having the emission peak wavelength of the light emitting element is incident on a white diffuser plate having a reflectance of 0.97, reflected by the white diffuser plate, and the light reflected by the white diffuser plate is collected by an integrating sphere and collected by the integrating sphere.
  • the light is captured by a multi-channel photodetector, and the reflected light intensity RW, which is reflected from the white diffuser plate, is measured.
  • the light having the emission peak wavelength of the light emitting element is incident on the wavelength conversion material, the light reflected on the wavelength conversion material, and the light generated by being wavelength-converted by being absorbed by the wavelength conversion material are integrated.
  • the light collected by the integrating sphere and captured by the integrating sphere is captured by the multichannel photodetector in the same manner as the reflected light intensity RW measurement.
  • the reflected light intensity RP which is the light of the emission peak wavelength of the light emitting element reflected by the wavelength conversion material, is measured.
  • the absorption light intensity AP absorbed in the wavelength conversion material is calculated by the following equation (ii), and the absorption light photon is multiplied by the absorption light intensity AP multiplied by the wavelength of the light emission peak wavelength of the light emitting element. Converts to a numerical value PA.
  • Absorbed light intensity AP ⁇ (reflected light intensity RW) / 0. 97 ⁇ (reflected light intensity RP) (ii) Similarly, the reflected light intensity RW is also multiplied by the wavelength to the reflected light photon number corresponding value R WA. Convert.
  • the wavelength component of the observed light was collected for the light collected by the integrating sphere after the light of the emission peak wavelength of the light emitting element was incident on the wavelength conversion material, which was captured in the measurement of the reflected light intensity RP.
  • the product of the light intensity and the wavelength is summed, and converted to the emission photon number corresponding value PP.
  • wavelength conversion materials 203 and 204 that satisfy the above-described characteristics include Ca Sc Si.
  • red light emitting materials such as SiN: Eu 2+ , (Sr, Ca) AlSiN: Eu 2+ , SrAlSiN: Eu 2+
  • a material mixed in a proper ratio can be used, but the material is not particularly limited as long as the above-described conditions are satisfied.
  • the first wavelength conversion material and the second wavelength conversion material will be given as examples of the wavelength conversion materials 203 and 204 suitable for use in the white light emitting device of the present embodiment.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 are not limited to the following examples.
  • a green phosphor used in the first light emitting device of the present invention can be mentioned.
  • first wavelength conversion material examples include (Ba, Ca, Sr) MgAl 2 O: Eu, (Ba, Ca, Sr)
  • Examples include, but are not limited to, materials having an emission peak at 500 nm to 600 nm, such as oi sialon activated by Eu.
  • materials having an emission peak at 500 nm to 600 nm such as oi sialon activated by Eu.
  • a plurality of the above-described phosphors may be used.
  • the second wavelength conversion material are particularly limited as long as they emit light having a wavelength that is combined with the primary light emitted from the light emitting element and the secondary light emitted from the first wavelength conversion material to become white light.
  • Europium complex or the like can be used.
  • a plurality of the above-described phosphors may be used.
  • the ratio of the amounts used is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired.
  • the volume ratio of the second wavelength conversion material to the conversion material is usually 0.05 or more, preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more, and usually 1 or less, preferably 0.8 or less, more Preferably it is 0.5 or less. If this ratio is too large or too small, it becomes difficult to obtain a favorable white light.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 are usually used in the form of particles.
  • the particle size of the wavelength converting materials 203 and 204 is an arbitrary force. Usually, it is desirably 150 / z m or less, preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or less. Beyond this range, the variation in emission color of the white light emitting device 1 becomes large, and when the wavelength conversion material 202 and a binder (encapsulant) are mixed, the wavelength conversion materials 203 and 204 are uniformly applied. May be difficult.
  • the lower limit of the particle size is usually 1 ⁇ m or more, preferably 5 ⁇ m or more. Below this range, the luminous efficiency may be reduced.
  • the existence state of the wavelength conversion materials 203 and 204 is arbitrary as long as the effect of the white light emitting device of the present invention is not significantly impaired.
  • the frame 205 may be held using the binder 209, or may be fixed to the frame 205 without using the binder 209.
  • Noinda 209 usually collects powder and particulate wavelength conversion materials 203, 204, Used to attach to frame 205.
  • binder 209 used in the white light emitting device 201 of the present embodiment there is no limitation on the binder 209 used in the white light emitting device 201 of the present embodiment, and any known one can be used.
  • the white light emitting device 201 is configured to be transmissive, that is, primary light, secondary light, or the like is transmitted through the binder 209 and emitted to the outside of the white light emitting device 201, the binder 209 is used. It is desirable to select one that transmits each component of the light emitted by the white light emitting device 201.
  • inorganic materials such as glass can be used in addition to rosin and the like.
  • resin include organic synthetic resins such as epoxy resin and silicone resin, and inorganic materials such as polysiloxane gel and glass.
  • the viscosity of the resin is arbitrary, but it is appropriate depending on the particle diameter and specific gravity of the wavelength conversion material 203, 204 used, particularly the specific gravity per surface area. It is desirable to use a binder 209 having a high viscosity. For example, when epoxy resin is used for Noinda 209, if the particle size force of wavelength conversion material 203, 204 ⁇ 2 m to 5 m and its specific gravity is 2 to 5, usually 1 to: LOPas It is preferable to use an epoxy resin having a viscosity because the particles of the wavelength conversion materials 203 and 204 can be well dispersed. Binder 209 may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
  • the wavelength conversion material 203, 204 may coexist with other components. There are no particular restrictions on the other components, and any known additive may be used.
  • a diffusing agent such as alumina or yttria as other components.
  • wavelength conversion materials 203 and 204 are filled at a high density, it is preferable to use a binder such as calcium pyrophosphate or barium calcium borate as the other component.
  • the wavelength conversion material can be fired to produce a fired body, and the fired body can be attached to the frame as it is.
  • a wavelength conversion material A glass or a processed single crystal of wavelength conversion material may be attached to the frame.
  • the binder 209 When the binder 209 is used, the other components described above should be dispersed in the noinda 209. However, if the binder 209 is not used, other additives such as additives may be used. It is possible for components to coexist in the wavelength converting material.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 As the wavelength conversion materials 203 and 204, the above-described wavelength conversion material 203 belonging to the first wavelength conversion material and the wavelength conversion material 204 belonging to the second wavelength conversion material are used.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 are held in the recesses 205A of the frame 205 while being dispersed in the binder 209.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 used in the present embodiment are those having a small change in emission intensity due to a temperature rise, a high internal quantum efficiency, and a high absorbance.
  • the binder 209 can transmit the primary light emitted from the light emitting element 202 and the secondary light emitted from the wavelength conversion materials 203 and 204, so that the white light is synthesized as a combined light of the primary light and the secondary light. Is supposed to be emitted! /.
  • the manufacturing method of the white light emitting device 201 is not limited and is arbitrary.
  • the slurry is prepared by dispersing the wavelength conversion materials 203 and 204 and the binder 209 and other components used as appropriate in a dispersion medium. Is applied to the frame 205 to which the light emitting element 202 is attached, and then the slurry is dried. As appropriate, the light emitting element 202 may be attached to the frame 205 at the time of applying the slurry or after applying the slurry.
  • the slurry is prepared by mixing the wavelength conversion materials 203 and 204 and other components such as a binder 209 and additives that are appropriately used in a dispersion medium.
  • a binder 209 and additives that are appropriately used in a dispersion medium.
  • the name of the slurry may be changed to a paste, a pellet or the like depending on the type of the binder 209. In the description of the white light emitting device of the present invention, these are referred to as a slurry.
  • dispersion medium used for slurry preparation there is no limitation on the dispersion medium used for slurry preparation, and any known dispersion medium can be arbitrarily used. Specific examples thereof include chain hydrocarbons such as n-hexane, n-heptane, and solvesso, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, halogenated hydrocarbons such as trichloroethylene and perchloroethylene, and methanol.
  • chain hydrocarbons such as n-hexane, n-heptane, and solvesso
  • aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene
  • halogenated hydrocarbons such as trichloroethylene and perchloroethylene
  • methanol methanol
  • Ethanol isopropanol
  • n-butanol Alcohols such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, esters such as ethyl acetate and n -butyl acetate, ethers such as cellosolve, butylsolve and cellosolve acetate, water and any aqueous solution, etc.
  • Water-based solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, esters such as ethyl acetate and n -butyl acetate, ethers such as cellosolve, butylsolve and cellosolve acetate, water and any aqueous solution, etc. Water-based solvents.
  • the prepared slurry is applied to a base material such as a frame 205.
  • the application method can be any force.
  • a method such as dispensation or potting can be used.
  • the dispersion medium is dried, and the wavelength conversion materials 203 and 204 are fixed to the frame 205.
  • Any drying method can be used. For example, natural drying, heat drying, vacuum drying, baking, ultraviolet ray irradiation, electron beam irradiation, or the like may be used. In particular, baking at a temperature of several tens of degrees Celsius to several hundreds of degrees Celsius is preferable because the dispersion medium can be easily and reliably removed with inexpensive equipment.
  • the wavelength conversion material 203, 204 is mixed with the binder 209 and other components that are used as appropriate, and kneaded to form the wavelength conversion material 203, 204 on the frame 205.
  • 201 can also be manufactured.
  • molding for example, press molding, extrusion molding (T-die extrusion, inflation extrusion, blow molding, melt spinning, profile extrusion, etc.), injection molding, and the like can be performed.
  • the binder 209 is a thermosetting material such as an epoxy resin or a silicone resin
  • the binder 209 before curing, the wavelength conversion materials 203 and 204, and other components appropriately used are combined.
  • the white light emitting device 201 can be manufactured by mixing and molding, and then curing the binder 209 by heating and attaching the wavelength conversion materials 203 and 204 to the frame 205. If the binder 209 is UV (ultraviolet) curable, The white light emitting device 201 is manufactured by curing the binder 209 by irradiating with UV light instead of heating, and attaching the wavelength conversion materials 203 and 204 to the frame 205.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 may be manufactured in a series of processes when the white light emitting device 201 is manufactured. However, a member including the wavelength conversion materials 203 and 204 is separately prepared in advance. Alternatively, the white light emitting device 201 may be completed by incorporating a rear force into the frame 205 or the like.
  • the white light emitting device 201 of the present embodiment is configured as described above, in use, power is supplied to the light emitting element 202 to cause the light emitting element 202 to emit light.
  • the light emitting element 202 emits primary light when supplied with electric power. A part of the primary light is absorbed by the wavelength conversion materials 203 and 204 dispersed in the binder 209, and from this, the wavelength conversion materials 203 and 204 emit fluorescence as secondary light.
  • the primary light that is not absorbed by the wavelength conversion materials 203 and 204 and the secondary light emitted by the wavelength conversion materials 203 and 204 pass through the binder 209 and are converted into primary light from the white light emitting device 201.
  • White light is emitted as combined light with secondary light.
  • the white light emitted from the white light emitting device 201 of the present embodiment has a flat emission spectrum in the above-mentioned predetermined wavelength range, and thus has excellent color rendering properties.
  • the white light emitting device 201 of the present embodiment uses the wavelength conversion materials 203 and 204 whose light emission intensity is less dependent on temperature, it suppresses the color tone change over time of white light after lighting as in the prior art. can do.
  • the wavelength conversion material 203 having high internal quantum efficiency and high absorbance for light having the same wavelength as the primary light emitted from the light emitting element 202. Since 204 is used, the intensity of white light emitted from the white light emitting device 201 can be increased as compared with the conventional case, and the light emission efficiency of the white light emitting device 201 can be improved.
  • the white light includes the primary light as a component.
  • the same advantage can be obtained when the white light does not include the primary light.
  • the white light emitting device of the present invention has been described.
  • the light-emitting device is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by being arbitrarily modified without departing from the gist of the present invention.
  • the white light emitting device 201 may be formed in a reflective type.
  • the primary light emitted from the light emitting element 202 may be reflected on the surface of the frame 205 and emitted to the outside.
  • parts indicated by the same reference numerals as in FIG. 6 represent the same parts as in FIG.
  • the light-emitting element 202 is provided away from the frame 205 by the beam 210, and the wavelength conversion materials 203 and 204 are dispersed on the binder 209 on the surface of the concave portion 205A of the frame 205. It is formed by coating.
  • the conductive terminals 206 and 207 are provided on the beam 210 so that power can be supplied to the light emitting element 202. Otherwise, the white light emitting device 201 of FIG. 7 is configured in the same manner as in the above embodiment.
  • the white light emitting device 201 can emit white light as a combined light of the primary light and the secondary light.
  • the white light emitting device 201 is configured in such a reflection type, the white light has a flat emission spectrum over the predetermined wavelength range, thereby improving the color rendering property of the white light.
  • the wavelength conversion material 203, 204 whose emission intensity is less dependent on temperature, it is possible to suppress the color tone change over time of the white light after lighting.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 having high internal quantum efficiency and high absorbance are used to improve the intensity of white light and Luminous efficiency can be improved.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 are mixed and used.
  • the wavelength conversion materials 203 and 204 are distinguished from each other and arranged according to the properties and types of the wavelength conversion materials 203 and 204. You can do it.
  • the wavelength conversion material 203 is dispersed in the binder 209A in a part of the recess 205A of the frame 205, and the wavelength conversion material 204 in the remaining part of the recess 205A. May be dispersed in the binder 209B.
  • the parts denoted by the same reference numerals as in FIGS. 6 and 7 are the same as those in FIGS.
  • the binder 209A and the binder 209B may be the same type or different.
  • a part of the primary light emitted from the light emitting element 202 is emitted toward the outside of the white light emitting device 201 as one component of white light, and another part is the wavelength conversion material. 203, 2 04 is absorbed. Then, each of the wavelength conversion material 203 dispersed in the binder 209A and the wavelength conversion material 204 dispersed in the binder 209B is excited by the primary light to emit secondary light, and thereby the white light emitting device 201 Can emit white light as the combined light of primary light and secondary light!
  • the white light emitting device 201 is arranged separately in different parts and members depending on the properties and types of the wavelength conversion materials 203 and 204 as shown in Fig. 8, the white light is in the above predetermined wavelength range.
  • the color rendering property of white light can be improved by having a flat emission spectrum, and the use of the wavelength conversion materials 203 and 204 having a small temperature dependency of the emission intensity can be used after lighting.
  • the intensity of white light can be improved and the luminous efficiency of the white light emitting device 201 can be improved.
  • the white light emitting device 201 of FIG. 8 is further modified, and separate recesses 205A are provided in the frame 205 in accordance with the wavelength conversion materials 203 and 204, and the wavelength conversion materials 203 and 204 are provided in accordance with the properties and types. You may make it arrange
  • the white light emitting device 201 described above can be used for a lighting device.
  • the lighting device is not limited as long as it includes the white light emitting device 201 described above, but usually, a light distribution element such as a lens, a protective cover, an antireflection film, a field-of-view film, a brightness enhancement film, a lens It is configured by appropriately combining other structural members such as a sheet and a heat sink.
  • the surface emitting illumination device 2 shown in FIG. 11 can be configured.
  • a large number of the white light emitting devices 201 described above are arranged side by side in a holding case 212 that is a housing whose upper surface portion is open, and white light is emitted toward the opening portion 212A of the holding case 212.
  • the device 201 is adapted to emit white light.
  • the white light emitting device 201 is the same as that described in the above embodiment, which is covered with a mold member.
  • each white light emitting device 201 can be supplied with power from a power source or a circuit (not shown).
  • the opening 212A of the holding case 212 is provided with a diffusion plate 213 such as an acrylic plate, and the primary light and the secondary light emitted from the white light emitting device 201 are diffused in the diffusion plate 213 so that there is no bias. Uniform white light is emitted from the diffuser plate 213 to the outside.
  • the color rendering properties are improved, the color tone change over time after lighting is suppressed, the intensity of white light is improved, and the white color is improved.
  • Advantages similar to those of the white light emitting device 201 such as improvement of the light emitting efficiency of the light emitting device 201 can be obtained.
  • the surface-emitting illumination device 211 shown in FIG. 9 is an example of the illumination device of the present invention, and the illumination device of the present invention can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist of the present invention. it can.
  • the white light emitting device 201 can be used for a display device (image display device).
  • This display device is not particularly limited as long as it includes the white light emitting device 201 described above, but is usually configured by appropriately combining an image forming unit for forming an image, other constituent members similar to the illumination device, and the like. Is done.
  • the display device 221 shown in FIG. 10 can be configured using, for example, the white light emitting device 201.
  • the display device 221 includes a white light emitting device 201, a light guide plate 222, a reflective film 223, a diffusion plate 224, and an image forming unit 225.
  • the white light emitting device 201 is formed in the same manner as described above, and is used as a knock light unit for illuminating the image forming unit 225 from the back.
  • the light guide plate 222 is a member for guiding the white light from the white light emitting device 201 to the image forming unit 225, including those using a mirror, a prism, a lens, an optical fiber, etc.
  • a known light guide plate can be arbitrarily used. If the light guide plate 222 is used, the white light emitting device 201 can be disposed at an arbitrary position with respect to the image forming unit 225, and the degree of freedom in designing the display device 221 can be increased.
  • a prism is used as the light guide plate.
  • the reflection film 223 is a member that reflects white light emitted from the white light emitting device 201, and is provided on the back surface of the light guide plate 222. As a result, the white light emitted from the white light emitting device 201 provided on the side of the light guide plate 222 in the figure is reflected by the reflective film 223, and the formability is obtained via the diffuser plate 224 disposed in the upper part of the figure. Guided to unit 225.
  • the diffusion plate 224 is a member that diffuses the light emitted from the white light emitting device 201.
  • the light emitted from the white light emitting device 201 is diffused inside the diffusion plate 224 and is uniform without any deviation.
  • the white light is emitted to the image forming unit 225.
  • the diffuser plate 224 There are no restrictions on the specific configuration of the diffuser plate 224, and the shape, material, dimensions, etc. are arbitrary. For example, a sheet having irregularities on the front and back sides, or a fine particle such as synthetic resin or glass in a binder such as synthetic resin A dispersed structure can also be used. In this embodiment, a diffusion plate 224 of a type in which fine particles are dispersed in a binder is used.
  • the image forming unit 225 is a member that irradiates white light emitted from the white light emitting device 201 to the back side (lower side in the figure) and forms an image on the front side (upper side in the figure). Any known member having any shape, size, material, etc. without limitation can be used as long as it can form an image and transmit at least part of the irradiated white light.
  • Specific examples of the image forming unit 225 include a liquid crystal unit used for a liquid crystal display, a sign used for an internal illumination sign, and the like.
  • a liquid crystal layer force in which a color filter, a transparent electrode, an alignment film, a liquid crystal, an alignment film, and a transparent electrode overlap in the above order is held in a container such as a glass cell with a polarizing film attached to the front and back.
  • a container such as a glass cell with a polarizing film attached to the front and back.
  • an image is formed by controlling the molecular arrangement of the liquid crystal by an electrode applied to the transparent electrode.
  • the white light emitting device 201 described above is white light (back) from the back side. By illuminating the liquid crystal unit with light, the image formed on the liquid crystal unit can be clearly displayed on the surface side of the liquid crystal unit.
  • the image formed on the image forming unit 225 is arbitrary, and may be a character or an image.
  • the display device is configured as described above, white light is emitted from the white light emitting device 201 to illuminate the image forming unit 225 from the back, so that an image formed in the image forming unit 225 is formed.
  • the image can be clearly projected on the surface of the image forming unit 225.
  • the display device 221 using the white light emitting device 201 as described above, the color reproducibility of the displayed image can be improved by improving the color rendering, and the white color after lighting It is possible to obtain the same advantages as the white light emitting device 201, such as suppression of color tone change over time, improvement of white light intensity, and improvement of the light emission efficiency of the white light emitting device 201.
  • the display device 221 shown is an example of the display device of the present invention, and the display device of the present invention can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the main part of a color display as an embodiment of the image display device of the present invention.
  • the color display of the present embodiment includes a red pixel (hereinafter referred to as “red pixel” as appropriate) 301 and at least one non-red pixel 302, 303.
  • the non-red pixels 302 and 303 are not limited, and any light source that emits light of a color other than red can be used as the non-red pixels 302 and 303.
  • a green pixel hereinafter, referred to as “green pixel”
  • a blue pixel hereinafter, referred to as “blue pixel”
  • Arbitrary colors are synthesized by combining green and blue pixels.
  • the red pixel 301 includes the red pixel light emitting element 31 3 and the red phosphor 314 having a phosphor temperature dependency coefficient of 85 or more (red light emitting element). It is configured with 311.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a main part of the red light emitting device 311 according to the present embodiment.
  • the configuration of the red light emitting device is not limited to that shown in FIG.
  • a red pixel 301 includes a red light emitting device 311 having a red pixel light emitting element 313 and a red phosphor 314 that is a wavelength conversion material! Then, the red phosphor 314 is excited by the light emitted from the light emitting element 313 for the red pixel, and red light is emitted from the red phosphor 314. This red light is converted into red light from the red pixel 301. To be emitted. In addition, a part of the light emitted from the red pixel light emitting element 313 is not absorbed as excitation light by the red phosphor 314, but as a component of red light emitted from the red pixel 301 together with the red light emitted from the red phosphor 314. It may be emitted outside the color display.
  • the peak wavelength of red light emitted from the red pixel 301 can be arbitrarily set according to the use state or purpose of the color display. Usually 580 nm or more, preferably 600 nm or more, and usually 680 nm or less. Preferably it is 660 nm or less.
  • the red light emitting device 311 provided in the red pixel 301 is usually a red pixel light emitting element.
  • a frame 312 is provided as a base for holding 313 and the red phosphor 314.
  • the frame 312 is a base that holds the red pixel light emitting element 313 and the red phosphor 314, and the shape, material, and the like thereof are arbitrary.
  • the shape of the frame 312 may be a plate shape, a cup shape, or the like depending on the application.
  • a cup-shaped frame is preferable because it can have directivity in the direction of white light emission and can effectively use light emitted from the red light emitting device 311.
  • an appropriate material can be used depending on the application, such as an inorganic material such as a metal, an alloy, glass, or carbon, or an organic material such as a synthetic resin. It is preferable that the surface of the frame 312 to which light emitted from the red pixel light emitting element 313 or the red phosphor 314 hits has a higher reflectivity of the hit light. More preferably, the rate is increased. Therefore, it is preferable that at least the surface that is exposed to light is formed of a material having high reflectance.
  • the entire frame 312 or the surface of the frame 312 may be formed of a material containing a material having high reflectivity such as glass fiber, alumina powder, titania powder (e.g., a resin for injection molding). Can be mentioned.
  • the specific method for increasing the reflectivity of the surface of the frame 312 is arbitrary.
  • a high reflectivity of silver, platinum, aluminum, etc. It is possible to increase the light reflectivity by plating or vapor deposition with the metal or alloy.
  • the part that increases the reflectance may be the entire frame 312 or a part of the force. Normally, the entire surface of the part that is irradiated with light emitted from the red pixel light emitting element 313 or the red phosphor 314 is applied. It is desirable that the reflectivity be increased.
  • the frame 312 is usually provided with electrodes, terminals, and the like for supplying power to the red pixel light emitting element 313.
  • the bottom of the recess 312A of the frame 312 provided in a cup shape, Conductive terminals 315 and 316 for supplying power to the red pixel light emitting element 313 are formed, and the conductive terminals 315 and 316 are connected to an external power source (not shown).
  • the red pixel light emitting element 313 emits excitation light of the red phosphor 314.
  • the type of light emitting element 313 for red pixels is arbitrary, and examples thereof include a light emitting diode (ie, “LED”), an edge-emitting or surface emitting laser diode (ie, “LD”), an electroluminescence element, and the like. It is done. Of these, inexpensive LEDs are usually preferred.
  • the emission wavelength of the light emitted from the light emitting element 313 for red pixels is also arbitrary, and a light emitting element that emits light having an appropriate emission wavelength according to the red light emitted from the red light emitting device 311 is used as the red pixel. That's fine.
  • a light emitting element that emits near ultraviolet to blue-green light is used as excitation light.
  • Illustrating the specific wavelength range of the light emitted from the red pixel light emitting element 313, it is usually 370 nm or more, preferably 380 nm or more, and usually 500 nm or less, preferably 480 nm or less. Outside this range, it may be difficult to manufacture highly efficient LEDs.
  • a semiconductor such as an InGaN-based, GaAIN-based, InGaAIN-based, or ZnSeS-based light-emitting layer is formed on a substrate such as silicon carbide, sapphire, or gallium nitride by a method such as MOCVD. And the like.
  • semiconductor structures include homostructures having MIS junctions, PIN junctions, and PN junctions, heterojunctions, and double heterojunctions.
  • a single quantum well structure or a multiple quantum well structure in which a semiconductor active layer is formed in a thin film in which a quantum effect is generated can be used.
  • the active layer may be doped with donor impurities such as Si and Ge and acceptor impurities such as Z or Zn and Mg.
  • donor impurities such as Si and Ge
  • acceptor impurities such as Z or Zn and Mg.
  • (In, Ga) N-based LEDs are preferable.
  • red pixel light emitting element 313 may be used alone, or two or more red pixel light emitting elements 313 may be used in combination. Furthermore, the red pixel light emitting element 313 may be used alone or in combination of two or more.
  • the red pixel light-emitting element 313 is attached to the frame 312, the specific method is described. Although the method is arbitrary, it can be attached using, for example, solder. For example, AuSn or AgSn can be used. In the case of using solder, it is also possible to supply electric power from the electrodes formed on the frame 312 and the terminals 315 and 316 through the solder. In particular, when a large current type LED or laser diode, for which heat dissipation is important, is used as the red pixel light emitting element 313, the solder exhibits excellent heat dissipation. It is effective to use.
  • the red pixel light emitting element 313 is attached to the frame 312 by means other than solder, for example, an adhesive such as epoxy resin, imide resin, acrylic resin may be used.
  • an adhesive such as epoxy resin, imide resin, acrylic resin
  • the adhesive is energized as in the case of using solder, and the red pixel light emitting element. It is also possible to supply power to 313. Furthermore, it is preferable to mix these conductive fillers because heat dissipation is improved.
  • the method of supplying power to the red pixel light emitting element 313 is also arbitrary.
  • the red pixel light emitting element 313 and the electrodes, terminals 315, 316, etc. are wire-bonded. It may be possible to connect the power and supply power.
  • the material and dimensions that can be used for the wire used at this time are arbitrary.
  • a metal such as gold or aluminum can be used as the material of the wire, and the thickness can be usually 20 ⁇ to 40 / ⁇ ⁇ , but the wire is not limited to this. Is not to be done.
  • Another example of a method of supplying power to the red pixel light emitting element 313 is a method of supplying power to the red pixel light emitting element 313 by flip-chip mounting using bumps.
  • an (In, Ga) N-based LED that emits near-ultraviolet to blue-green light is used as the red pixel light-emitting element 313, and the red pixel light-emitting element 313 is disposed at the bottom of the recess 312 A of the frame 312. is set up. Further, the red pixel light emitting element 313 is directly connected to the conductive terminal 315, and is connected to the conductive terminal 316 and the wire 317 by wire bonding to supply power.
  • Red phosphor absorbs light emitted from the red pixel light emitting element 313 and emits red light. Therefore, the red phosphor 314 functions as a wavelength conversion material that converts the wavelength of the light emitted from the red pixel light emitting element 313 into red light.
  • a phosphor having a phosphor temperature dependency coefficient TR of usually 85 or more, preferably 90 or more, more preferably 95 or more is used as the red phosphor 314.
  • the phosphor temperature dependence coefficient TR is the ratio of the luminance at 100 ° C to the luminance at 25 ° C in%. Therefore, the fact that the phosphor temperature dependency coefficient TR is within the above range indicates that the change in the emission intensity of the red phosphor 314 due to the temperature rise is small. That is, the temperature dependency of the emission intensity of the red phosphor 314 is small.
  • a red pixel having a large temperature dependency such as a red light emitting LED was used.
  • the intensity of the red light emitted from the red pixel changes greatly compared to the light emitted from the non-red pixel depending on the temperature condition, and the balance of the intensity of the light emitted from each pixel changes.
  • the color of the image displayed by the color display was changing.
  • a red light emitting device 311 having a red pixel light emitting element 313 and a red phosphor 314 is provided in a red pixel, and the phosphor temperature dependence coefficient TR is used as the red phosphor 314.
  • the phosphor temperature dependence coefficient TR can be measured, for example, as follows. First, using a temperature characteristic evaluation apparatus manufactured by Koyo Electronics, measure about 10 Omg on a powder holder with a diameter of 8 mm. Pack the sample powder (phosphor) and set in the device. After that, with the temperature kept at 25 ° C and 100 ° C, using the TOPCON color luminance meter BM5A in the air, 460 nm excitation light (light obtained by spectroscopic analysis of 150W xenon lamp light) Measure the brightness when irradiated. Then, the luminance at 100 ° C with respect to the luminance at 25 ° C is calculated and used as the phosphor temperature dependence coefficient TR (%).
  • the red phosphor 314 does not contain sulfur as a structural component of the base compound. Since sulfur may cause deterioration of the red phosphor 314 due to heat, by using such a red phosphor that does not contain sulfur, for example, a red phosphor 314 other than sulfide, sulfate, etc. In addition, the temperature dependence of the red phosphor 314 can be reduced.
  • the red phosphor 314 used in the present embodiment one that efficiently absorbs the light emitted from the red pixel light-emitting element 313 is preferable, and the one having higher emission efficiency is preferable.
  • the red phosphor 314 has an internal quantum efficiency of usually 40% or more, preferably 50% or more, more preferably 60% or more. If the lower limit of this range is not reached, there is a possibility that the display is not obtained with high luminous efficiency.
  • the absorbance of the red phosphor 314 is usually 50%, preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and even more preferably 75% or more. Below the lower limit of this range, a display with high luminous efficiency may not be obtained.
  • the internal quantum efficiency and absorbance described above are the internal quantum efficiency and absorbance of light having the emission wavelength of the red pixel light emitting element 313. Specifically, the internal quantum efficiency and absorbance are the peak emission wavelengths of light emitted from the red pixel light emitting element 313.
  • the internal quantum efficiency and absorbance when excited by light (hereinafter, simply referred to as “light at the emission peak wavelength of the light emitting element for red pixels” as appropriate) are obtained as follows, for example.
  • light with the emission peak wavelength of the red pixel light-emitting element is incident on a white diffuser with a reflectance of 0.97 and reflected by the white diffuser, and the light reflected by the white diffuser is collected by an integrating sphere.
  • the collected light is captured with a multi-channel photodetector, and the reflected light intensity RW reflected by the white light diffuser is measured.
  • the absorption light intensity AP absorbed by the red phosphor is calculated by the following formula (iii), and the absorption light intensity AP is multiplied by the wavelength of the light emission peak wavelength of the light emitting element for red pixels to be absorbed. Convert to light photon number correspondence value PA.
  • Absorbed light intensity AP ⁇ (reflected light intensity RW) / 0. 97 ⁇ (reflected light intensity RP) (iii) Similarly, the reflected light intensity RW is also multiplied by the wavelength to correspond to the reflected light photon number R.
  • the light collected at the integrating sphere was observed when the reflected light intensity RP was measured and incident on the red phosphor with the light of the emission peak wavelength of the red pixel light emitting element.
  • the product of the light intensity and the wavelength is summed and converted to the PP value corresponding to the emission photon number To do.
  • the red phosphor 314 preferably has both the above-described characteristics of high internal quantum efficiency and a large absorbance V.
  • red phosphor 314 an arbitrary one can be used without departing from the gist of the present invention. Further, the red phosphor 314 may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
  • the red phosphor 314 has a chromaticity of emitted light, in the xy chromaticity diagram, X is usually 0.50 or more, preferably 0.60 or more, more preferably 0.63 or more. . Further, it is desirable that y is usually 0.2 or more, preferably 0.3 or more, and usually 0.3 or less.
  • the red phosphor 314 that can be used in the image display device of the present invention, for example, the red phosphor used in the first light emitting device of the present invention can be used. It is not specified.
  • red phosphor 314 examples include, for example, the general formula Ca Si Al O x 12- (m + n) (m + n) n
  • N Eu (provided that Eu is 0.3 x 1.5, 0.6 ⁇ m ⁇ 3, 0 ⁇ ⁇ 1.5)
  • a bite-pium complex or the like can be used.
  • a plurality of the above-described phosphors may be used.
  • the red phosphor 314 is usually used in the form of particles.
  • the particle size of the red phosphor 314 particles is arbitrary force. It is usually 150 ⁇ m or less, preferably 50 ⁇ m or less, and more preferably 30 m or less. If this range is exceeded, there is a risk that the emission color variation of the red light emitting device 311 will increase, and when the red phosphor 14 and a binder (sealing agent) are mixed, the red phosphor 14 should be applied uniformly. May become difficult.
  • the lower limit of the particle size is usually 1 ⁇ m or more, preferably 5 ⁇ m or more. Below this range, the luminous efficiency may be reduced.
  • the presence state of the red phosphor 314 is arbitrary as long as the effect of the image display device of the present invention is not significantly impaired.
  • the frame 312 may be held using the binder 318, or may be fixed to the frame 312 without using the binder 318.
  • the node 318 usually collects the red phosphor 314 in the form of powder or particles,
  • binder 318 Used to attach to 12. There is no limitation on the binder 318 used in the present embodiment, and any known one can be used.
  • the red light emitting device 311 is a transmission type, that is, when red light is transmitted through the binder 318 and emitted to the outside of the red light emitting device 311, the binder 318 includes each component of red light. Desirable to choose something that is transparent.
  • inorganic materials such as glass can be used in addition to rosin and the like.
  • resin include organic resins such as epoxy resin and silicone resin.
  • Ingredients such as synthetic resin, polysiloxane gel and glass.
  • the viscosity of the resin is arbitrary, but the appropriate viscosity depends on the particle size and specific gravity of the red phosphor 314 to be used, particularly the specific gravity per surface area. It is desirable to use a binder 318 having For example, when epoxy resin is used for the binder 318, if the particle size of the red phosphor 314 is 2 ⁇ m to 5 ⁇ m and the specific gravity is 2 to 5, the viscosity is usually 1 to 10 Pas. Use of epoxy resin is preferable because the particles of the red phosphor 314 can be well dispersed.
  • Binder 318 may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.
  • red phosphor 314 can coexist with other components. Any other known additive with no particular limitation can be used.
  • a diffusing agent such as alumina or yttria as other components.
  • the red phosphor 314 when the red phosphor 314 is filled at a high density, it is preferable to use a binder such as calcium pyrophosphate or barium calcium borate as the other component.
  • a binder such as calcium pyrophosphate or barium calcium borate
  • red phosphor can be held in the frame 312 without using the binder 318.
  • a red phosphor can be fired to produce a fired body, and the fired body can be attached to the frame 312 as it is.
  • a glass may be made of a red phosphor, or a processed single crystal of a red phosphor may be attached to the frame 312.
  • the binder 318 When the binder 318 is used, the other components described above should be dispersed in the noinda 318! However, if the binder 318 is not used, other additives such as additives may be used. It is possible for components to coexist in the wavelength converting material.
  • the red phosphor 314 is represented by the above-described CaSiAIN: Eu2 +.
  • red phosphors 314 are held in the recesses 312A of the frame 312 while being dispersed in the binder 318! /.
  • the red phosphor 314 used in the present embodiment is assumed to have a phosphor temperature dependency coefficient, absorbance, and internal quantum efficiency in the above-described desirable ranges.
  • the binder 318 can transmit the excitation light emitted from the red pixel light emitting element 313 and the red light emitted from the red phosphor 314.
  • the production method of the red light emitting device 311 is not limited and is arbitrary.
  • a slurry is prepared by dispersing a red phosphor 314 and a binder 318 and other components used as appropriate in a dispersion medium, and the prepared slurry is It can be formed by applying the slurry to the frame 312 to which the red pixel light emitting element 313 is attached, and then drying the slurry.
  • the red pixel light-emitting element 313 may be attached to the frame 312 at the time of applying or after applying the slurry as appropriate.
  • the slurry is prepared by mixing the red phosphor 314 and other components such as an appropriately used binder 318 and additives in a dispersion medium.
  • the name of the slurry may be changed to a paste, a pellet or the like depending on the type of the binder 318. In the present embodiment, these are referred to as a slurry including these.
  • dispersion medium used for slurry preparation there is no limitation on the dispersion medium used for slurry preparation, and any known dispersion medium can be arbitrarily used. Specific examples thereof include chain hydrocarbons such as n-hexane, n-heptane, and solvesso, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, halogenated hydrocarbons such as trichloroethylene and perchloroethylene, and methanol.
  • chain hydrocarbons such as n-hexane, n-heptane, and solvesso
  • aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene
  • halogenated hydrocarbons such as trichloroethylene and perchloroethylene
  • methanol methanol
  • Alcohols such as ethanol, isopropanol and n-butanol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, esters such as ethyl acetate and n -butyl acetate, ethers such as cellosolve, butylsolve and cellosolveacetate And aqueous solvents such as water and arbitrary aqueous solutions.
  • ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone
  • esters such as ethyl acetate and n -butyl acetate
  • ethers such as cellosolve, butylsolve and cellosolveacetate
  • aqueous solvents such as water and arbitrary aqueous solutions.
  • the prepared slurry is applied to a base material such as a frame 312.
  • the application method can be any force.
  • a method such as dispensation or potting can be used.
  • the dispersion medium is dried to fix the red phosphor 314 to the frame 312.
  • Any drying method can be used. For example, natural drying, heat drying, vacuum drying, baking, ultraviolet irradiation, electron beam irradiation, or the like may be used. Above all, at a temperature of tens of degrees Celsius to hundreds of degrees Celsius The total baking is preferable because the dispersion medium can be easily and reliably removed with inexpensive equipment.
  • the red light emitting device 311 may be manufactured by attaching the red phosphor 314 to the frame 312 by mixing the red phosphor 314 with the binder 318 and other components that are used as appropriate, and kneading and molding. it can. Further, when molding, for example, press molding, extrusion molding (T-die extrusion, inflation extrusion, blow molding, melt spinning, vertical extrusion, etc.), injection molding, etc. are performed. It can also be done.
  • the binder 318 is a thermosetting material such as an epoxy resin or a silicone resin
  • the binder 318 before curing, the red phosphor 314, and other components used as appropriate are mixed and molded.
  • the red light emitting device 311 can be manufactured by curing the binder 318 by heating and attaching the red phosphor 314 to the frame 312.
  • the binder 318 is UV curable, instead of heating in the above method, the binder 318 is cured by irradiating with UV light, and the red phosphor 314 is attached to the frame 312 to emit red light.
  • the device 311 can also be manufactured.
  • the red phosphor 314 may be manufactured in a series of steps when the red light emitting device 311 is manufactured. However, a member including the red phosphor 314 is prepared in advance and the frame 3 It may be possible to complete the red light emitting device 311 by incorporating it later into 12 mag!
  • FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing the main part of a green light emitting device (green light emitting element) 321 used as the green pixel 302, which is one of the non-red pixels that works in the present embodiment.
  • any light source that emits green light can be used as long as the effect of the image display device of the present invention, which is not limited to the green pixel 302 used in the present embodiment, is not significantly impaired. Gatsutsu Thus, it is possible to use a green light emitting LED that has been used in the past as a green pixel 302 that is useful for this embodiment. Similar to the case of the red light source 301, the temperature dependence is reduced and the color tone due to temperature change is reduced. From the viewpoint of suppressing the change, it is preferable to include a green light emitting device 321 having a green pixel light emitting element 323 and a green phosphor 324 which is a wavelength conversion material.
  • the green pixel 302 includes a green light emitting device 321 having a green pixel light emitting element 323 and a green phosphor 324 as shown in FIG.
  • the green phosphor 324 is excited by the light emitted from the green phosphor 324 to emit green light, and the green light is emitted from the green pixel 302 as green light.
  • part of the light emitted from the green pixel light emitting element 323 is not absorbed as excitation light by the green phosphor 324 as in the case of the red light emitting device 311, and together with the green light emitted from the green phosphor 324, the green pixel It can be emitted outside the color display as a component of the green light emitted by the 302!
  • the peak wavelength of the green light emitted from the green pixel 302 can be arbitrarily set according to the use state or purpose of the color display. Usually 490 nm or more, preferably 50 Onm or more, and usually 570 nm or less. Preferably it is 550 nm or less.
  • the green light-emitting device 321 included in the green pixel 302 generally includes a frame 322 as a base for holding the green pixel light-emitting element 323 and the green phosphor 324.
  • the frame 322 used for the green light emitting device 321 is the same as the frame 312 used for the red light emitting device 311.
  • conductive terminals 325 and 326 for supplying power to the green pixel light emitting element 323 are formed on the bottom of the recess 322A of the frame 322 provided in a cup shape. Assume that 325 and 326 are connected to an external power source (not shown).
  • the green pixel light emitting element 323 emits excitation light of the green phosphor 324.
  • Light emitting element for green pixel Emitting excitation light of green phosphor 324 without limitation on types of 323 Any one can be used as long as it is, but for example, the same one as described for the red pixel light emitting element 313 can be used.
  • the method for attaching the green pixel light emitting element 323 to the frame 322 is the same as that described in the red pixel light emitting element 313.
  • an (In, Ga) N-based LED that emits near-ultraviolet to blue-green light is used as the green pixel light-emitting element 323, and the green pixel light-emitting element 323 is formed in the recess 322 A of the frame 322. It is installed at the bottom. Further, the green pixel light emitting element 323 is directly connected to the conductive terminal 325 and is connected to the conductive terminal 326 via the wire 327 by wire bonding so that electric power is supplied.
  • the green phosphor 324 absorbs light emitted from the green pixel light emitting element 323 and emits green light. Therefore, the green phosphor 324 functions as a wavelength conversion material that converts the wavelength of the light emitted from the green pixel light emitting element 323 into green light.
  • the green phosphor 324 it is preferable to use a phosphor temperature-dependent coefficient TR of 85 or more, preferably 90 or more, more preferably 95 or more, like the red phosphor 314. .
  • a phosphor temperature-dependent coefficient TR 85 or more, preferably 90 or more, more preferably 95 or more, like the red phosphor 314.
  • the phosphor temperature dependency coefficient TR of the green phosphor 324 can be measured in the same manner as the red phosphor 314.
  • the green phosphor 324 does not contain sulfur as a structural component of the base compound, like the red phosphor 314.
  • the green phosphor 324 used in the present embodiment one that efficiently absorbs the light emitted from the green pixel light-emitting element 323 is preferable, and one that has high emission efficiency is preferable.
  • the green phosphor 324 desirably has an internal quantum efficiency of usually 40% or more, preferably 50% or more, more preferably 60% or more. Below the lower limit of this range Then, there is a possibility that a display cannot be obtained with high luminous efficiency.
  • the absorbance of the green phosphor 324 is usually 50%, preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and even more preferably 75% or more. Below the lower limit of this range, a display with high luminous efficiency may not be obtained.
  • the internal quantum efficiency and absorbance described above are the internal quantum efficiency and absorbance of light having the emission wavelength of the green pixel light-emitting element 323, specifically, the emission peak wavelength of light emitted from the green pixel light-emitting element 323.
  • Internal quantum efficiency and absorbance when excited by light (hereinafter, simply referred to as “light at the emission peak wavelength of the green pixel light emitting element”), and these are the light emission for the green pixel instead of the red pixel light emitting element 313.
  • light at the emission peak wavelength of the green pixel light emitting element are the light emission for the green pixel instead of the red pixel light emitting element 313.
  • the green phosphor 324 instead of the red phosphor 314
  • “willow” can be determined in the same manner as the red phosphor 314.
  • green phosphor 324 an arbitrary material can be used without departing from the gist of the present invention. Sarasako and Green Phosphor 324 may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
  • the green phosphor 324 has a chromaticity of emitted light, and X is usually 0.18 or more and 0.4 or less in the xy chromaticity diagram. Further, y is desirably 0.45 or more, preferably 0.5 or more, more preferably 0.55 or more.
  • the green phosphor 324 that can be used in the image display device of the present invention, for example, the green phosphor used in the first light emitting device of the present invention can be used, but is not limited thereto. Absent.
  • green phosphors include (Ba, Ca, Sr) MgAl O: Eu and (Ba, Mg,
  • Such as a sialon activated by which has an emission peak at 500nm to 600nm. However, it is not limited to these. A plurality of the above-described phosphors may be used.
  • the point power having the above-mentioned phosphor temperature dependency coefficient, absorbance, internal quantum efficiency, etc., and the like are particularly preferable.
  • the green phosphor 324 is also usually used in the form of particles, like the red phosphor 314, and the particle size of the particles is the same as that of the red phosphor 314.
  • the presence state of the green phosphor 324 is an arbitrary force within a range that does not significantly impair the effect of the image display device of the present invention.
  • the binder 328 is used, or the green phosphor is baked.
  • the fired body can be prepared and the fired body can be attached to the frame as it is, or the glass can be made of a green phosphor, or a green phosphor single crystal processed can be attached to the frame.
  • the green phosphor 324 can be coexistent with other components.
  • the manufacturing method of the green light emitting device 321 is the same as that of the red light emitting device 311.
  • the green phosphor 324 the Ca Ce ScSiO described above is used.
  • the green phosphors 324 represented by 2.97 0.03 2 3 12 are used, and these green phosphors 324 are held in the recesses 322A of the frame 322 while being dispersed in the binder 328.
  • the green phosphor 324 used in the present embodiment is assumed to have a phosphor temperature dependency coefficient, absorbance, and internal quantum efficiency in the above desired ranges.
  • the binder 328 can transmit the excitation light emitted from the green pixel light emitting element 323 and the green light emitted from the green phosphor 324.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a main part of a blue light emitting device (blue light emitting element) 331 used as a blue pixel 303, which is one of the non-red pixels that works on the present embodiment.
  • a blue light emitting device blue light emitting element
  • Any light source that emits blue light can be used as long as the effect of the image display device of the present invention, which is not limited to the blue pixel 303 used in this embodiment, is not significantly impaired.
  • the blue pixel 303 includes a blue light emitting device 331 having a blue pixel light emitting element 333 as shown in FIG. 14, and the blue light itself emitted from the blue pixel light emitting element 333 is itself. Is emitted from the blue pixel 303 as blue light.
  • the peak wavelength of blue light emitted from the blue pixel 303 can be arbitrarily set according to the use state and purpose of the color display, but is usually 420 nm or more, preferably 44 Onm or more, and usually 480 nm or less. , Preferably 460 nm or less.
  • the blue light-emitting device 331 provided in the blue pixel 303 usually includes a frame 332 as a base for holding the blue pixel light-emitting element 333.
  • the frame 332 used for the blue light emitting device 331 is the same as the frame 312 used for the red light emitting device 311.
  • conductive terminals 335 and 336 for supplying power to the blue pixel light emitting element 333 are formed on the bottom of the recess 332A of the frame 332 provided in a cup shape. 335 and 336 are assumed to be connected to an external power source (not shown).
  • the blue pixel light emitting element 333 emits blue light emitted from the blue pixel 303. Any type of blue pixel light-emitting element 333 can be used as long as it emits blue light without limitation. For example, the same one as described for red pixel light-emitting element 313 should be used. Can do.
  • the method for attaching the blue pixel light emitting element 333 to the frame 332 is the same as that described in the red pixel light emitting element 313.
  • the blue pixel light emitting element 333 emits blue light (In, Ga) using an N-based LED, and the blue pixel light emitting element 333 is formed in the recess 332A of the frame 332. It is installed at the bottom. Further, the blue pixel light-emitting element 333 is directly connected to the conductive terminal 335, and is connected to the conductive terminal 336 and the wire 337 through a wire bond so that electric power is supplied.
  • the recess 332A is filled with a mold 338 with a binder similar to the binders 318 and 328, so that the blue light emitting element 333 can also emit blue light transmitted through the mold 338 and emitted to the outside. Natsume.
  • the mold 338 is preferably made to contain a diffusing agent such as TiO or BaSO.
  • the emission intensity of each of the red pixel 301 and the non-red pixels 302 and 303 at 25 ° C. is I (R, 25) and I (N, 25), and the red pixel 301 and the non-red pixel 302 , 3 03
  • I (R, 100) and I (N, 100) are the emission intensities at 100 ° C, respectively
  • the ratio of (100) / I (N, 25) is usually 90% or more, preferably 92% or more, more preferably 95% or more, for any red pixel 1 and non-red pixels 302, 303. It is.
  • the emission intensity at 25 ° C of each of the green pixel 302 and the blue pixel 303 is I (G, 25) and I (B, 25).
  • the ratios of / I (G, 25) and I (B, 100) / I (B, 25) are both in the above range.
  • An image display device such as a color display may have any specific configuration as long as it includes the red pixel 301, the green pixel 302, and the blue pixel 303 described above.
  • a red light emitting device 311, a green light emitting device 321 and a blue light emitting device 331 function as the red pixel 301, the green pixel 302 and the blue pixel 303, respectively, are mounted on the substrate 401.
  • These red pixels 301, green pixels 302, and blue pixels 303 together constitute a unit pixel 400 of the color display.
  • a printed circuit board on which a conductor layer (not shown) is printed is used as the substrate 401.
  • printed circuit boards include a laminate board in which a conductor layer is formed on the surface of a ceramic board called a green sheet, and a board in which a conductor layer is printed on a single insulating board. Any force can be used.
  • the conductive terminals 315, 316, 325, 326, 335, and 336 of the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331 are electrically connected to the conductive layer on the surface of the substrate 401, respectively. Are connected to each other. Further, how much of the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331 is caused to emit light depends on when the power is supplied to each of the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331. It is assumed that the supply amount is controlled by a control unit (not shown) provided in the color display.
  • the entire periphery of the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331 is surrounded by a cover member 402 formed of a resin or the like. It should be noted that the inner surface J of the canopy material 402 should be able to reflect visible light, like the frames 312, 322, 332, etc.
  • a mold 403 such as a resin is injected inside the cover member 402 so that the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331 can be protected by the mold 403. .
  • a diffusing agent is dispersed for the purpose of uniformly mixing red light, green light and blue light emitted from the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331. Also good.
  • the color display of this embodiment is provided with a large number of unit pixels 400 configured as described above.
  • the control unit when displaying an image, can emit light of a target color from the unit pixel 400 at a predetermined position. In this way, the amount of power supplied to each of the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331 is controlled. As a result, red light, green light and blue light corresponding to the image to be formed from the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331 of the unit pixel 400 on the color display are emitted. An image can be formed. The observer can see an image formed on the color display by viewing these unit pixels 400.
  • the red light emitting device 311 having the red pixel light emitting element 313 and the phosphor temperature dependency coefficient power of 3 ⁇ 45 or more is used, so that the color display power is also generated by the temperature change. It is possible to suppress changes in the color tone of light and to reduce the color shift of the image formed on the color display.
  • the ratio of I (N, 100) ⁇ (N, 25) to I (R, 100) / ⁇ (R, 25) was increased so that it was within the above range. It is possible to obtain the advantage that the change in color tone (color misregistration) associated with can be reduced.
  • the (In, Ga) N-based light emitting element is used as the red pixel light emitting element 313, there can be obtained an advantage that a light emitting device with high efficiency and low temperature dependence can be obtained.
  • the green pixel 302 and the blue pixel 303 which are non-red pixels are configured to include (In, Ga) N-based light-emitting elements, an advantage that full color display is possible can be obtained.
  • the (In, Ga) N-based light-emitting element may be provided in at least one of the non-red pixels, but the above-described advantage can be more reliably obtained by providing it in all of them. It can be done.
  • a green pixel 303 having a blue pixel light emitting element 333, a green pixel light emitting element 323, and a green phosphor 324 having a phosphor temperature dependency coefficient of 85 or more By providing the pixel 302, if the change in color tone (color shift) accompanying the temperature change of the element can be reduced, the advantage can be obtained.
  • the image display device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be arbitrarily modified and implemented without departing from the spirit of the present invention. Can do.
  • the image display device of the present invention irradiates light from a pixel 301, 302, 303, 400 onto a projection surface such as a screen in addition to forming an image by the pixels 301, 302, 303, 400 itself.
  • a projector-type image display device that forms an image on a projection surface.
  • FIG. 15 there is a projector type color display shown in FIG.
  • the parts indicated by the same reference numerals as in FIGS. 11 to 14 represent the same parts as in FIGS.
  • the alternate long and short dash line and the block arrow represent light.
  • a red light emitting device 311, a green light emitting device 321 and a blue light emitting device 331 are attached to a substrate 501 as a red pixel 301, a green pixel 302 and a blue pixel 303 as in the above embodiment.
  • the substrate 501 is a printed circuit board similar to the substrate 401 described above, and includes a red light emitting device 311, a green light emitting device 321 and a blue light emitting device.
  • Each of the conductive terminals 315, 316, 325, 326, 335, and 336 of 331 is electrically connected to a conductor layer (not shown) on the surface of the substrate 501.
  • the amount of light emitted from any of the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331 depends on the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331, respectively. It is the same as the color display of the above embodiment that the timing and amount of power supply are controlled by a control unit (not shown) provided in the color display.
  • a light distribution lens 502 which is a condensing optical system corresponding to each of them is provided.
  • a common overlapping lens 503 is provided for the red light emitting device 311, the green light emitting device 321, and the blue light emitting device 331.
  • a transmissive LCD 504 which is a light modulation element
  • a projection lens 505 for enlarging and projecting an image formed on the transmissive LDE 504 onto a screen 506, and a projection surface (display surface) ) Screen 506 is provided.
  • the color display includes a large number of the red light emitting device 311, the green light emitting device 321, the blue light emitting device 331, the light distribution lens 502, and the overlapping lens 503 as unit pixels 507.
  • the control unit can emit light of a target color from the unit pixel 507 at a predetermined position.
  • the amount of power supplied to each of the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331 is controlled.
  • red light, green light, and blue light are emitted from the red light emitting device 311, the green light emitting device 321, and the blue light emitting device 331 of the unit pixel 507 on the color display according to the image to be formed.
  • the light emitted from the red light emitting device 311, the green light emitting device 321, and the blue light emitting device 331 is extracted by the corresponding light distribution lens 502 and superimposed on the light modulation element 304 by the overlapping lens 503. . Then, the light emitted from the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331 is superimposed and an image is displayed on the transmissive LCD 504, and this image is enlarged and projected on the screen 506 by the projection lens 505. It has become so.
  • the color misregistration of the formed image can be reduced, and the same advantages as in the above embodiment can be obtained. Can do.
  • the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331 are not molded as a single unit, as described above, and the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331, etc. It is also possible to form an image display device using the light emitting devices 311, 321, and 331 forming the respective pixels as the respective pixels.
  • light emitting devices such as a red light emitting device 311, a green light emitting device 321 and a blue light emitting device 331 are regularly arranged, and all light is combined into a white light source, and a transmittance control mechanism such as a liquid crystal
  • a transmittance control mechanism such as a liquid crystal
  • An image display device may be configured as a device that controls an image using red and non-red color filters.
  • the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331 are used as separate light sources, and images of the respective colors are displayed on a liquid crystal panel or a specularly deflected light modulator (trade name: digital micromirror).
  • the image display device may be configured as a device that displays an image by forming and projecting the device.
  • the image display device may be configured as a device that displays the character information in a color by the light emitting devices 311, 321, 331 of each color arranged in a matrix.
  • the color misregistration of the formed image can be reduced, and the same advantages as in the above embodiment can be obtained. be able to.
  • the frames 312, 322, 332 such as the red light emitting device 311, the green light emitting device 321 and the blue light emitting device 331 may be integrated with the substrates 401, 501 as appropriate.
  • the red pixel 301, the green pixel 302, and the blue pixel 303 are each independently provided with members other than the red light emitting device 311, the green light emitting device 321, and the blue light emitting device 331. It may be.
  • the red light emitting device 311, the green light emitting device 321, the blue light emitting device 331, and the like are reflective light emitting devices, for example, the excitation light is reflected on the surfaces of the frames 312, 322, and 332 and then emitted to the outside. May be configured to be.
  • the present invention may be implemented by combining V, members, structures, etc. as described above.
  • the image display device of this application example is usually light having an emission peak in a wavelength range of 370 nm or more, preferably 380 nm or more, more preferably 390 nm or more, and usually 700 nm or less, preferably 500 nm or less, more preferably 480 nm or less.
  • a phosphor portion containing a wavelength conversion material such as a phosphor having a luminance retention at 150 ° C. of 70% or more, which absorbs the light emitted from the light source and emits visible light. It is an image display device characterized by comprising.
  • the flat type is rapidly spreading in the field of medium-sized display devices, and the liquid crystal display device is particularly widespread among the flat types.
  • the conventional liquid crystal display device restricts the passage angle of the backlight light, and the viewing angle of the light passing therethrough is extremely limited. Has occurred.
  • a pixel division method in which the divided pixels have different voltage-transmittance characteristics and a method using an optical compensator have been proposed.
  • these methods have led to an increase in manufacturing costs and member costs, and have hindered the spread of liquid crystal display devices.
  • each pixel of red 'green' and blue A micro color filter with color filters arranged was used.
  • the micro color filter is expensive, this also hinders the spread of liquid crystal display devices.
  • a self-luminous display device represented by a CRT display, a plasma display device, an electret luminescence display or the like does not have a viewing angle problem as seen in a liquid crystal display device.
  • the CRT display is heavy and large, a large installation space is required.
  • the plasma display device needs to use a high voltage for driving, it requires a special circuit and is expensive.
  • the plasma display device generates plasma, the size of each pixel cannot be made very small, and it is difficult to achieve high definition particularly in a medium-sized image display device.
  • electoric luminescence displays have problems in environmental resistance and life. In particular, with regard to environmental characteristics, a display that can operate at 70 ° C to 80 ° C is required.
  • the electro-optic element using liquid crystal with excellent lifetime and durability is used to adjust the amount of transmitted light and adjust the brightness, and the three primary color phosphor parts are provided in a shape corresponding to each pixel, 380nm
  • a fluorescent self-luminous liquid crystal display device has been proposed in which a phosphor having a main light emitting region in a wavelength region of 420 nm is used to excite a phosphor in a phosphor portion to emit light (JP-A-8-62602). Publication, JP 2004-348096 A).
  • JP-A-10-207395 and JP-A-8-63119 disclose near-ultraviolet rays such as JP-A-8-62602 and JP-A-2004-348096.
  • a technique for exciting phosphors with visible light instead of light is disclosed.
  • the image display device of this application example includes a light source that emits light having an emission peak in a wavelength range of 390 nm to 700 nm. Furthermore, the image display device of this application example is a phosphor that absorbs light emitted from a light source and emits visible light, and a phosphor having a luminance retention of 70% or higher at 150 ° C. A phosphor portion having a “luminance-maintaining phosphor”. The phosphors including the luminance maintaining phosphors are wavelength conversion materials.
  • the luminance-maintaining phosphor there is no limit to the luminance-maintaining phosphor.
  • the luminance retention rate at 150 ° C that is, emission at 150 ° C relative to the emission luminance at room temperature (25 ° C) when excited with the same intensity of excitation light.
  • Any phosphor can be used as long as it emits visible light as long as it has a luminous intensity ratio of usually 70% or more, preferably 75% or more, and more preferably 80% or more.
  • the brightness maintaining phosphor may be used alone or in combination of two or more. Further, when two or more kinds of luminance maintaining phosphors are used in combination, each luminance maintaining phosphor may be contained in the same phosphor part !, or may be contained in different phosphor parts. !
  • a force capable of using the red phosphor and the green phosphor used in the first light emitting device of the present invention is not limited to this.
  • Examples of the luminance-maintaining phosphor include CaAlSiN: Eu and Ca ScSiO: C.
  • 3 3 2 3 12 e can be preferably used.
  • CaAlSiN Eu is a phosphor that emits red fluorescence.
  • CaAlSiN The wavelength range of excitation light that can be used for excitation of Eu is 350 nm or more 50 Onm or less.
  • the wavelength range of the emission peak of fluorescence emitted by CaAlSiN: Eu is 550 nm or more 700
  • the internal quantum efficiency of CaAlSiN: Eu is usually 50% or more at room temperature (25 ° C).
  • CaAlSiN Eu has low temperature dependency of emission luminance. For details, please refer to the temperature conditions.
  • the brightness it is difficult for the brightness to change even if the temperature is changed, and when the temperature is changed and then returned to the original temperature state, it can shine with the same brightness as before being exposed to the temperature change.
  • the amount of change in emission luminance is small when heated from room temperature to 150 ° C, and even if it is cooled to room temperature again after heating, the emission luminance does not decrease compared to before heating.
  • CaAlSiN: Eu has a brightness at 150 ° C, which is desirable for a luminance-maintaining phosphor.
  • Eu is suitable for use in the image display device of this application example.
  • Ce is a phosphor that emits green fluorescence.
  • the wavelength range of excitation light that can be used for excitation of Ce is 350 nm or more.
  • the wavelength range of the emission peak of fluorescence emitted by Ca Sc Si O: Ce is 470 nm or more.
  • This Ca ScSiO: Ce has low temperature dependency of emission luminance. For details, please refer to the temperature conditions.
  • Ca Sc Si O: Ce is a luminance-maintaining phosphor.
  • FIG. 16 is an exploded cross-sectional view schematically showing the main part of the image display device as the first embodiment of the application example.
  • the observer sees an image displayed by the image display apparatus from the right side in the figure.
  • an image display device 601 of the present embodiment includes a light source 602 and a phosphor part that includes a phosphor that absorbs light emitted from the light source 602 and emits visible light (first (1 phosphor part) 603R, a phosphor part (second phosphor part) 603G, and a light transmission part 603B that transmits light emitted from the light source 602 forward.
  • the frame 604 is a base that holds members such as the light source 602 constituting the image display device 601, and the shape thereof is arbitrary.
  • the material of the frame 604 is also arbitrary, and for example, an appropriate material such as an inorganic material such as a metal, an alloy, glass, or carbon, or an organic material such as a synthetic resin can be used.
  • the surface of the frame 604 on which the light emitted from the light source 602 hits It is preferable that the reflectance of light is increased. Therefore, it is preferable that at least the surface that is exposed to light is formed of a material having high reflectance. Specific examples include materials containing highly reflective substances such as glass fiber, alumina powder, and titania powder.
  • the entire frame 604 or the surface of the frame 604 may be formed by using a molding resin.
  • the specific method for increasing the reflectivity of the surface of the frame 604 is arbitrary.
  • a high reflectivity of silver, platinum, aluminum, etc. It is possible to increase the light reflectivity by plating or vapor deposition with the metal or alloy.
  • the part that increases the reflectivity may be the whole or a part of the frame 604. Usually, the reflectivity of the entire surface of the part that is irradiated with light emitted from the light source 602 is increased. desirable.
  • the frame 604 is provided with electrodes, terminals, and the like for supplying power to the light source 602.
  • any means for connecting the electrode or terminal and the light source 602 is optional.
  • the light source 602 and the electrode or terminal can be connected by wire bonding to supply power.
  • wire bonding there are no restrictions on the wire used and the material and dimensions are arbitrary.
  • metal such as gold or aluminum can be used as the material of the wire, and the thickness of the wire that can usually be 20 ⁇ m to 40 ⁇ m is not limited to this. Absent
  • Another example of a method of supplying power to the light source 602 is a method of supplying power to the light source 602 by flip chip mounting using bumps.
  • solder when power is supplied to the light source 602, solder may be used.
  • a light-emitting diode ie, “LED”
  • laser diode ie, “LD”
  • the heat dissipation of the image display device 601 can be improved.
  • AuSn or AgSn can be used.
  • solder may be used simply for installing the light source 602 on the frame 604 !.
  • the light source 602 when the light source 602 is attached to the frame 604 by means other than solder, for example, an adhesive such as epoxy resin, imide resin, or acrylic resin may be used.
  • the adhesive is mixed with conductive fillers such as silver particles and carbon particles to form a paste. It is also possible to supply power to the light source 602 by energizing the adhesive, as in the case of using solder. Furthermore, it is preferable to mix these conductive fillers because heat dissipation is improved.
  • a flat frame 604 with increased surface reflectance is used, and a terminal (not shown) for supplying power to the light source 602 is provided on the surface. Let's say.
  • the light source 602 emits excitation light that excites the phosphors contained in the phosphor portions 603R and 603G. Further, in the present embodiment, the light emitted from the light source 602 is emitted outside the image display device 601 via the light transmission unit 603B, and is also viewed by an observer of the image display device 601. That is, the light emitted from the light source 602 is the light itself emitted from the pixel.
  • the light emitted from the light source 602 is phosphors such as CaAlSiN: Eu and Ca ScSiO: Ce.
  • Any material having an emission wavelength in the visible region capable of exciting 3 3 2 3 12 may be used.
  • the light emitted from the light source 602 usually has a light emission peak in a wavelength range of 390 nm or more, preferably 440 nm or more, and usually 700 nm or less, preferably 500 nm or less.
  • a liquid crystal light shutter is used as the image display device 601
  • the liquid crystal substance itself may be destroyed by light emitted from the light source 602 (in this case, ultraviolet rays).
  • the upper limit of the above range is exceeded, the luminous efficiency of the phosphor is lowered, and the luminance of the pixel may be lowered or the color reproduction range may be narrowed.
  • the light source 602 may have at least one peak within the above range. That is, in the above wavelength range, CaAlSiN: Eu
  • the light source 602 is a phosphor included in the phosphor parts 603R and 603G by electric energy. Any element can be used as long as it emits light in the above-mentioned wavelength range for photoexciting the light.
  • the light source 602 include lamps such as halogen lamps, mercury lamps, hydrogen discharge tubes, neon lamps, xenon lamps, low-pressure sodium lamps, fluorescent lamps (cold cathode tubes, hot cathode tubes, etc.); inorganic semiconductor LEDs, etc. Such as LED and organic EL elements. Of these, LEDs and fluorescent lamps are usually preferred.
  • fluorescent lamps that emit phosphors by ultraviolet light generated from mercury low-pressure discharges have a large degree of freedom and relatively low power consumption because various wavelength spectra can be obtained by selecting phosphors. It is particularly preferable because of its small size and small size. Fluorescent lamps can use cold cathode tubes and hot cathode tubes that have been used in the past, but when white light is used, other colors are mixed into the blue, green, and red light emitting areas. It is desirable to extract only the blue region in white light using a filter etc. In particular, it is particularly preferable to use a fluorescent lamp coated only with a blue phosphor to reduce power consumption.
  • LEDs high-intensity blue and white inorganic semiconductor LEDs are also available recently, so these light sources can be used.
  • a blue light emitting inorganic semiconductor LED can be suitably used because it can selectively emit light in a wavelength region preferable for this application example.
  • the light sources 602 such as LEDs and fluorescent lamps are preferably arranged in an array. That is, it is preferable that the light sources 602 are arranged in rows and columns as a whole so that regions where images can be formed can be individually specified. Accordingly, the phosphor portions 603R and 603G and the light transmission portion 603B can be arranged in an array, and a full color image can be appropriately formed on the image display device 601.
  • the light when light is emitted from the light source 602 to the phosphor parts 603R and 603G and the light transmission part 603B, the light may be directly incident on the phosphor parts 603R and 603G and the light transmission part 603B.
  • a reflecting plate may be installed and reflected once before entering the phosphor portions 603R and 603G or the light transmitting portion 603B.
  • a reflector is provided on the back surface of the light source 602 (on the opposite side of the observer) as if a frame 604 having a high reflectance was used. By doing so, the utilization efficiency of the light emitted from the light source 602 can be increased.
  • the size of the light source 602 is not limited.
  • the light source 602 when the light source 602 is installed on the frame 604, any known means can be used without any limitation on the installation means. Therefore, as described above, for example, the light source 602 can be installed on the frame 604 using solder or the like.
  • an LED that emits blue light is provided for each phosphor portion 603R, 603G and light transmitting portion 603B as the light source 602, and the light from the light source 602 is used.
  • the phosphor parts 603R and 603G contain CaAlSiN: Eu and Ca ScSiO: Ce.
  • 3 3 2 3 12 Which phosphor is to be excited.
  • part of the light emitted from the light source 602 is transmitted through the light transmitting portion 603B so that it can be viewed by the observer as blue pixel light.
  • power is supplied to the light source 602 by electrically connecting the terminals on the frame 604 and the electrodes of the light source 602 using an interconnection circuit, wires, or the like.
  • the magnitude of the power supplied to each light source 602 is controlled for each light source 602 by a control unit (not shown) according to the image to be displayed.
  • the phosphor parts 603R and 603G are parts containing a phosphor that absorbs excitation light emitted from the light source 602 and emits visible light for forming an image displayed by the image display device 601.
  • at least one of the luminance maintaining phosphors for example, CaAlSiN: Eu and Ca ScSiO: Ce
  • the luminance maintaining phosphors for example, CaAlSiN: Eu and Ca ScSiO: Ce
  • the phosphor portions 603R and 603G are usually provided one by one corresponding to the pixels, so that the light emitted from the pixels of the image display device 601 is generated.
  • the light transmission part 603B is provided for each pixel in the same manner as the phosphor parts 603R and 603G. is there.
  • the light transmitting portion 603B is provided in the same manner as the phosphor portions 603R and 603G except that it does not contain a phosphor.
  • the observer recognizes the image by viewing the fluorescent light emitted from the phosphor parts 603R and 603G and the light emitted from the light source 602 emitted through the light transmitting part 603B. Have come to understand.
  • the phosphor portion 603R is formed so as to emit red fluorescence corresponding to the red pixel, and contains CaAlSiN: Eu as a luminance maintaining phosphor.
  • the phosphor portion 603G is formed so as to emit green fluorescence corresponding to the green pixel, and contains Ca Sc Si O: Ce as a luminance maintaining phosphor.
  • a phosphor may be used in combination, and phosphors 603R and 603G may appropriately contain a phosphor used in combination (hereinafter referred to as “combined phosphor” as appropriate).
  • the luminescent color of the combined phosphor is not particularly limited because there is an appropriate color depending on the application. For example, when producing a full-color display, blue, green, and red luminescent materials having high color purity are preferably used. There are several methods for expressing the appropriate color. Fortunately the emission peak wavelength of light emission and CIE chromaticity coordinates are used.
  • the light wavelength modification is monochrome display or multicolor display, it preferably contains a phosphor that develops colors of purple, blue-violet, yellow-green, yellow, and orange.
  • a combination phosphor is used together and two or more phosphors are mixed to be used for the phosphor parts 603R and 603G, light emission with high color purity or intermediate color or white light emission can be performed. Is possible.
  • the emission peak wavelength of the emission of the combined phosphor for example, the specific wavelength range of the fluorescence emitted by the combined phosphor emitting red fluorescence is exemplified.
  • the emission peak wavelength is usually 370 or more. Preferably, it is 380 nm or more, usually 500 nm or less, preferably 48 Onm or less.
  • the specific wavelength range of the fluorescence emitted by the combined phosphor emitting green fluorescence is usually 490 nm or more, preferably 500 nm or more, and usually 570 nm or less, preferably 550 nm or less.
  • the emission peak wavelength is usually 420 nm or more, preferably 440 nm or more, and usually 480 nm or less, preferably 470 nm or less. Is desirable.
  • composition of the combined phosphor is not particularly limited, but the crystal matrix Y O, Zn SiO
  • Sulfuric acid such as CaS, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and other rare earth metal ions, Ag, Al,
  • a combination of metal ions such as Mn and Sb as activators or coactivators is preferred.
  • Preferred examples of the crystal matrix include, for example, ZnS, Y O S, (Y, Gd) Al O, YAIO
  • the crystal matrix and the activator or coactivator can be partially replaced with a family of elements that are not particularly limited in elemental composition, and the obtained phosphor absorbs light from the light source 602. Thus, those that emit visible light are preferred. Examples of combined phosphors that can be used are given below. However, the phosphors used in the image display device 601 of the present embodiment are not limited to those exemplified below.
  • the combined red phosphor capable of emitting red light that can be used in the present embodiment includes, for example, a broken particle cover having a red fracture surface and emits light in the red region (Mg, Ca, Sr, Ba) Si.
  • N Eu-pium-activated alkaline earth silicon nitride represented by Eu
  • a growth particle force having a nearly spherical shape as a regular crystal growth shape, and emits light in the red region (Y, La, Gd, Lu) O S: Eu
  • Examples include activated rare earth oxycarbuenite phosphors.
  • JP 2004-300247 A Group force consisting of Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, W, and Mo described in this publication contains at least one element selected.
  • a phosphor containing oxynitride and Z or oxysulfuric acid, and containing an oxynitride having an alpha sialon structure in which part or all of the A1 element is substituted with Ga element In the embodiment, it can be used as a combined phosphor.
  • the combined phosphor capable of emitting green light that can be used in this embodiment, for example, it is composed of fractured particles having a fracture surface and emits light in the green region (Mg, Ca, Sr, Ba) S
  • Phosphor composed of fractured particles with fractured surface, emits light in the green region (Ba, Ca, Sr) SiO: Eu-pium-activated alkaline earth magnesium silicate system represented by Eu
  • Examples thereof include phosphors.
  • the green combined phosphors include BaMgAl O: Eu 2+ , Mn 2+ , Sr Al
  • the above-mentioned combined phosphor may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
  • a binder is usually used for the phosphor portions 603R and 603G in order to protect the phosphor from external forces and moisture from the external environment.
  • the phosphor parts 603R and 603G are configured by a molded body in which the phosphor is dispersed in a binder.
  • binder used in the present embodiment, and any binder can be used as long as the effect of this application example is not significantly impaired. Normally, however, it should be colorless and transparent to appropriately transmit fluorescence and excitation light. It is preferable to use these materials.
  • one type of binder may be used alone, or two or more types of binders may be used in any combination and ratio.
  • non-aromatic epoxy resin it is usually preferable to use a non-aromatic epoxy resin. This is because non-aromatic epoxy resin is excellent in high light resistance and transparency. Of these, non-aromatic epoxy resins that can have an inorganic chlorine content of 1 ppm or less and an organic chlorine content of 5 ppm or less are preferred. In particular, those produced by distillation and containing no chlorine component are more preferred. In the present embodiment, ppm indicates a ratio based on weight.

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Abstract

　高い輝度を有し、自然光により近く、発光光量増減に伴う発光色のずれの少ない発光装置を実現するために、駆動電流を流通させると発光する光源と、光源からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する少なくとも１種類の波長変換材料とを備える発光装置において、１７．５Ａ／ｃｍ２の駆動電流密度で得られる発光の色度座標値ｘをｘ１（１７．５）、色度座標値ｙをｙ１（１７．５）とし、７０Ａ／ｃｍ２の駆動電流密度で得られる発光の色度座標値ｘをｘ１（７０）、色度座標値ｙをｙ１（７０）としたとき、式（Ｄ）及び式（Ｅ）を満足するようにする。 　　－０．００６≦ｘ１（１７．５）－ｘ１（７０）≦０．００６　　　（Ｄ） 　　－０．００６≦ｙ１（１７．５）－ｙ１（７０）≦０．００６　　　（Ｅ）

Description

発光装置、白色発光装置、照明装置及び画像表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、発光装置及び白色発光装置、並びに、それを用いた照明装置及び画 像表示装置に関する。中でも、発光ダイオード (LED)やレーザーダイオード (LD)等 の光源と、この光源からの光を吸収して異なる波長の光を発する蛍光体等の波長変 換材料とを組み合わせてなる発光装置及び白色発光装置、並びに、それを用いた 照明装置及び画像表示装置に関する。
背景技術
[0002] 従来より、窒化ガリウム (GaN)系発光ダイオード (LED)等の半導体発光素子と、 波長変換材料としての蛍光体とを組み合わせて構成される白色発光の発光装置が、 消費電力が小さく長寿命であるということが知られている。
[0003] しかし、この発光装置では、赤色領域（600nm以上）の光量が少な 、こと、及び青 緑色領域 (480ηπ！〜 510nm)の光量が少なく演色性が低 、ことが指摘されて 、る。 また、この発光装置は、高い光量を得るために発光装置に流す電流を増加させると、 発光装置で発せられる熱により蛍光体の温度が上昇することに伴って蛍光体の蛍光 強度が低下する、所謂温度消光現象が顕著になる。このため、この発光装置を使用 する場合、青色 LEDからの青色光と蛍光体からの黄色光との混色バランスがずれて 、白色発光装置の発光色が顕著にずれることなどがあった。更に、発光装置の平均 演色評価数 Raが低ぐまた、発光装置を使用する際の発光色の変移が大きくなり安 定な発光色が得にくいこともあり、より一層の改良が求められていた。
[0004] 発光装置の演色性が低いという点を改良すベぐ特許文献 1では、（Y Gd Ce
1— a— b a b
) (Al Ga ) O 系緑色蛍光体の発光色に加え、赤色成分を増大させるために（C
3 1 -c c 5 12
a Sr Eu ) S :Eu2+系赤色蛍光体を使用すること、及び、これらの蛍光体を青色
1— a— b a b
LEDで励起することにより白色合成光を発する発光装置が得られることを開示してい る。
[0005] また、非特許文献 1には、緑色蛍光体として SrGa S： Eu2+、赤色蛍光体として Zn CdS :Ag, CIを使用した白色発光装置が開示されており、特許文献 2では、緑色蛍 光体として（Sr, Ca, Ba) (Al, Ga) S： Eu2+、赤色蛍光体として（Ca, Sr) S :Eu2+
2 4
を使用した白色発光装置が開示されて!ヽる。
[0006] さらに、特に白色発光装置に関して言えば、従来、照明や液晶ディスプレイ用バッ クライト等の光源として、冷陰極管などが使用されていた。ところが近年、これに代わ る光源として、青色光を発する発光素子と青色光を吸収し黄色光を発する波長変換 材料とを組み合わせた白色発光装置が開発された。この白色発光装置においては、 例えば、青色光を発する発光素子としては InGaN系の発光ダイオード (LED)力 黄 色光を発する波長変換材料としてはセリウムを添加したアルミン酸イットリウムが用い られている。しかし、従来の白色発光装置が発する光のスペクトルには本質的に青緑 色光成分及び赤色光成分が不足しており、このため、従来の白色発光装置は演色 性が低ぐまた、色再現性も低力つた。
[0007] これを解決するために、アルミン酸イットリウム（黄色光を発する波長変換材料)の成 分を調整して黄緑色光を発するように改良し、さらに、これに加えて青色光を吸収し 赤色光を発する物質をアルミン酸イットリウムに追加することで、白色発光装置が発 する光の赤色成分の不足を補!ヽ、演色性及び色再現性を改善することが提案されて いる。
また、非特許文献 1では、上記の通り、波長変換材料として、緑色蛍光体である Sr Ga S ： Eu2+と赤色蛍光体である ZnCdS :Ag, C1とを使用した白色発光装置が提案
2 4
されている。
そのほか、非特許文献 2や特許文献 3などにおいても発光素子と波長変換材料とを 組み合わせた白色発光装置が提案されて 、る。
[0008] さらに、画像表示装置に関していえば、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!/、る (特許文献 4)。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 5)。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。 [0009] 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〖こは InAlGaP系の LEDが使用されていた。
特許文献 1：特開 2003 - 243715号公報
特許文献 2 :特表 2002— 531956号公報
特許文献 3 :特開 2004— 71726号公報
特許文献 4：特開平 7— 288341号公報
特許文献 5 :特開 2004— 184852号公報
非特許文献 1 :J. Electrochem. Soc. Vol. 150 (2003) pp. H57-H60 非特許文献 2 :板東完治 月刊ディスプレイ 2003年 4月号 pp. 20— 26 (2003) 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] しかし、特許文献 1記載の従来技術によれば、これらの蛍光体の組合せによって白 色発光装置の演色性は改善されるものの、組み合わせる蛍光体のいずれもが温度 消光現象を顕著に示す物質であり、白色発光装置に流す電流値を高くするとこの発 光装置力 発せられる光束が低くなると共に発光色が大きく変移すると言う課題があ つた o
[0011] また、使用される赤色蛍光体が耐湿性の低い硫化物系赤色蛍光体であるため劣化 しゃすぐ加えてその合成が困難なために製造コストが高ぐこれを使用して得られる 白色発光装置は、耐久性が低く高価格になるという課題もあった。更に、使用される 緑色蛍光体の発光色が黄色に偏って 、るために青緑色領域の発光が不足し演色性 が劣ると言う課題もあった。
[0012] さらに、非特許文献 1や特許文献 2に記載の従来技術では、これらの蛍光体の組合 せによっても十分な光束と演色性が得られないこと、硫化物が白色発光装置の使用 時に劣化し易ぐまた、これらのいずれの蛍光体も温度消光が顕著に観察される物質 であるために、白色発光装置への電流増加時に発光色が大きく変移すると言う課題 かあつた。
[0013] 本発明は、前述の従来技術の課題を解決し、輝度及び演色性が高ぐ発光色の色 ずれの少ない発光装置を提供することを第 1の目的とする。即ち、本発明は、高い輝 度を有し、自然光により近ぐ発光光量増減に伴う発光色のずれの少ない発光装置、 及び、その発光装置を光源とする画像表示装置及び照明装置を提供するものである
[0014] また、本発明は、前述の従来技術の課題を解決し、発光効率および演色性が高ぐ 発光色の色ずれの少ない発光装置を提供することを第 2の目的とする。即ち、本発 明は、高い輝度を有し、自然光により近ぐ発光光量増減に伴う発光色のずれの少な い発光装置、および、その発光装置を光源とする照明装置と、画像形成装置を提供 するものである。
[0015] また、非特許文献 1, 2や特許文献 3に記載された白色発光装置をはじめ、従来の 白色発光装置の演色性は、未だ十分に高いものではな力つた。
本発明は上記の課題にも鑑みて創案されたもので、従来よりも演色性を向上させた 、発光素子等の光源と波長変換材料とを備える白色発光装置、並びに、それを用い た照明装置を提供することを第 3の目的とする。
[0016] また、従来の LED式のカラーディスプレイ等の画像表示装置にぉ 、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 率力 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力つた。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。
[0017] 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°Cにおける発光強度 I (B, 25)に対する 100°C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°Cにおける発光強度 I (G, 25)に対する 100°C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、 2 5°Cにおける発光強度 I (R, 25)に対する 100°Cにおける発光強度 I (R, 100)の比 1 ( 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 ィ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。
[0018] 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（非特 許文献 5参照）、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 げることが難し力つた。
本発明は上記の課題にも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第 4の目的とする。
課題を解決するための手段
[0019] 本発明者等は、前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、以下の知見を見出し 、本発明を完成させた。
即ち、第 1に、本発明者等は、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、二つの異 なった特定温度における青色光での励起による輝度の比率が所定範囲であり、且つ 該特定温度における色度座表値の差が所定範囲内にある蛍光体混合物を用いるこ とにより、輝度が高ぐ演色性が高ぐ光量変化に伴う色ずれの少ない発光装置が得 られることを見出し、本発明に到達した。
[0020] 第 2に、本発明者等は、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、下記の三つの 特性をすベて満足する発光装置が上述の望ましい発光装置であることを見出した。 第 1は発光装置の発光効率が 321mZW以上であること。
第 2は平均演色評価数 Raが 85以上であること。
第 3は二つの異なる駆動電流値 17. 5AZcm2と 70AZcm2における色度座表値 の差が下記 (F)および (G)の範囲内にあること。
-0. 01≤x (17. 5) -x (70)≤0. 01 (F)
-0. 01≤y (17. 5) -y (70)≤0. 01 (G)
これらの条件を満たすことにより発光効率が高ぐ演色性が高ぐ光量変化に伴う色 ずれの少ない発光装置が得られることを見出し、本発明に到達した。
[0021] 第 3に、本発明者等は、上記の課題を解決するべく鋭意検討した結果、白色発光 装置が発する白色光の発光スペクトル形状を 500nmから 650nmの範囲において従 来よりも平坦にすることにより、白色発光装置の演色性を向上させることができること を見出し、本発明を完成させた。
[0022] 第 4に、本発明者等は、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カラーディスプレイを提 供することを見出し、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ぐかつ、量子収率の高い蛍光体が好まし ぐさらに、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。
[0023] 即ち、本発明の要旨は、駆動電流を流通させると発光する光源と、該光源からの光 の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する少なくとも 1種類の波長 変換材料とを備える発光装置であって、 17. 5AZcm2の駆動電流密度で得られる 発光の色度座標値 Xを X (17. 5)、色度座標値 を (17. 5)とし、 70AZcm2の駆 動電流密度で得られる発光の色度座標値 Xを X (70)、色度座標値 (70)とした とき、下記式 (D)及び式 (E)を満足することを特徴とする発光装置に存する (請求項 D o
-0. 006≤x (17. 5) -x (70)≤0. 006 (D)
-0. 006≤y (17. 5) -y (70)≤0. 006 (E)
[0024] 本発明の別の要旨は、駆動電流を流通させると発光する光源と、該光源からの光 の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する少なくとも 1種類の波長 変換材料とを備える発光装置であって、該発光装置の効率が 321mZW以上であり、 平均演色評価数 Raが 85以上であり、 17. 5AZcm2の駆動電流密度で得られる発 光の色度座標値 Xを X (17. 5) , y^y (17. 5)とし、 70AZcm2の駆動電流密度で 得られる発光の色度座標値 Xを X (70)、 y^y (70)としたとき、色度座標値 xおよび y のずれ量、 [X (17. 5)— X (70) ]と [y (17. 5)— y (70) ]が下記式 (F)及び (G)を 満足することを特徴とする発光装置に存する (請求項 2)。
-0. 01≤x (17. 5) -x (70)≤0. 01 (F) -0. 01≤y (17. 5) -y (70)≤0. 01 (G)
[0025] このとき、特殊演色評価数 Rは 64以上であることが好ま ヽ（請求項 3)。
9
また、該波長変換材料として、 2種類以上の蛍光体の混合物であって、 25°Cにお いてピーク波長 455nmの青色光で励起して得られる蛍光の輝度を BR (25)、色度 座標値 Xを X (25)、色度座標値 yを y (25)とし、 125°Cにおいてピーク波長 455nm
2 2
の青色光で励起して得られる蛍光の輝度を BR (125)、色度座標値 Xを X (125)、色
2 度座標値 y^y (125)としたとき、下記式 (A)、 （B)及び (C)を満足する蛍光体混合
2
物を用いることが好まし 、（請求項 4)。
0. 85≤BR(125) /BR (25)≤1. 15 (A)
-0. 03≤x (25) -x (125)≤0. 03 (B)
2 2
-0. 03≤y (25) -y (125)≤0. 03 (C)
2 2
[0026] さらに、波長変換材料として、 500ηπ！〜 550nmの波長範囲に蛍光強度のピーク 値を有する緑色系蛍光体の少なくとも一種を含有することが好ましい (請求項 5)。 また、波長変換材料として、 610ηπ！〜 680nmの波長範囲に蛍光強度のピーク値 を有する赤色系蛍光体の少なくとも一種を含有することも好ましい（請求項 6)。
[0027] 本発明の更に別の要旨は、前記の発光装置を備えることを特徴とする照明装置に 存する (請求項 7)。
本発明の更に別の要旨は、前記の発光装置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 8)。
[0028] 本発明の更に別の要旨は、光源と、該光源力 の光の少なくとも一部を吸収して異 なる波長を有する光を発する少なくとも 1種類の波長変換材料とを備え、該波長変換 材料が発する光を含む白色光を発する白色発光装置であって、上記白色光の発光 スペクトルの、 500nmから 650nmの所定波長範囲における最大発光強度力 上記 所定波長範囲における最小発光強度の 150%以下であることを特徴とする白色発光 装置に存する (請求項 9)。
[0029] このとき、該波長変換材料の 100°Cにおける輝度力 該波長変換材料の 25°Cにお ける輝度の 80%以上であることが好ま ヽ (請求項 10)。
[0030] また、該白色発光装置は、該光源の発光ピーク波長の光に対する、該波長変換材 料の吸光度が 50%以上であり、かつ、該波長変換材料の内部量子効率が 40%以 上であることが好ま 、 (請求項 11)。
[0031] 本発明の更に別の要旨は、前記の白色発光装置を備えることを特徴とする照明装 置に存する（請求項 12)。
[0032] 本発明の更に別の要旨は、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装置を備え、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、及び Z又は、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 を備え、該赤色の画素の 25°Cにおける発光強度を I (R, 25)、 100°Cにおける発光 強度を I (R, 100)とし、該非赤色の画素の 25°Cにおける発光強度を I (N, 25)、 100 °Cにおける発光強度を 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画像表示装置に存 する（請求項 13)。
発明の効果
[0033] 本発明によれば、以下の効果のうちの少なくとも 1つを得ることができる。
即ち、第 1に、本発明の輝度及び色度座表値に関する所定の関係式を満たす特性 を有する蛍光体混合物を使用することにより、輝度と演色性が高く光量増減に伴う色 ずれの少ない発光装置を得ることができ、またその発光装置を光源とし、発光色域で の色再現性に優れ、十分な明るさを有する画像表示装置及び照明装置を提供する ことができる。
[0034] 第 2に、本発明によれば、高い輝度を有し、自然光により近ぐ発光光量増減に伴う 発光色のずれの少ない発光装置、並びに、その発光装置を光源とする照明装置及 び画像表示装置が提供される。
[0035] 第 3に、本発明によれば、演色性に優れた白色発光装置、並びに、それを用いた 照明装置を得ることができる。
[0036] 第 4に、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。 図面の簡単な説明
[図 1]図 1は、本発明の第 1の発光装置に関する図面であって、波長変換材料として の本発明の蛍光体混合物と、半導体発光素子とから構成される発光装置の一実施 例を示す模式的断面図である。
[図 2]図 2は、本発明の第 1の発光装置に関する図面であって、図 1に示す発光装置 を組み込んだ面発光照明装置の一実施例を示す模式的断面図である。
[図 3]図 3は、本発明の第 2の発光装置に関する図面であって、本発明の第 2の発光 装置の第 1の実施形態としての発光装置の要部を模式的に示す断面図である。
[図 4]図 4は、本発明の第 2の発光装置に関する図面であって、本発明の第 2の発光 装置の第 2の実施形態としての発光装置の要部を模式的に示す断面図である。
[図 5]図 5は、本発明の第 2の発光装置に関する図面であって、図 3に示す発光装置 を組み込んだ面発光照明装置の一実施例を示す模式的断面図である。
[図 6]図 6は、本発明の白色発光装置の一実施形態としての白色発光装置の模式的 な断面図である。
[図 7]図 7は、本発明の白色発光装置の一実施形態としての白色発光装置の模式的 な断面図である。
[図 8]図 8は、本発明の白色発光装置の一実施形態としての白色発光装置の模式的 な断面図である。
[図 9]図 9は、本発明の白色発光装置の一実施形態としての面発光照明装置の模式 的な断面図である。
[図 10]図 10は、本発明の白色発光装置の一実施形態としての白色発光装置を用い た表示装置の模式的な断面図である。
[図 11]図 11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 12]図 12は、本発明の画像表示装置の一実施形態について説明するもので、赤 色発光装置の要部を模式的に示す断面図である。
[図 13]図 13は、本発明の画像表示装置の一実施形態について説明するもので、本 実施形態に力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装 置の要部を模式的に示す断面図である。
[図 14]図 14は、本発明の画像表示装置の一実施形態について説明するもので、本 実施形態に力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装 置の要部を模式的に示す断面図である。
[図 15]図 15は、本発明の画像表示装置の一実施形態としてのプロジェクタ型のカラ 一ディスプレイの要部を模式的に示す図である。
[図 16]図 16は、応用例の画像表示装置の第 1実施形態としての画像表示装置の要 部を模式的に示す分解断面図である。
[図 17]図 17は、応用例の画像表示装置の第 2実施形態としての画像表示装置の要 部を模式的に示す分解断面図である。
[図 18]図 18は、応用例の画像表示装置の第 3実施形態としての画像表示装置の要 部を模式的に示す分解断面図である。
[図 19]図 19は、実施例 1 1の蛍光体混合物と従来の製品である擬白色発光装置に 組み込まれているイットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体 (Y, Gd) Al O
3 5 12： Ce の蛍光の輝度の温度依存性を示す。図中、実線は実施例 1 1の蛍光体混合物、点 線はイットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体を表す。
[図 20]図 20は、実施例 2— 1の発光装置の発光スペクトルを示す図である。
[図 21]図 21は、実施例 2— 2の発光装置の発光スペクトルを示す図である。
[図 22]図 22は、比較例 2— 1の発光装置の発光スペクトルを示す図である。
[図 23]図 23は、実施例 3— 1で測定した、表面実装型白色発光装置から発せられた 光の発光スペクトルである。
[図 24]図 24は、実施例 3— 2で測定した、表面実装型白色発光装置から発せられた 光の発光スペクトルである。
[図 25]図 25は、比較例 3— 1で測定した、表面実装型白色発光装置から発せられた 光の発光スペクトルである。
[図 26]図 26は、実施例 4 1で測定した、赤色発光装置の発光スペクトルである。
[図 27]図 27は、実施例 4 1で測定した、緑色発光装置の発光スペクトルである。
[図 28]図 28は、実施例 4 1で測定した、青色発光装置の発光スペクトルである。 [図 29]図 29は、実施例 4 2で測定した、フルカラー表示装置を構成する赤色発光 装置、緑色発光装置及び青色発光装置の発光スペクトルである。
[図 30]図 30は、実施例 5— 1及び比較例 5— 1で測定した蛍光体の輝度保持率を示 すグラフである。
[図 31]図 31は、実施例 5— 2及び比較例 5— 2で測定した蛍光体の輝度保持率を示 すグラフである。
符号の説明
[0038] 1 発光装置
2 マウントリード
3 インナーリード
4 半導体発光素子
5 蛍光体含有樹脂部
6 導電性ワイヤ
7 モールド部材
8 面発光照明装置
9 拡散板
10 保持ケース
[0039] 101, 110 発光装置
102, 112 クレーム
103, 113 青色 LED
104, 114 蛍光発光部
105, 115 銀ペースト
109 面発光照明装置
109A 保持ケース
109B 拡散板
[0040] 201 白色発光装置
202 発光素子
203, 204 波長変換材料 205 フレーム
2 〇05 A 凹部
206, 207 導電性端子
208 ワイヤ
209， 209a, 209B ノ インダ
210 梁
211 面発光照明装置
212 保持ケース
213 拡散板
221 表示装置
222 導光板
223 反射フィルム
224 拡散板
225 像形成ユニット
赤色の画素
302 緑色の画素（非赤色の画素）
303 青色の画素（非赤色の画素）
311 赤色発光装置
312, 322, 332 フレーム
313 赤色画素用発光素子
314 赤色蛍光体
315, 316, 325, 326, 335, 336 導電性端子
317, 327, 337 ワイヤ
318, 328 パインダ
321 緑色発光装置
323 緑色画素用発光素子
324 緑色蛍光体
331 青色発光装置 333 青色画素用発光素子
338, 403 モーノレド
400, 507 単位画素
401, 501 基板
402 カバー部材
502 光分配レンズ
503 重ね合わせレンズ
504 透過型 LCD
505 投影レンズ
506 スクリーン
[0042] 601, 601/ , 601〃 表示装置
602 光源
603R, 603G 蛍光体部
603B 光透過部
604 フレーム
605 偏光子
606 光シャッター
607 検光子
631 透明基板
632 ブラックマ卜リックス
661, 663 透明電極
662 液晶層
発明を実施するための最良の形態
[0043] [I.第 1の発光装置に関する説明]
以下、本発明の第 1の発光装置について説明する。ただし、以下に記載する構成 要件の説明は、本発明の第 1の発光装置の実施態様の代表的な一例であり、本発 明の第 1の発光装置は、これらの内容に限定されるものではない。
本発明の第 1の発光装置は、光源と、該光源力 の光の少なくとも一部を吸収して 異なる波長を有する光を発する少なくとも 1種類の波長変換材料とを備える発光装置 である。
ここで、光源としては、駆動電流を流通させた場合に発光するものであれば任意の 光源を使用することができる。例えば、可視光を発光する半導体発光素子、例えば L EDや LD等の半導体発光素子を使用することができる。
また、本発明の第 1の発光装置に用いる波長変換材料は、光源力もの光の少なくと も一部を吸収して、異なる波長を有する光を発するものであれば任意の波長変換材 料を用いることができる。通常、波長変換材料としては、蛍光体を少なくとも 2種類含 む蛍光体混合物を使用する。
さらに、本発明の第 1の発光装置は、半導体発光素子等の光源の発する可視光を 吸収して、より長波長の可視光を発する波長変換材料を備えた、高輝度で演色性が 高く光量増減に伴う色ずれの少ない発光装置である。そのため、このような特性を有 する本発明の第 1の発光装置は、カラー液晶ディスプレイ等の画像表示装置や面発 光等の照明装置等に好適に用いることができる。
[0044] [I 1.第 1の発光装置の特性]
本発明の第 1の発光装置は、 17. 5AZcm2の駆動電流密度で得られる発光の色 度座標値 Xを X (17. 5)とし、 70AZcm2の駆動電流密度で得られる発光の色度座 標値 Xを X (70)としたとき、下記式 (D)を満足する発光装置である。
-0. 006≤x (17. 5) -x (70)≤0. 006 (D)
[0045] さらに、本発明の第 1の発光装置は、 17. 5AZcm2の駆動電流密度で得られる発 光の色度座標値 yを y (17. 5)とし、 70AZcm2の駆動電流密度で得られる発光の 色度座標値 (70)としたとき、下記式 (E)を満足する発光装置である。
-0. 006≤y (17. 5) -y (70)≤0. 006 (E)
[0046] すなわち、 17. 5AZcm2の駆動電流密度で得られる発光の色度座標値 Xと色度座 標値 yに対する 70AZcm2の駆動電流密度で得られる発光の色度座標値 Xと色度座 標値 yのずれ量、即ち色度座標値の差 [X (17. 5) -x (70) ]と [y (17. 5) -y (7 0) ]の両方が ±0. 006以内であることが好ましいのである。駆動電流密度の変化に 伴う発光の色度座標値のずれが ±0. 006よりも大きい場合には、発光光量を制御す るために駆動電流密度を変化させると色ずれが大きくなつて、発光色が不安定となつ てしまうことがある。
[0047] この色度座標値 X及び色度座標値 yのずれ量は少ないほど良ぐそのずれ量 [X (1 7. 5)— X (70) ]と [y (17. 5)— y (70) ]の少なくともいずれか一方が ±0. 005以 内であることがより好ましぐ ±0. 004以内であることがより一層好ましぐ ±0. 003 以内であることが更に好ましい。また、そのずれ量 [X (17. 5) -x (70) ]と [V (17. 5)— y (70) ]の両者が ±0. 006以内であることが好ましぐ ±0. 005以内であるこ とがより好ましぐ ±0. 004以内であることがより一層好ましぐ ±0. 003以内である ことが更に好ましい。
[0048] [1- 2.第 1の発光装置の具体的構成の例]
本発明の第 1の発光装置を図面に基づいて説明する。図 1は、波長変換材料として の蛍光体と、光源としての半導体発光素子とから構成される第 1の発光装置の一実 施例を示す模式的断面図であり、図 2は、図 1に示す第 1の発光装置を組み込んだ 面発光照明装置の一実施例を示す模式的断面図である。図 1及び図 2において、 1 は第 1の発光装置、 2はマウントリード、 3はインナーリード、 4は半導体発光素子、 5 は蛍光体含有榭脂部、 6は導電性ワイヤ、 7はモールド部材、 8は面発光照明装置、 9は拡散板、 10は保持ケースである。
[0049] 本発明の第 1の発光装置 1は、図 1に示されるように、一般的な砲弾型の形態をなし 、マウントリード 2の上部カップ内には、 GaN系青色発光ダイオード等からなる半導体 発光素子 4が、その上を蛍光体含有榭脂部 5で被覆されることにより固定されている。 この蛍光体含有榭脂部 5は、蛍光体混合物等の波長変換材料をエポキシ榭脂ゃァ クリル樹脂等のバインダに混合、分散させ、カップ内に流し込むことにより形成される 。一方、半導体発光素子 4とマウントリード 2は銀ペースト等のマウント部材で導通され ており、半導体発光素子 4とインナーリード 3は、導電性ワイヤ 6で導通されており、こ れら全体がエポキシ榭脂等によるモールド部材 7で被覆、保護されてなる。
[0050] 図 2は、この発光装置 1を組み込んだ面発光照明装置 8を示すが、図 2に示される ように、照明装置内面を白色の平滑面等の光不透過性とした方形の保持ケース 10 の底面に、多数の発光装置 1を、その外側に発光装置 1の駆動のための電源及び回 路等（図示せず。）を設けて配置し、保持ケース 10の蓋部に相当する箇所に、乳白 色としたアクリル板等の拡散板 9を発光の均一化のために固定してなる。
そして、面発光照明装置 8を駆動して、発光装置 1の半導体発光素子 4に電圧を印 加することにより青色光等を発光させ、その発光の一部を、蛍光体含有榭脂部 5にお ける波長変換材料としての蛍光体混合物が吸収し、より長波長の光を発光し、一方、 蛍光体に吸収されなかった青色光等との混色により演色性の高い発光が得られ、こ の光が拡散板 9を透過して、図面上方に出射され、保持ケース 10の拡散板 9面内に おいて均一な明るさの照明光が得られることとなる。
同様に、本発明の第 1の発光装置は、カラー液晶ディスプレイ等の画像表示装置 の光源として組み込むことが出来る。
[0051] [1- 3.第 1の発光装置の構成要素]
ここで、本発明の第 1の発光装置に使用される光源及び波長変換材料について説 明する。ただし、本発明の第 1の発光装置は、光源及び波長変換材料以外の部材を 備えていても構わない。
[0052] [I 3— 1.第 1の発光装置の光源]
光源としては、駆動電流を流通させると発光するものであれば、特に制限は無いが 、紫外力 可視光領域に発光ピーク波長を有するものを使用することが好ましい。光 源の発光ピーク波長としては、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以下の範囲が好ましい。この範囲の上限を上回 る場合や下限を下回る場合には、発光効率の高い発光装置を得るのが難しくなる。
[0053] この範囲に発光ピーク波長を有する励起光源であれば、半導体発光素子、ランプ、 電子ビーム、プラズマ、エレクト口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 (LED)またはレーザーダイオード (LD)等の半導体発光素子を 用いることが好ましい。
[0054] 紫外から可視光領域に発光ピーク波長を有する半導体発光素子の材料としては、 例えば、窒化硼素（BN)、シリコンカーバイド（SiC)、 ZnSeや GaN、 InGaN、 InAlG aN、 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 Al Ga N (式中、 0<X< 1、 0<Y< 1、 X+Y≤ 1)で表される、 Al
X Y 1 -X-Y
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。
[0055] また、半導体発光素子の好ま 、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。
[0056] 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 LEDや LDが好ましい。なぜなら、（In, Al, Ga) N系 LED等は、この領域の光を発する SiC 系 LED等に比し、発光出力や外部量子効率が格段に大きぐ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 る力 である。例えば、 20mAの電流負荷に対し、通常（In, Al, Ga) N系は SiC系の 100倍以上の発光強度を有し、また GaAs系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 LED等においては、 Al Ga N
X， Y， 発光層、 GaN発光層、または In Ga N発光層を有しているものが好ましい。 GaN
X， Y，
系 LEDにおいては、それらの中で In Ga N発光層を有するものが発光強度が非常
X Y
に強いので、特に好ましく、（In, Al, Ga) N系 LDにおいては、 In Ga N層と GaN層
X Υ
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 Χ+Υの値は通常 0. 8〜1. 2の範囲の値である。（In, Al, Ga ) N系 LEDにお!/、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 、ものである。
[0057] (In, Al, Ga) N系 LED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 Ga N層、 GaN層、または In Ga N
X Υ X Υ
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 しぐさらにへ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。
[0058] 半導体発光素子の形状や大きさは特に限定されないが、駆動電流の流通方向に 垂直な面が、 1辺が通常 100 μ m以上、好ましくは 200 μ m以上の角型のものを用い ることができる。例えば、 EPISTAR社製「ES— CEBL912」、 Cree社製「C460MB 」などを用いることができる。
また、半導体発光素子は 1個を単独で用いてもよぐ 2個以上の半導体発光素子を 併用しても良い。さらに、半導体発光素子は 1種類のみで用いてもよぐ 2種類以上の ものを併用しても良い。
[0059] 光源の駆動電流密度は、駆動電流の流通方向に垂直な面の単位面積あたりの駆 動電流のことであり、光源に流通させる駆動電流の値を駆動電流の流通方向に垂直 な面の面積で除することにより求めることができる。 2個以上の半導体発光素子を並 列に接続して用いる場合は、光源に流通させる駆動電流の値を駆動電流の流通方 向に垂直な面の面積の和で除することにより求めることができる。
また、光源は、必要に応じて、ヒートシンクを設ける、ノ ッケージを工夫する等により 熱を効率的に逃がすことができる構造とすることができる。
[0060] [1- 3- 2.第 1の発光装置の波長変換材料]
本発明の第 1の発光装置に用いる波長変換材料は、光源力もの光の少なくとも一 部を吸収して、吸収した光とは異なる波長を有する光を発する波長変換材料を任意 の用いることができる。どのような波長変換材料を使用するかは、第 1の発光装置の 用途等に応じて任意である。ただし、通常は、以下に説明する本発明に係る蛍光体 混合物を、波長変換材料として使用する。
[0061] 本発明に係る蛍光体混合物は、少なくとも 2種類以上の蛍光体を含有する蛍光体 混合物であって、該蛍光体混合物を、 25°Cにおいてピーク波長 455nmの青色光で 励起して得られる蛍光の輝度を BR (25)、色度座標値 Xを X (25)、色度座標値
2
(25)とし、 125°Cにおいてピーク波長 455nmの青色光で励起して得られる蛍光の
2
輝度を BR(125)、色度座標値 Xを X (125)、色度座標値 yを y (125)としたとき、下
2 2
記式 (A)、 (B)及び (C)を満足する蛍光体混合物である。 [0062] 0. 85≤BR(125) /BR (25)≤1. 15 (A)
-0. 03≤x (25) -x (125)≤0. 03 (B)
2 2
-0. 03≤y (25) -y (125)≤0. 03 (C)
2 2
[0063] 即ち、本発明に係る蛍光体混合物は、 25°Cにおいてピーク波長 455nmの青色光 で励起して得られる蛍光の輝度 [BR (25) ]に対する、 125°Cにおいて該青色光で励 起して得られる蛍光の輝度 [BR ( 125) ]の比率 [BR (125) /BR(25) ]は、上記式（ A)を満足する。この比率が 0. 85未満の場合や 1. 15より大きい場合には、そのよう な蛍光体混合物を用いた白色発光装置などにおいて、それから得られる光量を変化 させるために青色 LEDに流す電流値を増減すると、得られる発光色が大きく変化し 安定な発光色を得ることができな 、虞がある。
[0064] これは、青色 LEDに流す電流量を増減させて青色光の光量を増減させた場合に、 青色 LED力 生じる発熱量の増減によって、青色 LEDの近傍に置かれる蛍光体の 温度が上下し、蛍光体からの蛍光強度が、青色 LEDの光量から期待される蛍光強 度から大きくずれてしまうためである。すなわち、白色発光装置の光量の増減を図ろ うとして青色 LEDに通電する電流量を増減すると、青色 LEDからの発光強度と蛍光 体からの蛍光強度の混色バランスが崩れて、得られる白色発光装置の発光色が大き く変化してしまうのである。
[0065] 従って、本発明に係る蛍光体混合物は、該輝度の比率[ !^(125) 781^(25) ]が 、通常 0. 85以上、好ましくは 0. 9以上、また、通常 1. 15以下、好ましくは 1. 1以下 、より好ましくは 1. 05以下である。このような輝度の比率を得るためには、蛍光体混 合物を構成する蛍光体としては、蛍光体の温度の上昇に伴 、蛍光強度が低下する V、わゆる温度消光現象の程度が小さ 、ものを選ぶことが好ま 、。
[0066] また、本発明に係る蛍光体混合物は、 25°Cにおいてピーク波長 455nmの青色光 で励起して得られる蛍光の色度座標値 Xを X (25)、色度座標値 (25)とし、 12
2 2
5°Cにおいてピーク波長 455nmの青色光で励起して得られる蛍光の色度座標値 Xを X (125)、色度座標値 yを y (125)としたとき、色度座標値 xの差 [x (25)—x (125
2 2 2 2
；) ]および色度座標値 yの差 [y (25) -y (125) ]は、式 (B)で表される—0. 03≤x
2 2 2
(25) - X (125)≤0. 03、及び、式（C)で表わされる一 0. 03≤y (25) -y (125) ≤0. 03をそれぞれ満足する。この色度座標値 X又は色度座標値 yの差が— 0. 03未 満の場合や 0. 03よりも大きい場合には、この蛍光体混合物を使用した白色発光装 置の光量増減にともなって顕著な色ずれを起こしてしまう虞がある。
[0067] この色度座標値 Xの差 [X (25) - X ( 125) ]および色度座標値 yの差 [y (25) -y
2 2 2 2
(125) ]は、蛍光体混合物中に含まれる 2種類以上の蛍光体のそれぞれの温度消光 の程度が大きく異なることによって引き起こされる。すなわち、発光色の異なる 2種類 以上の蛍光体を含む混合物において、蛍光体の温度消光の程度が異なる場合、例 えば、温度上昇に伴う蛍光強度の低下が一つの蛍光体は小さぐもう一つの蛍光体 は大きいとすると、それらの異なる発光強度を足し合わせた場合には、温度上昇に伴 つて発光色が変化し異なることとなる。
従って、蛍光体混合物の温度変化に伴う色度座標値 Xの差 [X (25) - X (125) ]
2 2 および色度座標値 yの差 [y (25)— y (125) ]はそれぞれ小さいほど、即ちゼロに近
2 2
いほど好ましく、通常は 0. 03以上、好ましくは 0. 02以上、より好ましくは 0. 0 15以上、また、通常 0. 03以下、好ましくは 0. 02以下、より好ましくは 0. 015以下で ある。
[0068] このような温度変化に伴う色度座標値 Xおよび色度座標値 yの差の小さ!/ヽ蛍光体混 合物を得るためには、混合物を構成する蛍光色の異なる複数の蛍光体は、その温度 消光による蛍光強度の変化率がほぼ一致していることが好ましい。温度消光による蛍 光強度の変化率がほぼ等しい蛍光体を組み合わせた際には、各蛍光体の蛍光強度 を足し合わせて得られる白色などの混合色が温度変化に関わりなくほぼ同一となり、 発光装置の光量変化に伴う温度変化による発光色のずれを少なくすることが可能と なる。
[0069] 本発明の第 1の発光装置の説明において、ピーク波長 455nmの青色光で蛍光体 混合物を励起して得られる輝度と色度座標値 X及び色度座標値 yを測定する際には 、ペルチェ素子による冷却機構とヒーターによる加熱機構とを備えており、感度補正 や波長補正を行った精度の高いダブルモノクロメーターを装備した蛍光分光光度計 を使用する。そして、冷却'加熱機構により制御して、予め 25°Cまたは 125°Cにおい て蛍光体の表面温度が一定となることを放射温度計により確認できるまで十分な時 間を保った後に、輝度と色度座標値を測定する。また、励起光である青色光の影響 を最小限に抑えるために、励起光の半値幅を 20nm以下に狭めると共に、 470nm未 満の蛍光スペクトルを使用せず、 470nm以上の蛍光スペクトルだけを使用して、 JIS Z 8724に定める 3刺激値を用いて輝度 Yと色度座標値 Xおよび色度座標値 yを算 出する。
[0070] [I 3— 2— 1.緑色系蛍光体]
色ずれの少な 、発光装置の中でも特に演色性の高!、発光装置を得るためには、 本発明の第 1の発光装置に用いる蛍光体混合物等の波長変換材料は、 500ηπ！〜 5 50nmの波長範囲に蛍光強度のピーク値を有する緑色系蛍光体の少なくとも一種を 含有することが好まし 、。この様な波長範囲に蛍光強度のピーク値を有する緑色系 蛍光体を使用することにより、青緑色、緑色、黄緑色などの緑色域についての色再現 性の高い発光装置を得ることが出来、更にはこの発光装置を用いることにより該緑色 域での色再現性に優れたディスプレイ用バックライト、画像表示装置 (ディスプレイ） や照明装置を得ることが可能となる。緑色蛍光体の蛍光強度のピーク値が 500nmよ り短波長の場合や 550nmより長波長の場合には、青色 LEDと組み合わせて使用す る際に緑色域の色再現性が低くなり好ましくない。
[0071] 本発明に係る波長変換材料が含有し得る少なくとも一種の 500nm〜550nmの波 長範囲に蛍光強度のピーク値を有する緑色系蛍光体としては、蛍光体混合物等の 波長変換材料としたときに、好ましくは前記式 (A)〜 (C)を満足するものであれば特 に制限されないが、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、 MSi N O ： Euゝ M— Si— Al— O— N : Ceゝ M— Si— Al— O— N :Eu (ただし
2 2 2
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、 SrSi N O ： Eu、
2 2 2
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（1)又は（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を含有する蛍光体が、輝度が高ぐ緑色域での蛍光強度が高ぐ温度消 光が小さいので好ましい。
[0072] M1 M2 M3 O (1)
a b e d
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
[0073] M4 M5 O (2)
e f g
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≤l . 1
1. 8≤f≤2. 2
3. 6≤g≤4. 4
[0074] 以下、一般式（1)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（1)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 M2 M3 O (1)
a b e d
前記一般式（1)における M1は 2価の金属元素を表す力 発光効率等の面から、 M g、 Ca、 Zn、 Sr、 Cd、及び Baからなる群力 選択される少なくとも 1種であることが好 ましぐ Mg、 Ca、及び Znからなる群力も選択される少なくとも 1種であることが更に好 ましぐ Caが特に好ましい。この場合、 Caは単独系でもよぐ 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力 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。
[0075] また、一般式（1)における M2は 3価の金属元素である力 上記と同様に発光効率 等の面から、 Al、 Sc、 Ga、 Y、 Ιη、 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ぐ Al、 Sc、 Y、及び Lu力もなる群力も選択される少なくと も 1種であるのが更に好ましぐ Scが特に好ましい。この場合、 Scは単独系でもよぐ 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 、てもよ 、。
[0076] 一般式（1)における M3は 4価の金属元素である力 発光効率等の面から、少なくと も Siを含むことが好ましぐ通常、 M3で表される 4価の金属元素の 50モル％以上が S i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からなる群力 選択される少なくとも 1種であることが好ましぐ Ti、 Zr、 S n、及び Hfからなる群力も選択される少なくとも 1種であることがより好ましぐ 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 、とされる元素力もなることが好ま 、が、性能を損なわな 、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、
Figure imgf000025_0001
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 ヽぅ。
[0077] 上記一般式（1)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
[0078] 本発明に好適に用いられる緑色蛍光体は、上記一般式（1)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、 M\ M M3のいずれかの金属元素の結晶格子の位置に置換する力、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力 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。
[0079] 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、 N d、 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〖こ含有させることができる。
[0080] 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望ましい。 C e添加量力 、さすぎると発光するイオンが少なすぎて発光強度が低ぐ大きすぎると 濃度消光が大きくなつ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（1)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 の範囲が好ましぐ 0. 001以上、 0. 1以下の範囲がより好ましぐ 0. 005以上、 0. 0 5以下の範囲が更に好ましい。
[0081] なお、一般式（1)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、 500 nm〜510nmにピークを持ち、 450nm〜650nmの波長成分を有する。
[0082] 次に、一般式 (2)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 (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、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 M5 O (2)
e f g
また、前記一般式（2)における M4は 2価の金属元素である力 発光効率等の面か ら、 Mg、 Ca、 Zn、 Sr、 Cd、及び Baからなる群力 選択される少なくとも 1種であること が好ましぐ Mg、 Sr、 Ca、及び Zn力 なる群力 選択される少なくとも 1種であること が更に好ましぐ Sr又は Caがより好ましぐ Caが特に好ましい。この場合、 Caは単独 系でもよぐ 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 される元素力 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 、てもよ 、。
[0083] また、一般式（2)における M5は 3価の金属元素である力 発光効率等の面から、 A1 、 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 とが好ましぐ Al、 Sc、 Y、及び Luからなる群力も選択される少なくとも 1種であること が更に好ましぐ Scが特に好ましい。この場合、 Scは単独系でもよぐ 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力も選択 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 ちょい。
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。
[0084] 上記一般式（2)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≤l . 1
1. 8≤f≤2. 2
3. 6≤g≤4. 4
[0085] 本発明に好適に用いられる緑色蛍光体は、前記一般式（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、 M4、 M 5のいずれかの金属元素の結晶格子の位置に置換する力、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力 e= l、 f= 2、 g = 4 であることが好ましい。
[0086] 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、 N d、 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 適に添力！]できる。
[0087] 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望ましい。 C e添加量力 、さすぎると発光するイオンが少なすぎて発光強度が低ぐ大きすぎると 濃度消光が大きくなつ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 の範囲が好ましぐ 0. 001以上、 0. 1以下の範囲がより好ましぐ 0. 005以上、 0. 0 5以下の範囲が更に好ましい。
[0088] 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 蛍光体の中では、特に Ca Sc Si O ： Ce、 Mgを添加した Ca Sc Si O ： Ceが好ま
3 2 3 12 3 2 3 12 しい。
これらの中でも、 Mgを添カ卩したものが好ましぐ特に 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、例えば、 Ca Ce Sc Mg Si
2. 97 0. 03 1. 97 0. 03 3
O 、 Ca Ce Sc Mg Si O 、 Ca Ce Sc Mg Si O 、 Ca
12 2. 97 0. 03 1. 94 0. 06 3 12 2. 94 0. 03 1. 94 0. 06 3 12 2. 94
Ce Sc Mg Si O 、 Ca Ce Sc Mg Si O 、 Ca Ce Sc
0. 06 1. 97 0. 03 3 12 2. 94 0. 06 1. 94 0. 06 3 12 2. 94 0. 06 1. 9
Mg Si O 、 Ca Ce Sc Mg Si O 、 Ca Ce Sc Mg Si O な
0. 1 3 12 2. 9 0. 1 1. 97 0. 03 3 12 2. 9 0. 1 1. 94 0. 06 3 12 どが挙げられる。
[0089] また、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 有する蛍光体の中では、特に Ce Ca Sc O、 Ce Ca Sc O , Ce C
0. 01 0. 99 2 4 0. 007 0. 993 2 4 0. 013 a Sc Oが好ましい。 Caの一部を Srで置換した Ce Ca Sr Sc O、 Ce
0. 987 2 4 0. 01 0. 94 0. 05 2 4 0.
Ca Sr Sc O、Ce Ca Sr Sc Oも好ましい蛍光体の例である。また
01 0. 89 0. 1 2 4 0. 01 0. 84 0. 15 2 4
、 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。
これらの蛍光体は、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、これらの蛍光体は、 1種類を単独で用いてもよぐ 2種類以上を任意の組み合 わせ及び比率で併用してもょ 、。
[0090] [1- 3- 2- 2.赤色系蛍光体]
本発明の第 1の発光装置において、色ずれの少な!/、発光装置の中でも特に演色 性の高い発光装置を得るためには、発光装置に用いる蛍光体混合物等の波長変換 材料が、 610ηπ！〜 680nmの波長範囲に蛍光強度のピーク値を有する赤色系蛍光 体を少なくとも一種含有することが好ましい。この様な波長範囲に蛍光強度のピーク 値を有する赤色系蛍光体を使用することにより、橙色、赤色、深赤色などの赤色域に ついての色再現性の高い発光装置を得ることができ、更にはこの発光装置を用いる ことにより該赤色域での色再現性に優れたディスプレイ用バックライト、画像表示装置 (ディスプレイ)や照明装置を得ることが可能となる。蛍光強度のピーク値が 610nmよ り短波長の場合には、青色 LEDと組み合わせて使用する際に赤色域の色再現性が 低くなり、 680nmより長波長の場合には演色性は高くなるが、輝度が低くなる傾向に ある。
[0091] 本発明に係る波長変換材料が含有し得る少なくとも一種の 6 ΙΟηπ！〜 680nmの波 長範囲に蛍光強度のピーク値を有する赤色系蛍光体としては、蛍光体混合物等の 波長変換材料としたときに、好ましくは前記式 (A)〜 (C)を満足するものであれば特 に制限されないが、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、 MSi N ： Eu、 M Si N： Eu、（ただし、 Mは 1種又は 2種以上のアルカリ土
7 10 2 5 8
類金属を表す。）、好ましくは、 BaSi N ： Eu、 (Ca, Ba, Sr) Si N ： Eu等が挙げら
7 10 2 5 8
れる。また、他の例としては、下記一般式（3)で表される蛍光体であり、該蛍光体混 合物等の波長変換材料はこの蛍光体を含有することにより、輝度が高ぐ赤色域での 蛍光強度が高ぐ温度消光が小さいので好ましい。
[0092] M A D E X · · ·式（3)
a b c d e
上記一般式（3)において、 Mは、 Mn、 Ce、 Pr、 Nd、 Sm、 Eu、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、及び Yb力もなる群力も選ばれる 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力 選ばれる 1種または 2種以上の元素を表 わし、 Dは、 4価の金属元素力 なる群力 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力も選ばれる 1種または 2種以上の元素を表わ し、 Xは、 0、 N、 F力もなる群から力も選ばれる 1種または 2種以上の元素を表わす。
[0093] また、上記一般式（3)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 = l
0. 5≤c≤4
0. 5≤d≤8
0. 8 X (2/3+4/3 X c + d)≤e
e≤l. 2 X (2/3+4/3 X c + d) [0094] 上記一般式 (3)にお!/、て、 Mは、 Mn、 Ce、 Pr、 Nd、 Sm、 Eu、 Tb、 Dy、 Ho、 Erゝ Tm、及び Yb力 なる群力 選ばれる 1種または 2種以上の元素である力 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ぐ少なくとも Euを含むものであることが更に好ましい。
[0095] また、上記一般式（3)にお 、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力 中でも、 Mg、 Ca、 Sr、及び Baからな る群力 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であることが更 に好ましい。
[0096] さらに、上記一般式（3)において、 Dは、 4価の金属元素力 なる群力 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 力 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ぐ Siであることが更に好 ましい。
[0097] また、上記一般式（3)にお 、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 力もなる群力 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ぐ Alであること が更に好ましい。
[0098] さらに、上記一般式（3)において、 Xは、 0、 N、及び F力もなる群力も力も選ばれる 1種または 2種以上の元素である力 中でも、 N、または Nと O力も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く { (Oの原子数） Z(0 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。発光強度の観点力 は、この値は、 0. 3以下がより 好ましぐ 0. 1以下が発光波長 640ηπ！〜 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 600ηπ！〜 640nmに調整することができ、人間の視感度が高!ヽ 波長域に近づくために輝度の高 、発光装置が得られるので、別の観点から好ま ヽ また、上記一般式（3)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） Z (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。
[0099] さらに、上記一般式（3)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≤l. 8,さらに好ましくは c= l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≤l. 8の範囲は発光輝度が高ぐ中でも c = lが特に発光輝度が高い。
[0100] さらに、上記一般式（3)において、 dは A1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≤l. 8,さらに好ましくは d= l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≤l. 8の範囲は発光輝度が高ぐ中でも d= lが特に発光輝度が高い。
[0101] さらに、上記一般式（3)において、 eは Nなどの X元素の含有量であり、 0. 8 X (2/ 3+4Z3 X c + d)以上 1. 2 X (2Z3+4Z3 X 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。
[0102] 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 A1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 A1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。
[0103] また、赤色系蛍光体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。さらに赤色系蛍光体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。赤色系蛍光体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、 M Si N： E (ただし、 Mは 1種又は 2種以上のアル
2 5 8 u 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 (3)で表 される蛍光体、例えば：（Ca, Sr)AlSiN： Euは 3配位の窒素原子の含有量が 66%
3
である。
なお、これらの蛍光体は、 1種類を単独で用いてもよぐ 2種類以上を任意の組み合 わせ及び比率で併用してもょ 、。
[0104] 上記蛍光体の粒径は、通常 150 μ m以下、好ましくは 50 μ m以下、より好ましくは 3 O /z m以下とすることが望ましい。この範囲を上回ると、白色発光装置とした場合に発 光色のばらつきが大きくなると共に、蛍光体とバインダ (封止剤）とを混合した場合に は蛍光体を均一に分散させることが困難となる虞がある。また、粒径の下限は、通常 1 μ m以上、好ましくは 5 μ m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、蛍光体の粒度分布は比較的狭いものが好ましい。
[0105] なお、緑色系蛍光体と赤色系蛍光体の発光効率のバランスや、赤色系蛍光体がど の程度緑色系蛍光体からの発光を吸収するかにもよるが、上記緑色系蛍光体と上記 赤色系蛍光体を混合して用いる場合は、緑色系蛍光体と赤色系蛍光体の合計重量 に対して、緑色系蛍光体を重量百分率で、通常 65%以上、好ましくは 70%以上、よ り好ましくは 80%以上、特に好ましくは 85%以上含有することが好ましい。緑色系蛍 光体の重量百分率力 Sこの範囲よりも小さ 、場合は、高輝度で演色性が高く好ま 、 白色を示す白色発光装置を得ることができず、赤みの強い白色発光装置となる虞が ある。また、白色発光装置とするためには、緑色系蛍光体の重量百分率は、通常 99 %以下、好ましくは 98%以下、より好ましくは 97%以下である。
また、半導体発光素子からの発光波長における赤色系蛍光体の吸収効率が、緑色 系蛍光体の発光ピーク波長における赤色系蛍光体の吸収効率より大きいことが好ま しぐこの場合には、半導体発光素子からの発光が赤色系蛍光体に吸収されて赤色 系蛍光体が励起されて発光する確率が、緑色系蛍光体からの発光が赤色系蛍光体 に吸収されて赤色系蛍光体が励起されて発光する確率より高くなり、発光効率がより 高 、発光素子を得ることができるので好ま 、。
[0106] [1- 3- 2- 3.蛍光体の発光効率]
本発明に係る蛍光体混合物等の波長変換材料を構成する蛍光体は、その発光効 率が 20%以上であることが好ましぐ 30%以上がより好ましぐ 40%以上であることが 更に好ましぐ発光効率は高いほど良い。蛍光体の発光効率が 20%より低いと輝度 の高い発光装置が得られない。なお、発光効率は、蛍光体に照射された光の量子数 に対する蛍光体力 発せられる光の量子数として定義する。
[0107] 以下に、本発明の第 1の発光装置において定義される蛍光体の発光効率を、量子 吸収効率 ex qと内部量子効率 r? i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オ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オ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オトンをなくすためである。
[0108] 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 X e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 一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、測定しょ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オトンの他に、サンプ ルで反射された励起光の分のフオトンの寄与が重なっている。
[0109] 吸収効率 a q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 の全フオトン数 Nで割った値である。
まず、後者の励起光の全フオトン数 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」（4 50nm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。ここでこの反射スぺタト /Href ( λ )から下記 (式 I)で求められた数値は、 Νに比例する。
[0110] [数 1]
Figure imgf000034_0001
(式 I )
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。
[0111] 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。
[0112] [数 2]
(式 I I )
Figure imgf000034_0002
ここで、 Ι ( λ )は、吸収効率 a q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オトン数に対応したもの、すなわち、対象サンプルか ら生ずる全フオ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オトンを除いたも のに対応したものになる。実際のスペクトル測定値は、一般にはえに関するある有限 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、 a q = Nabs/N = (式 II) / (式 I)と求められる。
[0113] 次に、内部量子効率 7? iを求める方法を説明する。 η iは、フォトルミネッセンスによ つて生じたフオトンの数 NPLをサンプルが吸収したフオトンの数 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。
[0114] [数 3] · Ι(λ)άλ (式 m )
この時、積分区間は、サンプル力もフォトルミネッセンスによって生じたフオトンが持 つ波長域に限定する。サンプル力 反射されたフオトンの寄与を 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、 r? i= (式 III) Ζ (式 Π)と求められる。
なお、デジタルデータとなったスペクトル力も積分を行うことに関しては、 a q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 a qと内部量子効率 7? i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。
[0115] 本発明で用いられる蛍光体は、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〖こより製造することができる。
また、窒化物又は酸窒化物蛍光体の場合は、例えば、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、加圧下で加熱処理す ることにより、製造することができる。さらに、例えば、蛍光体を構成する金属元素の 一部を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、不純物が少なぐ輝度が高い蛍光体となる。
[0116] [II.第 2の発光装置に関する説明]
以下に本発明の第 2の発光装置の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載 する構成要件の説明は、本発明の第 2の発光装置の実施態様の一例 (代表例)であ り、本発明はその要旨を逸脱しない限り、これらの内容に限定はされない。 [0117] 本発明の第 2の発光装置は、光源と、該光源力 の光の少なくとも一部を吸収して 異なる波長を有する光を発する少なくとも 1種の波長変換材料 (通常は、蛍光体)とを 備える発光装置であって、該発光装置の効率が 321mZW以上であり、平均演色評 価数 Raが 85以上であり、 17. 5AZcm2の駆動電流密度で得られる発光の色度座 標値 Xを X (17. 5)、色度座標値 を (17. 5)とし、 70AZcm2の駆動電流密度で 得られる発光の色度座標値 Xを X (70)、色度座標値 (70)としたとき、色度座標 値 Xおよび色度座標値 yのずれ量、 [X (17. 5)— X (70) ]と [y (17. 5)— y (70) ] が下記式 (F)および (G)を満足するものである。
-0. 01≤x (17. 5) -x (70)≤0. 01 (F)
-0. 01≤y (17. 5) -y (70)≤0. 01 (G)
[0118] ここで発光装置の効率と ίお ISZ8113「照明用語」にお 、て定義されて 、るもので あって、光源が発する全光束を、その光源の消費電力で除した値であり、単位は「lm ZW」である。本発明において、その具体的な測定方法は、 JISZ8724「色の測定方 法一光源色」に準じた。
従来、発光効率が 301mZW以下の発光装置は知られていたが、照明用途など大 電力を消費する場合には発熱量の軽減のため、発光効率の高いことが望まれている 。本発明者等は鋭意検討を重ね 321mZW以上の従来に無い高効率の発光装置を 実現した。
[0119] 本発明の第 2の発光装置において、平均演色評価数 Raおよび特殊演色評価数 R
9 ίお ISZ8726「光源の演色性評価方法」に準じて測定した。演色評価数 ίお ISZ9112 「蛍光ランプの光源色および演色性による区分」によれば、普通形、高演色形に区分 される。本発明の第 2の発光装置は少なくとも平均演色評価数 Raが 85以上であり、 材料や、発光装置の構造を選択すれば、特殊演色評価数 Rにおいて温白色演色 A
9
Aの最低値 64以上、更には、昼光色演色 AAAの要求値 88を満足することも可能で ある。
[0120] 本発明の第 2の発光装置に使用する光源は、駆動電流を流通させると発光するも のであれば、特に制限は無ぐ第 1の発光装置に使用する光源と同様のものを使用 することができる。 [0121] これまで、 In添カ卩 GaN系青色 LEDと、 Ce付活イットリウムアルミニウムガーネット系 黄色蛍光体とを組み合わせた白色発光装置が広く使用されてきたが、前述のような 演色性が低いという欠点を有する。この課題を解決するため、次の〈1〉〜く 3〉の方式 で光源と少なくとも 1種以上の蛍光体と併用することによって、所望の色を発する発光 装置を構成することが提案されて 、る。
[0122] 〈1〉 波長 330nm〜420nmの紫外 LED発光装置とこの波長で励起され 420nm以 上 480nm以下の波長に発光ピークを持つ蛍光を発する青色蛍光体と、 500nm以 上 550nm以下の波長に発光ピークを持つ蛍光を発する緑色蛍光体と、 550nm以 上 700nm以下の波長に発光ピークを持つ赤色蛍光体の組合せ。この構成では、 L EDが発する紫外線が蛍光体に照射されると、赤、緑、青の 3色の光が発せられ、こ れの混合により白色の発光装置となる。
[0123] 〈2〉 波長 420nm〜500nmの青色 LEDとこの波長で励起されて 550nm以上 600η m以下の波長に発光ピークを持つ蛍光を発する黄色ないし赤色発光蛍光体との組 み合わせ。この構成では、 LEDが発する青色光が蛍光体に照射されると、赤、黄の 2 色の光が発せられ、これらと LED自身の青色光が混合されて白色または赤みがかつ た電球色の発光装置となる。
[0124] 〈3〉 波長 420nm〜500nmの青色 LEDとこの波長で励起されて 500nm以上 550η m以下の波長に発光ピークを持つ蛍光を発する緑色蛍光体および 6 lOnm以上 680 nm以下の波長に発光ピークを持つ蛍光を発する赤色発光蛍光体との組合せ。この 構成では、 LEDが発する青色光が蛍光体に照射されると、赤、緑の 2色の光が発せ られ、これらと LED自身の青色光が混合されて白色の発光装置となる。
[0125] 本発明の第 2の発光装置では、上記〈1〉〜〈3〉の 、ずれの構成を採用することもで きるが、いずれの場合も、本発明の第 2の発光装置は、 17. 5AZcm2の駆動電流密 度で得られる発光の色度座標値 Xを X (17. 5)、色度座標値 を (17. 5)とし、 70 AZcm2の駆動電流密度で得られる発光の色度座標値 Xを X (70)、色度座標値 yを y (70)としたとき、下記式 (F)及び (G)を満足する発光装置であることを特徴とする。
-0. 01≤x (17. 5) -x (70)≤0. 01 (F)
-0. 01≤y (17. 5) -y (70)≤0. 01 (G) [0126] すなわち、 17. 5AZcm2の駆動電流密度で得られる発光の色度座標値 xと色度座 標値 yに対する、 70AZcm2の駆動電流密度で得られる発光の色度座標値 Xと色度 座標値 yのずれ量に相当する色度座標値の差 [X (17. 5) -x (70) ]と [y (17. 5) -V (70) ]が ±0. 01以内である。駆動電流密度の変化に伴う発光の色度座標値の ずれが ±0. 01よりも大きい場合には、発光光量を制御するために駆動電流密度を 変化させると色ずれが大きくなつて、発光色が不安定となってしまう。
[0127] この色度座標値 Xおよび色度座標値 yのずれ量は少な!/ヽほど好まし!/ヽ。
即ち、ずれ量 [X (17. 5)— X (70) ]は、通常— 0. 005以上、好ましくは— 0. 004 以上、より好ましくは—0. 003以上、また、通常 0. 005以下、好ましくは 0. 004以下 、より好ましくは 0. 003以下である。さらに、ずれ量 [y (17. 5)— y (70) ]も、通常— 0. 005以上、好ましくは—0. 004以上、より好ましくは—0. 003以上、また、通常 0 . 005以下、好ましく ίま 0. 004以下、より好ましく ίま 0. 003以下である。
[0128] このような本発明の第 2の発光装置を実現するために、使用する蛍光体等の波長 変換材料について特段の制限は存在しない。ただし、第 1の発光装置において説明 した本発明に係る蛍光体混合物を使用することが好ま ヽ。
即ち、本発明の第 2の発光装置において、波長変換材料としては、 2種類以上の蛍 光体の混合物であって、該蛍光体混合物を、 25°Cにおいてピーク波長 455nmの青 色光で励起して得られる蛍光の輝度を BR (25)、色度座標値 Xを X (25)、色度座標
2
値 y¾y (25)とし、 125°Cにおいてピーク波長 455nmの青色光で励起して得られる
2
蛍光の輝度を BR ( 125)、色度座標値 Xを X (125)、色度座標値 yを y (125)としたと
2 2
き、下記式 (A)、（B)及び (C)を満足する蛍光体混合物を用いることが好ましい。
[0129] 0. 85≤BR(125) /BR (25)≤1. 15 (A)
-0. 03≤x (25) -x (125)≤0. 03 (B)
2 2
-0. 03≤y (25) -y (125)≤0. 03 (C)
2 2
[0130] 本発明に係る蛍光体混合物は、 25°Cにおいてピーク波長 455nmの青色光で励起 して得られる蛍光の輝度 [BR (25) ]に対する、 125°Cにおいて該青色光で励起して 得られる蛍光の輝度 [BR(125) ]の比率 [BR (125) ZBR(25) ]が、 0. 85未満の場 合や 1. 15より大きい場合には、そのような蛍光体混合物を用いた白色発光装置など にお 、て、それから得られる光量を変化させるために青色 LEDに流す電流値を増減 すると、得られる発光色が大きく変化し安定な発光色を得ることができない虞がある。
[0131] このような場合には、青色 LEDに流す電流量を増減させて青色光の光量を増減さ せた場合に、青色 LED力 生じる発熱量の増減によって、青色 LEDの近傍に置か れる蛍光体の温度が上下し、蛍光体からの蛍光強度が、青色 LEDの光量から期待 される蛍光強度力 大きくずれてしまうためである。すなわち、白色発光装置の光量 の増減を図ろうとして青色 LEDに通電する電流量を増減すると、青色 LEDからの発 光強度と蛍光体からの蛍光強度の混色バランスが崩れて、得られる白色発光装置の 発光色が大きく変化してしまう。
[0132] 従って、該輝度の比率 [BR(125) ZBR(25) ]が、通常 0. 85以上、好ましくは 0. 9 以上、また、通常 1. 15以下、好ましくは 1. 1以下、より好ましくは 1. 05以下である。 このような輝度の比率を得るためには、蛍光体混合物を構成する蛍光体としては、蛍 光体の温度の上昇に伴い蛍光強度が低下するいわゆる温度消光現象の程度が小さ V、ものを選ぶことが好まし 、。
[0133] また、本発明に係る蛍光体混合物は、 25°Cにおいてピーク波長 455nmの青色光 で励起して得られる蛍光の色度座標値 Xを X (25)
2 、色度座標値 (25)
2 とし、 12
5°Cにおいて同青色光で励起して得られる蛍光の色度座標値 Xを X (125)、色度座
2
標値 (125)としたとき、色度座標値 Xの差 [X (25) - X (125) ]および色度座
2 2 2
標値 yの差 [y (25)— y (125) ]が、—0. 03未満の場合や 0. 03よりも大きい場合に
2 2
は、この蛍光体混合物を使用した白色発光装置の光量増減にともなって顕著な色ず れを起してしまう虞がある。
[0134] この色度座標値 Xの差 [X (25) - X ( 125) ]および色度座標値 yの差 [y (25) -y
2 2 2 2
(125) ]は、蛍光体混合物中に含まれる 2種類以上の蛍光体のそれぞれの温度消光 の程度が大きく異なることによって引き起こされる。すなわち、発光色の異なる 2種類 以上の蛍光体を含む混合物において、蛍光体の温度消光の程度が異なる場合、例 えば、温度上昇に伴う蛍光強度の低下が一つの蛍光体は小さぐもう一つの蛍光体 は大きいとすると、それらの異なる発光強度を足し合わせた場合には、温度上昇に伴 つて発光色が変化し、色ずれを起こすこととなる。 [0135] 従って、蛍光体混合物の温度変化に伴う色度座標値 xの差 [x (25) - X (125) ]
2 2 および色度座標値 yの差 [y (25) -y (125) ]は小さいほど好ましぐ通常—0. 03
2 2
以上、好ましくは 0. 02以上、より好ましくは 0. 015以上、また、通常 0. 03以下 、好ましくは 0. 02以下、より好ましくは 0. 015以下である。
[0136] このような温度変化に伴う色度座標値 Xおよび色度座標値 yの差の小さ!/ヽ蛍光体混 合物を得るためには、混合物を構成する蛍光色の異なる複数の蛍光体は、その温度 消光による蛍光強度の変化率がほぼ一致していることが好ましい。温度消光による蛍 光強度の変化率がほぼ等しい蛍光体を組み合わせた際には、各蛍光体の蛍光強度 を足し合わせて得られる白色などの混合色が温度変化に関わりなくほぼ同一となり、 発光装置の光量変化に伴う温度変化による発光色のずれを少なくすることが可能と なる。
[0137] 本発明の第 2の発光装置の説明において、ピーク波長 455nmの青色光で蛍光体 混合物を励起して得られる輝度と色度座標値 Xおよび色度座標値 yを測定する際に は、例えば、ペルチェ素子による冷却機構とヒーターによる加熱機構とを備えており、 感度補正や波長補正を行った精度の高いダブルモノクロメーターを装備した蛍光分 光光度計を使用する。そして、冷却'加熱機構により制御して、予め 25°Cまたは 125 °Cにおいて蛍光体の表面温度が一定となることを放射温度計により確認できるまで 十分な時間を保った後に、輝度と色度座標値を測定する。また、励起光である青色 光の影響を最小限に抑えるために、励起光の半値幅を 20nm以下に狭めると共に、 470nm未満の蛍光スペクトルを使用せず、 470nm以上の蛍光スペクトルだけを使 用して、 JISZ8724に定める 3刺激値を用いて輝度 Yと色度座標値 Xおよび色度座標 値 yを算出する。
[0138] [緑色系蛍光体]
本発明の第 2の発光装置に係る波長変換材料が含有し得る少なくとも一種の 500η m〜550nmの波長範囲に蛍光強度のピーク値を有する緑色系蛍光体としては、前 記本発明の第 1の発光装置に使用する緑色系蛍光体を用いることができる。
[0139] [赤色系蛍光体]
本発明の第 2の発光装置において、色ずれの少ない発光装置の中でも特に演色 性の高い発光装置を得るためには、発光装置に用いる蛍光体混合物等の波長変換 材料が、 610ηπ！〜 680nmの波長範囲に蛍光強度のピーク値を有する赤色系蛍光 体を少なくとも 1種含有することが好ま 、。この様な波長範囲に蛍光強度のピーク 値を有する赤色系蛍光体を使用することにより、橙色、赤色、深赤色などの赤色域に ついての色再現性の高い発光装置を得ることができ、更にはこの発光装置を用いる ことにより該赤色域での色再現性に優れたディスプレイ用バックライト、画像形成装置 (ディスプレイ)や照明装置を得ることが可能となる。蛍光強度のピーク値が 610nmよ り短波長の場合には、青色 LEDと組み合わせて使用する際に赤色域の色再現性が 低くなり、 680nmより長波長の場合には演色性は高くなるが、輝度が低くなる傾向に ある。
[0140] 本発明に係る波長変換材料が含有し得る少なくとも一種の 6 ΙΟηπ！〜 680nmの波 長範囲に蛍光強度のピーク値を有する赤色系蛍光体としては、前記本発明の第 1の 発光装置に使用する赤色系蛍光体を用いることができる。
[0141] [蛍光体の発光効率]
本発明に係る蛍光体混合物等の波長変換材料を構成する蛍光体の発光効率は、 前記本発明の第 1の発光装置に使用する蛍光体と同様である。
[0142] [実施形態]
本発明の第 2の発光装置は、例えば、波長変換材料としての蛍光体を少なくとも 2 種類含む蛍光体混合物と、可視光を発光する半導体発光装置、例えば LEDや LD 等の半導体発光装置とを用いて構成され、半導体発光装置の発する可視光を吸収 してより長波長の可視光を発する高輝度で演色性が高く光量増減に伴う色ずれの少 ない発光装置を実現する。そのため、このような特性を有する本発明の第 2の発光装 置は、カラー液晶ディスプレイ等のディスプレイ用バックライトや面発光等の照明装置 等の光源として好適である。
[0143] 以下、図面を参考して本発明の第 2の発光装置の実施形態をより具体的に説明す るが、本発明の第 2の発光装置は以下の実施形態に限定されるものではなぐ本発 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。
[0144] (1)第 1実施形態 図 3は本発明の第 2の発光装置の第 1実施形態としての発光装置の要部を模式的 に示す図である。
本実施形態の発光装置 101は、フレーム 102と、光源である青色 LED (青色発光 部） 103と、青色 LED103から発せられる光の一部を吸収し異なる波長を有する光を 発する蛍光発光部 104で主に構成される。
[0145] フレーム 102は、青色 LED103、蛍光発光部 104を保持するための榭脂製の基部 である。フレーム 102の上面には、図中上側に開口した断面台形状の凹部（窪み） 1 02Aが形成されている。これにより、フレーム 102はカップ形状となっているため、発 光装置 101から放出される光に指向性をもたせることができ、放出する光を有効に利 用できるようになつている。
[0146] さらに、フレーム 102の凹部 102Aの内面は、銀などの金属メツキにより、可視光域 全般の光の反射率を高められていて、これにより、フレーム 102の凹部 102A内面に 当たった光も、発光装置 101から所定方向に向けて放出できるようになつている。
[0147] フレーム 102の凹部 102Aの底部には、光源として青色 LED103が設置されてい る。青色 LED103は、電力を供給されることにより青色の光を発する LEDである。こ の青色 LED103から発せられた青色光の一部は蛍光発光部 104内の発光物質 (波 長変換材料;ここでは、蛍光物質）に励起光として吸収され、また別の一部は、発光 装置 101から所定方向に向けて放出されるようになっている。
[0148] また、前記のように、青色 LED103はフレーム 102の凹部 102Aの底部に設置され ているのであるが、ここでは、フレーム 102と青色 LED103との間は銀ペースト（接着 剤に銀粒子を混合したもの） 105によって接着され、これにより、青色 LED103はフレ ーム 102に設置されている。さらに、この銀ペースト 105は、青色 LED103で発生し た熱をフレーム 102に効率よく放熱する役割も果たしている。
[0149] フレーム 102には、青色 LED103に電力を供給するための金製のワイヤ 106が取 り付けられており、青色 LED103と青色 LED103の上面に設けられた電極（図示省 略）とが、ワイヤ 106を用いたワイヤボンディングによって結線されている。このワイヤ 106を通電することによって青色 LED103に電力が供給され、青色 LED103が青色 光を発するようになつている。なお、ワイヤ 106は青色 LED103の構造にあわせて 1 本又は複数本が取り付けられる。
[0150] フレーム 102の凹部 102Aには、青色 LED103から発せられる光の一部を吸収し 異なる波長を有する光を発する蛍光発光部 104が設けられている。蛍光発光部 104 は、蛍光体と透明榭脂とで形成されている。蛍光体は、青色 LED103が発する青色 光により励起されて、青色光よりも長波長の光である光を発する物質 (波長変換材料 )である。蛍光発光部 104を構成する蛍光体は 1種類であっても良いし、複数からな る混合物であってもよぐ青色 LED103の発する光と蛍光体発光部 104の発する光 の総和が所望の色になるように選べばよいが、本発明の第 2の発光装置のでは、好 ましくは、前述の式 (A)〜(C)を満足する蛍光体混合物を用いる。色は白色だけで なぐ黄色、オレンジ、ピンク、紫、青緑等であっても良い。また、これらの色と白色と の間の中間的な色であっても良い。また、透明榭脂は蛍光発光部 104のバインダで あり、ここでは、可視光を全波長領域に亘つて透過させることができる合成樹脂として エポキシ榭 S旨が用いられて！/ヽる。
[0151] モールド部 108は、青色 LED103、蛍光発光部 104、ワイヤ 106などを外部から保 護するとともに、配光特性を制御するためのレンズとしての機能を持つ。モールド部 1 08には主にエポキシ榭脂等の樹脂が用いられる。
[0152] (2)第 2実施形態
図 4は本発明の第 2の発光装置の第 2実施形態としての発光装置の要部を模式的 に示す図である。
本実施形態の発光装置 110は、フレーム 112と、光源である青色 LED (青色発光 部） 113と、青色 LED113から発せられる光の一部を吸収し異なる波長を有する光を 発する蛍光発光部 114とで主に構成される。
[0153] フレーム 112は、青色 LED113、蛍光発光部 114を保持するための榭脂製の基部 である。フレーム 112の上面には、図中上側に開口した断面台形状の凹部（窪み） 1 12Aが形成されている。これにより、フレーム 112はカップ形状となっているため、発 光装置 110から放出される光に指向性をもたせることができ、放出する光を有効に利 用できるようになつている。
[0154] また、凹部 112Aの底部には、発光装置 110の外部力も電力を供給される図示しな い電極が設けられていて、この電極から、青色 LED113に電力を供給できるようにな つている。
フレーム 112の凹部 112Aの内面は、可視光域全般の光の反射率が高!、材質から なる。これにより、フレーム 112の凹部 112A内面に当たった光も、発光装置 110から 所定方向に向けて放出できるようになつている。なお、電極は可視光域全般の光の 反射率が高 、金属メツキが施される。
[0155] フレーム 112の凹部 112Aの底部には、光源として青色 LED113が設置されてい る。青色 LED113は、電力を供給されることにより青色の光を発する LEDである。こ の青色 LED113から発せられた青色光の一部は蛍光発光部 114内の発光物質 (こ こでは、蛍光物質）に励起光として吸収され、また別の一部は、発光装置 110から所 定方向に向けて放出されるようになっている。
[0156] フレーム 112の凹部 112Aの底部に設置された青色 LED113とフレーム 112との 間は銀ペースト (接着剤に銀粒子を混合したもの） 115によって接着され、これにより 、青色 LED113はフレーム 112に設置されている。さらに、この銀ペースト 115は、青 色 LED113で発生した熱をフレーム 112に効率よく放熱する役割も果たして 、る。
[0157] フレーム 112には、青色 LED113に電力を供給するための金製のワイヤ 116が取 り付けられており、青色 LED113とフレーム 112の凹部 112Aの底部に設けられた電 極（図示省略）と力 ワイヤ 116を用いてワイヤボンディングによって結線されて 、て、 このワイヤ 116を通電することによって青色 LED113に電力が供給され、青色 LED 1 13が青色光を発するようになつている。なお、ワイヤ 116は青色 LED113の構造に にあわせて 1本又は複数本が取り付けられる。
[0158] フレーム 112の凹部 112Aには、青色 LED113から発せられる光の一部を吸収し 異なる波長を有する光を発する蛍光発光部 114が設けられている。蛍光発光部 114 は、蛍光体と透明榭脂とで形成されている。蛍光体は、青色 LED113が発する青色 光により励起されて、青色光よりも長波長の光である光を発する物質 (波長変換材料 )である。蛍光発光部 114を構成する蛍光体は 1種類であっても良いし、複数からな る混合物であってもよぐ青色 LED113の発する光と蛍光体発光部 114の発する光 の総和が所望の色になるように選べばよいが、本発明の第 2の発光装置のでは、好 ましくは、前述の式 (A)〜(C)を満足する蛍光体混合物を用いる。色は白色だけで なぐ黄色、オレンジ、ピンク、紫、青緑等であっても良い。また、これらの色と白色と の間の中間的な色であっても良い。また、透明榭脂は蛍光発光部 114のバインダで あり、ここでは、可視光を全波長領域に亘つて透過させることができる合成樹脂である エポキシ榭脂又はシリコーン榭脂が用いられて 、る。
[0159] 図 5は、図 3に示す発光装置 101を組み込んだ面発光照明装置 109を示すが、図 5に示されるように、照明装置内面を白色の平滑面等の光不透過性とした方形の保 持ケース 109Aの底面に、多数の発光装置 101を、その外側に発光装置 101の駆動 のための電源及び回路等（図示せず。）を設けて配置し、保持ケース 109Aの蓋部に 相当する箇所に、白色としたアクリル板等の拡散板 109Bを発光の均一化のために 固定してなる。
[0160] そして、面発光照明装置 109を駆動して、発光装置 101の青色 LED103に電圧を 印加することにより青色光等を発光させ、その発光の一部を、蛍光発光部 104におけ る波長変換材料としての蛍光体混合物が吸収し、より長波長の光を発光し、一方、蛍 光体に吸収されなかった青色光等との混色により演色性の高い発光が得られ、この 光が拡散板 109Bを透過して、図面上方に出射され、保持ケース 109Aの拡散板 10 9B面内において均一な明るさの照明光が得られることとなる。
[0161] 同様に、本発明の第 2の発光装置は、カラー液晶ディスプレイ等のディスプレイの 光源、即ちノ ックライトとして組み込むことも出来る。
[0162] [III. 白色発光装置に関する説明]
以下、本発明の白色発光装置の一実施形態について説明するが、本発明の白色 発光装置は以下の実施形態に限定されるものではなぐ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。
[0163] 本実施形態の白色発光装置（白色発光素子）は、光 (以下適宜、「一次光」という） を発生する光源 (発光素子等）と、この光源からの光の少なくとも一部を吸収して、一 次光とは波長の異なる光 (以下適宜、「二次光」という）を発する少なくとも 1種類の波 長変換材料とを備え、波長変換材料が発する二次光を含む白色光を発するようにな つている。ここで、白色光は、一次光と二次光との合成光、 2以上の二次光の合成光 などとして合成された光として得ることができる。
また、本実施形態の白色発光装置においては、上記白色光の発光スペクトルの、 5 OOnmから 650nmの波長範囲（以下適宜、この波長範囲を「所定波長範囲」 t\、う） における最大発光強度力 上記所定波長範囲における最小発光強度の 150%以下 である。
[0164] [III 1. 白色光]
[III - 1 - 1.発光スペクトルが平坦である点]
白色発光装置は、主に照明に使用され、物体の色を忠実に再現されること (即ち、 発する白色光の演色性が高いこと）が望まれる。これを実現するためには、白色発光 装置が発する白色光が、自然光に含まれる可視光成分をすベて含んでいることが好 ましい。特に、発光スペクトルの 500nmから 650nmの所定波長範囲は、視感度が高 ぐ青緑から赤色の主要な光成分を含む波長範囲であり、この波長範囲の可視光成 分を均等に含むこと、即ち、発光スペクトルが平坦であることは、良好な演色性につ ながる。
[0165] 中でも、相関色温度 5000K付近の昼白色、及び、相関色温度 6500K付近の昼光 色の白色照明は、国内外で使用される白色照明の大部分を占める照明色調であり、 これらの相関色温度での完全放射体の発光スペクトルは、上述の所定波長範囲でほ ぼ平坦である。したがって、白色発光装置を照明装置として使用する場合にも、同様 に、本実施形態の白色発光装置が発する白色光は、上記の所定波長範囲において 平坦なスペクトルを有することが好まし!/、。
[0166] なお、 650nmより大きい波長範囲の光は、特に視感度が低ぐこの波長範囲の光 を発生させることは白色発光装置全体の効率低下につながる虞がある。このため、本 実施形態の白色発光装置が発する白色光は、 650nmより大きい波長範囲、即ち、 所定波長範囲よりも大きい波長範囲の光成分の発光強度は小さくてもよい。
[0167] 一方、 500nm未満の波長範囲の光については、所定波長範囲の光と同様に平坦 であることが好ましい。ただし、発光素子等の一次光の光源で現在入手できるものは 、通常、発光の半価幅が小さい。このため、 500nm未満の波長範囲においては、本 実施形態の白色発光装置が発する白色光は、特定の波長の光が強ぐそれに近い 波長域の光が少ない状況とならざるを得ない。し力しながら、 500nm未満の青色から 青紫色の領域も、 650nmより大きい波長範囲の光と同様に視感度が低いため、 500 nm未満の波長範囲、即ち、所定波長範囲未満の波長範囲の光成分の発光スぺタト ルが平坦でなくとも、演色性等の特性が大きく低下することはない。
[0168] 上記の所定波長範囲における発光スペクトルの平坦の度合いは、次のように求めら れる指標 I (ratio)により表わすことができる。
所定波長範囲における発光スペクトルの最小発光強度 I (min)と最大発光強度 I ( max)とを測定し、その比率を0 /0単位で表したものを I (ratio)とする。この I (ratio)は 、以下の式 (i)で計算される。
I (ratio) = { I (max) /\ (min) } X 100 (i)
[0169] I (ratio)は、定義上 100%以上の値になるが、本実施形態の白色発光装置が発す る白色光においては、この I (ratio)力 通常 150%以下、好ましくは 140%以下、より 好ましくは 135%以下、更に好ましくは 130%以下であることが望ましい。即ち、上記 所定波長範囲における白色光の発光スペクトルの最大発光強度が最小発光強度に 対して上記範囲の大きさとなるようにすれば良い。 I (ratio)が 100%に近いほど発光 スペクトルが平坦であることになるため、 I (ratio)は小さいほど好ましいのである。
[0170] [III 1 2. 白色光の相関色温度]
本実施形態の白色発光装置が発する白色光の相関色温度は、本発明の効果を著 しく損なわない範囲で任意であるが、従来の蛍光ランプの光源色に関する JIS規格（ Z 9112)における昼白色 (記号 N)、または、昼光色 (記号 D)に準じた発光色である ことが好ましい。昼白色は、相関色温度が 4600K以上、 5400K以下に相当し、昼光 色は、相関色温度が 5700K以上、 7100K以下に相当する。相関色温度の範囲とし て更に好ましいのは、昼白色における 4800K以上、 5200K以下の範囲と、昼光色と における 6000K力ら 6800Kの範囲であり、昼白色としては 5000Kに、昼光色として は 6500Kにできるだけ近いことが更に好ましい。なお、相関色温度は、 JIS Z 872 5に準じて求めるものであり、黒体放射軌跡からの距離が小さくなるように発光色を調 節することが好ましい。
[0171] [III 1 3. 白色光の色] 本実施形態の白色発光装置が発する白色光の色は、その用途等に応じて任意に 設定することができる。なお、明細書において、白色と ίお IS Z8110の色区分に規 定する白色のことを指す。また、白色光の色は、色彩輝度計、放射輝度計などで測 定することができる。
[0172] さらに、 CIE色度図との関係で言えば、白色光の色は、 CIE色度図において、色度 座標 (X, y)が（0. 33, 0. 33)の通常の白色光はもとより、例えば、色座標 (x, y)が（ 0. 28, 0. 25)、 (0. 25, 0. 28)、 (0. 34, 0. 40)及び（0. 40, 0. 34)で囲まれた 領域内となる色にして用いてもよい。
[0173] [III 1 4. 白色光の発光効率]
本実施形態の白色発光装置において、白色光の発光効率は、通常 201mZW以 上、好ましくは 301mZW以上、より好ましくは 401mZW以上である。この範囲の下限 を下回る素子を多数使用することによつても必要な明るさを得ることができるが、エネ ルギーを多く消費することになるため、好ましくない。なお、白色発光装置の発光効 率は、例えば、積分球で測定した白色光の光束を供給電力で割ることにより測定す ることがでさる。
[0174] [III 1 5. 白色光の演色性]
本実施形態の白色発光装置によれば、白色光の演色性を高めることができる。具 体的な値としては特に制限されないが、 JIS— Z8726に規定された演色性評価数 R 〜Rの平均値 Raの値として、通常 80以上、好ましくは 85以上、より好ましくは 90以
8
上である。
[0175] [III 2.構成]
以下、図 6に本実施形態の白色発光装置の模式的な断面図を示して白色発光装 置の構成を説明するが、図 6に示した白色発光装置は本発明の白色発光装置の一 例であり、本発明の白色発光装置は以下の実施形態に限定されるものではない。
[0176] 図 6に示すように、本実施形態の白色発光装置 201は、一次光を発する光源として の発光素子 202と、一次光を吸収して二次光を発する少なくとも 1種類の波長変換材 料 203, 204とを備える。また、通常、白色発光装置 201は、発光素子 202及び波長 変換材料 203, 204を保持するための基部としてフレーム 205を備えて 、る。 なお、本実施形態の白色発光装置 201は、発する白色光が、所定波長範囲にお いて発光スペクトルが平坦であり、相関色温度、色、強度及び発光効率が上述した 範囲になるようになって 、るものとする。
[0177] [III 2— 1.フレーム]
フレーム 205は、発光素子 202及び波長変換材料 203, 204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 205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、白色発光装置が放出する光を有効 に利用できるため、好ましい。
[0178] また、フレーム 205の材質の具体例としては、金属、合金、ガラス、カーボン等の無 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、発光素子 202や波長変換材料 203, 204から発せられる光 (例えば、一次 光や二次光）が当たるフレーム 205の面は、当たった光の反射率を高められているこ とが好ましぐ特に、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-ァ粉等の高い反射率 を有する物質を含んだ素材 (射出整形用榭脂など)でフレーム 205の全体又はフレ ーム 205の表面を形成することが挙げられる。
[0179] また、フレーム 205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 205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ツキ、或いは蒸着処理することにより、光の反射率 を高めることちでさる。
なお、反射率を高める部分は、フレーム 205の全体であっても一部であってもよい 力 通常は、発光素子 202や波長変換材料 203, 204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 、ることが望ま 、。
[0180] さらに、通常は、フレーム 205には発光素子 202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 205の凹部 205Aの底に、 発光素子 202に電力を供給するための導電性端子 206, 207が形成されていて、導 電性端子 206, 207は外部の電源（図示省略）に接続されるようになっている。
[0181] [III 2— 2.発光素子]
発光素子 202は、波長変換材料 203, 204の励起光として一次光を発するもので あり、光源として機能する。また、一次光の一部は、白色発光装置 201が放出する白 色光の一成分として用いられることもあり、この場合、一次光と二次光とを合成した合 成光が白色光として白色発光装置 201から発せられることになる。即ち、発光素子 2 02から発せられる一次光のうちの一部は波長変換材料 203, 204に励起光として吸 収され、また別の一部は、白色発光装置 201から発せられるようになる。なお、白色 光は必ずしも一次光を含む必要はなぐ例えば、本実施形態の白色発光装置 201が 2種以上の二次光の合成光として白色光を発するようにしても良 ヽ。
[0182] 発光素子 202の種類は任意であり、白色発光装置 201の用途や構成に応じて適 当なものを選択することができる。発光素子 202の例としては、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)、エレクトロル ミネセンス素子などが挙げられる。中でも通常は、安価な LEDが好ましい。
[0183] また、発光素子 202が発する一次光の発光波長も任意であり、白色発光装置 201 に放出させる白色光に応じて適当な発光波長の一次光を発する発光素子を用いれ ばよい。通常は、近紫外から青色の光を一次光として発する発光素子を用いることが 望ましい。一次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 囲の上限を上回る場合には、発光効率の高い発光装置を得るのが難しぐまた、一 次光の発光波長が 480nm以上と 、う青緑色より波長の長!、光とした場合、それを青 色の光に効率よく変換することは極めて難しいため、青色の光を含まない発光装置と なってしまい白色発光装置を得ることができなくなる虞がある。また、下限を下回る場 合にも発光効率の高い発光装置を得ることが極めて難しくなる。
[0184] 発光素子 202の具体例としては、シリコンカーバイド、サファイア、窒化ガリウム等の 基板に、 MOCVD法等の方法で結晶成長された InGaN系、 GaAIN系、 InGaAIN 系、 ZnSeS系半導体等を用いた LEDなどが挙げられる。中でも、 (In, Ga) Nを主成 分とする LEDを使用することが好ま U、。
なお、発光素子 202は 1個を単独で用いてもよぐ 2個以上の発光素子 202を併用 しても良い。さらに、発光素子 202は 1種のみで用いてもよぐ 2種以上のものを併用 しても良い。
[0185] また、発光素子 202をフレーム 205に取り付ける場合、その具体的方法は任意であ る力 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 205に形成された電極や端子 206, 207等力も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 一ダイオードなどを発光素子 202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、発光素子 202の設置にハンダを用いることは有効である。
[0186] また、ハンダ以外の手段によって発光素子 202をフレーム 205に取り付ける場合に は、例えば、エポキシ榭脂、イミド榭脂、アクリル榭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〖こ 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、接着剤を通電して発光素 子 202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。
[0187] さらに、発光素子 202への電力供給方法も任意であり、上述したハンダゃ接着剤を 通電させる他、発光素子 202と電極や端子 206, 207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ぐ素材ゃ寸 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 20 μ m〜40 μ mとすることができる力 ワイヤは これに限定されるものではない。
[0188] また、発光素子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 チップ実装により発光素子 202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、発光素子 202として LEDを用い、この発光素子 202がフ レーム 205の凹部 205Aの底部には設置されている。さらに、発光素子 202は、導電 性端子 206と直接接続され、また、導電性端子 207とワイヤ 208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。
ただし、光源としては、上述した発光素子以外のものを使用しても良い。
[0189] [III 2— 3.波長変換材料]
波長変換材料 203, 204は、発光素子 202から発せられる一次光の少なくとも一部 を吸収し、吸収した一次光とは波長が異なる二次光を発するものである。そして、波 長変換材料 203, 204を適切に選択することにより、一次光と二次光との合成光や、 2種以上の二次光の合成光として、白色光が得られる。
[0190] 波長変換材料 203, 204は、本発明の効果を著しく損なわない限り、白色発光装置 201の用途に応じて公知のものを適宜選択して用いることができる。また、波長変換 材料 203, 204の発光自体は、蛍光、りん光など、どのようなメカニズムにより発光が 行なわれるものでも制限は無い。さらに、波長変換材料 203, 204は、本発明の要旨 を逸脱しな 、範囲であれば 1種を単独で用いても良 、が、上記のように I (ratio)を小 さくする観点力もは、発光波長の異なる波長変換材料 203, 204を 2種以上使用する ことが好ましい。さらに、波長変換材料 203, 204を 2種以上用いる場合、その組み合 わせ及び比率は任意である。
[0191] また、波長変換材料 203, 204は、励起光として吸収する光 (通常は、一次光）の波 長や、発光する光 (即ち、二次光)の波長に制限はなぐ本発明の効果を著しく損な わない限り任意である。これらの光の好ましい波長範囲を挙げると、波長変換材料 20 3, 204の励起光の波長範囲は、通常 350nm以上、好ましくは 400nm以上、より好 ましくは 430nm以上、また、通常 600nm以下、好ましくは 570nm以下、より好ましく は 550nm以下が望ましい。一方、波長変換材料が発する光の波長は、通常 400nm 以上、好ましくは 450nm以上、より好ましくは 500nm以上、また、通常 750nm以下、 好ましくは 700nm以下、より好ましくは 670nm以下が望まし 、。
[0192] さら〖こ、 2種類の波長変換材料 203, 204を用いる場合には、以下の特徴を満足す る第 1波長変換材料及び第 2波長変換材料を併用することが好ましい。
第 1波長変換材料は、励起光として、波長が通常 350nm以上、好ましくは 400nm 以上、より好ましくは 430nm以上、また、通常 520nm以下、好ましくは 500nm以下、 より好ましくは 480nm以下の光を吸収するものが望ましい。
また、第 1波長変換材料は、発する光の波長が、通常 400nm以上、好ましくは 450 nm以上、より好ましくは 500nm以上、また、通常 600nm以下、好ましくは 570nm以 下、より好ましくは 550nm以下であるものが望ましい。
[0193] 一方、第 2波長変換材料は、励起光として、波長が通常 400nm以上、好ましくは 4 50應以上、より好ましくは 500nm以上、また、通常 600nm以下、好ましくは 570η m以下、より好ましくは 550nm以下の光を吸収するものが望ましい。
また、第 2波長変換材料は、発する光の波長が、通常 550nm以上、好ましくは 580 nm以上、より好ましくは 600nm以上、また、通常 750nm以下、好ましくは 700nm以 下、より好ましくは 670nm以下であるものが望ましい。
上記のような波長範囲の励起光を吸収し、上記のような波長範囲の光を発する波 長変換材料を用いることにより、可視光領域すベての波長の光を発する発光装置と することができ、特に 500nmから 650nmの範囲のすべての波長の光を発することが できるという利点を得ることができる。なお、波長変換材料 1種類でも本発明の要件を 満足することができるのであれば、それでよい。
[0194] さらに、本実施形態の白色発光装置 201を構成するにあたっては、波長変換材料 203, 204として適切な材料を用いることにより、より特性の優れた白色発光装置 201 を得ることが可能となる。波長変換材料 203, 204として備えるべき特性としては、例 えば、温度上昇による発光強度の変化が小さいこと、内部量子効率が高いこと、吸光 度が大き!/、こと等が挙げられる。
[0195] '温度上昇による発光強度の変化が小さいこと
波長変換材料 203, 204は、温度上昇による発光強度の変化が小さいことが好まし い。即ち、発光強度の温度依存性が小さいこと好ましい。波長変換材料 203, 204と して温度依存性が大きいものを用いると、温度条件により二次光の強度が変化し、一 次光と二次光との強度のバランスや二次光同士の強度のバランスが変化して、白色 光の色調が変化する虞がある。具体例を挙げると、発光素子 202として例えば LED 等のように発光に伴い発熱するものを用いた場合には、点灯を継続すると発光素子 202の発熱により白色発光装置 201の温度が経時的に上昇し、それに伴って波長変 換材料 203, 204が発する二次光の強度が変化して、点灯直後と継続点灯時とで白 色光の色調が変化する虞がある。しかし、波長変換材料 203, 204の温度依存性が 小さいものを用いることで、上述した色調変化を抑制することが可能となる。
[0196] 温度上昇による発光強度の変化は、 25°Cにおける輝度に対する 100°Cにおける輝 度の比率 (以下適宜、「輝度保持率」という) TR(%)によって表わすことができる。具 体的には、輝度保持率 TRが通常 80%以上、好ましくは 90%以上、より好ましくは 95 %以上であることが望まし!/、。
[0197] なお、 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 10 Omgの測定サンプル粉 (波長変換材料)を詰め、装置内にセットする。その後、 25°C 並びに 100°C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。そして、 25°Cにおける輝度に対する、 100°Cに おける輝度の比率を計算し、輝度保持率 TR(%)とする。
[0198] また、これに関連し、波長変換材料 203, 204は硫黄の含有量が少ないことが好ま しい。硫黄は、波長変換材料 203, 204の熱による劣化の原因となる場合があるため 、硫黄が少ない、好ましくは硫黄を含まない波長変換材料 203, 204を使用すること により、特性の良い白色発光装置を得ることができる。具体的には、波長変換材料 2 03, 204として、硫黄を含む化合物を母体とするものを含まないこと、即ち、硫化物、 酸硫化物、硫酸塩などを含まないことが好ましい。
[0199] ·内部量子効率が高いこと
波長変換材料 203, 204は、その内部量子効率が、通常 40%以上、好ましくは 50 %以上であることが望ましい。この範囲の下限を下回る材料は白色発光装置の発光 効率を低下させるので好ましくない。また、中でも 500nmから 600nmの波長の光を 発する波長変換材料 203, 204に関しては、視感度が特に高い領域の光を二次光と して発生するため、内部量子効率はさらに高いことがより好ましぐ具体的には 60% 以上であることがより好まし!/、。 [0200] ·吸光度が高いこと
波長変換材料 203, 204の吸光度は、通常 50%であり、 60%以上であることが好 ましぐ 70%以上であることがより好ましぐ 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、やはり、白色発光装置の発光効率を十分に高くできなくな る虞がある。
[0201] なお、上記の内部量子効率及び吸光度は、発光素子 202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、発光素子 202が発する光の発光ピーク波長 の光 (以下適宜、単に「発光素子 202の発光ピーク波長の光」 、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、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。
[0202] 次に、波長変換材料に発光素子の発光ピーク波長の光を入射して、波長変換材料 に反射した光、及び、波長変換材料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、発光素子の発光ピーク波長の光が波長変換材料で反射した反射光強度 RPを 測定する。
[0203] そして、下記式 (ii)により、波長変換材料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オトン 数対応値 PAに換算する。
吸収光強度 AP= { (反射光強度 RW) /0. 97} （反射光強度 RP) (ii) 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オトン数対応値 R WAに換算する。
[0204] その後に、反射光強度 RPの測定において捉えた、波長変換材料に発光素子の発 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、波長変換材料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、発光フオトン数対応値 PPに換算する。
[0205] 最後に、「内部量子効率 = (発光フオトン数対応値 PP) Z (吸収光フオトン数対応値 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 = (吸収光フオトン数対応値 PA) Z{ (反射光フォトン数対 応値 RWA) ZO. 97}」によって算出する。
なお、上記の内部量子効率が高いこと、及び、吸光度が大きいことが好ましぐ両特 性を共に備えて 、ることが更に好ま 、。
[0206] 上記のような特性を満足する波長変換材料 203, 204としては、例えば、 Ca Sc Si
3 2
O ： Ce、 Ca (Sc, Mg) Si O ： Ce、 CaSc O： Ceなどの緑色発光材料と、 CaAl
3 12 3 2 3 12 2 4
SiN： Eu2+、 (Sr, Ca) AlSiN： Eu2+、 SrAlSiN： Eu2+などの赤色発光材料とを適
3 3 3
切な比率で混合した材料を使用することができるが、上述の条件を満たしさえすれば 特にこれらに制限されるものではない。
[0207] 以下、本実施形態の白色発光装置に用いて好適な波長変換材料 203, 204の例 として、上記の第 1波長変換材料及び第 2波長変換材料の具体例を挙げる。ただし、 波長変換材料 203, 204は以下の例示物に限定されるものではない。
[0208] (第 1波長変換材料の例）
第 1波長変換材料の第 1の例としては、前記本発明の第 1の発光装置に使用する 緑色系蛍光体を挙げることができる。
[0209] (第 1波長変換材料のその他の例）
第 1波長変換材料のその他の例としては、（Ba, Ca, Sr) MgAl O ： Euや、（Ba,
10 17
Mg, Ca, Sr) (PO) Cl : Eu、 (Ba, Ca, Sr) MgSi O： Eu等の 400nm〜500nm
5 4 3 2 8
に発光ピークを持つ物質や、 (Ba, Ca, Sr) MgAl O ： Eu, Mn、 (Ba, Ca, Sr) Al
10 17
O： Eu, (Ba, Ca, Sr) Al O： Eu, Mn、 (Ca, Sr) Al O： Eu,一般式 Ca Si
2 4 2 4 2 4 x 12- (m +
Al O N ： Eu (但し、 0. 3く xく 1. 5、 0. 6 < m< 3、 0≤n< l . 5)で表され n) (m+n) n 16-n
る Euで付活された oi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。
[0210] (第 2波長変換材料の例） 第 2波長変換材料の第 1の例としては、前記本発明の第 1の発光装置に使用する 赤色系蛍光体を挙げることができる。
[0211] (第 2波長変換材料のその他の例）
第 2波長変換材料のその他の例としては、発光素子が発する一次光や第 1波長変 換材料が発する二次光と合成されて白色光となる波長の光を発するものであれば特 に制限はされないが、例えば、一般式 Ca Si Al O N ： Eu (但し、 0.
x 12- (m+n) (m+n) n 16_n
3 < χ< 1. 5、 0· 6 < m< 3, 0≤n< l . 5)で表される Euで付活された αサイアロン、 Ca Si N： Euゝ Sr Si N： Euゝ (Ca, Sr) Si N： Euゝ CaSi N ： Euゝ蛍光を発す
2 5 8 2 5 8 2 5 8 7 10
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。
[0212] なお、上述した第 1波長変換材料と第 2波長変換材料とを組み合わせて使用する 場合、両者の使用量の比率は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、 第 1波長変換材料に対する第 2波長変換材料の体積比は、通常 0. 05以上、好まし くは 0. 1以上、より好ましくは 0. 2以上、また、通常 1以下、好ましくは 0. 8以下、より 好ましくは 0. 5以下とすることが望ましい。この比が大きすぎても小さすぎても好まし い白色光を得ることが難しくなる。
[0213] さらに、波長変換材料 203, 204は、通常は粒子状で用いられる。この際、波長変 換材料 203, 204の粒子の粒径は任意である力 通常 150 /z m以下、好ましくは 50 μ m以下、より好ましくは 30 μ m以下とすることが望ましい。この範囲を上回ると、白 色発光装置 1の発光色のばらつきが大きくなると共に、波長変換材料 202とバインダ (封止剤）とを混合した場合には波長変換材料 203, 204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 1 μ m以上、好ましくは 5 μ m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。
[0214] さらに、波長変換材料 203, 204の存在状態は本発明の白色発光装置の効果を著 しく損なわない範囲で任意である。例えば、バインダ 209を用いてフレーム 205に保 持するようにしても良ぐまた、バインダ 209を用いずにフレーム 205に固定するように しても良い。
ノインダ 209は、通常、粉末状や粒子状の波長変換材料 203, 204をまとめたり、 フレーム 205に添着させたりするために用いる。本実施形態の白色発光装置 201に 用いるバインダ 209について制限は無ぐ公知のものを任意に用いることができる。
[0215] ただし、白色発光装置 201を透過型、即ち、一次光や二次光などがバインダ 209を 透過して白色発光装置 201の外部に放出されるように構成した場合、バインダ 209と しては、白色発光装置 201が発する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。
[0216] ノインダ 209の例を挙げると、榭脂等の他、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、榭脂としては、エポキシ榭脂、シリコーン榭脂等の有機合 成榭脂、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。
[0217] また、バインダ 209として榭脂を用いる場合、その樹脂の粘度は任意であるが、使 用する波長変換材料 203, 204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 209を用いることが望ましい。例えば、エポキシ榭脂を ノインダ 209に使用するときに、波長変換材料 203, 204の粒径力 ^2 m〜5 m、 その比重が 2〜5である場合には、通常、 1〜： LOPasの粘度のエポキシ榭脂を用いる と、波長変換材料 203, 204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 209は 1種を単独で用いても良ぐ 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。
[0218] さらに、波長変換材料 203, 204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ぐ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、白色発光装置 201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、波長変換材料 203, 204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。
[0219] また、バインダ 209を用いないで波長変換材料をフレームに保持させようとすること も可能である。例えば、波長変換材料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ようにすることができる。また、例えば波長変換材料でガ ラスを作製したり、波長変換材料の単結晶を加工したものをフレームに取り付けたりし ても良い。
[0220] なお、バインダ 209を用いる場合には、上記のその他の成分はノインダ 209中に分 散させるようにすればよ!ヽが、バインダ 209を用いな 、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。
[0221] 本実施形態においては、波長変換材料 203, 204として、上述した第 1波長変換材 料に属する波長変換材料 203と、第 2波長変換材料に属する波長変換材料 204とを 用い、これらの波長変換材料 203, 204はバインダ 209に分散させた状態でフレーム 205の凹部 205Aに保持させるようになつている。
また、本実施形態で用いる波長変換材料 203, 204は、温度上昇による発光強度 の変化が小さぐ内部量子効率が高ぐ吸光度も高いものを用いている。さらに、バイ ンダ 209は発光素子 202が発する一次光や波長変換材料 203, 204が発する二次 光を透過できるようになつていて、これにより、一次光と二次光との合成光として白色 光が発せられるようになって!/、るものとする。
[0222] [III 2— 4.製造方法]
白色発光装置 201の製造方法に制限はなく任意であるが、例えば、波長変換材料 203, 204並びに適宜用いられるバインダ 209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、発光素子 202を取り付けたフレーム 205 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、発光素子 20 2はスラリーの塗布時や塗布後にフレーム 205に取り付けるようにしても良い。
[0223] スラリーの調製は、波長変換材料 203, 204と、適宜用いられるバインダ 209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 209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力 本 発明の白色発光装置の説明ではこれらを含めてスラリーと呼ぶことにする。
[0224] スラリー調製に用いる分散媒に制限は無ぐ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—へキサン、 n—ヘプタン、ソルべ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、メチルェチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン 類、酢酸ェチル、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。
[0225] 次に、調製したスラリーをフレーム 205等の基材に塗布する。塗布方法は任意であ る力 例えば、デイスペンス、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、波長変換材料 203, 204をフレーム 205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 °C〜百数十 °C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。
[0226] なお、反射型の白色発光装置 (後述)を製造する目的で波長変換材料 203, 204 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 ヽ。
[0227] また、スラリーを用いない方法もある。例えば、波長変換材料 203, 204と、適宜使 用されるバインダ 209やその他の成分とを混合し、混鍊成形することによって波長変 換材料 203, 204をフレーム 205に取り付けるようにして白色発光装置 201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ーダ ィ押出、インフレーション押出、ブロー成形、溶融紡糸、異型押出等)、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。
[0228] さらに、バインダ 209がエポキシ榭脂ゃシリコーン榭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 209と波長変換材料 203, 204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 209を硬化させて波長変 換材料 203, 204をフレーム 205に取り付けるようにして白色発光装置 201を製造す ることもできる。また、バインダ 209が UV (紫外線)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 209を硬化させて波長変換材 料 203, 204をフレーム 205に取り付けるようにして白色発光装置 201を製造すること ちでさる。
[0229] ところで、波長変換材料 203, 204は、白色発光装置 201の製造の際に一連のェ 程の中で作製してもよいが、予め波長変換材料 203, 204を含む部材を別途用意し ておき、フレーム 205等に後力も組み込んで白色発光装置 201を完成させるようにし ても良い。
[0230] [III 3.作用]
本実施形態の白色発光装置 201は上記のように構成されているため、使用時には 、発光素子 202に電力を供給して発光素子 202を発光させる。発光素子 202は電力 の供給により一次光を発する。一次光の一部は、バインダ 209に分散した波長変換 材料 203, 204に吸収され、これ〖こより、波長変換材料 203, 204は、それぞれ二次 光として蛍光を発する。以上のようにして、波長変換材料 203, 204に吸収されなか つた一次光と、波長変換材料 203, 204が発した二次光とがバインダ 209を透過して 、白色発光装置 201から一次光と二次光との合成光として白色光が発せられる。
[0231] 本実施形態の白色発光装置 201が発する白色光は、上記の所定波長範囲におい て平坦な発光スペクトルを有して ヽるため、演色性に優れる。
また、本実施形態の白色発光装置 201では、発光強度の温度依存性が小さい波 長変換材料 203, 204を用いているため、従来のような点灯後の白色光の経時的な 色調変化を抑制することができる。
[0232] さらに、本実施形態の白色発光装置 201では、発光素子 202が発する一次光と同 様の波長の光に対して、内部量子効率が高ぐ且つ、吸光度が高い波長変換材料 2 03, 204を用いているため、白色発光装置 201が発する白色光の強度を従来よりも 高め、白色発光装置 201の発光効率を向上させることができる。
なお、本実施形態では白色光が一次光を成分として含むものを挙げたが、白色光 がー次光を含まないものも同様の利点を得ることができる。
[0233] [III 4.その他]
以上、本発明の白色発光装置の一実施形態について説明したが、本発明の白色 発光装置は上記の実施形態に限定されるものではなぐ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。
例えば、白色発光装置 201を反射型に形成しても良い。具体例を挙げると、図 7に 示すように、発光素子 202から発せられた一次光がフレーム 205の表面等で反射し て外部に発せられる構成にしても良い。なお、図 7において、図 6と同様の符号で示 す部位は、図 6と同様のものを表わす。
[0234] 図 7の構成では、発光素子 202は梁 210によってフレーム 205から離して設けられ 、また、波長変換材料 203, 204はバインダ 209に分散した状態でフレーム 205の凹 部 205 Aの表面に塗布形成されている。
また、導電性端子 206, 207は、発光素子 202に電力を供給できるよう、梁 210に 設けられている。このほかは、図 7の白色発光装置 201は、上記の実施形態と同様に 構成されている。
[0235] この場合、発光素子 202から発せられた一次光の一部はフレーム 205の表面等で 反射して白色光の一成分として白色発光装置 201の外部に向けて発せられ、別の一 部は波長変換材料 203, 204に吸収される。そして、凹部 205Aの表面に固定され た波長変換材料 203, 204は一次光を吸収し励起されて二次光を発する。これにより 、白色発光装置 201は一次光と二次光との合成光として白色光を発することができる ようになっている。
[0236] 白色発光装置 201をこのように反射型に構成した場合でも、白色光が上記の所定 波長範囲にぉ 、て平坦な発光スペクトルを有するようにすることにより白色光の演色 性を向上させることができ、また、発光強度の温度依存性が小さい波長変換材料 20 3, 204を用いることにより点灯後の白色光の経時的な色調変化を抑制することがで き、さらに、発光素子 202が発する一次光と同様の波長の光に対して、内部量子効 率が高ぐ且つ、吸光度が高い波長変換材料 203, 204を用いていることにより白色 光の強度を向上させて白色発光装置 201の発光効率を向上させることができる。
[0237] また、例えば、上記実施形態のように波長変換材料 203, 204を混合して用いるほ 力 波長変換材料 203, 204の性質や種類などに応じて別々の部位や部材に区別 して配置するようにしても良 、。 [0238] 具体例を挙げると、図 8に示すように、フレーム 205の凹部 205A内の一部におい て波長変換材料 203をバインダ 209Aに分散させ、凹部 205Aの残りの部分におい て波長変換材料 204をバインダ 209Bに分散させるようにしても良い。なお、図 8にお いて、図 6, 7と同様の符号で示す部位は、図 6, 7と同様のものを表わす。さらに、バ インダ 209Aとバインダ 209Bとは、同種のものであってもよぐ異なっていても良い。
[0239] 図 8の構成では、発光素子 202から発せられた一次光の一部は白色光の一成分と して白色発光装置 201の外部に向けて発せられ、別の一部は波長変換材料 203, 2 04に吸収される。そして、バインダ 209A内に分散された波長変換材料 203、及び、 バインダ 209B内に分散された波長変換材料 204のそれぞれが一次光により励起さ れて二次光を発し、これにより、白色発光装置 201は一次光と二次光との合成光とし て白色光を発することができるようになって!/、る。
[0240] 白色発光装置 201を、図 8のように波長変換材料 203, 204の性質や種類などに 応じて別々の部位や部材に区別して配置した場合でも、白色光が上記の所定波長 範囲にお 、て平坦な発光スペクトルを有するようにすることにより白色光の演色性を 向上させることができ、また、発光強度の温度依存性が小さい波長変換材料 203, 2 04を用いることにより点灯後の白色光の経時的な色調変化を抑制することができ、さ らに、発光素子 202が発する一次光と同様の波長の光に対して、内部量子効率が高 ぐ且つ、吸光度が高い波長変換材料 203, 204を用いていることにより白色光の強 度を向上させて白色発光装置 201の発光効率を向上させることができる。
なお、図 8の白色発光装置 201を更に変形させて、波長変換材料 203, 204に応じ て別々の凹部 205Aをフレーム 205に設け、波長変換材料 203, 204を性質や種類 などに応じて別々の凹部 205Aに配置するようにしても良い。
[0241] [III 5.照明装置]
上記の白色発光装置 201は、照明装置に用いることができる。この照明装置は、上 記の白色発光装置 201を備えていれば他に制限はないが、通常、レンズ等の配光 素子や、保護カバー、反射防止フィルム、視野拡大フィルム、輝度向上フィルム、レン ズシート、放熱板などの他の構成部材を適宜組み合わせて構成される。
[0242] 例を挙げると、例えば、白色発光装置 201を用いて、図 9に示す面発光照明装置 2 11を構成することができる。この面発光照明装置 211では、上面部分が開口した筐 体である保持ケース 212内に、上記の白色発光装置 201が並べて多数配設されて いて、保持ケース 212の開口部分 212Aに向けて白色発光装置 201が白色光を発 するようになつている。ここで、白色発光装置 201は上記実施形態で説明したものと 同様のものを、モールド部材で覆ったものである。また、各白色発光装置 201には、 電源や回路（図示省略)から電力を供給できるようになつている。さらに、保持ケース 212の開口部分 212Aにはアクリル板等の拡散板 213が設けられていて、白色発光 装置 201から発せられた一次光及び二次光が拡散板 213内で拡散して偏りのない 均一な白色光が拡散板 213から外部に向けて発せられるようになって 、る。
[0243] 上記のように白色発光装置 201を用いて照明装置を構成することにより、演色性の 向上、点灯後の白色光の経時的な色調変化の抑制、白色光の強度の向上及び白 色発光装置 201の発光効率の向上など、白色発光装置 201と同様の利点を得ること ができる。
なお、図 9を用いて示した面発光照明装置 211は本発明の照明装置の一例であり 、本発明の照明装置は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。
[0244] [III 6.表示装置]
上記の白色発光装置 201は、表示装置 (画像表示装置）に用いることができる。こ の表示装置は、上記の白色発光装置 201を備えていれば他に制限はないが、通常 、画像を形成させる像形成ユニットや、照明装置と同様の他の構成部材などを適宜 組み合わせて構成される。
[0245] 例を挙げると、例えば、白色発光装置 201を用いて、図 10に示す表示装置 221を 構成することができる。この表示装置 221は、白色発光装置 201と、導光板 222と、 反射フィルム 223と、拡散板 224と、像形成ユニット 225とを備えている。
[0246] 白色発光装置 201は、上述したものと同様に形成されたもので、像形成ユニット 22 5を背面から照らすためのノ ックライトユニットとして用いられるようになつている。 また、導光板 222は、白色発光装置 201からの白色光を像形成ユニット 225に案内 するための部材であり、鏡、プリズム、レンズ、光ファイバ一等を利用したものをはじめ 、公知の導光板を任意に用いることができる。導光板 222を用いるようにすれば、像 形成ユニット 225に対して任意の位置に白色発光装置 201を配設することが可能と なり、表示装置 221の設計の自由度を高めることができる。
本実施形態では、導光板としてプリズムを用いて ヽるものとする。
[0247] さらに、反射フィルム 223は、白色発光装置 201から発せられた白色光を反射する 部材であり、導光板 222の背面に設けられている。これにより、導光板 222の図中横 に設けられた白色発光装置 201から発せられた白色光を、反射フィルム 223で反射 させて、図中上に配設された拡散板 224を介して造形性ユニット 225に案内すること ができるようになつている。
[0248] また、拡散板 224は、白色発光装置 201から発せられた光を拡散させる部材であり 、白色発光装置 201から発せられた光は拡散板 224の内部で拡散し、偏りのない均 一な白色光となって像形成ユニット 225へ放出されようになって 、る。
拡散板 224の具体的な構成に制限はなぐ形状、材料、寸法などは任意であり、例 えば、表裏に凹凸を有するシートや、合成樹脂などのバインダ中に合成樹脂ゃガラ スなどの微粒子が分散した構造物を用いることもできる。本実施形態では、バインダ 中に微粒子が分散したタイプの拡散板 224を用いて 、るものとする。
[0249] さらに、像形成ユニット 225は、白色発光装置 201が発した白色光を背面側（図中 下側）に照射されて、表面側（図中上側）に映像を形成する部材である。何らかの像 を形成し、照射された白色光の少なくとも一部を透過させることができるものであれば 他に制限はなぐ任意の形状、寸法、材料等を有する公知の部材を用いることができ る。
[0250] 像形成ユニット 225の具体例を挙げると、液晶ディスプレイ等に用いられる液晶ュ ニットや、内部照明標識等に用いられる標識などが挙げられる。
例えば、液晶ユニットの一例としては、カラーフィルター、透明電極、配向膜、液晶、 配向膜、透明電極が上記の順に重なった液晶層力 表裏に偏光フィルムを取り付け られたガラスセル等の容器に保持された構造のものが挙げられる。この場合、液晶ュ ニットでは透明電極に印加する電極によって液晶の分子配列を制御して像を形成す るようになっているが、この際、上述した白色発光装置 201が背面から白色光 (バック ライト）によって液晶ユニットを照らすことにより、液晶ユニットに形成された像を液晶 ユニットの表面側に明瞭に表示することができる。
[0251] さらに、表示装置が像形成ユニットに形成された像を表示する位置は、像形成ュ- ットの表面側であればよぐ像形成ユニットの表面側に直接映像を表示する他、何ら かの投影面に像を投影して表示するようにしても良い。このようなものの例としては、 例えば、液晶プロジェクタなどが挙げられる。
[0252] また、例えば像形成ユニットとして標識を用いる場合には、上述した白色発光装置 201が背面力 白色光によって標識を照らすことにより、標識に形成された像を標識 の表面側に明瞭に表示することができる。
なお、像形成ユニット 225に形成される像は任意であり、文字であっても画像であつ ても良い。
本実施形態では像形成ユニット 225として、表面に直接像を表示する液晶ユニット を用いているものとする。
[0253] 上記のように表示装置を構成すれば、白色発光装置 201から白色光を発して像形 成ユニット 225を背面から照らすようにすることにより、像形成ユニット 225に形成され ている像が像形成ユニット 225の表面に明瞭に映し出すことができる。
この際、上記のように白色発光装置 201を用いて表示装置 221を構成することによ り、演色性の向上により表示される像の色再現性を向上させることができる他、点灯 後の白色光の経時的な色調変化の抑制、白色光の強度の向上及び白色発光装置 2 01の発光効率の向上など、白色発光装置 201と同様の利点を得ることが可能となる なお、図 10を用いて示した表示装置 221は本発明の表示装置の一例であり、本発 明の表示装置は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。
[0254] [IV.画像表示装置に関する説明]
以下、本発明の画像表示装置について実施形態を示して詳細に説明するが、本 発明の画像表示装置は以下の実施形態に限定されるものではなぐ本発明の要旨 を逸脱しな 、範囲にぉ 、て任意に変形して実施することができる。 [0255] 図 11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 11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） 301と、少なくとも 1つの非赤色の画素 302, 303とを備える。
ここで、非赤色の画素 302, 303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 302, 303として用いることができる力 通常、力 ラーディスプレイ 301においては、非赤色の画素 302, 303として、緑色の画素（以下 適宜、「緑色画素」という） 302と、青色の画素（以下適宜、「青色画素」という） 303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 うになつている。
[0256] さらに、本実施形態においては、上記の赤色画素 301が、赤色画素用発光素子 31 3、及び、蛍光体温度依存係数が 85以上の赤色蛍光体 314を有する赤色発光装置 (赤色発光素子） 311を備えて構成されて 、る。
[0257] [IV— 1.赤色の画素]
図 12は、本実施形態にかかる赤色発光装置 311の要部を模式的に示す断面図で ある。ただし、赤色発光装置の構成は図 12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 301は、赤色画素用発光素子 313と、波長変換材 料である赤色蛍光体 314とを有する赤色発光装置 311を備えて構成されて！ゝて、赤 色画素用発光素子 313から発せられた光によって赤色蛍光体 314が励起されて赤 色蛍光体 314から赤色の光が発せられ、この赤色の光が赤色画素 301から赤色光と して発せられるようになつている。また、赤色画素用発光素子 313が発する光の一部 は、赤色蛍光体 314に励起光として吸収されず、赤色蛍光体 314が発する赤色光と 共に、赤色画素 301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。
[0258] なお、赤色画素 301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力 通常 580nm以上、好ましくは 600 nm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 301が備える赤色発光装置 311は、通常、赤色画素用発光素子 313及び赤色蛍光体 314を保持するための基部としてフレーム 312を備えて 、る。
[0259] [IV— 1 1.フレーム]
フレーム 312は、赤色画素用発光素子 313及び赤色蛍光体 314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 312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、赤色発光装置 311が放出する光を 有効に利用できるため、好ましい。
[0260] また、フレーム 312の材質の具体例としては、金属、合金、ガラス、カーボン等の無 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 313や赤色蛍光体 314から発せられる光が当たるフ レーム 312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ぐ特に、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 (射出整形用榭脂など)でフレーム 312の全体又はフレーム 312の表面を形成 することが挙げられる。
[0261] また、フレーム 312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 312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ツキ、或いは蒸着処理することにより、光の反射率 を高めることちでさる。
なお、反射率を高める部分は、フレーム 312の全体であっても一部であってもよい 力 通常は、赤色画素用発光素子 313や赤色蛍光体 314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 、ることが望ま 、。
[0262] さらに、通常は、フレーム 312には赤色画素用発光素子 313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 312の凹部 312Aの底に、 赤色画素用発光素子 313に電力を供給するための導電性端子 315, 316が形成さ れていて、導電性端子 315, 316は外部の電源（図示省略）に接続されるようになつ ているものとする。
[0263] [IV— 1 2.赤色画素用発光素子]
赤色画素用発光素子 313は、赤色蛍光体 314の励起光を発するものである。 赤色画素用発光素子 313の種類は任意であるが、例えば、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」）、エレクト ロルミネセンス素子などが挙げられる。中でも通常は、安価な LEDが好ましい。
[0264] また、赤色画素用発光素子 313が発する光の発光波長も任意であり、赤色画素と して赤色発光装置 311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 313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。
[0265] 赤色画素用発光素子 313の具体例としては、シリコンカーバイド、サファイア、窒化 ガリウム等の基板に、 MOCVD法等の方法で InGaN系、 GaAIN系、 InGaAIN系、 ZnSeS系等の半導体を発光層として形成させた発光素子などが挙げられる。半導体 の構造としては、 MIS接合、 PIN接合や PN接合などを有するホモ構造、ヘテロ結合 あるいはダブルへテロ結合のものなどが挙げられる。また、半導体活性層を量子効果 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もでき る。また、活性層には、 Si、 Ge等のドナー不純物及び Z又は Zn、 Mg等のァクセプタ 一不純物がドープされる場合もある。中でも、 (In, Ga) Nを主成分とする（In, Ga) N 系発光素子を使用することが好ましい。特に、（In, Ga) N系 LEDが好ましい。
なお、赤色画素用発光素子 313は 1個を単独で用いてもよぐ 2個以上の赤色画素 用発光素子 313を併用しても良い。さらに、赤色画素用発光素子 313は 1種のみで 用いてもよぐ 2種以上のものを併用しても良い。
[0266] また、赤色画素用発光素子 313をフレーム 312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 任意である力 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 312に形成された電極や端子 315, 316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 L EDやレーザーダイオードなどを赤色画素用発光素子 313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 313の設置にハンダを用い ることは有効である。
[0267] また、ハンダ以外の手段によって赤色画素用発光素子 313をフレーム 312に取り付 ける場合には、例えば、エポキシ榭脂、イミド榭脂、アクリル榭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ベー 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 313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。
[0268] さらに、赤色画素用発光素子 313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 313と電極や端子 315, 316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!、。この際用いるワイヤ に制限はなぐ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、ァ ルミ-ゥム等の金属を用いることができ、また、その太さは通常 20 πι〜40 /ζ πι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。
[0269] また、赤色画素用発光素子 313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 313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 313として近紫外から青緑色の光を 発する（In, Ga) N系 LEDを用い、この赤色画素用発光素子 313がフレーム 312の 凹部 312Aの底部には設置されている。さらに、赤色画素用発光素子 313は、導電 性端子 315と直接接続され、また、導電性端子 316とワイヤ 317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。
[0270] [IV— 1 3.赤色蛍光体] 赤色蛍光体 314は、赤色画素用発光素子 313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 314は赤色画素用発光素子 313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。
[0271] 本実施形態においては、赤色蛍光体 314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°Cにおける輝度に対する 100°C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 314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 314の発光強度の温度依存性が小さいことを 表わす。
[0272] 従来のカラーディスプレイにお 、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 313と赤色蛍光体 314とを有する赤色発光装置 311を赤色画素に備 えさせると共に、赤色蛍光体 314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。
[0273] 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 10 Omg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°C並びに 100°Cに保持した状態で、大気中、 TOPCON製色彩輝度計 BM5Aを用いて、 460 nm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。そして、 25°Cにおける輝度に対する、 100°Cにおける 輝度を計算し、蛍光体温度依存係数 TR (%)とする。 [0274] また、これに関連し、赤色蛍光体 314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 314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 314を使用することにより、赤色蛍光体 314の温度依存性を小さくすることが できる。
[0275] さらに、本実施形態で用いる赤色蛍光体 314としては、赤色画素用発光素子 313 力 発せられる光を効率よく吸収するものが好ましぐさらに、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 314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 、ディスプレイが得られな 、虞がある。
[0276] さらに、赤色蛍光体 314の吸光度は、通常 50%であり、 60%以上であることが好ま しぐ 70%以上であることがより好ましぐ 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。
[0277] 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 313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 313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。
[0278] 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。
[0279] そして、下記式 (iii)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 光フオトン数対応値 PAに換算する。
吸収光強度 AP= { (反射光強度 RW) /0. 97} （反射光強度 RP) (iii) 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オトン数対応値 R
WAに換算する。
[0280] その後に、反射光強度 RPの測定にお!、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、発光フオトン数対応値 PPに換算 する。
[0281] 最後に、「内部量子効率 = (発光フオトン数対応値 PP) Z (吸収光フオトン数対応値 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 = (吸収光フオトン数対応値 PA) Z{ (反射光フォトン数対 応値 RWA) ZO. 97}」によって算出する。
なお、赤色蛍光体 314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 V、と 、う特性とを、共に備えて 、ることが好まし 、。
[0282] また、この赤色蛍光体 314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 314は、 1種を単独で用いてもよぐ 2種以上を 任意の組み合わせ及び比率で併用しても良 、。
また、赤色蛍光体 314は、発する光の色度が、 xy色度図において、 Xが、通常 0. 5 0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。
[0283] (赤色蛍光体の例）
本発明の画像表示装置で用いることができる赤色蛍光体 314は、例えば、前記本 発明の第 1の発光装置に使用する赤色系蛍光体を用いることができるが、これに限 定されるものではない。
[0284] (赤色蛍光体のその他の例）
赤色蛍光体 314のその他の例としては、例えば、一般式 Ca Si Al O x 12- (m+n) (m+n) n
N ： Eu (但し、 0. 3く xく 1. 5、 0. 6<m< 3, 0≤η< 1. 5)で表される Euで付活
16-n
された αサイアロン、 Ca Si N： Euゝ CaSi N ： Euゝ CaSiN： Euゝ蛍光を発するュ
2 5 8 7 10 2
一口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、 MSiAIN： Eu2+ (ここで、 Mは、 Ca、 Srから選ばれる少なくともひとつの
3
金属）など力 特に好ましいものとして挙げられる。
[0285] さらに、赤色蛍光体 314は、通常は粒子状で用いられる。この際、赤色蛍光体 314 の粒子の粒径は任意である力 通常 150 μ m以下、好ましくは 50 μ m以下、より好ま しくは 30 m以下とすることが望ましい。この範囲を上回ると、赤色発光装置 311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 1 μ m以上、好ましくは 5 μ m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。
[0286] さらに、赤色蛍光体 314の存在状態は本発明の画像表示装置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 318を用いてフレーム 312に保持するよ うにしても良ぐまた、バインダ 318を用いずにフレーム 312に固定するようにしても良 い。
ノ インダ 318は、通常、粉末状や粒子状の赤色蛍光体 314をまとめたり、フレーム 3
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 318について制 限は無ぐ公知のものを任意に用いることができる。
[0287] ただし、赤色発光装置 311を透過型、即ち、赤色光がバインダ 318を透過して赤色 発光装置 311の外部に放出されるように構成した場合、バインダ 318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 、。
[0288] ノインダ 318の例を挙げると、榭脂等の他、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、榭脂としては、エポキシ榭脂、シリコーン榭脂等の有機合 成榭脂、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。
[0289] また、バインダ 318として榭脂を用いる場合、その樹脂の粘度は任意であるが、使 用する赤色蛍光体 314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 318を用いることが望ましい。例えば、エポキシ榭脂をバインダ 318に使用するときに、赤色蛍光体 314の粒径が 2 μ m〜5 μ m、その比重が 2〜5 である場合には、通常、 l〜10Pasの粘度のエポキシ榭脂を用いると、赤色蛍光体 3 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 318は 1種を単独で用いても良ぐ 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。
[0290] さらに、赤色蛍光体 314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ぐ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、赤色発光装置 311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 314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。
[0291] また、バインダ 318を用いないで赤色蛍光体をフレーム 312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 312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 312に取り付けたり しても良い。
[0292] なお、バインダ 318を用いる場合には、上記のその他の成分はノインダ 318中に分 散させるようにすればよ!ヽが、バインダ 318を用いな 、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。
[0293] 本実施形態においては、赤色蛍光体 314として、上述した CaSiAIN ： Eu2+で表わ
3
される赤色蛍光体 314を用 、、これらの赤色蛍光体 314はバインダ 318に分散させ た状態でフレーム 312の凹部 312Aに保持させるようになって!/、る。 また、本実施形態で用いる赤色蛍光体 314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 318 は赤色画素用発光素子 313が発する励起光や赤色蛍光体 314が発する赤色光を 透過できるようになって 、る。
[0294] [IV— 1 4.赤色発光装置の作製方法]
赤色発光装置 311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 3 14並びに適宜用いられるバインダ 318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 313を取り付けたフレーム 3 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 313はスラリーの塗布時や塗布後にフレーム 312に取り付けるようにして も良い。
[0295] スラリーの調製は、赤色蛍光体 314と、適宜用いられるバインダ 318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 31 8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力 本実施形態 ではこれらを含めてスラリーと呼ぶことにする。
[0296] スラリー調製に用いる分散媒に制限は無ぐ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—へキサン、 n—ヘプタン、ソルべ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、メチルェチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン 類、酢酸ェチル、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。
[0297] 次に、調製したスラリーをフレーム 312等の基材に塗布する。塗布方法は任意であ る力 例えば、デイスペンス、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 314をフレーム 312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 °C〜百数十 °Cの温度で のべ一キングは、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。
[0298] なお、反射型の赤色発光装置を製造する目的で赤色蛍光体 314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。
[0299] また、スラリーを用いない方法もある。例えば、赤色蛍光体 314と、適宜使用される バインダ 318やその他の成分とを混合し、混鍊成形することによって赤色蛍光体 314 をフレーム 312に取り付けるようにして赤色発光装置 311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 ーシヨン押出、ブロー成形、溶融紡糸、铸型押出等)、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。
[0300] さらに、バインダ 318がエポキシ榭脂ゃシリコーン榭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 318と赤色蛍光体 314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 318を硬化させて赤色蛍光体 314 をフレーム 312に取り付けるようにして赤色発光装置 311を製造することもできる。ま た、バインダ 318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 318を硬化させて赤色蛍光体 314をフレーム 312に取り 付けるようにして赤色発光装置 311を製造することもできる。
[0301] ところで、赤色蛍光体 314は、赤色発光装置 311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 314を含む部材を別途用意しておき、フレーム 3 12等に後から組み込んで赤色発光装置 311を完成させるようにしても良!、。
[0302] [IV- 2.緑色の画素]
図 13は、本実施形態に力かる非赤色の画素の一つである緑色画素 302として用い る緑色発光装置 (緑色発光素子） 321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 302に制限はなぐ本発明の画像表示装置の効果 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。したがつ て、従来用いられてきた緑色発光 LEDを本実施形態に力かる緑色画素 302として用 いることも可能である力 赤色光源 301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 323と、波長変 換材料である緑色蛍光体 324とを有する緑色発光装置 321を備えて構成することが 好ましい。
[0303] 本実施形態においても、緑色画素 302は図 13に示すような緑色画素用発光素子 3 23と緑色蛍光体 324とを有する緑色発光装置 321を備えて 、て、緑色画素用発光 素子 323から発せられた光によって緑色蛍光体 324が励起されて緑色蛍光体 324 力 緑色の光が発せられ、この緑色の光が緑色画素 302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 323が発する光の一部は、赤色発光 装置 311の場合と同様に、緑色蛍光体 324に励起光として吸収されず、緑色蛍光体 324が発する緑色光と共に、緑色画素 302が発する緑色光の一成分としてカラーデ イスプレイの外部に発せられるようにしても良!、。
[0304] なお、緑色画素 302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力 通常 490nm以上、好ましくは 50 Onm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 302が備える緑色発光装置 321も、通常、緑色画素用発光素子 3 23及び緑色蛍光体 324を保持するための基部としてフレーム 322を備えている。
[0305] [IV— 2—1.フレーム]
緑色発光装置 321に用いられるフレーム 322は、赤色発光装置 311に用いられる フレーム 312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 322の凹部 322Aの底に、 緑色画素用発光素子 323に電力を供給するための導電性端子 325, 326が形成さ れていて、導電性端子 325, 326は外部の電源（図示省略）に接続されるようになつ ているものとする。
[0306] [IV— 2— 2.緑色画素用発光素子]
緑色画素用発光素子 323は、緑色蛍光体 324の励起光を発するものである。 緑色画素用発光素子 323の種類に制限はなぐ緑色蛍光体 324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 3 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 323をフレーム 322に取り付ける方法などについても、赤色画素用発光素子 313に おいて説明したものと同様である。
[0307] 本実施形態においては、緑色画素用発光素子 323として近紫外から青緑色の光を 発する（In, Ga) N系 LEDを用い、この緑色画素用発光素子 323がフレーム 322の 凹部 322Aの底部には設置されている。さらに、緑色画素用発光素子 323は、導電 性端子 325と直接接続され、また、導電性端子 326とワイヤ 327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。
[0308] [2- 3.緑色蛍光体]
緑色蛍光体 324は、緑色画素用発光素子 323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 324は緑色画素用発光素子 323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。
[0309] 本実施形態では、緑色蛍光体 324として、赤色蛍光体 314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 324の発光強度の温度依存性を小さくし、力 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 324の蛍光体温度依存係数 TRは、赤色蛍光体 314の場合と同 様にして測定することができる。
[0310] また、これに関連し、緑色蛍光体 324は、赤色蛍光体 314と同様に、母体化合物の 構造成分として硫黄を含まな 、ことが好ま 、。
[0311] さらに、本実施形態で用いる緑色蛍光体 324としては、緑色画素用発光素子 323 力 発せられる光を効率よく吸収するものが好ましぐさらに、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 324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 、ディスプレイが得られな 、虞がある。
[0312] さらに、緑色蛍光体 324の吸光度は、通常 50%であり、 60%以上であることが好ま しぐ 70%以上であることがより好ましぐ 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。
[0313] 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 323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 323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 313の代わりに緑色画素用発光素子 323を用い、赤色蛍光体 314の代わりに緑色蛍光体 324を用いる他は、赤色蛍光体 314の場合と同様にして 柳』定することができる。
[0314] また、この緑色蛍光体 324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〖こ、緑色蛍光体 324は、 1種を単独で用いてもよぐ 2種以上を任 意の組み合わせ及び比率で併用しても良 、。
また、緑色蛍光体 324は、発する光の色度が、 xy色度図において、 Xは、通常 0. 1 8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。
[0315] (緑色蛍光体の例）
本発明の画像表示装置で用いることができる緑色蛍光体 324は、例えば、前記本 発明の第 1の発光装置に使用する緑色系蛍光体を用いることができるが、これに限 定されるものではない。
[0316] (緑色蛍光体のその他の例）
緑色蛍光体のその他の例としては、（Ba, Ca, Sr) MgAl O ： Euや、（Ba, Mg,
10 17
Ca, Sr) (PO) Cl : Eu、 (Ba, Ca, Sr) MgSi O： Eu等の 400nm〜500nmに発
5 4 3 2 8
光ピークを持つ物質や、 (Ba, Ca, Sr) MgAl O ： Eu, Mn、 (Ba, Ca, Sr) Al O：
10 17 2 4
Euゝ (Ba, Ca, Sr) Al O： Eu, Mnゝ (Ca, Sr) Al O： Eu,一般式 Ca Si Al
2 4 2 4 x 12- (m+n) (
O N ： Eu (但し、 0. 3く xく 1. 5、 0. 6< m< 3, 0≤η< 1. 5)で表される Eu m+n) n 16-n
で付活された a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 える点力ら、 Ca Ce Sc Si O など力 特に好ましいものとして挙げられる。
2. 97 0. 03 2 3 12
[0317] さらに、緑色蛍光体 324も、赤色蛍光体 314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 314と同様である。
また、緑色蛍光体 324の存在状態は本発明の画像表示装置の効果を著しく損なわ ない範囲で任意である力 通常は、赤色蛍光体 314と同様、バインダ 328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。
[0318] さらに、緑色蛍光体 324には、赤色蛍光体 314と同様に、その他の成分を共存させ ることち可會である。
また、緑色発光装置 321の作製方法は、赤色発光装置 311と同様である。
[0319] 本実施形態においては、緑色蛍光体 324として、上述した Ca Ce Sc Si O
2. 97 0. 03 2 3 12 で表わされる緑色蛍光体 324を用い、これらの緑色蛍光体 324はバインダ 328に分 散させた状態でフレーム 322の凹部 322Aに保持させるようになつている。
また、本実施形態で用いる緑色蛍光体 324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 328 は緑色画素用発光素子 323が発する励起光や緑色蛍光体 324が発する緑色光を 透過できるようになって 、る。
[0320] [IV— 3.青色の画素]
図 14は、本実施形態に力かる非赤色の画素の一つである青色画素 303として用い る青色発光装置 (青色発光素子） 331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 303に制限はなぐ本発明の画像表示装置の効果 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。
[0321] 本実施形態においては、青色画素 303は図 14に示すような青色画素用発光素子 333を有する青色発光装置 331を備えていて、青色画素用発光素子 333から発せら れた青色光自体が青色画素 303から青色光として発せられるようになって 、る。 [0322] なお、青色画素 303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 44 Onm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 303が備える青色発光装置 331も、通常、青色画素用発光素子 3 33を保持するための基部としてフレーム 332を備えている。
[0323] [IV— 3— 1.フレーム]
青色発光装置 331に用いられるフレーム 332は、赤色発光装置 311に用いられる フレーム 312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 332の凹部 332Aの底に、 青色画素用発光素子 333に電力を供給するための導電性端子 335, 336が形成さ れていて、導電性端子 335, 336は外部の電源（図示省略）に接続されるようになつ ているものとする。
[0324] [IV— 3— 2.青色画素用発光素子]
青色画素用発光素子 333は、青色画素 303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 333の種類に制限はなぐ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 313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 333をフレーム 3 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 313において説明したも のと同様である。
[0325] 本実施形態にお!、ては、青色画素用発光素子 333として青色の光を発する（In, G a) N系 LEDを用い、この青色画素用発光素子 333がフレーム 332の凹部 332Aの 底部には設置されている。さらに、青色画素用発光素子 333は、導電性端子 335と 直接接続され、また、導電性端子 336とワイヤ 337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 332A内にはバインダ 318, 32 8と同様のバインダによりモールド 338が充填されていて、青色画素用発光素子 333 力も発せられた青色光はモールド 338を透過して外部に発せられるようになつている 。なお、モールド 338〖こは、例えば、 TiO、 BaSO等の拡散剤を含有させることが好
2 4
ましい。 [0326] [IV— 4.画素間の関係]
さらに、上記の赤色画素 301及び非赤色の画素 302, 303それぞれの 25°Cにおけ る発光強度を I (R, 25)及び I (N, 25)とし、赤色画素 301及び非赤色の画素 302, 3 03それぞれの 100°C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)〖こ対する 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 302, 303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%以上である。
[0327] したがって、上記の実施形態においては、緑色画素 302及び青色画素 303それぞ れの 25°Cにおける発光強度を I (G, 25)及び I (B, 25)とし、緑色画素 302及び青色 の画素 303それぞれの 100°C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。
[0328] [IV- 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 301、緑色画素 302及 び青色画素 303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 11〖こ示すよう〖こ、赤色画素 301、緑色画素 302及び青色画素 30 3としてそれぞれ機能する赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装 置 331が基板 401に載積されていて、これらの赤色画素 301、緑色画素 302及び青 色画素 303が全体で、カラーディスプレイの単位画素 400を構成して!/、る。
[0329] また、基板 401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力 いずれを用いることもできる。
[0330] また、上記の赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331の各 導電性端子 315, 316, 325, 326, 335, 336は、それぞれ基板 401の表面の導電 体層に電気的に接続されて ヽる。 さらに、赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331のうちのい ずれをどれだけ発光させるかは、赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色 発光装置 331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。
[0331] また、赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331の周囲は全 体に、榭脂ゃセラミック等で形成されたカバー部材 402によって包囲されている。な お、このカノー咅材 402の内佃 J表面は、フレーム 312, 322, 332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 、。
[0332] さらに、カバー部材 402の内側には榭脂などのモールド 403が注入されていて、赤 色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331をモールド 403により 保護できるようになつている。なお、モールド 403には、赤色発光装置 311、緑色発 光装置 321及び青色発光装置 331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 400が多 数設置されている。
[0333] [IV— 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 400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装置 311、緑色発光装置 321及び青色発 光装置 331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 ィ上の単位画素 400が有する赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光 装置 331から形成しょ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 400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。
[0334] この際、赤色画素 301として、赤色画素用発光素子 313及び蛍光体温度依存係数 力 ¾5以上の赤色蛍光体 314を有する赤色発光装置 311を用いたため、温度変化に よってカラーディスプレイ力も発せられる光の色調が変化することを抑制し、カラーデ イ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。 [0335] また、 I (R, 100) /\ (R, 25)に対する I (N, 100) Λ (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。
[0336] さらに、赤色画素用発光素子 313として (In, 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装置が得られるという利点を得ることができる。
[0337] また、非赤色の画素である緑色画素 302や青色画素 303が（In, 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, 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 ることがでさる。
[0338] さらに、非赤色の画素として、青色画素用発光素子 333を備える青色の画素 303と 、緑色画素用発光素子 323及び蛍光体温度依存係数が 85以上である緑色蛍光体 3 24を有する緑色画素 302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 、う利点を得ることができる。
[0339] [IV- 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、本発明の画像 表示装置は上記の実施形態に限定されるものではなぐ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。
[0340] 例えば、本発明の画像表示装置は、画素 301, 302, 303, 400自体により像を形 成する以外に、画素 301, 302, 303, 400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 15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 15において、図 11〜図 14と同様の符号で示す部位は、図 11〜図 14と同 様のものを表わす。また、図 15において、一点鎖線及びブロック矢印は光を表わす。
[0341] 図 15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装置 311、 緑色発光装置 321及び青色発光装置 331が赤色画素 301、緑色画素 302及び青 色画素 303として基板 501に取り付けられている。基板 501は、上記の基板 401と同 様のプリント基板であり、赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331の各導電性端子 315, 316, 325, 326, 335, 336は、それぞれ基板 501の表 面の導電体層（図示省略）に電気的に接続されている。
[0342] また、赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331のうちのいず れをどれだけ発光させるかは、赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発 光装置 331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。
[0343] また、赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331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 502が設けられ、また、更にそ の向こうには、赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331に共 通の重ね合わせレンズ 503が設けられて!/、る。
[0344] さらに、重ね合わせレンズ 503の向こうには光変調素子である透過型 LCD504、透 過型 LDE504に形成された画像をスクリーン 506に拡大投影するための投影レンズ 505、及び投影面 (表示面)であるスクリーン 506が設けられて 、る。
なお、このカラーディスプレイには、上記の赤色発光装置 311、緑色発光装置 321 、青色発光装置 331、光分配レンズ 502及び重ね合わせレンズ 503が単位画素 507 として多数設けられている。
[0345] 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 507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装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331 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 507が有する赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331か ら、形成しょ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。
[0346] 赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331から発せられた光 は、各々に対応した光分配レンズ 502によって取り出され、重ね合わせレンズ 503に よって光変調素子 304上に重畳させる。そして、赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331から発せられた光が重畳されて透過型 LCD504に画像 が表示され、この画像が投影レンズ 505によってスクリーン 506面上に拡大投影され るようになっている。
本発明の画像表示装置によれば、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。
[0347] さらに、例えば、上記のように赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発 光装置 331を一体としてモールドせずに、赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及 び青色発光装置 331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装置 311, 321, 331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。
[0348] また、例えば、赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331など の発光装置を規則的に配列し、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。
[0349] さらに、例えば、赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331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。
[0350] また、マトリクス配列された各色の発光装置 311, 321, 331により文字情報をカラ 一表示する装置として画像表示装置を構成しても良い。
本発明の画像表示装置によれば、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。
[0351] 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、赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331などの各フレ ーム 312, 322, 332は、適宜基板 401, 501と一体ィ匕させてもよい。
[0352] さらに、上記の赤色画素 301、緑色画素 302及び青色画素 303は、それぞれ独立 に、赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331以外の部材を備 えていてもよい。
また、上記の赤色発光装置 311、緑色発光装置 321及び青色発光装置 331など は、反射型の発光装置、例えば、励起光がフレーム 312, 322, 332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 、。
さらに、本発明の画像表示装置の効果を著しく損なわない限り、上記にて説明して V、な 、部材や構成等を組み合わせて本発明を実施しても良!、。
[0353] [V.前記の画像表示装置の応用例の説明]
蛍光体の温度依存性に注目した場合、上述した画像表示装置を応用して、以下の ような形態の画像表示装置を実施することも可能である。
本応用例の画像表示装置は、通常 370nm以上、好ましくは 380nm以上、より好ま しくは 390nm以上、また通常 700nm以下、好ましくは 500nm以下、より好ましくは 4 80nm以下の波長範囲に発光ピークを有する光を発する光源と、該光源力 発せら れた光を吸収して可視光を発する、 150°Cでの輝度保持率が 70%以上の蛍光体等 の波長変換材料を含有する蛍光体部とを備えることを特徴とする画像表示装置であ る。
[0354] 近年、液晶表示装置やプラズマ表示装置などの平面型表示装置が急速に普及し て 、る。従来の CRT (冷陰極管)ディスプレイとくらベて平面型表示装置は薄型軽量 の特徴を持ち、特に大型表示装置の分野では、ほとんどの画像表示装置が平面型 である。なかでも、液晶表示装置が普及している。
また、中型表示装置の分野にも平面型が急速に普及しており、平面型のなかでも 液晶表示装置が特に広く普及している。
[0355] しかし、従来の液晶表示装置はバックライト光の通過角を制限しており、通過した光 の視野角が極めて限られ、視野角によっては白黒のコントラスト低下や反転が起こる という視野角問題が生じていた。視野角問題を解決するために、例えば、分割した画 素に異なる電圧一透過率特性を持たせる画素分割法、光学補償板を用いる方法な どが提案されている。しかし、これらの方法は、製造コストゃ部材コストの増大につな がり、液晶表示装置の普及の妨げになっていた。
[0356] また、カラー化のために、従来の画像表示装置においては、赤'緑 '青の各画素に カラーフィルターを配列したマイクロカラーフィルターが使われていた。し力し、マイク ロカラーフィルタ一は高価であるため、これも液晶表示装置の普及の妨げになってい る。
[0357] 一方、 CRTディスプレイやプラズマ表示装置、エレクト口ルミネッセンスディスプレイ などに代表される自発光型表示装置には、液晶表示装置に見られるような視野角問 題はない。しかし、 CRTディスプレイは重く大きいため、広い設置場所が必要となる。 また、プラズマ表示装置は駆動のために高電圧を用いる必要があるため、特別な回 路を必要とし、高価になる。さらに、プラズマ表示装置はプラズマを発生させるため、 各画素の大きさをあまり小さくできず、特に中型サイズの画像表示装置では高精細化 が難しい。また、エレクト口ルミネッセンスディスプレイには、耐環境特性や寿命に課 題がある。特に、対環境特性については、通常 70°C〜80°Cでも動作可能なディスプ レイが求められている。
[0358] そこで、寿命および耐久性に優れた液晶を用いた電気光学素子によって透過光量 を調節して輝度を調整するとともに、それぞれの画素に対応した形状で 3原色の蛍光 体部を設け、 380nmカゝら 420nmの波長領域に主発光領域を有するバックライトを用 いて蛍光体部内の蛍光体を励起して発光させる蛍光自発光型液晶表示装置が提案 されて ヽる（特開平 8— 62602号公報、特開 2004 - 348096号公報)。
[0359] しかし、特開平 8— 62602号公報ゃ特開 2004— 348096号公報に記載されてい るような蛍光体を用いた場合、特に赤色領域の発光強度が弱いため、画像表示装置 の色再現領域が狭かった。また、 380nm力 420nmの波長領域に主発光領域を有 する近紫外光で蛍光体を励起した場合、蛍光体部内の榭脂が光劣化し、着色するこ とがあった。
これに対し、米国特許第 6844903号明細書、特開平 10— 207395号公報及び特 開平 8— 63119号公報には、特開平 8— 62602号公報ゃ特開 2004— 348096号 公報のような近紫外光に代えて、可視光によって蛍光体の励起を行なう技術が開示 されている。
[0360] し力しながら、米国特許第 6844903号明細書ゃ特開平 10— 207395号公報のよ うに可視光によって蛍光体を励起するようにした場合であっても、使用して 、る蛍光 体は、発光輝度の温度依存性が高ぐ蛍光体が発する光の色がばらつき、その結果 、温度条件によって表示する画像の発色が意図した色力 ずれることがあった。 本応用例は上記課題を解決することができるもので、これによれば、発光輝度の温 度依存性を低減した蛍光体を用いた画像表示装置を実現することが可能である。
[0361] 以下、本応用例の画像表示装置について詳細に説明する。
本応用例の画像表示装置は、 390nm以上 700nm以下の波長範囲に発光ピーク を有する光を発する光源を備える。さらに、本応用例の画像表示装置は、光源から発 せられた光を吸収して可視光を発する蛍光体として、 150°Cでの輝度保持率が 70% 以上の蛍光体 (以下適宜、「輝度保持蛍光体」という）を有する蛍光体部を備える。な お、輝度保持蛍光体を含め、蛍光体は波長変換材料である。
[0362] [V— 1.輝度保持蛍光体]
輝度保持蛍光体に制限は無ぐ 150°Cでの輝度保持率、即ち、同じ強さの励起光 で励起した場合における、常温（25°C)での発光輝度に対する、 150°Cでの発光輝 度の強さの割合が、通常 70%以上、好ましくは 75%以上、より好ましくは 80%以上 である蛍光体であれば、可視光を発する限り、任意の蛍光体を用いることができる。 なお、輝度保持蛍光体は 1種を単独で用いてもよぐ 2種以上を併用しても良い。さ らに、 2種以上の輝度保持蛍光体を併用する場合には、各輝度保持蛍光体は同一 の蛍光体部に含有されて!、てもよく、それぞれ別の蛍光体部に含有されて!、ても良 い。
輝度保持蛍光体としては、例えば、前記本発明の第 1の発光装置に使用する赤色 系蛍光体や緑色系蛍光体を用いることができる力 これに限定されるものではない。 また、上記の輝度保持蛍光体としては、例えば、 CaAlSiN： Euや Ca Sc Si O ： C
3 3 2 3 12 eを好適に用いることができる。
[0363] [CaAlSiN： Eu]
3
まず、本応用例の画像表示装置にお 、て輝度保持蛍光体として好適に用いられる
CaAlSiN： Euについて説明する。
3
CaAlSiN： Euは、赤色の蛍光を発する蛍光体である。
3
CaAlSiN： Euの励起に用いることができる励起光の波長範囲は、 350nm以上 50 Onm以下である。
[0364] また、 CaAlSiN： Euが発する蛍光の発光ピークの波長範囲は、 550nm以上 700
3
nm以下である。
[0365] さらに、 CaAlSiN： Euの内部量子効率は、室温（25°C)で通常 50%以上である。
3
ここで、内部量子効率とは次の式 (iv)で表わされるものである。
内部量子効率 (％)
= { (発光した全フオトン数) / (吸収した全フオトン数） } X 100 (iv)
[0366] また、 CaAlSiN： Euは、発光輝度の温度依存性が低い。詳しくは、温度条件が変
3
化しても輝度が変化しにくぐまた、温度変化にされられた後に元の温度状態に戻つ た場合に温度変化にさらされる前と同様の輝度で光ることができる。例えば、常温か ら 150°Cに加熱した場合に発光輝度の変化量が小さぐさらに、加熱後に再度常温 に冷やした場合でも、その発光輝度は加熱前に比べて低下しない。具体的な性質を 挙げると、 CaAlSiN： Euは、輝度保持蛍光体が有するべき好ましい 150°Cでの輝
3
度保持率を備えている。したがって、 CaAlSiN
3： Euは、本応用例の画像表示装置 に用いて好適である。
[0367] [Ca Sc Si O ： Ce]
3 2 3 12
次に、本応用例の画像表示装置にお 、て輝度保持蛍光体として好適に用いられる
Ca Sc Si O ： Ceについて説明する。
3 2 3 12
Ca Sc Si O ： Ceは、緑色の蛍光を発する蛍光体である。
3 2 3 12
Ca Sc Si O ： Ceの励起に用いることができる励起光の波長範囲は、 350nm以
3 2 3 12
上 500nm以下である。
[0368] また、 Ca Sc Si O ： Ceが発する蛍光の発光ピークの波長範囲は、 470nm以上 5
3 2 3 12
50nm以下である。
[0369] さらに、 Ca Sc Si O ： Ceの内部量子効率は、室温（25°C)で通常 60%以上であ
3 2 3 12
る。
[0370] この Ca Sc Si O ： Ceは発光輝度の温度依存性が低い。詳しくは、温度条件が変
3 2 3 12
化しても輝度が変化しにくぐまた、温度変化にされられた後に元の温度状態に戻つ た場合に温度変化にさらされる前と同様の輝度で光ることができる。例えば、 CaAlSi N： Euと同様、常温から 150°Cに加熱した場合に発光輝度の変化量が小さぐさら
3
に、加熱後に再度常温に冷やした場合でも、その発光輝度は加熱前に比べて低下 しない。具体的な性質を挙げると、 Ca Sc Si O ： Ceは、輝度保持蛍光体が有する
3 2 3 12
べき好ましい 150°Cでの輝度保持率を備えている。したがって、 Ca Sc Si O ： Ceも
3 2 3 12
、本応用例の画像表示装置に用いて好適である。
[0371] [V- 2.実施形態]
以下、本応用例について実施形態を示して詳細に説明するが、本応用例は以下の 実施形態に限定されるものではな ヽ。
[0372] [V— 2— 1.第 1実施形態]
図 16は、本応用例の第 1実施形態としての画像表示装置の要部を模式的に示す 分解断面図である。なお、図 16に示す画像表示装置においては、観察者は図中右 側から画像表示装置が表示する画像を見るようになっているものとする。
[0373] 図 16に示すように、本実施形態の画像表示装置 601は、光源 602と、光源 602か ら発せられた光を吸収して可視光を発する蛍光体を含有する蛍光体部 (第 1蛍光体 部） 603R及び蛍光体部（第 2蛍光体部） 603Gと、光源 602が発した光を前方に透 過させる光透過部 603Bと備える。
以下、各部材について説明を行なう。
[0374] [V— 2—1— 1.フレーム]
フレーム 604は、画像表示装置 601を構成する光源 602等の部材を保持する基部 であり、その形状は任意である。
また、フレーム 604の材質も任意であり、例えば、金属、合金、ガラス、カーボン等 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。
[0375] ただし、光源 602から発せられた光を有効に活用し、画像表示装置 601の発光効 率を改善する観点からは、光源 602から発せられた光が当たるフレーム 604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 出整形用榭脂など）でフレーム 604の全体又はフレーム 604の表面を形成することが 挙げられる。
[0376] また、フレーム 604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 604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ツキ、或いは蒸着処理することにより、光の反射率 を高めることちでさる。
なお、反射率を高める部分は、フレーム 604の全体であっても一部であってもよい 力 通常は、光源 602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。
[0377] さらに、通常は、フレーム 604には光源 602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。この際、電極や端子と光源 602とを接続する手段は任意であり 、例えば、光源 602と電極や端子とをワイヤボンディングにより結線して電力供給する ことができる。用いるワイヤに制限はなぐ素材や寸法などは任意である。例えば、ヮ ィャの素材としては金、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 20 μ m〜40 μ mとすることができる力 ワイヤはこれに限定されるものではない
[0378] また、光源 602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 チップ実装により光源 602に電力を供給する方法が挙げられる。
さらに、光源 602に電力を供給する場合には、ハンダを用いるようにしてもよい。ノヽ ンダは優れた放熱性を発揮するため、放熱性が重要となる大電流タイプの発光ダイ オード (即ち、「LED」）やレーザーダイオード (即ち、「LD」）などを光源 602として用 いた場合に、画像表示装置 601の放熱性を向上させることができるためである。ハン ダの種類は任意である力 例えば、 AuSn、 AgSn等を用いることができる。
[0379] また、電極や端子に接続して電力の供給経路に用いる他、ハンダは、単にフレーム 604に光源 602を設置するために用いるようにしても良!、。
さらに、ハンダ以外の手段によって光源 602をフレーム 604に取り付ける場合には 、例えば、エポキシ榭脂、イミド榭脂、アクリル榭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、接着剤を通電して光源 602 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。
[0380] 本実施形態においては、表面の反射率を高めた平板状のフレーム 604を用い、そ の表面には、光源 602に電力を供給するための端子（図示省略）が設けられているも のとする。
また、その端子には、電源（図示省略)から電力が供給されるようになっているものと する。
[0381] [V - 2 - 1 2.光源]
光源 602は、蛍光体部 603R, 603Gに含有される蛍光体を励起する励起光を発 するものである。さらに、本実施形態においては、光源 602が発する光は、光透過部 603Bを介して画像表示装置 601の外部に発せられ、画像表示装置 601の観察者 が見るようにもなつている。即ち、光源 602から発せられた光は画素が発する光自体 とちなる。
[0382] 光源 602が発する光は、蛍光体である CaAlSiN： Eu、及び、 Ca Sc Si O ： Ce
3 3 2 3 12 を励起できる可視領域に発光波長を有するものであればよい。
具体的には、光源 602が発する光は、通常 390nm以上、好ましくは 440nm以上、 また、通常 700nm以下、好ましくは 500nm以下の波長範囲に発光ピークを有するも のである。この範囲の下限を下回ると、画像表示装置 601として、液晶光シャッターを 用いた場合に、光源 602が発する光 (この場合は紫外線）により液晶物質自体が破 壊される虞がある力らである。一方、上記の範囲の上限を超えると、蛍光体の発光効 率が低くなり画素の輝度の低下が起こったり色再現範囲が狭くなつたりする虞がある ため、好ましくない。
[0383] なお、光源 602が発光のピークを 2以上有する場合、上記の範囲内に少なくとも 1 つのピークを有していれば良い。即ち、上記の波長の範囲において、 CaAlSiN： Eu
3 及び Ca Sc Si O ： Ceの少なくともいずれか一方の蛍光体を励起しうるピークを有
3 2 3 12
していれば良いのである。
[0384] 光源 602は、電気エネルギーによって、蛍光体部 603R, 603Gに含まれる蛍光体 を光励起するための上記の波長範囲の光を発する素子であれば任意のものを用い ることができる。光源 602の例としては、例えば、ハロゲンランプ、水銀ランプ、水素放 電管、ネオンランプ、キセノンランプ、低圧ナトリウムランプ、蛍光ランプ (冷陰極管や 熱陰極管等)等のランプ；無機半導体 LED等の LEDや有機 EL素子などのエレクト口 ルミネッセント光源；などが挙げられる。中でも、通常は LEDや蛍光ランプが好ましい
[0385] 特に、水銀の低圧放電から発生する紫外光によって蛍光体を発光させる蛍光ラン プは、蛍光体を選ぶことにより様々な波長スペクトルが得られることから自由度が大き ぐ比較的電力消費が少なぐかつ小型であることから特に好ましい。また、蛍光ラン プは、従来使用されている冷陰極管、熱陰極管を使用することができるが、白色光を 使用すると青、緑、赤色の発光領域に他の色が混入してくるため、フィルタ一等を使 用して白色光の中の青色領域のみを取り出すことが望ま 、。中でも特に好ましくは 、青色蛍光体のみを塗布した蛍光ランプを使用すれば消費電力低減に効果的であ る。
[0386] 一方、 LEDとしては、最近は高輝度の青色や白色の無機半導体 LEDも入手できる ことから、これらの光源を使用することも可能である。特に青色発光無機半導体 LED は、選択的に本応用例に好ましい波長領域での光を放出できることから好適に用い ることがでさる。
[0387] また、 LEDや蛍光ランプ等の光源 602は、アレイ状に配置することが好まし 、。即 ち、光源 602は、それぞれ、その上に画像を形成することができる領域を個別に指定 できるように、全体的に行および列状に配列されていることが好ましい。これにより、 蛍光体部 603R, 603G及び光透過部 603Bをアレイ状に配置することが可能となり、 画像表示装置 601に適切にフルカラー画像を形成させることが可能となる。
[0388] さらに、光源 602から蛍光体部 603R, 603Gや光透過部 603Bに光を照射する場 合、光を直接に蛍光体部 603R, 603Gや光透過部 603Bに入射させるようにしても よぐまた、反射板を設置して一度反射させてから蛍光体部 603R, 603Gや光透過 部 603Bに入射させるようにしてもよい。なお、フレーム 604として高い反射率を有す るものを用いたように、光源 602の背面 (観察者とは反対側）に反射板を設けるように すれば、光源 602から発せられる光の利用効率を高めることができる。
[0389] また、光源 602の寸法に制限は無い。
さらに、光源 602をフレーム 604に設置する際、その設置手段に制限は無ぐ公知 の任意の手段を用いることができる。したがって、上述したように、例えば、光源 602 をハンダ等を用いてフレーム 604に設置することができる。
[0390] 本実施形態では、光源 602として青色の光を発光する LED (発光素子）を各蛍光 体部 603R, 603G及び光透過部 603B毎に設けていて、この光源 602からの光によ つて、蛍光体部 603R, 603G内に含まれる CaAlSiN： Euや Ca Sc Si O ： Ceな
3 3 2 3 12 どの蛍光体を励起するようになっている。また、光源 602が発した光の一部は、光透 過部 603Bを透過し、青色の画素の光として観察者に観られるようにもなつている。さ らに、光源 602への電力供給は、相互接続回路やワイヤ等を用いて、フレーム 604 上の端子と光源 602の電極とを電気的に接続することにより行なわれている。ただし 、各光源 602に供給される電力の大きさは、図示しない制御部により、表示しょうとす る画像に応じて各光源 602毎に制御されているものとする。
[0391] [V- 2- 1 - 3.蛍光体部並びに光透過部]
蛍光体部 603R, 603Gは、光源 602が発した励起光を吸収し、画像表示装置 601 が表示する画像を形成するための可視光を発する蛍光体を含有する部分である。本 応用例においては、蛍光体部 603R, 603Gの少なくとも一方力 蛍光体として輝度 保持蛍光体（例えば CaAlSiN： Euや Ca Sc Si O ： Ce)のうちの少なくともいずれ
3 3 2 3 12
力 1種を含有するようにする。また、蛍光体部 603R, 603Gは画素に対応して通常 1 つずつ設けられ、画像表示装置 601の画素が発することになる光を生じるようになつ ている。
[0392] さらに、光透過部 603Bは、蛍光体部 603R, 603Gと同様に画素毎に設けられたも ので、光源 602の光を画素の光の一部として用いるために前方へ透過させる部分で ある。通常、光透過部 603Bは、蛍光体を含有しない他は蛍光体部 603R, 603Gと 同様に設けられる。
したがって、本実施形態では、観察者は、この蛍光体部 603R, 603Gが発する蛍 光、及び、光透過部 603Bを介して放出される光源 602が発する光を見て画像を認 識するようになっている。
[0393] (i.蛍光体部）
本実施形態においては、蛍光体部 603Rは、赤色の画素に対応して赤色の蛍光を 発するように形成されたもので、輝度保持蛍光体として CaAlSiN ： Euを含有してい
3
る。
一方、蛍光体部 603Gは、緑色の画素に対応して緑色の蛍光を発するように形成さ れたもので、輝度保持蛍光体として Ca Sc Si O ： Ceを含有している。
3 2 3 12
これらの発光輝度の温度依存性が低！、蛍光体である CaAlSiN ： Eu及び
3 Z又は C a Sc Si O ： Ceを含有させることにより、画像表示装置 601自体の温度依存性を抑
3 2 3 12
制し、温度条件によって表示する画像の発色が意図した色力 ずれることを防止する ことも可能である。
[0394] さらに、上記の CaAlSiN ： Euや Ca Sc Si O ： Ce等の輝度保持蛍光体以外の
3 3 2 3 12
蛍光体を併用し、蛍光体部 603R, 603Gにそれらの併用する蛍光体 (以下適宜、「 併用蛍光体」という）を適宜含有させても良い。
併用蛍光体に制限は無ぐ本応用例の効果を著しく損なわない限り任意である。併 用蛍光体の発光色は、その用途によって適切な色があるので特に限定されないが、 例えばフルカラーディスプレイを作製する場合には、色純度の高い青、緑、赤色発光 体が好ましく用いられる。その適切な色の表現方法にっ 、ては幾つかの方法がある 力 簡便には発光の発光ピーク波長や CIE色度座標などが使用される。また、光波 長変 構がモノクロ表示やマルチカラー表示であるときは、紫、青紫、黄緑、黄色 、オレンジ色に発色する蛍光体を含むことが好ましい。なお、併用蛍光体を併用し、 蛍光体を 2つ以上を混合して蛍光体部 603R, 603Gに用いるようにすれば、色純度 の高い発光を行なったり中間色や白色の発光を行なったりすることが可能となる。
[0395] 併用蛍光体の発光の発光ピーク波長に関して言えば、例えば、赤色の蛍光を発す る併用蛍光体が発する蛍光の具体的な波長の範囲を例示すると、発光ピーク波長が 、通常 370應以上、好ましくは 380nm以上、また、通常 500nm以下、好ましくは 48 Onm以下が望ましい。
また、例えば、緑色の蛍光を発する併用蛍光体が発する蛍光の具体的な波長の範 囲を例示すると、発光ピーク波長が、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以下が望ましい。
さらに、例えば、青色の蛍光を発する併用蛍光体が発する蛍光の具体的な波長の 範囲を例示すると、発光ピーク波長が、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 470nm以下が望ましい。
[0396] また、併用蛍光体の組成には特に制限はないが、結晶母体である Y O、 Zn SiO
2 3 2 4 等に代表される金属酸ィ匕物、 Ca (PO ) C1等に代表されるリン酸塩及び ZnS、 SrS
5 4 3
、 CaS等に代表される硫ィ匕物に、 Ce、 Pr、 Nd、 Pm、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho, E r、 Tm、 Yb等の希土類金属のイオンや Ag、 Al、 Mn、 Sb等の金属のイオンを賦活剤 または共賦活剤として組み合わせたものが好ましい。
[0397] 結晶母体の好ましい例としては、例えば、 ZnS、 Y O S、 (Y, Gd) Al O 、 YAIO
2 2 3 5 12
、 BaAl Si O、 Y Al O 、 Y SiO、 Zn SiO、 Y O、 BaMgAl O 、 BaAl O
3 2 2 8 3 5 12 2 5 2 4 2 3 10 17 12 19
、 (Ba, Sr, Mg) 0 - a Al O、（Y, Gd) BO、 Y O、（Zn, Cd) S、 SrGa S、 SrS、
2 3 3 2 3 2 4
SnO、 Ca (PO ) (F, CI) 、 (Ba, Sr) (Mg, Mn)Al O 、 (Sr, Ca, Ba, Mg)
2 10 4 6 2 10 17 10
(PO ) CI、 (La, Ce) PO、 CeMgAl O 、 GdMgB O 、 Sr P O、 Sr Al O
4 6 2 4 11 19 5 10 2 2 7 4 14 25
、 (Ba, Sr, Ca) (Mg, Zn, Mn)Al O などを挙げることができる。
10 17
[0398] ただし、上記の結晶母体及び賦活剤または共賦活剤は、元素組成には特に制限 はなぐ同族の元素と一部置き換えることもでき、得られた蛍光体は光源 602からの 光を吸収して可視光を発するものが好ましい。以下、使用できる併用蛍光体の例を 挙げる。ただし、本実施形態の画像表示装置 601に使用される蛍光体は以下に例示 したものに限定されるものではない。
[0399] ，赤色の併用蛍光体：
本実施形態において使用できる赤色発光が可能な併用赤色蛍光体としては、例え ば、赤色破断面を有する破断粒子カゝら構成され、赤色領域の発光を行なう (Mg, Ca , Sr, Ba) Si N： Euで表わされるユウ口ピウム賦活アルカリ土類シリコンナイトライド
2 5 8
系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ球形状を有する成長粒子力 構成さ れ、赤色領域の発光を行なう（Y, La, Gd, Lu) O S :Euで表わされるユウ口ピウム
2 2
賦活希土類ォキシカルュゲナイト系蛍光体等が挙げられ [0400] さら【こ、特開 2004— 300247号公報【こ記載された、 Ti、 Zr、 Hf、 Nb、 Ta、 W、及 び Moよりなる群力 選ばれる少なくも 1種の元素を含有する酸窒化物及び Z又は酸 硫ィ匕物を含有する蛍光体であって、 A1元素の一部又は全てが Ga元素で置換された アルファサイアロン構造をもつ酸窒化物を含有する蛍光体も、本実施形態において 併用蛍光体として用いることができる。なお、これらは酸窒化物及び Z又は酸硫化物 を含有する蛍光体である。
[0401] また、そのほか、赤色の併用蛍光体としては、 Y O S :Eu3+、 (BaMg) SiO： Eu3
2 2 2 4
+、 (BaCaMg) (PO ) Cl:Eu3+、YVO： Eu3+、 CaS :Eu3+、 YAIO： Eu3+、 Ca
5 4 3 4 3 2
Y (SiO ) O： Eu3+、 LiY (SiO ) O： Eu3+、 （Y, Gd) Al O ： Ce3+、 (Ca, Sr)
8 4 6 2 9 4 6 2 3 5 12 2
Si N： Euゝ CaSiN： Euゝ (Sr, Ca, Ba, Mg) (PO ) CI： Eu, Mnゝ (Ba Mg) Si
5 8 2 10 4 6 2 3 2
0： Eu, Mnなどを用いることも可能である。
8
[0402] '緑色の併用蛍光体：
本実施形態において使用できる緑色発光が可能な併用蛍光体として、例えば、破 断面を有する破断粒子から構成され、緑色領域の発光を行なう（Mg, Ca, Sr, Ba) S
1 O N： Euで表わされるユウ口ピウム賦活アルカリ土類シリコンォキシナイトライド系
2 2 2
蛍光体、破断面を有する破断粒子から構成され、緑色領域の発光を行なう（Ba, Ca , Sr) SiO： Euで表わされるユウ口ピウム賦活アルカリ土類マグネシウムシリケート系
2 4
蛍光体等が挙げられる。
[0403] また、そのほ力、緑色の併用蛍光体としては、 BaMgAl O ： Eu2+, Mn2+、 Sr Al
10 17 4
O ： Eu2+、 (SrBa)Al Si O： Eu2+、 (BaMg) SiO： Eu2+、 Y SiO： Ce3+, Tb3
14 25 2 2 8 2 4 2 5
+、 Sr P O— Sr B O： Eu2+、 (BaCaMg) (PO ) Cl:Eu2+、 Sr Si O— 2SrCl
2 2 7 2 2 5 10 4 6 2 3 8 2
： Eu2+、 Zr SiO , MgAl O ： Ce3+, Tb3+、 Ba SiO： Eu2+、 Ca Y (SiO ) O： T
2 4 11 19 2 4 2 8 4 6 2 b3+、 Y Al O ： Tb3+、 La Ga SiO ： Tb3+、 SrGa S ： Eu2+, Tb3+, Sm2+、 Y (A
3 5 12 3 5 14 2 4 3
1, Ga) O ： Ceゝ SrSi O N： Eu、 BaMgAl O ： Eu, Mn、 SrAl O： Euなどを用
5 12 2 2 2 10 17 2 4 いることも可能である。
[0404] なお、上記の併用蛍光体は、 1種を単独で用いてもよぐ 2種以上を任意の組み合 わせ及び比率で併用しても良 ヽ。
ただし、本応用例の効果を確実に得る観点では、併用蛍光体を用いる場合であつ ても蛍光体全体の使用量に対する輝度保持蛍光体の割合は大きいほど好ましぐ全 ての蛍光体を輝度保持蛍光体とすることがより好まし 、。
[0405] さらに、蛍光体部 603R, 603Gには、外部環境からの外力や水分などから蛍光体 を保護するため、通常、バインダを用いる。具体的には、バインダ中に蛍光体を分散 させた成形体により、蛍光体部 603R, 603Gを構成する。
本実施形態において使用するバインダに制限は無ぐ本応用例の効果を著しく損 なわない範囲で任意のものを用いることができるが、通常は、蛍光や励起光を適切に 透過させるベぐ無色透明の材料を用いることが好ましい。
また、バインダは 1種を単独で用いても良ぐ 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。
[0406] ただし、通常は、非芳香族エポキシ榭脂を用いることが好ま 、。非芳香族ェポキ シ榭脂は、高耐光性及び透明性に優れているためである。なかでも、無機塩素含有 量を lppm以下、有機塩素含有量を 5ppm以下とすることができる非芳香族エポキシ 榭脂が好ましい。特に、蒸留生成され塩素成分を全く含有しないものがより好ましい。 なお、本実施形態においては、 ppmは重量に基づく割合を示す。
[0407] 好ましい非芳香族エポキシ榭脂の具体例を挙げると、 3, 4エポキシシクロへキシル メチルー 3' , 4' エポキシシクロへキシルカルボキシレートに代表される脂環式ェポ キシ榭脂；脂環式エポキシ榭脂を主体にへキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、 水素化ビスフエノール Aジグリシジルエーテルなどのシクロへキサン誘導体とェピクロ ルヒドリンよりなるエポキシ榭脂；ビスフエノール Aジグリシジエーテルよりなる液状又 は固形のエポキシ榭脂；トリグリシジルイソシァヌレート等の含窒素エポキシ榭脂など が挙げられる。
[0408] また、ノインダとして非芳香族エポキシ榭脂を用いる場合、下記の硬化剤、助触媒 、硬化促進剤を適宜混合させることができる。
硬化剤は、非芳香族エポキシ榭脂を硬化させるものである。硬化剤としては、例え ば、酸無水物が好ましいものとして挙げられる。酸無水物の中でも、バインダ中の物 質には耐光性が要求されるため、非芳香族かつ炭素二重結合をィ匕学的に有しない 多塩基酸カルボン酸無水物が好ましい。具体的には、へキサヒドロ無水フタル酸、メ チルへキサヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、水素化メチル ナジック酸無水物などが挙げられる。中でも、硬化反応性と耐湿性とのバランスの良 V、ため、メチルへキサヒドロ無水フタル酸が好まし!/、。
[0409] なお、硬化剤は、 1種を単独で用いても良ぐ 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、硬化剤の使用量に制限は無いが、非芳香族エポキシ榭脂 100重量部に対し 、通常 50重量部以上、好ましくは 80重量部以上、また、通常 150重量部以下、好ま しくは 130重量部以下用いるようにすることが望ま 、。
[0410] さらに、助触媒は、非芳香族エポキシ榭脂の硬化物（蛍光体部 603R, 603Gや光 透過部 603Bを含む。以下同様）に可撓性を付与し、剥離接着力を向上させるもので ある。助触媒の中でも、アルコール 'ポリオール類は、硬化促進剤の相溶化剤として も機能することができ、好ましい。アルコール 'ポリオール類の中でも、ノインダ中の物 質には耐光性が要求されるため、非芳香族かつ炭素二重結合をィ匕学構造的に有し ない炭素数 2〜12の直鎖型、分岐型、脂環型、エーテル基含有型のいずれかからな るアルコール.ポリオール類が好適に用いられる。具体的には、プロパノール、イソプ ロパノーノレ、メチノレシクロへキサノーノレ、エチレングリコーノレ、グリセリン、トリメチロー ルプロパン、エチレングリコールモノメチルエーテルなどが挙げられる。中でも、ェチ レンダリコール等の低分子量ジオールが好まし 、。
[0411] なお、助触媒は、 1種を単独で用いても良ぐ 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、アルコール 'ポリオール類は、上記のように硬化促進剤の相溶化剤としても機 能するため、硬化促進剤の化学構造と配合量に影響を受ける。
さらに、助触媒の使用量に制限は無いが、非芳香族エポキシ榭脂 100重量部に対 し、通常 1重量部以上、好ましくは 5重量部以上、また、通常 30重量部以下、好ましく は 15重量部以下が望まし 、。
[0412] また、硬化促進剤は、非芳香族エポキシ榭脂の硬化を促進するものである。硬化促 進材としては、例えば、
〔1〕第三級ァミン類若しくはイミダゾール類及び/又はそれらの有機カルボン酸塩、 〔2〕ホスフィン類及び Z又はそれらの第四級塩、
〔3〕有機カルボン酸金属塩、
〔4〕金属一有機キレート化合物、
〔5〕芳香族スルホ -ゥム塩
などが挙げられる。
なお、硬化促進剤は、 1種を単独で用いても良ぐ 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。
[0413] 以下、硬化促進剤として例示したものについて、それぞれ説明する。
〔 1〕第三級ァミン類若しくはイミダゾール類及び/又はそれらの有機カルボン酸塩： 第三級ァミン類若しくはイミダゾール類及び/又はそれらの有機カルボン酸塩とし ては、例えば、 2, 4, 6 トリス（ジァミノメチル）フエノール、 2 ェチル 4—メチルイ ミダゾール、 1, 8 ジァザビスシクロ（5, 4, 0)ゥンデセン 7 (以下適宜、「DBU」と いう）とそのォクチル酸塩などが挙げられる。中でも、非芳香族エポキシ榭脂の硬化 物の透光性を高めることができるため、 DBUォクチル酸塩が好ましい。
[0414] なお、硬化促進剤として第三級ァミン類若しくはイミダゾール類及び Z又はそれら の有機カルボン酸塩を用いる場合、硬化促進剤の使用量に制限は無いが、画像表 示装置 601の耐湿特性の観点から、非芳香族エポキシ榭脂 100重量部に対して、通 常 0. 01重量部以上、好ましくは 0. 1重量部以上、また、通常 1重量部以下、好ましく は 0. 5重量部以下とすることが望ましい。
[0415] 〔2〕ホスフィン類及び Z又はそれらの第四級塩：
ホスフィン類とその第四級塩としては、例えば、トリフエニルホスフィン、トリブチルホ スフイン、ベンジルトリフエ-ルホスホ -ゥム臭素塩、ベンジルトリブチルホスホ-ゥム 臭素塩などが挙げられる。中でも、非芳香族エポキシ榭脂の硬化物の透光性を高め ることができるため、ベンジルトリフエ-ルホスホ -ゥム臭素塩が好まし!/、。
[0416] なお、硬化促進剤としてホスフィン類及び Z又はそれらの第四級塩を用いる場合、 硬化促進剤の使用量に制限は無いが、画像表示装置 1の耐湿特性の観点から、非 芳香族エポキシ榭脂 100重量部に対して、通常 0. 01重量部以上、好ましくは 0. 1 重量部以上、また、通常 1重量部以下、好ましくは 0. 5重量部以下とすることが望ま しい。
[0417] 〔3〕有機カルボン酸金属塩：
有機カルボン酸金属塩としては、例えば、耐光性に劣る炭素二重結合を有さない ォクチル酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ォクチル酸錫などが挙げられる 。また、有機カルボン酸金属塩は、有機カルボン酸成分の炭素数増加と比例して、 非芳香族エポキシ榭脂への溶解性が低下する。しかし、ォクチル酸亜鉛は、配合量 に最も幅を有しており、更に、液状であるため、分散溶解に時間を要さない。したがつ て、硬化性の観点から、有機カルボン酸金属塩の中でも、ォクチル酸亜鉛が特に好 ましい。
[0418] なお、硬化促進剤として有機カルボン酸金属塩を用いる場合、硬化促進剤の使用 量に制限は無いが、非芳香族エポキシ榭脂の硬化物の透光性を高める観点からは 、非芳香族エポキシ榭脂 100重量部に対して、通常 1重量部以上、また、通常 10重 量部以下、好ましくは 5重量部以下とすることが望ま 、。
[0419] 〔4〕金属一有機キレート化合物：
金属一有機キレートイ匕合物としては、透明性に影響のない亜鉛と j8—ジケトンとより なるァセチルアセトン亜鉛キレート、ベンゾィルアセトン亜鉛キレート、ジベンゾィルメ タン亜鉛キレート、ァセト酢酸ェチル亜鉛キレートなどが挙げられる。中でも、亜鉛キ レートイ匕合物を用いた場合には、優れた耐光性 '耐熱性を非芳香族エポキシ榭脂に 付与することができる。また、亜鉛キレートイ匕合物は、非芳香族エポキシ榭脂への選 択的かつ穏ゃ力な硬化促進作用を有するため、脂環式エポキシ榭脂のような低分子 量モノマーを主体としても低応力接着が可能となる。
[0420] さらに、亜鉛キレートイ匕合物の中でも、扱い易さなどから、ァセチルアセトンをキレー ト成分としたビス (ァセチルァセトナト）アクア亜鉛（2) [Zn (C H O ) (H O) ]が好ま
5 7 2 2 2 しい。
なお、硬化促進剤として金属一有機キレート化合物を用いる場合、硬化促進剤の 使用量に制限は無いが、非芳香族エポキシ榭脂への溶解性の観点力もは、非芳香 族エポキシ榭脂 100重量部に対して、通常 1重量部以上、また、通常 10重量部以下 、好ましくは 5重量部以下とすることが望ましい。 [0421] 〔5〕芳香族スルホニゥム塩：
芳香族スルホ -ゥム塩は、通常、非芳香族エポキシ榭脂中に硬化剤である酸無水 物を含まな ヽ非芳香族エポキシ榭脂単独組成で使用される。
また、芳香族スルホ -ゥム塩を用いた場合には、熱及び Z又は 360nm以下の紫外 光により分解し、カチオンを発生して、非芳香族エポキシ榭脂カチオン重合硬化物を 得ることができる。この得られた硬化物はエーテル架橋されており、硬化剤で硬化し たものよりも物理的、化学的により安定である。
[0422] 芳香族スルホ -ゥム塩としては、例えば、トリフエ-ルスルホ-ゥム六フッ化アンチモ ン塩、トリフエ-ルスルホ-ゥム六フッ化りん塩などが挙げられる。中でも、トリフエ-ル スルホ二ゥム六フッ化アンチモン塩は硬化速度が速く少量配合でも十分硬化すること 力 好ましい。
[0423] なお、硬化促進剤として芳香族スルホ -ゥム塩を用いる場合、硬化促進剤の使用 量に制限は無いが、連鎖重合発熱による非芳香族エポキシ榭脂の硬化物の変色を 防止する観点からは、非芳香族エポキシ榭脂 100重量部に対して、通常 0. 01重量 部以上、好ましくは 0. 05重量部以上、また、通常 0. 5重量部以下、好ましくは 0. 3 重量部以下とすることが望まし 、。
[0424] さらに、上記の非芳香族エポキシ榭脂以外のバインダを用いることも可能である。バ インダとしては、例えば、ポリメチノレメタタリレート、ポリアタリレート、ポリカーボネート、 ポリビュルアルコール、ポリビュルピロリドン、ヒドロキシェチルセルロース、カノレポキシ メチルセルロースポリスチレン、スチレン '無水マレイン酸共重合体、スチレン'アタリ口 -トリル共重合体、ポリビュルクロライド、セルロースアセテートブチレート、セルロース プロピオネート、ポリ a ナフチルメタタリレート、ポリビュルナフタレン、ポリ n—ブチ ルメタタリレート、テトラフルォロエチレン'へキサフルォロプロピレン共重合体、ポリシ クロへキシルメタタリレート、ポリ（4ーメチルペンテン）、エポキシ、ポリスルホン、ポリエ ーテルケトン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、環状ォレフィン重合体、 ポリシロキサン、ベンゾシクロブタン重合体、水ガラス、シリカ、酸化チタン、エポキシ 榭脂などを成分とするものが挙げられる。
[0425] また、蛍光体部 603R, 603Gにおいて、蛍光体部 603R, 603G内に占めるバイン ダの割合は本応用例の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常 5重量％以 上、好ましくは 10重量％以上、また、通常 95重量％以下、好ましくは 90重量％以下 である。
[0426] さらに、これに関連し、蛍光体部 603R, 603Gにおいて、蛍光体（即ち、 CaAlSiN
3
： Eu、 Ca Sc Si O ： Ce、併用蛍光体等）とバインダとの割合も本応用例の効果を
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著しく損なわない限り任意であるが、蛍光体とバインダとの合計重量に対するバイン ダの割合力 通常 5重量％以上、好ましくは 10重量％以上、また、通常 95重量％以 下、好ましくは 90重量％以下である。この範囲の下限を下回ると輝度が低下する虡 があり、上限を上回ると蛍光体部 603R, 603Gが脆弱となり、機械的強度が保てなく なる虞がある。なお、蛍光体を 1つの蛍光体部において 2種以上用いる場合には、用 V、る蛍光体の合計が上記の範囲に収まるようにすることが望ま 、。
[0427] また、蛍光体部 603R, 603Gには、バインダゃ蛍光体以外の添加剤を含有させて も良い。添加剤としては、上記の硬化剤、助触媒、硬化促進剤の他、例えば、視野角 をさらに増やすために拡散剤を含有させても良い。具体的な拡散剤としては、チタン 酸バリウム、酸化チタン、酸ィ匕アルミニウム、酸ィ匕珪素などが挙げられる。また、添カロ 材としては、例えば、所望外の波長をカットする目的で有機や無機の着色染料や着 色顔料を含有させることもできる。なお、これらの添加剤は、それぞれ 1種を単独で用 いてもよぐ 2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良 ヽ。
[0428] さらに、蛍光体部 603R, 603Gは、公知の任意の方法で作製することができる。例 えば、蛍光体部 603R, 603Gは、バインダと蛍光体と溶剤とからなる混合物（塗布液 )を、スクリーン印刷法によって、画素に対応する間隔でモザイク状、アレイ状、あるい はストライプ状に、透明基板 631上に形成することができる。
[0429] また、各蛍光体部 603R, 603Gの間に、外光の吸収のためにブロックマトリックス層 632を形成してもよい。ブラックマトリックス層 632は、ガラスなどの透明基板 631上に 、感光性の榭脂の感光原理を利用してカーボンブラックからなる光吸収膜を製造す る工程により形成してもよいし、榭脂とカーボンブラックと溶剤とからなる混合物をスク リーン印刷法で積層して形成しても良!、。
[0430] また、蛍光体部 603R, 603Gの形状は任意である。例えば、画像表示装置 601を マルチカラー表示とする場合、蛍光体部 603R, 603Gなどの発光領域には、ピクセ ル (画素）形状に合わせて、定められた色に発光する蛍光体を配置することになるが 、その蛍光体部 603R, 603Gの形状としては、情報表示に必要なセグメント形状、マ トリックス形状が挙げられ、マトリックス形状の中では、ストライプ構造、デルタ構造など が好ましい形態として挙げることができる。さらに、モノクロ表示の場合は、上記の形 状の他、均一に蛍光体を塗布したものでも可能である。
[0431] さらに、蛍光体部 603R, 603Gの寸法も任意である。例えば、その厚みは本応用 例の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常、 1cm以下とすると好適に用い ることができる。さらに、薄型、軽量ィ匕が求められるフラットパネルディスプレイにおい ては、 2mm以下の厚みにすることがより好ましい。発光光線の出射率とのバランスを 考慮すると、通常 1 μ m以上、好ましくは 5 μ m以上、より好ましくは 10 μ m以上、また 、通常 1000 μ m以下、好ましくは 500 μ m以下、より好ましくは 200 μ m以下である。
[0432] (ii.光透過部）
本実施形態において、光透過部 603Bは、青色の画素に対応して光源 602からの 光を前方に透過させうる部材である。これにより、画像表示装置 601の光源 602から は青色光の可視光が発せられるようになって 、るため、この光源 602から発せられる 可視光は、画素が発する光として用いられるようになって!/、るのである。
[0433] 光透過部 603Bの構成に制限は無く任意であるが、通常は、蛍光体を含有しない 他は、蛍光体部 603R, 603Gと同様に構成される。したがって、光透過部 603Bには 、当該可視光に対応した光と同じ色の蛍光を発する蛍光体は必須ではない。
[0434] 即ち、光源 602から発せられた可視光が画像表示装置 601の外部に発せられるよ うにすれば、必ずしもすべての画素において蛍光体を用いなくとも良いのである。た だし、光源 602が発する可視光を効率よく外部に放出させたり、散乱させたり、所望 外の波長の光をカットしたりするために、光源 602が発した可視光には、バインダに 添加剤を含有させた光透過部 603Bを透過させるようにすることが望ま 、。
さらに、光透過部 603Bには色調整用の染顔料を含有させても良 、。
[0435] 本実施形態にお!ヽては、赤色蛍光部 603Rは、赤色蛍光体として、輝度保持蛍光 体である CaAlSiN： Euを用い、ノインダとして非芳香族エポキシ榭脂を用い、この 赤色蛍光体をバインダに分散させたものとして透明基板 631に形成されている。また 、蛍光体部 603Rは、赤色の画素に対応して複数設けてあるものとする。
[0436] また、本実施形態において、緑色蛍光部 603Gは、緑色蛍光体として、輝度保持蛍 光体である Ca Sc Si O ： Ceを用い、ノインダとして非芳香族エポキシ榭脂を用い
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、この緑色蛍光体をバインダに分散させたものとして透明基板 631に形成されていて 、この蛍光体部 603Gは、緑色の画素に対応して複数設けてあるものとする。
[0437] さらに、本実施形態において、光透過部 603Bは、バインダとして非芳香族ェポキ シ榭脂を用い、拡散剤をバインダに分散させたものとして形成されていて、この光透 過部 603Bは、青色の画素に対応して透明基板 631に複数設けてあるものとする。
[0438] また、この蛍光体部 603R, 603G及び光透過部 603Bを設けた透明基板 631は、 光源 602に対向した位置に設けられている。これにより、蛍光体部 603Rは光源 602 力もの光を受けて赤色光を発し、蛍光体部 603Gは光源 602からの光を受けて緑色 光を発し、光透過部 603Bは光源 602が発した青色光を拡散剤で拡散させながら前 方に透過させるようになつている。また、各蛍光体部 603R, 603G及び光透過部 60 3Bの間は、それぞれブラックマトリックス層 632により仕切られているものとする。
[0439] [V 2— 1 4.作用]
本実施形態の画像表示装置 601は上記のように構成されて 、るので、使用時には 、光源 602を所定の強度で発光させる。この際、図示しない制御部の制御に従い、 各光源 602からは、画像表示装置 601が表示しょうとする画像に応じて、各画素（即 ち、蛍光体部 603R, 603G及び光透過部 603B)毎に強度を調節された光が発せら れる。この光源 602から発せられた光は、それぞれ、対応する蛍光体部 603R, 603 G及び光透過部 603Bに入射する。
[0440] 蛍光体部 603Rでは、蛍光体部 603R内に分散した赤色蛍光体（CaAlSiN： Eu)
3 が入射光を吸収し、赤色の蛍光を発する。また、蛍光体部 3Gでは、蛍光体部 603G 内に分散した緑色蛍光体 (Ca Sc Si O ： Ce)が入射光を吸収し、緑色の蛍光を発
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する。さら〖こ、光透過部 603Bでは、光透過部 603B内に分散した拡散剤が入射光を 散乱させ、蛍光体部 603R、 603G力も発せられる蛍光との配光特性をあわせながら 、入射した青色の光を前方に透過させる。 [0441] この際、入射光の光量が、形成しょうとする画像に応じて制御部によって画素毎に 調節されているので、各蛍光体部 603R, 603Gが発する蛍光（可視光）の光量も画 素毎に調節され、所望の画像が形成される。
こうして生じた赤色及び緑色の蛍光、並びに、光透過部 603Bを透過して出射され た光源 602からの青色の光は、透明基板 631を介して画像表示装置 601の外部（図 中右側）に発せられる。観察者は、この透明基板 631の表面力 発せられる光を見て 、画像を認識する。
[0442] この際、蛍光体部 603R, 603Gの蛍光体として、それぞれ輝度保持蛍光体である 、 CaAlSiN： Eu及び Ca Sc Si O ： Ceを用いたため、画像表示装置 601自体の
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発光輝度の温度依存性を抑制することができ、これにより、温度条件によって表示す る画像の発色が意図した色力 ずれることを防止することが可能であり、実用上非常 に有用である。
[0443] [V- 2- 2.第 2実施形態]
図 17は、本応用例の第 2実施形態としての画像表示装置の要部を模式的に示す 分解断面図である。なお、図 17に示す画像表示装置においては、観察者は図中右 側から画像表示装置が表示する画像を見るようになっているものとする。また、図 17 において、図 16と同様の符号を用いて示す部位は、図 16と同様のものを表わす。
[0444] 図 17に示すように、本実施形態の画像表示装置 601/ は、光シャッター 606によ つて光源 602が発した光の強さを調節するようになっている点以外は、第 1実施形態 の画像表示装置 601と同様に構成されている。即ち、光源 602と、光源 602から発せ られた光を吸収して可視光を発する蛍光体を含有する蛍光体部 (第 1蛍光体部) 60 3R及び蛍光体部（第 2蛍光体部） 603Gと、光源 602が発した光を前方に透過させる 光透過部 603Bと備える。また、画像表示装置 601/ は、フレーム 604、偏光子 605 、光シャッター 606、検光子 607を備えている。
以下、各部材について説明を行なう。
[0445] [V— 2— 2—1.フレーム]
フレーム 604は、第 1実施形態で説明したものと同様である。
[0446] [V- 2- 2- 2.光源] 光源 602としては、第 1実施形態で説明したものと同様のものを用いることができる さらに、第 1実施形態で説明した構成のものに加え、本実施形態のような光シャツタ 一 606を用いた画像表示装置においては、画像表示装置 60 / をフラットパネルデ イスプレイとして構成する場合、光源 602としては、均一な面状光を発するものが有用 である。この場合、光源 602は、光源 602を形成する素子そのものが 1つ以上の面状 発光素子で形成されているもののみならず、 1つ以上の任意の形状の素子から取り 出された光を、導光や拡散、反射などの適当な手法を用いて面状光に変換する擬似 面状発光素子も含まれる。また、これらの手法を組み合わせた素子を光源 602として 使用することちできる。
[0447] 面状発光できる光源 602の例のうち、それ自体が面状に発光しうる面状発光素子 の例としては、無機真性 EL素子、有機 EL素子、小型平面蛍光ランプ、無機半導体 を利用した面発光 LEDなどが挙げられる。
[0448] 一方、擬似面状発光素子の例を挙げると、例えば、何らかの発光素子と、その発光 素子から取り出された光を面状光へ変換する変 構とを組み合わせたものが挙げ られる。この際、発光素子としては、光源 602の例として先に挙げた任意の光源を用 いることができる。また、変 構としては、例えば、石英板、ガラス板、アクリル板な どの導光板と、 A1シート、各種金属蒸着膜など反射機構と、 TiO系化合物を用いた
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パターン、光拡散シート、光拡散プリズムなどの光拡散機構とが、単独、好ましくは複 数組み合わせられたものを用いることができる。特に、導光板、反射板、拡散板など を用いて光源 602を面発光体ィ匕して光を面状光に変換する変 構は、本実施形 態において好適に用いられる。また、例えば、液晶表示装置用途などで使用されて いる変浦構も好適に使用することができる。
[0449] また、第 1実施形態と同様、光源 602の寸法に制限は無いが、光源 602として面発 光素子や擬似面発光素子を用いる場合には、フラットパネルディスプレイの実用的 見地から、通常 5cm以下、好ましくは 5mm以下の厚みに形成することが望ましい。
[0450] 本実施形態では、光源 602として青色の光を面状発光する面発光素子を用いて ヽ て、この光源 602からの光によって、蛍光体部 603R, 603G内に含まれる CaAlSiN ： Euや Ca Sc Si O ： Ceなどの蛍光体を励起するようになっている。また、光源 60
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2が発した光の一部は、光透過部 603Bを透過し、青色の画素の光として観察者に観 られるようにもなつている。さらに、光源 602への電力供給は、相互接続回路やワイヤ 等を用いて、フレーム 604上の端子と光源 602の電極とを電気的に接続することによ り行なわれて 、るものとする。
[0451] [V- 2- 2- 3.偏光子]
光源 602の前方（図中右側）、詳しくは光源 602と光シャッター 606との間には、偏 光子 605を設けることが好ましい。偏光子 605は、光源 602から発せられた光のうち 所定の偏光面を有する光のみを選択して透過させるものである。本実施形態にぉ 、 ても、偏光子 605を光源 602と光シャッター 606との間に設置しているものとする。
[0452] [V— 2— 2—4.光シャッター]
本実施形態において、光シャッター 606は、照射された光を、光量を調節して透過 させるものである。詳しくは、背面に照射された光を、表示する画像に対応して、画素 毎に、光量を調節して前方に透過させる部材である。本実施形態の場合、光シャツタ 一 606は、光源 602から蛍光体部 603R, 603Gや光透過部 603Bへ発せられる光 の光量を、各画素毎に調節して前方に透過させるようになって 、る。
[0453] 詳しく説明すると、画像表示装置 60 をマルチカラーもしくはフルカラーディスプ レイとして構成する場合は、上記の蛍光体を、 2種類以上、独立に光波長変 構と して定められた領域 (即ち、蛍光体部 603R, 603G)に配置する。本実施形態にお いては、これらの蛍光体部 603R, 603G及び光透過部 603Bに照射する光の光量 をそれぞれ光シャッター 606により調節して蛍光体部 603R, 603G及び光透過部 6 03Bから放出される光の光量を調節し、画像表示装置 60 に所望の画像を多色 発光にて表示させることができるようになって 、る。
[0454] また、光シャッター 606の種類によっては、特定の波長領域の光についてのみ、光 量の調節が可能なものがある。したがって、光シャッター 606としては、光源 602力発 する光の波長領域にぉ 、て、光の光量を調節して光のスイッチングが可能なものを 用いるようにする。なお、画像表示装置 601/ の構成によっては、光源 602からの光 ではなく蛍光体部 603R, 603G力 発せられる蛍光を光シャッター 606に光量調節 させることもあるが、その場合には、蛍光体部 603R, 603G力 発せられる蛍光の光 波長領域においても、光の光量を調節して光のスイッチングが可能なものを用いるよ うにする。通常、光源 602が発する光や蛍光体部 603R, 603G中の蛍光体が発する 蛍光の発光ピーク波長は、通常 380nm以上、好ましくは 420nm以上、また、通常 7 80nm以下、好ましくは 500nm以下であるので、光シャッター 606は、この波長域の 光の光量を調節できるものが望まし 、。
[0455] また、光シャッター 606の機構は、通常、複数の画素（ピクセル)の集合体からなる。
ただし、画面サイズ、表示方式、用途などにより、画素の数量及びサイズ並びに配列 方式は変化し、特に一定の値に制限されるものではない。したがって、光シャッター 6 06の画素の寸法に制限は無ぐ本応用例の効果を著しく損なわない限り任意である
[0456] 例えば、通常のディスプレイ用途では、一画素のサイズは 500 μ m角以下が好まし い。さらに、好適な画素サイズとして、現在実用化されている液晶ディスプレイの値と して、画素数が 640 X 3 X 480、単色一画素サイズが 100 X 300 μ m程度とすること 力 り好ましい。
[0457] さらに、光シャッター 606自体の数量や寸法にも制限は無ぐ本応用例の効果を著 しく損なわない限り任意である。例えば、光シャッター 606の厚さは、通常 5cm以下 のものが有用であり、薄型化及び軽量ィ匕を考慮すれば lcm以下であることが好まし い。
また、画像表示装置 601' を平面型表示装置とする場合においては、階調表示を 可能とするために、電気的制御により画素の光透過率を任意の値に変化せしめる光 シャッター 606を好適に用いることができる。光透過率の絶対値や、その変化のコント ラスト及び速度応答性は、高いほど好ましい。
[0458] これらの要件を満足する光シャッター 606の例としては、 TFT (Thin Film Trans istor)、 STN (Super Twisted Nematic liquid crystal)、強誘電、反強誘電、 2色性色素を用いたゲストホスト、ポリマー分散型である PDN (Polymer Dispersed
Network)方式などの透過型液晶光シャッター；酸化タングステン、酸化イリジウム 、プルシアンブルー、ビオローゲン誘導体、テトラチアフルバレン（TTF)—ポリスチレ ン、希土類金属—ジフタロシア-ン錯体、ポリチォフェン、ポリア-リンなどに代表され るエレクトクロミック、ケミカルクロミックなどが挙げられる。中でも液晶光シャッターは、 薄型、軽量、低消費電力を特徴とし、実用的な耐久性があってセグメントの高密度化 も可能であることから好適に用いられる。この中で特に望ましいものは、 TFTァクティ ブマトリックス駆動や PDN方式を用いた液晶光シャッターである。その理由は、ねじ れネマチック液晶を使用したアクティブマトリックスでは、動画に対応した高速応答性 やクロストークが起きな 、こと、 PDN方式では偏光子 605ゃ検光子 607が必要な!/ヽ ので、光源 602や蛍光体部 603R, 603Gが発する光の減衰が少なく高輝度な発光 が可能になる力 である。
[0459] また、画像表示装置 601/ には、通常、画像表示装置 601/ に表示させる画像に 応じて画素毎に光量の調節を行なうように光シャッター 606を制御する制御部（図示 省略)を設ける。光シャッター 606は、この制御部の制御に応じて各画素力も発せら れる可視光の光量を調節し、これにより、所望の画像が画像表示装置 60 によつ て表示されるようになって ヽる。
[0460] 光シャッター 606によって画素の輝度を調整するようにすることで、画像表示装置 6 01' は、制御部の制御回路をより簡単にすることができる。例えば、第 1実施形態の ように、光源 602として LEDを用い、その LEDの発光強度等を制御することによって 画素の輝度調整を行なう場合には、 LEDの電流一輝度特性が経時変化するため、 表示する像を制御する制御回路が複雑になる虞がある。これに対し、本実施形態の ように光源 602から発せられた光の光量を調節する光シャッター 606部分を設け、光 シャッター 606によって画素の輝度を調整するようにすれば、液晶光シャッター等の 光シャッターの多くは電圧制御であるため、簡単な制御回路で輝度を調整することが できる。
[0461] 本実施形態においては、背面電極 661、液晶層 662、及び前面電極 663が上記の 順に重ねられた液晶光シャッターを光シャッター 606として用いていて、光シャッター 606は、偏光子 605の前方（図中右方）に設けられているものとする。なお、背面電 極 661及び前面電極 663は画像表示装置 601/ に用いる光を吸収しない透明電極 にて構成されているものとする。そして、この液晶光シャッターでは、背面電極 661及 び前面電極 663に印加する電圧によって液晶層 662内の液晶の分子配列を制御さ れ、この分子配列によって背面側に照射される光それぞれの光量を、各画素毎 (即 ち、蛍光体部 603R, 603G及び光透過部 603B毎）に調節されるようになっている。
[0462] [V- 2- 2- 5.検光子]
光シャッター 606の前方には、適宜、光シャッター 606を透過して光量を調節され た光を受け付ける検光子 607が設けられる。検光子 607は、光シャッター 606を通過 した特定の偏光面を有する光のみを透過させて、発光強度を調整するものである。 本実施形態においても、光シャッター 606の前方、詳しくは、光シャッター 606と蛍 光体部 603R, 603G及び光透過部 603Bとの間には検光子 607が設けられているも のとする。
[0463] [V- 2- 2-6.蛍光体部並びに光透過部]
蛍光体部 603R, 603Gは、第 1実施形態と同様に、光源 602が発した励起光を吸 収し、画像表示装置 601' が表示する画像を形成するための可視光を発する蛍光 体を含有する部分である。本実施形態においても、蛍光体部 603R, 603Gの少なく とも一方が、蛍光体として、輝度保持蛍光体のうちの少なくともいずれカゝ 1種を含有す るようにする。また、蛍光体部 603R, 603Gは光シャッター 606の画素に対応して通 常 1つずつ設けられ、画像表示装置 601' の画素が発することになる光を生じるよう になっている。
[0464] さらに、光透過部 603Bは、第 1実施形態同様、蛍光体部 603R, 603Gと同様に光 シャッター 606の画素毎に設けられたもので、光源 602の光を画素の光の一部として 用いるために前方へ透過させる部分である。通常、光透過部 603Bは、蛍光体を含 有しない他は蛍光体部 603R, 603Gと同様に設けられる。
したがって、本実施形態では、観察者は、この蛍光体部 603R, 603Gが発する蛍 光、及び、光透過部 603Bを介して放出される光源 602が発する光を見て画像を認 識するようになっている。
[0465] ただし、本実施形態のように光シャッター 606を用いた画像表示装置 60 の場合 、第 1実施形態の構成の他に、例えば、蛍光体部 603R, 603Gは、バインダと蛍光 体と溶剤とからなる混合物（塗布液)を、スクリーン印刷法によって、光シャッター 606 の画素に対応する間隔でモザイク状、アレイ状、あるいはストライプ状に、透明基板 6
31上〖こ形成することもできる。
[0466] また、本実施形態のように光シャッター 606を用いた画像表示装置 601/ の場合、 例えば、画像表示装置 601' をマルチカラー表示とする際には、蛍光体部 603R, 6
03Gなどの発光領域には、光シャッター機構のピクセル形状に合わせて、定められ た色に発光する蛍光体を配置することになる。
[0467] さらに、本実施形態においても、赤色蛍光部 603Rは、赤色蛍光体として、輝度保 持蛍光体である CaAlSiN： Euを用い、ノインダとして非芳香族エポキシ榭脂を用い
3
、この赤色蛍光体をバインダに分散させたものとして透明基板 631に形成されている 。また、蛍光体部 603Rは、赤色の画素に対応して複数設けてあるものとする。
[0468] また、本実施形態にぉ ヽも、緑色蛍光部 603Gは、緑色蛍光体として、輝度保持蛍 光体である Ca Sc Si O ： Ceを用い、ノインダとして非芳香族エポキシ榭脂を用い
3 2 3 12
、この緑色蛍光体をバインダに分散させたものとして透明基板 631に形成されていて 、この蛍光体部 603Gは、緑色の画素に対応して複数設けてあるものとする。
[0469] さらに、本実施形態において、光透過部 603Bは、バインダとして非芳香族ェポキ シ榭脂を用い、拡散剤をバインダに分散させたものとして形成されていて、この光透 過部 603Bは、青色の画素に対応して透明基板 631に複数設けてあるものとする。
[0470] また、この蛍光体部 603R, 603G及び光透過部 603Bを設けた透明基板 631は検 光子 607の前方（図中右方）に、光シャッター 606に対向した位置に設けられている 。これにより、蛍光体部 603Rは光シャッター 606により光量を調節された光源 602か らの光を受けて赤色光を発し、蛍光体部 603Gは光シャッター 606により光量を調節 された光源 602からの光を受けて緑色光を発し、光透過部 603Bは光源 602が発し 光シャッター 606により光量を調節された青色光を拡散剤で拡散させながら前方に 透過させるようになつている。また、各蛍光体部 603R, 603G及び光透過部 603Bの 間は、それぞれブラックマトリックス層 632により仕切られているものとする。
[0471] [V- 2- 2- 7.作用]
本実施形態の画像表示装置 60 は上記のように構成されているので、使用時に は、光源 602を所定の強度で発光させる。光源 602から発せられた光は、偏光子 60 5で偏光面を揃えられた後、光シャッター 606に入射する。
[0472] 光シャッター 606は、制御部（図示省略)の制御にしたがって、表示しょうとする画 像に応じて背面側力 入射した光の光量を画素毎に調節し、前方に透過させる。具 体的には、透明電圧 661, 663に印加する電圧を制御することにより、各画素に対応 する部位の液晶の配向性を調整し、これにより、画素毎にどれだけの強さの光を透過 させる力調節しながら、背面に受光した光を前方に透過させる。
[0473] 光シャッター 606を通った光は、検光子 607を介して、それぞれ、対応する蛍光体 部 603R, 603G及び光透過部 603Bに入射する。
蛍光体部 603Rでは、蛍光体部 603R内に分散した赤色蛍光体（CaAlSiN： Eu)
3 が入射光を吸収し、赤色の蛍光を発する。また、蛍光体部 603Gでは、蛍光体部 60 3G内に分散した緑色蛍光体 (Ca Sc Si O ： Ce)が入射光を吸収し、緑色の蛍光
3 2 3 12
を発する。さら〖こ、光透過部 603Bでは、光透過部 603B内に分散した拡散剤が入射 光を散乱させ、蛍光体部 603R、 603G力も発せられる蛍光との配光特性をあわせな がら、入射した青色の光を前方に透過させる。
[0474] この際、入射光の光量が、形成しょうとする画像に応じて光シャッター 606により画 素毎に調節されているので、各蛍光体部 603R, 603Gが発する蛍光（可視光）の光 量も画素毎に調節され、所望の画像が形成される。
こうして生じた赤色及び緑色の蛍光、並びに、光透過部 603Bを透過して出射され た光源 602からの青色の光は、透明基板 631を介して画像表示装置 60 の外部（ 図中右側）に発せられる。観察者は、この透明基板 631の表面力 発せられる光を見 て、画像を認識する。
[0475] この際、蛍光体部 603R, 603Gの蛍光体として、それぞれ輝度保持蛍光体である 、 CaAlSiN： Eu及び Ca Sc Si O ： Ceを用いたため、画像表示装置 60 / 自体
3 3 2 3 12
の発光輝度の温度依存性を抑制することができ、これにより、温度条件によって表示 する画像の発色が意図した色力 ずれることを防止することが可能となり、実用上非 常に有用である。
また、本実施形態の画像表示装置 601' によれば、従来の液晶光シャッターを用 いた画像表示装置とは異なり、視野角によって画素の輝度が低下したり色が変化し たりすることを防止することができる。
[0476] [V- 2- 3.第 3実施形態]
[V- 2- 3- 1.構成]
図 18は、本応用例の第 3実施形態としての画像表示装置の要部を模式的に示す 分解断面図である。なお、図 18に示す画像表示装置においては、観察者は図中右 側から画像表示装置が表示する画像を見るようになっているものとする。また、図 18 において、図 16,図 17と同様の符号を用いて示す部位は、図 16,図 17と同様のも のを表わす。
[0477] 図 18に示すように、本実施形態の画像表示装置 601" は、構成部材の配置順が、 背面側から、基板 604、光源 602、蛍光体部 603R, 603G及び光透過部 603B、偏 光子 605、光シャッター 606、検光子 607と!ヽぅ川頁になって!/ヽて、光シャッター 606の 画素間にブラックマトリックス（図示省略)が設けられている他は、第 2実施形態で説 明した画像表示装置 60 と同様の構成となっている。
[0478] 光シャッター 606の画素の間には、コントラストを高めるためにブラックマトリックスと いう黒色領域が存在することが好ましい。ブラックマトリックスは画素間のすきまを黒く し、画像を見やすくする作用を有する。ブラックマトリックスの材質としては、例えば、ク ロム、炭素、または炭素またはその他黒色物質を分散した榭脂が用いられるが、これ に限定されるものではない。本実施形態においては、光シャッター 606を透過した光 を観察者が見ることになるため、光シャッターに、このブラックマトリックス（図示省略） を設けてある。
[0479] また、本実施形態の画像表示装置 601" においては、上記のように構成部材の配 置順を変更したため、光シャッター 606は、蛍光体部 603R, 603G力 発せられる光 並びに光透過部 603Bを透過した光の光量を、各画素毎に調節して前方に透過させ るようになっている。即ち、赤色及び緑色の画素においては、光源 602から発せられ た光を蛍光体部 603R, 603Gに入射させ、蛍光体部 603R, 603G内の蛍光体が発 した光の光量を、画素毎に光シャッター 606が調節し、前方に透過させるようになつ ている。また、青色の画素においては、光源 602から発せられた光が光透過部 603B 内の拡散剤で散乱されながら光透過部 603Bを透過し、光透過部 603Bを透過した 光の光量を、画素毎に光シャッター 606が調節し、前方に透過させるようになつてい る。そして、光シャッター 606によって光量を調節された赤色、緑色及び青色の光に よって、画像表示装置 601に所望の画像を多色発光にて表示させることができるよう になっている。
[0480] したがって、第 2実施形態においては、光シャッター 606として、光源 602が発する 光の波長領域にぉ ヽて光の光量を調節しうるものを用いるようにしたが、本実施形態 においては、蛍光体部 603R, 603Gが発する光の波長領域においても光の光量を 調節しうるものを用いるようにする。詳しくは、本実施形態の光シャッター 606では、背 面電極 661及び前面電極 663に印加する電圧によって液晶層 662内の液晶の分子 配列を制御され、この分子配列によって背面側に照射される光それぞれの光量を、 各画素毎に調節されるようになって 、る。
[0481] さらに、本実施形態においても、第 2実施形態と同様に、蛍光体部 603Rは赤色蛍 光体として CaAlSiN： Euを用い、バインダとして非芳香族エポキシ榭脂を用いてい
3
て、また、緑色蛍光部 603Gは、緑色蛍光体として Ca Sc Si O ： Ceを用い、バイン
3 2 3 12
ダとして非芳香族エポキシ榭脂を用いて 、る。
[0482] [V- 2- 3- 2.作用]
本実施形態の画像表示装置 601" は上記のように構成されているので、使用時に は、光源 602を所定の強度で発光させる。光源 602から発せられた光は、それぞれ、 対応する蛍光体部 603R, 603G及び光透過部 603Bに入射する。
[0483] 蛍光体部 603Rでは、蛍光体部 603R内に分散した赤色蛍光体（CaAlSiN： Eu)
3 が入射光を吸収し、赤色の蛍光を発する。また、蛍光体部 603Gでは、蛍光体部 60 3G内に分散した緑色蛍光体 (Ca Sc Si O ： Ce)が入射光を吸収し、緑色の蛍光
3 2 3 12
を発する。さら〖こ、光透過部 603Bでは、光透過部 603B内に分散した拡散剤が入射 光を散乱させ、蛍光体部 603R、 603G力も発せられる蛍光との配光特性をあわせな がら、入射した青色の光を前方に透過させる。
[0484] こうして発せられた赤色及び緑色の蛍光、並びに青色の光は、偏光子 605で偏光 性を揃えられた後、光シャッター 606に入射する。
光シャッター 606は、制御部（図示省略)の制御にしたがって、表示しょうとする画 像に応じて背面側から入射した赤色光、緑色光及び青色光の光量を画素毎に調節 し、前方に透過させる。具体的には、透明電圧 661, 663に印加する電圧を制御する ことにより、各画素に対応する部位の液晶の配向性を調整し、これにより、画素毎に どれだけの強さの光を透過させる力調節しながら、背面に受光した光を前方に透過さ せる。
[0485] 光シャッター 606を通った光は、検光子 607に照射される。この際、蛍光体部 603R , 603Gが発した蛍光や光透過部 603Bを透過した光の光量は、光シャッター 606に より画素毎に調節されているので、検光子 607に照射された光は所望の画像を形成 することになる。そして、観察者は、この検光子 607の表面力も発せられる光を見て、 画像を認識する。
[0486] この際、蛍光体部 603R, 603Gの蛍光体として、それぞれ輝度保持蛍光体である CaAlSiN： Eu及び Ca Sc Si O ： Ceを用いたため、画像表示装置 601" 自体の
3 3 2 3 12
発光輝度の温度依存性を抑制することができ、これにより、温度条件によって表示す る画像の発色が意図した色力 ずれることを防止することが可能であり、実用上非常 に有用である。
[0487] さらに、本実施形態の画像表示装置 601" によれば、従来の液晶光シャッターを 用いた画像表示装置とは異なり、蛍光体部 603R, 603G内の蛍光体の残光特性に よる影響を排除することができる。蛍光体は、光の照射を止めた後も所定の時間だけ 蛍光を発することがあり、この光照射停止後に蛍光が発せられる時間を残光特性とい う。残光特性は蛍光体により異なることから、従来、画像表示装置に表示される画像 においてはある特定の色が強調される傾向があり、コスト高や制御の複雑ィ匕の一因と なっていた。しかし、本実施形態の画像表示装置 601" によれば上記の残光特性の 影響を排除し、画像の特定の色が強調されることを防止することができる。
さらに、第 2実施形態と同様、制御部の制御回路をより簡単にすることも可能である
[0488] [V- 3.その他]
以上、本応用例の実施形態について説明したが、本応用例は上記の実施形態に 限定されるものではなぐ本応用例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、例えば、上記の実施形態では赤色、緑色及び青色の 3種の光を用いて画 像を表示する場合を説明したが、上記の赤色、緑色及び青色以外の光を用いて画 像表示を行なうようにしても良ぐさらに、 2種、又は、 4種以上の光を用いて画像表示 を行なうようにしても良い。
[0489] また、例えば、一部の画素においては、光源 602が発する光を直接に、画素の光と して用いるようにしてもよい。
さらに、蛍光体部 603R, 603Gを透過する以外にも、光源 602から発せられた光が 蛍光体部 603R, 603Gで反射するような反射型の構成を適用しても良い。具体的に は、例えば、第 1実施形態の構成において、光源 2を蛍光体部 603R, 603Gよりも前 方に設置して画像表示装置 601を構成することも可能である。
[0490] また、蛍光体部として、 CaAlSiN ： Euや Ca Sc Si O ： Ceなどの輝度保持蛍光
3 3 2 3 12
体を 、ずれも有さな 、蛍光体部を併用するようにしても良 、。
さらに、輝度保持蛍光体としては、 CaAlSiN ： Euや Ca Sc Si O ： Ce以外のもの
3 3 2 3 12
を用いるようにしてもよい。
また、上述した光源 602、蛍光体部 603R, 603G,フレーム 604、偏光子 605、光 シャッター 606、検光子 607などの部材は、本応用例の要旨を逸脱しない範囲で、 任意に組み合わせて用いることができる。
さらに、画像表示装置 601, 601' , 601グ には更に別の構成部材を組み合わせ て用いても良い。
[0491] なお、上述した第 1の発光装置、第 2の発光装置、白色発光装置及び画像表示装 置は、任意に組み合わせて実施することも可能である。
また、上述した第 1の発光装置、第 2の発光装置、白色発光装置及び画像表示装 置は、その効果を損なわない範囲であれば、波長変換材料として以下の蛍光体を含 有させても良い。
[0492] 具体的には、蛍光体として以下に挙げるものを用いることが可能である力 これらは あくまでも例示であり、これらに限られるものではない。なお、以下の例示では、構造 の一部のみが異なる蛍光体を、適宜省略して示している。例えば、「Y SiO ： Ce3+J 、 Γγ SiO： Tb3+」及び「Y SiO： Ce3+, Tb3+」を「Y SiO： Ce3+, Tb3+」と、「La O
2 5 2 5 2 5 2
S :Eu」、「Y O S :Eu」及び「（La, Y) O 3 ^11」を「（1^, Y) O S :Eu」とまとめて
2 2 2 2 2 2 2
示している。省略箇所はカンマ（，）で区切って示す。
[0493] ，赤色蛍光体：
赤色蛍光体としては、例えば、赤色破断面を有する破断粒子から構成され、赤色 領域の発光を行なう（Mg, Ca, Sr, Ba) Si N： Euで表わされるユウ口ピウム付活ァ
2 5 8
ルカリ土類シリコンナイトライド系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ球形状を 有する成長粒子から構成され、赤色領域の発光を行なう（Y, La, Gd, Lu) O S :Eu
2 2 で表わされるユウ口ピウム付活希土類ォキシカルコゲナイド系蛍光体等が挙げられる
[0494] さら【こ、特開 2004— 300247号公報【こ記載された、 Ti、 Zr、 Hf、 Nb、 Ta、 W、及 び Moよりなる群力 選ばれる少なくも 1種の元素を含有する酸窒化物及び Z又は酸 硫ィ匕物を含有する蛍光体であって、 A1元素の一部又は全てが Ga元素で置換された アルファサイアロン構造をもつ酸窒化物を含有する蛍光体も、本実施形態において 用いることができる。なお、これらは酸窒化物及び Z又は酸硫化物を含有する蛍光 体である。
[0495] また、そのほか、赤色蛍光体としては、 (La, Y) O S： Eu等の Eu付活酸硫ィ匕物蛍
2 2
光体、 Y(V， P) 0 ： Eu、 Y O ： Eu等の Eu付活酸化物蛍光体、（Ba， Sr, Ca, Mg)
4 2 3 2
SiO ： Eu, Mn、 (Ba, Mg) SiO ： Eu, Mn等の Eu， Mn付活珪酸塩蛍光体、 (Ca,
4 2 4
Sr) S： Eu等の Eu付活硫化物蛍光体、 YAIO： Eu等の Eu付活アルミン酸塩蛍光体
3
、 LiY (SiO ) O ： Eu, Ca Y (SiO ) O :Eu、 (Sr, Ba, Ca) SiO ： Euゝ Sr BaSi
9 4 6 2 2 8 4 6 2 3 5 2
O ： Eu等の Eu付活珪酸塩蛍光体、（Y， Gd) Al O ： Ce、（Tb， Gd) Al O ： Ce
5 3 5 12 3 5 12 等の Ce付活アルミン酸塩蛍光体、（Ca， Sr, Ba) Si N ： Eu、 (Mg, Ca, Sr, Ba) Si
2 5 8
N ： Eu、 (Mg, Ca, Sr, Ba)AlSiN ： Eu等の Eu付活窒化物蛍光体、（Mg， Ca, Sr
2 3
， Ba)AlSiN ： Ce等の Ce付活窒化物蛍光体、（Sr， Ca, Ba, Mg) (PO ) CI ： Eu
3 10 4 6 2
， Mn等の Eu， Mn付活ハロリン酸塩蛍光体、（Ba Mg) Si O ： Eu, Mn、 (Ba, Sr,
3 2 8
Ca, Mg) (Zn， Mg) Si O ： Eu, Mn等の Eu， Mn付活珪酸塩蛍光体、 3. 5MgO -
3 2 8
0. 5MgF -GeO： Mn等の Mn付活ゲルマン酸塩蛍光体、 Eu付活 αサイアロン等
2 2 の Eu付活酸窒化物蛍光体、 (Gd, Y, Lu, La) O ： Eu, Bi等の Eu, Bi付活酸化物
2 3
蛍光体、（Gd, Y, Lu, La) O S :Eu, Bi等の Eu, Bi付活酸硫化物蛍光体、 (Gd,
2 2
Y, Lu, La)VO ： Eu, Bi等の Eu, Bi付活バナジン酸塩蛍光体、 SrY S ： Eu, Ce
4 2 4 等の Eu, Ce付活硫化物蛍光体、 CaLa S ： Ce等の Ce付活硫ィ匕物蛍光体、（Ba, S
2 4
r, Ca) MgP O： Eu, Mn、 (Sr, Ca, Ba, Mg, Zn) P O： Eu, Mn等の Eu， Mn付
2 7 2 2 7
活リン酸塩蛍光体、 (Y, Lu) WO ： Eu, Mo等の Eu， Mo付活タングステン酸塩蛍
2 6
光体、（Ba， Sr, Ca) Si N： Eu, Ce (但し、 x、 y、 zは、 1以上の整数）等の Eu， Ce χ y z
付活窒化物蛍光体、 (Ca, Sr, Ba, Mg) (PO ) (F, CI, Br, OH)： Eu, Mn等の
10 4 6
Eu, Mn付活ハロリン酸塩蛍光体、 ( (Y, Lu, Gd, Tb) ^ Sc Ce ) (Ca, Mg) ^ ( Mg, Zn) Si Ge O 等の Ce付活珪酸塩蛍光体等を用いることも可能である
2+r z-q q 12+ δ
[0496] 赤色蛍光体としては、 j8—ジケトネート、 βージケトン、芳香族カルボン酸、又は、 ブレンステッド酸等のァ-オンを配位子とする希土類元素イオン錯体力 なる赤色有 機蛍光体、ペリレン系顔料 (例えば、ジベンゾ { [f, f' ] -4, 4' , 7, 7'—テトラフエ- ル}ジインデノ [1, 2, 3— cd: l，， 2' , 3，一 lm]ペリレン）、アントラキノン系顔料、レー キ系顔料、ァゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔 料、イソインドリノン系顔料、フタロシアニン系顔料、トリフエ-ルメタン系塩基性染料、 インダンスロン系顔料、インドフエノール系顔料、シァニン系顔料、ジォキサジン系顔 料を用いることも可能である。
[0497] ·緑色蛍光体：
緑色蛍光体として、例えば、破断面を有する破断粒子から構成され、緑色領域の 発光を行なう（Mg, Ca, Sr, Ba) Si O N ： Euで表わされるユウ口ピウム付活アルカリ
2 2 2
土類シリコンォキシナイトライド系蛍光体、破断面を有する破断粒子から構成され、緑 色領域の発光を行なう（Ba, Ca, Sr, Mg) SiO ： Euで表わされるユウ口ピウム付活
2 4
アルカリ土類シリケート系蛍光体等が挙げられる。
[0498] また、そのほか、緑色蛍光体としては、 Sr Al O ： Eu、 (Ba, Sr, Ca)Al O ： Eu
4 14 25 2 4 等の Eu付活アルミン酸塩蛍光体、（Sr, Ba)Al Si O ： Eu、 (Ba, Mg) SiO ： Eu、 (
2 2 8 2 4
Ba, Sr, Ca, Mg) SiO ： Euゝ (Ba, Sr, Ca) (Mg, Zn) Si O ： Eu等の Eu付活珪 酸塩蛍光体、 Y SiO ： Ce, Tb等の Ce, Tb付活珪酸塩蛍光体、 Sr P O— Sr B O
2 5 2 2 7 2 2
： Eu等の Eu付活硼酸リン酸塩蛍光体、 Sr Si O 2SrCl： Eu等の Eu付活ハロ珪
5 2 3 8 2
酸塩蛍光体、 Zn SiO : Mn等の Mn付活珪酸塩蛍光体、 CeMgAl O ： Tb、Y Al
2 4 11 19 3
O ： Tb等の Tb付活アルミン酸塩蛍光体、 Ca Y (SiO ) O :Tb、 La Ga SiO ： T
5 12 2 8 4 6 2 3 5 14 b等の Tb付活珪酸塩蛍光体、（Sr, Ba, Ca) Ga S ： Eu, Tb, Sm等の Eu, Tb, Sm
2 4
付活チォガレート蛍光体、 Y (Al, Ga) O ： Ceゝ （Y, Ga, Tb, La, Sm, Pr, Lu) (
3 5 12 3
Al, Ga) O ： Ce等の Ce付活アルミン酸塩蛍光体、 Ca Sc Si O ： Ce、 Ca (Sc,
5 12 3 2 3 12 3
Mg, Na, Li) Si O ： Ce等の Ce付活珪酸塩蛍光体、 CaSc O ： Ce等の Ce付活酸
2 3 12 2 4
化物蛍光体、 SrSi O N ： Eu、 (Sr, Ba, Ca) Si O N ： Eu、 Eu付活 j8サイアロン、
2 2 2 2 2 2
Eu付活 αサイアロン等の Eu付活酸窒化物蛍光体、 BaMgAl O ： Eu, Mn等の E
10 17
u, Mn付活アルミン酸塩蛍光体、 SrAl O ： Eu等の Eu付活アルミン酸塩蛍光体、（L
2 4
a, Gd, Y) O S :Tb等の Tb付活酸硫化物蛍光体、 LaPO ： Ce, Tb等の Ce, Tb付
2 2 4
活リン酸塩蛍光体、 ZnS : Cu, Al、 ZnS : Cu, Au, Al等の硫化物蛍光体、（Y, Ga, Lu, Sc, La) BO ： Ce, Tb、 Na Gd B O ： Ce, Tb、 (Ba, Sr) (Ca, Mg, Zn) B O
3 2 2 2 7 2 2
： K, Ce, Tb等の Ce, Tb付活硼酸塩蛍光体、 Ca Mg (SiO ) CI： Eu, Mn等の E
6 8 4 4 2
u, Mn付活ハロ珪酸塩蛍光体、 (Sr, Ca, Ba) (Al, Ga, In) S ： Eu等の Eu付活チ
2 4
オアルミネート蛍光体やチォガレート蛍光体、（Ca, Sr) (Mg, Zn) (SiO ) CI： Eu
8 4 4 2
, Mn等の Eu, Mn付活ハロ珪酸塩蛍光体等を用いることも可能である。
[0499] また、緑色蛍光体としては、ピリジン—フタルイミド縮合誘導体、ベンゾォキサジノン 系、キナゾリノン系、クマリン系、キノフタロン系、ナルタル酸イミド系等の蛍光色素、テ ルビゥム錯体等の有機蛍光体を用いることも可能である。
[0500] •青色蛍光体：
青色蛍光体としては、規則的な結晶成長形状としてほぼ六角形状を有する成長粒 子から構成され、青色領域の発光を行なう BaMgAl O ： Euで表わされるユウロピ
10 17
ゥム付活バリウムマグネシウムアルミネート系蛍光体、規則的な結晶成長形状として ほぼ球形状を有する成長粒子から構成され、青色領域の発光を行なう（Ca, Sr, Ba ) (PO ) CI :Euで表わされるユウ口ピウム付活ハロリン酸カルシウム系蛍光体、規則
5 4 3
的な結晶成長形状としてほぼ立方体形状を有する成長粒子力 構成され、青色領 域の発光を行なう（Ca, Sr, Ba) B O CI :Euで表わされるユウ口ピウム付活アルカリ
2 5 9
土類クロロボレート系蛍光体、破断面を有する破断粒子から構成され、青緑色領域 の発光を行なう（Sr, Ca, Ba)Al O ： Euまたは（Sr, Ca, Ba) Al O ： Euで表わさ
2 4 4 14 25
れるユウ口ピウム付活アルカリ土類アルミネート系蛍光体等が挙げられる。
また、そのほか、青色蛍光体としては、 Sr P O ： Sn等の Sn付活リン酸塩蛍光体、
2 2 7
Sr Al O ： Eu, BaMgAl O ： Eu, BaAl O ： Eu等の Eu付活アルミン酸塩蛍光
4 14 25 10 17 8 13
体、 SrGa S ： Ce、 CaGa S ： Ce等の Ce付活チォガレート蛍光体、（Ba， Sr, Ca) M
2 4 2 4
gAl O ： Eu, BaMgAl O ： Eu， Tb， Sm等の Eu付活アルミン酸塩蛍光体、（Ba
10 17 10 17
， Sr, Ca) MgAl O ： Eu, Mn等の Eu， Mn付活アルミン酸塩蛍光体、（Sr， Ca, B
10 17
a, Mg) (PO ) CI ： Euゝ (Ba, Sr, Ca) (PO ) (CI, F， Br, OH)： Eu, Mn, Sb
10 4 6 2 5 4 3
等の Eu付活ハロリン酸塩蛍光体、 BaAl Si O ： Eu、 (Sr, Ba) MgSi O ： Eu等の E
2 2 8 3 2 8 u付活珪酸塩蛍光体、 Sr P O ： Eu等の Eu付活リン酸塩蛍光体、 ZnS :Ag、 ZnS :
2 2 7
Ag， Al等の硫化物蛍光体、 Y SiO ： Ce等の Ce付活珪酸塩蛍光体、 CaWO等の
2 5 4 タングステン酸塩蛍光体、（Ba， Sr, Ca) BPO ： Eu, Mn、 (Sr, Ca) (PO ) ·ηΒ
5 10 4 6 2
O ： Eu、 2SrO -0. 84P O ·0· 16B O ： Eu等の Eu， Mn付活硼酸リン酸塩蛍光体
3 2 5 2 3
、 Sr Si O - 2SrCl ： Eu等の Eu付活ノヽ口珪酸塩蛍光体等を用いることも可能である
[0502] また、青色蛍光体としては、例えば、ナフタル酸イミド系、ベンゾォキサゾール系、ス チリル系、クマリン系、ビラリゾン系、トリァゾール系化合物の蛍光色素、ツリウム錯体 等の有機蛍光体等を用いることも可能である。
なお、蛍光体は 1種類を単独で用いてもよぐ 2種類以上を任意の組み合わせ及び 比率で併用しても良い。
実施例
[0503] 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ぐ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。
[0504] [I.第 1の発光装置に関する実施例]
[実施例 1 1] 第 1の蛍光体の重量百分率が 94%、第 2の蛍光体の重量百分率が 6%となるように 混合して蛍光体混合物を得た。ここで、第 1の蛍光体として、波長 455nmの光で励起 した場合の発光効率が 46%であり、付活剤として Ceを 0. 06モル (ィ匕学組成式 Cal モノレに対して 0. 02モノレ）含有し、 Ca Sc Si O のィ匕学糸且成を有し、 505nmに発光
3 2 3 12
ピーク波長を有する酸化物蛍光体を用いた。第 2の蛍光体として、波長 455nmの光 で励起した場合の発光効率が 54%であり、付活剤として Euを 0. 008モル含有し、 C aAlSiNの化学組成を有し、 650nmに発光ピーク波長を有する窒化物蛍光体を用
3
いた。
[0505] この蛍光体混合物を 160°Cまで段階的に温度を一定に保つように温度を制御しな がらピーク波長 455nmの青色光で励起して得られる輝度と色度座標値 Xを測定した 。輝度の測定結果を図 19に示す。その結果、 25°Cにおける輝度 [BR(25) ]を 1とし た場合に、 125でにぉける輝度[8尺（125) ]は0. 92であり、その輝度の比率 [BR(1 25) ZBR (25) ¾0. 92であった。また、 25°Cにおける色度座標値 x[x (25) ]は 0
2
. 404であり、 125°Cにおける色度座標値 x[x (25) ]は 0. 418であり、その色度座
2
標値 Xの差 [X (25) - X (25) ]は 0. 014であった。なお、輝度と色度座標値 Xの測
2 2
定に関しては、波長 455nmの励起光の影響を受けないように、蛍光体混合物からの 470nm未満の蛍光スペクトルを算入せず、 470nm以上の蛍光スペクトルだけを利 用して算出した。
[0506] また、以下の手順で砲弾型白色発光装置を作製した。まず、砲弾型 LED用のフレ ームのカップ部に、 460nmの波長で発光する LED (Cree社製「C460MB」）を、銀 ペーストの導電性のマウント部材を使ってマウントした。次に、 Au線を使用して LED の電極とインナーリードをボンディングした。そして、前記の蛍光体混合物 lgに対し てエポキシ榭脂を 10gの比率で良く混合して得られた蛍光体と榭脂との混合物（以下 、蛍光体ペースト、という）を、 LEDをマウントしたフレームのカップ部分に注いだ。こ れを 120°Cで 1時間保持し、エポキシ榭脂を硬化させた。次に、エポキシ榭脂を流し 込んだ砲弾型の型に、上述のようにして LEDおよび蛍光体を装着したフレームを挿 入し、 120°Cで 1時間保持した。榭脂を硬化させた後、型から外し、砲弾型白色発光 装置を得た。 [0507] この様にして得られた白色発光装置を室温 (約 24°C)において電流 10mA〜40m Aで電流密度 17. 5AZcm2〜70AZcm2の範囲で駆動し、白色発光装置からの全 ての発光を積分球で受けて光ファイバ一によつて分光器に導き入れて発光スぺタト ルを測定した。発光スペクトルのデータは、 380nmから 780nmの範囲で 5nmおきに 発光強度の数値を記録した。その結果、この白色発光装置は、電流 10mAで駆動し た場合に色度座標値 x、 yがそれぞれ 0. 288、 0. 308となり、電流 40mAで駆動した 場合に色度座標値 x、 yがそれぞれ 0. 291、 0. 309となった。このことは、青色 LED の 10mA〜40mAの範囲での駆動電流、すなわち 17. 5AZcm2〜70AZcm2の電 流密度の範囲内での変化に対して色度座標値のずれ量 [X (17. 5)— X (70) ]、 [y (17. 5) -y (70) ]がそれぞれ 0. 003、 0. 001と極めて小さぐ駆動電流の増減に 伴う発光光量の変化に対して色ずれが非常に小さいことを示す。
[0508] また、この白色発光装置の JIS Z 8726で定めた方法により平均演色評価数 Raを 求めたところ、 Raが 90と良好な演色性を示した。この白色発光装置は、従来の製品 である青色 LEDとイットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体とを組み合わせた擬白 色発光装置と比較して、平均演色評価数が顕著に高く良好な発光を示した。
[0509] また、本発明の第 1の発光装置と対比するために、従来の製品である青色 LEDとィ ットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体とを組み合わせた擬白色発光装置につい て発光強度を測定し、色度座標値を求めた。その結果、電流 10mAで駆動した場合 に色度座標値 x、 yがそれぞれ 0. 321、 0. 314となり、電流 40mAで駆動した場合に 色度座標値 x、 y力それぞれ 0. 314、 0. 306となり、青色 LEDの 10mA〜40mAの 範囲での駆動電流、即ち電流密度 17. 5AZcm2〜70AZcm2の範囲での変化に 対して色度座標値のずれ量 [X (17. 5)— X (70) ]、 [y (17. 5)— y (70) ]がそれ ぞれ— 0. 007、 -0. 008と大きぐ駆動電流の増減に伴う発光光量の変化に対して 色ずれが本発明の第 1の発光装置と比較して非常に大き力つた。
[0510] なお、イットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体を 160°Cまで加熱しながらピーク 波長 455nmの青色光で励起して得られる輝度と色度座標値 Xを測定した。輝度の結 果を図 19に示す。この結果、 25°Cにおける輝度 [BR(25) ]を 1とした場合に、 125 °Cにおける輝度 [BR(125) ]は 0. 68であり、その輝度の比率[81^ (125) 781^(25) ]は 0. 68となり、温度消光が大き力つた。この様に、イットリウムアルミニウムガーネット 系蛍光体の温度消光が白色発光装置の駆動電流の増減に伴う発光光量の変化に 対して色ずれが大きい原因の一つとなっている。また、この従来製品の平均演色評 価数 Raは 79と低かった。
[0511] 以上の結果から、本発明の第 1の発光装置を使用することで、従来の製品と比較し て、駆動電流の増減に伴う発光光量変化に対して色ずれが小さぐ安定な色再現性 を持つ画像表示装置や、演色性が高く環境温度や発光光量の変化に対して色ずれ の少ない照明装置を得ることができることが明らかである。
[0512] [II.第 2の発光装置に関する実施例]
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明の第 2の発光装置をより具体的に説明 する。
以下においては、上述した本発明の第 2の発光装置の第 1実施形態の発光装置と 同様の構成の発光装置を作製し、その発光効率および演色性を評価した。なお、以 下の実施例及び比較例の各構成要素のうち、図 3に対応する部分については、適宜 、その符号をカツコ書きにて示す。
[0513] [実施例 2— 1]
カップ形状の凹部（102A)を有するフレーム（102)を用意し、その凹部（102A)の 底に、波長45011111〜47011111で発光する光源としての青色1^：0 (103)を、接着剤と して銀ペースト（105)を用いてダイボンディングした。この際、青色 LED (103)で発 生する熱の放熱性を考慮して、ダイボンディングに使う銀ペースト（105)は、薄く均一 に塗った。 150°Cで 2時間加熱して、銀ペーストを硬化させた後、青色 LED (103)と フレーム（102)の電極とをワイヤボンディングした。ワイヤ（106)には直径 25 μ mの 金線を用いた。
[0514] 青色 LED (103)としては EPISTAR社製「ES - CEBL912」を用 、た。
蛍光発光部（104)の発光物質としては、おおよそ波長 470nm〜690nmの光を発 光する Ca Ce Sc Mg Si O (蛍光体 Aと呼ぶ）で表わされる蛍光体と、
2. 94 0. 06 1. 94 0. 06 3 12
おおよそ波長 520nm〜760nmの光を発光する Sr Ca Eu AlSiN (蛍光
0. 8 0. 192 0. 008 3 体 Bと呼ぶ）の混合物を用いた。 蛍光発光部（104)の蛍光体混合物の蛍光体 Aおよび Bの比率は 90： 10 (重量比） とした。また、蛍光体混合物の重量とエポキシ榭脂の重量の比は 25 : 75として、蛍光 体スラリーを作成した。
フレーム（102)の凹部（102A)にこの蛍光体スラリーを注入し、加熱して硬化させ た。
次にフレーム全体をエポキシ榭脂でモールドした。モールド部の形成にはカップ状 の型を用いた。
[0515] この発光装置（101)を、青色 LED (103)に電力を供給することにより発光させた（ 駆動電流 20mA、駆動電流密度 17. 5A/cm2,温度 20°C)。このときに発光装置（ 101)力 発せられる光の発光スペクトルを積分球を用いて測定することにより、全光 束、色度、演色性、および青色 LED (103)の駆動電流を 80mA、駆動電流密度を 7 OAZcm2に変化させたときの色度の変化を調べた。結果を表 1に示す。なお、演色 性は、 JISZ8726にしたがって算出した R〜R と、 R〜Rの平均値 Raで評価した。
1 15 1 8
表 1にお 、て、色度 (xZy)は色座標を表わす。
[0516] [表 1]
く
Figure imgf000128_0001
Figure imgf000128_0002
[0517] また、図 20に本発光装置の発光スペクトルを示す。
なお、用いた蛍光体 Aおよび蛍光体 Bの混合物の温度特性は、
BR(125) /BR(25) =0. 998
I X (25) - X (125) =0. 012
2 2 I
I y (25)— y (125) | =0. 000
2 2
であった。
[0518] [実施例 2— 2]
蛍光体 Aと蛍光体 Bの混合比率を 91： 9としたこと以外は実施例 2— 1と同様に発光 装置を作成し、同様にその特性を評価し、結果を表 2に示した。また、図 21に本発光 装置の発光スペクトルを示す。
なお、用いた蛍光体 Aおよび蛍光体 Bの混合物の温度特性は、
BR(125) /BR(25) =0. 998
| X (25) - X (125) I =0. 012
2 2
I y (25)— y (125) | =0. 000
2 2
であった。
[表 2]
: i
Figure imgf000129_0001
Figure imgf000129_0002
[比較例 2— 1]
青色 LED (103)として Cree社製「C460MB」を用い、蛍光発光部（104)の蛍光 体としては、おおよそ波長 480ηπ！〜 720nmの光を発光する YAG： Ceで表わされる 蛍光体を用いた以外は、実施例 2—1と同様に発光装置を作成し、同様にその特性 を評価し、結果を表 3に示した。また、図 22に本発光装置の発光スペクトルを示す。
[0521] [表 3]
I く
Figure imgf000130_0001
Figure imgf000130_0002
[0522] [III. 白色発光装置に関する実施例]
以下の実施例において、 LEDは発光ダイオードを表わす。
[0523] [実施例 3— 1]
以下の手順で表面実装型白色発光装置を作製し、その評価を行なった。 まず、表面実装型 LED用のフレームのカップ部（凹部）の端子に、 460nmの波長 で発光する LED (Epistar社製： ES - CEBL912X10X)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 20 mの Au線 (導電性ワイヤ）を使用して LEDの電極とフレームの端子 とを結線した。
[0524] 波長変換材料としては、 Ca Ce Sc Si O で表わされる第 1の蛍光体と Ca
2. 97 0. 03 2 3 12 0. 9
AlSiEu N O で表わされる第 2の蛍光体とを混合して用いた。混合比率（
92 0. 008 2. 85 0. 15
重量比）は、第 1の蛍光体:第 2の蛍光体 = 93 : 7とした。これらの蛍光体は、 LEDが 発する光（一次光）を吸収して、それぞれ、波長 470ηπ！〜 690nmの光と波長 540η m〜760nmの光を放出するものである。
[0525] 波長変換材料 lgに対して、バインダとしてシリコーン榭脂を 10gの比率で良く混合 し、この蛍光体とシリコーン榭脂との混合物を、 LEDをボンディングしたフレームの力 ップ部分に注いだ。これを 150°Cで 2時間保持し、シリコーン榭脂を硬化させることに より、蛍光体含有榭脂部をカップ部分に形成して表面実装型白色発光装置を得た。
[0526] 上述のようにして得られた表面実装型白色発光装置を駆動させて白色光を発せさ せ、その白色光の発光スペクトルを測定し、この発光スペクトルから JIS— Z8726にし たがって算出した演色性評価数 R〜Rの平均値 Raを算出した。なお、表面実装型
1 8
白色発光装置は、室温 (約 24°C)において、 20mAで駆動した。
[0527] また、表面実装型白色発光装置からの全ての発光を積分球で受け、さらに光フアイ バーによって分光器に導き入れ、表面実装型白色発光装置から発せられた光の発 光スペクトルを測定した。測定した発光スペクトルを図 23に示す。
さらに、上記の白色光及び全ての光の発光スペクトルから、使用した波長変換材料 それぞれについて、 LEDが発する光に対する内部量子効率及び吸光度並びに 25 °Cにおける輝度に対する 100°Cにおける輝度の輝度保持率 TR(%)と、白色発光装 置が発した白色光の上記所定波長範囲内における平坦度 [T (ratio) ]及び相関色 温度とを測定した。これらの特性を表 4に示す。
[0528] [実施例 3— 2]
波長変換材料の種類を Ca Ce Sc Mg Si O に変更した以外は実施
2. 97 0. 03 1. 94 0. 06 3 12
例 3— 1と同様にして、表面実装型白色発光装置を製造し、表面実装型白色発光装 置が発した白色光及び全ての光の発光スペクトルを測定し、実施例 3— 1と同様に各 特性を測定して、この特性を表 4に示した。また、表面実装型白色発光装置からの全 ての発光の発光スペクトルを図 24に示した。
[0529] [比較例 3— 1]
波長変換材料の種類を (Y, Gd, Ce) Al O に変更した以外は実施例 3—1と同
3 5 12
様にして、表面実装型白色発光装置を製造し、表面実装型白色発光装置が発した 白色光及び全ての光の発光スペクトルを測定し、実施例 3— 1と同様に各特性を測 定して、この特性を表 4に示した。また、表面実装型白色発光装置からの全ての発光 の発光スペクトルを図 25に示した。
[0530] [表 4]
Figure imgf000132_0001
[0531] 表 4力ら、 500nmから 650nmの所定波長範囲内における発光スペクトルを平坦に し、平坦度 [T(ratio) ]を 150%以下とすることにより、白色発光装置から発せられる 白色光の演色性を高めることが可能となることが確認された。
また、実施例 3— 1, 3— 2で用いた波長変換材料は、いずれも輝度保持率が 80% 以上と高ぐこのため、実施例 3— 1, 3— 2で作製した白色発光装置は点灯後に LE Dの発熱により白色光の強度が経時的に低下する虡は小さい。
さらに、実施例 3— 1, 3— 2で用いた波長変換材料は、 LEDの発光波長の光に対 する吸光度が 70%以上と高ぐ且つ、波長変換材料の内部量子効率が 40%以上と 高いため、白色発光装置が発する光の強度を比較例 3— 1よりも高め、白色発光装 置の発光効率に優れて 、るものと推察される。
また、比較例 3— 1の白色発光装置は実施例 3— 1, 3— 2の白色発光装置よりも発 光効率が高いものの、演色性は劣り、使用した波長変換材料の輝度保持率が低いこ とから温度変化による色調変化の発生が懸念される。 [0532] [IV.画像表示装置に関する実施例]
[実施例 4 1]
赤色の画素を構成する発光装置を (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 AlSiEu Nで表わされる赤色蛍光体を用
0. 992 0. 008 3
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 540 nm〜760nmの光を放出するものである。
なお、上記の赤色蛍光体は、窒化ケィ素、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 lMPa、 1800°C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！ヽ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ぐ 100°Cにおける発光強度の、 25°C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。
[0533] この赤色蛍光体を用いて、以下のような手順により、図 12に示したのと同様の赤色 発光固体発光装置を製造した。なお、以下の説明において、カツコ「〔〕」内に示した 符号は、図 12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〔312〕のカップ部〔312A〕の端子〔315〕に、 4 60nmの波長で発光する LED (Cree社製 C460— MB290— SO 100； MBグレード 、光出力 9mW〜10mW)〔313〕を、銀ペースト（導電性マウント部材）を使ってボン デイングした。
[0534] 次に、太さ 20 mの Au線（導電性ワイヤ）〔317〕を使用して LED〔313〕の電極（図 示省略）とフレーム〔312〕の端子〔316〕とを結線した。
上記赤色蛍光体〔314〕 lgに対して、シリコーン榭脂 (バインダ）〔318〕を 5gの比率 で良く混合し、この赤色蛍光体とシリコーン榭脂との混合物を、 LED〔313〕をボンデ イングしたフレーム〔312〕のカップ部分〔312A〕に注 、だ。
これを 150°Cで 2時間保持し、シリコーン榭脂〔318〕を硬化させることにより、蛍光 体含有榭脂部を形成して表面実装型赤色発光装置〔311〕を得た。
[0535] 上述のようにして得られた表面実装型赤色発光装置〔311〕の発光スペクトルを測 定した。なお、表面実装型赤色発光装置〔311〕は、室温 (約 24°C)において、 20m Aで駆動した。具体的には、表面実装型赤色発光装置〔311〕からの全ての発光を積 分球で受け、さらに光ファイバ一によつ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。
[0536] この赤色発光装置〔311〕の発光スペクトルを図 26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 度の数値をちとに、 CIE色度座標値 x、及び yを求めたところ、 x=0. 68, y=0. 31 たった。
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。
[0537] また、赤色発光装置〔311〕の場合と同様の処理により、青色 LEDと緑色蛍光体 Ca
Ce Sc Si O とを用いて、緑色の画素を構成するための緑色発光装置を製
2. 97 0. 03 2 3 12
し 7こ。
なお、緑色蛍光体は、次のような手順で製造した。 CaCO、 Sc O、 SiO、 CeO
3 2 3 2 2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°C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。
[0538] 上述のようにして得られた緑色発光装置の発光スペクトルを、赤色発光装置と同様 に測定した。緑色発光装置の発光スペクトルを図 27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 つた o
なお、この緑色蛍光体につ!、て温度を変化させながら発光強度を測定したところ、 100°Cにおける発光強度の、 25°C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。
[0539] さらに、赤色蛍光体の代わりに拡散剤となる白色微粉末 TiOを使用した他は赤色
2
発光装置〔311〕と同様にして、青色発光装置を製造した。得られた青色発光装置の 発光スペクトルを、赤色発光装置と同様に測定した。青色発光装置の発光スペクトル を図 28に示す。
[0540] 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
Vヽ蛍光体を用いて赤色画素や緑色画素を作製して!/ヽるため、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。
[0541] [実施例 4 2]
実施例 4 1の緑色画素を構成する緑色発光装置の代わりに、 (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 4— 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 29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 、 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ちのと推察される。
[0542] [V.前記の画像表示装置の応用例に関する実施例]
[緑色の蛍光体について]
[実施例 5 - 1]
賦活剤として Ceを 0. 06モル0 /0 (ィ匕学組成式 Calモルに対して 0. 02モル）含有し 、 Ca Sc Si O の化学組成を有し、 505nmに発光ピーク波長を有する酸化物の蛍
3 2 3 12
光体を、 160°Cまで所定の温度まで段階的に昇温し (昇温速度：10°CZ分)、所定 温度で温度を一定に保つように制御しながら（20秒間）ピーク波長 455nmの青色光 で励起して得られる輝度を測定し、 25°Cにおける輝度を 100%とした場合の各温度 での相対輝度 (輝度保持率)を図 30に示した。図 30の四角形で示すプロットが、実 施例 5— 1の結果を表わすものである。
[0543] なお、輝度の測定に関しては、波長 455nmの励起光の影響を受けないように、蛍 光体混合物からの 470nm未満の蛍光スペクトルを算入せず、 470nm以上の蛍光ス ベクトルだけを利用して算出した。 [0544] [比較例 5— 1]
蛍光体として YAG： Ceを用いた以外は実施例 5— 1と同様にして、蛍光体の輝度 保持率を測定した。結果を、 25°Cにおける輝度を 100%とした場合の各温度での相 対輝度 (輝度保持率)として、図 30に示す。
なお、図 30において、円形で示すプロットが、比較例 5— 1の結果を表わすもので ある。
[0545] [赤色の蛍光体について]
[実施例 5— 2]
賦活剤として Euを 0. 8モル0 /0 (ィ匕学組成式 Calモルに対して 0. 008モル）含有し 、 CaAlSiNの化学組成を有する蛍光体を用いた以外は実施例 5—1と同様にして、
3
蛍光体の輝度保持率を測定した。 25°Cにおける輝度を 100%とした場合の各温度 での相対輝度 (輝度保持率)を図 31に示す。図 31の四角形で示すプロットが、実施 例 5— 2の結果を表わすものである。
[0546] [比較例 5— 2]
賦活剤として Euを 0. 8モル0 /0 (ィ匕学組成式 Calモルに対して 0. 008モル）含有し 、 Ca Si Nの化学組成を有する蛍光体を用いた以外は実施例 5—1と同様にして、
2 5 8
蛍光体の輝度保持率を測定した。 25°Cにおける輝度を 100%とした場合の各温度 での相対輝度 (輝度保持率)を図 31に示す。図 31の円形で示すプロットが、比較例 5 2の結果を表わすものである。
[0547] [まとめ]
図 30から分かるように、実施例 5— 1の蛍光体 Ca Sc Si O は、比較例 5— 1の蛍
3 2 3 12
光体 YAG : Ceよりも温度依存性が小さい。また、図 31から分力るように、実施例 5— 2の蛍光体 CaAlSiNは、比較例 5— 2の蛍光体 Ca Si Nよりも温度依存性が小さ
3 2 5 8
い。具体的には、 25°Cにおける輝度に対する 150°Cでの輝度保持率が高い。したが つて、これらの輝度保持蛍光体を用いた表示装置は、蛍光体が発する光の温度によ る色のばらつきが小さぐ温度条件によって表示する画像の発色が意図した色力 ず れることを防止できるようになると推察される。
産業上の利用可能性 [0548] 本発明は産業上の任意の分野で用いることができる力 中でも LED等の発光素子 を用いた屋内及び屋外用の照明、フルカラーディスプレイ等の画像形成装置など〖こ 用いて公的である。
[0549] 本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れるこ となく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
なお本出願は、 2005年 3月 18日付で出願された日本特許出願 (特願 2005— 08 0033)、 2005年 3月 28曰付で出願された曰本特許出願（特願 2005— 092976)、 2005年 3月 31日付で出願された日本特許出願（特願 2005— 103148)、 2005年 5 月 24日付で出願された日本特許出願 (特願 2005— 151175)、及び、 2005年 6月 17日付で出願された日本特許出願 (特願 2005— 178377)に基づいており、その 全体が引用により援用される。

Claims

請求の範囲
[1] 駆動電流を流通させると発光する光源と、該光源からの光の少なくとも一部を吸収 して異なる波長を有する光を発する少なくとも 1種類の波長変換材料とを備える発光 装置であって、
17. 5AZcm2の駆動電流密度で得られる発光の色度座標値 Xを X (17. 5)、色度 座標値 y^y (17. 5)とし、
70AZcm2の駆動電流密度で得られる発光の色度座標値 Xを X (70)、色度座標 (70)としたとき、
下記式 (D)及び式 (E)を満足する
ことを特徴とする発光装置。
-0. 006≤x (17. 5) -x (70)≤0. 006 (D)
-0. 006≤y (17. 5) -y (70)≤0. 006 (E)
[2] 駆動電流を流通させると発光する光源と、該光源からの光の少なくとも一部を吸収し て異なる波長を有する光を発する少なくとも 1種類の波長変換材料とを備える発光装 置であって、
該発光装置の効率が 321mZW以上であり、
平均演色評価数 Raが 85以上であり、
17. 5AZcm2の駆動電流密度で得られる発光の色度座標値 Xを X (17. 5)、y^y (17. 5)とし、
70AZcm2の駆動電流密度で得られる発光の色度座標値 Xを X (70)、 yを y (70) としたとき、
色度座標値 Xおよび yのずれ量、 [X (17. 5)— X (70) ]と [y (17. 5)— y (70) ] が下記式 (F)及び (G)を満足する
ことを特徴とする発光装置。
-0. 01≤x (17. 5) -x (70)≤0. 01 (F)
-0. 01≤y (17. 5) -y (70)≤0. 01 (G)
[3] 特殊演色評価数 R力 4以上である
9
ことを特徴とする請求項 2に記載の発光装置。 [4] 該波長変換材料として、 2種類以上の蛍光体の蛍光体混合物であって、
25°Cにおいてピーク波長 455nmの青色光で励起して得られる蛍光の輝度を BR( 25)、色度座標値 Xを X (25)、色度座標値 yを y (25)とし、
2 2
125°Cにおいてピーク波長 455nmの青色光で励起して得られる蛍光の輝度を BR (125)、色度座標値 Xを X (125)、色度座標値 (125)としたとき、
2 2
下記式 (A)、 (B)及び (C)を満足する蛍光体混合物を用いる
ことを特徴とする請求項 1〜3のいずれか 1項に記載の発光装置。
0. 85≤BR(125) /BR (25)≤1. 15 (A)
-0. 03≤x (25) -x (125)≤0. 03 (B)
2 2
-0. 03≤y (25) -y (125)≤0. 03 (C)
2 2
[5] 波長変換材料として、 500ηπ！〜 550nmの波長範囲に蛍光強度のピーク値を有す る緑色系蛍光体の少なくとも一種を含有する
ことを特徴とする請求項 1〜4のいずれか 1項に記載の発光装置。
[6] 波長変換材料として、 610ηπ！〜 680nmの波長範囲に蛍光強度のピーク値を有す る赤色系蛍光体の少なくとも一種を含有する
ことを特徴とする請求項 1〜5のいずれか 1項に記載の発光装置。
[7] 請求項 1〜6のいずれか 1項に記載の発光装置を備える
ことを特徴とする照明装置。
[8] 請求項 1〜6のいずれか 1項に記載の発光装置を備える
ことを特徴とする画像表示装置。
[9] 光源と、該光源力 の光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発す る少なくとも 1種類の波長変換材料とを備え、該波長変換材料が発する光を含む白 色光を発する白色発光装置であって、
上記白色光の発光スペクトルの、 500nmから 650nmの所定波長範囲における最 大発光強度力 上記所定波長範囲における最小発光強度の 150%以下である ことを特徴とする白色発光装置。
[10] 該波長変換材料の 100°Cにおける輝度力 該波長変換材料の 25°Cにおける輝度 の 80%以上である ことを特徴とする請求項 9に記載の白色発光装置。
[11] 該光源の発光ピーク波長の光に対する、該波長変換材料の吸光度が 50%以上で あり、かつ、該波長変換材料の内部量子効率が 40%以上である
ことを特徴とする請求項 9又は 10に記載の白色発光装置。
[12] 請求項 9〜11のいずれか 1項に記載の白色発光装置を備える
ことを特徴とする照明装置。
[13] 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 する赤色発光装置を備え、
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、及び Z又は、
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 有する緑色の画素を備え、
該赤色の画素の 25°Cにおける発光強度を I (R, 25)、 100°Cにおける発光強度を I (R, 100)とし、
該非赤色の画素の 25°Cにおける発光強度を I (N, 25)、 100°Cにおける発光強度 を 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 ことを特徴とする画像表示装置。
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