JP5159731B2 - 蛍光体およびこれを用いた画像表示装置 - Google Patents
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Description
ARS2 (1)
(式中、AはNa、K、およびRbのうちの少なくとも一つの元素を表し、RはY、Gd、およびLuのうちの少なくとも一つ元素を表す)
で表され、さらに微量のBiおよびMnを含み、波長380〜430nmの光を照射したときに赤色光を放射することを特徴とするものである。
ピーク波長が380〜430nmの近紫外光を発生する励起光源と、
前記近紫外光により青色に発光する蛍光体からなる蛍光体層と
前記近紫外光により緑色に発光する蛍光体からなる蛍光体層と
前記近紫外光により赤色に発光する蛍光体からなる蛍光体層と
を具備し、前記の各蛍光体層が平面状に配置されており、さらに各蛍光体層の位置に対応して、励起光または蛍光体から照射される光の透過率を制御するための液晶素子が設置されたものであって、前記の赤色に発光する蛍光体が、母体が前記一般式(1)で表され、さらに微量のBiおよびMnを含み、波長380〜430nmの光を照射したときに赤色光を放射するものであることを特徴とするものである。
5時間程度である。
NaRS2 (2)
(式中、RはY、Gd、およびLuのうちの少なくとも一つ元素を表す)
で表され、さらに0.01〜1モル%のBiを含む、波長380〜430nmの光を照射したときに青色光を放射する青色発光蛍光体を用いることが好ましい。このような青色発光蛍光体については、本発明者らによる特許文献3に開示されている。今回発明された、本発明の第二の実施態様による画像表示装置にこの青色発光蛍光体を用いた場合、画像表示装置としての色再現域が拡大され、より優れた画像表示装置が得られることが見出された。
実施例1、参考例1、比較例1
原料としてNa2CO3、Gd2O3、Bi2O3、およびMnCO3をそれぞれ5.56g、17.9g、0.012g、および0.11gを秤量し、混合した。これらの原料のモル比は、1.05:0.9895:0.0005:0.02であった。これをアルミナ製のるつぼに充填し硫化水素雰囲気で1000℃、3時間の焼成を行った。得られた焼成物を乳鉢により粉砕し、水洗、乾燥を経て実施例1のNaGdS2:Bi,Mn蛍光体を得た。この蛍光体中には原料に用いられたBiおよびMnのほぼ全量が取り込まれており、BiおよびMnの含有量はそれぞれ0.05モル%および1モル%であり、Bi/Mnのモル比は1/20であった。
次に、本発明の画像表示装置の構成と作製方法を、図3を用いながら示す。赤色発光蛍光体として実施例1の蛍光体、緑色発光蛍光体として公知のSrGa2S4:Eu蛍光体、青色発光蛍光体として参考例1の蛍光体を用い、ガラス基板(4)上に印刷法等の方法により各蛍光体をストライプ状に塗り分けた蛍光体層のパターン(1〜3)を形成させた。図3には、それぞれの蛍光体層をひとつずつ示したが、各蛍光体層は通常複数個形成させる。この際、ストライプのピッチは後述の液晶アレイの素子ピッチと同じになるようにした。ピーク波長400nmの近紫外発光LEDをアレイ状に並べたもの(7)の上に上記ガラス基板上に蛍光体パターンを形成したものを設置し、この直上に多数の液晶素子(5)をマトリックス上に並べた液晶アレイ(6)を蛍光体パターンと液晶素子の平面状の位置が一致するように設置して、本発明による第二の実施態様の実施例である、簡易的な画像表示装置(D1)を作製した。この画像表示装置D1を駆動して赤色のみを表示させたときの表示色をCIE x,y色度図の座標で示すと、(0.640,0.295)であった。同様に緑色は(0.274,0.686)、青色は(0.155,0.070)であった。代表的なカラー画像表示の規格としてNTSCがあるが、CIE u’,v’式度図の座標上での赤緑青の三角形の作る三角形の面積(色再現域)を比較すると、本発明の画像表示装置はNTSCの三角形の面積の99%という高い値を示した。なお、この画像表示装置D1において、蛍光体層の画像表示面側に液晶素子が設けられ、駆動時には液晶素子によって、蛍光体層からの発光が画像表示面に放射されるのを制御している。しかし、液晶素子は、蛍光体層と励起光源との間に設けてもよい。この場合には、液晶素子によって蛍光体層の励起強度そのものが制御されることになる。
原料としてNa2CO3、Y2O3、Bi2O3、MnCO3をそれぞれ5.56g、13.5g、0.023g、0.11gを秤量し、混合した。これらの原料のモル比は、1.05:0.989:0.001:0.02であった。得られた混合物を実施例1の蛍光体と同様の方法により。実施例2のNaYS2:Bi,Mn蛍光体を得た。この蛍光体中には原料に用いたBiおよびMnのほぼ全量が取り込まれており、BiおよびMnの含有量はそれぞれ0.1モル%および1モル%であり、Bi/Mnのモル比は1/10であった。この蛍光体をピーク波長400nmの近紫外LEDで励起したところ、600nm〜700nmの赤色領域における発光強度は実施例1の蛍光体とほぼ同等であり、比較例1の蛍光体に比べて明らかに高い発光強度を示した。
緑色発光蛍光体としてSrGa2S4:Eu蛍光体の代わりに非特許文献2に記載されているSr3Si13Al3O2N21:Eu蛍光体を用いる以外は画像表示装置D1と同様にして、画像表示装置D3を作製した。この画像表示装置D3の表示色は、赤色と青色の表示色は画像表示装置D1と同様であり、緑色は(0.241,0.568)であった。三色の表示色の作る三角形の面積を比較すると、NTSCの三角形の93%と優れていた。また、同じ電力を投入したときの画面の明るさは画像表示装置DR1の1.7倍という高い値を示した。
原料としてNa2CO3、Gd2O3、Bi2O3、MnCO3をそれぞれ8.35g、27.2g、0.010g、0.017gを秤量し、混合した。これらの原料のモル比は1.05:0.9987:0.0003:0.002であった。得られた混合物を用いて、実施例1の蛍光体と同様の方法により実施例3のNaGdS2:Bi,Mn蛍光体を得た。この蛍光体中には原料に用いたBiおよびMnのほぼ全量が取り込まれており、BiおよびMnの含有量はそれぞれ0.03モル%および0.1モル%であり、Bi/Mnのモル比は3/10であった。この蛍光体をピーク波長400nmの近紫外LEDで励起したところ、600nm〜700nmの赤色領域における発光強度は実施例1の蛍光体の約50%であったが、比較例1の蛍光体に比べて明らかに高い発光強度を示した。
原料としてK2CO3、Gd2O3、Bi2O3、MnCO3をそれぞれ10.88g、27.1g、0.010g、0.052gを秤量し、混合した。これらの原料のモル比は1.05:0.9967:0.0003:0.006であった。得られた混合物を用いて、実施例1の蛍光体と同様の方法により実施例4のKGdS2:Bi,Mn蛍光体を得た。この蛍光体中には原料に用いたBiおよびMnのほぼ全量が取り込まれており、BiおよびMnの含有量はそれぞれ0.03モル%および0.3モル%であり、Bi/Mnのモル比は1/10であった。この蛍光体をピーク波長400nmの近紫外LEDで励起したところ、発光ピーク波長は630nmと短波長にシフトし、600nm〜700nmの赤色領域における発光強度は実施例1の蛍光体の約110%と高い発光強度を示した。
原料としてRb2CO3、Gd2O3、Bi2O3、MnCO3をそれぞれ18.19g、27.1g、0.010g、0.052gを秤量し、混合した。これらの原料のモル比は1.05:0.9967:0.0003:0.006であった。得られた混合物を用いて、実施例1の蛍光体と同様の方法により実施例5のRbGdS2:Bi,Mn蛍光体を得た。この蛍光体中には原料に用いたBiおよびMnのほぼ全量が取り込まれており、BiおよびMnの含有量はそれぞれ0.03モル%および0.3モル%であり、Bi/Mnのモル比は1/10であった。この蛍光体をピーク波長400nmの近紫外LEDで励起したところ、発光ピーク波長は約610nmであり、600nm〜700nmの赤色領域における発光強度は実施例1の蛍光体の約60%であったが、比較例1の蛍光体に比べて明らかに高い発光強度を示した。
2 ストライプ状に形成した緑色発光蛍光体層
3 ストライプ状に形成した青色発光蛍光体層
4 ガラス基板
5 液晶素子
6 液晶アレイ
7 近紫外発光LEDをアレイ状に並べた励起光源
Claims (6)
- 母体が下記一般式(1):
ARS2 (1)
(式中、AはNa、K、およびRbのうちの少なくとも一つの元素を表し、RはY、Gd、およびLuのうちの少なくとも一つ元素を表す)
で表され、さらに微量のBiおよびMnを含み、波長380〜430nmの光を照射したときに赤色光を放射することを特徴とする、赤色発光蛍光体。 - Biの含有量が0.003〜0.3モル%であり、Mnの含有量が0.1〜3モル%であり、かつBi/Mnのモル比が1/3未満である、請求項1記載の赤色発光蛍光体。
- 結晶構造が六方晶系である、請求項1または2に記載の赤色発光蛍光体。
- ピーク波長が380〜430nmの近紫外光を発生する励起光源と、
前記近紫外光により青色に発光する蛍光体からなる蛍光体層と
前記近紫外光により緑色に発光する蛍光体からなる蛍光体層と
前記近紫外光により赤色に発光する蛍光体からなる蛍光体層と
を具備し、前記の各蛍光体層が平面状に配置されており、さらに各蛍光体層の位置に対応して、励起光または蛍光体から照射される光の透過率を制御するための液晶素子が設置された画像表示装置であって、前記の赤色に発光する蛍光体が、請求項1〜3のいずれか1項に記載の蛍光体であることを特徴とする、画像表示装置。 - 前記の、青色に発光する蛍光体として、母体が下記一般式(2):
NaRS2 (2)
(式中、RはY、Gd、およびLuのうちの少なくとも一つ元素を表す)
で表され、さらに0.01〜1モル%のBiを含む、波長380〜430nmの光を照射したときに青色光を放射する青色発光蛍光体を用いる、請求項4記載の画像表示装置。 - 前記励起光源が、近紫外発光ダイオードである、請求項4または5に記載の画像表示装置。
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