JP2010092705A - 照明装置及びこれを用いた表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性、効率が高い照明装置及びこれを用いた表示装置を提供すること。
【解決手段】照明装置は、青色光を放射する青色ＬＥＤと赤色光を放射する赤色ＬＥＤが並置され、青色光によって励起され緑色光を放射し、屈折率が１．４９以上である緑色蛍光体を含み、光拡散層として機能する緑色蛍光体層が、青色ＬＥＤと分離して配置されて構成され、青色光、緑色光、赤色光が混色されて白色光を出射する。緑色蛍光体は、例えば、ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ又は（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄である。この照明装置は、青色ＬＥＤチップの構造、蛍光体の種類によらず、信頼性、効率が高いので、液晶表示装置のバックライトとして好適に使用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、青色発光素子と緑色蛍光体層を有する照明装置に関し、特に、任意の緑色蛍光体を使用しても信頼性が高く、液晶テレビ等の表示装置に用いられる照明装置に関する。

近年、液晶テレビにおけるバックライトの開発は大いに盛んになってきている。バックライトの方式には、大きく分けて２種類あり、（１）青色ＬＥＤを、青色で発光する黄色の蛍光体、もしくは、緑色蛍光体と赤色蛍光体を分散させた透明樹脂でポッティングした白色ＬＥＤ、（２）青、緑、赤ＬＥＤを使った３色ＬＥＤの２種類である。

上記（１）の白色ＬＥＤの特徴は、青色光を放射する青色ＬＥＤ素子の駆動だけでバックライトを構成することができるので、簡単なドライバシステムを実現できることである。上記（２）の３色ＬＥＤの特徴は、青、緑、赤色の各色を放射するＬＥＤからの発光スペクトルの線幅が狭いために色純度の良い液晶テレビを提供することができることである。しかし、上記（１）では広色域にするためには、赤色蛍光体の長波長化が必須であり、長波長化により輝度の低下が著しい。また、上記（２）では緑色ＬＥＤの低効率により白色としての効率が低いという問題がある。

「面照光表示装置」と題する後記の特許文献１に、次の記載がある。

面照光表示装置は、所定の表示面を照光して表示を行う面照光表示装置であって、（ａ）第１波長の光を発光する第１発光体と、前記第１波長とは異なる別波長の光を発光する第２発光体とを有する光源と、（ｂ）前記光源からの光を受ける入射面と、前記表示面側を向いた出射面とを有し、前記第１波長の光の一部を当該第１波長より長い第２波長の光に変換する蛍光板とを備えている。

「白色発光装置」と題する後記の特許文献２に、次の記載がある。

蛍光体ＺｎＳ_xＳｅ_1-x（０＜ｘ＜１）として、付活剤Ａｕ及びＣｕの少なくとも一方を含む蛍光体ＺｎＳ_xＳｅ_1-x（０．７≦ｘ≦０．９）、並びに付活剤Ａｇを含む蛍光体ＺｎＳ_xＳｅ_1-x（０．５≦ｘ≦０．８）の少なくとも一方を含み、波長４１０ｎｍ〜４９０ｎｍの範囲の光を出射するＬＥＤと、更に赤色光を出射する別のＬＥＤとを備えてもよい。

この構成により、緑色（Ｇ）を上記の何れかの蛍光体で分担し、青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤとで、ＲＧＢの白色発光素子を構成することができる。このため赤色光も含めて、すべての用途に対して問題ない白色光を提供することができるとしている。

「蛍光体プレートを有するバックライト用白色ＬＥＤ」と題する後記の特許文献３に、次の記載がある。

ＬＣＤをバックライティングする白色光ＬＥＤは、予め形成された赤色蛍光体プレートレット及び予め形成された緑色蛍光体プレートレットを付加した青色ＬＥＤを備えるとしている。

「面状光源装置及びカラー液晶表示装組立体」と題する後記の特許文献４に、次の記載がある。

特許文献４の発明の第１の態様に係る面状光源装置は、（ａ）透明第１電極を備えたフロント・パネル、（ｂ）透明第２電極を備えたリア・パネル、及び、（ｃ）フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料、から成る透過型のカラー液晶表示装置をリア・パネル側から照射する面状光源装置（より具体的には、直下型の面状光源装置）であって、（Ａ）リア・パネルに対向して配置され、第１原色、第２原色及び第３原色から構成された光の三原色の内の第１原色に相当する第１原色光を射出する光源、（Ｂ）リア・パネルと光源との間に配置された支持部材、（Ｃ）カラー液晶表示装置の第２原色に相当する第２原色光を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、第２原色光を発光する第２原色発光粒子から成り、光源から射出されたエネルギー線によって励起されて第２原色光を発光する第２原色発光層、並びに、（Ｄ）カラー液晶表示装置の第３原色に相当する第３原色光を発光するサブピクセルに対応した支持部材の領域上に形成され、第３原色光を発光する第３原色発光粒子から成り、光源から射出されたエネルギー線によって励起されて第３原色光を発光する第３原色発光層を具備することを特徴としている。

「平面発光装置」と題する後記の特許文献５に、次の記載がある。

主面と裏面とを有し、裏面から入射した光の強度分布を均一化させ主面を介して放出する拡散板と、拡散板の裏面側において２次元的に配列され、それぞれが青色光を放出する複数の第１の発光素子と、拡散板の主面又は裏面の側に設けられ、第１の発光素子から放出された光を吸収し緑色光を放出する波長変換材料を含有した波長変換シートと、を備えたことを特徴とする平面発光装置が提供されるとしている。

図９は、特許文献５に記載の図５であり、特許文献５の発明の第３の実施の形態にかかる平面発光装置を表す模式斜視図である。

本具体例においては、主面と裏面とを有する拡散板１１０の裏面側において、赤色発光素子１０２と青色発光素子１０３とが基板１１０の上に２次元的に配置されている。これら発光素子１０２、１０３と拡散板１１０との間は、空間であってもよく、又は樹脂等の透光性の材料が介在していてもよい。

この場合にも、赤色発光素子１０２と青色発光素子１０３の個数がおよそ１：２の割合となるように基板の上に実装することができる。本実施形態においても、効率の低い緑色発光素子を省略して、ＬＣＤのカラーフィルタに合致する緑色の波長変換材料を含む波長変換シート１３０が拡散板１１０の表面に配置されている。第１及び第２実施形態と同様に、効率の低い緑色ＬＥＤを排除することで、全体のコストと効率の低下を抑制できるとしている。

「照明装置」と題する後記の特許文献６に、次の記載がある。

特許文献６の発明の第１の概念による照明装置の極めて優れた実施例は、少なくとも２個の光放出ダイオードが、１個の青の光放出ダイオードと、少なくとも１個の赤の光放出ダイオードとを有し、前記変換手段が、青の光放出ダイオードから放出された光の一部を緑の光に変換する発光材料を含むことを特徴とするとしている。

なお、蛍光体シートに関しては、例えば、特許文献７〜特許文献１１に記載されている。

特開平１１−２４９６０４公報（段落００１９、段落００３３〜００８３、段落００９１〜００９３、図４、図５） 特開２００５−７２４７９号公報（段落００２１〜００２２、段落００５６〜００５８、図９） 特開２００７−２７３９９８号公報（段落００１４、段落００２２〜００２３、図２） 特開２００７−４０９９号公報（段落００１４〜００１５、段落００５５〜００６４、段落００７１、段落００７８〜００８５、図２、図３） 特開２００８−１１７８７９号公報（段落００１０、段落００３２〜００３３、図５） 特表２００３−５２９８８９号公報（段落００１２、図段落００２１〜００２２、図１） 特開２００４−１６１８０８号公報（段落０６７〜００６８、図１） 特開２００５−７７４４８号公報（段落００６８） 特開２００６−１２６１０９号公報（段落０１５７） 特開２００７−８５７９７号公報（段落００６５〜００７０、段落００７７〜００７８） 特開２００８−５０５９３号公報（段落０００６〜００１０、段落００６６、段落００８５〜００８６、図３）

蛍光体をＬＥＤと共に使用して照明装置を作製する場合、青色ＬＥＤチップの上に直接、樹脂に混煉した蛍光体をポッティングして使う。照明装置、例えば、バックライトを作製する場合、入手可能な最も性能の高い青色ＬＥＤと、入手可能な最も性能（発光効率、色純度）の高い蛍光体を使い、性能のよいバックライトを作製したいという要求が高い。青色ＬＥＤチップと蛍光体を使用して照明装置を製作する場合、青色ＬＥＤチップの構成、構造、蛍光体の種類、パッケージ構造等によって、信頼性、効率が大きく左右されるという問題がある。

青色で発光する緑色蛍光体には大きく分けて酸化物、硫化物、窒化物、酸窒化物がある。窒化物、酸窒化物の緑色蛍光体で効率が高いという報告はないが、一般的に酸窒化物や窒化物は信頼性が高い。青色ＬＥＤと蛍光体を組合せた照明装置（白色ＬＥＤ）を液晶装置のバックライトとして使う時には、その生産性、コスト、性能等の点から、どんな種類の蛍光体でも使える状態であることが望ましい。また、蛍光体の量子効率は高いことが望ましい。

例えば、特許文献５に記載されているＺｎＳにＣｕ，Ａｌを添加した蛍光体や、（Ｂａ・Ｍｇ）Ａｌ₁₁Ｏ₁₇にＥｕ、Ｍｎを添加した蛍光体は、元来それぞれＣＲＴ用、ランプ用の蛍光体であり、電子線、波長２５３．７ｎｍの光によって励起される蛍光体である。上記の蛍光体の青色光励起（４５０ｎｍ）による内部量子効率は、本発明の発明者らによる測定では、５１％、４２％であった。現在広く白色ＬＥＤ用として使用されているＹＡＧ蛍光体の内部量子効率は７９％であるので、これらの蛍光体の量子効率は低いと判断できる。このように、上記の蛍光体はその内部量子効率が大きいものではないので、青色ＬＥＤと蛍光体を組合せた照明装置（白色ＬＥＤ）に使用する蛍光体として、実用に耐えるものではない。

蛍光体の量子効率が低くてもＬＥＤの個数や投入電力を大とすれば使用することができるが、信頼性の低い蛍光体材料、例えば、硫黄原子を含む蛍光体材料等は低信頼性に対する対策をしなければ使うことができない。また、エコ対応が迫られている昨今の電気製品には、量子効率が低い蛍光体は採用できない。

白色ＬＥＤは、蛍光体を有機樹脂中に分散させてＬＥＤを包埋させて構成される場合が多いが、水分等の外部雰囲気の影響を受けて、有機樹脂が劣化し、更に、蛍光体の種類によっては、蛍光体が劣化してその量子効率が変化してしまい、白色ＬＥＤの寿命を短くしてしまうことがある。このため、蛍光体をガラス中に分散させて波長変換部材を形成しこれを青色ＬＥＤと組合せて、白色ＬＥＤが構成されることがあるが、この波長変換部材を形成する際に、高温処理を必要とするので、蛍光体が熱劣化してしまうことがあり、任意の広く蛍光体に対して適用可能方法ではない。

液晶テレビでは、光を均一に拡散させるために拡散シートという光学シートが使用されている。例えば、特許文献８に記載されているように、この拡散シートには、光学ＰＥＴフィルムに光拡散剤として樹脂ビーズや無機物ビーズが塗布されている。屈折率が大きい方が、光の拡散機能が高いので、屈折率の大きな光拡散剤の使用が望ましいが、特許文献８では、光拡散剤の屈折率に関しては考慮されていない。

本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、青色ＬＥＤチップの構成、構造、蛍光体の種類によらず、信頼性、効率が高い照明装置及びこれを用いた表示装置を提供することにある。

即ち、本発明は、青色光を放射する青色発光素子（例えば、後述の実施の形態における青色ＬＥＤ５０Ｂ）と、この青色光によって励起され緑色光の蛍光を放射し、屈折率が１．４９以上であり、量子効率が７９％以上である緑色蛍光体を含み、前記青色発光素子と分離して配置され、光拡散層としての機能を有する緑色蛍光体層（例えば、後述の実施の形態における緑色蛍光体シート５３）とを有する、照明装置に係るものである。

また、本発明は、上記の照明装置をバックライトとして有する表示装置に係るものである。

本発明によれば、青色光を放射する青色発光素子と、この青色光によって励起され緑色光の蛍光を放射し、屈折率が１．４９以上であり、量子効率が７９％以上である緑色蛍光体を含み、前記青色発光素子と分離して配置され、光拡散層としての機能を有する緑色蛍光体層とを有するので、前記青色発光素子の構成、構造、前記緑色蛍光体の種類によらず、任意の構造を有する前記青色発光素子と任意の前記緑色蛍光体を使用しても、信頼性、効率が高い照明装置を提供することができる。

また、本発明によれば、上記の照明装置をバックライトとして有するので、信頼性、効率が高い表示装置を提供することができる。

本発明の照明装置では、前記緑色蛍光体層は、透明支持板、又は、光拡散板の面に形成された構成とするのがよい。このような構成によれば、前記緑色蛍光体層を、透明支持板、又は、光拡散板の面に通常の方法によって形成することができ、前記光拡散層として機能させることができる。前記緑色蛍光体層を光拡散板の面に形成することによって、光の拡散がより好ましいものとなる。

また、前記青色発光素子と並置され、赤色光を放射する赤色発光素子を有し、前記青色光、前記緑色光及び前記赤色光とが混色されて白色光を出射する構成とするのがよい。このような構成によれば、白色光を出射する高効率の照明装置を実現することができる。

また、前記緑色蛍光体層は、前記青色発光素子の上部に配置された構成とするのがよい。このような構成によれば、前記緑色蛍光体層を前記青色発光素子の上部に近接して配置することができるので、前記緑色蛍光体の青色光による励起の効率を高めることができる。

また、前記青色発光素子及び赤色発光素子はＬＥＤである構成とするのがよい。このような構成によれば、信頼性が高く長寿命であり、白色光を出射する高効率の照明装置を実現することができる。

また、前記緑色蛍光体が、ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ又は（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄である構成とするのがよい。このような構成によれば、ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄の内部量子効率はそれぞれ、８６％、８１％であり、ＹＡＧ蛍光体の内部量子効率７９％より大きいので、信頼性、効率が高い照明装置を実現することができる。

本発明の表示装置では、前記緑色蛍光体層が、前記バックライトの光出射側、又は、表示パネルの光入射側に配置された構成とするのがよい。このような構成によれば、装置の設計の自由度を大きくすることができる。

また、前記表示パネルが液晶パネルである構成とするのがよい。このような構成によれば、この液晶パネルを有する液晶表示装置は、テレビ、ＰＣ用の表示装置等に好適に使用することができる。

また、画素部を有し、この画素部のオンオフと前記バックライトの点滅とを同期させる構成とするのがよい。このような構成によれば、１フレームの一部に黒画像データ（挿入される領域を「黒挿入領域」という。）し、この黒画像の表示タイミングに合わせ、黒挿入領域に対応する位置にある前記青色発光素子及び前記赤色発光素子を、黒挿入位置の移動に合せてオフの状態とするので、即ち、黒挿入領域以外の領域に対応する前記青色発光素子及び前記赤色発光素子をオンの状態とし、黒挿入領域に対応する位置にある前記青色発光素子及び前記赤色発光素子をオフの状態とするので、動画特性の色品質を向上させることができ、高速動画表示を行うことができる高速動画表示を行うことができる表示装置を実現することができる。

本発明の照明装置を構成する緑色蛍光体層は、青色光によって励起され緑色光を放射し、屈折率１．４９以上、好ましくは２以上である蛍光体によって形成され、励起光である青色光、及び、これによって励起された緑色光を拡散させ拡散光を生じさせる光拡散層として機能するものである。緑色蛍光体層の青色光励起による内部量子効率は大きいほど好ましく、例えば、ＹＡＧ蛍光体の内部量子効率７９％よりも大きいものが、発光効率の点で好ましい。

この緑色蛍光体層は、青色光を放射する光源、例えば、ＬＥＤ等に直接接触しないように、離して配置され、光源及び蛍光体層から放射される光を拡散させるような構造を有する照明装置を構築することにより、光源の構造、及び、蛍光体の種類を問わず信頼性、効率の高い照明装置を提供することができる。

緑色蛍光体としては、例えば、ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ又は（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄を使用することができるが、蛍光体の種類によらず、任意の構造を有する青色ＬＥＤチップを励起源として使用した照明装置を実現することができる。このような照明装置は、信頼性、効率が高いので、液晶表示装置のバックライトとして好適に使用することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜実施の形態＞
［照明装置の概略構成］
図１は、本発明の実施の形態における、照明装置の概略構成を説明する斜視図である。

図１（Ａ）は照明装置の内部概略構成、図１（Ｂ）は照明装置の外観を示す斜視図である。

図１に示すように、照明装置２は、光反射性を有する内面をもった光源筐体５２の内部底面に配置された複数の発光素子と、光源筐体５２に熱的に接触して配置されたヒートシンク５１と、光源筐体５２の蓋部を構成する緑色蛍光体層５３を有している。

発光素子は、例えば、青色ＬＥＤ５０Ｂ、赤色ＬＥＤ５０Ｒから構成される。緑色蛍光体層５３は、蓋部を構成する共に、青色ＬＥＤ５０Ｂによって励起される緑色を放射する発光源、及び、光拡散層として作用する。青色ＬＥＤ５０Ｂ、赤色ＬＥＤ５０Ｒとして、各種タイプのＬＥＤを使用することができる。

なお、図１では、単純化のために、ＬＥＤの駆動系及びこれに繋がる配線等は省略し、ＬＥＤとして、３個の青色ＬＥＤ５０Ｂ、１個の赤色ＬＥＤ５０Ｒのみを示している。２個の青色ＬＥＤ５０Ｂと１個の赤色ＬＥＤ５０Ｒを１セットとしてこの複数が、所定の配列に１次元又は２次元に配置されていてもよい。照明装置を構成するＬＥＤの数、配置等は、図１に示したような例に限定されるものではない。

緑色蛍光体シート５３は、周知の方法によって作製することができる。例えば、溶媒に溶解された有機樹脂に緑色蛍光体粒子を分散させこれを、有機又は無機材料からなる薄い透明基板に、周知の各種コーティング方法によって塗布して緑色蛍光体層を形成して、溶媒を揮散させ樹脂を硬化させて、作製することができる。緑色蛍光体として、例えば、ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄を使用することができる。

なお、緑色蛍光体層は、緑色蛍光体粒子のほかに、光拡散性を有する有機又は無機材質からなる粒子を含んでいてもよい。

次に、本実施の形態で使用される緑色蛍光体の望ましい特性について説明する。

［緑色蛍光体の望ましい特性］
白色ＬＥＤを構成する際に、青色ＬＥＤと組合せる蛍光体として最も有名なＹＡＧ蛍光体の内部量子効率を測定すると７９％であった。このＹＡＧ蛍光体を用いた白色ＬＥＤは既に実用化されていることから、青色ＬＥＤによって蛍光体が励起される白色ＬＥＤの構成に使用される蛍光体の量子効率は、７９％以上あれば実用に耐えるものと判断できる。

ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄（組成は（Ｓｒ_0.97Ｂａ_0.97）ＳｉＯ₄：Ｅｕ_0.06である。）の内部量子効率の測定値はそれぞれ、８６％、８１％であり、内部量子効率が７９％以上であったので、青色ＬＥＤと組合せて、信頼性、効率が高く、実用に耐える照明装置を実現することができる。

なお、蛍光体の内部量子効率は、蛍光体が吸収した励起光の光子数に対する蛍光体が放出（発光）した光子数の比率によって定義される。内部量子効率の測定は、表面が平滑になるように蛍光体粉末を測定用セルに充填し、測定用セルを積分球にセットして、ＦＰ−６５００型分光蛍光光度計（日本分光株式会社製）を用いて、行った。

蛍光体は粒子であるために、光を散乱させる性質を有するので、蛍光体粒子は光拡散剤としても作用する。光拡散剤の光拡散機能が高いものとなるためには、その屈折率が大きい方がよいと考えられる。光拡散剤として使用されているアクリル樹脂（ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））の屈折率はｎ＝１．４９であり、蛍光体の屈折率がｎ≧１．４９であれば、光拡散剤としての機能は十分であると考えられ、本実施の形態における緑色蛍光体は、その屈折率が、ｎ≧１．４９であるもの、より好ましくはｎ≧２であるものを使用する。

蛍光体、例えば、硫化物蛍光体ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ、蛍光体（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ（組成は（Ｓｒ_0.97Ｂａ_0.97）ＳｉＯ₄：Ｅｕ_0.06である。）であり、これらの屈折率の測定値はそれぞれ、ｎ＝２．２８、ｎ＝１．６２８である。なお、この屈折率は、浸漬液中の蛍光体粒子を顕微鏡下で観察する液浸法（ベッケ線法）によって測定された値である。

硫化物蛍光体ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ、蛍光体（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕは、青色光励起による量子効率が８０％以上であり、且つ、屈折率が１．４９以上であり、良好な発光体であると共に光拡散機能を有する光拡散剤である。これらの蛍光体を含む蛍光体層を、これが青色ＬＥＤ等の光源に接触しないように、離して配置して、光源及び蛍光体層から放射される光を拡散させるような構造を有する照明装置（発光デバイス）を構築することにより、蛍光体の種類を問わず信頼性、効率の高い照明装置を提供することができる。

次に、緑色蛍光体シート５３について概要を説明する。

［透明基板］
緑色蛍光体層が保持される支持体である透明基板としては、光線透過率の高いプラスチックフィルム、ガラス等が用いられる。例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、トリアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル等のフィルムを使用することができる。

［蛍光体を分散させる樹脂］
この樹脂は、緑色蛍光体を分散させるための光学的透明性に優れたバインダー樹脂である。例えば、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等を使用することができる。

［蛍光体］
なお、図１に示す蛍光体シートに使用される蛍光体として、緑色から橙色系領域に発光色を有する緑色無機蛍光体を使用することができる。

緑色無機蛍光体として、ガーネット構造を有する希土類アルミン酸塩系蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類金属珪酸塩蛍光体、アルカリ土類金属酸窒化珪素蛍光体、アルカリ土類金属硫化ガリウム蛍光体等を使用することができる。これらの蛍光体は、少なくともＥｕ又はＣｅで付活されている。緑色蛍光体の種類を選択して使用することによって、照明装置による白色光の色純度を所望のものとすることができる。また、複数種類の緑色蛍光体を混合して使用し、照明装置による白色光の色純度を所望のものとすることもできる。

具体的に、緑色無機蛍光体として、ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）₂Ｓ₄：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｇａ₂Ｓ₄：Ｅｕ、ＢａＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ）Ａｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ、ＣａＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ、Ｓｒ₄Ａｌ₄Ｏ₂₅：Ｅｕ、Ｂａ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ、Ｂａ₂ＭｇＳｉ₂Ｏ₇：Ｅｕ、Ｃａ_3(1-x)Ｍｇ₃Ｓｉ₄Ｏ₂₈：Ｅｕ_x、Ｂａ₂（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ₂Ｏ₇：Ｅｕ、ＢａＳｉ₂Ｏ₂Ｎ₂：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓｉ₂Ｏ₂Ｎ₂：Ｅｕ、β-ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ、Ｌｕ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ、Ｙ₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ、Ｙ₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｃｅ、Ｃａ₃Ｓｃ₂Ｓｉ₃Ｏ₁₂：Ｃｅ等を使用することができる。

蛍光体層が光拡散層として良好に機能するためには、高い光拡散性と、高い光透過性を合せて有することが望ましい。このためには、蛍光体層の形成に使用される蛍光体に関しては、その粒径は、緑色発光波長以上であることが必要である。緑色領域の波長は０．５μｍ以上なので、０．５μｍ以上が必要である。また、光源から光が入射し、拡散相に光が入り込み、蛍光体によって効率より散乱されるためには、少なくともバインダー樹脂の屈折よりも大きくなければならない。蛍光体層の形成に使用されるバインダー樹脂の屈折率をｎ_Rとし、蛍光体の屈折率をｎ_Fとするとき、１≦（ｎ_F／ｎ_R）であることが望ましい。また、その厚さや混合量については、液晶テレビの白色色度によって変化するので、一概には特定できない。

本発明の照明装置は、天井照明器具を始めとする一般照明用、その他各種用途に使用することができる。

図１において説明した照明装置は、例えば、液晶テレビ等の表示装置のバックライトに使用することができ、例えば、高速動画表示を行う液晶テレビ等の表示装置のバックライトに好適に使用することができる。

次に、本発明の照明装置をバックライトとして使用した表示装置について説明する。

［直下型バックライトを使用した液晶表示装置］
図２は、本発明の実施の形態における、直下型バックライトを使用した液晶表示装置１ａの概略構成を説明する断面図である。

図２に示すように、液晶表示装置１ａは、液晶パネル３と、この液晶パネル３の背後（映像の観察側とは逆側）に位置する照明装置２ａとから構成され、液晶表示パネル３の背面側直下にバックライトとして照明装置２ａが配置されている。即ち、この液晶表示装置１ａは透過型のものであり、照明装置２ａからの白色光ＷＬを利用して、液晶パネル２の表示面に、赤色表示光ＬＯ_r、緑色表示光ＬＯ_g、青色表示光ＬＯ_bからなる表示光ＬＯを出射するように構成されている。

図２に示す照明装置２ａの構成では、図１（Ａ）に示す照明装置２において、光源筐体５２の底部に、３個の青色ＬＥＤ５０Ｂと１個の赤色ＬＥＤ５０Ｒの単位が２次元に複数配列されたＬＥＤ５０と、上部で光源筐体５２に蓋をするように、拡散板１６が緑色蛍光体層１８の上部に形成された拡散層２３が配置されている。

図２に示す構成において、拡散層２３をプリズムシート２４の上方に配置して、拡散シート２５を配置しない構成とすることもでき、また、緑色蛍光体層１８をプリズムシート２４の下部に配置して、拡散層２３を配置しない構成とすることもできる。

照明装置２ａの青色ＬＥＤ５０Ｂ、赤色ＬＥＤ５０Ｒからそれぞれ放射された青色光、赤色光、青色光によって緑色蛍光体層１８から励起された緑色光の混色によって白色光ＷＬが生成される。

拡散シート２３、２５は、液晶パネル３へ向かう白色光ＷＬを拡散させ、明るさのむらを低減させるためのものである。また、プリズムシート２４は、白色光ＷＬの方向を指向させるためのものである。

液晶パネル３は、一対のガラス基板３２Ａ、３２Ｂ（照明装置２ａ側のガラス基板３２Ａ及び観察側のガラス基板３２Ｂ）間に多層膜を有する積層構造となっている。この多層膜は具体的には、照明装置２ａ側から順に、各画素に配置された透明画素電極３３と、液晶層３４と、各画素に共通の透明電極３５と、各画素に対応して配置されたカラーフィルタ３６と、各カラーフィルタ３６間に形成されたブラックマトリクス３７とから構成されている。また、これらガラス基板３２Ａ、３２Ａにおける液晶層３４と反対の面側には、それぞれ、偏光板３１Ａ、３１Ｂが形成されている。

偏光板３１Ａ、３１Ｂは光学シャッタの一種であり、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させるものである。これら偏光板３１Ａ、３１Ｂはそれぞれ、偏光軸が互いに９０度異なるように配置されており、照明装置２ａからの白色光ＷＬが、液晶層３４を介して透過或いは遮断されるようになっている。

ガラス基板３２Ａ、３２Ｂは、一般に可視光に対して透明な透明基板である。よって、可視光に対して透明なものであれば、ガラス基板に限定されることはなく、透明樹脂基板を使用することもできる。なお、ガラス基板３２Ａには、透明画素電極３３に電気的に接続された駆動素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）及び配線等を有する駆動回路（図示せず）が形成されている。

透明画素電極３３は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）から構成され、各画素の画素電極として機能する。また、透明電極３５も、例えば、ＩＴＯから構成され、共通の対向電極として機能する。

液晶層３４は、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）モードやＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード等の液晶から構成され、図示しない駆動回路からの印加電圧に応じて、照明装置２ａからの白色光ＷＬを各画素で透過又は遮断するためのものである。

ブラックマトリクス３７は、各カラーフィルタ３６の間に配置されており、照明装置２からの白色光ＷＬを遮断し、液晶パネル３の観察側へ出射しないようにするためのものである。

カラーフィルタ３６は、照明装置２ａからの白色光ＷＬを、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の三原色にそれぞれ色分離するためのものであり、白色光ＷＬのうち、赤色波長領域の光を選択的に透過させる赤色カラーフィルタと、緑色波長領域の光を選択的に透過させる緑色カラーフィルタと、青色波長領域の光を選択的に透過させる緑色カラーフィルタとから構成されている。

本実施の形態の液晶表示装置では、照明装置２ａの青色ＬＥＤ５０Ｂ、赤色ＬＥＤ５０Ｒからそれぞれ放射された青色光、赤色光は緑色蛍光体層１８へ出射される。青色光によって緑色蛍光体層１８から励起された緑色光は、青色光、赤色光と混色されると共に、拡散板１６へ出射され、緑色光、赤色光及び青色光の混色によって白色光ＷＬが生成される。この白色光ＷＬは、拡散シート２３によってその明るさのむらが低減され、プリズムシート２４によってその方向が指向される。

そして液晶パネル３へ入射した白色光ＷＬは、映像信号に基づいて各透明画素電極３３と透明電極３５との間に印加される電圧によって変調され、各色に対応したカラーフィルタ３６によって色分離される。よって、液晶パネル２の観察側の表示面に、赤色表示光ＬＯ_r、緑色表示光ＬＯ_g、青色表示光ＬＯ_bからなる表示光ＬＯが出射され、カラーの映像表示が行われる。

本実施の形態の液晶表示装置では、画素部を構成する透明画素電極３３に印加される電圧のオンオフは、透明画素電極３３に電気的に接続された駆動素子（ＴＦＴ）によって制御される。透明画素電極３３に印加される電圧のオンオフは、液晶表示装置１ａを構成する青色ＬＥＤ５０Ｂ、赤色ＬＥＤ５０Ｒの点滅と同期させる構成とする。

この液晶表示装置では、フレーム毎に、上記駆動素子をオンとする映像表示期間と駆動素子をオフとする黒画像データを挿入する黒表示期間を設け、１フレームの一部に黒画像データを単数又は複数の走査線に対して挿入し、この黒画像の表示タイミングに合わせ、黒挿入領域（黒画像データが挿入される領域を「黒挿入領域」という。）に対応する位置にある、照明装置２ａを構成するＬＥＤ素子（青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ）を、黒挿入領域の移動に同期させてオフの状態とする。

即ち、黒挿入領域以外の領域に対応する位置にあるＬＥＤ素子をオンの状態とし、黒挿入領域に対応する位置にあるＬＥＤ素子をオフの状態とする。このような制御により、擬似インパルス表示を実現することによって、高速動画表示において、動画視認性を向上させることができ、動画特性の色品質を上させることができる。

図２に示す構成では、緑色蛍光体層１８、拡散板１６の順に、これらへ青色ＬＥＤ５０Ｂ、赤色ＬＥＤ５０Ｒからそれぞれ放射された青色光、赤色光が入射されるが、拡散板６、緑色蛍光体層１８の順に青色ＬＥＤ５０Ｂ、赤色ＬＥＤ５０Ｒからの光が入射される構成とすることもできる。

拡散層２３を使用せず、緑色蛍光体層１８を拡散板１６の面に形成せず、緑色蛍光体層８をプリズムシート２４又は拡散シート２５又は偏光板３１Ａの光入射側の面に形成してもよい。また、バインダー（結合剤）中に、緑色蛍光体の他に、光拡散粒子としてＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）粒子、架橋ポリスチレン（ＰＳ）粒子等の樹脂微粒子や、無機材料からなる各種の公知の微粒子を混練、分散させて、光拡散性を増大させた緑色蛍光体層（光拡散層）１８を形成して、これを図２に示す拡散板１６として使用し、図２に示す緑色蛍光体層１８を省略することもできる。

図３は、本発明の実施の形態における、直下型バックライトを使用した液晶表示装置１ａ'の概略構成を説明する断面図である。

図２に示した、拡散板１６の面に緑色蛍光体層１８が形成された拡散層（拡散シート）２３に代えて、図３に示す構成では、透明支持板６上に形成された緑色蛍光体層（光拡散層）８を有する拡散フィルム９が使用される。

図３に示すように、液晶表示装置１ａ'は、液晶パネル３と、この液晶パネル３の背後（映像の観察側とは逆側）に位置する照明装置２ａとから構成され、液晶表示パネル３の背面側直下にバックライトとして照明装置２ａが配置されている。即ち、この液晶表示装置１ａ'は透過型のものであり、照明装置２ａからの白色光ＷＬを利用して、液晶パネル２の表示面に、赤色表示光ＬＯ_r、緑色表示光ＬＯ_g、青色表示光ＬＯ_bからなる表示光ＬＯを出射するように構成されている。

図３に示す照明装置２ａの構成では、図２に示す構成と同じように、光源筐体５２の底部に、３個の青色ＬＥＤ５０Ｂと１個の赤色ＬＥＤ５０Ｒの単位が２次元に複数配列されたＬＥＤ５０を有している。上部で光源筐体５２に蓋をするように、プリズムシート２４が配置され、更にこの上部に、緑色蛍光体層（光拡散層）８が透明支持基板６上に形成された拡散フィルム９が配置されている。なお、拡散フィルム９は、プリズムシート２４の下方に配置することもできる。

照明装置２ａの青色ＬＥＤ５０Ｂ、赤色ＬＥＤ５０Ｒからそれぞれ放射された青色光、赤色光、青色光によって緑色蛍光体層（光拡散層）８から励起された緑色光の混色によって白色光ＷＬが生成される。

拡散フィルム（シート）９は、液晶パネル３へ向かう白色光を拡散させ、明るさのむらを低減させるためのものである。また、プリズムシート２４は、青色ＬＥＤ５０Ｂ、赤色ＬＥＤ５０Ｒからの光の方向を指向させるためのものである。

図３における液晶パネル３の構成は、図２に示すものと同じであるので、説明は省略する。

本実施の形態の液晶表示装置では、青色ＬＥＤ５０Ｂ、赤色ＬＥＤ５０Ｒからの光は、プリズムシート２４によってその方向が指向され、緑色蛍光体層（光拡散層）８へ出射される。青色ＬＥＤ５０Ｂからの青色光によって、緑色蛍光体層（光拡散層）８から励起された緑色光は、青色ＬＥＤ５０Ｂ、赤色ＬＥＤ５０Ｒからの青色光、赤色光と混色され、その明るさのむらが低減された白色光ＷＬが生成される。

図３に示す構成では、緑色蛍光体層（光拡散層）８、透明支持板６の順に、これらへ青色ＬＥＤ５０Ｂ、赤色ＬＥＤ５０Ｒからの光が入射されるが、透明支持板６、緑色蛍光体層（光拡散層）８の順に青色ＬＥＤ５０Ｂ、赤色ＬＥＤ５０Ｒからの光が入射される構成とすることもできる。

また、拡散フィルム９を使用せず、緑色蛍光体層（光拡散層）８を透明支持板６の面に形成せず、緑色蛍光体層（光拡散層）８を偏光板３１Ａの光入射側の面に形成してもよい。

以上説明した照明装置２ａにおいて、緑色蛍光体層（光拡散層）８は、各種の公知の光拡散剤を含むものであってもよい。緑色蛍光体層（光拡散層）８は、緑色蛍光体の他に、光拡散性を増大させるために、光拡散粒子としてＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）粒子、架橋ポリスチレン（ＰＳ）粒子等の樹脂微粒子や、無機材料からなる微粒子を含んでいてもよい。緑色蛍光体層（光拡散層）８の形成には、各種のバインダー（結合剤）を使用することができる。

＜実施例＞
先ず、照明装置に使用される蛍光体の劣化を調べた実施例について説明する。

［蛍光体の劣化試験］
窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体は信頼性の高いと考えられているので、酸化物蛍光体として広く知られている（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕと、硫化物蛍光体として広く知られているＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕの信頼性テストを行った。

図４は、本発明の実施例における、蛍光体の劣化試験の結果を説明する図である。

図４は、緑色蛍光体単体を、温度６０℃、湿度９０％の条件下の環境試験機中に、放置した場合の放置経過時間と、各放置経過時間後に環境試験機から取出して緑色蛍光体を青色光で励起した時に放射された緑色蛍光の輝度の経時変化を示す図である。図４において、横軸は経過時間、縦軸は、放置時間＝０における輝度で規格化した輝度維持率（％）を示している。

図４に示すように、（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ、ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕは、蛍光体単体では輝度低下はほとんど無いことがわかった。

次に、緑色蛍光体を分散させた樹脂によってＬＥＤ素子を包埋して作製した照明装置の劣化試験について説明する。

［ＬＥＤ素子を用いた照明装置における蛍光体の劣化試験］
酸化物蛍光体（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ、硫化物蛍光体ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕをそれぞれ混練した透明シリコーン樹脂を用いて、青色ＬＥＤチップパッケージをポッティングし、照明装置を作成した。ＬＥＤ素子は、ＬＥＤチップの直上の輝度が低く、側面方向で輝度が高い放射指向特性を有するいわゆるサイドエミッタ型で、定格電流は２０ｍＡのものである。

図５は、本発明の実施例における、照明装置における蛍光体の劣化試験の結果を説明する図である。

図５は、緑色蛍光体を分散させたシリコーン樹脂でＬＥＤ素子を包埋してなる照明装置を、温度６０℃、湿度９０％の条件下の環境試験機中に、放置した場合の放置経過時間と、各放置経過時間後に環境試験機から取出して緑色蛍光体を青色光で励起した時に放射された緑色蛍光の輝度の経時変化を示す図である。図５において、横軸は経過時間、縦軸は、放置時間＝０における輝度で規格化した輝度維持率（％）を示している。

図５に示すように、酸化物蛍光体（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕでは、輝度劣化は見られなかった。しかし、蛍光体単体では輝度劣化が見られなかった硫化物蛍光体ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕでは、輝度劣化を生じた。

［硫化物蛍光体の輝度劣化の原因］
硫化物蛍光体ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕの輝度劣化を調べるために、照明装置を切断してＬＥＤ素子を含む断面像を観察した。

図６は、本発明の実施例における、ＬＥＤ素子を用いた照明装置の劣化を説明する断面図である。

図６（Ａ）は、緑色蛍光体を分散させた樹脂でＬＥＤ素子を包埋してなる照明装置における、ＬＥＤ素子を含む断面の一部を示す断面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示すａ部の光学像（倍率３５０）、図６（Ｃ）は図６（Ａ）に示すｂ部の走査電子顕微鏡像である。

図６（Ａ）に示すように、サイドエミッタ型ＬＥＤ素子６０は、ワイヤボンディング６３によってリードフレーム６２上にボンディングされている。また、ＬＥＤ素子６０の周囲に、反射率を上げるための無機粒子が分散され光反射性をもたせたパッケージ樹脂６４が設けられ、緑色蛍光体が分散された透明シリコーン樹脂によって、ＬＥＤ素子６０が包埋されている。

図６（Ｂ）に示すように、リードフレーム６２の電極部分に黒化部分６６を生じており、これが蛍光体の劣化の原因と考えられた。ＬＥＤパッケージでは、Ａｇ薄膜を反射板として使用したり、Ａｇペーストを接着剤として使うことが多い。拡散したＡｇは、硫化物蛍光体の硫黄原子と反応して硫化銀を生成して、蛍光体劣化の原因となる。

図６（Ｃ）は、リードフレーム６２の断面部の走査電子顕微鏡像を、エネルギー分散型Ｘ線スペクトロスコピーによる元素分析結果と共に示しており、リードフレーム６２は、Ｃｕ、Ｆｅを含む部材からなる電極上のＡｇ薄膜の存在が確認できる。使用したＬＥＤでは、Ａｇ薄膜が電極兼反射板として使用されていることが確認され、黒化部分６６は、Ａｇの硫化物の生成によることがわかった。

Ａｇを使わないＬＥＤも市販品として存在するが、ＬＥＤの入手先、ＬＥＤの構造や構成に依存することなく、信頼性の高い照明装置やこれを使用した表示装置、例えば、バックライトやこれを使用した液晶テレビを実現できることが望ましく、任意の構造や構成のＬＥＤに対応できる照明装置、例えば、バックライトシステムは、非常に有用である。

次に、先述した本発明の実施の形態に基づく照明装置の特性劣化を調べた実施例について説明する。

［照明装置の構造］
緑色蛍光体をＬＥＤパッケージから離した照明装置の構造の例として、樹脂シートに緑色蛍光体のみを塗布して作製された緑色蛍光体シートを使用する、図１に示すように、ＬＥＤ素子４個を使用した簡易的な構成の照明装置を作製し、輝度劣化を調べた。照明装置は、次のようにして作製した。

蛍光体は、図５に示したように劣化が大きかった硫化物蛍光体ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕを使用した。エチルセルロース（関東化学、鹿一級、１００ｃｐ）３０ｇを酢酸ブチル（関東化学、鹿一級）に溶解させた樹脂を作製した。この樹脂と蛍光体ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕを、重量比１００：４０で混合し分散させ、印刷法により厚さ１８８μｍのＰＥＴシートに塗布し、厚さ１０μｍの緑色蛍光体シート５３を作製した。なお、蛍光体を分散させる樹脂は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等でも構わない。

ＬＥＤとして、Ａｇを使用している３個の青色ＬＥＤ（LUMILEDS社製、LUMILEDS LXK2-PR12-M00）、１個の赤色ＬＥＤ（LUMILEDS社製、LUMILEDS LXK2-PD12-Q00）を使用した。これらのＬＥＤは先述したサイドエミッタ型であり、青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤの定格電流は３５０ｍＡである。

以上のようにして、図１に示すような、青色光を放射する青色ＬＥＤ５０Ｂ、赤色光を放射する赤色ＬＥＤ５０Ｒ、樹脂シート上に緑色蛍光体層が形成された緑色蛍光体シート５３を有し、青色光によって緑色蛍光体層を励起して緑色光を放射し、青色光、緑色光、赤色光の混色によって白色光を放射する照明装置２を作製した。

次に、照明装置の特性劣化試験について説明する。

［照明装置の劣化試験］
図７は、本発明の実施例における、照明装置の劣化試験の結果を説明する図である。

図７は、青色ＬＥＤ素子と緑色蛍光体層を分離させて配置してなる照明装置を、温度６０℃、湿度９０％の条件下の環境試験機中に、放置した場合の放置経過時間と、各放置経過時間後に環境試験機から取出して緑色蛍光体を青色光で励起した時に放射された緑色蛍光の輝度の経時変化を示す図である。図７において、横軸は経過時間、縦軸は、放置時間＝０における輝度で規格化した輝度維持率（％）を示している。

図７に示すように、図５に示す結果とは異なり、輝度劣化は生じなかった。また、確認のために（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ（この蛍光体の屈折率は１．６２８である。）を用いて蛍光体シートを作製し、上記と同様な劣化試験を行った。上記の照明装置と同様に、青色ＬＥＤはＡｇを使用しているが、輝度の劣化は見られなかった。

以上説明したように、ＬＥＤ素子と緑色蛍光体層を分離させて配置する構成によって、硫化物蛍光体を使っても、輝度劣化を生じない非硫化物蛍光体と同等な性能を有する照明装置を実現することができる。このように蛍光体とＬＥＤを離した構造によって、構成、構造を問わず任意のＬＥＤを使用し、蛍光体も、硫化物蛍光体はもとより任意の種類の蛍光体を使用して、照明装置を提供することができる。

次に、異なる構成による白色照明装置による効率を比較した結果について説明する。

図７に示した劣化試験の結果を得る際に使用したものと同じ構成を有し、硫化物蛍光体ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕを使用した緑色蛍光体シート、３個の青色ＬＥＤ、１個の赤色ＬＥＤを使用した照明装置を、以下、１蛍光シート２色ＬＥＤ励起照明装置という。

１個の青色光を放射する青色ＬＥＤ、２個の緑色光を放射する緑色ＬＥＤ、１個の赤色光を放射する赤色ＬＥＤを有し、青色光、緑色光、赤色光の混色によって白色光を放射する白色照明装置を、以下、３色ＬＥＤ照明装置と略記し、これを比較例１とする。

青色光を放射する青色ＬＥＤ、緑色蛍光体層、赤色蛍光体層を有し、青色光によって緑色蛍光体層、赤色蛍光体層をそれぞれ励起して緑色光、赤色光を放射し、青色光、緑色光、赤色光の混色によって白色光を放射する照明装置を、以下、２蛍光シート１色ＬＥＤ励起照明装置と略記し、これを比較例２とする。

［１蛍光シート２色ＬＥＤ励起照明装置］
この１蛍光シート１色ＬＥＤ励起照明装置は、図７に示した劣化試験の結果を得る際に使用したものと同じ構成を有しており、硫化物蛍光体ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕを使用した緑色蛍光体シート、３個の青色ＬＥＤ、１個の赤色ＬＥＤを使用したものであるので、説明は省略する。

［３色ＬＥＤ照明装置（比較例１）］
図８は、比較例の３色ＬＥＤ照明装置の概略構成を説明する斜視図であり、図８（Ａ）は照明装置の内部概略構成、図８（Ｂ）は照明装置の外観を示す斜視図である。

図８に示すように、３色ＬＥＤ照明装置２’は、４個のＬＥＤと、拡散板５６を有し、拡散板５６は、住友化学製のスミペックスＥ ＲＭ８００を使用した。ＬＥＤとして、１個の青色ＬＥＤ５０Ｂ（LUMILEDS社製、LUMILEDS LXK2-PR12-M00)、２個の緑色ＬＥＤ５０Ｇ（LUMILEDS社製、LUMILEDS LXK2-PM12-R00）、１個の赤色ＬＥＤ５０Ｒ（LUMILEDS社製、LUMILEDS LXK2-PD12-Q00）を使用している。赤色ＬＥＤ５０Ｒの定格電流は３５０ｍＡであり、色度は（０．７０３、０．２９４）である。

［２蛍光シート１色ＬＥＤ励起照明装置（比較例２）］
この２蛍光シート１色ＬＥＤ励起照明装置は、図１に示した照明装置において、赤色ＬＥＤ５０Ｒを使用しない。その代わりに内部量効率８１％と効率が非常に高く色純度が高い硫化物蛍光体ＣａＳ：Ｅｕを使用した赤色蛍光体と硫化物蛍光体ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕを重量比２０：８０で混合したものをＰＥＴシートに印刷した。図１において４個のＬＥＤすべてが青色ＬＥＤである。

同じ輝度を出す時の消費電力を比較すると、１蛍光シート２色ＬＥＤ励起照明装置の消費電力は、３色ＬＥＤ照明装置（比較例１）の７０％であることがわかった。３色ＬＥＤ照明装置（比較例１）の発光効率は４６（ｌｍ(lumen)／Ｗ）であったが、１蛍光シート２色ＬＥＤ励起照明装置の発光効率は７２（ｌｍ／Ｗ）であった。この発光効率の差は、緑色ＬＥＤの発光効率と青色ＬＥＤによる緑色蛍光体の発光効率の差に起因する。また、２蛍光シート１色ＬＥＤ励起照明装置の消費電力は、１蛍光シート２色ＬＥＤ励起照明装置の消費電力の５１％であった。これは、赤色ＬＥＤの効率と赤色蛍光体を青色ＬＥＤで励起させ赤色を発色させたときの赤色の効率の違いに起因する。下記に説明する。

３色ＬＥＤ照明装置（比較例１）において赤色ＬＥＤの発光効率は３５．８（ｌｍ／Ｗ）であった。また、比較のため、青色ＬＥＤからの青色光が赤色蛍光体シートによって略吸収され、青色光が赤色蛍光体シートを透過しないようにするために、膜厚を約３４μｍにした。この赤色蛍光体シートを用いて青色ＬＥＤにより励起し、その赤色の発光効率を測定した。その発光効率は６．５９（ｌｍ／Ｗ）であり、色度は（０．７０４、０．２９６）であった。

以上の結果から、ほぼ同じ色度点（０．７０、０．３）では、赤色ＬＥＤの発光効率は、赤色蛍光体を使用し青色ＬＥＤで励起し赤色を発色させるよりもはるかに大きい。従って、赤色蛍光体を使う２蛍光シート１色ＬＥＤ励起照明装置（比較例２）では、全体の白色としての発光効率の低下が大きいため、蛍光体層としては緑色蛍光体層のみを使用することが重要であることがわかる。以上が、本発明において、蛍光体層としては緑色蛍光体層のみを使用する理由である。

なお、本発明では、照明装置において、緑色蛍光体層は緑色蛍光体シート５３として形成されるもの限定されるものではない。緑色蛍光体層が青色及び赤色ＬＥＤのパッケージから離れて配置されていればいので、表示装置として、例えば、テレビセットを考えた場合、液晶パネルの裏面に緑色蛍光体が塗布され蛍光体層が形成されていてもよい。この場合でも緑色蛍光体の高い屈折率により光が拡散される。

以上説明したように、本発明によれば、任意の構成、構造を有する青色ＬＥＤチップ、任意の蛍光体を使用しても、信頼性、効率が高い照明装置及びこれを使用した表示装置を実現することができる。

以上、本発明を実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態、実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形が可能である。

以上説明したように、本発明によれば、任意の構成、構造を有する青色ＬＥＤチップ、任意の蛍光体を使用しても、信頼性、効率が高い照明装置を提供することができる。

本発明の実施の形態における、照明装置の概略構成を説明する斜視図である。 同上、直下型バックライトを使用した液晶表示装置の概略構成を説明する断面図である。 同上、直下型バックライトを使用した液晶表示装置の概略構成を説明する断面図である。 同上、本発明の実施例における、蛍光体の劣化試験の結果を説明する図である。 同上、照明装置における蛍光体の劣化試験の結果を説明する図である。 同上、ＬＥＤ素子を用いた照明装置の劣化を説明する図である。 同上、照明装置の劣化試験の結果を説明する図である。 比較例における、照明装置の概略構成を説明する斜視図である。 従来技術における、平面発光装置を説明する図である。

符号の説明

１ａ、１ａ’…液晶表示装置、２、２’、２ａ…照明装置、３…液晶パネル、
６…透明支持体、８、１８…緑色蛍光体層、９…拡散フィルム、１６…拡散板、
２３…拡散層、２４…プリズムシート、２５…拡散シート、
３１Ａ、３１Ｂ…偏光板、３２Ａ、３２Ｂ…ガラス基板、３３…透明画素電極、
３４…液晶層、３５…透明電極、３６…カラーフィルタ、３７…ブラックマトリックス、
５０…ＬＥＤ、５０Ｂ…青色ＬＥＤ、５０Ｇ…緑ＬＥＤ、５０Ｒ…赤ＬＥＤ、
５１…ヒートシンク、５２…光源筐体、５３…緑色蛍光体シート、５６…拡散板、
６０…ＬＥＤ素子、６１…蛍光体を充填した樹脂、６２…リードフレーム、
６３…ワイヤボンディング、６４…パッケージ樹脂、６５…電極部、６６…黒化部分、
ＬＯ…表示光、ＬＯ_b…青色表示光、ＬＯ_g…緑色表示光、ＬＯ_r…赤色表示光、
ＷＬ…白色光

Claims (10)

1. 青色光を放射する青色発光素子と、
   この青色光によって励起され緑色光の蛍光を放射し、屈折率が１．４９以上であり、
   量子効率が７９％以上である緑色蛍光体を含み、前記青色発光素子と分離して配置され
   、光拡散層としての機能を有する緑色蛍光体層と
   を有する、照明装置。
2. 前記緑色蛍光体層は、透明支持板、又は、光拡散板の面に形成されたものである、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記青色発光素子と並置され、赤色光を放射する赤色発光素子を有し、前記青色光、前記緑色光及び前記赤色光とが混色されて白色光を出射する、請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
4. 前記緑色蛍光体層は、前記青色発光素子の上部に配置された、請求項３に記載の照明装置。
5. 前記青色発光素子及び赤色発光素子はＬＥＤである、請求項３に記載の照明装置。
6. 前記緑色蛍光体が、ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｅｕ又は（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄である、請求項３に記載の照明装置。
7. 請求項１から請求項６の何れか１項に記載の照明装置をバックライトとして有する表示装置。
8. 前記緑色蛍光体層が、前記バックライトの光出射側、又は、表示パネルの光入射側に配置された、請求項７に記載の表示装置。
9. 前記表示パネルが液晶パネルである、請求項８に記載の表示装置。
10. 画素部を有し、この画素部のオンオフと前記バックライトの点滅とを同期させる、請求項７に記載の表示装置。