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JPH10319877A - 画像表示装置及び発光装置 - Google Patents

画像表示装置及び発光装置

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JPH10319877A
JPH10319877A JP12742697A JP12742697A JPH10319877A JP H10319877 A JPH10319877 A JP H10319877A JP 12742697 A JP12742697 A JP 12742697A JP 12742697 A JP12742697 A JP 12742697A JP H10319877 A JPH10319877 A JP H10319877A
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JP
Japan
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light
light emitting
image display
display device
emitting diode
Prior art date
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Application number
JP12742697A
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English (en)
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JP3378465B2 (ja
Inventor
Satoshi Kawamoto
本 聡 河
Masayuki Ishikawa
川 正 行 石
Tadashi Umeji
地 正 梅
Kuniaki Konno
野 邦 明 紺
Koichi Nitta
田 康 一 新
Haruhiko Okazaki
崎 治 彦 岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH10319877A publication Critical patent/JPH10319877A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3378465B2 publication Critical patent/JP3378465B2/ja
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Priority to US11/386,858 priority patent/US7110061B2/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小形軽量化が容易で、視野角も広く、表示品
質が高く、信頼性も高い画像表示装置及びこのような画
像表示装置の光源或いはその他の種々の用途に用いて好
適な発光装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 波長変換機能を有する材料と、透過光の
強度を調節する調光機構と、半導体発光素子とを種々の
形態で組み合わせることにより、画像表示装置を構成す
る。波長変換には蛍光体などを利用する。調光機能とし
ては、液晶などを利用することができる。また、半導体
発光素子と、蛍光体などの波長変換材料とを種々の形態
に組み合わせることにより、小型で複数の波長を有し、
輝度の高い発光装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置及び
発光装置に関する。より詳しくは、本発明は、小型で高
性能且つ高信頼性を有する画像表示装置及びこのような
画像表示装置の光源或いはその他の種々の用途に用いて
好適な発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像表示装置は、各種電子機器と人間と
を視覚により結合するインターフェイスとしての役割を
果たす。情報化社会の現在では、その役割はきわめて重
要であり、各種テレビ受像器、コンピュータ、情報端
末、ゲーム機、家庭電器製品などの、幅広い分野におけ
るキー・コンポーネントとなっている。そして、多様な
応用分野において広範に使用されると同時に、刻々と進
展し多様化する情報化社会のニーズに適合する高機能の
新規な画像表示装置の開発が望まれている。
【０００３】従来、このような画像表示を行う装置とし
ては、ブラウン管や液晶表示装置が主流であった。ブラ
ウン管は、真空に封じたガラス管の中で電子線を走査
し、シャドウ・マスク上に配列された各蛍光体を励起す
ることにより所定の画像を表示する装置である。ブラウ
ン管は、比較的安価に製造することができ、高画質の画
像を表示することができるために、テレビ受像器やデス
ク・トップ型コンピュータなどの画像表示装置として一
般に広く用いられている。
【０００４】一方、液晶表示装置は、２枚の基板の間に
挟持した液晶層に所定の電界を印加することにより、液
晶層の光学的性質を変化させ、透過光または反射光の強
度の変化として所定の画像を表示する装置である。ブラ
ウン管と比較すると、薄型で軽量という特徴を有するの
で、主としてノート型コンピュータや各種情報携帯端末
などの電子機器において用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したような各種電
子機器の発達と情報化の進展に伴って、画像表示装置に
対しても、さらに、小型軽量化、高画質化、高信頼性化
などが要求されている。しかし、ブラウン管は、その構
造上の要請から、奥行き寸法が大きく、重量が重く、し
かも、内部を真空状態としたガラス管であるために、振
動や衝撃に対する耐久性が十分でないという問題があ
る。
【０００６】一方、従来の液晶表示装置は、その光源と
して陰極蛍光管を用いる場合が多く、その光源の小型、
薄型化或いは長寿命化には限界があり、また、画像の表
示輝度にも限界があった。さらに、液晶表示装置は、ブ
ラウン管と比較して視野角が狭く、斜め方向からの画像
認識性が著しく悪いという問題があった。
【０００７】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
である。すなわち、本発明は、小形軽量化が容易で、視
野角も広く、表示品質が高く、信頼性も高い画像表示装
置及びこのような画像表示装置の光源或いはその他の種
々の用途に用いて好適な発光装置を提供することを目的
とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明による
画像表示装置は、半導体発光素子を光源として備えた光
源部と、前記光源部から放出される光の強度を画素毎に
調節して透過光として透過させる調光部と、前記調光部
を透過した前記透過光を受けて、前記透過光とは強度ス
ペクトルが異なる光を放出する波長変換部と、を備えた
ことを特徴とするものして構成される。
【０００９】また、その調光部は、液晶セルにより前記
透過光の強度を調節し、その波長変換部は、蛍光体を備
えることを特徴とするものして構成される。
【００１０】さらに、その半導体発光素子は、発光スペ
クトルのピーク波長が紫外線領域にある発光素子であ
り、波長変換部は、所定の画素パターンに従って配置さ
れた３種類の蛍光体を備え、その３種類の蛍光体は、そ
れぞれ、前記透過光を赤、緑或いは青の波長帯の可視光
に変換する蛍光体とすることにより、消費電力が低く、
明瞭で明るい画像を表示することができる。
【００１１】さらに、半導体発光素子は、窒化ガリウム
系半導体を発光層として備え、発光スペクトルのピーク
波長は、３６０ナノメータ以上３８０ナノメータ以下で
あることとし、波長変換部は、発光素子の前記ピーク波
長と実質的に同一の波長領域において吸収励起ピークを
有する蛍光体を用いることにより、高効率の画像表示装
置を実現できる。
【００１２】また、調光部の前記透光性基板は、低アル
カリ・ガラス、無アルカリ・ガラス或いは石英ガラスと
することにより紫外線の吸収を低減して輝度をさらに向
上することができる。
【００１３】また、波長変換部に紫外線吸収フィルタを
設けることにより、外部からの紫外線の侵入と、前記半
導体発光素子が放出する紫外線の外部への漏出とを抑制
することができる。
【００１４】さらに、半導体発光素子は、発光スペクト
ルのピーク波長が青色領域にある発光素子とし、波長変
換部は、所定の画素パターンに従って配置された２種類
の蛍光体と１種類のフィルタとを備え、その２種類の蛍
光体は、それぞれ、前記透過光を赤或いは緑の波長帯の
可視光に変換する有機蛍光体であり、その１種類のフィ
ルタは、前記透過光を透過するものとすることにより、
高効率の画像表示装置を提供することができる。
【００１５】一方、本発明による画像表示装置は、半導
体発光素子を光源として備えた光源部と、前記半導体発
光素子から放出される光を受けて、その光とは強度スペ
クトルが異なる光を放出する波長変換部と、前記波長変
換部から放出される光の強度を画素毎に調節して透過光
として透過させる調光部と、を備えたものして構成する
こともできる。
【００１６】また、その半導体発光素子は、発光スペク
トルのピーク波長が紫外線領域にある発光素子であり、
その蛍光体は、前記導光板から放出される光を、赤、緑
及び青の各波長帯にそれぞれ強度のピークを有する可視
光に変換するものであることを特徴とするものして構成
される。
【００１７】さらに、その調光部は、ゲスト・ホスト型
液晶及び高分子分散型液晶のうちのいずれかを備え、画
素パターンは、色毎の輝度のバランスを調節するため
に、色毎に画素面積が異なるものとし、光源部を種々の
形態とすることにより、高効率で明瞭な画像の表示が可
能となる。
【００１８】また、本発明による画像表示装置は、半導
体発光素子と可動反射鏡とを有する光源部と、前記光源
部から放出される光を受けて、その強度スペクトルを変
化させて放出する波長変換部と、を備え、前記可動反射
鏡を動かすことにより前記半導体発光素子からの光を反
射させて前記波長変換部の所定の位置に入射させるよう
にしたことを特徴とするものして構成することもでき
る。
【００１９】さらに、可動反射鏡の代わりに可動レンズ
を備えることによっても構成することができる。
【００２０】一方、本発明による発光素子は、窒化ガリ
ウム系化合物半導体を発光層として備えた発光ダイオー
ドと、前記発光ダイオードの表面のうちの少なくとも一
部に堆積されている蛍光体とを備え、前記発光ダイオー
ドからの発光が前記蛍光体により波長変換されて外部に
放出されるものとして構成されていることを特徴とする
ものして構成される。
【００２１】さらに、実装部材と、前記実装部材に実装
されている窒化ガリウム系化合物半導体を発光層として
は備えた発光ダイオードと、前記発光ダイオードをモー
ルドしている樹脂と、を備え、前記樹脂の表面に蛍光体
が堆積され、前記発光ダイオードからの発光が前記蛍光
体により波長変換されて放出されるものとして構成され
る。
【００２２】または、実装部材と、前記実装部材に実装
されている窒化ガリウム系化合物半導体を発光層として
備えた発光ダイオードと、前記発光ダイオードをモール
ドしている樹脂と、を備え、前記実装部材は、前記発光
ダイオードの実装部の周囲に設けられた反射板と、前記
反射板の表面に堆積されている蛍光体とを備え、前記発
光ダイオードからの発光が前記蛍光体により波長変換さ
れて放出されるものとして構成される。
【００２３】または、透光性基板と、前記透光性基板の
上に積層された蛍光体の層と、前記蛍光体の層の上に実
装された窒化ガリウム系化合物半導体を発光層として備
えた発光ダイオードとを備え、前記発光ダイオードから
の発光が前記蛍光体層により波長変換されて前記透光性
基板を透過して放出されるものとして構成される。
【００２４】または、少なくとも１層の窒化ガリウム系
化合物半導体を含む複数の半導体層からなる積層構造を
有する発光ダイオードの少なくともいずれかの前記半導
体層中に、前記発光ダイオードからの発光を波長変換し
て放出する蛍光体が含有されてなることを特徴とするも
のして構成される。
【００２５】または、発光波長の異なる複数の発光ダイ
オードが、光の取り出し方向からみて互いに発光を遮蔽
しないように積層され、前記複数の発光ダイオードのそ
れぞれからの発光が前記光の取り出し方向において取り
出すことができるものとして構成されていることを特徴
とするものして構成される。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明は、波長変換機能を有する
材料と、透過光の強度を調節する調光機構と、半導体発
光素子とを種々の形態で組み合わせることにより、視野
角が広く、高画質の画像を低消費電力で表示することが
できる画像表示装置を提供するものである。また、本発
明は、複数の発光波長を有し、小型で高輝度の発光装置
を提供するものである。
【００２７】図１は、本発明の第１の実施の形態による
画像表示装置の概略構成を表す断面図である。すなわ
ち、本発明による画像表示装置１０は、光源部２０と、
調光部３０と、波長変換部または波長選択部４０とを備
える。光源部２０には、半導体発光素子が適宜配置さ
れ、所定の波長、光量、輝度分布を有する光を調光部３
０に入射する。
【００２８】調光部３０は、光源部２０から入射された
光の光量を画素毎に調節して、波長変換部４０に透過さ
せる。波長変換部４０は、調光部３０を介して入射した
光の波長を適宜変換して発光出力する。
【００２９】本発明によれば、波長変換部または波長選
択部４０から出力される光の空間的な強度分布は、波長
変換部４０を光源とした点光源の集合体による強度分布
として近似することができる。従って、通常の液晶表示
装置と比較して視野角が極めて広く、画面を斜め方向か
ら観察しても、映像を明瞭に認識することができる。ま
た、本発明によれば、画像表示装置１０の前面に配置さ
れた波長変換部４０が波長変換した光は、調後部３０な
どを介さずに直接、発光出力される。従って、画像のに
じみ或いはボケが生ずることがなく、鮮明な画像が得ら
れる。
【００３０】さらに、本発明によれば、光源部２０は半
導体発光素子を光源として用いるので、光電変換効率が
極めて高く、液晶表示装置などの従来の画像表示装置と
比較して、消費電力を低減することができる。
【００３１】図２は、本発明による画像表示装置１０の
具体例の構成を表す概略断面図である。すなわち、同図
に示した画像表示装置１０ａは、光源部２０と、調光部
３０ａと、波長変換部４０ａとを備える。
【００３２】光源部２０は、所定の発光スペクトルを有
する半導体発光素子を光源として備える。
【００３３】調光部３０ａは、液晶により光の透過率を
調節する構成を有する。すなわち、調光部３０ａにおい
ては、偏光板３１及び３９の間に液晶層３６が挟持され
ている。液晶層３６は、画素電極３４と対向電極３８と
の間に所定の電圧を印加することによって、その分子の
配向状態が制御され、上下の偏光板３１及び３９と共に
作用して光の透過率を制御できるようにされている。各
画素電極３６には、それぞれスイッチング素子３５を介
して所定の電圧が供給される。スイッチング素子３５と
しては、例えば、金属・絶縁層・金属（ＭＩＭ）接合型
素子や、水素化アモルファス・シリコン或いは多結晶化
シリコンにより形成した薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）な
どを用いることができる。
【００３４】波長変換部４０ａは、透明性基板４２の下
面に蛍光体４４が配置された構成を有する。蛍光体４４
は、遮光性の材料により形成されたブラック・マトリク
スによって、画素毎に仕切られるようにしても良い。ま
た、蛍光体４４は、透明性基板４２の上面に配置するよ
うにしても良い。
【００３５】このような画像表示装置１０ａにおいて
は、光源部２０から出射した光は、調光部３０ａにおい
て、液晶層３６に印加される電圧に応じて、画素毎に光
量が調節され、それぞれ蛍光体４４に入射する。そし
て、蛍光体４４において画素毎に波長変換され、所定の
映像を形成する。ここで、蛍光体４４は、長波長変換型
蛍光体、すなわち、入射光を受けて、それよりも長い波
長の光に変換して放射する蛍光体であっても良く、また
は、短波長変換型蛍光体、すなわち、入射光を短い波長
の光に変換して放出する蛍光体であっても良い。
【００３６】本発明によれば、光源に半導体発光素子を
用いるので、従来の陰極蛍光管などと比較して光電変換
効率が高く、消費電力を低減することができる。しか
も、このような高効率である半導体発光素子からの光に
より蛍光体を励起させるという新規な構成を採用した結
果、画像表示装置全体として消費電力の低減を図ること
ができる。一例として、従来の陰極蛍光管を光源とした
１０．４インチ型ＴＦＴ液晶表示装置の場合の消費電力
は、約９ワットであった。しかし、本発明による、紫外
線ＬＥＤと蛍光体とを採用した画像表示装置の場合の消
費電力は約４ワットであり、従来の液晶表示装置の半分
以下に低減される。その結果として、ノート型コンピュ
ータや各種情報携帯端末機器などの携帯型電子機器の電
池寿命を延ばすことができる。
【００３７】また、従来の陰極蛍光管などと比較して回
路を簡略化し、駆動電圧を低減することができる。すな
わち、陰極蛍光管では、安定化回路やインバータを介し
て高電圧を印加することが必要とされていた。しかし、
本発明によれば、光源である半導体発光素子は、わずか
２〜３．５ボルト程度の直流電圧で十分な発光強度を得
ることができる。従って、安定化回路やインバータ回路
が不要となり、光源の駆動回路が大幅に簡略化されると
共に、駆動電圧を低減することができる。
【００３８】また、本発明によれば、光源の寿命を従来
よりも大幅に延ばすことができる。すなわち、従来の陰
極蛍光管では、電極部でのスパッタリング現象などに起
因して、所定の寿命期間の経過後は、輝度が急速に低下
し、発光が停止する。しかし、本発明によれば、光源の
半導体発光素子は、数万時間という極めて長時間の使用
に対しても輝度の低下は殆ど見られず、その寿命は、半
永久的ということもできる。従って、本発明による画像
表示装置は、従来の装置と比べて、寿命が大幅に延び
る。
【００３９】さらに、本発明によれば、画像表示装置の
動作立ち上がり時間が極めて短い。すなわち、電源を投
入してから光源の照明輝度が定常状態に至るまでの時間
は、従来の陰極蛍光管と比較して、きわめて短く、瞬時
動作が可能である。
【００４０】また、本発明によれば、信頼性も向上す
る。すなわち、従来の陰極蛍光管は、ガラス管に所定の
ガスを封入した構造を有する。従って、過度の衝撃や振
動に対して破損することがあった。しかし、本発明によ
れば、光源として固体素子である半導体発光素子を用い
るので、衝撃や振動に対する耐久性も顕著に向上する。
この結果として、特に、本発明による画像表示装置を搭
載した携帯用の各種電子機器の信頼性を格段に向上させ
ることができる。
【００４１】さらに、本発明によれば、有害な水銀を使
用することがない。すなわち、従来の陰極蛍光管では、
ガラス管の内部に所定量の水銀が封入されていることが
多かった。しかし、本発明によれば、このような有害な
水銀を用いる必要がない。
【００４２】図３は、本発明による画像表示装置１０ａ
の具体例の構成を表す概略断面図である。すなわち、同
図に示した画像表示装置１０ｂは、光源部２０と、調光
部３０ａと、波長変換部４０ｂとを備える。
【００４３】光源部２０は、紫外線領域において発光す
る半導体発光素子を光源として備える。その発光層の材
料としては、例えば図４で説明する窒化ガリウムを用い
ることが望ましい。
【００４４】図４は、画像表示装置１０ｂの光源部に用
いて好適な半導体発光素子の具体例に関する説明図であ
る。すなわち、同図においては、光の波長と、各波長に
対応する色と、それぞれの波長帯において発光ピークを
有する化合物半導体の材料とが示されている。ここで、
図３に示した画像表示装置１０ｂは、波長変換部４０に
おいて、光源部２０からの光を波長変換して出力する。
ここで、波長変換の手段として蛍光体を想定した場合に
は、長波長変換、すなわち、入射光の波長よりも長い波
長を有する光を放出するものが多い。従って、フルカラ
ー表示を実現するためには、半導体発光素子の波長は、
可視光領域で最も波長の短い青色よりもさらに短いこと
が望ましい。また、同時に高い発光輝度を有することも
必要とされる。
【００４５】これらの条件を満たす半導体発光素子の材
料としては、窒化ガリウムが挙げられる。特に、窒化ガ
リウムを発光層に用い、発光波長が３６０〜３８０ナノ
メータの波長領域であるような半導体発光素子は、発光
効率が高い。従って、このような半導体発光素子を光源
として用いることにより、輝度が高く、明瞭な画像を表
示する画像表示装置を実現することができる。
【００４６】図３に示した画像表示装置１０ｂの調光部
３０ａは、図２に示した画像表示装置１０ａの調光部と
同様とすることができる。従って、同一の部材には同一
の符号を付して、説明を省略する。
【００４７】また、画像表示装置１０ｂの波長変換部４
０ｂは、透明性基板４２の下面に蛍光体４４ａ、４４ｂ
及び４４ｃが所定のパターンで配置された構成を有す
る。蛍光体４４ａ、４４ｂ及び４４ｃの材料としては、
光源部２０の光源の発光特性と合致した励起特性を有す
る材料を用いることが望ましい。
【００４８】図５は、画像表示装置１０ｂの波長変換部
４０ｂに用いて好適な蛍光体の具体例に関する説明図で
ある。すなわち、同図においては、蛍光体に対する入射
光の波長に対する、蛍光体の相対的発光効率の関係の一
例が示されている。
【００４９】同図に示した蛍光体は、入射光の波長３４
０〜３８０ナノメータにおいて、最大の発光効率を示し
ている。すなわち、同図に示した蛍光体は、図４に関し
て説明したような発光素子の発光波長帯において励起ピ
ークを有する。従って、図４に関して前述した半導体発
光素子と、この蛍光体とを組み合わせることにより、極
めて高い光電変換効率を実現することができる。また、
蛍光体の発光波長は、所定の不純物を混入することによ
り適宜選択することができる。このようにして、画像表
示装置１０ｂの表示輝度を向上させ、明るく、明瞭な画
像を表示することができるようになる。
【００５０】このような蛍光体としては、例えば、赤色
の発光を生ずるものとしては、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、青色の
発光を生ずるものとしては、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｅ
ｕ）1 0（ＰＯ4）6・Ｃｌ2、緑色の発光を生ずるものと
しては、３（Ｂａ、Ｍｇ、Ｅｕ、Ｍｎ）Ｏ・８Ａｌ2Ｏ3
などを挙げることができる。
【００５１】このような蛍光体を用いることによって、
光源部２０からの紫外領域の光を高い効率で波長変換す
ることができる。蛍光体４４ａ、４４ｂ及び４４ｃは、
光源部２０からの紫外領域の光を受けて、波長変換し、
それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の波長領域の
光を出力し、所定のカラー画像を形成する。
【００５２】また、蛍光体４４ａ、４４ｂ及び４４ｃ
は、遮光性の材料により形成されたブラック・マトリク
スによって、画素毎に仕切られるようにしても良い。ま
た、蛍光体４４ａ、４４ｂ及び４４ｃは、透明性基板４
２の上面に配置するようにしても良い。このように上面
に配置した場合には、透明性基板４２を介することによ
る画像をにじみ或いはボケを抑制することができる。
【００５３】本発明による画像表示装置１０ｂは、前述
した画像表示装置１０ａに関して前述した種々の効果に
加えて、以下に述べる効果を有する。
【００５４】すなわち、光源として紫外線領域で発光す
る半導体発光素子を用い、蛍光体として、同じ紫外線領
域で高い変換効率を有する蛍光体を用いることにより、
表示輝度が極めて高い画像表示装置を実現することがで
きる。
【００５５】図６は、本発明による画像表示装置１０ａ
の具体例の構成を表す概略断面図である。すなわち、同
図に示した画像表示装置１０ｃは、光源部２０と、調光
部３０ｂと、波長変換部４０ｂとを備える。
【００５６】光源部２０は、前述した画像表示装置１０
ｂと同様に、紫外線領域において発光する半導体発光素
子を光源として備える。その発光層の材料としては、例
えば前述した窒化ガリウムを用いることが望ましい。
【００５７】調光部３０ｂも、前述した画像表示装置１
０ｂと同様に、液晶により光の透過率を調節する構成を
有する。すなわち、調光部３０ｂにおいては、偏光板３
１及び３９の間に液晶層３６が挟持されている。
【００５８】波長変換部４０ｂも、前述した画像表示装
置１０ｂと同様に、透明性基板４２の下面に蛍光体４４
ａ、４４ｂ及び４４ｃが所定のパターンで配置された構
成を有し、蛍光体４４ａ、４４ｂ及び４４ｃの材料とし
ては、図５に示したような発光特性を有する材料を用い
ることが望ましい。このような蛍光体を用いることによ
って、光源部２０からの紫外領域の光を高い効率で波長
変換することができる。蛍光体４４ａ、４４ｂ及び４４
ｃは、光源部２０からの紫外領域の光を受けて、波長変
換し、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の波長
領域の光を出力する。
【００５９】ここで、画像表示装置１０ｃにおいては、
調光部３０ｂの透明性基板３２ａが、アルカリ元素の含
有率が低い、低アルカリ・ガラスにより構成されてい
る。ここで、「低アルカリ・ガラス」とは、中性ホウケ
イ酸ガラスからなり、ソーダライム・ガラスからなるい
わゆる「アルカリ・ガラス」に対して、アルカリ含有率
が低いガラスをいう。そのアルカリ含有率は、アルカリ
・ガラスの場合は、約１３．５重量％であるのに対し
て、低アルカリ・ガラスの場合は、約７重量％である。
このような低アルカリ・ガラスを用いることにより、光
源部２０からの紫外線の吸収を抑制し、表示輝度を向上
することができる。
【００６０】図７は、本発明による画像表示装置１０ａ
の具体例の構成を表す概略断面図である。すなわち、同
図に示した画像表示装置１０ｄは、光源部２０と、調光
部３０ｃと、波長変換部４０ｂとを備える。
【００６１】光源部２０は、前述した画像表示装置１０
ｂと同様に、紫外線領域において発光する半導体発光素
子を光源として備える。その発光層の材料としては、例
えば前述した窒化ガリウムを用いることが望ましい。
【００６２】調光部３０ｃも、前述した画像表示装置１
０ｂと同様に、液晶により光の透過率を調節する構成を
有する。すなわち、調光部３０ｃにおいては、偏光板３
１及び３９の間に液晶層３６が挟持されている。
【００６３】波長変換部４０ｂも、前述した画像表示装
置１０ｂと同様に、透明性基板４２の下面に蛍光体４４
ａ、４４ｂ及び４４ｃが所定のパターンで配置された構
成を有し、蛍光体４４ａ、４４ｂ及び４４ｃの材料とし
ては、図５に示したような発光特性を有する材料を用い
ることが望ましい。このような蛍光体を用いることによ
って、光源部２０からの紫外領域の光を高い効率で波長
変換することができる。蛍光体４４ａ、４４ｂ及び４４
ｃは、光源部２０からの紫外領域の光を受けて、波長変
換し、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の波長
領域の光を出力する。
【００６４】ここで、画像表示装置１０ｄにおいては、
調光部３０ｃの透明性基板３２ｂが、実質的にアルカリ
元素を含有しない、無アルカリ・ガラスにより構成され
ている。ここで、「無アルカリ・ガラス」とは、実質的
にアルカリを含有しないガラスをいう。このような無ア
ルカリ・ガラスを用いることにより、光源部２０からの
紫外線の吸収をさらに抑制し、表示輝度を向上すること
ができる。
【００６５】図８は、本発明による画像表示装置１０ａ
の具体例の構成を表す概略断面図である。すなわち、同
図に示した画像表示装置１０ｅは、光源部２０と、調光
部３０ｄと、波長変換部４０ｂとを備える。
【００６６】光源部２０は、前述した画像表示装置１０
ｂと同様に、紫外線領域において発光する半導体発光素
子を光源として備える。その発光層の材料としては、例
えば前述した窒化ガリウムを用いることが望ましい。
【００６７】調光部３０ｄも、前述した画像表示装置１
０ｂと同様に、液晶により光の透過率を調節する構成を
有する。すなわち、調光部３０ｄにおいては、偏光板３
１及び３９の間に液晶層３６が挟持されている。
【００６８】波長変換部４０ｂも、前述した画像表示装
置１０ｂと同様に、透明性基板４２の下面に蛍光体４４
ａ、４４ｂ及び４４ｃが所定のパターンで配置された構
成を有し、蛍光体４４ａ、４４ｂ及び４４ｃの材料とし
ては、図５に示したような発光特性を有する材料を用い
ることが望ましい。このような蛍光体を用いることによ
って、光源部２０からの紫外領域の光を高い効率で波長
変換することができる。蛍光体４４ａ、４４ｂ及び４４
ｃは、光源部２０からの紫外領域の光を受けて、波長変
換し、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の波長
領域の光を出力する。
【００６９】ここで、画像表示装置１０ｅにおいては、
調光部３０ｄの透明性基板３２ｃが、石英ガラスにより
構成されている。石英ガラスは、アルカリ含有率が約２
ｐｐｍ程度と低く、紫外線に対する吸収率が極めて低
い。従って、光源部２０からの紫外線の吸収をさらに抑
制し、表示輝度をさらに向上することができる。
【００７０】図９は、本発明による画像表示装置１０ａ
の具体例の構成を表す概略断面図である。すなわち、同
図に示した画像表示装置１０ｆは、光源部２０と、調光
部３０ｅと、波長変換部４０ｂとを備える。
【００７１】光源部２０は、前述した画像表示装置１０
ｂと同様に、紫外線領域において発光する半導体発光素
子を光源として備える。その発光層の材料としては、例
えば前述した窒化ガリウムを用いることが望ましい。
【００７２】調光部３０ｅも、前述した画像表示装置１
０ｂと同様に、液晶により光の透過率を調節する構成を
有する。すなわち、調光部３０ｄにおいては、偏光板３
１及び３９の間に液晶層３６が挟持されている。また、
透明性基板３２ｄは、前述した低アルカリ・ガラス、無
アルカリ・ガラス或いは石英ガラスのいずれかにより構
成することが望ましい。
【００７３】波長変換部４０ｂも、前述した画像表示装
置１０ｂと同様に、透明性基板４２の下面に蛍光体４４
ａ、４４ｂ及び４４ｃが所定のパターンで配置された構
成を有し、蛍光体４４ａ、４４ｂ及び４４ｃの材料とし
ては、図５に示したような発光特性を有する材料を用い
ることが望ましい。このような蛍光体を用いることによ
って、光源部２０からの紫外領域の光を高い効率で波長
変換することができる。蛍光体４４ａ、４４ｂ及び４４
ｃは、光源部２０からの紫外領域の光を受けて、波長変
換し、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の波長
領域の光を出力する。
【００７４】ここで、画像表示装置１０ｆにおいては、
波長変化部４０ｂの上に紫外線カット・フィルタ４６が
積層されている。この紫外線カット・フィルタ４６は、
可視光に対する吸収率は低く、紫外線に対する吸収率が
高い特性を有するものが望ましい。このような紫外線カ
ット・フィルタ４６を積層することにより、以下の効果
が得られる。
【００７５】まず、外乱光により、蛍光体４４ａ、４４
ｂ及び４４ｃが励起され、発光することを抑制すること
ができる。すなわち、画像表示装置１０ｆの外部から紫
外線が入射すると、蛍光体４４ａ、４４ｂ及び４４ｃが
励起され、不要な発光が生ずることとなる。しかし、紫
外線カット・フィルタ４６を設けることにより、このよ
うな外部からの紫外線を吸収して、不要な発光を抑制す
ることができる。
【００７６】また、光源部２０からの紫外線が外部に漏
出することを防ぐことができる。なお、紫外線カット・
フィルタ４６は、波長変換部４０ｂの透明性基板４２と
蛍光体４４ａ、４４ｂ及び４４ｃとの間に配置しても同
様の効果を得ることができる。
【００７７】図１０は、本発明による画像表示装置１０
ａの具体例の構成を表す概略断面図である。すなわち、
同図に示した画像表示装置１０ｇは、光源部２０と、調
光部３０ｆと、波長変換部４０ｃとを備える。
【００７８】ここで、光源部２０は、青色領域に発光ピ
ークを有する半導体発光素子を光源として備える。例え
ば、窒化ガリウム系化合物半導体を用いた発光素子を用
いることができる。
【００７９】調光部３０ｆは、前述した画像表示装置１
０ａと同様に、液晶により光の透過率を調節する構成を
有する。すなわち、調光部３０ｆにおいては、偏光板３
１及び３９の間に液晶層３６が挟持されている。
【００８０】波長変換部４０ｂは、透明性基板４２の下
面に赤（Ｒ）を発光する蛍光体４４ｄ、緑（Ｇ）を発光
する蛍光体４４ｅ、及び青（Ｂ）を透過する窓部４４ｆ
を有する。すなわち、蛍光体４４ｄは、調光部３０ｆを
介して入射した光源部２０からの青色光を受けて、波長
変換し、赤色光を出力する。また、蛍光体４４ｅは、調
光部３０ｆを介して入射した光源部２０からの青色光を
受けて、波長変換し、緑色光を出力する。さらに、窓部
４４ｆは、調光部３０ｆを介して入射した光源部２０か
らの青色光を受けて、透過し、青色光として出力する。
【００８１】ここで、蛍光体４４ｄ及び４４ｅは、光源
である青色領域において吸収励起ピークを有するような
材料であることが望ましい。また、高い変換効率を実現
するためには、有機材料からなる有機蛍光体を用いるこ
とが望ましい。このような有機蛍光体としては、例え
ば、赤色の発光を生ずるものとしては、ｒｈｏｄａｍｉ
ｎｅ Ｂ、緑色の発光を生ずるものとしては、ｂｒｉｌ
ｌｉａｎｔｓｕｌｆｏｆｌａｖｉｎｅ ＦＦなどを挙げ
ることができる。一方、窓部４４ｆは、無色透明でも良
く、または、赤色及び緑色との輝度のバランスを調節す
るために、所定の吸収率を有する透明性の材料により形
成しても良い。
【００８２】図１０に示した画像表示装置１０ｇは、光
源として青色の発光素子を用いるので、紫外線を用いた
場合に生ずる液晶層などの部材の劣化を避けることがで
きるという利点がある。また、表示する各色のうちで、
青色光については波長変換せずにそのまま出力すること
ができるので、波長変換のロスが少なく、画像の高輝度
化が容易であるという利点も有する。
【００８３】図１１は、本発明による画像表示装置１０
ａの具体例の構成を表す概略断面図である。すなわち、
同図に示した画像表示装置１０ｈは、光源部２０と、調
光部３０ｇと、波長変換部４０ｄとを備える。
【００８４】ここで、光源部２０は、前述した画像表示
装置１０ｂのように、紫外線領域に発光ピークを有する
半導体発光素子を光源とすることができる。また、前述
した画像表示装置１０ｇのように、青色領域に発光ピー
クを有する半導体発光素子を光源とすることができる。
さらに、その他の波長領域に発光ピークを有する半導体
発光素子を光源としても良い。
【００８５】調光部３０ｇも、前述した画像表示装置１
０ａと同様に、液晶により光の透過率を調節する構成を
有する。すなわち、調光部３０ｇにおいても、偏光板３
１及び３９の間に液晶層３６が挟持されている。
【００８６】波長変換部４０ｄは、前述した画像表示装
置１０ｂのように、透明性基板４２の下面にそれぞれ赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の波長領域の光を出力す
る蛍光体４４ａ、４４ｂ及び４４ｃが所定のパターンで
配置された構成とすることができる。また、光源が青色
光の場合は、前述した画像表示装置１０ｇのように、赤
（Ｒ）を発光する蛍光体４４ｄ、緑（Ｇ）を発光する蛍
光体４４ｅ、及び青（Ｂ）を透過する窓部４４ｆを有す
る構成とすることができる。
【００８７】さらに、画像表示装置１０ｈにおいては、
波長変換部４０ｄの蛍光体４４の上部に光拡散板４７が
設けられている。この光拡散板４７は、蛍光体４４から
入射した光の方向を拡散して出力する。このような光拡
散板４７を設けたことにより、視野角を広げ、画像を滑
らかにすることができる。
【００８８】図１２は、本発明による画像表示装置１０
ａの具体例の構成を表す概略断面図である。すなわち、
同図に示した画像表示装置１０ｉは、光源部２０と、調
光部３０ｇと、波長変換部４０ｅとを備える。
【００８９】ここで、画像表示装置１０ｉにおいては、
前述した光拡散板４７が蛍光体４４の下層に配置されて
いる。このように光拡散板４７を配置することにより、
蛍光体４４に入射する光の輝度ムラを抑制して、各蛍光
体を均一に発光させることができる。
【００９０】次に、本発明における第２の実施の形態に
よる画像表示装置について説明する。図１３は、本発明
の第２の実施の形態による画像表示装置の概略構成を表
す断面図である。すなわち、本発明による画像表示装置
５０は、光源部２０と、波長変換部または波長選択部４
０と、調光部３０とを備える。
【００９１】光源部２０には、半導体発光素子が適宜配
置され、所定の波長、光量、輝度分布を有する光を波長
変換部４０に入射する。
【００９２】波長変換部または波長選択部４０は、光源
部２０から入射した光の波長を適宜変換し、あるいは選
択して調光部３０に出力する。調光部３０は、波長変換
部４０から入射された光の光量を画素毎に調節して、所
定の画像を形成し、画像表示装置５０の観察面から出力
する。
【００９３】本発明によれば、光源部２０と調光部３０
との間に波長変換部４０が設けられているので、光源部
２０からの光が調光部３０に直接、入射することがな
い。従って、光源部２０からの直接光による調光部３０
の劣化や機能不全などの問題が生ずることがない。特
に、調光部３０における液晶層やスイッチング素子など
は、紫外線の照射により劣化が生じやすい。しかし、画
像表示装置５０においては、このような劣化が生ずるこ
とがない。
【００９４】また、本発明によれば、調光部３０の構成
を、従来の液晶表示装置と同様にすることができる。す
なわち、調光部３０への入射光を可視光に変換してしま
うことにより、調光部３０を既存の構成と同一にするこ
とができる。
【００９５】図１４は、本発明による画像表示装置５０
の具体例の構成を表す概略断面図である。すなわち、同
図に示した画像表示装置５０ａは、光源部２０と、波長
変換部４０ａと、調光部３０ｈとを備える。
【００９６】ここで、光源部２０は、前述した画像表示
装置１０ｂのように、紫外線領域に発光ピークを有する
半導体発光素子を光源とすることができる。また、前述
した画像表示装置１０ｇのように、青色領域に発光ピー
クを有する半導体発光素子を光源とすることができる。
さらに、その他の波長領域に発光ピークを有する半導体
発光素子を光源としても良い。
【００９７】また、波長変換部４０ａは、光源部２０と
調光部３０ｈとの間に設けられている。その材料として
は、蛍光体４４を用いることができる。その吸収励起ピ
ーク波長は、光源部２０において用いられている発光素
子の発光ピーク波長と合致させることが望ましい。例え
ば、光源部２０において、図４に関して前述したような
窒化ガリウムの発光素子が用いられている場合には、波
長変換部４０ａの蛍光体としては、図５に示したような
吸収励起ピークを有する蛍光体を用いることが望まし
い。
【００９８】このような蛍光体としては、例えば、赤色
の発光を生ずるものとしては、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、青色の
発光を生ずるものとしては、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｅ
ｕ）1 0（ＰＯ4）6・Ｃｌ2、緑色の発光を生ずるものと
しては、３（Ｂａ、Ｍｇ、Ｅｕ、Ｍｎ）Ｏ・８Ａｌ2Ｏ3
などを挙げることができる。
【００９９】また、光源部の下に第２の波長変換部４０
ｂを設け、さらにその下に反射板６８を設けても良い。
このようにすれば、光源部２０から下方に出射した光が
波長変換され、反射されて調光部３０ｈに入射されるの
で、光を有効利用することができる。
【０１００】調光部３０ｈは、液晶により光の透過率を
調節する構成を有する。すなわち、調光部３０ｈにおい
ては、偏光板３１及び３９の間に液晶層３６が挟持され
ている。液晶層３６は、画素電極３４と対向電極との間
に所定の電圧を印加することによって、その分子の配向
状態が制御され、上下の偏光板３１及び３９と共に作用
して光の透過率を制御できるようにされている。各画素
電極３４には、それぞれスイッチング素子３５を介して
所定の電圧が供給される。スイッチング素子３５として
は、例えば、金属・絶縁層・金属（ＭＩＭ）接合型素子
や、水素化アモルファス・シリコン或いは多結晶化シリ
コンによる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などを用いるこ
とができる。
【０１０１】図１５は、本発明による画像表示装置５０
ａの変形例の構成を表す概略断面図である。すなわち、
同図に示した画像表示装置５０ｂは、光源部２０と、波
長変換部４０ｇと、調光部３０ｉとを備える。
【０１０２】ここで、例えば、画像表示装置５０ａに関
して前述したように、波長変換部４０ｇと調光部３０ｉ
との間には、透明性基板３２ａが設けられる。画像表示
装置５０ｂにおいては、透明性基板３２ａの光学的性質
が画素毎に変調される構成を有する。このような画素毎
の変調は、例えば、画素毎に基板３２ａ内に屈折率が変
化した領域を設けることにより達成される。または、基
板３２ａ内に画素毎に遮光性の仕切を設けても良い。ま
た、基板３２ａの両面或いは片面に遮光性のパターンを
形成しても良い。
【０１０３】このように、透明性基板３２ａの光学的性
質を画素毎に変調することにより、波長変換部４０ｇか
ら透明性基板３２ａを通して調光部３０ｉに至るまでの
間に光漏れが生じ、画素がぼけることを防ぐことができ
る。
【０１０４】図１６は、本発明による画像表示装置５０
の変形例の構成を表す概略断面図である。すなわち、同
図に示した画像表示装置５０ｃは、光源部２０と、波長
変換部４０ｈと、調光部３０ｊとを備える。
【０１０５】しかし、画像表示装置５０ｃでは、波長変
換部４０ｈは、光源部２０の導光板２６と光源２２との
間に配置されている。すなわち、光源２２からの光は、
波長変換部４０ｈにおいて所定の波長に変換された後
に、導光板２６を介して調光部３０ｊに入射する。
【０１０６】波長変換部４０ｈの材料としては、画像表
示装置５０ａの場合と同様に、蛍光体を用いることがで
きる。その吸収励起ピーク波長は、光源２２において用
いられている発光素子の発光ピーク波長と合致させるこ
とが望ましい。例えば、光源部２２において、図４に関
して前述したような窒化ガリウムの発光素子が用いられ
ている場合には、波長変換部４０ｈの蛍光体としては、
図５に示したような吸収励起ピークを有する蛍光体を用
いることが望ましい。
【０１０７】また、蛍光体としては、例えば、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各波長領域にそれぞれ
発光ピークを有するような３種類の蛍光体を混合して用
いることが望ましい。さらに詳しくは、蛍光体の発光ピ
ーク波長は、調光部３０ｊのカラー・フィルタ６０の透
過スペクトル特性と合致するように選択することが望ま
しい。
【０１０８】次に、本発明による画像表示装置１０或い
は５０に用いて好適な調光部に関して説明する。図１７
は、本発明において用いることのできる調光部３０ｋを
用いた透過型画像表示装置の構成を例示する概略断面図
である。ここでは、便宜的に、光源部２０と調光部３０
ｋのみを示した。図示しない波長変換部は、図１〜図１
６に関して前述した画像表示装置のいずれかと同様にし
て配置することができる。図１７においては、光源部２
０から出射された光は、調光部３０ｋを介して、出射さ
れる。
【０１０９】ここで、調光部３０ｋの液晶３６ａとし
て、ゲスト・ホスト型液晶或いは、高分子分散型液晶を
用いる。ここで、ゲスト・ホスト型液晶とは、分子の長
軸方向と短軸方向で可視光の吸収に異方性を有する２色
性染料（ゲスト）を一定の分子配列の液晶（ホスト）に
溶解した液晶をいう。ゲスト・ホスト型液晶を用いた場
合は、偏光板が１枚で済むために、光の透過率が高く、
画像表示装置の輝度を向上させることができる。
【０１１０】また、高分子分散型液晶とは、ネマチック
液晶と高分子とから構成される複合体の光散乱効果を利
用するものである。この複合体の種類により、ＮＣＡＰ
（ｎｅｍａｔｉｃ ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒ ａｌｉｇ
ｎｅｄ ｐｈａｓｅ）型と、ＰＮ（ｐｏｌｙｍｅｒ ｎ
ｅｔｗｏｒｋ）型とに大別される。高分子分散型液晶の
場合には、偏光板が全く必要とされないために、さらに
明るく視野角が広い画像表示ができる。
【０１１１】図１８は、前述したような調光部３０ｋを
用いた反射型画像表示装置の構成を例示する概略構成図
である。すなわち、同図に示した画像表示装置において
は、反射板２８の上に調光部３０ｋが積層され、さらに
その上に光源部２０が積層されている。そして、光源部
２０を出射した光は、調光部３０ｋを介して、反射板２
８で反射され、再び調光部３０ｋを通過し、光源部２０
を介して観察者に到達する。
【０１１２】同図に示した画像表示装置においても、調
光部３０ｋにおいて、液晶３６ａとして、ゲスト・ホス
ト型液晶或いは、高分子分散型液晶が用いられる。従っ
て、偏光板が不要となり、光の透過率を向上させて、明
るい画面表示が可能となる。図１９は、本発明による画
像表示装置における各画素の面積を最適化した１例を表
す概略説明図である。すなわち、図１〜図１８に関して
前述したいずれの画像表示装置においても、カラー表示
をする場合に、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）
のような各画素ごとの輝度は、同一とは限らない。この
ような各画素毎の輝度の相違を調節するために、図１９
に示したように、それぞれの画素の面積を適当な比率と
することにより、画素毎の輝度の調節ができる。従っ
て、例えば、ＲＧＢの各色を最適なバランスで表示する
ことができ、中間色も正確に再現した画像を表示するこ
とができる。
【０１１３】次に、本発明による画像表示装置に用いて
好適な光源部について説明する。図２０は、本発明によ
る画像表示装置１０或いは５０の光源部２０の具体例の
構成を表す概略構成図である。すなわち、同図（ａ）
は、画像表示装置の観察面に平行方向の概略断面図であ
り、同図（ｂ）は、観察面に垂直方向の概略断面図であ
る。同図に表した光源部２０ａは、光源が取り付けられ
た取り付け部２５ａと導光板２６とを備える。取り付け
部２５ａにおいては、光源としての発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）チップ２２ａが配置されている。ＬＥＤチップ２
２ａは、例えば基板２４ａ上に実装され所定の配線が施
されることにより、駆動電流を供給して発光させること
ができる。ＬＥＤチップ２２ａから放射された発光は、
導光板２６の内部で拡がって、図示しない調光部３０或
いは波長変換部４０に入射する。また、光の取り出し効
率を向上するために、導光板２６の下に反射板２８を配
置して、導光板２６から下方に出射した光を戻すことも
できる。さらに、光の輝度ムラを低減するために、導光
板２６の上方に拡散板２９を積層しても良い。
【０１１４】本発明による光源部２０ａを用いた画像表
示装置は、図１から図２２に関して前述した種々の効果
に加えて、以下の効果を有する。
【０１１５】すなわち、光源として、いわゆるベア・チ
ップ状態の小型のＬＥＤチップ２２ａを用いるので、取
り付け部２５ａの幅Ｗを小さくすることができる。この
取り付け部２５ａは、通常は、画像表示装置の表示領域
の外側に配置されることが多いので、取り付け部２５ａ
の幅Ｗを小さくすることにより、画像表示装置の額縁
部、すなわち非表示領域を小型化することができる。
【０１１６】また、ベア・チップ状態のＬＥＤチップ２
２ａは、小型であるために高密度に実装して光源の輝度
を上げることができる。その結果として、明るく鮮明な
映像を表示することができる。
【０１１７】図２１は、本発明による画像表示装置の光
源部の第２の具体例の構成を表す概略構成図である。す
なわち、同図（ａ）は、画像表示装置の観察面に平行方
向の概略断面図であり、同図（ｂ）は、観察面に垂直方
向の概略断面図である。同図に表した光源部２０ｂは、
光源が取り付けられた取り付け部２５ｂと導光板２６と
を備える。取り付け部２５ｂにおいては、ＬＥＤランプ
２２ｂが配置されている。ＬＥＤランプ２２ｂは、リー
ド線を有するリードフレーム或いはステム上にＬＥＤチ
ップが実装され、樹脂によりモールドされたものであ
る。このＬＥＤランプ２２ｂは、例えば基板２４ｂ上に
実装することができる。また、反射板２８や拡散板２９
をそれぞれ設けても良い。
【０１１８】同図に示した光源部２０ｂを用いた画像表
示装置は、画像表示装置１０ａに関して前述した種々の
効果に加えて、以下の効果を有する。
【０１１９】すなわち、ＬＥＤランプ２２ｂを用いるた
めに、そのモールド樹脂のレンズ効果により集光性を向
上し、光の利用効率を向上することができる。また、Ｌ
ＥＤランプ２２ｂのリード線を基板２４ｂに対して挿入
し、半田付けするだけで実装ができるので、組立工程を
簡略化することができる。
【０１２０】図２２は、本発明による画像表示装置の光
源部の第３の具体例の構成を表す概略構成図である。す
なわち、同図（ａ）は、画像表示装置の観察面に平行方
向の概略断面図であり、同図（ｂ）は、観察面に垂直方
向の概略断面図である。同図に表した光源部２０ｃは、
光源が取り付けられた取り付け部２５ｃと導光板２６と
を備える。取り付け部２５ｃにおいては、表面実装型
（ＳＭＤ）ランプ２２ｃが配置されている。ＳＭＤラン
プ２２ｃは、小型の実装基板上にＬＥＤチップが実装さ
れ、樹脂によりモールドされたものである。ＳＭＤラン
プ２２ｃは、例えば基板２４ｃ上に実装することができ
る。また、反射板２８や拡散板２９をそれぞれ設けても
良い。
【０１２１】同図に示した光源部２０ｃを用いた画像表
示装置は、画像表示装置１０ａに関して前述した種々の
効果に加えて、以下の効果を有する。
【０１２２】まず、ＳＭＤランプ２２ｃを用いるため
に、組立工程を簡略化することができる。すなわち、基
板２４ｃ上に、チップ型抵抗やチップ型コンデンサなど
の他の実装部品と同時に、いわゆる半田リフロー法など
の方法により、簡易に実装することができる。また、実
装工程の自動化も容易に実現することができる。
【０１２３】また、ＳＭＤランプ２２ｃは、その高さ寸
法が小さいので、光源部２０ｃの取り付け部２５ｃの幅
Ｗを小さくすることができる。その結果として、画像表
示装置の額縁部、すなわち非表示領域を小型化すること
ができる。
【０１２４】図２３は、本発明による画像表示装置の光
源部の第４の具体例の構成を表す概略構成図である。す
なわち、同図（ａ）は、画像表示装置の観察面に平行方
向の概略断面図であり、同図（ｂ）は、観察面に垂直方
向の概略断面図である。同図に表した光源部２０ｄは、
光源が取り付けられた取り付け部２５ｄと導光板２６と
を備える。取り付け部２５ｄにおいては、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長帯に発光ピークを有するＬ
ＥＤランプ２２ｄ、２２ｅ及び２２ｆが配置されてい
る。
【０１２５】このように、ＲＧＢ各色のＬＥＤランプ２
２ｄ〜２２ｆが配置されることにより、既存の画像標示
装置の照明部を置き換えることができる。すなわち、従
来の液晶表示装置においては、照明として、陰極蛍光管
或いは、エレクトロルミセッセンス素子が用いられてい
た。しかし、本発明による光源部２０ｄを用いることに
より、消費電力が低く、寿命が長く、信頼性も良好で動
作時間も速い画像表示装置を実現することができる。
【０１２６】図２４は、本発明による画像表示装置の光
源部の第５の具体例の構成を表す概略構成図である。す
なわち、同図（ａ）は、画像表示装置の観察面に平行方
向の概略断面図であり、同図（ｂ）は、観察面に垂直方
向の概略断面図である。同図に表した光源部２０ｅは、
光源として、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長
帯に発光ピークを有するＳＭＤランプ２２ｇ、２２ｈ及
び２２ｉが配置されている。このように、ＳＭＤランプ
を用いることにより、前述した光源部２０ｄと同様の効
果に加えて、取り付け部２５ｅの幅Ｗをさらに小さくし
て、画像標示装置を小型化することができる。
【０１２７】また、ＳＭＤランプ２２ｇ、２２ｈ及び２
２ｉの代わりに、それぞれＬＥＤチップを用いることに
より、取り付け部２５ｅの幅Ｗをさらに小さくして、画
像標示装置を小型化することができる。
【０１２８】図２５は、本発明による画像表示装置の光
源部の第６の具体例の構成を表す概略構成図である。す
なわち、同図（ａ）は、画像表示装置の観察面に平行方
向の概略断面図であり、同図（ｂ）は、観察面に垂直方
向の概略断面図である。同図に表した光源部２０ｆは、
前述した光源部２０ｄ或いは２０ｅのように、光源とし
て、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長
帯に発光ピークを有する半導体発光素子２２が取り付け
部２５ｆに配置されている。
【０１２９】そして、取り付け部２５と導光板２６との
間には、光拡散板２８が設けられている。このように、
光源２２の近傍に光拡散板２８を配置することにより、
ＲＧＢ各色の光源からの発光を混色して色ムラの発生を
抑制することができる。
【０１３０】図２６は、本発明による画像表示装置の光
源部の第７の具体例の構成を表す概略構成図である。す
なわち、同図（ａ）は、画像表示装置の観察面に平行方
向の概略断面図であり、同図（ｂ）は、観察面に垂直方
向の概略断面図である。同図に表した光源部２０ｇは、
導光板２６を挟んで左右両側に取り付け部２５ｇが配置
され、それぞれの取り付け部２５ｇ、２５ｇには、ＬＥ
Ｄランプ２２ｂが配置されている。このように、ＬＥＤ
ランプ２２ｂを導光板２６の両側に配置することによ
り、光源の数を増やして、輝度をさらに向上させること
ができる。
【０１３１】図２７は、本発明による画像表示装置の光
源部の第８の具体例の構成を表す概略構成図である。す
なわち、同図（ａ）は、画像表示装置の観察面に平行方
向の概略断面図であり、同図（ｂ）は、観察面に垂直方
向の概略断面図である。同図に表した光源部２０ｈは、
導光板２６を挟んで左右両側に取り付け部２５ｈが配置
され、それぞれの取り付け部２５ｈ、２５ｈには、ＳＭ
Ｄランプ２２ｃが配置されている。このように、ＬＥＤ
ランプ２２ｃを導光板２６の両側に配置することによ
り、光源の数を増やして、輝度をさらに向上させること
ができる。また、ＬＥＤランプ２２ｂと比較して取り付
け部２５ｈの幅Ｗを小さくすることができ、画像標示装
置を小型化することができる。さらに、ＳＭＤランプ２
２ｃの代わりにＬＥＤチップ２２ａを用いれば、取り付
け部２５の幅Ｗをさらに小さくすることができ、画像標
示装置をさらに小型化することができる。
【０１３２】図２８は、本発明による画像表示装置の光
源部の第９の具体例の構成を表す概略構成図である。す
なわち、同図は、画像表示装置の観察面に平行方向の概
略断面図である。同図に表した光源部２０ｉは、導光板
２６の４辺に取り付け部２５ｉが配置され、それぞれの
取り付け部２５ｉ、２５ｉ、２５ｉ、２５ｉには、ＬＥ
Ｄランプ２２ｂが配置されている。このように、ＬＥＤ
ランプ２２ｂを導光板２６の４辺に配置することによ
り、光源の数をさらに増やして、輝度をさらに向上させ
ることができる。
【０１３３】図２９は、本発明による画像表示装置の光
源部の第１０の具体例の構成を表す概略構成図である。
すなわち、同図は、画像表示装置の観察面に平行方向の
概略断面図である。同図に表した光源部２０ｊは、導光
板２６の４辺に取り付け部２５ｊが配置され、それぞれ
の取り付け部２５ｊ、２５ｊ、２５ｊ、２５ｊには、Ｓ
ＭＤランプ２２ｃが配置されている。このように、ＳＭ
Ｄランプ２２ｃを導光板２６の４辺に配置することによ
り、光源の数をさらに増やして、輝度をさらに向上させ
ることができる。また、ＬＥＤランプ２２ｂと比較して
取り付け部２５の幅Ｗを小さくすることができ、画像標
示装置を小型化することができる。さらに、ＳＭＤラン
プ２２ｃの代わりにＬＥＤチップ２２ａを用いれば、取
り付け部２５の幅Ｗをさらに小さくすることができ、画
像標示装置をさらに小型化することができる。図３０
は、本発明による画像表示装置の光源部の第１１の具体
例の構成を表す概略構成図である。すなわち、同図は、
画像表示装置の観察面に平行方向の概略断面図である。
同図に表した光源部２０ｋは、導光板２６の３辺に取り
付け部２５ｋが配置され、それぞれの取り付け部２５
ｋ、２５ｋ、２５ｋには、それぞれ赤色ＬＥＤランプ２
２ｄ、緑色ＬＥＤランプ２２ｅ、青色ＬＥＤランプ２２
ｆが配置されている。このように、３色のＬＥＤランプ
を導光板２６の３辺に分けて配置することにより、局所
的な色ムラの発生を抑制して、画面全体に渡って均一な
中間色を得ることができる。
【０１３４】図３１は、本発明による画像表示装置の光
源部の第１２の具体例の構成を表す概略構成図である。
すなわち、同図は、画像表示装置の観察面に平行方向の
概略断面図である。同図に表した光源部２０ｌは、導光
板２６の３辺に取り付け部２５ｌが配置され、それぞれ
の取り付け部２５ｌ、２５ｌ、２５ｌには、それぞれ赤
色ＳＭＤランプ２２ｇ、緑色ＳＭＤランプ２２ｈ、青色
ＳＭＤランプ２２ｉが配置されている。このように、３
色のＳＭＤランプを導光板２６の３辺に分けて配置する
ことにより、局所的な色ムラの発生を抑制して、画面全
体に渡って均一な中間色を得ることができる。また、Ｌ
ＥＤランプ２２ｂと比較して取り付け部２５の幅Ｗを小
さくすることができ、画像標示装置を小型化することが
できる。さらに、ＳＭＤランプ２２ｃの代わりにＬＥＤ
チップ２２ａを用いれば、取り付け部２５の幅Ｗをさら
に小さくすることができ、画像標示装置をさらに小型化
することができる。
【０１３５】図３２は、本発明による画像表示装置の光
源部の第１３の具体例の構成を表す概略構成図である。
すなわち、同図（ａ）は、画像表示装置の観察面に平行
方向の概略断面図であり、同図（ｂ）は、観察面に垂直
方向の概略断面図である。同図に表した光源部２０ｍ
は、導光板２６の１辺に、ＬＥＤアレイ・ユニット２５
ｍが取り付けられている。このＬＥＤアレイ・ユニット
２５ｍ、は、所定の間隔で配置されたＬＥＤチップ２２
ａと、ロッド・レンズ２３とを有する一体化された部品
である。このロッド・レンズ２３は、細長い円柱状の形
状を有し、ＬＥＤアレイ・ユニット２５ｍの長手方向に
沿って配置されている。このようなＬＥＤアレイ・ユニ
ット２５ｍを用いることにより、ロッド・レンズの長手
方向に均一な発光強度分布を得ることができる。また、
導光板２６とＬＥＤアレイ・ユニット２５ｍとを結合す
るだけで光源部２０ｍが構成されるので組立工程が簡略
化される。
【０１３６】図３３は、本発明による画像表示装置の光
源部の第１４の具体例を説明する概略断面図である。す
なわち、同図に表した画像表示装置は、光源部２０ｎと
波長変換部４０とを有する。ここで、光源部２０ｎは、
導光部６６の一端に取り付け部２５を備え、他端に可動
ミラー７０を備える。可動ミラー７０は、図示した矢印
方向に動き、傾斜角度が変化するようにされている。そ
の可動機構は、例えば、図示しないモータや電磁石によ
るものでも良く、または、圧電素子を用いたものでも良
い。また、可動ミラー７０は、列方向に一体とされた細
長いミラーでも良く、または、各画素に対応した独立の
小さなミラーが列方向に配置されているようなものでも
良い。
【０１３７】取り付け部２５は光源２２を備える。ここ
で、光源２２としては、発光ダイオードでも良く、レー
ザ・ダイオードでも良い。光源２２から出射された光
は、可動ミラー７０によって反射され、波長変換部４０
の所定の画素位置に照射される。従って、光源２２の光
量を変調し、それに同期させて可動ミラー７０を動かす
ことにより、波長変換部４０の各画素にそれぞれ所定の
強度の光を入射させることができる。このようにして、
所定の画像を表示することができる。
【０１３８】このような光源部２０ｎを用いた場合に
は、液晶などを用いた調光部が不要となる。従って、構
成が簡略化される。また、液晶を用いる必要がないの
で、使用できる温度範囲が広く、画像表示の応答性が良
好で、耐候性も向上する。
【０１３９】図３４は、本発明による画像表示装置の光
源部の第１５の具体例を説明する概略断面図である。す
なわち、同図に表した画像表示装置は、光源部２０ｐと
波長変換部４０とを有する。ここで、光源部２０ｐは、
導光部６６の一端に取り付け部２５を備える。取り付け
部２５は光源２２を備える。ここで、光源２２として
は、発光ダイオードでも良く、レーザ・ダイオードでも
良い。
【０１４０】また、導光部６６はその内部に、画素列ご
とに配置された複数の可動ミラー７２、７２、・・・を
備える。可動ミラー７２、７２、・・・は、図示した矢
印方向に動き、それぞれ対応する画素に光源部２２から
の光を反射するようにされている。その可動機構は、例
えば、図示しないモータや電磁石によるものでも良く、
または、圧電素子を用いたものでも良い。また、可動ミ
ラー７２、７２、・・・は、画素の列方向に一体とされ
た細長いミラーでも良く、または、各画素毎に独立した
小さなミラーが列方向に配置されているようなものでも
良い。
【０１４１】光源２２から出射された光は、可動ミラー
７２、７２、・・・のいずれかによって反射され、波長
変換部４０の所定の画素位置に照射される。従って、光
源２２の光量を変調し、それに同期させて可動ミラー７
２、７２、・・・のいずれかを動かして反射させること
により、波長変換部４０の各画素にそれぞれ所定の強度
の光を入射させることができる。このようにして、所定
の画像を表示することができる。
【０１４２】このような光源部２０ｐを用いた場合に
も、液晶などを用いた調光部が不要となる。従って、構
成が簡略化される。また、液晶を用いる必要がないの
で、使用できる温度範囲が広く、画像表示の応答性が良
好で、耐候性も向上する。
【０１４３】図３５は、本発明による画像表示装置の光
源部の第１６の具体例を説明する概略断面図である。す
なわち、同図に表した画像表示装置は、光源部２０ｑと
波長変換部４０とを有する。ここで、光源部２０ｑは、
導光部６６の下端に光源２２を備える。光源２２として
は、発光ダイオードでも良く、レーザ・ダイオードでも
良い。
【０１４４】また、光源２２の前面には、可動レンズ７
４が配置されている。可動レンズ７４は、傾斜及び水平
移動が可能であり、光源２２からの光を波長変換部４０
の所定の画素位置に入射させる。その可動機構は、例え
ば、図示しないモータや電磁石によるものでも良く、ま
たは、圧電素子を用いたものでも良い。また、レンズ７
４を固定して、光源２２を可動とし、光源２２からの光
を波長変換部４０の所定の画素位置に入射させるように
しても良い。
【０１４５】光源２２から出射された光は、可動レンズ
７４によって集光され、波長変換部４０の所定の画素位
置に照射される。従って、光源２２の光量を変調し、そ
れに同期させて可動レンズ７４を動かして走査させるこ
とにより、波長変換部４０の各画素にそれぞれ所定の強
度の光を入射させることができる。このようにして、所
定の画像を表示することができる。
【０１４６】このような光源部２０ｑを用いた場合に
も、液晶などを用いた調光部が不要となる。従って、構
成が簡略化される。また、液晶を用いる必要がないの
で、使用できる温度範囲が広く、画像表示の応答性が良
好で、耐候性も向上する。
【０１４７】図３６は、本発明による画像表示装置の光
源部の第１７の具体例の構成を表す概略断面図である。
すなわち、同図に表した画像表示装置は、導光部と調光
部と波長変換部とを備える。導光部は、その内部に画素
毎、あるいは列毎にハーフミラーを備える。光源からの
光はそれぞれのハーフミラーにより反射され、調光部を
経て、波長変換部に到達する。
【０１４８】このようにハーフミラーを用いることによ
って、従来の反射シートやドット印刷面を用いた光源部
と比較して、光が散乱されることが少なくなり、光源か
らの光を効率良く調光部へ導くことができる。このよう
な効果は、ＬＥＤや半導体レーザなどの集光性の高い光
源を用いた場合に特に顕著となる。また、ミラーの反射
面の大きさを調節して画素よりも若干狭い範囲に反射光
を通すようにすれば、画素間の光漏れが抑制され、画素
毎の「にじみ」あるいは「ぼけ」を防ぐことができると
いう効果も得ることができる。
【０１４９】図３７は、本発明による画像表示装置の光
源部の第１８の具体例の構成を表す概略断面図である。
すなわち、同図に表した画像表示装置は、導光部の内部
に、各画素に反射光を送出するような反射面を有するフ
レネル型反射板を有する。また、その導光部の側部に
は、光源と可動レンズとが配置され、それぞれの反射鏡
に順次、光を供給するようにされている。
【０１５０】光源から出射された光は、可動レンズによ
って集光され、導光部において走査され、それぞれのフ
レネル型反射鏡により波長変換部の所定の画素位置に順
次照射される。従って、光源の光量を変調し、それに同
期させて可動レンズを動かして走査させることにより、
波長変換部の各画素にそれぞれ所定の強度の光を入射さ
せることができる。このようにして、所定の画像を表示
することができる。
【０１５１】このような光源部を用いた場合にも、液晶
などを用いた調光部が不要となる。従って、構成が簡略
化される。また、液晶を用いる必要がないので、使用で
きる温度範囲が広く、画像表示の応答性が良好で、耐候
性も向上するという効果を得ることができる。
【０１５２】図３８は、本発明による画像表示装置の光
源部の第１９の具体例の構成を表す概略断面図である。
すなわち、同図に表した画像表示装置も、導光部の内部
に、各画素に反射光を送出するような反射面を有するフ
レネル型反射板を有する。また、その導光部の側部に
は、可動光源が配置され、それぞれの反射鏡に順次、光
を供給するようにされている。すなわち、可動光源は、
例えば、ＬＥＤや半導体レーザなどの発光素子自体を機
械的に可動としたものでも良く、または、これらの発光
素子の前面に光の偏向手段を設けたものでもよい。
【０１５３】可動光源から出射された光は、導光部にお
いて走査され、それぞれのフレネル型反射鏡により波長
変換部の所定の画素位置に順次照射される。従って、光
源の光量を変調し、それに同期させて可動光源を動かし
て走査させることにより、波長変換部の各画素にそれぞ
れ所定の強度の光を入射させることができる。このよう
にして、所定の画像を表示することができる。
【０１５４】このような光源部を用いた場合にも、液晶
などを用いた調光部が不要となる。従って、構成が簡略
化される。また、液晶を用いる必要がないので、使用で
きる温度範囲が広く、画像表示の応答性が良好で、耐候
性も向上するという効果を得ることができる。
【０１５５】図３９は、本発明による画像表示装置の光
源部の第２０の具体例の構成を表す概略断面図である。
すなわち、同図に表した画像表示装置も、導光部の内部
に、各画素に反射光を送出するような反射面を有するフ
レネル型反射板を有する。しかし、同図に示した装置に
おいては、フレネル型ミラーの反射面に波長変換部が形
成されている。例えば、ミラーの反射面上に波長変換部
としての蛍光体材料が堆積されている。
【０１５６】また、その導光部の側部には、可動光源が
配置され、それぞれの反射鏡に順次、光を供給するよう
にされている。すなわち、可動光源は、例えば、ＬＥＤ
や半導体レーザなどの発光素子自体を機械的に可動とし
たものでも良く、または、これらの発光素子の前面に光
の偏向手段を設けたものでもよい。
【０１５７】可動光源から出射された光は、導光部にお
いて走査され、それぞれのフレネル型反射鏡の反射面上
に堆積された波長変換部に順次照射される。そして、波
長が変換されて、各画素に対応する画像情報として、観
察面から出射される。
【０１５８】従って、光源の光量を変調し、それに同期
させて可動光源を動かして走査させることにより、各画
素に対応する反射面上の波長変換部にそれぞれ所定の強
度の光を入射させることができる。このようにして、所
定の画像を表示することができる。
【０１５９】このような光源部を用いた場合には、液晶
などを用いた調光部が不要となるばかりでなく、波長変
換部を別途設ける必要もなくなる。従って、構成が極め
て簡略化且つ小型薄型化される。また、液晶を用いる必
要がないので、使用できる温度範囲が広く、画像表示の
応答性が良好で、耐候性も向上するという効果を得るこ
とができる。
【０１６０】図４０は、本発明による画像表示装置の光
源部の第２１の具体例の構成を表す概略構成図である。
すなわち、同図（ａ）は、画像表示装置の観察面に平行
方向の概略断面図であり、同図（ｂ）は、観察面に垂直
方向の概略断面図である。同図に表した光源部２０ｒ
は、導光板２６の一端に取り付け部２５ｒが配置され、
取り付け部２５ｒには、光源としてレーザ・ダイオード
２２ｊが配置されている。
【０１６１】このように、光源としてレーザ・ダイオー
ド２２ｊを用いることにより、集光性が向上する。ま
た、光をビーム状に絞ることが容易であるので、図３３
や図３４に関して前述したようなミラーによる光走査を
行う場合に、特に有効である。図４１は、本発明による
画像表示装置の光源部の第２２の具体例の構成を表す概
略構成図である。すなわち、同図（ａ）は、画像表示装
置の観察面に平行方向の概略断面図であり、同図（ｂ）
は、観察面に垂直方向の概略断面図である。同図に表し
た光源部２０ｓは、導光部２６の下面にＬＥＤランプ２
２ｂが所定の間隔で配置されている。このように、ＬＥ
Ｄランプ２２ｂにより下方から照明することにより、画
像表示装置の額縁部分、すなわち表示領域の周辺部の幅
を顕著に短くすることが可能となり、装置の小型化が実
現される。
【０１６２】また、ＬＥＤランプ２２ｂを高密度に配置
することにより、輝度を容易に上げることができ、明る
い画像を得ることができる。
【０１６３】図４２は、本発明による画像表示装置の光
源部の第２３の具体例の構成を表す概略構成図である。
すなわち、同図（ａ）は、画像表示装置の観察面に平行
方向の概略断面図であり、同図（ｂ）は、観察面に垂直
方向の概略断面図である。同図に表した光源部２０ｔ
は、導光部２６の下面にＳＭＤランプ２２ｃが所定の間
隔で配置されている。このように、ＳＭＤランプ２２ｃ
により下方から照明することにより、画像表示装置の額
縁部分、すなわち表示領域の周辺部の幅を顕著に短くす
ることが可能となり、装置の小型化が実現される。
【０１６４】また、ＳＭＤランプ２２ｃを高密度に配置
することにより、輝度を容易に上げることができ、明る
い画像を得ることができる。さらに、ＳＭＤランプ２２
ｃは、高さ寸法がＬＥＤランプよりも小さいので、光源
部２０ｔの厚さを薄くすることができる。また、ＳＭＤ
ランプ２２ｃの代わりにＬＥＤチップを配置することに
より、さらに高密度実装が可能となり輝度を上げること
ができるとともに、光源部２０ｔの厚さをさらに薄くす
ることができる。
【０１６５】図４３は、本発明による画像表示装置の光
源部の第２４の具体例の構成を説明する概略断面図であ
る。同図に表した光源部２０ｕは、導光部２６の下面に
基板２４ｕが配置され、基板２４ｕ上にＬＥＤランプ２
２ｂが所定の間隔で配置されている。さらに、それぞれ
のＬＥＤランプ２２ｂの周囲には反射板７６が設けられ
ている。このように、反射板７６を設けることにより、
ＬＥＤランプ２２ｂから側面方向や下方向に逃げる光を
前面に取り出すことが可能となり、光の利用効率が改善
される。
【０１６６】図４４は、本発明による画像表示装置の光
源部の第２５の具体例の構成を説明する概略断面図であ
る。同図に表した光源部２０ｖは、導光部２６の下面に
基板２４ｖが配置され、基板２４ｖ上にＳＭＤランプ２
２ｃが所定の間隔で配置されている。さらに、それぞれ
のＳＭＤランプ２２ｃの周囲には反射板７６が設けられ
ている。このように、反射板７６を設けることにより、
ＳＭＤランプ２２ｃから側面方向や下方向に逃げる光を
前面に取り出すことが可能となり、光の利用効率が改善
される。また、ＳＭＤランプ２２ｃの代わりにＬＥＤチ
ップを配置しても同様の効果が得られる。
【０１６７】図４５は、本発明による画像表示装置の光
源部の第２６の具体例の構成を説明する概略断面図であ
る。同図に表した画像表示装置は、いわゆるプロジェク
ション方式の画像表示装置であり、光源部２０ｗと液晶
パネル３０と投写レンズ８０とを備える。光源部２０ｗ
は、集光レンズ７８と光源２２とリフレクタ７７とを備
える。光源２２としては、発光ダイオードを用いる。
【０１６８】光源２２から放射された光は、リフレクタ
７７で反射され、集光レンズ７８により収束されて液晶
パネル３０に入射する。そして、投写レンズ８０を介し
てスクリーン９０上に所定の画像を表示する。
【０１６９】このように光源に発光ダイオードを用いる
ことにより、従来のアーク・ランプを光源とする装置と
比べて、寿命が極めて長くなる。また、発光動作の立ち
上がり時間が短いために、瞬時動作が可能となる。
【０１７０】次に、本発明による画像表示装置の光源の
具体例について説明する。図４６は、本発明による画像
表示装置の光源の第１の具体例を表す概略断面図であ
る。同図に示した光源２２Ａは、発光素子１１０とその
表面に堆積された波長変換材料１１２とを備える。ま
た、発光素子１１０の電極部１１４は、ワイア・ボンデ
ィングを施すために、波長変換材料１１２が堆積されて
いない領域を有する。
【０１７１】発光素子１１０は、所定の発光波長ピーク
を有する半導体素子である。また、その構造は、いわゆ
る発光ダイオードでも、半導体レーザでも良い。発光素
子１１０の材料は、必要とされる発光波長帯に応じて適
宜決定される。例えば、ＲＧＢ各色の発光を実現するた
めには、図４に関して説明したような窒化ガリウムを発
光層に有し、紫外線領域の発光波長を有する発光ダイオ
ードであることが望ましい。
【０１７２】また、波長変換材料１１２は、発光素子１
１０の発光波長と合致した吸収励起ピークを有するもの
であることが望ましい。例えば、発光素子が窒化ガリウ
ムを用いた素子である場合は、波長変換材料１１２は、
図５に示したような吸収ピークを有するものであること
が望ましい。
【０１７３】また、波長変換材料１１２としては、蛍光
物質を用いることが望ましく、蛍光物質であれば、蛍光
染料、蛍光顔料或いは蛍光体など、発光素子からの光を
他の波長に変化できる材料であればどのようなものを使
用しても良い。また、この波長変換材料１１２は、発光
素子１１０の表面のうちの少なくとも一部に堆積されて
いれば良い。
【０１７４】さらに、波長変換材料１１２の発光波長
は、用途に応じて適宜選択することができる。例えば、
フル・カラー表示を行う画像表示装置の光源として用い
るためには、図４に関して説明した紫外線の発光を吸収
してＲＧＢのそれぞれの波長の発光を生ずるような蛍光
体の混合体を用いることが望ましい。また、発光素子１
１０が青色の発光を生ずる場合には、その発光を吸収し
て緑および赤の発光を生ずるような蛍光体を用いること
もできる。このような蛍光体としては、例えば、赤色の
発光を生ずるものとしては、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、青色の発
光を生ずるものとしては、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｅｕ）
10（ＰＯ4）6・Ｃｌ2、緑色の発光を生ずるものとして
は、３（Ｂａ、Ｍｇ、Ｅｕ、Ｍｎ）Ｏ・８Ａｌ2Ｏ3など
を挙げることができる。
【０１７５】発光素子は、電流が注入されると半導体結
晶内部で電子と正孔との再結合により発光が生ずる。従
来の発光素子では、その発光のうちの一部は、半導体と
空気或いは図示しないモールド樹脂との屈折率の差によ
り、反射されて内部に閉じこめられる。その結果として
発光素子から外部に取り出すことのできる光は、全体の
うちのわずか２％に過ぎなかった。しかし、本発明によ
る光源２２Ａでは、発光素子１１０の表面に達した光
は、波長変換材料１１２に吸収され、波長が変換されて
外部に取り出すことができる。
【０１７６】図４６に示した光源２２Ａは、例えば、発
光素子１１０の製造工程において、発光素子の素子分離
工程の後に波長変換材料１１２をスパッタ法により素子
の表面に堆積することにより製造することができる。或
いは、発光素子１１０の製造工程のいずれかの段階にお
いて、波長変換材料１１２を塗布或いはコーティングす
れば良い。
【０１７７】また、本発明による光源２２Ａの用途は、
画像表示装置の光源に限定されるものではない。すなわ
ち、インジケータやパネルなどの各種表示装置、光ディ
スクの読みとり・書き込み用光源など、広範な分野にお
いて新規かつ高性能な光源として利用することができ
る。
【０１７８】図４７は、光源２２Ａの具体例を表す概略
断面図である。すなわち、同図に示した光源２２Ａ
1は、発光素子１１０とその表面に堆積された波長変換
材料１１２と実装部材１２０とを備える。発光素子１１
０としては、例えば、窒化ガリウム系化合物半導体から
なる発光ダイオード或いは半導体レーザを用いることが
できる。波長変換材料１１２は、発光素子１１０のほぼ
全面に堆積されている。波長変換材料１１２としては、
例えば、発光素子１１０からの発光を吸収して、ＲＧＢ
の発光を生ずる蛍光体を用いることができる。
【０１７９】発光素子１１０は、実装部材１２０のカッ
プ部１２１の底面上に実装されている。また、発光素子
１１０には、ワイア１１６、１１６がボンディングさ
れ、駆動電流が供給される。
【０１８０】同図に示した光源は、１つの発光素子を用
いて、例えばＲＧＢのような複数の波長の発光を得るこ
とができる。従って、光源と構成が簡易で小型軽量であ
り、しかも駆動回路も簡略化することができる。
【０１８１】図４８は、光源２２Ａの具体例を表す概略
断面図である。すなわち、同図に示した光源２２Ａ2に
おいては、発光素子１１０の表面のうちの一部に波長変
換材料１１２が堆積されている。従って、発光素子１１
０から生ずる発光のうちで波長変換材料１１２に吸収さ
れた光は、その波長が変換されて出力され、残りの光
は、発光素子１１０の発光波長のまま放出される。例え
ば、発光素子１１０が青色の発光を生じ、波長変換材料
１１２が青色の光を吸収して赤及び緑の発光を生ずる材
料である場合には、ＲＧＢの各波長の発光が得られる。
【０１８２】また、波長変換材料１１２を堆積する面積
を調節することにより、このようなＲＧＢなどのそれぞ
れの波長成分の光の強度のバランスを制御することがで
きる。例えば、Ｒ成分の強度を上げる場合には、波長変
換材料１１２のＲ発光成分を増加し、且つその堆積する
面積を増加すれば良い。
【０１８３】すなわち、本発明によれば、複数の発光波
長を実現できるのみならず、それぞれの強度のバランス
も容易に制御することが可能となる。
【０１８４】図４９は、光源２２Ａの具体例を表す概略
断面図である。すなわち、同図に示した光源２２Ａ3に
おいては、表面に波長変換材料１１２が堆積された発光
素子１１０が実装部材１２２上にマウントされ、樹脂１
３０でモールドされている。実装部材としては、リード
・フレームあるいはステムを用いることができる。
【０１８５】発光素子としては、例えば、図４に関して
前述した窒化ガリウムを発光層に用いた発光素子を用い
ることができる。また、その構造は、発光ダイオードで
も良く、半導体レーザでも良い。
【０１８６】波長変換材料１１２は、発光素子１１０の
表面の少なくとも一部に堆積され、その材質としては、
例えば、発光素子１１０からの紫外線を吸収して、ＲＧ
Ｂのそれぞれの波長の発光を生ずる蛍光体とすることが
できる。その吸収励起ピークは、発光素子１１０の発光
波長と合致していることが望ましい。
【０１８７】また、樹脂１３０は、その光放出面がレン
ズ上に形成されている。このレンズ効果により、発光素
子１１０及び堆積された波長変換材料１１２からの発光
を収束し、出力することができる。本発明によれば、波
長変換された光の集光効率が極めて高いという利点を有
する。
【０１８８】図５０は、本発明との比較のために示した
従来の光源の概略断面図である。同図に示した光源にお
いては、発光素子２１０が実装部材２２２上にマウント
され、樹脂２３０でモールドされている。また、樹脂２
３０は、発光素子２１０からの発光を収束して出力する
ように、その光取り出し面がレンズ状とされている。さ
らに、樹脂２３０中には、発光素子２１０からの発光波
長を変換するため、或いは発光色を補色する目的のため
に、樹脂２３０の中に、発光素子の発光を他の波長に変
換する蛍光物質或いは発光素子の発光波長の一部を吸収
するフィルタ物質２５０が混入されている。これらの波
長変換物質２５０は、樹脂２３０中に均一な分布で混入
されることが多い。
【０１８９】しかし、このように波長変換物質２５０を
樹脂２３０中に混入すると、図５０に示したように、樹
脂中に均一に分布する波長変換物質２５０のそれぞれか
ら発光が生ずることとなる。すなわち、同図に示した矢
印は、発光素子からの光が波長変換物質２５０にあた
り、波長変換された光が散乱する様子を模式的に示した
ものである。これらの発光は、樹脂２３０の全面に形成
されているレンズからの位置関係がまちまちであり、レ
ンズにより収束されない。従って、集光効率が極端に低
下し、輝度が低下することとなる。しかも、樹脂２３０
中に波長変換物質２５０を均一に分布させると波長変換
物質２５０の隙間を透過する光の割合が増加し、波長変
換効率が極めて低い。
【０１９０】このような従来の光源と比較して、図４９
に示したような本発明による光源２２Ａ3は、発光素子
１１０の表面に波長変換材料１１２が堆積されているの
で、波長変換された光も、樹脂１３０の前面のレンズに
より効果的に集光される。また、波長変換材料１１２
は、発光素子１１０の表面に直接、堆積されているの
で、波長変換効率は極めて高く、また、その堆積する面
積に応じて、波長変換される発光の割合を容易に制御す
ることができる。
【０１９１】このように、本発明によれば、発光素子１
１０からの発光が波長変換材料と高い効率で結合でき、
輝度が飛躍的に向上する。
【０１９２】例えば、発光素子１１０として窒化ガリウ
ム系の発光素子を用い、波長変換材料１１２として発光
素子１１０からの紫外線を吸収して、ＲＧＢのそれぞれ
の波長の発光を生ずる蛍光体を用いると、高輝度の白色
光源を実現することができる。このような白色光源は、
高輝度の光源として、既存の陰極蛍光管と置き換えて使
用することができる。
【０１９３】図５１は、光源２２Ａの具体例を表す概略
断面図である。すなわち、同図に示した光源２２Ａ4に
おいては、表面に波長変換材料１１２が堆積された発光
素子１１０が、リード・フレームやステムなどの実装部
材１２２上にマウントされ、樹脂１３０でモールドされ
ている。
【０１９４】発光素子としては、例えば、青色の発光を
生ずる窒化ガリウムを発光層に用いた発光素子を用いる
ことができる。また、その構造は、発光ダイオードでも
良く、半導体レーザでも良い。
【０１９５】波長変換材料１１２は、発光素子１１０の
表面の少なくとも一部に堆積され、その材質としては、
例えば、発光素子１１０からの青色光を吸収して、ＲＧ
のそれぞれの波長の発光を生ずる蛍光体とすることがで
きる。そのような蛍光体としては、高い波長変換効率を
有する点で有機蛍光体を用いることが望ましい。
【０１９６】光源２２Ａ4は、発光素子１１０からの青
色光と、波長変換材料１１２からの赤及び緑色光とを同
時に得ることができる。従って、既存の白色光源を置き
換えることができる。
【０１９７】図５２は、光源２２Ａの具体例を表す概略
断面図である。すなわち、同図には、光源２２Ａ5とし
て、表面に波長変換材料１１２が堆積された発光素子１
１０が実装部材１２２上にマウントされ、樹脂１３０で
モールドされたＳＭＤランプが示されている。実装部材
１２２としては、例えば基板やリード・フレームを用い
ることができる。
【０１９８】発光素子１１０としては、図４に関して前
述したような紫外線の発光を生ずる窒化ガリウムを発光
層に用いた発光素子が用いられる。また、その構造は、
発光ダイオードでも良く、半導体レーザでも良い。
【０１９９】波長変換材料１１２は、発光素子１１０の
表面の少なくとも一部に堆積され、その材質としては、
発光素子１１０からの紫外線光を吸収して、ＲＧＢのそ
れぞれの波長の発光を生ずる蛍光体とされる。そのよう
な蛍光体としては、高い波長変換効率を有する点で、図
５に示したように吸収特性を有する蛍光体を用いること
が望ましい。
【０２００】また、発光素子１１０として、青色の発光
を生ずる発光素子を用い、波長変換材料１１２として、
青色光を吸収してＲ及びＧの波長領域の発光を生ずる有
機蛍光体を用いるようにしても良い。光源２２Ａ５は、
小型であり、高輝度のＲＧＢ光を得ることができる。従
って、既存の白色光源を置き換えることができる。
【０２０１】図５３は、光源２２Ａの具体例を表す概略
断面図である。すなわち、同図には、光源２２Ａ6とし
て、表面に波長変換材料１１２が堆積されたＬＥＤラン
プが示されている。このＬＥＤランプは、発光素子１１
０がリード・フレームやステムなどの実装部材１２２上
にマウントされ、樹脂１３０でモールドされた構成を有
する。
【０２０２】発光素子１１０としては、図４に関して前
述したような紫外線の発光を生ずる窒化ガリウムを発光
層に用いた発光素子が用いられる。また、その構造は、
発光ダイオードでも良く、半導体レーザでも良い。
【０２０３】波長変換材料１１２は、樹脂１３０の表面
の少なくとも一部に堆積され、その材質としては、発光
素子１１０からの紫外線光を吸収して、ＲＧＢのそれぞ
れの波長の発光を生ずる蛍光体とされる。そのような蛍
光体としては、高い波長変換効率を有する点で、図５に
示したように吸収特性を有する蛍光体を用いることが望
ましい。
【０２０４】また、発光素子１１０として、青色の発光
を生ずる発光素子を用い、波長変換材料１１２として、
青色光を吸収してＲ及びＧの波長領域の発光を生ずる有
機蛍光体を用いるようにしても良い。光源２２Ａ６は、
簡易に製造でき、小型であり、高輝度のＲＧＢ光を得る
ことができる。従って、既存の白色光源を置き換えるこ
とができる。
【０２０５】図５４は、光源２２Ａの具体例を表す概略
断面図である。すなわち、同図には、光源２２Ａ7とし
て、表面に波長変換材料１１２が堆積されたＳＭＤラン
プが示されている。このＳＭＤランプは、発光素子１１
０が、基板などの実装部材１２２上にマウントされ、樹
脂１３０でモールドされた構成を有する。
【０２０６】発光素子１１０としては、図４に関して前
述したような紫外線の発光を生ずる窒化ガリウムを発光
層に用いた発光素子が用いられる。また、その構造は、
発光ダイオードでも良く、半導体レーザでも良い。
【０２０７】波長変換材料１１２は、樹脂１３０の表面
の少なくとも一部に堆積され、その材質としては、発光
素子１１０からの紫外線光を吸収して、ＲＧＢのそれぞ
れの波長の発光を生ずる蛍光体とされる。そのような蛍
光体としては、高い波長変換効率を有する点で、図５に
示したように吸収特性を有する蛍光体を用いることが望
ましい。
【０２０８】また、発光素子１１０として、青色の発光
を生ずる発光素子を用い、波長変換材料１１２として、
青色光を吸収してＲ及びＧの波長領域の発光を生ずる有
機蛍光体を用いるようにしても良い。光源２２Ａ7は、
簡易に製造でき、小型であり、高輝度のＲＧＢ光を得る
ことができる。従って、既存の白色光源を置き換えるこ
とができる。図５５は、光源２２Ａの具体例を表す概略
断面図である。すなわち、同図には、光源２２Ａ8とし
て、リード・フレーム１２２の反射板１２４の表面に波
長変換材料１１２が堆積されたＬＥＤランプが示されて
いる。すなわち、このＬＥＤランプは、発光素子１１０
がリード・フレーム１２２上にマウントされ、樹脂１３
０でモールドされた構成を有する。
【０２０９】発光素子１１０としては、図４に関して前
述したような紫外線の発光を生ずる窒化ガリウムを発光
層に用いた発光素子が用いられる。また、その構造は、
発光ダイオードでも良く、半導体レーザでも良い。
【０２１０】波長変換材料１１２は、リード・フレーム
１２２の反射板１２４の表面の少なくとも一部に堆積さ
れ、その材質としては、発光素子１１０からの紫外線光
を吸収して、ＲＧＢのそれぞれの波長の発光を生ずる蛍
光体とされる。そのような蛍光体としては、高い波長変
換効率を有する点で、図５に示したように吸収特性を有
する蛍光体を用いることが望ましい。
【０２１１】また、発光素子１１０として、青色の発光
を生ずる発光素子を用い、波長変換材料１１２として、
青色光を吸収してＲ及びＧの波長領域の発光を生ずる有
機蛍光体を用いるようにしても良い。光源２２Ａ8も、
簡易に製造でき、小型であり、高輝度のＲＧＢ光を得る
ことができる。従って、既存の白色光源を置き換えるこ
とができる。
【０２１２】図５６は、光源２２Ａの具体例を表す概略
断面図である。すなわち、同図には、透光性基板１２２
上に波長変換材料１１２が堆積され、さらに、その上に
発光素子１１０が実装された光源２２Ａ9が示されてい
る。ここで、透光性基板１２２には、例えば所定の配線
パターンが形成され、ワイア１１６を配線するようにし
ても良い。
【０２１３】発光素子１１０としては、図４に関して前
述したような紫外線の発光を生ずる窒化ガリウムを発光
層に用いた発光素子が用いられる。また、その構造は、
発光ダイオードでも良く、半導体レーザでも良い。
【０２１４】波長変換材料１１２は、発光素子１１０と
透光性基板１２２との対向領域の少なくとも一部に堆積
され、その材質としては、発光素子１１０からの紫外線
光を吸収して、ＲＧＢのそれぞれの波長の発光を生ずる
蛍光体とされる。そのような蛍光体としては、高い波長
変換効率を有する点で、図５に示したように吸収特性を
有する蛍光体を用いることが望ましい。
【０２１５】また、発光素子１１０として、青色の発光
を生ずる発光素子を用い、波長変換材料１１２として、
青色光を吸収してＲ及びＧの波長領域の発光を生ずる有
機蛍光体を用いるようにしても良い。光源２２Ａ9にお
いては、発光素子１１０からの発光は、波長変換材料１
１２において所定の波長に変換され、透光性基板１２２
を透過して外部に取り出される。
【０２１６】光源２２Ａ9も、簡易に製造でき、小型で
あり、且つ特にその厚さを薄くすることができ、しかも
高輝度のＲＧＢ光を得ることができる。従って、既存の
白色光源を置き換えることができる。
【０２１７】図５７は、本発明による画像表示装置の光
源の具体例を表す概略断面図である。同図に示した光源
２２Ｂは、窒化ガリウム系化合物半導体を用いた発光素
子２２Ｂを表す。発光素子２２Ｂは、基板３１２上に積
層されたｐｎ接合を含む半導体の多層構造を有する。基
板３１２上には、バッファ層３１４、ｎ型コンタクト層
３１６、ｎ型クラッド層３１８、活性層３２０、ｐ型ク
ラッド層３２２およびｐ型コンタクト層３２４がこの順
序で形成されている。ｐ型の各層とｎ型の各層とは、逆
の順序で基板上に積層しても良い。ｐ型コンタクト層３
２４の上には、透明電極層３２６が堆積されている。ま
た、ｎ型コンタクト層３１８の上には、ｎ側電極層３３
４が堆積されている。
【０２１８】このような構造の発光素子２２Ｂに電流を
注入すると、活性層３２０を中心とした青色領域または
紫外線領域の波長を有する発光が得られる。
【０２１９】ここで、本発明においては、前述した基板
３１２、バッファ層３１４、ｎ型コンタクト層３１６、
ｎ型クラッド層３１８、活性層３２０、ｐ型クラッド層
３２２、ｐ型コンタクト層３２４或いは透明電極層３２
６のうちの少なくともいずれかの層に波長変換材料が混
合されていることを特徴とする。このような波長変換材
料としては、例えば、蛍光体を挙げることができる。
【０２２０】また、その混合は、例えば、各層の結晶成
長時に波長変換材料を不純物として添加することによ
り、実現することができる。すなわち、一例としては、
結晶成長時に蛍光体材料を気化して混入させることがで
きる。また、例えば基板３１２に蛍光体をイオン注入し
ても良い。
【０２２１】さらに、絶縁膜３２８や保護膜３３０とし
て蛍光体をスパッタ法または電子ビーム蒸着法により堆
積しても良い。また、これらの絶縁膜３２８や保護膜３
３０と半導体層との間の蛍光体膜をスパッタ法や電子ビ
ーム蒸着法などにより堆積しても良い。また、絶縁膜３
２８や保護膜３３０に蛍光体を添加しても良い。さら
に、絶縁膜３２８や保護膜３３０の表面上に蛍光体を堆
積しても良い。
【０２２２】用いる蛍光体としては、特に、活性層３２
０からの発光が紫外線領域の波長の発光の場合は、その
紫外線光を吸収してＲＧＢ光をそれぞれ発光するような
蛍光体であることが望ましい。一方、活性層３２０から
の発光が青色領域の波長の発光の場合は、その青色光を
吸収してＲＧ光をそれぞれ発光するような蛍光体である
ことが望ましい。特に、有機蛍光体は、青色光に対する
波長変換効率が高いために、混合する波長変換材料とし
て用いることが望ましい。このような有機蛍光体として
は、例えば、赤色の発光を生ずるものとしては、ｒｈｏ
ｄａｍｉｎｅＢ、緑色の発光を生ずるものとしては、ｂ
ｒｉｌｌｉａｎｔｓｕｌｆｏｆｌａｖｉｎｅ ＦＦなど
を挙げることができる。
【０２２３】このように、半導体発光素子を構成するい
ずれかの箇所に、波長変換材料を配置することにより、
ベア・チップ状態で高い効率の波長変換を実現すること
ができる。
【０２２４】図５８は、本発明による画像表示装置の光
源の具体例を表す概略断面図である。同図に示した光源
２２Ｃにおいては、インジウム・ガリウム・アルミニウ
ムりん系化合物半導体を用いた発光素子４００が実装部
材４５０上に実装されている。発光素子４００は、ガリ
ウム砒素基板４１２上に積層されたｐｎ接合を含む半導
体の多層構造を有する。基板４１２上には、バッファ層
４１４、ｎ型クラッド層４１８、活性層４２０、ｐ型ク
ラッド層４２２およびｐ型コンタクト層４２４がこの順
序で形成されている。ｐ型の各層とｎ型の各層とは、逆
の順序で基板上に積層しても良い。ｐ型コンタクト層４
２４の上には、ｐ側電極層４２６が堆積されている。
【０２２５】このような構造の発光素子４００に電流を
注入すると、活性層４２０を中心とした緑色領域の発光
が素子の上面から放出される。また、同時に素子の側面
からは、赤色領域の波長を有する発光が放出される。
【０２２６】ここで、本発明においては、実装部材４５
０が反射板４６０を備える。そして、発光素子４００の
側面から放出される赤色光を上方に反射して、緑色光と
ともに取り出すことができるようにされている。このよ
うに、側面から放出される赤色光を利用することによ
り、ＲＧ光源として用いることができる。従って、青色
の発光素子と組み合わせることにより、２個の発光素子
でＲＧＢの３色の発光を得ることもできる。
【０２２７】図５９は、本発明による画像表示装置の光
源の具体例を表す概略断面図である。同図に示した光源
２２Ｄは、異なる発光波長を有する発光素子を積層する
ことにより、小型の多波長型光源を構成した場合の一例
を示したものである。
【０２２８】すなわち、同図に示した光源２２Ｄにおい
ては、青色発光素子５００の上に接続手段５０５を介し
て赤色発光素子５１０が積層され、さらに接続手段５１
５を介して緑色発光素子５２０が積層されている。ここ
で、接続手段としては、例えば、金或いはインジウムの
ような金属を用いることができる。また、絶縁性の材料
で接続し、電気的な配線を別途施しても良い。
【０２２９】このような積層された発光素子に電流を供
給すると、青色発光素子５００からの青色光は、同図中
に矢印で示したように、他の発光素子に遮蔽されずに上
方に取り出すことができる。また、赤色発光素子５１０
からの赤色光は、緑色発光素子５２０を透過して上方に
取り出すことができる。そして、緑色発光素子５２０か
らの緑色光は、他の発光素子に遮蔽されることなく、上
方に取り出すことができる。
【０２３０】このように各色の発光素子を積層すること
により、小型で高輝度の光源を実現することができる。
【０２３１】図６０は、本発明による画像表示装置の光
源の具体例を表す概略断面図である。同図に示した光源
２２Ｅは、異なる発光波長を有する発光素子を積層する
ことにより、小型の多波長型光源を構成した場合の他の
一例を示したものである。
【０２３２】すなわち、同図に示した光源２２Ｅにおい
ては、青色発光素子６００の上に接続手段６０５を介し
て緑色発光素子６１０が積層され、さらに接続手段６１
５を介して赤色発光素子６２０が積層されている。接続
手段としては、例えば、金或いはインジウムのような金
属を用いることができる。また、絶縁性の材料で接続し
電気的な配線を別途施しても良い。
【０２３３】ここで、光源２２Ｅにおいては、各発光素
子からの発光を遮蔽することなく上方に取り出すことが
できるように、それぞれ、発光部の位置をずらして積層
されている。
【０２３４】このように積層された発光素子に電流を供
給すると、各発光素子からの発光は、同図中に矢印で示
したように、いずれも遮蔽されることなく上方に取り出
すことができる。
【０２３５】このように各色の発光素子を積層すること
により、小型で高輝度の光源を実現することができる。
【０２３６】図６１は、本発明による画像表示装置の光
源の具体例を表す概略断面図である。同図に示した光源
２２Ｆは、異なる発光波長を有する発光素子を積層する
ことにより、小型の多波長型光源を構成した場合の他の
一例を示したものである。
【０２３７】すなわち、同図に示した光源２２Ｆにおい
ては、赤色発光素子７００の上に接続手段７０５を介し
て緑色発光素子７１０が積層され、さらに接続手段７１
５を介して青色発光素子７２０が積層されている。接続
手段としては、例えば、金或いはインジウムのような金
属を用いることができる。また、絶縁性の材料で接続
し、別途、電気的な配線を施しても良い。青色発光素子
７２０として窒化ガリウム系半導体素子を用いる場合に
は、基板として絶縁性のサファイアが選択される場合が
多い。従って、このような窒化ガリウム系半導体素子を
用いる場合は、基板に接続孔を設けて下層の発光素子７
１０と電気的に接続するか、または、別途、電気的な配
線を形成することが望ましい。また、青色発光素子７２
０として例えば炭化シリコン系の材料を用いた素子を採
用する場合には、基板が導電性を有するので、下層の発
光素子７１０との間で、接続手段７１５により電気的な
接続を確保することができる。
【０２３８】このように積層された発光素子に電流を供
給すると、赤色発光素子７００からの発光は、同図中に
矢印で示したように、緑色発光素子７１０及び青色発光
素子７２０を透過して上方に取り出すことができる。こ
れは、緑色発光素子７１０及び青色発光素子７２０を構
成する材料は、いずれもバンドギャップが大きいため
に、赤色光に対する吸収係数が極めて小さいからであ
る。同様の理由で、緑色発光素子７１０からの緑色光
も、青色発光素子７２０を透過して上方に取り出すこと
ができる。また、青色発光素子７２０からの青色光は、
遮蔽されることなく上方に取り出すことができる。この
ようにして、光源２２Ｆの上方において、ＲＧＢ光を取
り出すことができる。
【０２３９】このように各色の発光素子を積層すること
により、小型で高輝度の光源を実現することができる。
【０２４０】図６２は、本発明による画像表示装置の光
源の具体例を表す概略断面図である。同図に示した光源
は、青色発光素子の上にそれぞれ緑色発光素子と赤色発
光素子とを積層することにより、小型の多波長型光源を
構成した場合の他の一例を示したものである。
【０２４１】すなわち、同図に示した光源においては、
青色発光素子の陽極側の上に緑色発光素子が積層され、
また、青色発光素子の陰極側の上に赤色発光素子が積層
されている。そして、それぞれの発光素子から出射した
光は、図中の上方に向かって、互いに干渉されることな
く取り出すことができる。
【０２４２】このような光源では、素子の実装密度を上
げることができると共に、３段重ねにする必要もないの
で実装を比較的容易に行うことができる。また、青色発
光素子の陰極側に、例えばガリウム・アルミニウム砒素
系などのいわゆるｎアップ型高輝度赤色発光ダイオード
を用いることができるために、輝度も向上させることが
できる。
【０２４３】図６３は、本発明による画像表示装置の光
源の具体例を表す概略断面図である。同図に示した光源
は、緑色発光素子と赤色発光素子との上に青色発光素子
を積層することにより、小型の多波長型光源を構成した
場合の他の一例を示したものである。
【０２４４】すなわち、同図に示した光源においては、
赤色発光素子の上に青色発光素子の陽極側が積層され、
緑色発光素子の上に青色発光素子の陰極側が積層されて
いる。そして、それぞれの発光素子から出射した光は、
図中の上方に向かって、青色発光素子の基板を透過して
取り出すことができる。
【０２４５】このような光源では、素子の実装密度を上
げることができると共に、３段重ねにする必要もないの
で実装を比較的容易に行うことができる。また、青色発
光素子の陰極側に、例えばガリウム・アルミニウム砒素
系などのいわゆるｎアップ型高輝度赤色発光ダイオード
を用いることができるために、輝度も向上させることが
できる。
【０２４６】また、ボンディング用のワイアを使用する
必要がないために、組立工程が簡略化され、信頼性の点
でも有利となる。さらに、光取り出し面が、青色発光素
子の基板側になるために、青色発光素子の光取り出し効
率が向上する。また、バンドギャップの比較的小さい赤
色あるいは緑色発光素子の光がバンドギャップの大きい
青色発光素子を透過するので、吸収されることなく効率
良く取り出すことができる。
【０２４７】図６４は、本発明による画像表示装置の光
源の具体例を表す概略断面図である。すなわち、同図に
は、光源２２Ｇとして、複数の発光素子が実装されたＬ
ＥＤランプが示されている。すなわち、このＬＥＤラン
プは、例えば、ＲＧＢの各波長で発光する発光素子８１
０ａ、８１０ｂ、・・・がそれぞれ実装部材８２０上に
実装され、樹脂８３０でモールドされた構成を有する。
【０２４８】同図に示した例では、赤色発光素子８１０
ａと、青色発光素子８１０ｂと、緑色発光素子８１０ｃ
及び８１０ｄがリード・フレーム８２０の上にマウント
されているＬＥＤランプが示されている。
【０２４９】このように、複数色の発光素子を１つのパ
ッケージにまとめることにより、小型で高信頼性かつ高
輝度の光源を実現することができる。
【０２５０】さらに、高輝度のＲＧＢ光を得ることによ
り、既存の白色光源を置き換えることができる。
【０２５１】図６５は、本発明による画像表示装置の光
源の具体例を表す概略断面図である。すなわち、同図に
は、光源２２Ｈとして、複数の発光素子が実装されたＳ
ＭＤランプが示されている。すなわち、このＳＭＤラン
プは、例えば、ＲＧＢの各波長で発光する発光素子９１
０ａ、９１０ｂ、・・・がそれぞれ実装部材９２０上に
実装され、樹脂９３０でモールドされた構成を有する。
【０２５２】同図に示した例では、赤色発光素子９１０
ａと、青色発光素子９１０ｂと、緑色発光素子９１０ｃ
及び９１０ｄが実装基板９２０の上にマウントされてい
るＳＭＤランプが示されている。
【０２５３】このように、複数色の発光素子を１つのパ
ッケージにまとめることにより、小型、薄型、高信頼性
かつ高輝度の光源を実現することができる。
【０２５４】さらに、高輝度のＲＧＢ光を得ることによ
り、既存の白色光源を置き換えることができる。
【０２５５】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に説明する効果を奏する。
【０２５６】本発明によれば、通常の液晶表示装置と比
較して視野角が極めて広く、画面を斜め方向から観察し
ても、映像を明瞭に認識することができる画像表示装置
を提供することができる。
【０２５７】また、本発明によれば、画像のにじみ或い
はボケが生ずることがなく、鮮明な画像が得られる画像
表示装置を提供することができる。
【０２５８】さらに、本発明による画像表示装置におい
ては、光源部は半導体発光素子を光源として用いるの
で、光電変換効率が極めて高く、液晶表示装置などの従
来の画像表示装置と比較して、消費電力を低減すること
ができる。
【０２５９】本発明によれば、光源に半導体発光素子を
用いるので、従来の陰極蛍光管などと比較して光電変換
効率が高く、消費電力を低減することができる。一例と
して、従来の陰極蛍光管を光源とした１０．４インチ型
ＴＦＴ液晶表示装置の場合の消費電力は、約９ワットで
あった。しかし、本発明による、紫外線ＬＥＤと蛍光体
とを採用した画像表示装置の場合の消費電力は約４ワッ
トであり、従来の液晶表示装置の半分以下に低減され
る。その結果として、本発明による画像表示装置を搭載
したノート型コンピュータや各種情報携帯端末機器など
の携帯型電子機器の電池寿命を延ばすことができる。
【０２６０】また、本発明によれば、画像表示装置の光
源部において、従来の陰極蛍光管などと比較して回路を
簡略化し、駆動電圧を低減することができる。すなわ
ち、陰極蛍光管では、安定化回路やインバータを介して
高電圧を印加することが必要とされていた。しかし、本
発明によれば、光源である半導体発光素子は、わずか２
〜３．５ボルト程度の直流電圧で十分な発光強度を得る
ことができる。従って、安定化回路やインバータ回路が
不要となり、光源の駆動回路が大幅に簡略化されると共
に、駆動電圧を低減することができる。
【０２６１】また、本発明によれば、画像表示装置の光
源の寿命を従来よりも大幅に延ばすことができる。すな
わち、従来の陰極蛍光管では、電極部でのスパッタリン
グ現象などに起因して、所定の寿命期間の経過後は、輝
度が急速に低下し、発光が停止する。しかし、本発明に
よれば、光源の半導体発光素子は、数万時間という極め
て長時間の使用に対しても輝度の低下は殆ど見られず、
その寿命は、半永久的ということもできる。
【０２６２】さらに、本発明による画像表示装置は、発
光の立ち上がり時間が極めて短い。すなわち、駆動開始
の信号入力から発光が定常状態に至るまでの時間は、従
来の陰極蛍光管と比較して、きわめて短く、瞬時動作が
可能である。
【０２６３】また、本発明によれば、画像表示装置の信
頼性も向上する。すなわち、従来の陰極蛍光管は、ガラ
ス管に所定のガスを封入した構造を有する。従って、過
度の衝撃や振動に対して破損することがあった。しか
し、本発明によれば、光源として固体素子である半導体
発光素子を用いるので、衝撃や振動に対する耐久性も顕
著に向上する。さらに、本発明によれば、有害な水銀を
使用することがない。すなわち、従来の陰極蛍光管で
は、ガラス管の内部に所定量の水銀が封入されているこ
とが多かった。しかし、本発明によれば、このような有
害な水銀を用いる必要がない。
【０２６４】また、本発明による発光素子は、小型且つ
薄型で、輝度が高く、高信頼性で、ＲＧＢ光のような複
数の発光波長を同時に取り出すことができる。
【０２６５】このように、本発明によれば、簡易な構成
により、小型で、高性能且つ高信頼性を有する画像表示
装置及び発光素子が得られるようになり、産業上のメリ
ットは多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による画像表示装置
の概略構成を表す断面図である。
【図２】本発明による画像表示装置１０の具体例の構成
を表す概略断面図である。
【図３】本発明による画像表示装置１０ａの具体例の構
成を表す概略断面図である。
【図４】画像表示装置１０ｂの光源部に用いて好適な半
導体発光素子の具体例に関する説明図である。
【図５】画像表示装置１０ｂの波長変換部４０ｂに用い
て好適な蛍光体の具体例に関する説明図である。
【図６】本発明による画像表示装置１０ａの具体例の構
成を表す概略断面図である。
【図７】本発明による画像表示装置１０ａの具体例の構
成を表す概略断面図である。
【図８】本発明による画像表示装置１０ａの具体例の構
成を表す概略断面図である。
【図９】本発明による画像表示装置１０ａの具体例の構
成を表す概略断面図である。
【図１０】本発明による画像表示装置１０ａの具体例の
構成を表す概略断面図である。
【図１１】本発明による画像表示装置１０ａの具体例の
構成を表す概略断面図である。
【図１２】本発明による画像表示装置１０ａの具体例の
構成を表す概略断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態による画像表示装
置の概略構成を表す断面図である。
【図１４】本発明による画像表示装置５０の具体例の構
成を表す概略断面図である。
【図１５】本発明による画像表示装置５０ａの変形例の
構成を表す概略断面図である。
【図１６】本発明による画像表示装置５０の変形例の構
成を表す概略断面図である。
【図１７】本発明において用いることのできる調光部３
０ｋを用いた透過型画像表示装置の構成を例示する概略
断面図である。
【図１８】調光部３０ｋを用いた反射型画像表示装置の
構成を例示する概略構成図である。
【図１９】本発明による画像表示装置における各画素の
面積を最適化した１例を表す概略説明図である。
【図２０】本発明による画像表示装置１０或いは５０の
光源部２０の具体例の構成を表す概略構成図である。
【図２１】本発明による画像表示装置の光源部の第２の
具体例の構成を表す概略構成図である。
【図２２】本発明による画像表示装置の光源部の第３の
具体例の構成を表す概略構成図である。
【図２３】本発明による画像表示装置の光源部の第４の
具体例の構成を表す概略構成図である。
【図２４】本発明による画像表示装置の光源部の第５の
具体例の構成を表す概略構成図である。
【図２５】本発明による画像表示装置の光源部の第６の
具体例の構成を表す概略構成図である。
【図２６】本発明による画像表示装置の光源部の第７の
具体例の構成を表す概略構成図である。
【図２７】本発明による画像表示装置の光源部の第８の
具体例の構成を表す概略構成図である。
【図２８】本発明による画像表示装置の光源部の第９の
具体例の構成を表す概略構成図である。
【図２９】本発明による画像表示装置の光源部の第１０
の具体例の構成を表す概略構成図である。
【図３０】本発明による画像表示装置の光源部の第１１
の具体例の構成を表す概略構成図である。
【図３１】本発明による画像表示装置の光源部の第１２
の具体例の構成を表す概略構成図である。
【図３２】本発明による画像表示装置の光源部の第１３
の具体例の構成を表す概略構成図である。
【図３３】本発明による画像表示装置の光源部の第１４
の具体例を説明する概略断面図である。
【図３４】本発明による画像表示装置の光源部の第１５
の具体例を説明する概略断面図である。
【図３５】本発明による画像表示装置の光源部の第１６
の具体例を説明する概略断面図である。
【図３６】本発明による画像表示装置の光源部の第１７
の具体例の構成を表す概略構成図である。
【図３７】本発明による画像表示装置の光源部の第１８
の具体例の構成を表す概略構成図である。
【図３８】本発明による画像表示装置の光源部の第１９
の具体例の構成を表す概略構成図である。
【図３９】本発明による画像表示装置の光源部の第２０
の具体例の構成を説明する概略断面図である。
【図４０】本発明による画像表示装置の光源部の第２１
の具体例の構成を説明する概略断面図である。
【図４１】本発明による画像表示装置の光源部の第２２
の具体例の構成を説明する概略断面図である。
【図４２】本発明による画像表示装置の光源部の第２３
の具体例の構成を説明する概略断面図である。
【図４３】本発明による画像表示装置の光源部の第２４
の具体例の構成を説明する概略断面図である。
【図４４】本発明による画像表示装置の光源部の第２５
の具体例の構成を説明する概略断面図である。
【図４５】本発明による画像表示装置の光源部の第２６
の具体例の構成を説明する概略断面図である。
【図４６】本発明による画像表示装置の光源の第１の具
体例を表す概略断面図である。
【図４７】光源２２Ａの具体例を表す概略断面図であ
る。
【図４８】光源２２Ａの具体例を表す概略断面図であ
る。
【図４９】光源２２Ａの具体例を表す概略断面図であ
る。
【図５０】本発明との比較のために示した従来の光源の
概略断面図である。
【図５１】光源２２Ａの具体例を表す概略断面図であ
る。
【図５２】光源２２Ａの具体例を表す概略断面図であ
る。
【図５３】光源２２Ａの具体例を表す概略断面図であ
る。
【図５４】光源２２Ａの具体例を表す概略断面図であ
る。
【図５５】光源２２Ａの具体例を表す概略断面図であ
る。
【図５６】光源２２Ａの具体例を表す概略断面図であ
る。
【図５７】本発明による画像表示装置の光源の具体例を
表す概略断面図である。
【図５８】光源２２Ａの具体例を表す概略断面図であ
る。
【図５９】光源２２Ａの具体例を表す概略断面図であ
る。
【図６０】本発明による画像表示装置の光源の具体例を
表す概略断面図である。
【図６１】本発明による画像表示装置の光源の具体例を
表す概略断面図である。
【図６２】本発明による画像表示装置の光源の具体例を
表す概略断面図である。
【図６３】本発明による画像表示装置の光源の具体例を
表す概略断面図である。
【図６４】本発明による画像表示装置の光源の具体例を
表す概略断面図である。
【図６５】本発明による画像表示装置の光源の具体例を
表す概略断面図である。
【符号の説明】
１０ 画像表示装置 ２０ 光源部 ２２ 光源 ２３ ロッド・レンズ ２４ 基板 ２５ 取り付け部 ２６ 導光板または導光部 ２８ 反射板 ２９ 拡散板 ３０ 調光部 ４０ 波長変換部または波長選択部 ３１ 偏光板 ３２ 基板 ３４ 透明電極 ３５ スイッチング素子 ３６ 液晶 ３８ 共通電極 ３９ 偏光板 ４２ 基板 ４４ 蛍光体、透過窓 ６０ フィルタ ６２ 遮光材 ６６ 導光部 ７０ 可動鏡 ７２ 可動鏡 ７４ 可動レンズ ７６ 反射鏡 ７７ リフレクタ ７８ 集光レンズ ８０ 投写レンズ ９０ スクリーン １１０ 発光素子 １１２ 波長変換材 １１４ 電極 １１６ ワイア １２０ 実装部材 １２４ 反射板 １２２ 実装部材 １３０ 樹脂 ２１０ 発光素子 ２２２、４５０ 実装部材 ２３０、８３０ 樹脂 ２５０ 波長変換物質 ３１２、４１２ 基板 ３１４、４１４ バッファ層 ３１６ ｎ型コンタクト層 ３１８、４１８ ｎ型クラッド層 ３２０、４２０ 活性層 ３２２、４２２ ｐ型クラッド層 ３２４、４２６ ｐ型コンタクト層 ３２６ ｐ側電極 ３３４ ｎ側電極 ５００、５１０、５２０、６００、６１０ 発光素子 ６２０、７００、７１０、７２０、８１０、９１０ 発
光素子 ９２０ 実装部材 ９３０ 樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 紺 野 邦 明 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 新 田 康 一 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 岡 崎 治 彦 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内

Claims (76)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体発光素子を光源として備えた光源部
    と、 前記光源部から放出される光の強度を画素毎に調節して
    透過光として透過させ、もしくは遮蔽する調光部と、 前記調光部を透過した前記透過光を受けて、前記透過光
    とは強度スペクトルが異なる光を放出する波長変換部
    と、 を備えたことを特徴とする画像表示装置。
  2. 【請求項２】前記調光部は、透光性基板の上に前記画素
    毎に形成されたスイッチング素子を有する液晶セルを備
    え、前記画素毎に前記液晶セルに印加する電圧を制御す
    ることにより前記透過光の強度を調節するものとして構
    成され、 前記波長変換部は、前記透過光の波長を変換して放出す
    る蛍光体を備えることを特徴とする請求項１記載の画像
    表示装置。
  3. 【請求項３】前記半導体発光素子は、発光スペクトルの
    ピーク波長が紫外線領域にある発光素子であり、 前記波長変換部は、所定の画素パターンに従って配置さ
    れた３種類の蛍光体を備え、 前記３種類の蛍光体は、それぞれ、前記透過光を赤、緑
    或いは青の波長帯の可視光に変換する蛍光体であること
    を特徴とする請求項１または２記載の画像表示装置。
  4. 【請求項４】前記半導体発光素子は、窒化ガリウム系半
    導体を発光層として備え、発光スペクトルのピーク波長
    は、３６０ナノメータ以上３８０ナノメータ以下である
    ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の
    画像表示装置。
  5. 【請求項５】前記波長変換部は、発光素子の前記ピーク
    波長と実質的に同一の波長領域において吸収励起ピーク
    を有する蛍光体であることを特徴とする請求項４記載の
    画像表示装置。
  6. 【請求項６】前記調光部の前記透光性基板は、前記半導
    体発光素子からの紫外線領域における発光に対する吸収
    率が低い低アルカリ・ガラスからなることを特徴とする
    請求項３〜５のいずれか１つに記載の画像表示装置。
  7. 【請求項７】前記調光部の前記透光性基板は、前記半導
    体発光素子からの紫外線領域における発光に対する吸収
    率が低い無アルカリ・ガラスからなることを特徴とする
    請求項３〜５のいずれか１つに記載の画像表示装置。
  8. 【請求項８】前記調光部の前記透光性基板は、前記半導
    体発光素子からの紫外線領域における発光に対する吸収
    率が低い石英ガラスからなることを特徴とする請求項３
    〜５のいずれか１つに記載の画像表示装置。
  9. 【請求項９】前記波長変換部は、外部からの紫外線の侵
    入と、前記半導体発光素子が放出する紫外線の外部への
    漏出とを抑制するための紫外線を吸収するフィルタを備
    えることを特徴とする請求項３〜８のいずれか１つに記
    載の画像表示装置。
  10. 【請求項１０】前記半導体発光素子は、発光スペクトル
    のピーク波長が青色領域にある発光素子であり、 前記波長変換部は、所定の画素パターンに従って配置さ
    れた２種類の蛍光体と１種類の透光体とを備え、前記２
    種類の蛍光体は、それぞれ、前記透過光を赤或いは緑の
    波長帯の可視光に変換する有機蛍光体であり、前記１種
    類のフィルタは、前記透過光を透過するものとして構成
    されていることを特徴とする請求項１または２に記載の
    画像表示装置。
  11. 【請求項１１】半導体発光素子を光源として備えた光源
    部と、 前記半導体発光素子から放出される光を受けて、その光
    とは強度スペクトルが異なる光を放出する波長変換部
    と、 前記波長変換部から放出される光の強度を画素毎に調節
    して透過光として透過させ、もしくは遮蔽する調光部
    と、 を備えたことを特徴とする画像表示装置。
  12. 【請求項１２】前記調光部は、透光性基板の上に前記画
    素毎に形成されたスイッチング素子を有する液晶セルを
    備え、前記画素毎に前記液晶セルに印加する電圧を制御
    することにより前記透過光の強度を調節するものとして
    構成され、 前記波長変換部は、前記透過光の波長を変換して放出す
    る蛍光体を備えることを特徴とする請求項１１記載の画
    像表示装置。
  13. 【請求項１３】前記半導体発光素子は、発光スペクトル
    のピーク波長が紫外線領域にある発光素子であり、 前記波長変換部は、３種類の蛍光体を備え、前記３種類
    の蛍光体は、それぞれ、前記透過光を赤、緑或いは青の
    波長帯の可視光に変換する蛍光体であることを特徴とす
    る請求項１１または１２に記載の画像表示装置。
  14. 【請求項１４】前記半導体発光素子は、窒化ガリウム系
    半導体を発光層として備え、発光スペクトルのピーク波
    長は、３６０ナノメータ以上３８０ナノメータ以下であ
    ることを特徴とする請求項１３記載の画像表示装置。
  15. 【請求項１５】前記３種類の蛍光体は、それぞれ、所定
    の画素パターンに従って配置されていることを特徴とす
    る請求項１３または１４に記載の画像表示装置。
  16. 【請求項１６】前記半導体発光素子は、発光スペクトル
    のピーク波長が青色領域にある発光素子であり、 前記波長変換部は、２種類の蛍光体と１種類の透光体と
    を備え、前記２種類の蛍光体は、それぞれ、前記透過光
    を赤或いは緑の波長帯の可視光に変換する有機蛍光体で
    あり、前記１種類の透光体は、前記透過光を透過するも
    のとして構成されていることを特徴とする請求項１１ま
    たは１２に記載の画像表示装置。
  17. 【請求項１７】前記２種類の蛍光体と前記１種類の透光
    体は、それぞれ、所定の画素パターンに従って配置され
    ていることを特徴とする請求項１６記載の画像表示装
    置。
  18. 【請求項１８】前記波長変換部は、発光素子の前記ピー
    ク波長と実質的に同一の波長領域において吸収励起ピー
    クを有する蛍光体であることを特徴とする請求項１１ま
    たは１２に記載の画像表示装置。
  19. 【請求項１９】前記光源部は、前記半導体発光素子から
    放出される光を導く略平板状の導光板を備え、 前記波長変換部は、蛍光体を含む層であって、前記導光
    板に積層されているものとして構成されていることを特
    徴とする請求項１１〜１３のいずれか１つに記載の画像
    表示装置。
  20. 【請求項２０】前記光源部は、前記半導体発光素子から
    放出される光を導く略平板状の導光板を備え、 前記波長変換部は、蛍光体を含む層であって、前記光源
    部と前記導光板との間に設けられていることを特徴とす
    る請求項１１〜１３のいずれか１つに記載の装置。
  21. 【請求項２１】半導体発光素子を光源として備えた光源
    部と、 前記光源部から放出される光の強度を画素毎に調節して
    透過光として透過させ、もしくは遮蔽する調光部と、 前記調光部を透過した前記透過光を受けて、前記透過光
    とは強度スペクトルが異なる光を放出する波長選択部
    と、 を備えたことを特徴とする画像表示装置。
  22. 【請求項２２】半導体発光素子を光源として備えた光源
    部と、 前記光源部から放出される光を受けて、前記透過光とは
    強度スペクトルが異なる光を放出する波長選択部と、 前記波長選択部から放出される光の強度を画素毎に調節
    して透過光として透過させ、もしくは遮蔽する調光部
    と、 を備えたことを特徴とする画像表示装置。
  23. 【請求項２３】前記調光部は、透光性基板の上に前記画
    素毎に形成されたスイッチング素子を有する液晶セルを
    備え、前記画素毎に前記液晶セルに印加する電圧を制御
    することにより前記透過光の強度を調節するものとして
    構成されていることを特徴とする請求項２１または２２
    に記載の画像表示装置。
  24. 【請求項２４】前記光源部と前記調光部との間に、前記
    調光部に入射する光の輝度ムラを抑制するために、光を
    散乱する光拡散板が設けられていることを特徴とする請
    求項２３記載の画像表示装置。
  25. 【請求項２５】前記光源部は、前記半導体発光素子とし
    て、赤色の波長領域に発光ピークを有する発光ダイオー
    ドと、緑色の波長領域に発光ピークを有する発光ダイオ
    ードと、青色の波長領域に発光ピークを有する発光ダイ
    オードとを少なくとも１つづつ有することを特徴とする
    請求項２１〜２４のいずれか１つに記載の画像表示装
    置。
  26. 【請求項２６】前記波長選択部は、前記透過光とは強度
    スペクトルが異なる光を放出するためのカラー・フィル
    タを有することを特徴とする請求項２１〜２５のいずれ
    か１つに記載の画像表示装置。
  27. 【請求項２７】前記カラー・フィルタは、所定の画素パ
    ターンに従って配置されていることを特徴とする請求項
    ２６記載の画像表示装置。
  28. 【請求項２８】前記調光部あるいは前記波長選択部は、
    ゲスト・ホスト型液晶及び高分子分散型液晶のうちのい
    ずれかを備えることを特徴とする請求項２１〜２７のい
    ずれか１つに記載の画像表示装置。
  29. 【請求項２９】所定の画素パターンを有し、前記所定の
    画素パターンは、色毎の輝度のバランスを調節するため
    に、色毎に画素面積が異なることを特徴とする請求項１
    〜２８のいずれか１つに記載の画像表示装置。
  30. 【請求項３０】所定の画素パターンを有し、前記画素パ
    ターンの前記光源部とは反対側に、視野角の改善のため
    に、光を散乱する光拡散板が設けられていることを特徴
    とする請求項１〜２９のいずれか１つに記載の画像表示
    装置。
  31. 【請求項３１】前記光源部は、画像表示面に対して略平
    行で、前記光源からの光を導く略平板状の導光板を備
    え、前記光源からの光は前記導光板の側部から前記導光
    板内に入射されることを特徴とする請求項１〜３０のい
    ずれか１つに記載の画像表示装置。
  32. 【請求項３２】前記光源部は、前記導光板の対向する両
    側部に前記発光素子を有する基板が設けられていること
    を特徴とする請求項３１記載の画像表示装置。
  33. 【請求項３３】前記光源部は、前記導光板の４辺の側部
    に前記発光素子を有する基板が設けられていることを特
    徴とする請求項３１記載の画像表示装置。
  34. 【請求項３４】前記光源部は、前記赤色の波長領域に発
    光ピークを有する前記発光ダイオードのみを有する基板
    と、前記緑色の波長領域に発光ピークを有する前記発光
    ダイオードのみを有する基板と、前記青色の波長領域に
    発光ピークを有する前記発光ダイオードのみを有する基
    板とが、それぞれ前記導光板の異なる側部に配置されて
    いることを特徴とする請求項３１記載の画像表示装置。
  35. 【請求項３５】前記光源部は、前記光源と前記導光板と
    の間に、前記光源からの光を収束するためのロッド・レ
    ンズを備えることを特徴とする請求項３１記載の画像表
    示装置。
  36. 【請求項３６】前記光源部は、画像表示面に対向する略
    平行な平面上に前記光源が配置され、前記画像表示面に
    向けて光を取り出すようにされていることを特徴とする
    請求項１〜３０のいずれか１つに記載の装置。
  37. 【請求項３７】前記光源部は、前記光源の周囲に配置さ
    れた反射板を備え、前記光源の側面方向に放射される光
    を前記導光板の主面から取り出すことのできるようにし
    たものとして構成されていることを特徴とする請求項３
    ６記載の装置。
  38. 【請求項３８】半導体発光素子と可動反射鏡とを有する
    光源部と、 前記光源部から放出される光を受けて、その強度スペク
    トルを変化させて放出する波長変換部と、を備え、 前記可動反射鏡を動かすことにより前記半導体発光素子
    からの光を反射させて前記波長変換部の所定の位置に入
    射させるようにしたことを特徴とする画像表示装置。
  39. 【請求項３９】前記可動反射鏡は、前記画像表示装置の
    画素列毎に設けられていることを特徴とする請求項３８
    記載の画像表示装置。
  40. 【請求項４０】半導体発光素子と可動レンズとを有する
    光源部と、 前記光源部から放出される光を受けて、その強度スペク
    トルを変化させて放出する波長変換部と、を備え、 前記可動レンズを動かすことにより前記半導体発光素子
    からの光を収束走査して前記波長変換部の所定の位置に
    入射させるようにしたことを特徴とする画像表示装置。
  41. 【請求項４１】光源としての半導体発光素子を有する光
    源部と、 前記光源部から放出される光を受けて、その強度スペク
    トルを変化させて放出する波長変換部と、を備え、 前記光源部は、さらに前記半導体発光素子から放射され
    る光を前記調光部のそれぞれの画素部に向けて部分的に
    反射するように、それぞれの画素に対応したハーフミラ
    ーを有することを特徴とする画像表示装置。
  42. 【請求項４２】半導体発光素子と、可動レンズと、前記
    半導体発光素子から前記可動レンズを介して放射される
    光を受けて、対応する画素に向けて反射する、それぞれ
    の画素に対応した反射面を有するフレネル型反射板とを
    有する光源部と、 前記フレネル反射板から反射される光を受けて強度スペ
    クトルを変化させる波長変換部と、 を備えたことを特徴とする画像表示装置。
  43. 【請求項４３】半導体発光素子と、前記半導体発光素子
    から放射される光を受けて、対応する画素に向けて反射
    する、それぞれの画素に対応した反射面を有するフレネ
    ル型反射板とを有する光源部と、 前記フレネル反射板から反射される光を受けて強度スペ
    クトルを変化させる波長変換部と、を備え、 前記半導体発光素子の光の出射方向が可変とされている
    ことを特徴とする画像表示装置。
  44. 【請求項４４】半導体発光素子と、 前記半導体発光素子から放射される光を受けて、対応す
    る画素に向けて反射する、それぞれの画素に対応した反
    射面を有するフレネル型反射板と 前記フレネル反射板の上に堆積され、前記半導体発光素
    子から放射される光を受けて、その強度スペクトルを変
    化させる波長変換部と、 を備えたことを特徴とする画像表示装置。
  45. 【請求項４５】光源と、前記光源から放出される光を集
    束する光学系と、前記光学系により集束された光を受け
    て画素ごとにそのフィルタリングと強度の調整を行う液
    晶パネルと、前記液晶パネルを透過した光をスクリーン
    上に結像する投射レンズとを備えた投射型の画像表示装
    置であって、前記光源として発光ダイオードを用いたこ
    とを特徴とする画像表示装置。
  46. 【請求項４６】前記光源部は、前記光源としての発光ダ
    イオードの複数個のベア・チップが設けられていること
    を特徴とする請求項１〜４５のいずれか１つに記載の画
    像表示装置。
  47. 【請求項４７】前記光源部は、前記半導体発光素子とし
    ての発光ダイオードが樹脂にモールドされている複数個
    のＬＥＤランプが設けられていることを特徴とする請求
    項１〜４５のいずれか１つに記載の画像表示装置。
  48. 【請求項４８】前記光源部は、前記半導体発光素子とし
    ての発光ダイオードが設けられた複数個のＳＭＤランプ
    が設けられていることを特徴とする請求項１〜４５のい
    ずれか１つに記載の画像表示装置。
  49. 【請求項４９】前記光源部は、前記半導体発光素子とし
    ての半導体レーザが設けられていることを特徴とする請
    求項３１〜３３および３８〜４４のいずれか１つに記載
    の画像表示装置。
  50. 【請求項５０】前記光源は、実装部材と、前記実装部材
    上に実装された前記半導体発光素子としての発光ダイオ
    ードと、前記発光ダイオードをモールドしている樹脂と
    を備えたランプを有し、前記樹脂の表面に蛍光体が堆積
    され、前記発光ダイオードからの発光が前記蛍光体によ
    り波長変換されて放出されるものとして構成されている
    ことを特徴とする請求項１〜３７のいずれか１つに記載
    の画像表示装置。
  51. 【請求項５１】前記半導体発光素子は、少なくとも１層
    の窒化ガリウム系化合物半導体を含む複数の半導体層か
    らなる積層構造を有する発光ダイオードであって、前記
    複数の半導体層のうちの少なくともいずれかの前記半導
    体層中に、前記発光ダイオードからの発光を波長変換し
    て放出する蛍光体が含有されてなることを特徴とする請
    求項１〜３７のいずれか１つに記載の画像表示装置。
  52. 【請求項５２】前記半導体発光素子のうちの少なくとも
    １つは、インジウム・ガリウム・アルミニウム燐系化合
    物半導体層を積層した発光ダイオードであり、前記発光
    ダイオードの上面から緑色の可視光を放出するととも
    に、前記発光ダイオードの側面から赤色の可視光を放出
    し、前記波長変換部には、前記緑色の可視光と前記赤色
    の可視光とが入射されることを特徴とする請求項２１〜
    ２８のいずれか１つに記載の画像表示装置。
  53. 【請求項５３】前記半導体発光素子のうちの少なくとも
    １つは、インジウム・ガリウム・アルミニウム燐系化合
    物半導体層を積層した発光ダイオードであり、前記発光
    ダイオードの上面から緑色の可視光を放出するととも
    に、前記発光ダイオードの側面から赤色の可視光を放出
    し、 前記半導体発光素子のうちの少なくとも他の１つは、青
    色の可視光を放出する発光ダイオードであり、 前記波長変換部には、前記緑色の可視光と前記赤色の可
    視光と前記青色の可視光とが入射されることを特徴とす
    る請求項２１〜２８のいずれか１つに記載の画像表示装
    置。
  54. 【請求項５４】前記半導体発光素子は、窒化ガリウム系
    化合物半導体を発光層として備えた発光ダイオードと、
    前記発光ダイオードの表面のうちの少なくとも一部に堆
    積されている蛍光体とを備え、前記発光ダイオードから
    の発光が前記蛍光体により波長変換されて外部に放出さ
    れるものとして構成されていることを特徴とする請求項
    １〜３７のいずれか１つに記載の画像表示装置。
  55. 【請求項５５】前記半導体発光素子は、実装部材と、前
    記実装部材に実装されている窒化ガリウム系化合物半導
    体を発光層として備えた発光ダイオードと、前記発光ダ
    イオードをモールドしている樹脂と、を備え、前記実装
    部材は、前記発光ダイオードの実装部の周囲に設けられ
    た反射板と、前記反射板の表面に堆積されている蛍光体
    とを備え、前記発光ダイオードからの発光が前記蛍光体
    により波長変換されて放出されるものとして構成されて
    いることを特徴とする請求項１〜３７のいずれか１つに
    記載の画像表示装置。
  56. 【請求項５６】前記半導体発光素子は、透光性基板と、
    前記透光性基板の上に積層された蛍光体の層と、前記蛍
    光体の層の上に実装された窒化ガリウム系化合物半導体
    を発光層として備えた発光ダイオードとを備え、前記発
    光ダイオードからの発光が前記蛍光体層により波長変換
    されて前記透光性基板を透過して放出されるものとして
    構成されていることを特徴とする請求項１〜３７のいず
    れか１つに記載の画像表示装置。
  57. 【請求項５７】前記発光ダイオードは、発光スペクトル
    のピーク波長が紫外線領域にある発光ダイオードであ
    り、 前記蛍光体は、前記発光ダイオードからの前記発光を
    赤、緑及び青の波長帯の可視光に変換する蛍光体である
    ことを特徴とする請求項５４〜５６のいずれか１つに記
    載の装置。
  58. 【請求項５８】前記半導体発光ダイオードは、発光スペ
    クトルのピーク波長が青色の波長領域にある発光ダイオ
    ードであり、 前記蛍光体は、前記発光ダイオードからの前記発光を赤
    及び緑の可視光に変換する有機蛍光体であることを特徴
    とする請求項５４〜５６のいずれか１つに記載の装置。
  59. 【請求項５９】前記半導体発光素子は、発光波長の異な
    る複数の発光ダイオードが、光の取り出し方向からみて
    互いに発光を遮蔽しないように積層され、前記複数の発
    光ダイオードのそれぞれからの発光が前記光の取り出し
    方向において取り出すことができるものとして構成され
    ていることを特徴とする請求項２１〜２８のいずれか１
    つに記載の画像表示装置。
  60. 【請求項６０】前記発光ダイオードとして青色発光ダイ
    オードの陽極側の上に緑色発光ダイオードが積層され、
    前記青色発光ダイオードの陰極側の上に赤色発光ダイオ
    ードが積層されていることを特徴とする請求項５９記載
    の画像表示装置。
  61. 【請求項６１】前記半導体発光素子は、赤色発光ダイオ
    ードの上に青色発光ダイオードの陽極側が積層され、緑
    色発光ダイオードの上に前記青色発光ダイオードの陰極
    側が積層され、前記赤色発光ダイオードと前記緑色発光
    ダイオードと前記青色発光ダイオードからのそれぞれの
    発光は、前記青色発光ダイオードの基板を透過して取り
    出すものとして構成されていることを特徴とする請求項
    ２１〜２８のいずれか１つに記載の画像表示装置。
  62. 【請求項６２】前記半導体発光素子は、発光波長の異な
    る複数の発光ダイオードが、光の取り出し方向からみて
    発光波長の短い順に積層され、前記複数の発光ダイオー
    ドのそれぞれからの発光は前記光の取り出し方向に沿っ
    て積層されている発光波長のより短い発光ダイオードを
    透過して取り出すことができるものとして構成されてい
    ることを特徴とする請求項２１〜２８のいずれか１つに
    記載の画像表示装置。
  63. 【請求項６３】前記複数の発光ダイオードは、赤色の波
    長領域に発光ピークを有する発光ダイオードと、緑色の
    波長領域に発光ピークを有する発光ダイオードと、青色
    の波長領域に発光ピークを有する発光ダイオードである
    ことを特徴とする請求項６３記載の画像表示装置。
  64. 【請求項６４】窒化ガリウム系化合物半導体を発光層と
    して備えた発光ダイオードと、前記発光ダイオードの表
    面のうちの少なくとも一部に堆積されている蛍光体とを
    備え、前記発光ダイオードからの発光が前記蛍光体によ
    り波長変換されて外部に放出されるものとして構成され
    ていることを特徴とする発光装置。
  65. 【請求項６５】実装部材と、前記実装部材に実装されて
    いる窒化ガリウム系化合物半導体を発光層としては備え
    た発光ダイオードと、前記発光ダイオードをモールドし
    ている樹脂と、を備え、前記樹脂の表面に蛍光体が堆積
    され、前記発光ダイオードからの発光が前記蛍光体によ
    り波長変換されて放出されるものとして構成されている
    ことを特徴とする発光装置。
  66. 【請求項６６】実装部材と、前記実装部材に実装されて
    いる窒化ガリウム系化合物半導体を発光層として備えた
    発光ダイオードと、前記発光ダイオードをモールドして
    いる樹脂と、を備え、前記実装部材は、前記発光ダイオ
    ードの実装部の周囲に設けられた反射板と、前記反射板
    の表面に堆積されている蛍光体とを備え、前記発光ダイ
    オードからの発光が前記蛍光体により波長変換されて放
    出されるものとして構成されていることを特徴とする発
    光装置。
  67. 【請求項６７】透光性基板と、前記透光性基板の上に積
    層された蛍光体の層と、前記蛍光体の層の上に実装され
    た窒化ガリウム系化合物半導体を発光層として備えた発
    光ダイオードとを備え、前記発光ダイオードからの発光
    が前記蛍光体層により波長変換されて前記透光性基板を
    透過して放出されるものとして構成されていることを特
    徴とする発光装置。
  68. 【請求項６８】少なくとも１層の窒化ガリウム系化合物
    半導体を含む複数の半導体層からなる積層構造を有する
    発光ダイオードの少なくともいずれかの前記半導体層中
    に、前記発光ダイオードからの発光を波長変換して放出
    する蛍光体が含有されてなることを特徴とする発光装
    置。
  69. 【請求項６９】前記発光ダイオードは、発光スペクトル
    のピーク波長が紫外線領域にある発光ダイオードであ
    り、 前記蛍光体は、前記発光ダイオードからの前記発光を
    赤、緑及び青の波長帯の可視光に変換する蛍光体である
    ことを特徴とする請求項６４〜６８のいずれか１つに記
    載の装置。
  70. 【請求項７０】前記半導体発光ダイオードは、発光スペ
    クトルのピーク波長が青色の波長領域にある発光ダイオ
    ードであり、 前記蛍光体は、前記発光ダイオードからの前記発光を赤
    及び緑の可視光に変換する有機蛍光体であることを特徴
    とする請求項６４〜６８のいずれか１つに記載の装置。
  71. 【請求項７１】発光波長の異なる複数の発光ダイオード
    が、光の取り出し方向からみて互いに発光を遮蔽しない
    ように積層され、前記複数の発光ダイオードのそれぞれ
    からの発光が前記光の取り出し方向において取り出すこ
    とができるものとして構成されていることを特徴とする
    発光装置。
  72. 【請求項７２】前記発光ダイオードとして青色発光ダイ
    オードの陽極側の上に緑色発光ダイオードが積層され、
    前記青色発光ダイオードの陰極側の上に赤色発光ダイオ
    ードが積層されていることを特徴とする請求項７１記載
    の発光装置。
  73. 【請求項７３】赤色発光ダイオードの上に青色発光ダイ
    オードの陽極側が積層され、緑色発光ダイオードの上に
    前記青色発光ダイオードの陰極側が積層され、前記赤色
    発光ダイオードと前記緑色発光ダイオードと前記青色発
    光ダイオードからのそれぞれの発光は、前記青色発光ダ
    イオードの基板を透過して取り出すものとして構成され
    ていることを特徴とする発光装置。
  74. 【請求項７４】発光波長の異なる複数の発光ダイオード
    が、光の取り出し方向からみて発光波長の短い順に積層
    され、前記複数の発光ダイオードのそれぞれからの発光
    は前記光の取り出し方向に沿って積層されている発光波
    長のより短い発光ダイオードを透過して取り出すことが
    できるものとして構成されていることを特徴とする発光
    装置。
  75. 【請求項７５】前記複数の発光ダイオードは、赤色の波
    長領域に発光ピークを有する発光ダイオードと、緑色の
    波長領域に発光ピークを有する発光ダイオードと、青色
    の波長領域に発光ピークを有する発光ダイオードである
    ことを特徴とする請求項７１または７４に記載の発光装
    置。
  76. 【請求項７６】インジウム・ガリウム・アルミニウム燐
    系化合物半導体層を積層した発光ダイオードであって、
    前記発光ダイオードの上面から緑色の可視光を放出する
    とともに、前記発光ダイオードの側面から赤色の可視光
    を放出する第１の発光ダイオードと、 青色の可視光を放出する第２の発光ダイオードと、 を備えたことを特徴とする発光装置。
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