CN107643613A - 发光装置的色度等级确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供发光装置的色度等级确定方法，其用于使在液晶显示板中彩色显示的显示内容的色度处于规定的色度范围，其中，表示色度等级的区域是由1931CIE色度图上的四个规定点包围的区域，规定点中的、在y方向上分离最远的2点的y方向的宽度相对于在x方向上分离最远的2点的x方向的宽度的比例为0.5以下，以色度等级分类的发光装置具备蓝色发光元件、绿色发光元件、红色发光元件或者红色荧光体，蓝色发光元件的发光峰值波长为447～452nm，绿色发光元件的发光峰值波长为520～541nm，红色发光元件或者红色荧光体的发光峰值波长为630～632nm。
Description
本发明依照35U.S.C.§119要求在2016年7月22日提交的申请号为2016-144007的日本申请以及在2016年9月16日提交的申请号为2016-181099的日本申请的优先权，这些申请的内容以引用方式全部并入本申请。
技术领域
本公开涉及发光装置的色度等级确定方法。
背景技术
作为液晶的背光灯用光源，利用发光二极管(Light Emitting Diode：LED)。使用了LED的背光灯具有长寿命、低消耗电力、响应速度优异、容易薄型化等的优点而广泛普及。
作为使用了这样的LED的背光灯用光源，利用白色LED等，该白色LED使用了蓝色LED管芯、以及吸收该蓝色光并将其转换成不同的波长的波长转换部件(荧光体)。将来自这些白色LED的光经由设置于液晶侧的R、G、B滤色器，由此成为能够进行彩色显示的液晶显示装置。
已知白色LED会因所使用的蓝色LED管芯的发光波长的偏差、荧光体的量、组成等而在其色度产生偏差。因此，用作背光灯用光源的白色LED在1931CIE色度图上进行色度的分级，使用所希望的色度等级内的白色LED(日本特开2013-504876号公报)。
发明内容
但是，即便是相同色度等级的白色LED，其发光光谱不同的白色LED也混合存在，结果，在滤色器透过后的色度产生偏差。作为一例，使用将峰值波长为440nm、445nm、450nm、455nm的四个种类的蓝色LED管芯、与使该蓝色LED管芯作为激励光源而发出黄色的荧光的荧光体组合而成的白色LED。如果在图1所示的色度图上表示从这四个光谱获得的色度点，则四个白色LED的色度能够重叠于图的左下所示的(x，y)＝(0.281，0.246)的大致一点。在图1中看到在(0.281，0.246)的位置仅显示■，但440nm、445nm、450nm、455nm这四个点也位于(0.281，0.246)的位置。此外，如果在图1所示的色度图上表示从滤色器透过后的各白色LED的光谱获得的四个色度点，则如图中的右上所示的四个点那样，色度分别显现在完全不同的位置。这样，存在滤色器透过后的色度不位于规定的色度范围内的可能性。
本公开的实施方式提供一种在液晶显示板中彩色显示的显示内容的色度处于规定的色度范围的发光装置的色度等级确定方法。
本公开的发光装置的色度等级确定方法用于使在液晶显示板中彩色显示的显示内容的色度处于规定的色度范围，其中，表示色度等级的区域是由1931CIE色度图上的四个规定点包围的区域，四个规定点中的、在y方向上分离最远的2点的y方向的宽度相对于在x方向上分离最远的2点的x方向的宽度的比例为0.5以下，以色度等级分类的发光装置具备蓝色发光元件、绿色发光元件、以及红色发光元件或红色荧光体，蓝色发光元件的发光峰值波长为447～452nm，绿色发光元件的发光峰值波长为520～541nm，红色发光元件或者红色荧光体的发光峰值波长为630～632nm。
根据本公开的实施方式，能够提供在液晶显示板中彩色显示的显示内容的色度处于规定的色度范围的发光装置的色度等级确定方法。
附图说明
通过结合附图参考下文的详细说明能够更好地理解本发明，从而能够容易地获得对本发明以及它的许多伴随优点的更加全面的认识。
图1是示出关联技术所涉及的液晶显示装置的白色LED的色度与滤色器透过后的色度的偏移的图。
图2是示出用于对本公开的一实施方式所涉及的发光装置进行分类的色度等级的图。
图3是示出用于对本公开的一实施方式所涉及的发光装置进行分类的色度等级的图。
图4A是示出本公开的一实施方式所涉及的发光装置100A的示意性剖视图。
图4B是示出本公开的一实施方式所涉及的发光装置100B的示意性俯视图。
图4C是示出本公开的一实施方式所涉及的发光装置100C的示意性俯视图。
图5是示出本公开的一实施方式所涉及的发光装置的发光光谱的图。
具体实施方式
现在参考附图描述各个实施例，在这些附图中，相同的附图标记表示相同或相应的部件。其中，应当注意，以下说明的实施方式用于将本公开的技术思想具体化，并不意图限定本公开的技术范围。也应当注意，各图面所示的部件的大小、位置关系等，为了明确说明而有夸大的情形。此外，多个附图中表示的相同附图标记的部分表示相同的部分或者部件。需要说明的是，色彩名称与色度坐标之间的关系、光的波长范围与单色光的色彩名称之间的关系等遵循JISZ8110。
图2是示出1931CIE色度图上的本公开的色度等级10的图。用作液晶背光灯单元1000的光源的发光装置100的色度位于色度等级10。如图2所示，表示色度等级10的区域为由以第1点11、第2点12、第3点13以及第4点14规定的规定点包围的区域。在图2所示的色度等级10中，例如，第1点11的x，y坐标为0.255，0.2227，第2点12的x，y的坐标为0.2607，0.2273，第3点13的x，y的坐标为0.277，0.2233，第4点14的x，y坐标为0.2713，0.2187。需要说明的是，第1点11～第4点14的x，y坐标并无特别限定，根据所使用的发光元件的波长、荧光体的种类等确定。
第1点11～第4点14中的、在y方向上分离最远的2点的y方向的宽度W2相对于在x方向上分离最远的2点的x方向的宽度W1的比例为0.5以下。优选宽度W2相对于宽度W1的比例为0.4以下。由此，表示色度等级10的区域形成为与y方向相比在x方向上较长的形状。在表示色度等级的区域为与x方向相比在y方向上较长的形状的情况下，位于其色度等级内的多个发光装置的滤色器透过后的色度的y方向的偏差变大。如果滤色器透过后的y方向的偏差变大，则需要调节绿色的滤色器而进行亮度调节的作业。尤其是在滤色器透过后的色度的y值高的情况下，以降低绿色的滤色器的透过率的方式调节，存在即便使用亮度高的发光装置也无法充分发挥其性能的情况。与此相对，如本公开的色度等级10那样，在表示色度等级的区域为在y方向上较短的形状(在x方向上细长的形状)的情况下，能够抑制滤色器透过后的色度的y方向的偏差，因此无需进行滤色器的调整等的作业。在图2所示的色度等级10中，第1点11与第3点13在x方向上分离最远，宽度W1为0.022，第2点12与第4点14在y方向上分离最远，宽度W2为0.0086，宽度W2相对于宽度W1的比例为0.39。
接着，在图3中示出位于图2所示的色度等级10内的发光装置100的滤色器透过后的色度。如图3所示，滤色器透过后的色度的分布P以在x方向上延伸的方式分布，与x方向的偏差相比y方向的偏差得以抑制。在图3中，滤色器透过后的偏差为0.0106。
优选滤色器透过后的色度的y方向的偏差在1931CIE色度图上为0.015以下。通过使得滤色器透过后的色度的y方向的偏差处于该范围内，能够收敛于在人眼感到相同亮度的范围内，无需进行滤色器的亮度调整等的作业。
接着，进行能够在本公开的色度等级10内收率良好地收敛色度的发光装置100的说明。
发光装置100具备蓝色发光元件1、绿色发光元件2、红色发光元件3或者红色荧光体4。蓝色发光元件1的发光峰值波长为447～452nm，绿色发光元件2的发光峰值波长为520～541nm，红色发光元件3或者红色荧光体4的发光峰值波长为630～632nm。此外，在其他实施方式中，在使用红色发光元件3的情况下，能够使用从发光峰值波长为630～660nm中选择的波长最长与波长最短的差在5nm的范围内的红色发光元件。例如，作为红色发光元件3，能够使用发光峰值波长为655～660nm的红色发光元件。通过使用这样的红色发光元件3，能够提高色彩再现性良好的发光装置100。
绿色发光元件2优选与滤色器的透过光谱相应地使用半值宽度为40nm以下的发光元件，更优选使用半值宽度为30nm以下的发光元件。使用了这样的绿色发光元件2的液晶背光灯单元1000的绿分量的纯度高，能够实现高的色彩再现性。
图4A示出具备蓝色发光元件1、绿色发光元件2以及红色荧光体4的发光装置100A。在图4A中，包括红色荧光体4的透光性部件5覆盖蓝色发光元件1与绿色发光元件2。此外，透光性部件5配置成其至少一部分位于蓝色发光元件1与绿色发光元件2之间。需要说明的是，在作为红色荧光体4而使用难以由绿色发光元件2激励的红色荧光体的情况下，可以使蓝色发光元件1的周围的红色荧光体4的含有密度(分布密度)大于绿色发光元件2的周围的红色荧光体4的含有密度。由此，从绿色发光元件2射出的光被红色荧光体4阻碍的比例减小，能够有效地取出光。透光性部件5所含有的红色荧光体4的含有率优选为30～80重量％。此外，在作为红色荧光体4而使用能够由紫外光的发光元件有效地激励的红色荧光体的情况下，发光装置100A也可以进一步具备紫外光的发光元件。
图4B示出具备蓝色发光元件1、绿色发光元件2以及红色发光元件3的发光装置100B。蓝色发光元件1、绿色发光元件2以及红色发光元件3串联连接。
图4C所示的发光装置100C具备两个蓝色发光元件1、绿色发光元件2以及红色荧光体4。两个蓝色发光元件1与绿色发光元件2串联连接。在发光装置100C中，在发出同色的光的两个发光元件之间配置有发出与两个发光元件不同色的光的发光元件。在图4C中，在两个蓝色发光元件1之间配置有绿色发光元件2。由此，能够实现各发光元件的射出光与荧光体的激励光的优异的色彩混合性，能够抑制发光装置的色彩不均。
优选绿色发光元件2的光输出相对于蓝色发光元件1的光输出之比为0.3以上且0.7以下。由此，能够获得优异的色彩再现性。需要说明的是，蓝色发光元件1的光输出与绿色发光元件2的光输出也可以相同。
本说明书中的“光输出”是JISZ8113的放射束。此外，能够利用分光光度计测定发光光谱，并根据蓝色发光元件与绿色发光元件的发光光谱的积分值的比来计算发光元件的光输出的比。发光元件的光输出由发光元件的发光峰值波长、发光元件的平面面积或者发光元件所具有的半导体层叠体的种类等决定。
以往，在以发光峰值波长对蓝色发光元件1以及绿色发光元件2进行分选之后，为了获得所希望的色度的发光装置，分别从波长范围宽广的蓝色发光元件1、绿色发光元件2以及红色荧光体4中进行选择。但是，在该方法中，即便是相同色度的发光装置，其发光光谱不同的发光装置也混合存在。其结果是，即便使用相同色度的发光装置，滤色器透过后的最终获得的光的色度也不同。尤其是在所使用的蓝色发光元件的发光峰值波长的偏差的范围为10nm以上的情况下，滤色器的蓝色光的透过率较大不同，滤色器后的色度的偏移量变大。
因此，在本公开的发光装置100中，在将蓝色发光元件1的发光峰值波长、红色发光元件3或者红色荧光体4的发光峰值波长的波长范围限定为较窄的状态下，组合发光峰值波长处于较之宽广的范围内的绿色发光元件2来进行制造。具体而言，当蓝色发光元件1使用发光峰值波长为447～452nm的范围的发光元件，红色发光元件3或者红色荧光体4使用发光峰值波长为630～632nm的发光元件或者荧光体时，作为绿色发光元件2，使用发光峰值波长为520～541nm的范围的发光元件。由此，如图3所示，能够使滤色器透过后的色度处于规定的色度范围内。
通过由发光装置100的发光光谱与x轴包围的区域中的蓝分量的区域B与绿分量的区域G与红分量的区域R的面积比来决定发光装置100的色度。也就是说，即便蓝分量、绿分量以及红分量的发光峰值波长相同，听过改变各发光元件的光输出，也能够改变各色的平衡进而改变白色的色度。在发光装置100中，通过调整绿分量的区域G的面积，能够在抑制了y方向的偏移量的状态下在x方向上改变白色的色度，因此，能够容易收敛于在x方向上延伸的色度等级10。作为调整绿分量的区域G的面积的方法，可举出调整绿色发光元件2的光输出。由此，能够使用光输出的偏差大的绿色发光元件2，因此能够提高绿色发光元件2的收率。图5是示出发光装置100的发光光谱的图，作为一例，将不足490nm的范围设为蓝分量的区域B，将490nm以上且不足570nm的范围设为绿分量的区域G，将570nm以上的范围设为红分量的区域R，但各区域的区分并不限定于此。优选为，当蓝分量的区域B的面积为100、红分量的区域R的面积为60～80时，绿分量的区域G的面积为55～70。
蓝色发光元件1、绿色发光元件2以及红色发光元件3可以是发光二极管(LED)那样的半导体元件。作为各发光元件所使用的半导体，能够使用氮化物系半导体(InXAlYGa1-X- YN，0≤X，0≤Y，X+Y≤1)等。蓝色发光元件1、绿色发光元件2以及红色发光元件3的平面形状除了正方形、长方形之外，还可以是三角形、六边形的形状。此外，蓝色发光元件1、绿色发光元件2以及红色发光元件3也可以分别为多个。
优选红色荧光体4选择由蓝色发光元件1的光激励的荧光体，几乎不吸收绿色发光元件2的绿色光而发出红色光。即，优选红色荧光体4实质上不将绿色光转换成红色光。并且，优选红色荧光体4相对于绿色光的反射率在绿色光的波长的范围内平均为70％以上。通过将红色荧光体4设为相对于绿色光的反射率高、即很少吸收绿色光的荧光体，即很少对绿色光进行波长转换的荧光体，能够容易地进行发光装置的设计。
当使用绿色光的吸收大的红色荧光体时，不仅需要对蓝色发光元件1，而且需要对绿色发光元件2在考虑基于红色荧光体4的波长转换的情况下研究发光装置的输出平衡。另一方面，当使用几乎不对绿色光进行波长转换的红色荧光体4时，能够在仅考虑蓝色发光元件1发出的蓝色的波长转换的情况下设计发光装置的输出平衡。
作为这样的优选的红色荧光体4，能够举出以下的荧光体。红色荧光体4能够使用这些中的至少一个以上的荧光体。
第1种类是其组成用以下的通式(I)表示的红色荧光体。
A2MF6：Mn4+ (I)
其中，在上述通式(I)中，A是从由K、Li、Na、Rb、Cs以及NH4+构成的组中选出的至少一种，M是从由第4族元素以及第14族元素构成的组中选出的至少一种元素。
第4族元素是钛(Ti)、锆(Zr)以及铪(Hf)。第14族元素是硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)以及铅(Pb)。
作为第1种类的红色荧光体的具体例，能够举出K2SiF6：Mn4+、K2(Si，Ge)F6：Mn4+、K2TiF6：Mn4+。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，但本发明不局限于这些实施例，这被认为仅仅是说明本发明的概念，而不应被解释为限制本发明的范围，本发明包括落在权利要求书的保护范围内的所有修改和变更。
Claims (8)
1.一种发光装置的色度等级确定方法，其用于使在液晶显示板中彩色显示的显示内容的色度处于规定的色度范围，其中，
表示所述色度等级的区域是由1931CIE色度图上的四个规定点包围的区域，
所述四个规定点中的、在y方向上分离最远的2点的y方向的宽度相对于在x方向上分离最远的2点的x方向的宽度的比例为0.5以下，
以所述色度等级分类的所述发光装置具备蓝色发光元件、绿色发光元件、以及红色发光元件或红色荧光体，
所述蓝色发光元件的发光峰值波长为447～452nm，所述绿色发光元件的发光峰值波长为520～541nm，所述红色发光元件或者红色荧光体的发光峰值波长为630～632nm。
2.根据权利要求1所述的发光装置的色度等级确定方法，其中，
在1931CIE色度图上，所述四个规定点中的、所述在y方向上分离最远的2点的y方向的宽度为0.01～0.015。
3.根据权利要求1所述的发光装置的色度等级确定方法，其中，
表示所述色度等级的区域的所述四个规定点中，第1点(11)的x，y坐标为0.255，0.2227，第2点(12)的x，y的坐标为0.2607，0.2273，第3点(13)的x，y的坐标为0.277，0.2233，第4点(14)的x，y坐标为0.2713，0.2187。
4.根据权利要求1所述的发光装置的色度等级确定方法，其中，
以所述色度等级分类的所述发光装置通过调整所述发光装置的发光光谱的面积来进行分类。
5.根据权利要求1所述的发光装置的色度等级确定方法，其中，
所述绿色发光元件的光输出相对于所述蓝色发光元件的光输出之比为0.3以上且0.7以下。
6.一种发光装置的制造方法，其中，
所述发光装置的制造方法具备：
准备发光装置的工序，该发光装置具备：发光峰值波长为447～452nm的蓝色发光元件、发光峰值波长为520～541nm的绿色发光元件、以及发光峰值波长为630～632nm的红色发光元件或红色荧光体；
测定所述发光装置的色度的工序；以及
按照规定的色度对所述发光装置进行色度等级分选的分选工序，
一个色度等级具有由1931CIE色度图上的四个规定点包围的区域，由所述四个规定点包围的区域中，在y方向上分离最远的2点的y方向的宽度相对于在x方向上分离最远的2点的x方向的宽度的比例为0.5以下。
7.一种色度等级，其用于对具备蓝色发光元件、绿色发光元件、以及红色发光元件或红色荧光体的发光装置进行分选，其中，
所述色度等级是在1931CIE色度图上由四个规定点包围的区域，在y方向上分离最远的2点的y方向的宽度相对于在x方向上分离最远的2点的x方向的宽度的比例为0.5以下。
8.根据权利要求7所述的色度等级，其中，
在1931CIE色度图上，所述四个规定点中的、所述在y方向上分离最远的2点的y方向的宽度为0.01～0.015。
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