JP2011040486A - 発光装置および画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光素子と、前記発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える発光装置、ならびに、発光素子と、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コアシェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える画像表示装置。
【選択図】図1
Description
本発明における発光装置は、発光素子と、コア/シェル構造を有する半導体微粒子蛍光体とを基本的に備え、光源の励起光が、半導体微粒子蛍光体のシェル部で吸収される点に特徴がある。本発明では、このような構成を備えることにより、演色性と発光効率を両立させた優れた発光装置を提供することができる。
本発明における半導体微粒子蛍光体としては、励起光の少なくとも一部を吸収して、励起光とは異なる波長の光を発光する機能を有するものを指す。本発明における半導体微粒子蛍光体は、発光部であるコア部の粒子径が数nm程度の半導体微結晶からなる。このような半導体微粒子は、コロイド粒子、ナノ粒子、あるいは量子ドットなどとも呼称される場合がある。以下、本発明における半導体微粒子蛍光体を説明する。
本発明はまた、上述した本発明の発光装置と同様の特徴を有する画像表示装置についても提供する。本発明の画像表示装置は、発光素子と、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コアシェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備えることを特徴とする。
以下に、コア部の材料がInP、GaInP、InN、GaInN、CdSe、ZnCdSeである、半導体微粒子蛍光体のコア部の合成方法を説明する。なお、以下の合成例において、半導体微粒子蛍光体の結晶構造測定には、粉末X線回折測定装置Ultima IV(株式会社リガク製)を、半導体微粒子蛍光体の粒子径および粒子径分布測定には、透過型電子顕微鏡JEM−2100(日本電子株式会社製)を用いた。
合成例A1では、InP微結晶からなるコア部を合成した。
合成例A1において、分級工程を変えたことを除いては、合成例A1と同様の製造方法により、合成例A2のInP微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例A1は、沈殿・再溶解の工程を各10回ずつ繰り返したが、合成例A2においては、沈殿・再溶解の工程を各5回ずつ繰り返した。分級工程以外は、合成例A1と同様の製造方法により合成例A2のInP微結晶からなるコア部を合成した。
合成例A1において、分級工程を変えたことを除いては、合成例A1と同様の製造方法により、合成例A3のInP微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例A1は、沈殿・再溶解の工程を各10回ずつ繰り返したが、合成例A3においては、沈殿・再溶解の工程を各2回ずつ繰り返した。分級工程以外は、合成例A1と同様の製造方法により合成例A3のInP微結晶からなるコア部を合成した。
合成例A1において、混合溶液Aに加えるIII族金属元素原料の一部を三塩化ガリウムに代えたことを除いては、合成例A1と同様の製造方法により、合成例A4のInGaP微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例A1はコア部のIII族金属元素原料に三塩化インジウム2.2g(10.0mmol)を用いていたが、合成例A4はIII族金属元素原料に三塩化インジウム1.1g(5.0mmol)と三塩化ガリウム0.88g(5.0mmol)を用いた。III族金属元素原料が異なる他は合成例A1と同様の製造方法により合成例A4のInGaP微結晶からなるコア部を合成した。
合成例A4において、混合溶液Aに加えるIII族金属元素原料の比率を変えたことを除いては、合成例A4と同様の製造方法により、合成例A5のInGaP微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例A4はコア部のIII族金属元素原料にIII族金属元素原料に三塩化インジウム1.1g(5.0mmol)と三塩化ガリウム0.88g(5.0mmol)を用いていたが、合成例A5はIII族金属元素原料に三塩化インジウム1.5g(7.0mmol)と三塩化ガリウム0.53g(3.0mmol)を用いた。III族金属元素原料が異なる他は合成例A4と同様の製造方法により合成例A5のInGaP微結晶からなるコア部を合成した。
合成例A1において、混合溶液Aに加えるV族元素原料をビストリメチルシリルアミンに代えたことを除いては、合成例A1と同様の製造方法により、合成例A6のInN微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例A1はV族元素原料にトリストリメチルシリルホスフィンを用いていたが、合成例A6はV族元素原料にビストリメチルシリルアミン1.6g(10.0mmol)を用いた。V族元素原料の条件が異なる他は合成例A1と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Eを得た。
合成例A6において、分級工程を変えたことを除いては、合成例A6と同様の製造方法により、合成例A7のInN微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例A6は、沈殿・再溶解の工程を各10回ずつ繰り返したが、合成例A7においては、沈殿・再溶解の工程を各5回ずつ繰り返した。分級工程以外は、合成例A6と同様の製造方法により合成例A7のInN微結晶からなるコア部を合成した。
合成例A6において、分級工程を変えたことを除いては、合成例A6と同様の製造方法により、合成例A8のInN微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例A6は、沈殿・再溶解の工程を各10回ずつ繰り返したが、合成例A8においては、沈殿・再溶解の工程を各2回ずつ繰り返した。分級工程以外は、合成例A6と同様の製造方法により合成例A8のInN微結晶からなるコア部を合成した。
合成例A6において、混合溶液Aに加えるIII族金属元素原料の一部を三塩化ガリウムに代えたことを除いては、合成例A6と同様の製造方法により、合成例A9のInGaN微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例A6はIII族金属元素原料に三塩化インジウム2.2g(10.0mmol)を用いていたが、合成例A9はIII族金属元素原料に三塩化インジウム1.3g(6.0mmol)と三塩化ガリウム0.7g(4.0mmol)を用いた。III族金属元素原料が異なる他は合成例A6と同様の製造方法により合成例A9のInGaN微結晶からなるコア部を合成した。
合成例A9において、混合溶液Aに加えるIII族金属元素原料の比率を変えたことを除いては、合成例A9と同様の製造方法により、合成例A10のInGaN微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例A9はIII族金属元素原料に三塩化インジウム1.3g(6.0mmol)と三塩化ガリウム0.7g(4.0mmol)を用いていたが、合成例A9はIII族金属元素原料に三塩化インジウム1.7g(8.0mmol)と三塩化ガリウム0.35g(2.0mmol)を用いた。III族金属元素原料が異なる他は合成例A9と同様の製造方法により合成例A10のInGaN微結晶からなるコア部を合成した。
合成例A1において、混合溶液Aに加えるIII族金属元素原料をII族金属元素原料に代えたこと、V族元素原料をVI族元素原料に代えたことを除いては、合成例A1と同様の製造方法により、合成例A11のCdSe微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例A11は原料に、II族金属元素原料であるジメチルカドミウム1.4g(10.0mmol)とVI族元素原料であるトリオクチルホスフィンサルファイド4.5g(10.0mmol)を用いた。原料が異なる他は合成例A1と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Eを得た。
混合溶液Aに加えるII族金属元素原料を2種類のII族金属元素原料に代えたことを除いては、合成例A11と同様の製造方法により、合成例A12のZnCdSe微結晶からなるコア部を合成した。すなわち、合成例A12ではII族金属元素原料にジメチルカドミウム0.14g(1.0mmol)、およびジエチル亜鉛1.1g(9.0mmol)を用いた。II族金属元素原料が異なる他は合成例A5と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Eを得た。
以下に、シェル部の材料がZnSe、SiC、GaInN、ZnSTe、GaP、SiO2、ZnS、GaNである、コア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体の合成方法を説明する。
合成例B1では、ZnSeシェル部を有するコア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。
合成例B1において混合溶液Aに加える原料を2種類のIV族金属元素原料に代えたことを除いては、合成例B1と同様の製造方法により、合成例B2のSiCシェル部を有するコア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例B2ではIV族元素原料にポリカルボシラン5.0gを用いた。II族金属元素原料が異なる他は合成例B1と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Eを得た。この固体粉末Eを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をSiCシェル部が覆った構造をした、コア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
合成例B1において混合溶液Aに加えるII族金属元素原料を2種類のIII族金属元素原料に、VI族元素原料をV族元素原料に代えたことを除いては、合成例B1と同様の製造方法により、合成例B3のInGaNシェル部を有するコア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例B3ではIII族金属元素原料に三塩化インジウム0.54g(2.5mmol)と三塩化ガリウム1.3g(7.5mmol)を用い、V族元素原料にビストリメチルシリルアミン1.6g(10.0mmol)を用いた。III族金属元素原料およびV族元素原料が異なる他は合成例B1と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Eを得た。この固体粉末Eを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をIn0.25Ga0.75Nシェル部が覆った構造をした、コア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
合成例B1において混合溶液Aに加えるII族金属元素原料とV族元素原料に代えたことを除いては、合成例B1と同様の製造方法により、合成例B4のZnSTeシェル部を有するコア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例B4ではII族金属元素原料にジエチル亜鉛1.2g(10.0mmol)を用い、VI族元素原料にトリオクチルホスフィンサルファイド1.4g(3.5mmol)とトリオクチルホスフィンテレナイド3.2g(6.5mmol)を用いた。II族金属元素原料およびVI族元素原料が異なる他は合成例B1と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Eを得た。この固体粉末Eを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をZnS0.35Te0.65シェル部が覆った構造をした、コア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
合成例B1において混合溶液Aに加えるII族金属元素原料をIII族金属元素原料に、VI族元素原料をV族元素原料に代えたことを除いては、合成例B1と同様の製造方法により、合成例B5のGaPシェル部を有するコア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例B5ではIII族金属元素原料に三塩化ガリウム1.8g(10.0mmol)を用い、V族元素原料にトリストリメチルシリルホスフィン2.5g(10.0mmol)を用いた。III族金属元素原料およびV族元素原料が異なる他は合成例B1と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Eを得た。この固体粉末Eを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をGaPシェル部が覆った構造をした、コア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
合成例B1において混合溶液Aに加える原料に代えたことを除いては、合成例B1と同様の製造方法により、合成例B6のSiO2シェル部を有するコア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例B6ではアミノプロピルトリメトキシシラン2.2g(10.0mmol)と、チオグリコール酸0.92g(10.0mmol)を用いた。原料が異なる他は合成例B1と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Eを得た。この固体粉末Eを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をSiO2シェル部が覆った構造をした、コア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
合成例B1において混合溶液Aに加えるVI族元素原料に代えたことを除いては、合成例B1と同様の製造方法により、合成例B7のZnSシェル部を有するコア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例B7ではVI族元素原料にトリオクチルホスフィンサルファイド4.0g(10.0mmol)を用いた。VI族元素原料が異なる他は合成例B1と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Eを得た。この固体粉末Eを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をZnSシェル部が覆った構造をした、コア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
合成例B1において混合溶液Aに加えるII族金属元素原料をIII族金属元素原料に、VI族元素原料をV族元素原料に代えたことを除いては、合成例B1と同様の製造方法により、合成例B8のGaNシェル部を有するコア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体を合成した。すなわち、合成例B8ではIII族金属元素原料に三塩化ガリウム1.75g(10.0mmol)を用い、V族元素原料にビストリメチルシリルアミン1.6g(10.0mmol)を用いた。III族金属元素原料およびV族元素原料が異なる他は合成例B1と同様の製造方法により半導体微粒子蛍光体の固体粉末Eを得た。この固体粉末Eを透過型電子顕微鏡により直接観察することで、コア部の表面をGaNシェル部が覆った構造をした、コア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体を確認した。
以下に、コア部の材料がInP、InGaP、InN、InGaN、CdSe、ZnCdSeから選ばれる材料であり、シェル部の材料がZnSe、SiC、InGaN、ZnSTe、GaP、SiO2、ZnS、GaNから選ばれる材料である、コア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体の製造方法を説明する。また、以下製造例において、半導体微粒子蛍光体の発光特性測定には、蛍光分光光度計FluoroMax−4(JOBIN YVON社製)を、半導体微粒子蛍光体の吸収スペクトル測定には、分光光度計U−4100(株式会社日立ハイテクノロジーズ社製)を用いた。
製造例1rでは、赤色発光を示すInP/ZnSe半導体微粒子蛍光体を製造した。
製造例1rと同様の方法を用いて、表1に示すように、合成例A1〜A12、合成例B1〜B10を用いて、製造例2r〜22rの各種赤色発光の半導体微粒子蛍光体を製造した。また、表1に示すように比較製造例1r〜6rの半導体微粒子蛍光体も製造した。これらの半導体微粒子蛍光体の発光・吸収特性を表2に示す。
製造例1rと同様の方法を用いて、表1に示すように、合成例A1〜A12、合成例B1〜B10を用いて、製造例1y〜22yの各種黄色発光の半導体微粒子蛍光体を製造した。また、表1に示すように比較製造例1y〜6yの半導体微粒子蛍光体も製造した。これらの半導体微粒子蛍光体の発光・吸収特性を表3に示す。
製造例1rと同様の方法を用いて、表1に示すように、合成例A1〜A12、合成例B1〜B10を用いて、製造例1g〜22gの各種緑色発光の半導体微粒子蛍光体を製造した。また、表1に示すように比較製造例1g〜6gの半導体微粒子蛍光体も製造した。これらの半導体微粒子蛍光体の発光・吸収特性を表4に示す。
製造例1rと同様の方法を用いて、表1に示すように、合成例A1〜A12、合成例B1〜B10を用いて、製造例1b〜22bの各種青色発光の半導体微粒子蛍光体を製造した。また、表1に示すように比較製造例1b〜6bの半導体微粒子蛍光体も製造した。これらの半導体微粒子蛍光体の発光・吸収特性を表5に示す。
以下に、シェル部の違いが、半導体微粒子蛍光体の吸収・発光スペクトルに与える影響を検討する。図17は、比較製造例1rで合成された、InP/ZnS半導体微粒子蛍光体の吸収・発光スペクトルである。また、図18は、製造例1rで合成された、InP/ZnSe半導体微粒子蛍光体の吸収・発光スペクトルである。どちらのサンプルも、400nmでの吸収率が約90%となるよう、半導体微粒子蛍光体の濃度を調整して測定を行っている。
以下に、半導体微粒子蛍光体の吸収率が発光効率に与える影響を検討する。
以下に、マルチシェル構造を有する半導体微粒子蛍光体について、検討する。
以下に、混晶材料を用いた半導体微粒子蛍光体について検討する。
以下に、発光素子と、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コアシェル構造の半導体微粒子蛍光体から構成される、発光装置の製造方法を説明する。また、以下の実施例において、発光装置の色度点、発光効率および演色性指数の測定には、発光測定システムMCPD−7000(大塚電子株式会社製)を用いた。
実施例A1では、InP/ZnSe赤色蛍光体と、InP/ZnSe緑色蛍光体と、青色発光半導体ダイオード素子から構成される、発光装置の製造方法を説明する。
各種半導体微粒子蛍光体と、青色発光半導体ダイオード素子から構成される発光装置の製造方法を説明する。各種蛍光体の種類・分量とシリコーン樹脂の分量以外は、実施例A1と同様の方法を用いて、実施例A2〜A31および比較実施例A1〜A6の発光装置を作製した。すなわち、実施例A1と同様、各種蛍光体を、表6の「各種蛍光体重量混合比」に示される重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。そして、この蛍光体混合物とシリコーン樹脂を、表6の「蛍光体/樹脂重量混合比」に示される混合比率で混合し、モールド樹脂を得た。
各種半導体微粒子蛍光体と、紫外発光半導体ダイオード素子から構成される発光装置の製造方法を説明する。各種蛍光体の種類・分量とシリコーン樹脂の分量、および発光素子に紫外発光半導体ダイオード素子を用いて点を除いては、実施例A1と同様の方法を用いて、実施例B1〜B4および比較実施例B1〜B2の発光装置を作製した。すなわち、実施例A1と同様、各種蛍光体を、表8の「各種蛍光体重量混合比」に示される重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。そして、この蛍光体混合物とシリコーン樹脂を、表8の「蛍光体/樹脂重量混合比」に示される混合比率で混合し、モールド樹脂を得た。
各種半導体微粒子蛍光体と、青色発光半導体レーザダイオード素子から構成される発光装置の製造方法を説明する。各種蛍光体の種類・分量とシリコーン樹脂の分量、および発光素子に青色発光半導体レーザダイオード素子を用いて点を除いては、実施例A1と同様の方法を用いて、実施例C1〜C2および比較実施例C1〜C2の発光装置を作製した。すなわち、実施例A1と同様、各種蛍光体を、表10の「各種蛍光体重量混合比」に示される重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。そして、この蛍光体混合物とシリコーン樹脂を、表10の「蛍光体/樹脂重量混合比」に示される混合比率で混合し、モールド樹脂を得た。
各種半導体微粒子蛍光体と、紫外発光半導体レーザダイオード素子から構成される発光装置の製造方法を説明する。各種蛍光体の種類・分量とシリコーン樹脂の分量、および発光素子に紫外発光半導体レーザダイオード素子を用いて点を除いては、実施例A1と同様の方法を用いて、実施例D1〜D4および比較実施例D1〜D2の発光装置を作製した。すなわち、実施例A1と同様、各種蛍光体を、表12の「各種蛍光体重量混合比」に示される重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。そして、この蛍光体混合物とシリコーン樹脂を、表12の「蛍光体/樹脂重量混合比」に示される混合比率で混合し、モールド樹脂を得た。
各種半導体微粒子蛍光体と、青色有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される発光装置の製造方法を説明する。各種蛍光体の種類・分量とシリコーン樹脂の分量、および発光素子に青色有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて点を除いては、実施例A1と同様の方法を用いて、実施例E1〜E27および比較実施例E1〜E6の発光装置を作製した。すなわち、実施例A1と同様、各種蛍光体を、表14の「各種蛍光体重量混合比」に示される重量比率で混合して蛍光体混合物を得た。そして、この蛍光体混合物とシリコーン樹脂を、表14の「蛍光体/樹脂重量混合比」に示される混合比率で混合し、モールド樹脂を得た。
以下に、半導体微粒子蛍光体のシェル部の材料の違いが、本発明の発光装置の発光効率に与える影響を検討する。
以下に、シェル部のバンドギャップエネルギーが小さい半導体微粒子蛍光体を用いた発光装置の特性について、検討する。
以下、コア部の材料の違いが、本発明の発光装置の発光効率に与える影響を検討する。
以下に、半導体微粒子蛍光体の発光半値幅が、本発明の発光装置の演色性指数Ra値に与える影響を検討する。
以下に、本発明の発光装置を構成する半導体微粒子蛍光体の数が、発光装置の演色性指数Ra値および発光効率に与える影響を検討する。
以下に、本発明の発光装置を構成する光源の種類が、発光装置の特性に与える影響を検討する。
以下に、発光素子と、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コアシェル構造の半導体微粒子蛍光体から構成される、画像表示装置の製造方法を説明する。また、以下実施例において、画像表示装置の各色度点、色再現性および明るさの測定には、発光測定システムMCPD−7000(大塚電子株式会社製)を用いた。
実施例AA1では、実施例A1の発光装置1をバックライト光源として用いるとともに、図7に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部104を用いることにより、図5に示した構造の画像表示装置101を作製した。すなわち、製造例1r、1gでそれぞれ合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体と、青色半導体発光ダイオード素子とを組み合わせた、実施例A1に記載の発光装置1をバックライトとして用いた。かかる発光装置1と、液晶とカラーフィルタから構成される波長変換部104を組み合わせることで、実施例CE1の画像表示装置101を作製した。本方法で作製された画像表示装置101を評価したところ、NTSC比が105.8%であることを確認した。また以下の実施例における画像表示装置の明るさは、実施例AA1における画像表示装置101の明るさを100%としたときの相対値として評価した。
各種半導体微粒子蛍光体と半導体発光素子を含有する白色発光装置1と、図7に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部104を備える、図5に示した構造の画像表示装置101について説明する。
実施例BA1では、青色発光半導体ダイオード素子をバックライト光源である発光素子122として用いるとともに、製造例1r、1gで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部123を備える、図8に示した構造の画像表示装置121について説明する。
青色発光の半導体ダイオード素子、紫外発光の半導体ダイオード素子、青色発光の半導体レーザダイオード素子、紫外発光の半導体レーザダイオード素子から選ばれる半導体発光素子をバックライト光源である発光素子122として用いるとともに、製造例2r〜22r、2y〜22y、2g〜20g、2b〜20b、および比較製造例1r〜6r、1y〜6y、1g〜6g、1b〜6bで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部123とを備える、図8に示した構造の画像表示装置121について説明する。
実施例CE1では、実施例E1の発光装置41をバックライト光源として用いるとともに、図7に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部104を用いることにより、図11に示した構造の画像表示装置151を作製した。すなわち、製造例1r、1gでそれぞれ合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体と、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を組み合わせた、実施例E1に記載の発光装置41をバックライトとして用いた。かかる発光装置41と、液晶とカラーフィルタから構成される波長変換部104を組み合わせることで、実施例CE1の画像表示装置151を作製した。本方法で作製された画像表示装置151を評価したところ、NTSC比が99.4%、明るさが64.1%を示すことを確認した。
各種半導体微粒子蛍光体と青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される白色発光装置41と、図7に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部104から構成される、図11に示した構造の画像表示装置151について説明する。
実施例DE1では、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子をバックライト光源として用いるとともに、製造例1r、1gで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部123を備える、図12に示す構造の画像表示装置161について説明する。すなわち、製造例1r、1gでそれぞれ合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体を、シリコーン樹脂に封止・固化させることで、半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を作製した。かかる波長変換部材をカラーフィルタの代わりに用いた波長変換部123と、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた発光素子162とを組み合わせることで、実施例DE1の画像表示装置161を作製した。本方法で作製された画像表示装置161を評価したところ、NTSC比が117.3%、明るさが66.4%を示すことを確認した。
青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子をバックライト光源である発光素子162として用いるとともに、製造例2r〜22r、2y〜22y、2g〜20g、2b〜20b、および比較製造例1r〜6r、1y〜6y、1g〜6g、1b〜6bで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部123を備える、図12に示した構造の画像表示装置161について説明する。
実施例EE1では、実施例E1の発光装置41をバックライト光源として用いるとともに、図7に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部172を用いることにより、図13に示した構造の画像表示装置171を作製した。すなわち、製造例1r、1gで合成された、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体と、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を組み合わせた、実施例E1に記載の発光装置41をバックライトとして用いた。かかる発光装置41と、液晶とカラーフィルタから構成される波長変換部172を組み合わせることで、実施例CE1の画像表示装置171を作製した。本方法で作製された画像表示装置171を評価したところ、NTSC比が98.7%、明るさが63.9%を示すことを確認した。
各種半導体微粒子蛍光体と青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される白色発光装置41と、図7に示す透過率のカラーフィルタを有する波長変換部172から構成される、図13に示した構造の画像表示装置171について説明する。
実施例FE1では、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子をバックライト光源である発光素子162として用いるとともに、製造例1r、1gで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部182を備える、図15に示したす構造の画像表示装置181について説明する。
青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子をバックライト光源である発光素子162として用いるとともに、製造例2r〜22r、2y〜22y、2g〜20g、2b〜20b、および比較製造例1r〜6r、1y〜6y、1g〜6g、1b〜6bで合成される半導体微粒子蛍光体を含有する波長変換部材を、カラーフィルタの代わりに用いた波長変換部182から構成される、図15に示した構造の画像表示装置181について説明する。
以下に、半導体微粒子蛍光体のシェル部の材料の違いが、本発明の画像表示装置の明るさに与える影響を検討する。
以下に、シェル部のバンドギャップエネルギーが小さい半導体微粒子蛍光体を用いた画像表示装置の特性について、検討する。
以下に、コア部の材料の違いが、本発明の画像表示装置の明るさに与える影響を検討する。
以下に、半導体微粒子蛍光体の発光半値幅が、本発明の画像表示装置のNTSC比に与える影響を検討する。
以下に、本発明の発光装置を構成する半導体微粒子蛍光体の数が、画像表示装置のNTSC比に与える影響を検討する。
Claims (25)
- 発光素子と、
コア部および当該コア部を覆い、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える、発光装置。 - 半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーが、発光素子から発せられる光エネルギーより小さい、請求項1に記載の発光装置。
- 半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーが、コア部のバンドギャップエネルギーより大きい、請求項1に記載の発光装置。
- 発光スペクトルのピーク波長の異なる、2種類以上の半導体微粒子蛍光体を有する、請求項1に記載の発光装置。
- 半導体微粒子蛍光体のシェル部のバンドギャップエネルギーが、いずれの半導体微粒子蛍光体のコア部のバンドギャップエネルギーより大きい、請求項4に記載の発光装置。
- 半導体微粒子蛍光体のコア部の発光スペクトルの半値幅が80nm以上である、請求項1〜5のいずれかに記載の発光装置。
- 半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差は、半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径の20%以上である、請求項1〜6のいずれかに記載の発光装置。
- 半導体微粒子蛍光体のコア部がII−VI族半導体材料またはIII−V族半導体材料である、請求項1〜7のいずれかに記載の発光装置。
- 半導体微粒子蛍光体のコア部が三元以上の混晶からなるものである、請求項8に記載の発光装置。
- 半導体微粒子蛍光体のコア部がInP、InGaP、InN、InGaNのいずれかである、請求項8に記載の発光装置。
- 半導体微粒子蛍光体のシェル部がZnSeまたはSiCである、請求項1〜10のいずれかに記載の発光装置。
- 半導体微粒子蛍光体が複数のシェル部を有する、請求項1〜11のいずれかに記載の発光装置。
- 半導体微粒子蛍光体が透光性部材に覆われている、請求項1〜12のいずれかに記載の発光装置。
- 発光素子が、半導体発光ダイオード素子または半導体レーザダイオード素子である、請求項1〜13のいずれかに記載の発光装置。
- 半導体発光ダイオード素子または半導体レーザダイオード素子がGaN系材料からなる、請求項14に記載の発光装置。
- 発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする、請求項1〜13のいずれかに記載の発光装置。
- 発光素子の発光スペクトルが420〜480nmの範囲にピーク波長を有する、請求項14〜16のいずれかに記載の発光装置。
- 発光素子の発光スペクトルが350〜420nmの範囲にピーク波長を有する、請求項14〜16のいずれかに記載の発光装置。
- 青色発光の発光素子と、赤色発光の半導体微粒子蛍光体および緑色発光の半導体微粒子蛍光体とを備える、請求項1〜18のいずれかに記載の発光装置。
- 紫外〜青紫色発光の発光素子と、青色発光の半導体微粒子蛍光体、緑色発光の半導体微粒子蛍光体および赤色発光の半導体微粒子蛍光体とを備える、請求項1〜18のいずれかに記載の発光装置。
- 発光素子と、
コア部および当該コア部を覆い、発光素子の発する光の少なくとも一部を吸収するシェル部を有する、コア/シェル構造の半導体微粒子蛍光体とを備える、画像表示装置。 - 半導体微粒子蛍光体のコア部の発光スペクトルの半値幅が40nm以下である、請求項21に記載の画像表示装置。
- 半導体微粒子蛍光体のコア部の粒子径分布の標準偏差は、半導体微粒子蛍光体のコア部の平均粒子径の15%以下である、請求項21または22に記載の画像表示装置。
- 発光素子と半導体微粒子蛍光体から構成される白色発光装置と、カラーフィルタとを備える、請求項21に記載の画像表示装置。
- 発光素子と、半導体微粒子蛍光体を含む波長変換部材とを備える、請求項21に記載の画像表示装置。
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