JP5122268B2 - 液晶表示装置およびそれに用いるカラーフィルタ - Google Patents
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Description
(式中、M1はMg、Ca、Sr、及びBaからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、w、x、y、zの範囲は0.056≦w≦9、x=1、0.056≦y≦18、0≦z≦0.5である。)
前記緑色発光蛍光体として、下記一般式(II)で示される蛍光体を用いることができる。
(式中、M2はCa及びSrからなる群から選ばれた少なくとも1種であり、x、y、mは、0.0001≦x≦0.3、0≦y≦0.8、2.5<m<3.5である。
(式中、M3はCa、Sr、Ba、Zn、及びMnからなる群から選ばれる少なくとも1種、M4はSi、Ge、及びSnからなる群から選ばれる少なくとも1種、M5はB、Al、Ga、及びInからなる群から選ばれる少なくとも1種、XはF、Cl、Br、及びIからなる群から選ばれる少なくとも1種、Rは希土類元素から選択されるEuを必須とする少なくとも1種を有する。またy、a、b及びcは、0.0001≦y≦0.3、7.0≦a<10.0、3.0≦b<5.0、0≦c<1.0である。)
前記緑色発光蛍光体として、下記一般式(IV)又は(V)で表される蛍光体を用いることができる。
又は
LXM6 YQTOZN((2/3)X+(4/3)Y+T−(2/3)Z):R (V)
(式中、Lは、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、及びZnからなる群から選ばれる第II族元素の少なくとも1種であり、M6は、C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、及びHfからなる群から選ばれる第IV族元素の少なくとも1種であり、Qは、B、Al、Ga、及びInからなる群から選ばれる第III族元素の少なくとも1種であり、Rは、希土類元素であり、X、Y、T、Zは、0.5<X<1.5、1.5<Y<2.5、0<T<0.5、1.5<Z<2.5である。)
また、前記緑発光蛍光体として、下記一般式(VI)で表されるものを用いることができる。
(式中、M7はBe、Mg、Ca、Sr、Ba、Znからなる群から選ばれる少なくとも1種以上である第II族元素である。X及びYは、0.001≦X≦0.2、0.9≦Y≦1.1である。)
本発明の第2の態様は、青色LEDと赤色発光蛍光体および緑色発光蛍光体とを組み合わせて混色させた白色LED装置を備えるバックライト、及び透明基板上に少なくとも赤色画素、緑色画素、及び青色画素を含む複数色の着色画素を備えるカラーフィルタを具備する液晶表示装置であって、前記白色LED装置の発光スペクトルが、440nm以上470nm以下の波長領域に第1のピーク波長、510nm以上550nm以下の波長領域に第2のピーク波長、630nm以上670nm以下の波長領域に第3のピーク波長を有し、前記第1のピーク波長と第2のピーク波長との間の波長距離λが50nm<λ<90nmであり、前記複数色の着色画素は、CIE1931のXYZ表色系であるxy色度において、色再現可能範囲がNTSC比で72%以上であり、白表示させた際の三刺激値XYZにおける刺激値YがNTSC比との関係式Y≧−0.389×NTSC比+58を満たす領域にあるような顔料組成及び膜厚を有することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
赤色発光蛍光体としては、Euにより賦活され、第II族元素M1、Si、Al、B、及びNを含む、下記一般式(I)で示される窒化物蛍光体であって、紫外線ないし青色光を吸収して赤色に発光するものを好ましく用いることができる。
上記式(I)において、M1はMg、Ca、Sr、及びBaからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、w、x、y、zは、好ましくは0.056≦w≦9、x=1、0.056≦y≦18、0≦z≦0.5であり、より好ましくは0.04≦w≦3、x=1、0.143≦y≦8.7、0.0005≦z≦0.5であり、最も好ましくは0.05≦w≦3、x=1、0.167≦y≦8.7、0.0005≦z≦0.5である。
(緑色発光蛍光体1)
緑色発光蛍光体としては、下記一般式(II)で示されるものを挙げることができる。
(式中、M2はCa及びSrの少なくとも1種であり、x、y、mは、0.0001≦x≦0.3、0≦y≦0.8、2.5<m<3.5である。)
このシリケート系蛍光体は、約485nmより長波長側の光では励起効率が低くなる。そのため、485nm以下の短波長側の光により効率よく励起される。そのうち特に460nm以下の短波長側の光により高効率に励起される。
緑色発光蛍光体としては、下記一般式(III)で示されるものを挙げることができる。
(式中、M3はCa、Sr、Ba、Zn、及びMnからなる群から選ばれる少なくとも1種、M4はSi、Ge、及びSnからなる群から選ばれる少なくとも1種、M5はB、Al、Ga、及びInからなる群から選ばれる少なくとも1種、XはF、Cl、Br、及びIからなる群から選ばれる少なくとも1種、Rは希土類元素から選択されるEuを必須とする少なくとも1種を有する。またy、a、b及びcは、0.0001≦y≦0.3、7.0≦a<10.0、3.0≦b<5.0、0≦c<1.0である。)
この蛍光体はCa、Sr、Ba、Zn、及びMnからなる群から選択される少なくとも1種の元素、より好ましくはCaを含む。Caを含む場合、Caの一部をMn、Sr、Baで置換したものを使用してもよい。
緑色発光蛍光体としては、下記一般式(IV)又は(V)で示されるものを挙げることができる。
又は
LXM6 YQTOZN((2/3)X+(4/3)Y+T−(2/3)Z):R (V)
(式中、Lは、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、及びZnからなる群から選ばれる第II族元素の少なくとも1種であり、M6は、C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、及びHfからなる群から選ばれる第IV族元素の少なくとも1種であり、Qは、B、Al、Ga、及びInからなる群から選ばれる第III族元素の少なくとも1種であり、Rは、希土類元素であり、X、Y、T、Zは、0.5<X<1.5、1.5<Y<2.5、0<T<0.5、1.5<Z<2.5である。)
上記一般式(IV)又は(V)で表される酸窒化物蛍光体は、少なくとも一部に元素が一定の規則にしたがって配列された結晶を含むように構成され、その結晶から効率よく高輝度の光が発光される。上記一般式において、0.5<X<1.5、1.5<Y<2.5、0<T<0.5、1.5<Z<2.5に設定することで、発光部である結晶相を比較的容易に形成することができ、発光効率がよく、輝度の高い蛍光体を得ることができる。
緑色発光蛍光体としては、下記一般式(VI)で示されるものを挙げることができる。
(式中、M7はBe、Mg、Ca、Sr、Ba、Znからなる群から選ばれる少なくとも1種以上である第II族元素である。X及びYは、0.001≦X≦0.2、0.9≦Y≦1.1である。)
このシリケート系蛍光体は、約490nmより長波長側の光では励起効率が低くなる。そのため、490nm以下の短波長側の光により効率よく励起される。そのうち特に460nm以下の短波長側の光により高効率に励起される。
緑色発光蛍光体としては、下記一般式(VII)で示されるものを挙げることができる。
(式中、M8はMn、Ce、Euからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の元素であり、Aは、C、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga、Inからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の元素であり、Xは、O、Nから選らば得れる少なくとも1種以上の元素であり、X、Y、及びZは、0.00001≦X≦0.1、0.38≦Y≦0.46、0.54≦Z≦0.62、X+Y+Z=1である。)
この蛍光体は、β型Si3N4結晶構造を持つ窒化物または酸窒化物の結晶相の固溶体を主成分として含有しており、500nm〜600nmの波長域での発光強度が高く、緑色の蛍光体として優れている。緑色発光蛍光体としては、下記一般式(VI)で示されるものを挙げることができる。Xは発光中心となる元素Mの添加量を表し、原子比で0.00001以上0.1以下となるようにするのがよい。X値が0.00001より小さいと発光中心となるMの数が少ないため発光輝度が低下する。0.1より大きいとMイオン間の干渉により濃度消光を起こして輝度が低下する。Yは母体結晶を構成する金属元素の量であり、原子比で0.38以上0.46以下となるようにするのがよい。好ましくは、Y=0.429が良い。Y値がこの範囲をはずれると結晶中の結合が不安定になりβ型Si3N4構造以外の結晶相の生成割合が増え、緑色の発光強度が低下する。Zは母体結晶を構成する非金属元素の量であり、原子比で0.54以上0.62以下となるようにするのがよい。好ましくは、Z=0.571が良い。Z値がこの範囲をはずれると結晶中の結合が不安定になりβ型Si3N4構造以外の結晶相の生成割合が増え、緑色の発光強度が低下する。
また、青色画素形成に用いる青色感光性着色組成物には、青の色再現性を広げるため分光透過率を短波長へシフトさせる手法を用いてもよい。短波長へ分光透過率をシフトさせる手法の一つとして青色感光性着色組成物中のC.I.ピグメントナンバーPV23の比率を増やす手法があるが、赤色感光性着色組成物と同様、PV23の含有率を多くし、分光透過率を大きく短波長シフトさせた場合、著しい明度Yの低下、即ち輝度の低下が生じる。
ロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、2,4-トリクロロメチル(4'-メトキシスチリル)-6-トリアジン等のトリアジン系化合物、1,2-オクタンジオン,1-〔4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)〕、O-(アセチル)-N-(1-フェニル-2-オキソ-2-(4'-メトキシ-ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。
(白色LED装置バックライト作製例1)
正及び負の一対の外部電極がインサートされて閉じられた金型内に、筺体の主面に対向する下面側にあたるゲートから、溶融したポリフタルアミド樹脂を流し込み、硬化させて、筺体を形成する。筺体は、発光素子を収納可能な開口部を有し、この開口部底面から正及び負の外部電極が一方の主面が露出されるように一体的に成形されている。
白色LED装置の作製において、シリコーン樹脂組成物3gに対して、530nm付近に発光ピークを持つシリケート系蛍光体(Br,Sr)2SiO4:Euを約0.22g、660nm付近に発光ピークを持つ窒化物蛍光体CaAlSiBN3:Eu約0.04gを添加し、混合する以外は、上記作製例1と同様にして白色LED装置であるバックライト(2)を得た。
白色LED装置の作製において、シリコーン樹脂組成物3gに対して、535nm付近に発光ピークを持つシリケート系蛍光体(Br,Sr)2SiO4:Euを約0.25g、660nm付近に発光ピークを持つ窒化物蛍光体CaAlSiBN3:Eu約0.06gを添加し、混合する以外は、上記作製例1と同様にして白色LED装置であるバックライト(3)を得た。
1.バックライト
(1)第1のピーク波長440〜470nm、第2のピーク波長510〜550nm、第3のピーク波長630〜670nmの三波長の白色LED装置であって、第1のピーク波長から第2のピーク波長までの波長距離λが50<λ≦80nmであるバックライト。
(1):緑色画素形成に用いる緑色感光性着色組成物の顔料比率がPG36/PY150=75/25〜20/80又はPG36/PY138=70/30〜20/80
(2):緑色画素形成に用いる緑色感光性着色組成物の顔料比率がPG36/PY150=100/0〜75/25又はPG36/PY138=100/0〜70/30
(3):緑色画素形成に用いる緑色感光性着色組成物の顔料比率がPG36/PY150=20/80〜0/100又はPG36/PY138=45/55〜0/100。
○:NTSC比 72%以上
×:NTSC比 72%未満。
○:バックライト及びカラーフィルタの組み合わせでの白表示における刺激値YがNTSC比との関係式Y≧−0.389×NTSC比+58を満たす場合。
実施例1〜8の評価結果を下記表4に、実施例9、10の評価結果を表5に示す。また、実施例1〜4及び実施例7〜10で用いたカラーフィルタの分光透過率を図7に、実施例5,6で用いたカラーフィルタの分光透過率を図8に示す。
Claims (11)
- 青色LEDと赤色発光蛍光体および緑色発光蛍光体とを組み合わせて混色させた白色LED装置を備えるバックライト、及び透明基板上に少なくとも赤色画素、緑色画素、及び青色画素を含む複数色の着色画素を備えるカラーフィルタを具備する液晶表示装置であって、前記白色LED装置の発光スペクトルが、440nm以上470nm以下の波長領域に第1のピーク波長、510nm以上550nm以下の波長領域に第2のピーク波長、630nm以上670nm以下の波長領域に第3のピーク波長を有し、CIE1931のXYZ表色系であるxy色度において、色再現可能範囲がNTSC比で72%以上であり、且つ白表示させた際の三刺激値XYZにおける刺激値YがNTSC比との関係式Y≧−0.389×NTSC比+58を満たす領域にあり、
前記第1のピーク波長と第2のピーク波長との間の波長距離λが50nm<λ<90nmであり、
前記赤色発光蛍光体は、Euにより賦活され、第II族元素M、Si、Al、B、及びNを含む窒化物蛍光体であり、下記一般式(I)で表され、紫外線乃至青色光を吸収して赤色を発光することを特徴とする液晶表示装置。
M 1 w Al x Si y B z N ((2/3)w+x+(4/3)y+z) :Eu 2+ (I)
(式中、M 1 はMg、Ca、Sr、及びBaからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、w、x、y、zの範囲は0.056≦w≦9、x=1、0.056≦y≦18、0≦z≦0.5である。) - 白表示させた際の三刺激値XYZにおける刺激値Yが、30以上であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記緑色発光蛍光体は、下記一般式(II)で示されることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の液晶表示装置。
Ba5−x−yEuxM2 ySimO5+2m (II)
(式中、M2はCa及びSrからなる群から選ばれた少なくとも1種であり、x、y、mは、0.0001≦x≦0.3、0≦y≦0.8、2.5<m<3.5である。 - 前記緑色発光蛍光体は、下記一般式(III)で表されることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の液晶表示装置。
(M3 1−yRy)aMgM4 bM5 cOa+2b+(3/2)cX2 (III)
(式中、M3はCa、Sr、Ba、Zn、及びMnからなる群から選ばれる少なくとも1種、M4はSi、Ge、及びSnからなる群から選ばれる少なくとも1種、M5はB、Al、Ga、及びInからなる群から選ばれる少なくとも1種、XはF、Cl、Br、及びIからなる群から選ばれる少なくとも1種、Rは希土類元素から選択されるEuを必須とする少なくとも1種を有する。またy、a、b及びcは、0.0001≦y≦0.3、7.0≦a<10.0、3.0≦b<5.0、0≦c<1.0である。) - 前記緑色発光蛍光体は、下記一般式(IV)又は(V)で表されることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の液晶表示装置。
LXMYOZN((2/3)X+(4/3)Y−(2/3)Z):R (IV)
又は
LXM6 YQTOZN((2/3)X+(4/3)Y+T−(2/3)Z):R (V)
(式中、Lは、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、及びZnからなる群から選ばれる第II族元素の少なくとも1種であり、M6は、C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、及びHfからなる群から選ばれる第IV族元素の少なくとも1種であり、Qは、B、Al、Ga、及びInからなる群から選ばれる第III族元素の少なくとも1種であり、Rは、希土類元素であり、X、Y、T、Zは、0.5<X<1.5、1.5<Y<2.5、0<T<0.5、1.5<Z<2.5である。) - 前記緑色発光蛍光体は、下記一般式(VI)で表されることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の液晶表示装置。
(M7 1−XEuX)2SiYO2Y+2 (VI)
(式中、M7はBe、Mg、Ca、Sr、Ba、Znからなる群から選ばれる少なくとも1種以上である第II族元素である。X及びYは、0.001≦X≦0.2、0.9≦Y≦1.1である。) - 前記緑色発光蛍光体は、下記一般式(VII)で表されることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の液晶表示装置。
M8 XAYXZ (VII)
(式中、M8はMn、Ce、Euからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の元素であり、Aは、C、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga、Inからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の元素であり、Xは、O、Nから選らば得れる少なくとも1種以上の元素であり、X、Y、及びZは、0.00001≦X≦0.1、0.38≦Y≦0.46、0.54≦Z≦0.62、X+Y+Z=1である。) - 前記緑色着色画素の形成に用いる緑色感光性着色組成物中の有機顔料は、少なくともClピグメントナンバーPG36及びClピグメントナンバーPY150を含み、前記緑色感光性着色組成物の固形分中の全有機顔料の20%以上75%以下がClピグメントナンバーPG36であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記緑色着色画素の形成に用いる緑色感光性着色組成物中の有機顔料は、少なくともClピグメントナンバーPG36及びClピグメントナンバーPY138を含み、前記緑色感光性着色組成物の固形分中の全有機顔料の20%以上70%以下がClピグメントナンバーPG36であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 透明基板上に少なくとも赤色画素、緑色画素、及び青色画素を含む複数色の着色画素を備え、請求項1〜9のいずれかに記載の液晶表示装置に用いるカラーフィルタであって、前記緑色着色画素の形成に用いる緑色感光性着色組成物中の有機顔料は、少なくともClピグメントナンバーPG36及びClピグメントナンバーPY150を含み、前記緑色感光性着色組成物の固形分中の全有機顔料の20%以上75%以下がClピグメントナンバーPG36であることを特徴とするカラーフィルタ。
- 透明基板上に少なくとも赤色画素、緑色画素、及び青色画素を含む複数色の着色画素を備え、請求項1〜9のいずれかに記載の液晶表示装置に用いるカラーフィルタであって、前記緑色着色画素の形成に用いる緑色感光性着色組成物中の有機顔料は、少なくともClピグメントナンバーPG36及びClピグメントナンバーPY138を含み、前記緑色感光性着色組成物の固形分中の全有機顔料の20%以上70%以下がClピグメントナンバーPG36であることを特徴とするカラーフィルタ。
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