KR20090093948A - 표시 장치 - Google Patents

표시 장치

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KR20090093948A
KR20090093948A KR1020097009315A KR20097009315A KR20090093948A KR 20090093948 A KR20090093948 A KR 20090093948A KR 1020097009315 A KR1020097009315 A KR 1020097009315A KR 20097009315 A KR20097009315 A KR 20097009315A KR 20090093948 A KR20090093948 A KR 20090093948A
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less
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KR1020097009315A
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다까히로 이가라시
쯔네오 구스노끼
다까시 다무라
도모까즈 히노
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

특히 우수한 적색, 예를 들면 sRGB 규격의 적색을 표현 가능한 표시 장치를 제공한다. 표시 장치(1)를, 적색 색도점(xR, yR)이, xR≥0.640 또한 yR≤0.330으로 되는 적색 형광체 및 녹색 형광체에 의해 구성한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 적어도, 자발광형의 발광체와 형광체를 갖는 광원 장치를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 표시 장치(디스플레이)는 박형화가 진행되어, 소위 FPD(Flat Panel Display)라고 호칭되는 표시 장치가 널리 보급되고 있다. 이 FPD는, 발광 원리에 따라서 분류되고, 유기 EL(Electro Luminescence ; 전계 발광) 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등, 다양한 FPD의 연구가 진행되고 있다.
그 중에서도, 액정 디스플레이(액정 표시 장치)는, 다른 종류의 표시 장치에 비해 보급율도 높아, 주목받고 있으며, 표시 특성(화질)에 대한 요구가 특히 강하다.
그런데, 표시 장치에서, 카메라나 스캐너(촬상 장치)에 의해 취득한 화상을 표시하는 경우에, 정확하게 색 정보가 반영되지 않는 경우가 있다. 즉, 촬상 장치와 표시 장치 사이에서, 색 표현에 어긋남이 생기는 경우가 있다.
이것은, 표시 장치와 촬상 장치 사이에서, 색 표현을 규정하는 규격이 서로 다르기 때문에 생기는 경우가 많다. 즉, 한쪽에서 규정되어 있는 색이 다른 쪽에서는 규정되어 있지 않았거나, 한쪽에서 표현할 수 있는 색이 다른 쪽에서는 표현 가능한 범위에 없었거나 하는 경우에, 색 표현의 어긋남이 생긴다.
이 문제에 대해, 컴퓨터 디스플레이용의 표준 색 공간으로서, 1999년 10월에, 국제 표준 규격(IEC61966-2-1)으로서, sRGB 규격이 성립되었다. 이 sRGB 규격은, 메이커나 디바이스마다 현저하게 서로 달랐던 색 재현성이나 색 공간을 통일하는 것을 목적으로 하여 설정되었다.
텔레비전, 디지털 스틸 카메라, 프린터와 모바일 기기간의 색 재현성의 통일에 의해, 모바일 기기에 의해 표현되는 화상 색 정보와 입출력 디바이스가 표현하는 화상 색 정보를 일치시키는 것이 가능하게 된다. sRGB 규격은, RGB의 3개의 원색의 색도점을 ITU가 추천하는 Rec.709의 측색 파라미터에 일치시킴으로써, 비디오 신호 RGB와 측색값의 관계를 명확하게 정의한 것이다.
표시 장치에 요구되는 특성(화질을 구성하는 요소)으로서, 색 재현성을 들 수 있다. 색 재현성은, 넓을수록 다양한 색 표현이 가능하게 되므로, 중요시 되고 있다. 그러나, 색 재현성이 넓어질수록, 각 색(예를 들면 적, 녹, 청)의 발광 스펙트럼의 중심 파장이, 인간에게 있어서 명시 감도가 높은 파장(555㎚)으로부터 떨어지거나, 스펙트럼의 폭이 좁아지거나 하는 경향이 있으므로, 휘도가 저하된다. 즉, 색 재현성과 휘도는, 소위 트레이드 오프의 관계에 있다.
전술한 sRGB 규격을 충족시키는 표시 장치를 구성하기 위해서는, 이 트레이드 오프 중에서, 극단적으로 휘도를 손상시키는 것을 회피하면서 색 재현성을 추구하지 않으면 안된다.
그러나, 표시 장치의 색 재현성은 불충분하여, 전술한 sRGB 규격을 충족시키는 색 표현이 얻어지고 있지 않다.
예를 들면, 액정에 대해, 별도로 설치한 광원 장치를 이용하여 조명하는 방식의 표시 장치에서는, 광원 장치가, 적어도, 1색의 발광을 담당하는 형광체와, 이들 형광체의 발광 파장대보다도 단파장의 발광을 담당하는 발광체(발광 다이오드 ; Light Emitting Diode)의 조합에 의한, 소위 백색 LED가 알려져 있다. 그러나, 종래 주류로 되어 온, 황색의 발광을 담당하는 형광체(황색 형광체)로서 YAG : Ce를 이용한 구성에서는, 형광체의 발광 스펙트럼이 녹색 영역으로부터 적색 영역까지 넓은 범위에 걸치게 된다.
이 때문에, 이 형광체로부터의 광을 컬러 필터에 통과시키면, 녹색 컬러 필터나 적색 컬러 필터에 다른 색의 발광 스펙트럼이 크게 혼입하게 되어, 순수한 녹색, 적색을 발색시킬 수 없다.
또한, 녹색 형광체나 적색 형광체를 이용하여, 표현 가능한 색도점의 증가를 도모하는 제안도 이루어져 있다(예를 들면 특허 문헌 1 참조).
그러나, 색 재현성을 되는대로 향상시켜도, 휘도의 저하를 수반하기 때문에, 오히려 표시 장치의 품질이 저하되게 된다. 즉, 색 재현성의 향상은, sRGB 규격에서 필요로 되는 색 표현을 선택적으로 가능하게 함으로써 도모하는 것이 바람직하다.
sRGB 규격에서의 적색의 색도점은 (0.640, 0.330)이며, 이 색도점을 표현 가능하게 하는 것은 곤란하게 되어 있다. 현재 일반적으로 발매되고 있는 모바일용 디스플레이의 적색 색도점을 측정한 바, (0.632, 0.351)이었다. 이 디스플레이는, 광색역 모바일 디스플레이라고 호칭되어 있는 제품이지만, 백색 LED에 사용되고 있는 형광체의 황색 형광체이므로, 적색의 색 표현이 불충분한 것으로 되어 있다고 생각된다.
적색은, 명시 감도와는 별도로, 인간의 눈을 끄는 색(색채 공학상의 유목성(誘目性)이 높은 색)으로서, 색 재현성에서 특히 중요한 위치를 차지하지만, sRGB 규격의 적색을 표현할 수 있는 표시 장치를 구성하는 것은 곤란하게 되어 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-163902호 공보
<발명의 개시>
본 발명은 이와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 특히 우수한 적색, 예를 들면 sRGB 규격의 적색을 표현하는 것이 가능한 표시 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는, 적어도, 발광체와, 하기 화학식 1로 표현되는 조성에 의한 녹색 형광체와, 하기 화학식 2로 표현되는 조성에 의한 적색 형광체를 갖는 광원 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 표시 장치는, 상기 적색 형광체의 발광에 관한 상기 적색 색도점(xR, yR)이, xR≥0.640 또한 yR≤0.330으로 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 표시 장치에 의하면, 상기 화학식 1로 표현되는 조성에 의한 녹색 형광체와, 상기 화학식 2로 표현되는 적색 형광체를 갖는 광원 장치를 구비하므로, 적색 색도점(xR, yR)이, xR≥0.640 또한 yR≤0.330으로 되는 경우를 비롯하여, 특히 우수한 적색, 예를 들면 sRGB 규격의 적색을 표현하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 표시 장치의 일례의 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 표시 장치의 일례에서의, 광원 장치의 예를 나타내는 개략 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 표시 장치의 일례의 설명에 이용하는, 형광체의 다른 예의 발광 스펙트럼을 나타내는 모식도.
도 4는 본 발명에 따른 표시 장치의 일례의 설명에 이용하는, 형광체의 다른 예의 발광 스펙트럼을 나타내는 모식도.
도 5는 본 발명에 따른 표시 장치의 일례의 설명에 이용하는, 형광체의 다른 예의 발광 스펙트럼을 나타내는 모식도.
도 6은 본 발명에 따른 표시 장치의 일례의 설명에 이용하는, 컬러 필터의 투과 스펙트럼을 나타내는 모식도.
도 7은 본 발명에 따른 표시 장치의 구체예에서의, 색도점의 설명에 이용하는 설명도.
도 8은 본 발명에 따른 표시 장치의 구체예에서의, 색도점의 설명에 이용하는 설명도.
도 9는 본 발명에 따른 표시 장치의 구체예에서의, 색도점의 설명에 이용하는 설명도.
도 10은 본 발명에 따른 표시 장치의 구체예에서의, 색도점의 설명에 이용하는 설명도.
<부호의 설명>
1 : 표시 장치
2 : 광원 장치(백라이트 장치)
3 : 광학 장치(액정 장치)
4 : 리플렉터(반사 시트)
5 : 리플렉터
6 : 발광체
7 : 도광부
8 : 형광부
8a : 제1 형광부
8b : 제2 형광부
9 : 확산 시트
10 : 편향판
11 : TFT 글래스 기판
12 : 도트 전극
13 : 액정층
14 : 배향막
15 : 전극
16 : 블랙 매트릭스
17a : 제1 컬러 필터
17b : 제2 컬러 필터
17c : 제3 컬러 필터
18 : 글래스 기판
19 : 편향판
21 : 제1 프리즘 시트
22 : 제2 프리즘 시트
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
본 실시 형태에 따른 표시 장치는, 소위 백색 LED를 갖는 광원 장치를 구비한 표시 장치이다. 광원 장치는, 녹색 형광체로서 화학식 1로 표현되는 조성의 형광체(실리케이트계 형광체)를 갖고, 적색 형광체로서 화학식 2로 표현되는 조성의 형광체를 갖고, 발광체로서 청색 LED를 갖고, 이들 형광체 및 발광체에 의해 백색 LED가 구성된다.
[화학식 1]
[화학식 2]
도 1에, 본 실시 형태에 따른 광원 장치를 갖는 표시 장치의 개략 구성도를 도시한다.
이 본 실시 형태에 따른 표시 장치(1)는, 광원 장치(2) 및 광학 장치(3)를 갖는다.
본 실시 형태에 따른 광원 장치(2)는, 액정 장치를 갖는 광학 장치(3)에 대한 백라이트 장치이다. 본 실시 형태에서, 표시 장치(1)는, 직하 방식으로 되어 있다.
이 광원 장치(2)의, 수지에 의한 도광부(7) 내에는, 예를 들면 청색 LED에 의한 복수의 발광체(6)가, 청색 광원으로서 설치되어 있다. 발광체(6)의 형상은, 예를 들면 LED이면 사이드 에미터 타입이나 포탄 타입 등, 다양한 종류의 것으로부터 적절하게 선택하여 이용할 수 있다.
형광부(8)에는, 전술한 형광체가, 예를 들면 수지에 의한 매체 중에 분산 배치되어 있다.
여기서, 형광체가 분산되는 매체란, 청색 발광 LED의 주위에 직접 형성되는 수지(백색 LED의 일부)이어도 되고, 도광판, 반사 시트, 광학 필름 등과 같이 청색 발광 LED로부터 떨어진 위치에 있는 것이어도, 형광체가 분산 배치되는 매체이면 된다.
본 실시 형태에서, 형광부(8)는, 서로 다른 발광 파장대를 갖는, 제1 형광체를 포함하는 제1 발광 조성물에 의한 제1 형광부(8a)와, 제2 형광체를 포함하는 제2 발광 조성물에 의한 제2 형광부(8b)로 구성된다.
또한, 제1 형광부(8a)를 구성하는 제1 형광체는, 녹색 형광체로서 전술한 화학식 1로 표현되는 조성의 형광체이다. 또한, 녹색 영역의 발광을 얻기 위해, 제1 형광체의 발광 파장대는, 510㎚∼550㎚ 중 적어도 일부를 포함하는 것이 바람직하다.
제2 형광부(8b)를 구성하는 제2 형광체는, 적색 형광체로서 전술한 화학식 2로 표현되는 조성의 형광체이다. 또한, 적색 영역의 발광을 얻기 위해, 제2 형광체의 발광 파장대는, 610㎚∼670㎚ 중 적어도 일부를 포함하는 것이 바람직하다.
발광체(6)와 제1 형광부(8a) 및 제2 형광부(8b)에 의해, 소위 백색 LED가 형성된다.
또한, 광원 장치(2)의, 광학 장치(3)에 대향하는 최근접부에는, 확산 시트(9)가 설치되어 있다. 이 확산 시트(9)는, 청색 광원이나 각 형광체로부터의 광을, 광학 장치(3)측으로 면 형상으로 균일하게 유도하는 것이다. 광원 장치(2)의 이면측에는, 리플렉터(4)가 설치되어 있다. 또한, 필요에 따라서, 리플렉터(4)와 마찬가지의 리플렉터(5)가, 도광부(7)의 측면에도 설치된다. 수지로서는, 에폭시, 실리콘, 우레탄 외에, 다양한 투명 수지를 이용할 수 있다.
또한, 광원 장치(2)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 도광부(7)의 측면에 발광체(6)가 배치된 방식으로 하여도 된다. 즉, 발광체(6)로부터의 광이 도광부(7)의 후부 사면에서 반사되어, 제1 프리즘 시트(21) 및 제2 프리즘 시트(22)를 거쳐 확산 시트(9)에 이르는, 소위 엣지 라이트(사이드 라이트) 방식으로 하여도 된다. 이 구성에서, 형광부(8)는, 도시하지 않지만, 발광체(6)와 도광부(7) 사이, 혹은 도광부(7)와 리플렉터(4 및 5) 사이, 혹은 도광부(7)와 제1 프리즘 시트(21) 사이 중 어느 하나의 위치에 형성된다.
한편, 본 실시 형태에서, 광학 장치(3)는 광원 장치(2)로부터의 광에 대해 변조를 실시함으로써 소정의 출력광을 출력하는 액정 장치이다.
이 광학 장치(3)에서는, 광원 장치(2)에 가까운 측으로부터, 편향판(10)과, TFT(Thin Film Transistor ; 박막 트랜지스터)용의 글래스 기판(11) 및 그 표면의 도트 형상 전극(12)과, 액정층(13) 및 그 표리에 피착된 배향막(14)과, 전극(15)과, 전극(15) 상의 복수의 블랙 매트릭스(16)와, 이 블랙 매트릭스(16) 사이에 설치되는 화소에 대응한 제1 (적색) 컬러 필터(17a), 제2 (녹색) 컬러 필터(17b), 제3 (청색) 컬러 필터(17c)와, 블랙 매트릭스(16) 및 컬러 필터(17a∼17c)는 떨어져 설치되는 글래스 기판(18)과, 편향판(19)이, 이 순서대로 배치되어 있다.
여기서, 편향판(10 및 19)은, 특정한 방향으로 진동하는 광을 형성하는 것이다. 또한, TFT 글래스 기판(11)과 도트 전극(12) 및 전극(15)은, 특정한 방향으로 진동하고 있는 광만을 투과하는 액정층(13)을 스위칭하기 위해 형성되는 것이며, 배향막(14)이 더불어 형성됨으로써, 액정층(13) 내의 액정 분자의 기울기가 일정한 방향으로 일치된다. 또한, 블랙 매트릭스(16)가 형성되어 있음으로써, 각 색에 대응하는 컬러 필터(17a∼17c)로부터 출력되는 광의 콘트라스트의 향상이 도모되어 있다. 이들 블랙 매트릭스(16) 및 컬러 필터(17a∼17c)는, 글래스 기판(18)에 부착된다.
그리고, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(1) 및 광원 장치(2)에서는, 특히 우수한 적색 표현, 예를 들면 sRGB 규격의 적색 표현이 가능하게 된다.
다음으로, 이와 같은 표시 장치의, 보다 구체적인 구성에 대해, 시뮬레이션에 의해 검토를 행한 결과에 대해서 설명한다.
본 검토에서는, 특히 우수한 적색(예를 들면 sRGB 규격의 적색)을 표현 가능하게 하기 위한 장치 구성을, 보다 엄밀하게 검토하였다.
본 검토에서는, 특히 우수한 적색을 얻기 위한 요소로서, 표시 장치를 구성하는 부재 중, 녹색 형광체의 발광 스펙트럼과, 적색 형광체의 발광 스펙트럼과, 적색 컬러 필터의 투과 스펙트럼의 관계에 주목하였다. 또한, 화학식 1의 조성에서의 a의 값의 변화나 화학식 2의 조성에서의 Eu의 농도의 변화에 의해 생기는, 미묘한 스펙트럼의 변화도 고려하고 있다. 또한, 적색과 녹색의 발광 강도비(녹색 형광체의 발광 강도에 대한 상기 적색 형광체의 발광 강도의 비 ; 이후 이 비를 P로 함)에 의해서도, 각 컬러 필터를 투과하는 광의 색 밸런스가 변화하기 때문에, 이 점에 대해서도 검토를 행하였다.
또한, 이하의 시뮬레이션에서, 각 파라미터의 수치나 그 간격은, 반드시 연속적 또는 일정하지는 않지만, 이들 수치나 간격은, 표시 장치에서의 광학 특성의 경향을 파악하는 데에 있어서 충분히 세세하다고 할 수 있는 범위에서 정하고 있어, 각 수치의 근방에서는, 그 수치에 의한 것과 대략 마찬가지의 경향을 나타낸다고 생각된다.
또한, 이하의 시뮬레이션에서, 예를 들면 액정 디스플레이형의 표시 장치의 경우, 기본적인 색 정보는 「(형광체의 발광 스펙트럼)×(컬러 필터의 투과 스펙트럼)」에 의해 얻어지므로, 이 색 정보에 등색(等色) 함수를 곱하는 방법에 의해, 색도의 계산을 행하고 있다.
구체적으로는, 녹색 형광체 및 적색 형광체를 포함하는 백색 LED의 백색 발광 스펙트럼과, 적색 컬러 필터의 투과 스펙트럼을 곱셈하고, 또한 등색 함수로부터 색도점을 계산에 의해 산출하였다. 등색 함수란, 광의 파장마다 적ㆍ녹ㆍ청의 자극을 어느 정도 느끼는지를 실험에 의해 구한 값이다. 등색 함수는, x(λ) 함수, y(λ) 함수, z(λ) 함수의 3개의 함수로 구성되어 있다. x(λ) 함수는, 각 파장에 의한 적색기를 느끼는 정도를 나타내고, 마찬가지로 y(λ)ㆍz(λ) 함수는, 각 파장에서의 청색기ㆍ녹색기로 느끼는 정도를 나타내고 있다. 구체적인 계산식을, 수학식 1∼수학식 5로 나타낸다.
이 방법에 의해, 적색 및 녹색에 대해, 색도점(xR, yR 및 xG, yG)을 산출하였다. 그리고, 색도 좌표에서의, 적색 형광체의 발광에 관한 적색 색도점(xR, yR)이, xR≥0.640 또한 yR≤0.330으로 되는 장치 구성을 검토하였다.
여기서, 표시 장치를 구성하는 부재와, 각 부재의 특성(요소)이 색 표현에 미치는 영향에 대해 설명한다.
우선, 화학식 1로 표현되는 조성의 형광체의 발광 스펙트럼과, 화학식 2로 표현되는 조성의 형광체의 발광 스펙트럼을, 각각 도 3, 도 4에 도시한다. 화학식 1로 표현되는 조성의 형광체는, a의 값이 커짐에 따라서, 발광 스펙트럼의 위치가 장파장측으로 이동하는 것을 알 수 있다(도면 중 l∼l''). 한편, 화학식 2로 표현되는 조성의 형광체는, Eu의 농도가 높아짐에 따라서, 발광 스펙트럼의 위치가 장파장측으로 이동하는 것을 알 수 있다(도면 중 m∼m'''''). 또한, 화학식 1로 표현되는 조성의 형광체에 대해서도, Eu의 농도가 1㏖％∼10㏖％인 것을 시작하고, 발광 스펙트럼을 측정하였지만, a의 값에 의한 영향 쪽이 압도적으로 큰 것을 확인하였기 때문에, 시뮬레이션에서는 Eu의 농도를 변화시키는 검토보다도 a의 값을 변화시키는 검토만을 행하였다.
또한, 최종적으로 표시 장치로부터 출력되는 적색은, 적색 컬러 필터의 투과 스펙트럼의 범위 내에서 혼입해 오는 녹색 형광체의 발광 스펙트럼과, 적색 형광체의 발광 스펙트럼과의 합성에 의해 얻어진다(도 5에 일례를 나타낸다). 즉, 녹색 형광체의 발광 스펙트럼에도 영향을 받는다. 시뮬레이션에서는, 녹색의 발광 스펙트럼에 대한 적색의 발광 스펙트럼의 발광 강도비를 파라미터로 하고, 이 발광 강도비 P에 대해서도 검토를 행하였다. P를 0.6∼1.5의 범위로 변화시키고, 이들 수치에 대응하는 스펙트럼 형상이 얻어진 단계에서 계산을 행하였다.
또한, 적색 컬러 필터의 투과 스펙트럼도, 최종적으로 출력되는 적색광의 색 영역에 영향을 준다. 적색 컬러 필터의 투과 스펙트럼을 도 6에 도시한 바와 같이, 필터의 막 두께가 커짐에 따라서, 투과율은 낮아진다(n∼n''').
이들 요소를 파라미터로 하여 행한 검토의 결과에 대해, 이하 상세하게 설명한다.
우선, 제1 장치 구성예로서, 적색 컬러 필터의 투과율이, 파장 580㎚에 관하여 30％ 이상 또한 33％보다도 낮고, 파장 650㎚에 관하여 91％ 이상 또한 94％보다 낮다고 하는 수치 범위의 표시 장치에 대해, 시뮬레이션을 행하였다. 또한, 시뮬레이션에서는 파장 580㎚ 및 650㎚에서의 투과율을, 각각 30％ 및 91％로 선정하였지만, 전술한 수치 범위에서 마찬가지의 특성을 확인하고 있다.
결과를, 표 1∼표 12에 나타낸다. 여기서, 전술한 화학식 2로 표현되는 조성의 적색 형광체의 Eu 농도에 대해서는, 표 1∼표 4, 표 5∼표 8, 표 9∼표 12에서, 각각 1㏖％, 3㏖％, 6㏖％이다.
이들 결과로부터, 이 제1 장치 구성예에서는, a=0 또한 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 적색 형광체의 발광 강도의 비(P)가 1.0보다도 큰 경우에서만, 특히 우수한 적색(본 실시 형태에서는 sRGB의 적색 색도점)을 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
보다 구체적으로는, P가, 1.0보다 크고 또한 1.5 이하이며, 화학식 1에서의 a의 값이 0≤a<1이며, 화학식 2에서의 Eu의 농도가 1.0㏖％ 이상 6.0㏖％ 이하인 구성 중, 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1.0㏖％, 또한 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 적색 형광체의 발광 강도의 비가 1.5보다 작고, 또한 a=0인 조합을 제외한 장치 구성에서, 특히 우수한 적색을 표현할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
이들, 표 1∼표 12의 결과를, 색도 좌표 상에서 정리하여, 도 7에 도시한다.
또한, 도 7에서는, 0.620≤x≤0.700, 0.280≤y≤0.360의 범위만을 도시하고 있다. 또한, 도 7에서, ■는, 표 1∼표 4의 결과에, ◎는 표 5∼표 8의 결과에, △는 표 9∼표 12의 결과에, 각각 대응하고 있다.
다음으로, 제2 장치 구성예로서, 적색 컬러 필터의 투과율이, 파장 580㎚에 관하여 17％보다 높고 또한 30％보다도 낮고, 파장 650㎚에 관하여 87％보다 높고 또한 91％보다 낮다고 하는 수치 범위의 표시 장치에 대해, 시뮬레이션을 행하였다. 또한, 시뮬레이션에서는, 파장 580㎚ 및 650㎚에서의 투과율을, 각각 23％ 및 89％로 선정하였지만, 전술한 수치 범위에서 마찬가지의 특성을 확인하고 있다.
결과를, 표 13∼표 24에 나타낸다. 여기서, 전술한 화학식 2로 표현되는 조성의 적색 형광체의 Eu 농도에 대해서는, 표 13∼표 16, 표 17∼표 20, 표 21∼표 24에서, 각각 1㏖％, 3㏖％, 6㏖％이다.
이들 결과로부터, 이 제2 장치 구성예에서는, 바람직한 장치 구성을, 2 계통 확인할 수 있었다.
우선, P가 0.6보다 크고 또한 1.5 이하이며, 화학식 1에서의 a의 값이 0≤a<1이며, 화학식 2에서의 Eu의 농도가 1.0㏖％ 이상 6.0㏖％ 이하인 구성 중, 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1.0㏖％, 또한 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 적색 형광체의 발광 강도의 비가 0.6 이상 1.2 이하이며, 또한 a=0인 조합을 제외한 장치 구성에서, 특히 우수한 적색을 표현할 수 있는 것을 확인할 수 있었다(표 17 및 표 21의 사선부).
또한, P가 1.0보다 크고 또한 1.5보다 낮고, 화학식 1에서의 a의 값이 1≤a<1.5이며, 화학식 2에서의 Eu의 농도가 1.0㏖％ 이상 6.0㏖％ 이하인 구성 중, 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1.0㏖％, 또한 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 적색 형광체의 발광 강도의 비가 1.0보다 크고 1.2 이하이며, 또한 a=1인 조합을 제외한 장치 구성에서, 특히 우수한 적색을 표현할 수 있는 것을 확인할 수 있었다(표 18 및 표 22의, P=1.2에 대응하는 사선부).
또한, P가 1.0보다 크고 또한 1.5 이하이며, 화학식 1에서의 a의 값이 0≤a<1.5이며, 화학식 2에서의 Eu의 농도가 1.0㏖％ 이상 6.0㏖％ 이하인 구성에 의해서도, 특히 우수한 적색을 표현할 수 있는 것을 확인할 수 있었다(표 13, 표 14, 표 17, 표 18, 표 21, 표 22의, P=1.5에 대응하는 사선부).
이들, 표 13∼표 24의 결과를, 색도 좌표 상에서 정리하여, 도 8에 도시한다.
또한, 도 8에서는, 0.620≤x≤0.700, 0.280≤y≤0.360의 범위만을 도시하고 있다. 또한, 도 8에서, ■는, 표 13∼표 16의 결과에, ◎는 표 17∼표 20의 결과에, △는 표 21∼표 22의 결과에, 각각 대응하고 있다.
다음으로, 제3 장치 구성예로서, 적색 컬러 필터의 투과율이, 파장 580㎚에 관하여 13％보다 높고 또한 23％보다도 낮고, 파장 650㎚에 관하여 85％보다 높고 또한 89％보다 낮다고 하는 수치 범위의 표시 장치에 대해, 시뮬레이션을 행하였다. 또한, 시뮬레이션에서는, 파장 580㎚ 및 650㎚에서의 투과율을, 각각 17％ 및 87％로 선정하였지만, 전술한 수치 범위에서 마찬가지의 특성을 확인하고 있다.
결과를, 표 25∼표 36에 나타낸다. 여기서, 전술한 화학식 2로 표현되는 조성의 적색 형광체의 Eu 농도에 대해서는, 표 25∼표 28, 표 29∼표 32, 표 33∼표 36에서, 각각 1㏖％, 3㏖％, 6㏖％이다.
이들 결과로부터, 이 제3 장치 구성예에서는, 바람직한 장치 구성을, 2 계통확인할 수 있었다.
우선, P가 0.6보다 크고 또한 1.5 이하이며, 화학식 1에서의 a의 값이 1≤a<1.5이며, 화학식 2에서의 Eu의 농도가 1.0㏖％ 이상 6.0㏖％ 이하인 구성 중, 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1.0㏖％, 또한 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 적색 형광체의 발광 강도의 비가 0.6보다 크고 0.8 이하이며, 또한 a=1인 조합을 제외한 장치 구성에서, 특히 우수한 적색을 표현할 수 있는 것을 확인할 수 있었다(표 26, 표 30, 표 34의 사선부).
또한, P가 0.6 이상 또한 1.5 이하이며, 화학식 1에서의 a의 값이 0≤a<1이며, 화학식 2에서의 Eu의 농도가 1.0㏖％ 이상 6.0㏖％ 이하인 장치 구성에서, 특히 우수한 적색을 표현할 수 있는 것을 확인할 수 있었다(표 25, 표 29, 표 33의 사선부).
또한, P가 1.2보다 크고 또한 1.5 이하이며, 화학식 1에서의 a의 값이 1.5≤a<2.0이며, 화학식 2에서의 Eu의 농도가 3.0㏖％보다 높고 6.0㏖％ 이하인 구성에 의해서도, 특히 우수한 적색을 표현할 수 있는 것을 확인할 수 있었다(표 35의, P=1.5에 대응하는 사선부).
이들, 표 25∼표 36의 결과를, 색도 좌표 상에서 정리하여, 도 9에 도시한다.
또한, 도 9에서는, 0.620≤x≤0.700, 0.280≤y≤0.360의 범위만을 도시하고 있다. 또한, 도 9에서, ■는 표 25∼표 28의 결과에, ◎는 표 29∼표 32의 결과에, △는 표 33∼표 36의 결과에, 각각 대응하고 있다.
다음으로, 제4 장치 구성예로서, 적색 컬러 필터의 투과율이, 파장 580㎚에 관하여 9％ 이상 또한 13％보다도 낮고, 파장 650㎚에 관하여 81％ 이상 또한 85％ 이하라고 하는 수치 범위의 표시 장치에 대해, 시뮬레이션을 행하였다. 또한, 시뮬레이션에서는, 파장 580㎚ 및 650㎚에서의 투과율을, 각각 13％ 및 85％로 선정하였지만, 전술한 수치 범위에서 마찬가지의 특성을 확인하고 있다.
결과를, 표 37∼표 48에 나타낸다. 여기서, 전술한 화학식 2로 표현되는 조성의 적색 형광체의 Eu 농도에 대해서는, 표 37∼표 40, 표 41∼표 44, 표 45∼표 48에서, 각각 1㏖％, 3㏖％, 6㏖％이다.
이들 결과로부터, 이 제4 장치 구성예에서는, 바람직한 장치 구성을, 2 계통확인할 수 있었다.
우선, P가 0.6 이상 또한 1.5 이하이며, 화학식 1에서의 a의 값이 0≤a<1.5이며, 화학식 2에서의 Eu의 농도가 1.0㏖％ 이상 6.0㏖％ 이하인 장치 구성에서, 특히 우수한 적색을 표현할 수 있는 것을 확인할 수 있었다(표 37, 표 38, 표 41, 표 42, 표 45, 표 46의 사선부).
또한, P가 1.0보다 크고 또한 1.5 이하이며, 화학식 1에서의 a의 값이 1.5≤a<2.0이며, 화학식 2에서의 Eu의 농도가 1.0㏖％ 이상 6.0㏖％ 이하인 구성 중, 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1.0㏖％, 또한 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 적색 형광체의 발광 강도의 비가 1보다 크고 1.2 이하이며, 또한 a=1.5인 조합을 제외한 장치 구성에서, 특히 우수한 적색을 표현할 수 있는 것을 확인할 수 있었다(표 39, 표 43, 표 47의 사선부).
이들, 표 37∼표 48의 결과를, 색도 좌표 상에서 정리하여, 도 10에 도시한다.
또한, 도 10에서는, 0.620≤x≤0.700, 0.280≤y≤0.360의 범위만을 도시하고 있다. 또한, 도 10에서, ■는 표 37도∼표 40의 결과에, ◎는 표 41∼표 44의 결과에, △는 표 45∼표 48의 결과에, 각각 대응하고 있다.
<실시예>
본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.
본 실시예에서는, 전술한 시뮬레이션에서의 구성의 일부를 실제로 재현하고, 적색 컬러 필터와 형광체를 이용하여 백색 LED를 제작하여 적색의 색도점을 실측한 결과에 대해, 설명한다.
본 실시예에 따른 표시 장치에서, 적색 컬러 필터는, 파장 580㎚에서의 투과율이 13％이며, 파장 650㎚에서의 투과율이 85％인 것을 제작하였다. 이 적색 컬러 필터의 제작은, 안료인 컬러 인덱스(C.I.) 번호 PY-254, PY-177을 이용하고, 소정의 혼합비의 것을 아크릴 수지에 혼합 분산하고, 글래스판에 1㎛∼4㎛의 두께로 도포함으로써 행하였다.
또한, 본 실시예에서, 녹색 형광체는 화학식 1로 표현되는 조성에서 a=1의 형광체를 이용하고, 적색 형광체는 화학식 2로 표현되는 조성에서 Eu 농도가 3㏖％인 것을 이용하였다. 이들 형광체를 이용하여 백색 LED를 제작하였다. 백색 LED의 발광 스펙트럼은, 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 적색의 발광 강도의 비가 0.6으로 되도록 조정하였다. 또한, 백색 LED의 제작은, 녹색 형광체와 적색 형광체의 혼합비를 임의로 조정하여 실리콘 수지에 혼합하고, 이 형광체 혼합 수지를 청색 LED 상에 적하하고, 열 경화시킴으로써 행하였다. 여기서, 실리콘 수지는, 신에츠 카가꾸제 KJR639를 사용하였다.
또한, 색도의 측정에는, 휘도 색도계를 이용하였다.
이와 같은 조건에서 특성 평가를 행한 결과, 적색 색도점의 실측값은, (0.665, 0.324)로 되어, 전술한 시뮬레이션 결과에 일치하는 것을 확인할 수 있었다.
이상의 실시 형태 및 실시예에서 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 표시 장치에 의하면, 특히 우수한 적색의 표현이 가능하게 된다.
즉, 이 구체적인 예로서, 본 실시 형태에 따른 표시 장치에 의하면, 백색 LED를 사용한 백라이트 시스템(광원 장치를 구비한 표시 장치)에서, LCD 패널(액정 장치)과 조합하였을 때, 종래의 백색 LED에서는 달성할 수 없었던 sRGB 규격의 적색 색도점을 만족시키는 적색의 출력을 얻는 것이 가능하게 된다.
또한, 전술한 바와 같이, 시뮬레이션에서의 각 파라미터의 수치나 그 간격은, 반드시 연속적 또는 일정하지는 않지만, 이들 수치나 간격은, 표시 장치에서의 광학 특성의 경향을 파악하는 데에 있어서 충분히 세세하다고 할 수 있는 범위에서 정하고 있어, 각 수치의 근방에서는, 그 수치에 의한 것과 대략 마찬가지의 경향을 나타낸다고 생각된다.
따라서, 각 측정값 자체에 한정되지 않고, 적어도, 녹색 형광체 및 적색 형광체가 전술한 화학식 1 및 화학식 2로 표현되는 조성의 형광체인 경우에는, 그 측정값의 근방에서의 장치 구성도 마찬가지의 특성을 갖는다고 생각된다. 또한, 특히 (xR, yR) 및 (xG, yG)를 잇는 가상 직선이, x≥0.640 및 y≤0.330 중 적어도 한쪽을 충족시키는 점만을 지나는 색도점군에 대해서는, sRGB 규격의 적색 표현을 특히 얻기 쉬운 장치 구성예에 대응한다고 생각된다. 즉, 이 장치 구성예는, 표시 장치를 구성하는 데에 있어서 손상되기 쉬운 휘도와의 균형을 특히 조정하기 쉬워, 색 재현성과 휘도의 양면에서 우수한 특성을 특히 얻기 쉬운 장치 구성예인 것이라고 생각된다.
또한, 이상의 실시 형태의 설명에서 든 사용 재료 및 그 양, 처리 시간 및 치수 등의 수치적 조건은 바람직한 예에 지나지 않고, 설명에 이용한 각 도면에서의 치수 형상 및 배치 관계도 개략적인 것이다. 즉, 본 발명은, 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 전술한 실시 형태에서는, 스펙트럼의 피크의 강도(극대값)로 규정한 발광 강도에 기초하여, 발광 강도비의 검토 결과에 대해서 설명하였지만, 발광 강도와 형광체의 양(예를 들면 단위 체적당의 형광체 입자수)과의 관계는 일정하지는 않으며, 예를 들면 형광체의 입경 등에 의해 변동한다. 그러나, 예를 들면 입경에 대해서는, 극단적으로 변화시키면 발광 효율의 저하 등을 수반할 우려가 있고, 그 한편 입경이 극단적으로 변화되지 않는 한은 본 실시 형태에 따른 표시 장치에서 발견된 경향(원칙)을 따른 특성이 얻어지는 것으로 생각된다.
또한, 예를 들면, 최종적으로 출력되는 적색의 색도점은, 녹색 형광체의 스펙트럼에는 영향을 받지만, 보다 적색으로부터 떨어진 청색광의 스펙트럼에는 영향을 거의 받지 않는다. 따라서, 발광체에는 청색을 담당하는 것에 한하지 않고, 근자외 이하의 단파장 광원을 이용할 수도 있고, 그 때에는 청색 형광체를 더불어 이용할 수 있는 등, 본 발명은 다양한 변형 및 변경을 이루어질 수 있다.

Claims (11)

  1. 적어도, 발광체와,
    [화학식 1]
    로 표현되는 조성에 의한 녹색 형광체와,
    [화학식 2]
    로 표현되는 조성에 의한 적색 형광체를 갖는 광원 장치를 구비하는
    것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    색도 좌표에서의, 상기 적색 형광체의 발광에 관한 상기 적색 색도점(xR, yR)이, xR≥0.640 또한 yR≤0.330으로 되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    적어도, 발광체와, 상기 화학식 1로 표현되는 조성에 의한 녹색 형광체와, 상기 화학식 2로 표현되는 조성에 의한 적색 형광체를 갖는 광원 장치와,
    녹색 컬러 필터와,
    적색 컬러 필터
    를 구비하는 표시 장치로서,
    색도 좌표에서의, 상기 녹색 형광체의 녹색 발광에 관한 녹색 색도점과, 상기 적색 형광체의 적색 발광에 관한 적색 색도점이, xR≥0.640 및 yR≤0.330 중 적어도 한쪽을 충족시키는 점만을 지나는 가상 직선에 의해 이어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적색 컬러 필터 투과율이, 파장 580㎚에 관하여 30％ 이상 또한 33％보다도 낮고, 파장 650㎚에 관하여 91％ 이상 또한 94％보다 낮고,
    상기 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 상기 적색 형광체의 발광 강도의 비가, 1.0보다 크고 또한 1.5 이하이며,
    상기 화학식 1에서의 a의 값이 0≤a<1이며,
    상기 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1.0㏖％ 이상 6.0㏖％ 이하인 표시 장치로서,
    상기 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1.0㏖％, 또한 상기 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 상기 적색 형광체의 발광 강도의 비가 1.5보다 작고, 또한 a=0인 조합을 제외하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 적색 컬러 필터 투과율이, 파장 580㎚에 관하여 17％보다 높고 또한 30％보다도 낮고, 파장 650㎚에 관하여 87％보다 높고 또한 91％보다 낮고,
    상기 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 상기 적색 형광체의 발광 강도의 비가, 0.6보다 크고 또한 1.5 이하이며,
    상기 화학식 1에서의 a의 값이 0≤a<1이며,
    상기 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1㏖％ 이상 6㏖％ 이하인 표시 장치로서,
    상기 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1.0㏖％, 또한 상기 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 상기 적색 형광체의 발광 강도의 비가 0.6 이상 1.2 이하, 또한 a=0인 조합을 제외하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 적색 컬러 필터 투과율이, 파장 580㎚에 관하여 17％보다 높고 또한 30％보다도 낮고, 파장 650㎚에 관하여 87％보다 높고 또한 91％보다 낮고,
    상기 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 상기 적색 형광체의 발광 강도의 비가, 1.0보다 크고 또한 1.5 이하이며,
    상기 화학식 1에서의 a의 값이 1≤a<1.5이며,
    상기 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1㏖％ 이상 6㏖％ 이하인 표시 장치로서,
    상기 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1㏖％, 또한 상기 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 상기 적색 형광체의 발광 강도의 비가 1.0보다 크고 1.2 이하이며, 또한 a=1인 조합을 제외하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 적색 컬러 필터 투과율이, 파장 580㎚에 관하여 13％보다 높고 또한 23％보다도 낮고, 파장 650㎚에 관하여 85％보다 높고 또한 89％보다 낮고,
    상기 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 상기 적색 형광체의 발광 강도의 비가, 0.6 이상 또한 1.5 이하이며,
    상기 화학식 1에서의 a의 값이 0≤a<1이며,
    상기 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1㏖％ 이상 6㏖％ 이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 적색 컬러 필터 투과율이, 파장 580㎚에 관하여 13％보다 높고 또한 23％보다도 낮고, 파장 650㎚에 관하여 85％보다 높고 또한 89％보다 낮고,
    상기 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 상기 적색 형광체의 발광 강도의 비가, 0.6보다 크고 또한 1.5 이하이며,
    상기 화학식 1에서의 a의 값이 1≤a<1.5이며,
    상기 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1㏖％ 이상 6㏖％ 이하인 표시 장치로서,
    상기 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1.0㏖％, 또한 상기 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 상기 적색 형광체의 발광 강도의 비가 0.6보다 크고 0.8 이하이며, 또한 a=1인 조합을 제외하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 적색 컬러 필터 투과율이, 파장 580㎚에 관하여 13％보다 높고 또한 23％보다도 낮고, 파장 650㎚에 관하여 85％보다 높고 또한 89％보다 낮고,
    상기 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 상기 적색 형광체의 발광 강도의 비가, 1.2보다 크고 또한 1.5 이하이며,
    상기 화학식 1에서의 a의 값이 1.5≤a<2.0이며,
    상기 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 3㏖％보다 크고 6㏖％ 이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 적색 컬러 필터 투과율이, 파장 580㎚에 관하여 9％ 이상 또한 13％ 이하이며, 파장 650㎚에 관하여 81％ 이상 또한 85％ 이하이며,
    상기 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 상기 적색 형광체의 발광 강도의 비가, 0.6 이상 또한 1.5 이하이며,
    상기 화학식 1에서의 a의 값이 0≤a<1.5이며,
    상기 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1㏖％ 이상 6㏖％ 이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 적색 컬러 필터 투과율이, 파장 580㎚에 관하여 9％ 이상 또한 13％ 이하이며, 파장 650㎚에 관하여 81％ 이상 또한 85％ 이하이며,
    상기 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 상기 적색 형광체의 발광 강도의 비가, 1.0보다 크고 또한 1.5 이하이며,
    상기 화학식 1에서의 a의 값이 1.5≤a<2이며,
    상기 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1㏖％ 이상 6㏖％ 이하인 표시 장치로서,
    상기 적색 형광체를 구성하는 Eu의 농도가 1.0㏖％, 또한 상기 녹색 형광체의 발광 강도에 대한 상기 적색 형광체의 발광 강도의 비가 1보다 크고 1.2 이하이며, 또한 a=1.5인 조합을 제외하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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