KR20110018391A - 백색 ｌｅｄ 및 그를 사용한 백라이트 및 액정 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
백색 LED(1)는 발광 피크 파장 380㎚ 이상 420㎚ 이하의 발광 소자(20)와, 적어도 청색 형광체 B, 녹색 형광체 G 및 적색 형광체 R을 포함하는 3종 이상의 형광체를 함유하고, 발광 소자(20)의 적어도 일부를 덮도록 배치되는 형광체층(40)을 구비하고, 형광체층(40)은, 제1 형광체층(41)과, 이 제1 형광체층(41)의 발광 소자(20)측과는 반대측에 배치되는 제2 형광체층(42)을 갖고, 제1 형광체층(41)은, 이 제1 형광체층(41)에 함유되는 형광체 전체에 있어서의 청색 형광체 B의 함유량이 5질량% 이하이거나 또는 청색 형광체 B를 포함하지 않고, 제2 형광체층(42)은, 이 제2 형광체층(42)에 함유되는 형광체 전체에 있어서의 청색 형광체 B 이외의 것의 함유량이 5질량% 이하이거나 또는 청색 형광체 B 이외의 것을 포함하지 않는다.
Description
본 발명은, 액정 표시 장치 등의 백라이트에 적절하게 사용되는 백색 LED 및 그를 사용한 백라이트 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 일반 조명, 액정 표시 장치용 백라이트 등에 사용되어 온 수은 가스 여기의 형광등관(FL), 냉음극선관(CCFL)에 대하여, 컴팩트성, 장수명, 저전압 구동, 무수은 등의 특징을 갖는, 백색 LED의 개발이 행해지도록 되고 있다.
백색 LED는, 청색광 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 적색 발광 다이오드의 3색의 발광 다이오드를 조합하여 백색 발광시키는 타입 1과, 여기원으로서의 장파장 자외선(300 내지 430㎚) 또는 청색 파장(460 내지 480㎚)의 발광 다이오드와, 가시광을 발광하는 단색 또는 복수색의 형광체를 함유하는 형광체층을 조합함으로써 백색 발광시키는 타입 2가 있다. 타입 2의 백색 LED에 따르면, 발광 다이오드의 개수를 저감시키고, 전체의 발열을 억제할 수 있으므로, 최근에는 타입 2의 백색 LED의 개발이 활발히 행해지도록 되어 있다.
타입 2의 백색 LED 중, 장파장 자외선(300 내지 430㎚)을 발광하는 발광 다이오드(이하, 자외광 발광 다이오드라고 부름)를 사용하는 것은, 형광체로서, 청색, 녹색 및 적색의 3색의 형광체를 사용함으로써 백색광을 얻고 있다. 한편, 청색 파장(460 내지 480㎚)의 발광 다이오드(이하, 청색광 발광 다이오드라고 부름)를 사용하는 것은, 형광체로서, 녹색과 적색의 2색의 형광체, 또는 황색의 형광체를 사용함으로써 백색광을 얻고 있다.
청색광 발광 다이오드를 사용하는 것 중, 녹색과 적색의 2색의 형광체를 사용하는 것에 대해서는, 색 불균일이 크고, 색도의 편차도 크다는 문제가 있고, 황색의 형광체를 사용하는 것에 대해서는, 색 재현성이 좁고, 연색성도 나빠, 소정의 색도로 설계하는 것이 곤란하다는 문제가 있다. 한편, 자외광 발광 다이오드를 사용하는 것에 대해서는, 청색광 발광 다이오드를 사용하는 것에 비하여 사용하는 형광체의 종류가 많기 때문에, 색 재현성이 넓고, 소정의 색도를 얻기 쉬워, 액정 표시 장치에 있어서의 백라이트 광원으로서 적합한 것으로 되어 있다.
자외광 발광 다이오드와 함께 사용되는 형광체로서는, 예를 들어 청색 형광체로서, 유로퓸 활성화 할로인산염 형광체, 유로퓸 활성화 알루민산염 형광체, 녹색 형광체로서, 구리 알루미늄 활성화 황화아연 형광체, 유로퓸 망간 활성화 알루민산염 형광체, 적색 형광체로서, 유로퓸 활성화 산황화이트륨 형광체, 유로퓸 활성화 산황화란탄 형광체가 조합되어 사용되고 있다.
또한, 자외광 발광 다이오드를 사용한 백색 LED는, 예를 들어 청색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체의 3색의 형광체를 투명 수지에 첨가, 혼합하여 형광체 슬러리를 제조한 후, 이 형광체 슬러리를 자외광 발광 다이오드 상에 도포하고, 경화시킴으로써 제조되고 있다. 형광체의 배합량은, 목적으로 하는 색도에 따라 적절하게 선택되지만, 예를 들어 청색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체의 형광체의 합계량 중, 청색 형광체가 15질량% 이상 25질량% 이하, 녹색 형광체가 15질량% 이상 25질량% 이하, 잔량부가 적색 형광체로 되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
최근, 휴대 전화, 차량 네비게이션, 모바일 통신 기기 등의 소형 화면, 퍼스널 컴퓨터나 텔레비전의 중ㆍ대형 화면 등의 다양한 액정 표시 장치에 있어서의 백라이트 광원으로서, 백색 LED를 사용하는 것이 검토되고 있다.
그러나, 자외광 발광 다이오드를 사용한 백색 LED에 대해서는, 발광 후, 자신의 발열에 의한 온도 상승 때문에 서서히 색도가 변화한다는 문제가 있다. 구체적으로는, CIE의 XYZ 표색계에서의 x, y값이, 온도 상승에 수반하여 서서히 증가하도록 변화한다. 또한, 이와 같은 색도의 변화는, 백색 LED의 발광을 정지시켰다 다시 발광시켰을 때에도 반복해서 볼 수 있다.
이와 같이 자외광 발광 다이오드를 사용한 백색 LED에 대해서는 온도 상승에 수반하는 색도 변화가 있으므로, 반드시 액정 표시 장치에 있어서의 백라이트 광원에의 적용이 용이하지 않다. 특히, 휴대 전화, 차량 네비게이션, 모바일 통신 기기 등에 대해서는 염천 하의 차 내에 방치되어, 상당한 고온이 되는 경우가 있으므로, 그 액정 표시 장치에 있어서의 백라이트 광원으로서의 백색 LED에 대해서는, 온도 상승에 의한 색도 변화가 적은 것이 요구된다.
본 발명의 목적은, 발광 다이오드의 발열이나 외부 환경에 의한 온도 상승에 수반하는 색도 변화가 억제되어, 각종 액정 표시 장치에 있어서의 백라이트 광원으로서 적절하게 사용되는 백색 LED를 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 목적은, 이와 같은 온도 상승에 의한 색도 변화가 억제된 백색 LED를 사용한 백라이트, 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 백색 LED는, 발광 피크 파장 380㎚ 이상 420㎚ 이하의 발광 소자와, 적어도 청색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체를 포함하는 3종 이상의 형광체를 함유하는 형광체층을 구비하는 백색 LED이며, 상기 형광체층은, 제1 형광체층과, 상기 제1 형광체층의 상기 발광 소자측과는 반대측에 배치되는 제2 형광체층을 갖고, 상기 제1 형광체층은, 상기 제1 형광체층에 함유되는 형광체 전체에 있어서의 상기 청색 형광체의 함유량이 5질량% 이하이거나 또는 상기 청색 형광체를 포함하지 않고, 상기 제2 형광체층은, 상기 제2 형광체층에 함유되는 형광체 전체에 있어서의 상기 청색 형광체 이외의 것의 함유량이 5질량% 이하이거나 또는 상기 청색 형광체 이외의 것을 포함하지 않는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 백라이트는, 복수의 백색 LED와, 상기 복수의 백색 LED를 탑재하는 기판을 갖는 백라이트이며, 상기 백색 LED가 상기한 본 발명의 백색 LED인 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 복수의 백색 LED와, 상기 복수의 백색 LED를 탑재하는 기판을 갖는 백라이트와, 상기 백라이트의 발광면측에 배치되는 액정 패널을 구비하는 액정 표시 장치이며, 상기 백색 LED가 상기한 본 발명의 백색 LED인 것을 특징으로 하고 있다.
도 1은 본 발명의 백색 LED의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 2는 적색 형광체의 여기 스펙트럼의 온도 변화의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 백색 LED의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 백라이트, 액정 표시 장치의 일례를 도시하는 모식적 단면도이다.
도 5는 비교예의 백색 LED의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 2는 적색 형광체의 여기 스펙트럼의 온도 변화의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 백색 LED의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 백라이트, 액정 표시 장치의 일례를 도시하는 모식적 단면도이다.
도 5는 비교예의 백색 LED의 일례를 도시하는 단면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 백색 LED의 일례를 도시하는 단면도이다. 본 발명의 백색 LED(1)는, 절연부(11) 상에 도전부로서의 표면측 전극(12)이 설치된 기판(10)과, 기판(10)의 표면측 전극(12) 상에 실장된 발광 소자(20)와, 발광 소자(20)를 밀봉하는 투명 수지층(30)과, 투명 수지층(30)을 피복하는 형광체층(40)을 구비한다.
기판(10)은, 구체적으로는 절연부(11)와, 절연부(11)의 표리측에 설치된 도전부로서의 표면측 전극(12) 및 이면측 전극(13)과, 절연부(11)를 관통하여 표면측 전극(12) 및 이면측 전극(13)을 도통하는 급전용 비아(14)를 갖는다.
절연부(11)로서는, 예를 들어 알루미나, 질화알루미늄(AlN) 등의 세라믹스, 유리 에폭시 수지 등으로 이루어지는 판재를 들 수 있다. 절연부(11)가 알루미나판이나 질화알루미늄판이면, 열전도성이 높고, 백색 LED(1)의 온도 상승을 억제할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 절연부(11)가, 표면측 전극(12) 중 발광 소자(20)가 설치되는 부분의 전부 또는 일부와, 이면측 전극(13)을 관통하는 비아 홀에, 은 페이스트, 구리 페이스트 등을 충전한 방열 비아를 설치한 유리 에폭시 수지판이면, 열전도성이 높아지고, 백색 LED(1)의 온도 상승을 억제할 수 있으므로 바람직하다.
도전부로서의 표면측 전극(12)은 절연부(11) 상에 배치되어 기판(10)을 구성한다. 표면측 전극(12)은 발광 소자(20)가 실장되는 측의 도전부이므로, 예를 들어 광 반사성 전극으로 되어 있다. 광 반사성 전극이라 함은, 분광 반사율계로 측정한 파장 400㎚에서의 반사율이 60% 이상인 것을 의미한다. 광 반사성 전극으로서는, Ag, Pt, Ru, Pd 및 Al 등으로 이루어지는 금속 전극을 들 수 있다.
표면측 전극(12)이 광 반사성 전극이면, 형광체(B, G, R)로부터의 2차광의 일부가 표면측 전극(12)측에 반사되거나, 발광 소자(20)로부터의 1차광의 일부가 투명 수지층(30)과 형광체층(40)의 계면에서 반사되어 표면측 전극(12)측에 반사되거나 해도, 표면측 전극(12)에서 다시 출사면측으로 반사시킬 수 있어, 백색 LED(1)의 휘도를 높게 할 수 있다. 한편, 이면측 전극(13)은, 표면측 전극(12)과 같이 광 반사성이 요구되지 않으므로, Ag, Pt, Ni, Cu, Au 등의 공지의 금속 재료를 사용할 수 있다.
발광 소자(20)는 피크 파장 380㎚ 이상 420㎚ 이하, 바람직하게는 피크 파장 390㎚ 이상 410㎚ 이하의 자외광 내지 자색광(1차광)을 발광하는 것이며, 예를 들어 InGaN, GaN 또는 AlGaN계 발광 다이오드가 사용된다. 또한, 발광 소자(20)로서는, 발광 다이오드 대신에, 피크 파장 380㎚ 이상 420㎚ 이하, 바람직하게는 피크 파장 390㎚ 이상 410㎚ 이하의 자외광 내지 자색광을 발광하는 레이저이어도 되고, 본 발명에서는, 이들 발광 다이오드 및 레이저를 통합하여 발광 소자라고 칭하고 있다.
이와 같은 발광 소자(20)는, 예를 들어 AuSn 공정 땜납 외의 각종 땜납, 은 페이스트 등에 의해 한쪽(도면 중, 좌측)의 표면측 전극(12)에 접합되고, 또한 그 전극은 본딩 와이어(25)를 사용하여 다른 쪽(도면 중, 우측)의 표면측 전극(12)에 전기적으로 접속된다.
투명 수지층(30)은 발광 소자(20)를 밀봉하는 것이며, 투명 수지 경화물(31s)로 구성되어 있다. 일반적으로, 형광체층은 굴절률이 높고, 광을 내부에 가두는 성질이 있다. 이로 인해, 발광 소자를 직접 덮도록 형광체층을 형성한 경우, 발광 소자로부터의 1차광의 일부가 형광체층과의 계면에서 발광 소자로 반사되거나, 형광체층의 형광체에 의해 방출된 가시광(2차광)이 발광 소자에 입사되거나 함으로써, 이들 광이 발광 소자 내에 머물러, 취출하기 어려워지므로 효율이 저하된다. 이와 같은 이유로부터, 투명 수지층(30)은, 형광체층(40)으로부터의 2차광이 발광 소자(20)에 입사되는 양을 적게 하여, 효율의 저하를 억제하기 위하여 설치되어 있다.
투명 수지 경화물(31)은 투명성이 높은 수지를 경화시킨 것이다. 투명 수지로서는, 예를 들어 실리콘 수지, 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 실리콘 수지 중에서는, 디메틸실리콘 수지가 자외선에 대한 내성이 높기 때문에 바람직하다. 투명 수지층(30)은, 예를 들어 발광 소자(20) 및 본딩 와이어(25) 상에 투명 수지를 흘려보내고, 예를 들어 100℃ 이상 160℃ 이하로 가열하고, 경화시킴으로써 형성할 수 있다.
형광체층(40)은 투명 수지층(30)의 상면 및 측면을 피복하는 것이며, 투명 수지층(30)을 덮도록 배치되는 제1 형광체층(41)과, 이 제1 형광체층(41)의 외측, 즉 발광 소자(20)로부터 먼 측을 덮도록 배치되는 제2 형광체층(42)을 갖고 있다. 그리고, 발광 소자(20)에 가까운 측인 제1 형광체층(41)은, 예를 들어 투명 수지 경화물(41s) 중에 녹색 형광체 G와 적색 형광체 R이 함유되고, 청색 형광체 B가 함유되어 있지 않은 것이며, 한편, 발광 소자(20)로부터 먼 위치에 배치되는 제2 형광체층(42)은, 예를 들어 투명 수지 경화물(42s) 중에 청색 형광체 B가 함유되고, 녹색 형광체 G와 적색 형광체 R이 함유되어 있지 않은 것이다.
또한, 도 1에 도시하는 백색 LED(1)에 대해서는, 제1 형광체층(41)에 형광체로서 녹색 형광체 G와 적색 형광체 R만을 함유시키고, 제2 형광체층(42)에 형광체로서 청색 형광체 B만을 함유시키고 있지만, 제1 형광체층(41)에는 청색 형광체가 함유되어 있어도 되고, 또한 제2 형광체층(42)에는 녹색 형광체 G, 적색 형광체 R 중 적어도 한쪽이 함유되어 있어도 된다. 단, 제1 형광체층(41)에 청색 형광체 B를 함유시키는 경우, 제1 형광체층(41)에 포함되는 각 색의 형광체의 합계량 중, 청색 형광체 B의 함유량이 5질량% 이하가 되도록 한다. 또한, 제2 형광체층(42)에 청색 형광체 B 이외의 형광체를 함유시키는 경우, 제2 형광체층(42)에 포함되는 각 색의 형광체의 합계량 중, 청색 형광체 B 이외의 형광체의 함유량이 5질량% 이하가 되도록 한다.
본 발명에서는, 형광체층(40)을 2층으로 분할함과 함께, 발광 소자(20)에 가까운 측인 제1 형광체층(41)에 있어서의 청색 형광체 B의 함유량을 종래에 비하여 충분히 저감시킴과 함께, 발광 소자(20)로부터 먼 측인 제2 형광체층(42)에 있어서의 청색 형광체 B의 함유량을 종래에 비하여 충분히 증가시킴으로써, 발광 후의 발광 소자(20)의 발열에 의해, 혹은 외부 환경에 의해 백색 LED(1)의 온도가 상승한 경우이어도, 그 색도 변화를 유효하게 억제할 수 있다.
여기서, 도 2는, 적색 형광체 R(후술하는 화학식 4의 유로퓸 활성화 산황화란탄; (La0.888Eu0.11M0.002)2O2S, M은 Sb)의 여기 스펙트럼의 온도 변화를 나타낸 것이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 온도 상승과 함께, 청색 형광체 B로부터 발광되는 청색광의 일반적인 피크 파장이 존재하는 430㎚ 내지 460㎚ 부근의 흡수량이 상승한다. 이로 인해, 종래와 같이, 하나의 형광체층에, 청색 형광체 B, 녹색 형광체 G 및 적색 형광체 R을 혼합하여 함유시킨 경우, 온도 상승과 함께 청색 형광체 B로부터 발광된 청색광이 적색 형광체 R에 흡수되는 비율이 많아지고, 결과적으로 청색광이 상대적으로 적어짐으로써 색도가 변화한다. 구체적으로는, 온도 상승에 수반하여, CIE의 XYZ 표색계에서의 x, y값이 서서히 증가하도록 변화한다.
또한, 온도 상승에 수반하는 청색광의 흡수는, 적색 형광체 R이 후술하는 화학식 4의 유로퓸 활성화 산황화란탄의 경우에 특히 현저하게 확인되지만, 그 밖의 종류의 적색 형광체에 대해서도 같은 청색광의 흡수가 확인되고, 또한 녹색 형광체 G에 대해서도, 적색 형광체 R 정도는 아니지만 청색광의 흡수가 확인된다.
본 발명에서는, 형광체층(40)을 2층으로 분할함과 함께, 발광 소자(20)에 가까운 측인 제1 형광체층(41)에 있어서의 청색 형광체 B의 함유량을 저감시키고, 발광 소자(20)로부터 먼 측인 제2 형광체층(42)에 있어서의 청색 형광체 B의 함유량을 증가시킴으로써, 청색 형광체 B에서 발광된 청색광을 그대로 제2 형광체층(42)으로부터 사출시킬 수 있고, 녹색 형광체 G나 적색 형광체 R에 의해 흡수되는 양을 저감시킬 수 있으므로, 온도 상승한 경우라도 청색 형광체 B로부터 발광되는 청색광의 사출량을 유지할 수 있고, 색도 변화를 억제할 수 있다.
본 발명에서는, 이와 같이 청색 형광체 B로부터 발광된 청색광이 녹색 형광체 G나 적색 형광체 R에 흡수되는 것을 억제하는 관점에서, 제1 형광체층(41)에는 청색 형광체 B가 함유되어 있지 않은 것이 바람직하지만, 제1 형광체층(41)에는, 이 제1 형광체층(41)에 포함되는 각 색의 형광체의 합계량에 대하여, 5질량% 이하의 청색 형광체 B가 포함되어 있어도 상관없다. 제1 형광체층(41)에 포함되는 청색 형광체 B의 함유량이 5질량%를 초과하게 되면, 종래의 형광체층과 큰 차이가 없어지고, 청색 형광체 B로부터 발광된 청색광이 녹색 형광체 G나 적색 형광체 R에 흡수되는 양이 많아져 바람직하지 않다.
제1 형광체층(41)에 있어서의 녹색 형광체 G와 적색 형광체 R의 함유 비율은, 제2 형광체층(42)과의 관계에서 원하는 백색 색도를 얻을 수 있도록 제조되는 것이지만, 예를 들어 적색 형광체 R의 함유량에 대한 녹색 형광체 G의 함유량의 비(녹색 형광체 G의 함유량/ 적색 형광체 R의 함유량; 질량비)가 0.05 이상 0.4 이하인 것이 바람직하다. 상기 질량비가 0.05 미만 또는 0.4를 초과하는 경우, 각종 액정 표시 장치에 있어서의 백라이트 광원으로서 적합한 백색 색도를 얻는 것이 곤란해질 우려가 있다.
또한, 제2 형광체층(42)에 대해서도, 같은 관점에서, 청색 형광체 B 이외의 형광체, 예를 들어 청색광을 흡수하는 녹색 형광체 G나 적색 형광체 R이 함유되어 있지 않은 것이 바람직하지만, 제2 형광체층(42)에는, 이 제2 형광체층(42)에 포함되는 각 색의 형광체의 합계량에 대하여, 청색 형광체 B 이외의 형광체가 5질량% 이하 함유되어 있어도 상관없다. 청색 형광체 B 이외의 형광체의 함유량이 5질량% 이하이면, 청색 형광체 B로부터 발광되는 청색광의 녹색 형광체 G나 적색 형광체 R에 의한 흡수를 저감시키고, 청색광을 충분히 사출시킬 수 있으므로, 결과적으로 온도 상승한 경우이어도 색도 변화를 유효하게 억제할 수 있다.
제1 형광체층(41)이나 제2 형광체층(42)을 구성하는 투명 수지 경화물(41s, 42s)은 투명성이 높은 투명 수지를 경화시킨 것이다. 투명 수지 경화물(41s, 42s)의 형성에 사용되는 투명 수지로서는, 투명 수지층(30)에 있어서의 투명 수지 경화물(30s)의 형성에 사용되는 것과 같은 투명 수지를 사용할 수 있다.
투명 수지층(30)을 구성하는 투명 수지 경화물(30s)과, 형광체층(40), 즉 제1 형광체층(41)이나 제2 형광체층(42)을 구성하는 투명 수지 경화물(41s, 42s)은, 동일 종류의 수지이어도 되고, 상이한 종류의 수지이어도 된다. 또한, 제1 형광체층(41)을 구성하는 투명 수지 경화물(41s)과, 제2 형광체층(42)을 구성하는 투명 수지 경화물(42s)에 대해서도, 동일 종류의 수지이어도 되고, 상이한 종류의 수지이어도 된다.
형광체층(40), 구체적으로는 제1 형광체층(41)이나 제2 형광체층(42)에 함유시키는 청색 형광체 B는, 발광 소자(20)의 1차광을 수광하여 청색광을 발광하는 것이며, 녹색 형광체 G는, 발광 소자(20)의 1차광을 수광하여 녹색광을 발광하는 것이며, 적색 형광체 R은, 발광 소자(20)의 1차광을 수광하여 적색광을 발광하는 것이다. 청색 형광체 B, 녹색 형광체 G 및 적색 형광체 R로서는, 예를 들어 이하에 나타내는 것이 사용된다.
<청색 형광체 B>
청색 형광체 B로서는, 구체적으로는 피크 파장 430㎚ 내지 460㎚의 청색광을 발광하는 청색 형광체가 사용된다. 청색 형광체로서는, 예를 들어 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 나타내어지는 조성을 갖는 청색 형광체가 사용된다.
식 중, x, y 및 z는, 0≤x＜0.2, 0≤y＜0.1, 0.005＜z＜0.1을 만족하는 값이며, X는, F, Cl, Br로부터 선택되는 적어도 1종이다.
화학식 1 중, x 및 y가 각각 상기 범위 내에 있으면, 청색 형광체로부터의 광의 파장이 백라이트 용도에 적합하므로 바람직하다. 또한, x 및 y가 각각 상기 범위 내에서 커질수록, 청색 형광체로부터의 광의 장파장의 발광 성분이 증가한다. 한편, x 및 y가 각각 상기 범위 내에서 작아질수록, 청색 형광체로부터의 광의 스펙트럼 폭이 좁아져, 백라이트 용도에 보다 적합하게 된다. 또한, z가 상기 범위 내에 있으면, 청색 형광체의 발광 효율이 높아지므로 바람직하다.
식 중, x, y 및 z는, 0≤x＜0.5, 0≤y＜0.1, 0.15＜z＜0.4를 만족하는 값이다.
화학식 2 중, x 및 y가 각각 상기 범위 내에 있으면, 청색 형광체로부터의 광의 파장이 백라이트 용도에 적합하므로 바람직하다. 또한, x 및 y가 각각 상기 범위 내에서 커질수록, 청색 형광체로부터의 광의 장파장의 발광 성분이 조금 증가한다. 또한, z가 상기 범위 내에 있으면, 청색 형광체의 발광 효율이 높아지므로 바람직하다.
<녹색 형광체 G>
녹색 형광체 G로서는, 구체적으로는 피크 파장 490㎚ 내지 575㎚의 녹색광을 발광하는 녹색 형광체가 사용된다. 녹색 형광체로서는, 예를 들어 하기 화학식 3으로 나타내어지는 조성의 유로퓸 망간 활성화 알루민산염으로 이루어지는 녹색 형광체가 사용된다.
식 중, x, y, z 및 u는, 0≤x＜0.5, 0≤y＜0.1, 0.15＜z＜0.4, 0.25＜u＜0.6을 만족하는 값이다.
화학식 3 중, z 및 u가 각각 상기 범위 내에 있으면, 녹색 형광체의 발광 효율이 높으므로 바람직하다. 또한, x 및 y가 각각 상기 범위 내에 있으면, 녹색 형광체의 수명과 휘도의 밸런스가 좋으므로 바람직하다. x가 0.5 이상이면 녹색 형광체의 수명이 저하될 우려가 있다.
<적색 형광체 R>
적색 형광체 R로서는, 구체적으로는 피크 파장 620㎚ 내지 780㎚의 적색광을 발광하는 적색 형광체가 사용된다. 적색 형광체로서는, 예를 들어 하기 화학식 4로 나타내어지는 조성의 유로퓸 활성화 산황화란탄이 사용된다.
식 중, M은, Sb, Sm, Ga 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소이며, x 및 y는, 0.08 <x＜0.17, 0≤y＜0.003을 만족하는 값이다.
화학식 4 중, M이 Sb, Sm, Ga 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소이면, 적색 형광체의 발광 효율이 높기 때문에 바람직하다. 또한, x, y가 각각 상기 범위 내에 있으면, 적색 형광체로부터의 광의 파장이 백라이트 용도에 적합하므로 바람직하다.
제1 형광체층(41)에 있어서의 형광체의 함유량은, 반드시 한정되는 것은 아니지만, 제1 형광체층(41)을 구성하는 투명 수지 경화물(41s)과 형광체의 합계량 중, 30질량% 이상 80질량% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 여기서의 형광체라 함은, 청색 형광체 B, 녹색 형광체 G 및 적색 형광체 R을 합한 것이다.
제1 형광체층(41)에 있어서의 형광체의 함유량이 이와 같은 범위 내에 있으면, 제1 형광체층(41)과 제2 형광체층(42)의 발광 효율의 밸런스가 적절해짐과 함께, 제1 형광체층(41)의 형성이 용이해진다. 즉, 제1 형광체층(41)에 있어서의 형광체의 함유량이 30질량% 미만이면, 제1 형광체층(41)을 투과하는 1차광이 과도하게 많아지므로 발광 효율이 낮아지고, 또한 80질량%를 초과하면 제1 형광체층(41)을 투과하는 1차광이 과도하게 적어지므로 제2 형광체층(42)의 발광 효율이 저하됨과 함께, 형광체의 함유량이 지나치게 많기 때문에 제1 형광체층(41)의 형성이 곤란해진다.
또한, 제2 형광체층(42)에 있어서의 형광체의 함유량에 대해서도, 반드시 한정되는 것은 아니지만, 제2 형광체층(42)을 구성하는 투명 수지 경화물(42s)과 형광체와의 합계량 중, 30질량% 이상 80질량% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 여기에서의 형광체에 대해서도, 청색 형광체 B, 녹색 형광체 G 및 적색 형광체 R을 합한 것이다.
제2 형광체층(42)에 있어서의 형광체의 함유량이 이와 같은 범위 내에 있으면, 제1 형광체층(41)과 제2 형광체층(42)의 발광 효율의 밸런스가 적절해짐과 함께, 제2 형광체층(42)의 형성이 용이해진다. 즉, 제2 형광체층(42)에 있어서의 형광체의 함유량이 30질량% 미만이면, 제2 형광체층(42)의 발광 효율이 낮아지고, 또한 80질량%를 초과하면 형광체의 함유량이 지나치게 많으므로 제2 형광체층(42)의 형성이 곤란해진다.
제1 형광체층(41)과, 제2 형광체층(42)은, 발광 소자(20)의 상면측에 있어서의 제1 형광체층(41)의 두께를 T1, 제2 형광체층(42)의 두께를 T2로 하였을 때, T2/T1이 1 이상 3 이하로 되어 있는 것이 바람직하다. T2/T1이 1 미만이면 제1 형광체층(41)의 두께 T1에 대하여 제2 형광체층(42)의 두께 T2가 지나치게 얇아져, 제2 형광체층(42)으로부터 사출되는 청색광이 상대적으로 적어지고, 또한 T2/T1이 3을 초과하면, 제1 형광체층(41)의 두께 T1에 대하여 제2 형광체층(42)의 두께 T2가 지나치게 두꺼워져, 제2 형광체층(42)으로부터 사출되는 청색광이 상대적으로 많아져, 결국 원하는 백색 색도를 얻기 어려워지므로 바람직하지 않다.
또한, 발광 소자(20)의 측면측에 있어서의 제1 형광체층(41)의 두께를 S1, 제2 형광체층(42)의 두께를 S2로 하였을 때, S2/S1이 1 이상 3 이하로 되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 발광 소자(20)의 상면측과 마찬가지로, S2/S1이 1 미만이면 제1 형광체층(41)의 두께 S1에 대하여 제2 형광체층(42)의 두께 S2가 지나치게 얇아져, 제2 형광체층(42)으로부터 사출되는 청색광이 상대적으로 적어지고, 또한 S2/S1이 3을 초과하면, 제1 형광체층(41)의 두께 S1에 대하여 제2 형광체층(42)의 두께 S2가 지나치게 두꺼워져, 제2 형광체층(42)으로부터 사출되는 청색광이 상대적으로 많아져, 결국 원하는 백색 색도를 얻기 어려워지므로 바람직하지 않다.
또한, 제1 형광체층(41)의 두께 T1 및 S1, 제2 형광체층(42)의 두께 T2 및 S2는, 상기 두께의 비를 만족하는 범위에 있어서, 예를 들어 T1이 1000㎛ 이상 3000㎛ 이하, S1이 1000㎛ 이상 3000㎛ 이하, T2가 1000㎛ 이상 9000㎛ 이하, S2가 1000㎛ 이상 9000㎛ 이하로 되어 있는 것이 바람직하다. 제1 형광체층(41)의 두께 T1, S1, 제2 형광체층(42)의 두께 T2, S2가 이와 같은 범위를 벗어나면, 백색 LED(1)의 휘도 등이 충분하지 않게 되므로 바람직하지 않다.
다음에, 백색 LED(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 우선, 형광체층(40)의 형성에 앞서, 표면측 전극(12), 이면측 전극(13)이 형성된 기판(10)에 발광 소자(20)를 실장한다. 그리고, 단면 직사각형의 각통형 금형(투명 수지층 성형용 금형)을 준비하고, 기판(10) 상의 발광 소자(20) 및 본딩 와이어(25)를 둘러싸도록 각통형 금형을 배치한 후, 이 각통형 금형 내에 투명 수지를 부어 넣고, 가열 처리하여 경화시킴으로써 투명 수지층(30)을 형성한다. 또한, 이 각통형 금형은 투명 수지층(30)을 형성한 후에 떼어낸다.
별도로, 투명 수지에 녹색 형광체 G 및 적색 형광체 R을 혼합함과 함께, 필요에 따라서 청색 형광체 B를 혼합하여 제1 형광체 슬러리를 제조한다. 제1 형광체 슬러리에 있어서의 형광체 전체 중 청색 형광체 B의 함유량은 5질량% 이하, 바람직하게는 청색 형광체 B를 전혀 함유하지 않는 것이며, 또한 제1 형광체 슬러리에 있어서의 형광체 전체의 함유량, 즉 투명 수지와 형광체 전체와의 합계량 중 형광체 전체의 함유량은 30질량% 이상 80질량% 이하이다.
이와 같은 제1 형광체 슬러리는, 예를 들어 녹색 형광체 G, 적색 형광체 R, 필요에 따라서 청색 형광체 B를 개별로 투명 수지에 혼합하여 각 색의 형광체 슬러리를 제조한 후, 이들 복수의 형광체 슬러리를 다시 혼합함으로써 제조해도 되고, 또한 예를 들어 녹색 형광체 G, 적색 형광체 R, 필요에 따라서 청색 형광체 B를 미리 혼합하여 형광체 혼합물로 한 후, 이 형광체 혼합물을 투명 수지에 혼합함으로써 제조해도 된다.
그리고, 단면 직사각형의 각통형 금형(제1 형광체층 성형용 금형)을 준비하고, 앞서 형성한 기판(10) 상의 투명 수지층(30)을 둘러싸도록 각통형 금형을 배치한 후, 이 각통형 금형 내에 제1 형광체 슬러리를 부어 넣고, 가열 처리하여 경화시킴으로써 제1 형광체층(41)을 형성한다. 또한, 이 각통형 금형에 대해서도 제1 형광체층(41)을 형성한 후에 떼어낸다.
또한, 별도로, 투명 수지에 청색 형광체 B를 혼합함과 함께, 필요에 따라서 녹색 형광체 G나 적색 형광체 R을 혼합하여 제2 형광체 슬러리를 제조한다. 제2 형광체 슬러리에 있어서의 형광체 전체 중 청색 형광체 B 이외의 형광체의 함유량은 5질량% 이하, 바람직하게는 청색 형광체 B 이외의 것을 전혀 함유하지 않는 것이며, 또한 제2 형광체 슬러리에 있어서의 형광체 전체의 함유량, 즉 투명 수지와 형광체 전체의 합계량 중 형광체 전체의 함유량은 30질량% 이상 80질량% 이하이다.
이와 같은 제2 형광체 슬러리는, 예를 들어 투명 수지에 청색 형광체 B를 혼합함으로써 조정할 수 있다. 또한, 제2 형광체 슬러리에 청색 형광체 B와 함께 녹색 형광체 G나 적색 형광체 R을 함유시키는 경우에는, 예를 들어 청색 형광체 B, 녹색 형광체 G 및 적색 형광체 R을 개별로 투명 수지에 혼합하여 각 색의 형광체 슬러리를 제조한 후, 이들 복수의 형광체 슬러리를 다시 혼합함으로써 제조해도 되고, 또한 예를 들어 청색 형광체 B, 녹색 형광체 G 및 적색 형광체 R을 미리 혼합하여 형광체 혼합물로 한 후, 이 형광체 혼합물을 투명 수지에 혼합함으로써 제조해도 된다.
그리고, 단면 직사각형의 각통형 금형(제2 형광체층 성형용 금형)을 준비하고, 앞서 형성한 기판(10) 상의 제1 형광체층(41)을 둘러싸도록 각통형 금형을 배치한 후, 이 각통형 금형 내에 제2 형광체 슬러리를 부어 넣고, 가열 처리하여 경화시킴으로써 제2 형광체층(42)을 형성하고, 각통형 금형을 떼어내어 백색 LED(1)로 한다.
이와 같은 제조 방법에 따르면, 발광 소자(20)에 가까운 측에, 형광체 전체 중 청색 형광체 B의 함유량이 5질량% 이하, 바람직하게는 청색 형광체 B를 전혀 함유하지 않는 제1 형광체층(41)을 형성하고, 또한 발광 소자(20)로부터 먼 측에, 형광체 전체 중 청색 형광체 B 이외의 것의 함유량이 5질량% 이하, 바람직하게는 청색 형광체 B 이외의 것을 전혀 함유하지 않는 제2 형광체층(42)을 형성할 수 있고, 온도 상승에 의한 색도 변화가 억제되는 백색 LED(1)를 제조할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 백색 LED(1)의 다른 형태를 도시하는 단면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 백색 LED(1)는, 수지 등으로 구성되는 통 형상의 프레임부(50)를 갖고, 그 내부에 발광 소자(20)가 배치됨과 함께, 이 발광 소자(20)를 덮도록 형광체층(40)으로서의 제1 형광체층(41)과 제2 형광체층(42)이 형성되어 있어도 상관없다. 또한, 프레임부(50)의 내면에는, 예를 들어 발광 소자(20)나 형광체(B, G, R)로부터의 발광을 반사하는 반사층(51)이 형성되어 있어도 상관없다.
이와 같은 백색 LED(1)에 대해서도, 발광 소자(20)나 형광체층(40)(제1 형광체층(41), 제2 형광체층(42))의 기본적인 구성은 도 1에 도시하는 백색 LED(1)와 같은 구성으로 할 수 있고, 또한 이와 같은 구성으로 함으로써 같은 효과, 즉 온도 상승에 의한 색도 변화를 억제하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 3에 도시하는 백색 LED(1)에 대해서는, 제1 형광체층(41)의 두께 T1은, 발광 소자(20)가 실장되는 기판(10)의 표면으로부터, 제1 형광체층(41)과 제2 형광체층(42)의 경계면까지의 길이로 하고, 제2 형광체층(42)의 두께 T2는, 제1 형광체층(41)과 제2 형광체층(42)의 경계면으로부터, 제2 형광체층(42)의 표면까지의 길이로 한다. 또한, 제2 형광체층(42)의 표면이 오목해져 있는 경우에는, 이 가장 오목해진 부분까지의 길이로 한다. 또한, 이와 같은 제1 형광체층(41)의 두께 T1, 제2 형광체층(42)의 두께 T2는, 이미 설명한 소정의 두께의 비를 만족하는 범위에 있어서, 예를 들어 T1이 300㎛ 이상 700㎛ 이하, T2가 300㎛ 이상 2100㎛ 이하로 되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 백색 LED(1)는, 그 복수개를 선 형상 혹은 면 형상으로 배치하여 백라이트의 광원으로서 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 이와 같은 백라이트는, 휴대 전화, 차량 네비게이션, 모바일 통신 기기의 소형 화면, 퍼스널 컴퓨터나 텔레비전의 중형ㆍ대형 화면 등 다양한 액정 표시 장치의 광원으로서 적절하게 사용할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 백색 LED(1)를 사용한 백라이트(100)와, 이 백라이트(100)를 사용한 액정 표시 장치(200)를 모식적으로 도시한 단면도이다. 이 백라이트(100)는 직하형의 것이고, 예를 들어 기판(101)과, 이 기판(101) 상에 평면 방향으로 배열된 복수의 백색 LED(1)로 구성되어 있다. 또한, 액정 표시 장치(200)는, 예를 들어 이와 같은 백라이트(100)의 발광면측을 덮도록 설치되는 광학 시트부(201)와, 이 광학 시트부(201)의 외측을 덮도록 설치되는 액정 패널(202)을 갖고 있다.
광학 시트부(201)는, 예를 들어 한 쌍의 확산 시트(201a, 201b)와, 이 한 쌍의 확산 시트(201a, 201b)에 끼움 지지되는 프리즘 시트(201c)로 구성되어 있고, 수지나 금속 등으로 구성되는 내측 프레임부(203)에 의해 백라이트(100)에 고정되어 있다.
또한, 액정 패널(202)은, 예를 들어 2매의 편광판 사이에 각각 투명 전극이 형성된 유리판인 어레이 기판과 컬러 필터 기판이 대향하여 배치되고, 이들 어레이 기판과 컬러 필터 기판 사이에 액정이 주입되어 액정층이 구성된 것이며, 컬러 필터 기판에는 각 화소에 대응하여 청(B), 녹(G), 적(R)의 컬러 필터가 형성되어 있다. 이와 같은 액정 패널(202)은, 광학 시트부(201)를 덮도록 하여, 수지나 금속 등으로 구성되는 외측 프레임부(204)에 의해 백라이트(100)에 고정되어 있다.
이상, 본 발명의 백라이트, 액정 표시 장치에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 백라이트에 대해서는, 본 발명의 백색 LED가 적용되는 것이면 그 형태는 제한되는 것은 아니며, 도 4에 도시하는 직하형의 백라이트이어도 되고, 도시하지 않지만 사이드 라이트형의 백라이트이어도 된다. 또한, 본 발명의 액정 표시 장치에 대해서도, 본 발명의 백라이트가 적용되는 것이면 그 형태는 제한되는 것은 아니며, 도 4에 도시하는 직하형의 백라이트를 적용한 것이어도 되고, 도시하지 않지만 사이드 라이트형의 백라이트를 적용한 것이어도 된다.
<실시예>
(실시예 1)
기판 상에 발광 소자로서의 발광 피크 파장 400㎚의 자외광 발광 다이오드를 실장함과 함께, 이 자외광 발광 다이오드를 둘러싸도록 하여 투명 수지층 성형용 금형을 배치하고, 이 투명 수지층 성형용 금형 내에 실리콘 수지를 부어 넣고, 150℃의 온도에서 30분 방치하여 경화시킴으로써 투명 수지층을 형성하였다.
별도로, 실리콘 수지에 녹색 형광체와 적색 형광체를 혼합하여 제1 형광체 슬러리를 제조하였다. 제1 형광체 슬러리에 대해서는, 녹색 형광체와 적색 형광체의 질량비가 16:84가 되도록 하고, 또한 제1 형광체 슬러리에 있어서의 녹색 형광체와 적색 형광체를 합한 함유량이 60질량%가 되도록 하였다. 그리고, 앞서 형성한 투명 수지층을 둘러싸도록 하여 제1 형광체층 성형용 금형을 배치하고, 이 제1 형광체층 성형용 금형 내에 제1 형광체 슬러리를 부어 넣고, 150℃의 온도에서 30분 방치하여 경화시킴으로써 제1 형광체층을 형성하였다.
또한, 별도로, 실리콘 수지에 청색 형광체를 혼합하여 제2 형광체 슬러리를 제조하였다. 제2 형광체 슬러리에 대해서는, 청색 형광체의 함유량이 50질량%가 되도록 하였다. 그리고, 앞서 형성한 제1 형광체층을 둘러싸도록 하여 제2 형광체층 성형용 금형을 배치하고, 이 제2 형광체층 성형용 금형 내에 제2 형광체 슬러리를 부어 넣고, 150℃의 온도에서 30분 방치하여 경화시킴으로써 제2 형광체층을 형성하여, 도 1에 도시한 바와 같은 백색 LED를 제조하였다.
또한, 청색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체로서는, 이하의 것을 사용하였다.
<청색 형광체>
(Sr0.9Ba0.04Ca0.01Eu0.05)10(PO4)6ㆍCl(평균 입경 16㎛)
<녹색 형광체>
(Ba0.7Sr0.015Ca0.005Eu0.28)(Mg0.65Mn0.35)Al10O17(평균 입경 18㎛)
<적색 형광체>
(La0.898Eu0.1M0.002)2O2S(M은 Sm, 평균 입경 22㎛)
또한, 발광 소자의 상면측에 있어서의 제1 형광체층의 두께 T1은 2000㎛, 제2 형광체층의 두께 T2는 4000㎛, T2/T1은 2로 하고, 발광 소자의 측면측에 있어서의 제1 형광체층의 두께 S1은 2000㎛, 제2 형광체층의 두께 S2는 4000㎛, S2/S1은 2로 하였다.
(비교예 1)
기판 상에 발광 소자로서의 발광 피크 파장 400㎚의 자외광 발광 다이오드를 실장함과 함께, 이 자외광 발광 다이오드를 둘러싸도록 하여 투명 수지층 성형용 금형을 배치하고, 이 투명 수지층 성형용 금형 내에 실리콘 수지를 부어 넣고, 150℃의 온도에서 30분 방치하여 경화시킴으로써 투명 수지층을 형성하였다.
별도로, 실리콘 수지에 실시예 1에서 사용한 것과 마찬가지의 청색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체를 혼합하여 3색 형광체 슬러리를 제조하였다. 3색 형광체 슬러리에 대해서는, 청색 형광체, 녹색 형광체, 적색 형광체의 질량비가 23:11:66이 되도록 하고, 또한 3색 형광체 슬러리에 있어서의 3색의 형광체를 합한 함유량이 70질량%가 되도록 하였다. 그리고, 앞서 형성한 투명 수지층을 둘러싸도록 하여 형광체층 성형용 금형을 배치하고, 이 형광체층 성형용 금형 내에 3색 형광체 슬러리를 부어 넣고, 150℃의 온도에서 30분 방치하여 경화시킴으로써 3색 형광체층을 형성하여, 백색 LED를 제조하였다.
이와 같이 하여 제조된 백색 LED의 단면도를 도 5에 도시한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 이 백색 LED(1)는, 투명 수지층(30)을 덮도록 3색 형광체층(60)이 형성된 것이며, 3색 형광체층(60)은 투명 수지 경화물(60s) 중에 청색 형광체 B, 녹색 형광체 G 및 적색 형광체 R이 혼합하여 함유된 것으로 되어 있다. 또한, 이 백색 LED(1)에 대해서는, 발광 소자(20)의 상면측에 있어서의 3색 형광체층(60)의 두께 T를 6000㎛로 하고, 측면측에 있어서의 3색 형광체층(60)의 두께 S를 6000㎛로 하였다.
다음에, 이와 같이 하여 제조된 실시예 1 및 비교예 1의 백색 LED에 대하여, 오쯔까 덴시 가부시끼가이샤제 순간 멀티 측광 시스템 MCPD-3700을 사용하여, 우선 실온(25℃)에 있어서 20㎃의 전류로 색도를 측정하였다. 그 결과, 실시예 1의 백색 LED에 대해서는, CIE의 XYZ 표색계에서의 x가 0.297, y가 0.262이었다. 또한, 비교예 1의 백색 LED에 대해서는, 같은 CIE의 XYZ 표색계에서의 x가 0.298, y가 0.257이었다. 또한, 이하에서는 25℃에 있어서의 CIE의 XYZ 표색계에서의 x를 x25, y를 y25로 표기한다.
그 후, 실시예 1 및 비교예 1의 백색 LED를 100℃로 가열한 상태에서, 마찬가지로 하여 색도를 측정하였다. 이 100℃에 있어서의 CIE의 XYZ 표색계에서의 x를 x100, y를 y100으로 표기한다. 그리고, 실시예 1 및 비교예 1의 백색 LED를 실온으로부터 100℃로 온도 상승시켰을 때의 색도의 어긋남(변화)을 평가하는 지표로서, 100℃에 있어서의 CIE의 XYZ 표색계에서의 x100 또는 y100과, 실온에 있어서의 CIE의 XYZ 표색계에서의 x25 또는 y25의 차인 Δx, Δy를 구하였다. 또한, Δx, Δy를 식으로 나타내면 이하와 같이 나타내어진다. 결과를, 표 1에 나타낸다.
Δx=x100-x25
Δy=y100-y25
표 1로부터 명백한 바와 같이, 형광체층을 2층으로 분할함과 함께, 발광 소자에 가까운 측에 녹색 형광체와 적색 형광체를 함유시키고, 청색 형광체를 함유시키지 않은 제1 형광체층을 배치함과 함께, 발광 소자로부터 먼 측에, 청색 형광체를 함유시키고, 녹색 형광체와 적색 형광체를 함유시키지 않은 제2 형광체층을 배치한 실시예 1의 백색 LED에 대해서는, 청색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체를 동일한 형광체층에 함유시킨 비교예 1의 백색 LED에 비하여, 온도 상승에 수반하는 Δx, Δy의 증가가 억제되어 있고, 색도의 어긋남이 유효하게 억제되어 있는 것을 알 수 있다.
<산업상의 이용 가능성>
본 발명의 백색 LED는, 발광 피크 파장 380㎚ 이상 420㎚ 이하의 발광 소자와, 적어도 청색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체를 포함하는 3종 이상의 형광체를 함유하는 형광체층을 구비하는 백색 LED이며, 형광체층은, 제1 형광체층과, 이 제1 형광체층의 발광 소자측과는 반대측에 배치되는 제2 형광체층을 갖고, 제1 형광체층은, 이 제1 형광체층에 함유되는 형광체 전체에 있어서의 청색 형광체의 함유량이 5질량% 이하이거나 또는 청색 형광체를 포함하지 않고, 제2 형광체층은, 이 제2 형광체층에 함유되는 형광체 전체에 있어서의 청색 형광체 이외의 것의 함유량이 5질량% 이하이거나 또는 청색 형광체 이외의 것을 포함하지 않는 것이다. 이와 같은 것으로 함으로써, 발광 소자의 발열이나 외부 환경에 의한 온도 상승에 수반하는 색도 변화를 억제할 수 있고, 각종 액정 표시 장치에 있어서의 백라이트 광원으로서 유효하게 이용할 수 있다.
1: 백색 LED
10: 기판
11: 절연부
12: 표면측 전극
13: 이면측 전극
14: 급전용 비아
20: 발광 소자
30: 투명 수지층
40: 형광체층
41: 제1 형광체층
42: 제2 형광체층
50: 프레임부
51: 반사층
100: 백라이트
101: 기판
200: 액정 표시 장치
201: 광학 시트부
201a, 201b: 확산 시트
201c: 프리즘 시트
202: 액정 패널
203: 내측 프레임부
204: 외측 프레임부
10: 기판
11: 절연부
12: 표면측 전극
13: 이면측 전극
14: 급전용 비아
20: 발광 소자
30: 투명 수지층
40: 형광체층
41: 제1 형광체층
42: 제2 형광체층
50: 프레임부
51: 반사층
100: 백라이트
101: 기판
200: 액정 표시 장치
201: 광학 시트부
201a, 201b: 확산 시트
201c: 프리즘 시트
202: 액정 패널
203: 내측 프레임부
204: 외측 프레임부
Claims (6)
- 발광 피크 파장 380㎚ 이상 420㎚ 이하의 발광 소자와, 적어도 청색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체를 포함하는 3종 이상의 형광체를 함유하는 형광체층을 구비하는 백색 LED이며,
상기 형광체층은, 제1 형광체층과, 상기 제1 형광체층의 상기 발광 소자측과는 반대측에 배치되는 제2 형광체층을 갖고, 상기 제1 형광체층은, 상기 제1 형광체층에 함유되는 형광체 전체에 있어서의 상기 청색 형광체의 함유량이 5질량% 이하이거나 또는 상기 청색 형광체를 포함하지 않고, 상기 제2 형광체층은, 상기 제2 형광체층에 함유되는 형광체 전체에 있어서의 상기 청색 형광체 이외의 것의 함유량이 5질량% 이하이거나 또는 상기 청색 형광체 이외의 것을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 백색 LED. - 제1항에 있어서, 상기 제1 형광체층은, 상기 녹색 형광체와 상기 적색 형광체를 함유하고, 상기 청색 형광체를 함유하지 않고, 또한 상기 제2 형광체층은, 상기 청색 형광체를 함유하고, 상기 녹색 형광체와 상기 적색 형광체를 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 백색 LED.
- 제1항에 있어서, 상기 청색 형광체가 하기 화학식 1로 나타내어지는 유로퓸 활성화 할로인산염 형광체 또는 하기 화학식 2로 나타내지어는 유로퓸 활성화 알루민산염 형광체이며, 상기 녹색 형광체가 하기 화학식 3으로 나타내어지는 유로퓸, 망간 활성화 알루민산염 형광체이며, 상기 적색 형광체가 하기 화학식 4로 나타내어지는 유로퓸 활성화 산황화란탄 형광체인 것을 특징으로 하는 백색 LED.
<청색 형광체>
<화학식 1>
식 중, x, y 및 z는, 0≤x＜0.2, 0≤y＜0.1, 0.005＜z＜0.1을 만족하는 값이며, X는, F, Cl, Br로부터 선택되는 적어도 1종이다.
<화학식 2>
식 중, x, y 및 z는, 0≤x＜0.5, 0≤y＜0.1, 0.15＜z＜0.4를 만족하는 값이다.
<녹색 형광체>
<화학식 3>
식 중, x, y, z 및 u는, 0≤x＜0.5, 0≤y＜0.1, 0.15＜z＜0.4, 0.25＜u＜0.6을 만족하는 값이다.
<적색 형광체>
<화학식 4>
식 중, M은, Sb, Sm, Ga 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소이며, x 및 y는, 0.08＜x＜0.17, 0≤y＜0.003을 만족하는 값이다. - 제1항에 있어서, 상기 발광 소자의 발광 피크 파장이 390㎚ 이상 410㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 백색 LED.
- 복수의 백색 LED와, 상기 복수의 백색 LED를 탑재하는 기판을 갖는 백라이트이며,
상기 백색 LED가 제1항에 기재된 백색 LED인 것을 특징으로 하는 백라이트. - 복수의 백색 LED와, 상기 복수의 백색 LED를 탑재하는 기판을 갖는 백라이트와, 상기 백라이트의 발광면측에 배치되는 액정 패널을 구비하는 액정 표시 장치이며,
상기 백색 LED가 제1항에 기재된 백색 LED인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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