TW201104926A - White LED, backlight using same, and liquid-crystal display device conforming to EBU standard - Google Patents

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TW201104926A TW099106766A TW99106766A TW201104926A TW 201104926 A TW201104926 A TW 201104926A TW 099106766 A TW099106766 A TW 099106766A TW 99106766 A TW99106766 A TW 99106766A TW 201104926 A TW201104926 A TW 201104926A
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Ryo Sakai
Tsutomu Ishii
Yasumasa Ooya
Yasuhiro Shirakawa
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Toshiba Kk
Toshiba Materials Co Ltd
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Description

201104926 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 置之背光 以及對應 示裝置， 場所使用 許多畫面 射線管） 有液晶顯 可說改善 狀，在液 此之狀況 播放等領 機）、傳 ，重新出 號的傳送 National 和 EBU ( 本發明係有關作爲對應EBU規格液晶顯示裝 ’最佳之白色發光二極體，及使用其之背光， EBU規格之液晶顯示裝置。 【先前技術】 在一般家庭中，滲透有電視，P C等之液晶顯 但在如由電視台播放用的主監視器，或在錄影現 之監視器所代表，重視畫質的領域中，仍使用在 未能得到高品質畫像之陰極射線管（CRT :陰極 顯示器。在同領域中，取代CRT顯示器而亦檢討 示器或 PDP ( Plasma Display Panel)之使用，雖 畫質，但比較於CRT顯示器之畫質，以目前的現 晶顯示器或PDP中係未能得到充分之畫質。從如 ，CRT顯示器以外的畫像顯示裝置乃在上述電視 域中，未被積極的加以使用。 在播放用彩色CRT中，經過攝影（彩色攝影 送、受像之處理，將被攝物的形狀、動作、色相 現於受像畫面上。隨之，將亦含有色相之畫像信 方式進行規格化。其規格之代表構成乃NTSC I Television System Committee)所訂定之規格，
European Broadcasting Union)所訂定之規格。 在上述播放等之領域中，將相當於可由CRT而顯示之 201104926 NTSC(顯示理想的顏色再現域之國際標準）的72 %之EBU規 格，作成標準，目前仍被使用。因此’作爲嘗試由呈適合 於使用於播放等之領域的EBU規格地設計液晶顯示裝置， 得到與CRT顯示器同等的畫質，進行爲了實現此之適合 EBU規格之顏色再現性佳的彩色濾光片，背光等之開發。 在此，在液晶顯示裝置中，經由背光與彩色濾光片的 組合而決定作爲顯示裝置之顏色再現性域者。至目前爲止 開發有幾個得到適合EBU規格之顏色再現性情況爲目的之 彩色濾光片，但至今未得到經由與此等彩色濾光片組合而 實現適合EBU規格之顏色再現性的液晶顯示裝置用之背光 【發明內容】 本發明係爲了得到與CRT顯示器相同高畫質之液晶顯 示裝置所作成之構成，其目的乃提供構成實現適合EBU規 格之顏色再現性的液晶顯示裝置用之背光的白色發光二極 體，及使用其之背光，以及對應使用前述背光之EBU規格 之液晶顯示裝置者。 有關本發明之白色發光二極體係屬於具備紫外線發光 二極體、紫色發光二極體、紫外線發光雷射或紫色發光雷 射之至少1種發光元件，和螢光體層，對應EBU規格之液 晶顯示裝置之背光用白色發光二極體，其特徵乃 發光光譜乃具有： 於430〜4 70nm的範圍具有最大強度之至少1個發光峰値 201104926 所成之第1之發光峰値群、 於52 0〜560nm的範圍具有最大強度之至少1個發光峰値 所成之第2之發光峰値群、 於5 80~740nm的範圍具有2個以上的線狀發光峰値之第 3之發光峰値群，及於480~500nm的範圍具有最低強度之第 1之發光峰値群與第2之發光峰値群之間的峰間， 將前述第1之發光峰値群之最大強度P1作爲1.0時， 第2之發光峰値群之最大強度P2乃0.1SP2S 1.0， 第3之發光峰値群之最大強度P3乃0.2$ P3S 3.0， 及前述峰間的最低強度VI乃0.01SV1客0.6， 且6 0〇nm的強度乃第3之發光峰値群之最大強度P3的 5 0%以下者。 在本發明之白色發光二極體之最佳形態中，白色發光 二極體所具備之螢光體層乃含有：選自以下一般式1實質 上所顯示之2價銪附活矽酸鹽螢光體所成之至少1種的綠色 螢光體、選自以下一般式2實質上所顯示之2價銪附活鹵磷 酸鹽螢光體及由以下一般式3實質上所顯示之2價銪附活鋁 酸鹽螢光體所成之至少1種的藍色螢光體、選自以下一般 式4所顯示之銪附活酸硫化鑭螢光體及由以下一般式5所顯 示之銪附活硫化釔螢光體所成之至少1種的紅色螢光體等 〇
—般式 1 : ( Sr2-x-y-z-uBaxMgyEuzMnu) Si〇4 (式中，X 、y、z及 u係滿足 0.1<χ<1·0、OSy<0.21、0.05<ζ<0·3 、0Su< 0.04的値） 201104926 —般式 2: (M2，Eu) 10(Ρ〇4) 6· Cl2(式中，M2 係 顯示選自Mg、Ca、Sr及Ba之至少1種元素） —般式 3: a(M3’ Eu) 〇. bAl2〇3(式中，M3 係顯示 選自Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Li、Rb及Cs之至少1種元素， a及 b 係滿足 〇<a、0<b、0.2Sa/bgi.5 的數） —般式4 : ( La^x】，Euxi) 2〇2s (式中，xl係滿足 〇.〇l< xl< 0_15的値） —般式 5· (Yi-x2’ Eux2) 2〇2S(式中，x2 係滿足 0.01 < x2< 0.15的値） 另外’本發明係屬於具備紫外線發光二極體、紫色發 光二極體、紫外線發光雷射或紫色發光雷射之至少1種發 光元件’和含有綠色螢光體 '藍色螢光體及紅色螢光體之 螢光體層，對應EBU規格之液晶顯示裝置之背光用白色發 光二極體，其中，提供特徵爲 前述綠色螢光體乃選自前述一般式1實質上所顯示之2 價銪附活矽酸鹽螢光體之至少1種的螢光體， 藍色螢光體乃選自前述一般式2實質上所顯示之2價銪 附活鹵磷酸鹽螢光體及前述一般式3實質上所顯示之2價銪 附活鋁酸鹽螢光體之至少1種的螢光體， 紅色螢光體乃選自前述一般式4所顯示之銪附活酸硫 化鑭螢光體及前述一般式5所顯示之銪附活硫化釔螢光體 之至少1種的螢光體者， 前述螢光體層中之各螢光體的含有量乃對於螢光體全 量而言，對於綠色螢光體爲1〜10重量％、對於藍色螢光體 -8 - 201104926 爲40〜80重量％，及對於紅色萤光體爲10〜50重量％之白色 發光二極體者。 本發明之白色發光二極體係作爲對應EBU規格之液晶 顯示裝置之背光而爲最佳，另外，該背光係適合於對應 EBU規格之液晶顯示裝置。 在本說明書中，「對應EBU規格之液晶顯示裝置」係 指將適合EBU規格者，稱作做成目標之液晶顯示裝置，實 質上顯示NTSC比70以上之顏色再現之構成，並非只稱爲 100%適合EBU規格之液晶顯示裝置。作爲包含以適當的位 準而適合EBU規格之液晶顯示裝置的液晶顯示裝置之總稱 而使用者。 【實施方式】 於圖1顯示本發明之白色發光二極體之一例的剖面圖 。圖1中’ 1係顯示發光二極體，2係顯示埋入螢光體於樹 脂所成之螢光體層’ 3係顯示將發光二極體及螢光體的發 光引導至外部之反射層，4係顯示支撐發光部之樹脂框。 經由配線5而施加至發光二極體燈之電性能量乃經由發光 二極體而變換成紫外光或紫色光，此等光乃經由發光二極 體上部的螢光體層而變換成更長波長的光，作爲總計而成 爲白色光釋放於發光二極體燈（白色發光二極體）1〇外的 結構。 紫外線發光二極體或紫色發光二極體係可適用InGaN 系、GaN系、AlGaN系之二極體等各種構成。特別是發光 201104926 波長的峰値乃3 60〜43 0nm之發光二極體時，經由與後述之 螢光體的組合，可構成高亮度且顏色再現性更優越之白色 發光二極體者。發光波長的峰値乃3 60〜43 Onm之紫外線發 光二極體或紫色發光二極體時，在與後述地螢光體組合時 ，因可得到更高亮度之故而爲理想。另外，取代紫外線發 光二極體或紫色發光二極體，而亦可使用紫外線發光雷射 或紫色發光雷射。然而，在本發明中，總合紫外線發光二 極體、紫色發光二極體、紫外線發光雷射及紫色發光雷射 而稱作發光元件。 作爲使用於螢光體層2之螢光體，在做成白色發光二 極體時，如爲可使以下的發光峰値出現之螢光體，並無特 別加以限定，但使用可視光發光螢光體者則爲重要。作爲 可視光發光螢光體，係可各使用1種以上綠色螢光體，藍 色螢光體，紅色螢光體者爲佳。然而，於圖2，將本發明 之白色發光二極體之一實施形態的發光光譜（具體而言， 在下述實施例1所得到之白色發光二極體的發光光譜）， 與適合EBU規格之代表性的CRT: RDS-15X(日本三菱電 機公司製）之白色顯示狀態的發光光譜同時顯示。 於430〜4 70 nm的範圍具有最大強度之至少1個發光峰値 所成之第1之發光峰値群、 於520〜560 nm的範圍具有最大強度之至少1個發光峰値 所成之第2之發光峰値群、 於58 0〜74 0nm的範圍具有2個以上的線狀發光峰値之第 3之發光峰値群。 -10- 201104926 在此，在本發明中，對於從發現在發光光譜之複數的 發光峰値所構成之各發光峰値群，如上述規定有發光峰値 波長，但總之在各發光峰値群中，如於上述範圍內含有顯 示發光峰値群之最大強度的波長即可，而發光峰値群全體 則未必需要含於範圍內。 對於各發光峰値群的特徵而言，在第1之發光峰値群 中，發現於43 0~47〇nm的範圍具有最大強度之發光峰値， 但此波長係更佳爲位於430〜460nm的範圍，構成發光峰値 群的發光峰値數係亦可爲複數，但1個爲佳。在此，對於 圖2所示之本發明之一實施形態的白色發光二極體之發光 光譜而言，第1之發光峰値群係由1個發光峰値所成，其峰 値波長爲452nm。 在第2之發光峰値群中，發現於5 20〜560nm的範圍具有 最大強度之發光峰値，但此波長係更佳爲位於520〜5 5 5 nm 的範圍，構成發光峰値群的發光峰値數係亦可爲複數，但 1個爲佳。然而，在圖2的發光光譜確認時，其第2之發光 峰値群係由1個發光峰値所成，其峰値波長爲5 3 4nm。另外 ，第2之發光峰値之半値全寬度係50 nm以上200nm以下者 爲佳。 另外，對於於5 80〜740nm的範圍具有2個以上的線狀發 光峰値之第3之發光峰値群，主要的發光峰値群之發現波 長乃位於580〜740nm之範圍者更佳，而位於5 90~710nm之 範圍者特別理想。更且，線狀發光峰値之至少1個乃發現 在620〜63 0nm之範圍，另一個乃發現在700〜710nm之範圍 -11 - 201104926 時，可表現深紅之故而爲理想。對於圖2所示之本發明之 一實施形態的白色發光二極體之發光光譜而言，第3之發 光峰値群乃具有4個主要的線狀發光峰値，其峰値波長乃 各爲595nm、61 6nm、62 5nm、704nm。然而，在本說明書 中，線狀發光峰値係指半値全寬度乃5nm以下的發光峰値 者。 在本發明之白色發光二極體中，各發光峰値群乃未發 現於上述波長範圍內時，將此作爲背光而使用於液晶顯示 裝置之情況，來自CRT的發光光譜的差變大，無法對應於 EBU規格。 以下，對於爲了可發現如此之發光峰値而使用於本發 明之各種螢光體而加以說明。 首先，作爲綠色螢光體，理想爲可舉出由以下之一般 式1實質上所顯示之2價銪附活矽酸鹽螢光體。然而，由一 般式1所顯示之螢光體係經由式中之X、y、z、u，表現成 綠色螢光體或黃色螢光體，但在本說明書中，包括性地將 由一般式1所顯示之螢光體稱作綠色螢光體。 在本發明中，作爲綠色螢光體，可將此等1種，以單 獨，或作爲混合物而使用2種以上者。 —般式 1 : ( Sr2-x-y.z-uBaxMgyEuzMnu) Si04 (式中，^ ' Υ ' z 及 u係滿足 0.1<x< 1、0Sy<0.21、0.05<z<0.3、 〇 S u < 0.04的値）。 前述一般式1中的x及u乃位於前述範圍內時，來自綠 色螢光體粉末的光之波長乃成爲適合於本發明之白色發光 -12- 201104926 二極體之範圍。另外，一般式1中，y乃位於前述範圍內時 ，在綠色螢光體粉末中，因充分進行Μη之固溶之故而爲理 想。更且，一般式1中，ζ乃位於前述範圍內時，綠色螢光 體粉末的發光效率變高而爲理想。然而，經由添加Μη之時 ，依據Μη之紅色部的發光則增加，作爲全體得到顏色再現 性之良好的更期望之發光光譜，但作爲綠色發光螢光體而 使用之情況，未必添加Μη亦可，而此情況係無需添加Mg 之故’成爲u=〇、y=〇。 作爲綠色螢光體，更理想爲可舉出由以下之一般式la 實質上所顯示之2價附銪及錳活矽酸鹽螢光體。此等係可 將1種單獨，或作爲混合物而使用2種以上。 一般式 la: (Sr2.x.y.z.uBaxMgyEuzMnu) Si04(式中， x、y、z 及 u係滿足 〇·1<χ<1.〇、0.005 < y < 0.21 ' 0.05 < ζ < 〇·3、0.001C u< 0.04的値）。 接著’對於藍色螢光體加以說明。作爲藍色螢光體， 理想爲可舉出由以下所示之一般式2實質上所顯示之2價銪 附活鹵磷酸鹽螢光體、一般式3實質上所顯示之2價銪附活 鋁酸鹽螢光體。然而，在本發明中，作爲藍色螢光體，可 將選自一般式2或一般式3所顯示之螢光體群的1種單獨， 或作爲混合物而使用2種以上。2種以上的混合物之情況， 只選自一般式2所顯示之螢光體群，或由一般式3所顯示之 螢光體群之一方的2種以上之組合亦可，而選自一般式2所 顯示之螢光體群，或由一般式3所顯示之螢光體群之雙方 的2種以上之組合亦可。 •13- 201104926 一般式 2: (M2’ Eu) 10(ρ〇4) 6. Cl2(式中，M2 係 顯示選自Mg、Ca、Sr及Ba之至少1種元素） 一般式 3: a(M3，Eu) 0.bAl203 (式中，M3 係顯示 選自Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Li、Rb及CS之至少1種元素， a及 b 係滿足 0<a、〇<b' 〇.2ga/b$1.5 的數） 藍色螢光體之製造方法係並無特別加以限定，可將屬 於由一般的製造方法所製作之一般式2或—般式3之化合物 ，使用於本發明者。另外，亦可使用市售品者。 最後’對於紅色螢光體加以說明。作爲紅色螢光體， 理想爲可舉出由以下所示之一般式4所顯示之銪附活酸硫 化鑭螢光體、由一般式5所顯示之銪附活硫化釔螢光體。 然而’在本發明中’作爲紅色螢光體，可將選自一般式4 或一般式5所顯不之螢光體群的1種單獨，或作爲混合物而 使用2種以上。2種以上的混合物之情況，只選自—般式4 所顯不之蛋光體群’或由一般式5所顯示之螢光體群之一 方的2種以上之組合亦可，而選自一般式4所顯示之螢光體 群，或由一般式5所顯示之螢光體群之雙方的2種以上之組 合亦可。 一般式 4 : ( Lai-xl，EUxi ) 2〇2S (式中，χΐ 係滿足 〇·01< xl< 0.15的値） —般式 5. (Y,-x2，EUx2) 2〇2S (式中，χ2係滿足 〇〇ι < χ2< 0.15的値） 紅色螢光體之製造方法係並無特別加以限定，可將屬 於由一般的製oa方法所製作之一般式4或一般式5之化合物 -14 - 201104926 ，使用於本發明者。另外，亦可使用市售品者。 然而，對於一般式2與一般式3、一般式4與一般式5的 選擇，係對應於激發波長，亮度要求，耐蝕性，成本等而 選擇螢光體爲佳。 本發明之白色發光二極體係於螢光體層中，呈於發光 光譜發現前述特徵之發光峰値地各含有前述綠色螢光體、 藍色螢光體、紅色螢光體等。 前述綠色螢光體、藍色螢光體、紅色螢光體係從紫外 線發光二極體等之發光元件受到波長360~430nm之紫外線 (或紫色光）照射時，效率佳地吸收紫外線，以高效率進 行各色的發光。換言之，綠色螢光體係得到高亮度的綠色 ，藍色螢光體係得到高亮度的藍色，紅色螢光體係得到高 亮度的紅色。其結果，得到高亮度的白色光。另外，得到 白色光的情況，對於各色的亮度有過多亮度差之狀態，例 如只有綠色爲高亮度之情況，成爲混有綠色之白色，並不 理想。也就是，爲了得到高亮度的白色，綠色（G)、藍 色（B)、紅色（R)之各色同時必須爲高亮度，各色螢光 體的組合乃成爲非常重要。 例如，如圖1之白色發光二極體10的情況，施加於發 光二極體1之電性能量乃經由發光二極體而變換成紫外光 (或者紫色光）’此等光乃經由發光二極體上部之螢光體 層而變換成更長波長的光，作爲總計，成爲白色光釋放於 發光二極體外之結構。在本發明中，以分光計測定從其白 色發光二極體1 〇所發光的光而得到之發光光譜，表現成例 -15 - 201104926 如圖2所代表之形狀。 然而，在本發明中，使用於發光二極體1之紫外線發 光二極體或紫色發光二極體乃表記成發光二極體，對於完 成之白色發光二極體10係表記成白色發光二極體。 出現於本發明之白色發光二極體的發光光譜之發光峰 値乃出現於前述波長，但對於各發光峰値之強度，將發現 於43 0〜4 70nm之範圍的第1之發光峰値群的最大發光峰値之 強度P1作爲1.0時之第2之發光峰値群的最大強度P2乃0.1S P2S 1.0 '第3之發光峰値群的最大強度P3乃0.2各P3S 3.0 爲特徵。更理想係將第1之發光峰値群的最大發光峰値之 強度1>1作爲1.0時，前述？2，？3係0.2$?2$0.9、0.3$?3 $ 2.9。 另外’本發明之白色發光二極體的發光光譜係於 480~500nm之範圍具有最低強度，具有第1之發光峰値群與 第2之發光峰値群之間的峰間，將前述第1之發光峰値群的 最大發光峰値之強度P1作爲1.0時，前述峰間的最低強度 VI係0.01SV1S0.6者爲特徵。更理想係前述峰間的最低 強度VI係將前述P1作爲1.0時，爲o.OigviSOj。 更且’本發明之白色發光二極體的發光光譜係6〇〇nm 之強度乃第3之發光峰値群的最大強度P3之50 %以下者爲特 徵。然而’作爲更理想的形態係前述6 0 0 n m之強度乃前述 P 3之3 0 %以下。 在本發明之白色發光二極體中，各發光峰値群之最大 強度乃未有於上述關係時，將此作爲背光而使用於液晶顯 -16- 201104926 示裝置之情況，彩色濾光片透過光的色混合變大而色純度 則降低。例如，V 1乃超過本發明之範圍而變大時，成爲於 藍色的彩色濾光片透過光混入綠色成分，於綠色的彩色濾 光片透過光混入藍色成分。V1係越小越佳，但實質上無法 在0.01以下者。另外，600nm之強度乃超過本發明之範圍 而變大時，成爲於紅色的彩色濾光片透過光混入綠色（黃 色）成分而色純度則降低。 由如此進行調整者，本發明之白色發光二極體的發光 光譜之發光峰値之發現波長與各發光峰値之強度的關係乃 成爲與適合圖2所示之EBU規格之代表性的CRT : RDS-15X (曰本三菱電機公司製）之白色顯示狀態的發光光譜（爲 了確保EBU規格之顏色再現性而所需之發光光譜）同樣。 本發明之白色發光二極體係作爲發光光譜所得到之發 光峰値之強度比乃呈成爲上述範圍地，可經由於螢光體層 中，以適當調配比例調配如上述之綠色螢光體、藍色螢光 體、紅色螢光體等之螢光體者而製作。 具體而言，對於在本發明之白色發光二極體中爲了得 到可適合EBU規格之如上述說明之光特性，將作爲綠色螢 光體，選自前述一般式1實質上所顯示之2價附銪及錳活砂 酸鹽螢光體之至少1種的螢光體、將作爲藍色螢光體，選 自前述一般式2實質上所顯示之2價銪附活鹵磷酸鹽螢光體 及前述一般式3實質上所顯示之2價銪附活鋁酸鹽螢光體之 至少1種的螢光體、將作爲紅色螢光體，選自前述一般式4 所顯示之銪附活酸硫化鑭螢光體及前述一般式5所顯示之 -17- 201104926 銪附活硫化釔螢光體之至少1種的螢光體，螢光體層中之 各色螢光體的含有量乃對於螢光體全量而言，對於綠色螢 光體呈成爲1〜10重量％、對於藍色螢光體呈成爲40〜80重 量％，及對於紅色螢光體呈成爲10〜50重量％地進行調整 而使用即可。 然而，前述各螢光體的更佳調配量係對於綠色螢光體 爲2~9重量％、對於藍色螢光體爲45〜65重量％，及對於紅 色螢光體爲22〜48重量％。在本發明之白色發光二極體中 ，各螢光體之調配比例乃對於上述關係無時，將此作爲背 光而使用於液晶顯示裝置之情況，無法實現所期望之白色 要點。 另外’爲了更提昇亮度而增加各螢光體之平均粒徑情 況亦爲有效。作爲平均粒徑係1 μηι以上，更加地增加爲 1 〇 μ m以上者爲佳。作爲增加平均粒徑之方法，可舉出將1 色的螢光體彼此進行造粒之方法，混合3色之螢光體而進 行造粒之方法等。另外’作爲其他的方法，可舉出在燒成 螢光體時，使用燒成助劑之方法，或以高溫進行長時間燒 成之方法等。然而’平均粒徑的上限値並無特別加以限定 ，但白色發光二極體之螢光體層的厚度之90 %以下爲佳。 螢光體層的厚度更大時，在以樹脂固定螢光體粒子而形成 螢光體層時，容易產生螢光體粒子之脫粒等不良情況。 白色發光二極體之製造方法係並無特別加以限定，但 ，例如螢光體層係使用於樹脂調配上述說明之3色的螢光 體之混合螢光體而加以製作。作爲混合螢光體之製造方法 •18- 201104926 ，可舉出在將各色之螢光體粉末各與樹脂混合之後，混合 與各色樹脂之混合體，製作混合螢光體之方法，或預先混 合各色之螢光體粉末彼此之後，與樹脂混合而製作混合螢 光體之方法。 在此，對於混合螢光體之樹脂與螢光體的調配比例， 在做成白色發光二極體時，如效率佳而螢光體產生作用之 範圍，並無加以限制，但佔混合螢光體全體，即螢光體層 全體之3色的螢光體之合計調配量乃3 0~80重量％爲佳，以 40〜70重量％加以調配者更佳。其螢光體層之螢光體的調 配量乃如未達30重量％，來自發光二極體的直接光則有未 被螢光體層吸收而射出之情況之外，漿料的黏度變低之故 ，而有螢光粒子容易下沉而顏色不均變大情況。相反，其 調配量乃超過80重量％時，漿料的黏度變高之故，而有處 理變爲困難之情況。 在本發明中，作爲使用於上述混合螢光體之樹脂材料 ，如爲通常使用於白色發光二極體製造之樹脂，並無特別 加以限制，但爲無色透明之構成且具有特定之光折射率之 構成爲佳。在本發明中，透過率（在此係使用採用2mm厚 度之試驗片而測定400nm之單色光的値）乃98〜100%，特 別是99〜1 00%，光折射率乃1.3~ 1.7，特別是1 .4〜1.6者爲佳 。在此，在光折射率未達1.3之中，來自發光二極體元件 的光取出有變差之情況，另一方面，在超過I·7之中，對 於爲了螢光體之激發所使用之紫外線產生反應而有產生變 質之傾向之故，並不理想。 •19· 201104926 在滿足上述條件之本發明中，作爲特別理想之樹脂材 料乃可舉出聚矽氧樹脂，環氧樹脂等。其中，不易由紫外 線引起變色，具有耐久性之聚矽氧樹脂乃更佳。 將使用上述各材料而製作之混合螢光體，塗佈於發光 二極體上，經由固定樹脂而可形成白色發光二極體者。然 而，使用於白色發光二極體之基板或金屬框（反射器）等 之構成係任意。 如以上之白色發光二極體係得到高亮度之白色光。如 此之本發明之白色發光二極體係特別作爲對應EBU規格之 液晶顯示裝置之背光而有效地加以使用。 於圖3顯示將本發明之理想的一實施形態之白色發光 二極體（具體而言，在下述實施例1所得到之白色發光二 極體）的發光，通過液晶顯示裝置用之藍色，綠色，紅色 之彩色濾光片，將其發光色圖表化成CIE色度圖之一例。 在其色度圖中，意味其液晶顯示裝置可表現連結藍色，綠 色，紅色之發光點所得到之三角形內部之色度的光者。對 於圖3係同時亦顯示有經由EBU規格所訂定之顔色再現域 ，但實質上成爲與本發明之白色發光二極體的顔色再現域 同樣的範圍。另外，於圖3亦顯示有作爲參考而經由NTSC 規格所訂定之顏色再現域。 對於如上述作爲所得到之本發明之白色發光二極體’ 將其發光通過液晶顯示裝置用之藍色，綠色’紅色之彩色 濾光片時之發光色，圖表化成CIE色度圖時’經由所使用 之彩色濾光片而有若干不同，但大致白色色度乃位在〇·20 -20- 201104926
SxSO.36、0.20$yS0.36的範圍，藍色，綠色，紅色的 各發光點乃位在以下所示之範圍，呈成爲大致包含EBU規 格與NTSC規格之範圍地加以圖示。 藍色發光點（B) : 〇.13SxS0.16、0.06gy^0.10 綠色發光點（G) : 0.21 彡 x‘0.30、0.59Sy 各 0.71 紅色發光點（R) : 〇.63Sxg〇.68、0.32Sy‘0.34 對於將此等B，G，R作爲三角形之頂點而連結之顏色 再現域，係與圖3所示之構成同樣地，成爲與經由EBU規 格所訂定之顏色再現域同樣的範圍。 如此，有關本發明之白色發光二極體係經由與對應 EBU規格之液晶顯示裝置用藍色，綠色，紅色之彩色濾光 片之組合，實現EBU規格之顏色再現性者。 使用如此之白色發光二極體而成之背光係使用於對應 EBU規格之液晶顯示裝置。然而，適用於背光時係因應必 要，作爲使用複數個之白色發光二極體之構成。另外，從 白色發光二極體爲高亮度之情況，均可適用側光型，正下 方形任一形式之背光。 作爲組合前述背光，和對應EBU規格之液晶顯示裝置 用藍色，綠色，紅色之彩色濾光片之構成的液晶顯示裝置 乃對應於EBU規格之構成，可取代於播放用，錄影作成用 等之CRT顯示器而使用。 然而，使用本發明之白色發光二極體之背光及對應 EB U規格之液晶顯示裝置之其他構成，係對應於各種用途 •目的而作任意設定者。 -21 - 201104926 〔實施例〕 以下，舉出實施例而具體說明本發明，但本 限定於此等實施例者。 (實施例) 爲了評估本實施例之白色發光二極體，採用 1之構造。對於發光元件係配置尺寸300μηι四方之 光二極體，混合平均粒徑5μιη之各螢光體（以3色 之合計量爲70重量部）和聚矽氧樹脂30重量部而 之後，於前述紫外線發光二極體上滴下漿料 10 0〜15 0°C進行熱處理之時而硬化聚矽氧樹脂， 各實施例之白色發光二極體。然而，所使用之聚 係硬化後之光折射率乃1.4者。 在此，使用於上述各實施例之白色發光二極 紫外線發光二極體的激發波長、各螢光體之種類 (將螢光體全量作爲100%時之各螢光體的重量％ 1所示。。 (比較例1〜3 ) 將各色之螢光體的組成，如表1所示，作爲 範圍外之以外係準備與實施例1同樣之白色發光 作爲有關比較例1，2之白色發光二極體。另外， 例3’作爲發光元件而使用藍色發光二極體，與 發明並不 剖面爲圖 紫外線發 的螢光體 得到漿料 ’經由以 形成有關 砂氧樹脂 體製造之 及調配比 )係如表 本發明之 二極體， 作爲比較 上述同樣 -22- 201104926 地製作具有只含有表1所示之綠色螢光體之螢光體層的白 色發光二極體。 -23- 201104926
峨 光 件之 發波 (run) 400 400 400 400 400 400 400 400 462 ru uini ten Pj ΙΛ ο ΙΩ ψ» ο \Ω τ ΙΑ ..eg. σ> ·.— CSJ \n 1 iSpa (/) (Ι> Ν Φ Μ (/) ej ώ Μ CO ei ¢0 ' a 細 y 化合物 °. 5 3 LU 瓤 & Ο οι . 3 Ui °. -g D Ui °Ν • ·· 〇 3 UJ °N #·% g 3 Ui ^•s 3 LU 〇 eg • o ILI o 0J ^"S 2 D UJ 〇 (0 d «1 i ο (D -J ο (D _J o (Q d 1 o (P cf -J _1明 <ί_ ΙΛ ο 0) CO .〇 "p· o J 〇" 6 j 〇 〇" (/> (/) 0) ώ \h ω CO 0) Ί O m J ：ο 爸 ο C 1 _〇 § I • c § .§ 爸 o 2 2 2 2 S 2 2 2 2 細 3 S S 5 g 3 S S 2 φ 遨 晷 Φ -3 tu $ 3. tu % ..□ UJ % 3 Ui 1 .3 lii i 3 UJ I .D HI 1 .3 UJ i 4 /1 ~3 t3 S .占 tu tS tS ~3 tS s g 2 g 2 • 6 2 s 2 g 2 g 2 »> 2 2 g g CD g CD 卜 cf h o (0 岣 (f 岣 (0 G (S G £0 O CD CO 9 ca 01 QQ r* GQ OQ CO QQ CO c C iT 0) w ω ω W ω a> ω <0 _1妥 圍¢1 o tn O ο Q0 1A 卜 ΙΑ <D 〇 卜 S 1 黯_ m 鈿 m 鬆 ΰ • ID 0J < Ο •» o .β 0 0 o a Ο 10 g 〇 10 o p • ID g CL· IL) 0 UJ 0. 11J a. Q m LU n _ Λ UJ a. ο UJ 0. e Hi a UJ 1 a m Sm/ έ CM η Ο a ω (Q CD (Q m CD CD (B m 1·蜻 匡 cs 匡 cn 寸 v〇 B f-H CSJ CO s 闺 蜀 闺 芻 驾 鎰 鑑 鎰 κ κ ft K AJ -24- 201104926 <評估> 測定有關各實施例及比較例之白色發光二極體之發光 光譜。對於發現之發光峰値的波長，和各發光峰値之強度 比，將結果示於表2。然而，對於線狀峰値，於波長的單 位nm之後方附上（1 )加以區別。另外，發光峰値強度之 PI，P2，P3，VI，600nm係各以下所示之強度。 P1:第1之發光峰値群（430〜470nm之範圍）的最大強 度 P2:第2之發光峰値群（ 5 20〜5 60nm之範圍）的最大強 度 P3 :第3之發光峰値群（5 8 0〜740nm之範圍）的最大強 度 VI:第1之發光峰値群與第2之發光峰値群之間的峰間 ( 480〜5 00nm之範圍）的最低強度 600nm:波長600nm之強度 另外，對於600nm/P3，係顯示對於600nm之強度之第3 之發光峰値群的最大強度P3而言之百分率（％)。 -25- 201104926 【表2】 發光光譜之發光峰値波長(nm) 發光峰値強度比 P2/ PI P3/ PI V1/P 1 600nm /P3 m 實施例1 452nrr)v 534nm、595nm (I) ' 616nm(l)、625nm(l)、704nm(l) 0.63 2.40 0.16 8 實施例2 456nrris 534n m、5 98n m (1)、 619nm(l)、628nm(l)、，707nm(l) 0.63 2.40 020 8 實施例3 452nm、534nm、595nm(l)、 616nm(l)、625nm(l〉、704nm(l) 0.70 020 020 50 實施例4 45^ίιτιν 520nm、595nm(l)v 616nm(l)x 625nm(l〉、704nm(l) 1.00 3.00 0.60 5 實施例5 452nm、560nm、595nm (1〉、 616nm(l〉、625nm(l)% 7〇4nm(l) 0.10 0.20 0.01 5 實施例6 452nm、560nrru 595nm(l). 616nm(l)x 625nm(l)v 704nm(l) 1.00 0.70 0.02 50 比較例1 452nm、 565nms 595nm(l〉、 616nm(l)、625nm ⑴、704nm(l) 0.10 0.10 0.01 52 比較例2 452nm、515nm、595nm(l)、 616nm(l)N 625nm(l〉、704nm(l) 1.10 3.10 .0.70 3 比較例3 462n m (經由發光元件)、560n m 0.45 — 0.21 - 在實施例之白色發光二極體中，發光光譜之發光峰値 係了解到略與圖2所示之CRT之發光光譜同樣。對於此’ 在比較例之白色發光二極體中，從螢光體之調配量乃未調 整爲本發明之範圍情況，在比較例1中，第1之發光峰値群 之最大強度則變小，在比較例2中，第2之發光峰値之波長 變短，其結果，成爲與CRT之發光光譜偏移大者。更且’ 在比較例3中，因無第3之發光峰値群之故，無法定義關連 於P3之指標，爲本發明之範圍外。 -26- 201104926 (實施例7〜1 1，比較例4〜6 ) 使用實施例1及3〜6，比較例1〜3之白色發光二極體， 經由與在產業用途一般所使用之彩色濾光片組合者，構成 對應EBU規格之液晶顯示裝置用背光。 將通過前述彩色濾光片的光引導至積分球，評估紅色 (R )、綠色（G )、藍色（B )之發光色，調查做成液晶 顯示裝置（顯示器）時之顏色再現域（顏色再現性）。對 於顏色再現性係使用圖3所示之CIE色度圖而測定綠色，藍 色，紅色之發光點的座標。更且，求得白色色度。另外， 爲了比較而亦調查在CRT: RDS-15X(日本三菱電機公司 製）之GBR顯示狀態所發光之光各色之發光座標，白色色 度。將其結果示於表3。 【表3】 綠色色度 藍色色度 紅色色度 白色色度 背光 白色發光二極體 X座標 y座標 X座標 y座標 X座標 y座標 X座標 y座標 實施例7 實施例1 0.27 0.64 0.14 0.09 0.64 0.33 0.30 0.32 實施例8 實施例3 0.27 0.64 0.14 0.09 0.63 0.34 0.20 0.36 實施例9 實施例4 0.21 0.71 0.16 0.10 0.68 0.32 0.23 0.22 實施例10 實施例5 0.29 0.60 0.13 0.06 0.63 0.33 0.25 0.20 實施例11 實施例6 0.30 0.68 0.13 0.07 0.63 0.34 0.26 0.24 比較例4 比較例1 0.31 0.67 0.13 0.06 0.62 0.35 0.30 0.32 比較例5 比較例2 0.21 0.71 018 0.11 0.68 0.32 0.36 0.36 比較例6 比較例3 0.31 0.58 0.14 0.07 0.63 0.35 0.18 0.33 CRT - 0.29 0.60 0.15 0.07 0.64 0.33 -. — 如表3所示，有關本實施例之液晶顯示裝置（背光） 係了解到具有與使用以往之CRT情況同樣之適合EBU規格 -27- 201104926 之顏色再現性者。另一方面，在比較例中，綠色色度，藍 色色度，紅色色度之至少一色，從使用以往之CRT情況之 色度移除，不能說具有適合EBU規格之顏色再現性者。 〔產業上之利用可能性〕 如將本發明之白色發光二極體作爲背光而使用於液晶 顯示裝置，可有EBU規格之顏色再現，而將此作爲背光而 使用之液晶顯示裝置係可期待作爲取代CRT顯示器之高畫 質的構成之使用。 【圖式簡單說明】 圖1乃顯示本發明之白色發光二極體之一例的剖面圖 〇 圖2乃顯示本發明之白色發光二極體之發光光譜之一 例的圖。 圖3乃顯示作爲液晶顯示裝置之背光而使用本發明之 白色發光二極體時之顏色再現性的一例圖。 【主要元件符號說明】 1 :發光二極體 2 :螢光體層 3 :反射層 4 :樹脂框 5 :配線 10:白色發光二極體 -28 -

Claims (1)

  1. 201104926 七、申請專利範圍： 1 ·—種白色發光二極體，屬於具備紫外線發光二極 體、紫色發光二極體、紫外線發光雷射或紫色發光雷射之 至少1種的發光元件’和螢光體層，對應E B U規格之液晶 顯示裝置之背光用白色發光二極體，其特徵乃 發光光譜乃具有： 於43 0〜4 70 nm的範圍具有最大強度之至少1個發光峰値 所成之第1之發光峰値群、 於520〜560nm的範圍具有最大強度之至少1個發光峰値 所成之第2之發光峰値群、 於580〜740nm的範圍具有2個以上的線狀發光峰値之第 3之發光峰値群，及於4 8 0〜5 00nm的範圍具有最低強度之第 1之發光峰値群與第2之發光峰値群之間的谷間， 將前述第1之發光峰値群之最大強度P1作爲1.0時， 第2之發光峰値群之最大強度P2乃0.1gP2S 1.0， 第3之發光峰値群之最大強度P3乃0.2$P3S3.0， 及前述峰間的最低強度V 1乃0.0 1 ‘ V 1 S 〇 . 6， 且600nm的強度乃第3之發光峰値群之最大強度P3的 5 0%以下者。 2.如申請專利範圍第1項記載之白色發光二極體，其 中，前述螢光體層乃含有選自以下一般式1實質上所顯示 之2價銪附活矽酸鹽螢光體之至少1種的綠色螢光體者， 一般式 1 : ( Sr2.x_y.z-uBaxMgyEuzMnu) Si04 (式中，X 、y ' z 及 u係滿足 〇·1<χ<1·〇、〇‘y<〇-21' 0.05<ζ<〇·3 -29- 201104926 、0‘u< 0·04的値）。 3 .如申請專利範圍第1項記載之白色發光二極體，其 中，前述螢光體層乃含有選自下述一般式2實質上所顯示 之2價銪附活鹵磷酸鹽螢光體及下述一般式3實質上所顯示 之2價銪附活鋁酸鹽螢光體之至少1種的藍色螢光體者， 一般式 2: (M2，Eu) 10(P〇4) 6. Cl2(式中，M2 係 顯示選自Mg、Ca、Sr及Ba之至少1種元素）、 —般式 3: a(M3，Eu) 0· bAl2〇3(式中，M3 係顯示 選自Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Li、Rb及Cs之至少1種元素， a及 b係滿足 0<a、0<b、0.2Sa/bS1.5 的數）。 4.如申請專利範圍第1項記載之白色發光二極體，其 中，前述螢光體層乃含有選自下述一般式4所顯示之銪附 活酸硫化鑭螢光體及下述一般式5所顯示之銪附活酸硫化 釔螢光體之至少1種的紅色螢光體者， —* 般式 4: ( Lahi，Euxi) 2O2S (式中，χΐ 係滿足 0·01<χ1<0·15的値）、 —般式 5: (Υ,-η，Eux2) 202S(式中，χ2係滿足 0.01 < χ2 < 0· 1 5的値）。 5 ·如申請專利範圍第1項記載之白色發光二極體，其 中，前述發光元件的發光波長乃360~43〇nm者。 6- 一種對應EBU規格之液晶顯示裝置用背光，其特 徵乃使用如申請專利範圍第1項記載之白色發光二極體者 〇 7. —種對應EBU規格之液晶顯示裝置，其特徵乃使 -30- 201104926 用如前述申請專利範圍第6項記載之背光者。 8. 一種白色發光二極體，屬於具備紫外線發光二極 體、紫色發光二極體、紫外線發光雷射或紫色發光雷射之 至少1種發光元件，和含有綠色螢光體、藍色螢光體及紅 色螢光體之螢光體層，對應EBU規格之液晶顯示裝置之背 光用白色發光二極體，其特徵乃 前述綠色螢光體乃選自下述一般式1實質上所顯示之2 價銪附活矽酸鹽螢光體之至少1種的螢光體，藍色螢光體 乃選自下述一般式2實質上所顯示之2價銪附活鹵磷酸鹽螢 光體及下述一般式3實質上所顯示之2價銪附活鋁酸鹽螢光 體之至少1種的螢光體，紅色營光體乃選自下述一般式4所 顯示之銪附活酸硫化鑭螢光體及下述一般式5所顯示之銪 附活酸硫化釔螢光體之至少1種的螢光體者， 前述螢光體層中之各色螢光體的含有量乃對於螢光體 全量而言，對於綠色螢光體爲1〜10重量％、對於藍色螢光 體爲40〜80重量％，及對於紅色螢光體爲10~50重量％者， <綠色螢光體> —般式 1: (Sr2-x-y-z-uBaxMgyEuzMnu) Si04(式中，X 、y、z及 u係滿足 0.1<x<1.0、0Sy<0.21、0·05<ζ<0·3 、OSu<〇.〇4的値）， <藍色螢光體> —般式 2 : ( M2，Eu ) 10 ( P04 ) 6 . Cl2 (式中，M2係 顯示選自Mg、Ca、Sr及Ba之至少1種元素） —般式 3: a(M3，Eu) O. bAl203 (式中，M3係顯示 -31 - 201104926 選自 Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Li、Rb 及 Cs 之至少 1 稹％ ” a及 b 係滿足 0<a、0<b、0_2‘a/b$1.5 的數） <紅色螢光體> 1 <系滿足 —般式 4 : ( Lai.xl，Euxl ) 2〇2S (式中 ’ xi 〇·〇1< xl< 0·15的値） —般式 5: (Υ「χ2’ Eux2) 202S (式中 ’ χ2係滿足 〇. <?^<〇.15的値）。 9. 如申請專利範圍第8項記載之白色發光二極體，其 中’前述發光元件的發光波長乃3 60〜43〇nm者。 10. —種對應EBU規格之液晶顯示裝置用背光，其特 徵乃使用如申請專利範圍第9項記載之白色發光二極體者 〇 1 1 . 一種對應E B U規格之液晶顯示裝置，其特徵乃使 用如前述申請專利範圍第1 0項記載之背光者。 -32-
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