CN106067509A - 发光装置和图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够实现色再现范围宽的图像显示装置的发光装置和具备该发光装置的图像显示装置。发光装置(10)包括:发出蓝色光的发光元件(11);由上述蓝色光激发而发出绿色光的绿色荧光体(13);和由上述蓝色光激发而发出红色光的红色荧光体(12),上述绿色荧光体发出的绿色光的发光光谱的峰值波长为520nm以上540nm以下。
Description
技术领域
本发明涉及具备发光元件和波长转换部件的发光装置、和具备该发光装置的图像显示装置。
背景技术
近年来,开发了将(i)发光二极管(Light Emitting Diode,LED)等半导体发光元件和(ii)使来自该半导体发光元件的激发光转换成荧光的波长转换部件(例如使荧光体颗粒分散在树脂中而得到的部件)组合而得到的发光装置。该发光装置是小型的,并且具有耗电比白炽灯少的优点。因此,该发光装置作为各种图像显示装置或照明装置的光源被实用化。
作为这样的发光装置,通常使用将蓝色LED和黄色荧光体组合而得到的发光装置。作为黄色荧光体,Ce激活YAG(钇铝石榴石)荧光体因为发光效率高所以被广泛使用。
可是,在将发光装置作为图像显示装置使用的情况下,随着荧光体的发光光谱的半值宽度变窄,图像显示装置的色再现范围(色再现域)变宽。然而,Ce激活YAG荧光体的发光光谱的半值宽度为100nm左右,比较宽。因此,在使将Ce激活YAG荧光体用作黄色荧光体的方式的半导体发光装置作为图像显示装置的液晶背光源的情况下,色再现范围的宽度不够充分。
具体而言,上述的图像显示装置能够覆盖sRGB的色域的几乎整个区域,该sRGB的色域为CRT(Cathode Ray Tube:阴极射线管)所使用的色域。然而,相对于AdobeRGB的色域,覆盖率显著降低,该AdobeRGB的色域为宽色域液晶显示器所使用的色域。
更具体而言,将使用Ce激活YAG黄色荧光体的方式的半导体发光装置作为液晶背光源使用的图像显示装置的色域,相对于AdobeRGB的色域停留在70%左右的覆盖率。因此,上述半导体发光装置不适合用于宽色域液晶显示器。
在此,sRGB的色域是指在CIE(Commission Internationale del'Eclairage:国际照明委员会)1931色度坐标上,由(CIEx,CIEy)=(0.640,0.330)、(0.300,0.600)、(0.150,0.060)的3点的色度点包围的三角形所定义的色域。
另一方面,AdobeRGB的色域是指在CIE1931色度坐标上,由(CIEx,CIEy)=(0.640,0.330)、(0.210,0.710)、(0.150,0.060)的3点的色度点包围的三角形所定义的色域。当将sRGB的色域和AdobeRGB的色域进行比较时,AdobeRGB的色域中,绿色的色再现范围大大地扩展。
作为与AdobeRGB对应的宽色域液晶显示器的背光源使用的半导体发光装置,适合使用将绿色荧光体和红色荧光体这2种颜色的荧光体组合使用的结构。而且,优选这些荧光体的发光光谱的半值宽度窄。
例如专利文献1和2中公开了将Eu激活βSiAlON荧光体和Mn4+激活氟化物配位化合物组合作为荧光体使用的半导体发光装置。根据该组合,与以往通常的将黄色荧光体用作荧光体的结构相比,在构成图像显示装置的情况下能够实现宽的色再现范围。
这是因为Eu激活βSiAlON荧光体的发光光谱的半值宽度和Mn4+激活氟配位化合物荧光体的半值宽度均比Ce激活YAG荧光体的半值宽度窄。具体而言,Eu激活βSiAlON荧光体的发光光谱的半值宽度为55nm以下。此外,Mn4+激活氟配位化合物荧光体的半值宽度为10nm以下。
Eu激活βSiAlON荧光体的发光光谱的半值宽度为55nm以下,比Ce激活YAG黄色荧光体的发光光谱的半值宽度窄。然而,通过与发光光谱的半值宽度更窄的荧光体组合,能够实现色再现范围更宽的图像显示装置。
专利文献3公开了将蓝色LED与发出绿色光、红色光的2种量子点荧光体组合的结构。然而,专利文献3中记载的结构有以下的问题:发红色光的量子点荧光体吸收发绿色光的量子点荧光体的绿色光,发光装置的发光效率显著下降。
专利文献4~6公开了作为在波长转换部中分散的荧光体,将量子点荧光体和Mn4+激活氟配位化合物荧光体组合使用的结构。Mn4+激活氟配位化合物荧光体与量子点荧光体不同,不吸收绿色光。因此,根据专利文献4~6记载的结构,能够解决发绿色光的荧光体发出的绿色光被发红色光的荧光体吸收的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2009/110285号公报(2009年9月11日公开)
专利文献2:日本特开2010-93132号公报(2010年4月22日公开)
专利文献3:日本特开2011-142336号公报(2011年7月21日公开)
专利文献4:日本特开2012-163936号公报(2012年8月30日公开)
专利文献5:日本特表2013-519232号公报(2013年5月23日公开)
专利文献6:日本特表2013-534042号公报(2013年8月29日公开)
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,专利文献4~6中,关于将Mn4+激活氟配位化合物荧光体与量子点荧光体组合的发光装置,对于用于使得能够实现色再现范围宽的图像显示装置的最佳构成没有任何公开。
因此,本发明的目的在于提供能够实现色再现范围宽的图像显示装置的发光装置、和具备该发光装置的图像显示装置。
用于解决技术问题的手段
为了解决上述技术问题,本发明的一个方式的发光装置包括:发出蓝色光的发光元件;由上述蓝色光激发而发出绿色光的量子点荧光体;和由上述蓝色光激发而发出红色光的Mn4+激活氟配位化合物荧光体,上述量子点荧光体发出的绿色光的发光光谱的峰值波长为520nm以上540nm以下。
发明效果
根据本发明的一个方式,能得到以下效果:能够提供能够实现色再现范围宽的图像显示装置的发光装置。
附图说明
图1是表示实施方式1的发光装置的截面图。
图2是表示人的视觉灵敏度曲线的曲线图。
图3是表示红色荧光体的发光光谱和激发光谱的曲线图。
图4的(a)~(f)均是表示绿色荧光体的发光光谱和激发光谱的曲线图。
图5的(a)~(f)均是表示作为比较例的绿色荧光体的发光光谱和激发光谱的曲线图。
图6是表示实施方式1的各实施例和各比较例的发光装置的参数的表。
图7的(a)~(f)均是表示实施例的发光装置的发光光谱的曲线图。
图8的(a)~(f)均是表示比较例的发光装置的发光光谱的曲线图。
图9的(a)是表示另一个比较例的绿色荧光体的发光光谱的曲线图,(b)是表示使用上述绿色荧光体的发光装置的发光光谱的曲线图。
图10的(a)是实施方式2的图像显示装置的分解立体图,(b)是(a)所示的图像显示装置具有的液晶显示装置的分解立体图。
图11是表示彩色滤光片的透射光谱的曲线图。
图12是表示实施方式2的各实施例和各比较例的图像显示装置的参数的表。
图13是将各实施例和各比较例的图像显示装置的色域与AdobeRGB的色域进行比较的曲线图。
图14是表示各实施例和各比较例的图像显示装置的亮度的表。
符号说明
10 发光装置
11 发光元件
12 红色荧光体(Mn4+激活氟配位化合物荧光体)
13 绿色荧光体(量子点荧光体)
16 分散件
100 图像显示装置
具体实施方式
〔实施方式1〕
根据图1~图9对实施方式1进行说明如下。在本实施方式中,对通过作为图像显示装置的背光源使用,能够实现发光效率高并且色再现范围宽的图像显示装置的发光装置进行说明。
(发光装置10)
图1是表示作为本实施方式的发光装置的一个例子的发光装置10的截面图。如图1所示,发光装置10包括发光元件11、红色荧光体12、绿色荧光体13、印刷配线基板14、树脂框15和分散件16。
(发光元件11)
发光元件11是发出蓝色光的发光元件。作为发光元件11,只要发出被后述的红色荧光体12和绿色荧光体13吸收而产生荧光的那样的一次光(激发光),就没有特别限定。作为发光元件11,能够使用例如氮化镓(GaN)类半导体。
从发光元件11发出的一次光(激发光)的峰值波长优选为420nm以上480nm以下,更优选为440nm以上460nm以下。在一次光(激发光)的峰值波长为420nm以上480nm以下的范围内的情况下,发光元件11的发光效率变高。此外,在一次光(激发波长)的峰值波长为440nm以上460nm以下的情况下,发光元件11的发光效率特别高,并且与后述的红色荧光体12的激发光谱以及后述的蓝色滤光片126b的透射光谱的波长匹配性良好,因此,能够提高发光装置10的发光效率。
(红色荧光体12)
红色荧光体12是由发光元件11发出的蓝色光激发而发出红色光的Mn4+激活氟配位化合物荧光体。Mn4+激活氟配位化合物荧光体发出的红色光的发光光谱的半值宽度为10nm以下,非常窄。因此,本实施方式的发光装置10在红色区域的色再现性方面优异。
就作为红色荧光体12使用的Mn4+激活氟配位化合物荧光体而言,能够使用例如由以下的通式(A)或通式(B)表示的荧光体。Mn4+激活氟配位化合物荧光体,不论是由通式(A)和通式(B)中的哪一个式子表示的荧光体,如上所述,发光光谱的半值宽度都为10nm以下,非常窄。这归因于作为发光离子的Mn4+的性质。
通式(A):MI2(MII1-hMnh)F6
在上述通式(A)中,MI是选自Li、Na、K、Rb和Cs中的至少1种碱金属元素。MII是选自Ge、Si、Sn、Ti和Zr中的至少1种4价金属元素。此外,优选0.001≤h≤0.1。
在通式(A)中,从发光强度的大小和荧光体结晶的稳定性的大小出发,优选MI为K。此外,出于相同的理由,优选MII包含Ti或Si。
此外,在通式(A)中,h的值表示Mn的组分比(浓度)、即Mn4+的浓度。在h的值小于0.001的情况下,作为发光离子的Mn4+的浓度不够,有不能得到充分的明亮度的问题。另一方面,在h的值超过0.1的情况下,由于浓度消光等,有明亮度大幅下降的问题。
即,优选由通式(A)表示的Mn4+激活氟配位化合物荧光体是K2(Ti1-hMnh)F6或K2(Si1-hMnh)F6,h为0.001以上0.1以下。
通式(B):MIII(MII1-hMnh)F6
在上述通式(B)中,MIII是选自Mg、Ca、Sr和Ba中的至少1种碱土类金属元素。MII是选自Ge、Si、Sn、Ti和Zr中的至少1种4价金属元素。此外,优选0.001≤h≤0.1。
在通式(B)中,从荧光体的发光效率高,难以由于热和外力而劣化的观点出发,优选MIII至少包含Ba。基于同样的理由,优选MII包含Ti或Si。
特别地,不论在Mn4+激活氟配位化合物荧光体由通式(A)和(B)中的哪一个式子表示的情况下,当MII为Si时,荧光体相对于水的溶解度低,荧光体的耐水性高,因此更优选。此外,在通式(B)中,表示Mn的组分比(浓度)的h的值优选与上述的通式(A)中的h相同,为0.001≤h≤0.1。
(绿色荧光体13)
为了与专利文献1和2中记载的半导体发光装置相比扩大绿色的色再现范围,可以考虑使用量子点荧光体作为绿色荧光体的结构。量子点荧光体通过使量子点的粒径一致,理论上能够使发光光谱的半值宽度变窄到15nm左右。此外,半值宽度为40nm以下左右的窄线宽的绿色荧光体已经被实现了。
在本实施方式中,绿色荧光体13是由发光元件11发出的蓝色光激发而发出绿色光的量子点荧光体。绿色荧光体13发出的绿色光的发光光谱的峰值波长为520nm以上540nm以下。
在绿色荧光体13的发光光谱的峰值波长小于520nm或超过540nm的情况下,当将发光装置10作为图像显示装置的背光源使用时,对AdobeRGB的色域的覆盖率变差等,图像显示装置的色再现范围变差。
因此,通过使用量子点荧光体作为绿色荧光体,与绿色荧光体的发光光谱的半值宽度为55nm左右的专利文献1和2的组合相比,能够使绿色的色再现范围进一步扩大。
绿色荧光体13的发光光谱的半值宽度,在使图像显示装置的色再现范围扩大的意义上,优选尽可能窄。然而,为了使量子点荧光体的发光光谱的半值宽度变窄,在量子点的制造工序中,需要使允许的粒径偏差变小。在该情况下,超出允许的粒径偏差的量子点不能作为绿色荧光体使用。
其结果,量子点荧光体的制造成品率降低,成本相应地升高,因此,当使量子点荧光体的半值宽度变窄时,有失去实用性的问题。
因此,本实施方式的绿色荧光体13发出的绿色光的发光光谱的半值宽度为25nm以上。当这样设计时,在绿色荧光体13的制造工序中,允许的粒径偏差的范围变大。其结果,绿色荧光体13的制造的成品率提高,能够将绿色荧光体13的制造成本、进而发光装置10的制造成本抑制得低。
在本实施方式中,如上所述,红色荧光体12的发光光谱的半值宽度为10nm以下,非常窄。因此,即使绿色荧光体13的发光光谱的半值宽度扩大,绿色荧光体13的发光光谱与红色荧光体12的发光光谱的重叠也小。因此,使用发光装置10的图像显示装置的色再现性难以降低。即,即使将绿色荧光体13的发光光谱的半值宽度限定为25nm以上,也能够实现具有高的色再现性的图像显示装置。
此外,图2是表示人的视觉灵敏度曲线(视敏度曲线)的曲线图。在绿色荧光体13的发光光谱的峰值波长小于520nm的情况下,绿色荧光体13发出的绿色光的峰值波长大幅偏离图2所示的人的视觉灵敏度曲线的峰值波长。因此,发光装置10的发光效率变差。
构成量子点荧光体的半导体结晶材料优选为能够高效率地发出可见光的荧光体材料。作为这样的材料,可以列举例如II-VI族化合物半导体、III族氮化物半导体、黄铜矿材料。更具体而言,可以列举CdSe、CdS、CdTe、InP、InN、AlInN、InGaN、AlGaInN、CuInGaSe等。
通过调节量子点荧光体的粒径或物质组成,能够调节量子点荧光体的能带隙,能够取出各种波长的荧光。
(构成发光装置10的其他部件)
印刷配线基板14是载置发光元件11并且形成有驱动发光元件11的电路的基板。树脂框15是载置在印刷配线基板14上的树脂制的框。
分散件16是将发光元件11密封的部件。红色荧光体12和绿色荧光体13分散在分散件16中。分散件16被填充在树脂框15的内侧。
例如,在红色荧光体12为量子点荧光体的情况下,当使绿色荧光体13与红色荧光体12分散在同一分散件中时,红色荧光体12会吸收绿色荧光体13发出的绿色光,由此,会产生发光装置的发光效率显著降低的问题。
本实施方式的红色荧光体12是Mn4+激活氟配位化合物荧光体。Mn4+激活氟配位化合物荧光体不吸收绿色光。因此,即使使绿色荧光体13与红色荧光体12分散在同一分散件中,也不会产生上述的问题。因此,通过使红色荧光体12和绿色荧光体13分散在单一的分散件中,能够使发光装置10的构造简化。
分散件16的材质并没有特别限定,能够适当使用例如甲基类有机硅树脂、苯基类有机硅树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂等树脂材料、低熔点玻璃等玻璃材料、有机无机复合玻璃等。特别地,在分散件16由树脂材料构成的情况下,分散件16的制造时的温度比其他材料低,因此优选。
在分散件16为例如甲基类有机硅树脂的情况下,优选相对于甲基类有机硅树脂100%,以重量比计,以1~30重量%的范围内的混合比率混合绿色荧光体13。另外,更优选相对于甲基类有机硅树脂100%,以重量比计,以5~20重量%的范围内的混合比率混合绿色荧光体13。
另一方面,优选相对于甲基类有机硅树脂,以重量比计,以1~60重量%的范围内的混合比率混合红色荧光体12。此外,更优选相对于甲基类有机硅树脂,以重量比计,以5~30重量%的范围内的混合比率混合红色荧光体12。
通过以上述范围的重量比混合绿色荧光体13和红色荧光体12,绿色荧光体13和红色荧光体12的浓度成为在发出绿色光和红色光方面适当的密度。
(红色荧光体12的制造例)
参照图3说明红色荧光体12的制造例。图3是表示红色荧光体12的发光光谱和激发光谱的曲线图。
(制造例R1:Mn4+激活氟配位化合物荧光体的制造例)
通过以下的步骤制备在上述通式(A)中MI为K、MII为Si、h=0.06的Mn4+激活氟配位化合物荧光体。
首先,在氯乙烯树脂制的反应槽的中央设置氟树脂类离子交换膜的分隔物(隔膜),在夹着离子交换膜的2个室分别设置均为铂板的阳极和阴极。在反应槽的阳极侧装入溶解有氟化锰(II)的氢氟酸水溶液,在阴极侧装入氢氟酸水溶液。
将上述阳极以及阴极与电源连接,以电压3V、电流0.75A进行电解。完成电解后,当在阳极侧的反应液中过量地加入使氟化钾在氢氟酸水溶液中饱和而得到的溶液时,作为黄色的固体生成物生成K2MnF6。通过对该固体生成物进行过滤、回收,得到K2MnF6。
接着,使4.8g的二氧化硅溶解在100cm3的48质量%氢氟酸水溶液中,制备含有氟化硅的水溶液。将该水溶液冷却至室温后,装入带盖子的树脂容器中,在保持在70℃的水浴中保持1小时以上,进行加热。在该含有氟化硅的水溶液中加入1.19g上述的K2MnF6粉末进行搅拌使其溶解,制备含有氟化硅和K2MnF6的水溶液(第一溶液)。
此外,使13.95g的氟化钾溶解在40cm3的48质量%氢氟酸水溶液中,冷却至室温,制备含有氟化钾的水溶液(第二溶液)。
然后,花约2.5分钟在搅拌后的第一溶液中一点一点地加入第二溶液,当搅拌10分钟左右时,生成了淡橙色的固体。对该固体生成物进行过滤,将过滤得到的固体生成物用少量的20质量%氢氟酸水溶液进行清洗。然后,进一步用乙醇对固体生成物进行清洗之后,进行真空干燥。其结果,得到15.18g的Mn4+激活氟配位化合物荧光体。
利用株式会社理学制造的X射线衍射装置,使用Cu的K-α射线对上述Mn4+激活氟配位化合物荧光体的X射线衍射图案进行研究后,确认生成了K2SiF6相。
此外,测定了上述Mn4+激活氟配位化合物荧光体的发光光谱。具体而言,首先,通过敲击将上述Mn4+激活氟配位化合物荧光体最密填充到宽10mm×长10mm×深50mm的大小的石英盒中。然后,对于石英盒内的Mn4+激活氟配位化合物荧光体,使用荧光分光光度计(株式会社堀场制作所制造:Fluoromax4)测定由波长445nm的光激发时的发光光谱。
测定的结果,对于上述Mn4+激活氟配位化合物荧光体,得到了在图3中用实线表示的发光光谱。对图3所示的发光光谱进行解析的结果,确认了上述Mn4+激活氟配位化合物荧光体的发光光谱的峰值波长为630nm,半值宽度为8nm。
此外,通过将使激发光的波长变动时的、上述Mn4+激活氟配位化合物荧光体的峰值波长630nm的发光强度按激发波长绘图,得到了在图3中用虚线表示的激发光谱。
(量子点荧光体的制造例)
参照图4的(a)~(f)说明作为绿色荧光体13的量子点荧光体的制造例。图4的(a)~(f)均是表示通过以下的制造例制造的量子点荧光体的发光光谱和激发光谱的曲线图。
得到量子点荧光体的工序没有特别限制,可以使用公知的量子点荧光体的制造方法。从方法简便并且成本低的观点出发,优选使用化学合成法。在化学合成法中,通过在使包含生成物的构成元素的多个起始物质分散在介质中后,使它们反应,能够得到目标的生成物质。
作为这样的化学合成法,可以列举例如溶胶凝胶法(胶体法)、热皂法、反胶束法、溶剂热法、分子前体法、水热合成法或助熔剂法等。从能够适当地制造由化合物半导体材料构成的半导体纳米颗粒的观点出发,优选使用热皂法。
以下,给出使用热皂法制造量子点荧光体的方法的一个例子,其中,该量子点荧光体为具有CdSe核和ZnS壳的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒。
(制造例QD1-1:峰值波长525nm、半值宽度25nm的量子点)
首先,合成CdSe核。在不活泼气氛中在3ml的三辛基膦(TOP)中混合1mmol的硒化三辛基膦(TOPSe)和1mmol的二甲基镉,得到混合溶液。
接着,将5g的氧化三辛基膦(TOPO)注入到在氮气气氛中加热到350℃的上述混合溶液中。上述混合溶液的温度下降到约260℃,并且与TOPO反应,形成CdSe纳米晶体。使上述混合溶液与TOPO反应60分钟后,将反应溶液立刻冷却到室温,使反应停止。
对该反应溶液进行10次分级工序,该分级工序包含以下3个操作:(i)通过加入不良溶剂的脱水乙醇10ml使量子点荧光体析出的操作;(ii)通过以4000rpm进行10分钟的离心分离使量子点荧光体沉淀的操作;和(iii)通过加入脱水甲苯使量子点荧光体再溶解的操作。将上述工序的条件归纳如下,反应时间为60分钟,分级工序为10次。
接着,合成ZnS壳。在通过上述方法合成的CdSe核溶液中加入含有作为壳层的原料的3mmol的醋酸锌和3mmol的硫的3ml的TOP溶液,使它们在150℃反应2小时后,冷却到室温。由此,能够得到CdSe/ZnS的量子点荧光体。
对通过上述步骤制造的CdSe/ZnS量子点(以下记为制造例QD1-1的量子点)的发光光谱进行测定。具体而言,首先,将使制造例QD1-1的量子点分散在甲苯溶液中而得到的溶液填充到宽10mm×长10mm×深50mm的大小的石英盒中。然后,对于上述石英盒内的CdSe/ZnS量子点,使用荧光分光光度计(株式会社堀场制作所制造:Fluoromax4)测定由波长445nm的光激发时的发光光谱。
测定的结果,对于制造例QD1-1的量子点荧光体,得到了在图4的(a)中用实线表示的发光光谱。对图4的(a)所示的发光光谱进行解析的结果,确认了制造例QD1-1的量子点荧光体的发光光谱的峰值波长为525nm,半值宽度为25nm。
此外,通过将使激发光的波长变动时的、上述制造例QD1-1的量子点荧光体的峰值波长525nm的发光强度按激发波长绘图,得到了在图4的(a)中用虚线表示的激发光谱。
(制造例QD1-2:峰值波长525nm、半值宽度35nm的量子点)
与制造例QD1-1同样地,使用热皂法制造作为CdSe/ZnS半导体纳米颗粒的量子点荧光体。在本制造例中,反应时间为60分钟,分级工序为5次,除此以外的条件与制造例QD1-1相同。
对于制造例QD1-2的量子点,与上述制造例QD1-1同样地测定发光光谱和激发光谱。测量的结果,对于制造例QD1-2的量子点荧光体,得到了图4的(b)所示的发光光谱和激发光谱。对图4的(b)进行解析的结果,确认了制造例QD1-2中得到的量子点荧光体的发光光谱的峰值波长为525nm,半值宽度为35nm。
(制造例QD1-3:峰值波长525nm、半值宽度45nm的量子点)
与制造例QD1-1同样地,使用热皂法制造作为CdSe/ZnS半导体纳米颗粒的量子点荧光体。在本制造例中,反应时间为60分钟,分级工序为2次,除此以外的条件与制造例QD1-1相同。
对于制造例QD1-3的量子点,与上述制造例QD1-1同样地测定发光光谱和激发光谱。其结果,对于制造例QD1-3的量子点荧光体,得到了图4的(c)所示的发光光谱和激发光谱。对图4的(c)进行解析的结果,确认了制造例QD1-3中得到的量子点荧光体的发光光谱的峰值波长为525nm,半值宽度为45nm。
(制造例QD2-1:峰值波长535nm、半值宽度25nm的量子点)
与制造例QD1-1同样地,使用热皂法制造作为CdSe/ZnS半导体纳米颗粒的量子点荧光体。在本制造例中,反应时间为70分钟,分级工序为10次,除此以外的条件与制造例QD1-1相同。
对于制造例QD2-1的量子点,与上述制造例QD1-1同样地测定发光光谱和激发光谱。其结果,对于制造例QD2-1的量子点荧光体,得到了图4的(d)所示的发光光谱和激发光谱。对图4的(d)进行解析的结果,确认了制造例QD2-1中得到的量子点荧光体的发光光谱的峰值波长为535nm,半值宽度为25nm。
(制造例QD2-2:峰值波长535nm、半值宽度35nm的量子点)
与制造例QD1-1同样地,使用热皂法制造作为CdSe/ZnS半导体纳米颗粒的量子点荧光体。在本制造例中,反应时间为70分钟,分级工序为5回次,除此以外的条件与制造例QD1-1相同。
对于制造例QD2-2的量子点,与上述制造例QD1-1同样地测定发光光谱和激发光谱。其结果,对于制造例QD2-2的量子点荧光体,得到了图4的(e)所示的发光光谱和激发光谱。对图4的(e)进行解析的结果,确认了制造例QD2-2中得到的量子点荧光体的发光光谱的峰值波长为535nm,半值宽度为35nm。
(制造例QD2-3:峰值波长535nm、半值宽度45nm的量子点)
与制造例QD1-1同样地,使用热皂法制造作为CdSe/ZnS半导体纳米颗粒的量子点荧光体。在本制造例中,反应时间为70分钟,分级工序为2次,除此以外的条件与制造例QD1-1相同。
对于制造例QD2-3的量子点,与上述制造例QD1-1同样地测定发光光谱和激发光谱。其结果,对于制造例QD2-3的量子点荧光体,得到了图4的(f)所示的发光光谱和激发光谱。对图4的(f)进行解析的结果,确认了制造例QD2-3中得到的量子点荧光体的发光光谱的峰值波长为535nm,半值宽度为45nm。
(绿色荧光体的比较制造例1)
参照图5的(a)~(f)说明用于与本实施方式的绿色荧光体13进行比较的绿色荧光体的制造例。图5的(a)~(f)均是表示作为比较例的绿色荧光体的发光光谱和激发光谱的曲线图。
(比较制造例QD1-1:峰值波长515nm、半值宽度25nm的量子点)
为了与本实施方式的绿色荧光体进行比较,与制造例QD1-1同样地,使用热皂法制造作为CdSe/ZnS半导体纳米颗粒的量子点荧光体。在本比较制造例中,反应时间为50分钟,分级工序为10次,除此以外的条件与制造例QD1-1同样,制造出比较制造例QD1-1的量子点荧光体。
对于比较制造例QD1-1的量子点,与上述制造例QD1-1同样地测定发光光谱。其结果,对于比较制造例QD1-1的量子点荧光体,得到了图5的(a)所示的发光光谱。对图5的(a)所示的发光光谱进行解析的结果,确认了比较制造例QD1-1中得到的量子点荧光体的发光光谱的峰值波长为515nm,半值宽度为25nm。
(比较制造例QD1-2:峰值波长515nm、半值宽度35nm的量子点)
与比较制造例QD1-1同样地,使用热皂法制造作为CdSe/ZnS半导体纳米颗粒的量子点荧光体。在本比较制造例中,反应时间为50分钟,分级工序为5次,除此以外的条件与制造例QD1-1相同。
对于比较制造例QD1-2的量子点,与上述制造例QD1-1同样地测定发光光谱。其结果,对于比较制造例QD1-2的量子点荧光体,得到了图5的(b)所示的发光光谱。对图5的(b)所示的发光光谱进行解析的结果,确认了比较制造例QD1-2中得到的量子点荧光体的发光光谱的峰值波长为515nm,半值宽度为35nm。
(比较制造例QD1-3:峰值波长515nm、半值宽度45nm的量子点)
与比较制造例QD1-1同样地,使用热皂法制造作为CdSe/ZnS半导体纳米颗粒的量子点荧光体。在本比较制造例中,反应时间为50分钟,分级工序为2次,除此以外的条件与制造例QD1-1相同。
对于比较制造例QD1-3的量子点,与上述制造例QD1-1同样地测定发光光谱。其结果,对于比较制造例QD1-3的量子点荧光体,得到了图5的(c)所示的发光光谱。对图5的(c)所示的发光光谱进行解析的结果,确认了比较制造例QD1-3中得到的量子点荧光体的发光光谱的峰值波长为515nm,半值宽度为45nm。
(比较制造例QD2-1:峰值波长545nm、半值宽度25nm的量子点)
与比较制造例QD1-1同样地,使用热皂法制造作为CdSe/ZnS半导体纳米颗粒的量子点荧光体。在本比较制造例中,反应时间为80分钟,分级工序为10次,除此以外的条件与制造例QD1-1相同。
对于比较制造例QD2-1的量子点,与上述制造例QD1-1同样地测定发光光谱。其结果,对于比较制造例QD2-1的量子点荧光体,得到了图5的(d)所示的发光光谱。对图5的(d)所示的发光光谱进行解析的结果,确认了比较制造例QD2-1中得到的量子点荧光体的发光光谱的峰值波长为545nm,半值宽度为25nm。
(比较制造例QD2-2:峰值波长545nm、半值宽度35nm的量子点)
与比较制造例QD1-1同样地,使用热皂法制造作为CdSe/ZnS半导体纳米颗粒的量子点荧光体。在本比较制造例中,反应时间为80分钟,分级工序为5次,除此以外的条件与制造例QD1-1相同。
对于比较制造例QD2-2的量子点,与上述制造例QD1-1同样地测定发光光谱。其结果,对于比较制造例QD2-2的量子点荧光体,得到了图5的(e)所示的发光光谱。对图5的(e)所示的发光光谱进行解析的结果,确认了比较制造例QD2-2中得到的量子点荧光体的发光光谱的峰值波长为545nm,半值宽度为35nm。
(比较制造例QD2-3:峰值波长545nm、半值宽度45nm的量子点)
与比较制造例QD1-1同样地,使用热皂法制造作为CdSe/ZnS半导体纳米颗粒的量子点荧光体。在本比较制造例中,反应时间为80分钟,分级工序为2次,除此以外的条件与制造例QD1-1相同。
对于比较制造例QD2-3的量子点,与上述制造例QD1-1同样地测定发光光谱。其结果,对于比较制造例QD2-3的量子点荧光体,得到了图5的(f)所示的发光光谱。对图5的(f)所示的发光光谱进行解析的结果,确认了比较制造例QD2-3中得到的量子点荧光体的发光光谱的峰值波长为545nm,半值宽度为45nm。
(发光装置的实施例和比较例)
参照图6~图8对发光装置的实施例D1-1~3、实施例D2-1~3、比较例D1-1~3、比较例D2-1~3进行说明。图6是表示实施例D1-1~3、实施例D2-1~3、比较例D1-1~3和比较例D2-1~3的发光装置的参数的表。
图7的(a)~(f)是依次表示实施例D1-1~3、实施例D2-1~3的发光装置的发光光谱的曲线图。图8的(a)~(f)是依次表示比较例D1-1~3、比较例D2-1~3的发光装置的发光光谱的曲线图。
在实施例D1-1~3、实施例D2-1~3、比较例D1-1~3和比较例D2-1~3中,发光元件11是发光峰值波长445nm的蓝色LED(科锐(Cree)公司制)。红色荧光体12是上述制造例R1中得到的Mn4+氟配位化合物荧光体。绿色荧光体13是在上述各制造例中得到的量子点荧光体。分散件16是有机硅树脂(信越化学工业株式会社制造:KER-2500)。
具体而言,以实施例D1-1为例说明本实施例的发光装置的制造步骤。首先,将有机硅树脂和在制造例R1中得到的Mn4+氟配位化合物荧光体混合,得到树脂组合物。在此,设有机硅树脂的含量为100重量%时的Mn4+氟配位化合物的含量为15.9重量%。
接着,使上述制造例QD1-1中制成的量子点分散在甲苯溶液中,得到浓度调整至5重量%的浓度的量子点分散溶液。相对于上述树脂组合物(有机硅树脂+红色荧光体)100重量%,仅混合10重量%的所得到的量子点分散溶液,得到荧光体分散树脂。
然后,利用上述的荧光体分散树脂将蓝色LED的周围密封。然后,通过将上述蓝色LED和荧光体分散树脂在80℃加热30分钟、在120℃加热1小时,制造出具有与图1所示的发光装置10同样的结构的发光装置。
实施例D1-2~3、实施例D2-1~3、比较例D1-1~3、比较例D2-1~3的发光装置的制造步骤也与上述实施例D1-1同样。在各个实施例和比较例中,Mn4+氟配位化合物的重量相对于有机硅树脂的重量的重量比、和量子点荧光体的重量相对于有机硅树脂的重量的重量比请参照图6。
以驱动电流20mA驱动所得到的发光装置,利用分光光度计(大塚电子制造:MCPD-7000)测定发光光谱,得到了图7的(a)~(f)和图8的(a)~(f)所示的发光光谱。根据所得到的发光光谱计算色度坐标,得到了图6的“发光装置色度坐标”所示的色度坐标。
另外,在各个实施例和比较例中,调整Mn4+氟配位化合物荧光体和量子点荧光体的分散量,使得在图7的(a)~(f)和图8的(a)~(f)所示的发光光谱透射后述的液晶面板时,白色点成为10,000K附近的白色。
(绿色荧光体和发光装置的另一个比较制造例)
参照图9的(a)、(b)对用于与本实施方式的绿色荧光体13和发光装置进行比较的另一个比较制造例进行说明。图9的(a)是表示本比较制造例的绿色荧光体的发光光谱的曲线图。图9的(b)是表示使用本比较制造例的绿色荧光体的发光装置的发光光谱的曲线图。
(比较制造例B1:Eu激活βSiAlON的制造例)
为了与本实施方式的绿色荧光体进行比较,通过以下步骤制造在组成式Si6-z’Alz’Oz’N8-z’中z’=0.06的材料被0.10at.%的Eu激活而得到的Eu激活βSiAlON荧光体。
首先,作为原料粉末,对通过45μm的筛子的金属Si、氮化铝和氧化铕分别进行称量,使得它们的重量比为93.59:5.02:1.39。
接着,使用氮化硅烧结体制的研钵和碾槌混合10分钟以上,得到粉体凝集体。然后,使该粉体凝集体自然落下而装入直径20mm、高度20mm的大小的氮化硼制的坩埚中。
接着,将上述坩埚放置在石墨电阻加热方式的加压电炉中。然后,在该加压电炉中,利用扩散泵使烧制气氛为真空,以每小时500℃的温度上升率使上述坩埚从室温升温至800℃。然后,通过在800℃导入纯度为99.999体积%的氮气,使加压电炉内的压力为0.5MPa。然后,以每小时500℃的温度上升率使上述坩埚升温至1300℃。
然后,以每分钟1℃的温度上升率使上述坩埚升温至1600℃,保持1600℃的温度8小时。利用玛瑙制研钵将通过以上的工序合成的试样粉碎,得到粉末试样。
接着,对这些粉末再次实施加热处理。首先,使用氮化硅制的研钵和碾槌将在1600℃烧制后的粉末粉碎。然后,使该粉末自然落下而装入直径20mm、高度20mm的大小的氮化硼制的坩埚中。
接着,将上述坩埚放置在石墨电阻加热方式的加压电炉中。然后,在该加压电炉中,利用扩散泵使烧制气氛为真空,以每小时500℃的温度上升率将上述坩埚从室温加热至800℃。然后,在800℃导入纯度为99.999体积%的氮气,使加压电炉内的压力为1MPa。然后,以每小时500℃的温度上升率使上述坩埚升温至1900℃,保持1900℃的温度8小时。其结果,得到荧光体试样。
然后,利用玛瑙制研钵将所得到的荧光体试样粉碎,进一步在50%氢氟酸和70%硝酸的1:1的混合酸中在60℃的温度进行处理,由此,得到荧光体粉末。
接着,对该荧光体粉末,与制造例R1同样地进行粉末X射线衍射测定。其结果,确认了该荧光体粉末具有β型SiAlON结构。
此外,与上述制造例R1同样地对比较制造例B1的Eu激活βSiAlON荧光体测定了发光光谱。其结果,对于比较制造例B1的Eu激活βSiAlON荧光体,得到了图9的(a)所示的发光光谱。由图9的(a)可知,比较制造例B1中得到的Eu激活βSiAlON荧光体的发光光谱的峰值波长为539nm,半值宽度为51nm。
(比较例B1)
将有机硅树脂、制造例R1中得到的Mn4+氟配位化合物荧光体、和比较制造例B1中得到的Eu激活βSiAlON荧光体混合,得到荧光体分散树脂。在此,设有机硅树脂的含量为100重量%时,Mn4+氟配位化合物的含量为10.2重量%,Eu激活βSiAlON荧光体的含量为5.6重量%。
接着,准备发光峰值波长445nm的蓝色LED(科锐(Cree)公司制造),将其周围用以上得到的荧光体分散树脂密封。然后,通过将上述蓝色LED和荧光体分散树脂在80℃加热30分钟、在150℃加热1小时,制造出具有与图1同样的结构的发光装置。
以驱动电流20mA驱动所得到的发光装置,得到了图9的(b)所示的发光光谱。根据所得到的发光光谱计算色度坐标,在CIE1931色度坐标中为(CIEx,CIEy)=(0.261,0.229)。
通过使用上述的发光装置10作为图像显示装置的背光源,能够实现发光效率高并且色再现范围宽的图像显示装置。详细情况将在实施方式2中说明。
〔实施方式2〕
根据图10~图14对实施方式2进行说明如下。在本实施方式中,对具备实施方式1的发光装置的图像显示装置进行说明。另外,为了说明方便起见,对于与上述实施方式中说明的部件具有相同功能的部件,标注相同的符号,省略其说明。
(图像显示装置100)
图10的(a)是作为本实施方式的图像显示装置的一个例子的图像显示装置100的分解立体图。图10的(b)是图10的(a)所示的图像显示装置100具备的液晶显示装置120a的分解立体图。图11是表示图像显示装置100具备的彩色滤光片的透射光谱的曲线图。
如图10的(a)所示,图像显示装置100包括发光装置10、导光板110和液晶显示部120。导光板110是透明或半透明的导光板。液晶显示部120是显示图像的显示部,具有多个液晶显示装置120a。
在图像显示装置100中,在导光板110的侧面配置有多个发光装置10。此外,与导光板110相邻地设置有液晶显示部120。来自发光装置10的出射光130在导光板110内散射,作为散射光140向液晶显示部120的整个表面照射。
如图10的(b)所示,构成液晶显示部120的液晶显示装置120a依次层叠有偏光板121、透明导电膜123a(具有薄膜晶体管122)、取向膜124a、液晶层125、取向膜124b、上部薄膜电极123b、用于显示彩色像素的彩色滤光片126和上部偏光板127。
彩色滤光片126被分割为与透明导电膜123a的各像素对应的大小的部分。此外,彩色滤光片126包括使红色光透射的红色滤光片126r、使绿色光透射的绿色滤光片126g和使蓝色光透射的蓝色滤光片126b。
本实施方式的图像显示装置100,优选如图10的(b)所示的彩色滤光片126那样,包括分别使红色光、绿色光、蓝色光透射的滤光片。在该情况下,各色的彩色滤光片能够适合使用具有例如图11所示的透射光谱的彩色滤光片。在后述的实施例中,也使用了具有图11所示的透射光谱的彩色滤光片。
(图像显示装置的实施例)
以下,对制作具有图10的(a)、(b)所示的结构的图像显示装置的实施例和比较例进行说明。图12是表示各实施例和各比较例的图像显示装置的参数的表。作为各实施例和各比较例的图像显示装置的背光光源,将实施方式1的各实施例的发光装置按图12所示的组合使用。此外,作为彩色滤光片,使用具有图11所示的透射率的彩色滤光片。
(图像显示装置的色再现范围的比较)
在图12中表示各实施例和各比较例的图像显示装置的屏幕上显示光在CIE1931色度坐标中的白色点、红色点、绿色点、蓝色点的色度坐标和AdobeRGB覆盖率。
在此,红色点、绿色点、蓝色点是指,在显示器上仅显示分别透射红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片的光的情况下的显示器上的色度点。白色点是指将透射各个彩色滤光片的光全部同时显示的情况下的显示器上的色度点。AdobeRGB覆盖率是指由上述红色点、绿色点、蓝色点包围的色域所覆盖的面积相对于AdobeRGB的色域的面积的比率。
另外,图12所示的色度点和AdobeRGB覆盖率是根据使用大塚电子制造的MCPD-7000测定的光谱数据计算的。
由图12所示的各实施例和各比较例的参数可知,各实施例的图像显示装置具有比各比较例的图像显示装置高的AdobeRGB覆盖率。这是因为本发明中使用的由量子点构成的绿色荧光体的发光峰值波长被设定为在与Mn4+激活荧光体组合的结构中适当的波长。
使用图13的(a)~(d)对上述效果进行说明。图13的(a)~(d)是分别将实施例DIS1-1、实施例DIS2-1、比较例DIS1-1、比较例DIS2-1的图像显示装置的色域与AdobeRGB的色域进行比较的曲线图。
在图13的(a)~(d)各自中,(CIEx,CIEy)=(0.2,0.7)的附近的色域为绿色的色域。将图13的(a)和(b)与图13的(c)和(d)进行比较可知,实施例DIS1-1和实施例DIS2-1的图像显示装置,与比较例DIS1-1、比较例DIS2-1的图像表示装置相比,在绿色的色域中与AdobeRGB的色域的匹配良好。
(图像显示装置的亮度的比较)
将各实施例的图像显示装置的亮度与比较例DIS1-1~3的图像显示装置的亮度进行了比较。在各实施例和比较例DIS1-1~3的图像显示装置中,在透射各个彩色滤光片的光全部同时显示的状态下,利用在该图像显示装置的液晶显示部设置的分光光度计测定亮度。
各实施例和各比较例的图像显示装置中使用的发光装置,如在实施方式1中说明的那样,调整了红色荧光体和绿色荧光体的分散量,使得白色点为10,000K附近的白色。因此,以下的数据是对于各实施例和各比较例的图像显示装置,对10,000K附近的白色的亮度进行比较的数据。
图14是表示上述实施例和上述比较例的图像显示装置的亮度的表。如图14所示可知,各实施例的图像显示装置与比较例DIS1-1~3的图像显示装置相比,亮度高。
在各比较例的图像显示装置中,该图像显示装置具备的发光装置发出的绿色光的峰值波长偏离了人的视觉灵敏度曲线(参照图2)的峰值波长。另一方面,在各实施例的图像显示装置中,该图像显示装置具备的发光装置发出的绿色光的峰值波长接近人的视觉灵敏度曲线的峰值波长。
因此,各实施例的图像显示装置能够实现比各比较例的图像显示装置高的发光效率。
如通过以上的色再现范围的比较以及屏幕上亮度的比较可以明确的那样,根据本实施方式的图像显示装置,能够实现色再现性和发光效率高的图像显示装置。
〔实施方式3〕
对实施方式3进行说明。实施方式3是在实施方式1中说明的发光装置的另一个实施方式。本实施方式的发光装置,发光元件11以外与发光装置10相同,因此省略说明。
在本实施方式的发光装置中,从发光元件发出的一次光(激发光)的峰值波长为420nm以上440nm以下。利用发出这样的峰值波长的一次光(激发光)的发光元件,也能够提供能够实现色再现范围宽的图像显示装置的发光装置。
但是,实施方式1的发光装置10,如上所述,一次光(激发光)的峰值波长与红色荧光体12的激发光谱以及蓝色滤光片126b的透射光谱的波长匹配性良好,因此,比本实施方式的发光装置发光效率高。〔实施方式4〕
对实施方式4进行说明。实施方式4是在实施方式1中说明的发光装置的另一个实施方式。本实施方式的发光装置,绿色荧光体13以外与发光装置10相同,因此省略说明。
在本实施方式的发光装置中,作为绿色荧光体13,不使用CdSe/ZnS半导体纳米颗粒,而使用发光光谱的峰值波长为525nm、半值宽度为65nm的市售的InP类量子点。
InP类量子点与CdSe/ZnS半导体纳米颗粒相比,发光光谱的半值宽度宽。因此,使用本实施方式的发光装置的图像显示装置,与使用发光装置10的图像显示装置相比,色再现性低。
但是,InP类量子点不含Cd。因此,本实施方式的发光装置具有与发光装置10相比环境负荷小的优点。
〔总结〕
本发明的方式1的发光装置(10)包括:发出蓝色光的发光元件(11);由上述蓝色光激发而发出绿色光的量子点荧光体(绿色荧光体13);和由上述蓝色光激发而发出红色光的Mn4+激活氟配位化合物荧光体(红色荧光体12),上述量子点荧光体发出的绿色光的发光光谱的峰值波长为520nm以上540nm以下。
根据上述的结构,发光装置发出:发光元件发出的蓝色光;由蓝色光激发的量子点荧光体发出的绿色光;和由蓝色光激发的Mn4+激活氟配位化合物荧光体发出的红色光。其中,绿色光的峰值波长为520nm以上540nm以下。
在绿色光的峰值波长小于520nm或大于540nm的情况下,相对于AdobeRGB的色域的覆盖率变差等,图像显示装置的色再现性变差。即,当绿色光的峰值波长为520nm以上540nm以下时,具备本发明的发光装置的图像显示装置的色再现性变高。
因此,能得到以下效果:能够提供能够实现色再现范围宽的图像显示装置的发光装置。
本发明的方式2的发光装置,在上述方式1中,优选上述绿色光的半值宽度为25nm以上。
根据上述的结构,对于上述发出绿色光的量子点荧光体,允许的尺寸的偏差的范围变大。因此,能得到量子点荧光体的成品率提高的效果。
本发明的方式3的发光装置,在上述方式1或2中,优选上述红色光的半值宽度为10nm以下。
根据上述的结构,红色光的半值宽度为10nm以下,非常窄。因此,能得到具备本发明的发光装置的图像显示装置的色再现性提高的效果。
本发明的方式4的发光装置,在上述方式1至3中的任一方式中,优选还包括将上述发光元件密封的分散件(16),上述量子点荧光体和上述Mn4+激活氟配位化合物荧光体分散在上述分散件中。
根据上述的结构,量子点荧光体和Mn4+激活氟配位化合物荧光体分散在将发光元件密封的单一的分散件中。
在发出红色光的荧光体为量子点荧光体的情况下,当使发出绿色光的荧光体与发出红色光的荧光体分散在同一分散件中时,发出红色光的荧光体会吸收发出绿色光的荧光体所发出的绿色光,由此,发光装置的发光效率会显著下降。
而Mn4+激活氟配位化合物荧光体不吸收绿色光。因此,即使使发出绿色光的量子点荧光体与Mn4+激活氟配位化合物荧光体分散在同一分散件中,也不会产生上述的问题。因此,能得到能够使发光装置的结构简化的效果。
本发明的方式5的发光装置,在上述方式4中,优选上述分散件由透明的树脂材料构成。
根据上述的结构,分散件由透明的树脂材料构成,因此,能得到与由玻璃或石英等构成的情况相比能够在低温制造的效果。
本发明的方式6的发光装置,在上述方式1至5中的任一方式中,优选上述量子点荧光体包含CdSe、CdS、CdTe、InP、InN、AlInN、InGaN、AlGaInN和CuInGaSe中的至少1个。
根据上述的结构,能够使用能够高效率地发出可见光的材料来构成量子点荧光体。
本发明的方式7的发光装置可以为:在上述方式1至6中的任一方式中,上述Mn4+激活氟配位化合物荧光体由通式MI2(MII1-hMnh)F6表示,在上述通式中,MI包含Li、Na、K、Rb和Cs中的至少1种碱金属元素,MII包含Ge、Si、Sn、Ti和Zr中的至少1种4价金属元素,h为0.001以上0.1以下。
根据上述的结构,由h规定的Mn4+离子的浓度为没有过量和不足的适当的浓度。因此,能得到Mn4+激活氟配位化合物荧光体的发光强度变高的效果。
本发明的方式8的发光装置,在上述方式7中,优选上述Mn4+激活氟配位化合物荧光体为K2(Si1-hMnh)F6。
根据上述的结构,Mn4+激活氟配位化合物荧光体能得到(i)发光强度变高、(ii)荧光体结晶的稳定性变高和(iii)耐水性变高的效果。
本发明的方式9的发光装置可以为:在上述方式1~6中的任一方式中,上述Mn4+激活氟配位化合物荧光体由通式MIII(MII1-hMnh)F6表示,在上述通式中,MIII包含Mg、Ca、Sr和Ba中的至少1种碱土类金属元素,MII包含Ge、Si、Sn、Ti和Zr中的至少1种4价金属元素,h为0.001以上0.1以下。
根据上述的结构,与方式7同样,由h规定的Mn4+离子的浓度为没有过量和不足的适当的浓度。因此,能得到Mn4+激活氟配位化合物荧光体的发光强度变高的效果。
本发明的方式10的发光装置,在上述方式9中,优选上述Mn4+激活氟配位化合物荧光体为Ba(Si1-hMnh)F6。
根据上述的结构,Mn4+激活氟配位化合物荧光体能得到(i)发光效率变高、(ii)难以因热和外力而劣化和(iii)耐水性变高的效果。
本发明的方式11的发光装置,在上述方式1至10中的任一方式中,优选上述蓝色光的峰值波长为420nm以上480nm以下。
根据上述的结构,发光元件的发光效率高,因此,能够提高发光装置的发光效率。
本发明的方式12的发光装置,在上述方式11中,优选上述蓝色光的峰值波长为440nm以上460nm以下。
根据上述的结构,发光元件的发光效率特别高,并且与红色荧光体的激发光谱以及蓝色滤光片的透射光谱的波长匹配性良好,因此,能够进一步提高发光装置的发光效率。
本发明的方式13的图像显示装置(100)具备上述方式1至12中的任一方式的发光装置。
根据上述的结构,能得到能够提供色再现性高的图像显示装置的效果。
本发明并不限定于上述的各实施方式,能够在权利要求表示的范围中进行各种变更,将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围中。另外,通过将各实施方式中分别公开的技术手段组合,能够形成新的技术特征。
〔本发明的其他表述方式〕
本发明也能够如以下那样表述。
即,本发明的一个方式的半导体发光装置包括:发出蓝色光的半导体发光元件;由蓝色光激发而发出绿色光的量子点荧光体;和由蓝色光激发而发出红色光的Mn4+激活氟配位化合物荧光体,上述绿色光的发光光谱的峰值波长为520nm~540nm,半值宽度为25nm以上,上述红色光的发光光谱的半值宽度为10nm以下。
此外,在本发明的一个方式的半导体发光装置中,上述半导体发光元件由分散有上述量子点荧光体和Mn4+激活氟配位化合物荧光体的分散件密封。
此外,在本发明的一个方式的半导体发光装置中,上述分散件是由树脂材料构成的透明部件。
此外,在本发明的一个方式的半导体发光装置中,构成上述量子点荧光体的材料为CdSe、CdS、CdTe。
此外,在本发明的一个方式的半导体发光装置中,构成上述量子点荧光体的材料为InP、InN、AlInN、InGaN、AlGaInN、CuInGaSe。
此外,在本发明的一个方式的半导体发光装置中,上述Mn4+激活氟配位化合物荧光体为MI2(MII1-hMnh)F6(MI表示选自Li、Na、K、Rb和Cs中的至少1种碱金属元素,MII表示选自Ge、Si、Sn、Ti和Zr中的至少1种4价金属元素,0.001≤h≤0.1)。
此外,在本发明的一个方式的半导体发光装置中,上述Mn4+激活氟配位化合物荧光体为K2(Si1-hMnh)F6(0.001≤h≤0.1)。
此外,本发明的一个方式的图像显示装置使用上述任一方式的半导体发光装置。
产业上的可利用性
本发明能够用于使用将激发光转换为荧光的荧光体的发光装置、和使用该发光装置的图像显示装置。
Claims (13)
1.一种发光装置,其特征在于,包括:
发出蓝色光的发光元件;
由所述蓝色光激发而发出绿色光的量子点荧光体;和
由所述蓝色光激发而发出红色光的Mn4+激活氟配位化合物荧光体,
所述量子点荧光体发出的绿色光的发光光谱的峰值波长为520nm以上540nm以下。
2.如权利要求1所述的发光装置,其特征在于:
所述绿色光的发光光谱的半值宽度为25nm以上。
3.如权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于:
所述红色光的发光光谱的半值宽度为10nm以下。
4.如权利要求1至3中任一项所述的发光装置,其特征在于:
还包括将所述发光元件密封的分散件,
所述量子点荧光体和所述Mn4+激活氟配位化合物荧光体分散在所述分散件中。
5.如权利要求4所述的发光装置,其特征在于:
所述分散件由透明的树脂材料构成。
6.如权利要求1至5中任一项所述的发光装置,其特征在于:
所述量子点荧光体包含CdSe、CdS、CdTe、InP、InN、AlInN、InGaN、AlGaInN和CuInGaSe中的至少1个。
7.如权利要求1至6中任一项所述的发光装置,其特征在于:
所述Mn4+激活氟配位化合物荧光体由通式MI2(MII1-hMnh)F6表示,
在所述通式中,MI包含Li、Na、K、Rb和Cs中的至少1种碱金属元素,MII包含Ge、Si、Sn、Ti和Zr中的至少1种4价金属元素,h为0.001以上0.1以下。
8.如权利要求7所述的发光装置,其特征在于:
所述Mn4+激活氟配位化合物荧光体为K2(Si1-hMnh)F6。
9.如权利要求1至6中任一项所述的发光装置,其特征在于:
所述Mn4+激活氟配位化合物荧光体由通式MIII(MII1-hMnh)F6表示,
在所述通式中,MIII包含Mg、Ca、Sr和Ba中的至少1种碱土类金属元素,MII包含Ge、Si、Sn、Ti和Zr中的至少1种4价金属元素,h为0.001以上0.1以下。
10.如权利要求9所述的发光装置,其特征在于:
所述Mn4+激活氟配位化合物荧光体为Ba(Si1-hMnh)F6。
11.如权利要求1至10中任一项所述的发光装置,其特征在于:
所述蓝色光的峰值波长为420nm以上480nm以下。
12.如权利要求11所述的发光装置,其特征在于:
所述蓝色光的峰值波长为440nm以上460nm以下。
13.一种图像显示装置,其特征在于:
包括权利要求1至12中任一项所述的发光装置。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108461607A (zh) * | 2017-02-21 | 2018-08-28 | 夏普株式会社 | 发光装置及图像显示装置 |
| WO2018192228A1 (zh) * | 2017-04-19 | 2018-10-25 | 深圳Tcl新技术有限公司 | Led灯源、灯条及显示装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3328162B1 (en) * | 2015-07-23 | 2021-10-13 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | Display device and method for manufacturing same |
| US10270020B2 (en) | 2017-06-20 | 2019-04-23 | Lextar Electronics Corporation | LED package structure |
| US10177287B1 (en) * | 2017-09-19 | 2019-01-08 | Eie Materials, Inc. | Gamut broadened displays with narrow band green phosphors |
| WO2019186727A1 (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 日立化成株式会社 | 波長変換部材、バックライトユニット、及び画像表示装置 |
| US11262046B2 (en) * | 2019-03-27 | 2022-03-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Phosphor element, method for producing same, and lighting device |
| DE112019004254B4 (de) | 2018-09-28 | 2022-06-15 | Ngk Insulators, Ltd. | Leuchtstoffelement, verfahren zu dessen herstellung und beleuchtungsvorrichtung |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1464569A (zh) * | 2002-06-26 | 2003-12-31 | 诠兴开发科技股份有限公司 | 三波长白光发光二极管的制造方法 |
| CN101719531A (zh) * | 2008-10-09 | 2010-06-02 | 夏普株式会社 | 半导体发光装置和采用其的图像显示装置和液晶显示装置 |
| CN101752491A (zh) * | 2008-12-10 | 2010-06-23 | 夏普株式会社 | 半导体发光装置及使用该半导体发光装置的图像显示器 |
| CN101939857A (zh) * | 2008-02-07 | 2011-01-05 | 三菱化学株式会社 | 半导体发光装置、背光源、彩色图像显示装置以及这些中使用的荧光体 |
| CN101960624A (zh) * | 2008-03-03 | 2011-01-26 | 夏普株式会社 | 发光装置 |
| US20130070443A1 (en) * | 2010-05-27 | 2013-03-21 | Junyou Pan | Down conversion |
| CN103238022A (zh) * | 2011-01-18 | 2013-08-07 | 日本电气硝子株式会社 | 发光器件、发光器件用盒体和发光器件的制造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6501091B1 (en) | 1998-04-01 | 2002-12-31 | Massachusetts Institute Of Technology | Quantum dot white and colored light emitting diodes |
| US20080048199A1 (en) * | 2006-08-24 | 2008-02-28 | Kee Yean Ng | Light emitting device and method of making the device |
| US20110215348A1 (en) | 2010-02-03 | 2011-09-08 | Soraa, Inc. | Reflection Mode Package for Optical Devices Using Gallium and Nitrogen Containing Materials |
| US9698314B2 (en) * | 2013-03-15 | 2017-07-04 | General Electric Company | Color stable red-emitting phosphors |
| US10230022B2 (en) * | 2014-03-13 | 2019-03-12 | General Electric Company | Lighting apparatus including color stable red emitting phosphors and quantum dots |
| KR102212561B1 (ko) * | 2014-08-11 | 2021-02-08 | 삼성전자주식회사 | 반도체 발광 소자 및 반도체 발광 소자 패키지 |
-
2015
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- 2015-12-17 US US14/973,604 patent/US9577160B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1464569A (zh) * | 2002-06-26 | 2003-12-31 | 诠兴开发科技股份有限公司 | 三波长白光发光二极管的制造方法 |
| CN101939857A (zh) * | 2008-02-07 | 2011-01-05 | 三菱化学株式会社 | 半导体发光装置、背光源、彩色图像显示装置以及这些中使用的荧光体 |
| CN101960624A (zh) * | 2008-03-03 | 2011-01-26 | 夏普株式会社 | 发光装置 |
| CN102790164A (zh) * | 2008-03-03 | 2012-11-21 | 夏普株式会社 | 发光装置 |
| CN101719531A (zh) * | 2008-10-09 | 2010-06-02 | 夏普株式会社 | 半导体发光装置和采用其的图像显示装置和液晶显示装置 |
| CN101752491A (zh) * | 2008-12-10 | 2010-06-23 | 夏普株式会社 | 半导体发光装置及使用该半导体发光装置的图像显示器 |
| US20130070443A1 (en) * | 2010-05-27 | 2013-03-21 | Junyou Pan | Down conversion |
| CN103238022A (zh) * | 2011-01-18 | 2013-08-07 | 日本电气硝子株式会社 | 发光器件、发光器件用盒体和发光器件的制造方法 |
| US20130294048A1 (en) * | 2011-01-18 | 2013-11-07 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Light emitting device, cell for light emitting device, and method for manufacturing light emitting device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108461607A (zh) * | 2017-02-21 | 2018-08-28 | 夏普株式会社 | 发光装置及图像显示装置 |
| WO2018192228A1 (zh) * | 2017-04-19 | 2018-10-25 | 深圳Tcl新技术有限公司 | Led灯源、灯条及显示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9577160B2 (en) | 2017-02-21 |
| US20160315230A1 (en) | 2016-10-27 |
| JP2016207817A (ja) | 2016-12-08 |
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