JP5403607B2 - Liquid crystal display - Google Patents

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Description

本発明は、1次光を発する発光素子と、1次光を吸収して2次光を発する波長変換部とを備えた発光装置、更に該発光装置を用いた液晶表示装置に関するものである。   The present invention relates to a light-emitting device including a light-emitting element that emits primary light and a wavelength converter that absorbs primary light and emits secondary light, and further relates to a liquid crystal display device using the light-emitting device.

半導体発光素子と蛍光体を組み合わせた発光装置は、低消費電力、小型、高輝度かつ広範囲な色再現性が期待される次世代の発光装置として注目され、活発に研究、開発が行われている。   Light-emitting devices combining semiconductor light-emitting elements and phosphors are attracting attention as next-generation light-emitting devices that are expected to have low power consumption, small size, high brightness, and wide color reproducibility, and are actively researched and developed. .

発光素子から発せられる1次光は通常長波長の紫外線から青色の範囲、即ち380nmから480nmのものが用いられる。また、この用途に適合した様々な蛍光体を用いた波長変換部も提案されている。更に、近年には小型、中型のみならず大型LCD用バックライトの開発競争が激化している。この分野においては、様々な方式が提案されているが、明るさと色再現性(NTSC比)とを同時に満足する方式は開発されていない。   The primary light emitted from the light emitting element is usually in the range of long wavelength ultraviolet to blue, that is, 380 nm to 480 nm. In addition, wavelength converters using various phosphors suitable for this application have been proposed. Furthermore, in recent years, competition for development of backlights for large-sized LCDs as well as small-sized and medium-sized has intensified. Various methods have been proposed in this field, but no method that satisfies both brightness and color reproducibility (NTSC ratio) at the same time has been developed.

現在は白色の発光装置としては、青色発光の発光素子(ピ−ク波長、450nm前後)とその青色により励起され黄色発光を示す3価のセリウムで付活された(Y,Gd)(Al,Ga)12蛍光体あるいは2価のユ−ロピウムで付活された(Sr,Ba)SiO蛍光体との組合せが主として用いられている。 Currently, as a white light emitting device, a blue light emitting element (peak wavelength, around 450 nm) and (Y, Gd) 3 (Al) activated by trivalent cerium which is excited by the blue light and emits yellow light. , Ga) 5 O 12 phosphors or combinations with (Sr, Ba) 2 SiO 4 phosphors activated with divalent europium are mainly used.

但し、これらの発光装置をバックライトとして用いたLCD(液晶表示装置)では、色再現性(NTSC比)は70%前後である。一方、近年各種のLCDにおいて、より色再現性の良好なものが求められている。   However, an LCD (liquid crystal display device) using these light emitting devices as a backlight has a color reproducibility (NTSC ratio) of around 70%. On the other hand, in recent years, various types of LCDs with better color reproducibility have been demanded.

さらには、最近この種の発光装置に対して変換効率(明るさ)のみならず、入力のエネルギーをより高くし、さらに明るくしようとする試みがなされている。入力エネルギーを高くした場合、波長変換部を含めた発光装置全体の効率的な放熱が必要となってくる。このために、発光装置全体の構造、材質などの開発も進められているが、動作時における発光素子および波長変換部の温度上昇は避けられないのが現状である。   Furthermore, recently, attempts have been made to increase not only the conversion efficiency (brightness) but also the input energy to make this type of light emitting device brighter. When the input energy is increased, efficient heat dissipation of the entire light emitting device including the wavelength conversion unit is required. For this reason, development of the structure and material of the entire light emitting device is also underway, but the current situation is that an increase in the temperature of the light emitting element and the wavelength conversion unit during operation is unavoidable.

しかしながら、特に3価のセリウムで付活された(Y,Gd)(Al,Ga)12蛍光体においては、25℃での輝度(明るさ)を100%とした場合に、100℃での輝度は85%前後に低下する。また、2価のユ−ロピウムで付活された(Sr,Ba)SiO蛍光体においても、同様に低下するために、入力エネルギーを高く設定できないという技術課題を有している。したがって、この種の発光装置に対して、用いられる蛍光体の温度特性の改善も急務となっている。 However, in the case of (Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 phosphor activated by trivalent cerium, the luminance (brightness) at 25 ° C. is assumed to be 100%. In this case, the luminance decreases to about 85%. In addition, the (Sr, Ba) 2 SiO 4 phosphor activated by divalent europium also has a technical problem that the input energy cannot be set high because it similarly decreases. Therefore, it is urgent to improve the temperature characteristics of the phosphor used for this type of light emitting device.

これらの技術課題に対してEuSiAlで実質的に表されるβ型SIALONである2価のユーロピウム付活酸窒化物よりなる緑色系発光蛍光体を用いることにより、色再現性(NTSC比)および温度特性の良好な発光装置が得られることが知られている。 By using Eu e Si f Al g O h N i green light emitting phosphor consisting divalent europium-activated oxynitride is β type SIALON substantially represented to these technical problems, It is known that a light emitting device having good color reproducibility (NTSC ratio) and temperature characteristics can be obtained.

一方、前述のβ型SIALONである2価のユーロピウム付活酸窒化物よりなる緑色系発光蛍光体の発光のピーク波長は略530〜540nmであり、より短波長即ち515〜525nmの場合、色再現性(NTSC比)が改善される傾向にある。このような背景から小型、中型のみならず大型LCD用バックライトの色再現性(NTSC比)の改善も急務となっている。   On the other hand, the peak wavelength of light emission of the green light-emitting phosphor made of the above-described β-type SIALON, which is a divalent europium-activated oxynitride, is about 530 to 540 nm. Tend to be improved (compared to NTSC). Against this background, there is an urgent need to improve the color reproducibility (compared to NTSC) of backlights for large LCDs as well as small and medium-sized.

従来、LCDにおける色再現性(NTSC比)に着目したものとしては、特許文献1(特開2003−121838号公報)がある。そのなかで、バックライト光源として、505nmから535nmの範囲にスペクトルピ−クを有すること、及びその光源に使用する緑蛍光体の付活剤としてユウロピウム、タングステン、スズ、アンチモン、マンガンのいずれかを含むこと、更には実施例には緑色系発光蛍光体として、MgGa:Mn、ZnSiO:Mnを用いることが記載されている。しかしながら、発光素子のピ−ク波長が430nmから480nmの範囲の場合には、ユーロピウム、タングステン、スズ、アンチモン、マンガンのいずれかを含む蛍光体が全て適用されるものではない。即ち、実施例に記載されているMgGa:Mn、ZnSiO:Mnは430nmから480nmの範囲の励起光では、その発光効率は著しく低く、そのために本発明の用途において適合するものではない。 Conventionally, there is Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-121838) that focuses on color reproducibility (NTSC ratio) in LCDs. Among them, as a backlight light source, it has a spectral peak in the range of 505 nm to 535 nm, and as an activator of a green phosphor used for the light source, any of europium, tungsten, tin, antimony, and manganese is used. In addition, the examples describe the use of MgGa 2 O 4 : Mn, Zn 2 SiO 4 : Mn as the green light-emitting phosphor. However, when the peak wavelength of the light emitting element is in the range of 430 nm to 480 nm, not all phosphors containing any of europium, tungsten, tin, antimony, and manganese are applied. That is, MgGa 2 O 4 : Mn and Zn 2 SiO 4 : Mn described in the examples have remarkably low luminous efficiency in the excitation light in the range of 430 nm to 480 nm, and are therefore suitable for use in the present invention. is not.

また、特許文献2(特開2004−287323号公報)では、バックライトとして、赤発光LEDチップと緑発光LEDチップと青発光LEDチップが1パッケ−ジになったRGB−LEDの他に、3波長型蛍光管、紫外光LEDとRGB蛍光体の組合せ、有機EL光源などがあると記載されている。しかしながら、青色光を励起源とするRG蛍光体に関する具体的な開示はない。   In Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-287323), as a backlight, in addition to an RGB-LED in which a red light-emitting LED chip, a green light-emitting LED chip, and a blue light-emitting LED chip are packaged, 3 It describes that there are wavelength-type fluorescent tubes, combinations of ultraviolet LEDs and RGB phosphors, organic EL light sources, and the like. However, there is no specific disclosure regarding an RG phosphor using blue light as an excitation source.

また、特許文献3(特開2005−255895号公報)では、β型SIALONに関し、六方晶系に属し、発光のピーク波長が525nm〜546nmにあることが、記載されている。しかしながら、色再現性(NTSC比)に関する開示はない。   Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-255895) describes that β-type SIALON belongs to the hexagonal system and has an emission peak wavelength of 525 nm to 546 nm. However, there is no disclosure regarding color reproducibility (NTSC ratio).

更には、特許文献4(WO2007/105631 A1号公報)では、(M,R)AlSiONなるSIALONにおいて、斜方晶系に属し、発光のピーク波長が511nm〜524nmにあることが記載されている。   Furthermore, Patent Document 4 (WO 2007/105631 A1) describes that SIALON (M, R) AlSiON belongs to an orthorhombic system and has a peak emission wavelength of 511 nm to 524 nm.

また非特許文献1(東芝レヴュー,Vol.64 No.4 pp60‐63(2009))では、SrSi13Al21なるSIALONにおいて、発光のピーク波長が520nm付近にあり、この蛍光体とシリケート系の赤色発光蛍光体とを組み合わせた場合、平均演色評価数(Ra)は82〜88であることが記載されている。しかしながら、色再現性(NTSC比)に関する記述はない。 In Non-Patent Document 1 (Toshiba Review, Vol. 64 No. 4 pp60-63 (2009)), the peak wavelength of light emission is around 520 nm in SAL 3 Sr 3 Si 13 Al 3 O 2 N 21 , and this fluorescence It is described that the average color rendering index (Ra) is 82 to 88 when a body and a silicate red light emitting phosphor are combined. However, there is no description regarding color reproducibility (NTSC ratio).

通常のLCDは、CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)をバックライトとして用い、その光を液晶の各ピクセル(画素)毎に透過させる。各ピクセルは、光の3原色であるRGB(赤・緑・青)を透過する3つのサブピクセルを有し、各サブピクセルにはRGB(赤・緑・青)に対応するフィルタが装着されている。従って、LCDの色再現性(NTSC比)は光源のスペクトル特性とフィルタの透過スペクトル特性の組合せによって決まる。色再現性を向上させる、あるいは輝度を向上させる目的のため、フィルタとしてRGBとそれ以外の色の光を用いる例がある。例えば特許文献5(特表2004−529396号公報)では、フィルタとして少なくとも4つの原色、例えばRGB、Y(黄)およびC(シアン)を用いた例が報告されている。   A normal LCD uses a CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) as a backlight and transmits the light for each pixel of the liquid crystal. Each pixel has three sub-pixels that transmit RGB (red, green, and blue), which are the three primary colors of light, and each sub-pixel is provided with a filter corresponding to RGB (red, green, and blue). Yes. Therefore, the color reproducibility (NTSC ratio) of the LCD is determined by the combination of the spectral characteristics of the light source and the transmission spectral characteristics of the filter. For the purpose of improving color reproducibility or improving luminance, there is an example in which light of RGB and other colors is used as a filter. For example, Patent Document 5 (Japanese Patent Publication No. 2004-529396) reports an example in which at least four primary colors such as RGB, Y (yellow), and C (cyan) are used as filters.

特開2003−121838号公報JP 2003-121838 A 特開2004−287323号公報JP 2004-287323 A 特開2005−255895号公報JP 2005-255895 A WO2007/105631 A1号公報WO2007 / 105631 A1 publication 特表2004−529396号公報JP-T-2004-529396

東芝レヴュー(Vol.64 No.4 pp60‐63 (2009))Toshiba Review (Vol.64 No.4 pp60-63 (2009))

本発明は、上記技術課題を十分調査、検討及び開発を行った結果、半導体発光素子からの430nmから480nmの範囲の光によって、高効率に発光する特定の蛍光体を用いることにより、色再現性(NTSC比)の優れ、かつ温度特性の良好な発光装置、更に該発光装置を用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。ここでNTSC比とは、該液晶表示装置のXYZ表色系色度図における色再現域の、NTSC(National Television System Committee)が定めた赤(0.670,0.330)、緑(0.210,0.710)、青(0.140,0.080)の色度座標を結んで得られる三角形の面積に対する比率を表している。   As a result of thorough investigation, examination, and development of the above technical problems, the present invention uses a specific phosphor that emits light with high efficiency by light in the range of 430 nm to 480 nm from a semiconductor light emitting device, thereby achieving color reproducibility. An object of the present invention is to provide a light-emitting device having excellent (NTSC ratio) and temperature characteristics, and a liquid crystal display device using the light-emitting device. Here, the NTSC ratio refers to red (0.670, 0.330), green (0.210, 0.710), blue, which are defined by the NTSC (National Television System Committee) of the color reproduction range in the XYZ color system chromaticity diagram of the liquid crystal display device. This represents the ratio to the area of the triangle obtained by connecting the chromaticity coordinates of (0.140, 0.080).

本発明は1次光を発する発光素子と、前記1次光の一部を吸収して、1次光の波長よりも長い波長を有する2次光を発する波長変換部とを備えた発光装置において、前記発光素子のピ−ク波長が430nmから480nmの範囲にあり、前記波長変換部は1種以上の蛍光体からなり、前記1種以上の蛍光体は緑色系発光蛍光体及び赤色系発光蛍光体からなり、前記緑色系発光蛍光体は、次の一般式(1)
(M11−xEu)SiAlO (1)
(式中、M1はアルカリ土類金属元素であり、Ca、Sr及びBaから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、0.001≦x≦0.3、0.9≦a≦1.5、4.0≦b≦6.0、0.4≦c≦1.0、6.0≦d≦11.0を満足する数である。)
で実質的に表される2価のユ−ロピウム付活酸窒化物蛍光体であり、
前記赤色系発光蛍光体は、次の一般式(2)
(M21−yEu)M3SiN (2)
(式中、M2はアルカリ土類金属元素であり、Mg、Ca、Sr及びBaから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、M3は3価の金属元素からなり、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd及びLuから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、0.001≦y≦0.10を満足する数である)
で実質的に表される2価のユ−ロピウム付活窒化物である。
The present invention provides a light emitting device including a light emitting element that emits primary light, and a wavelength conversion unit that absorbs part of the primary light and emits secondary light having a wavelength longer than the wavelength of the primary light. The peak wavelength of the light emitting element is in the range of 430 nm to 480 nm, the wavelength converter is made of one or more phosphors, and the one or more phosphors are a green light emitting phosphor and a red light emitting fluorescence. And the green light-emitting phosphor is represented by the following general formula (1)
(M1 1-x Eu x ) a Si b AlO c N d (1)
(In the formula, M1 is an alkaline earth metal element and represents at least one element selected from Ca, Sr and Ba, 0.001 ≦ x ≦ 0.3, 0.9 ≦ a ≦ 1.5, 4.0 ≦ b ≦ 6.0, 0.4 ≦ c ≦ 1.0, and 6.0 ≦ d ≦ 11.0.)
A divalent europium activated oxynitride phosphor substantially represented by:
The red light-emitting phosphor has the following general formula (2)
(M2 1-y Eu y ) M3SiN 3 (2)
(Wherein M2 is an alkaline earth metal element and represents at least one element selected from Mg, Ca, Sr and Ba, M3 is composed of a trivalent metal element, and Al, Ga, In, Sc, Y represents at least one element selected from La, Gd, and Lu, and is a number satisfying 0.001 ≦ y ≦ 0.10)
Is a divalent europium activated nitride substantially represented by

なお、一般式(1):(M11−xEu)SiAlOで実質的に表される2価のユ−ロピウム付活酸窒化物よりなる緑色系発光蛍光体において、ユーロピウム濃度(x)が0.001未満の場合、十分な明るさが得られず、0.3を超えると濃度消光などにより、明るさが大きく低下する。特性の安定性、母体の均質性から、0.005≦x≦0.1の範囲が好ましい。 In the green light-emitting phosphor composed of a divalent europium activated oxynitride substantially represented by the general formula (1): (M1 1-x Eu x ) a Si b AlO c N d When the europium concentration (x) is less than 0.001, sufficient brightness cannot be obtained. When the europium concentration (x) exceeds 0.3, the brightness is greatly lowered due to concentration quenching or the like. The range of 0.005 ≦ x ≦ 0.1 is preferable from the viewpoint of stability of characteristics and homogeneity of the matrix.

前記a、b、cおよびdの数字は、それぞれ0.9≦a≦1.5、4.0≦b≦6.0、0.4≦c≦1.0、6.0≦d≦11.0の範囲内であれば、不純物相の影響を無視でき、良好な発光特性(明るさ)を得ることが出来る。   The numbers a, b, c and d are 0.9 ≦ a ≦ 1.5, 4.0 ≦ b ≦ 6.0, 0.4 ≦ c ≦ 1.0 and 6.0 ≦ d ≦ 11, respectively. Within the range of 0.0, the influence of the impurity phase can be ignored and good light emission characteristics (brightness) can be obtained.

更には、緑色系発光蛍光体の粒子径については、メディアン径(50%D)で表した場合、10〜30μmの範囲が好ましい。10μm未満の場合、結晶成長が十分ではなく、十分な明るさが得られず、30μmを超えると、異常成長した粒子が多くなり実用的ではない。   Furthermore, the particle diameter of the green light-emitting phosphor is preferably in the range of 10 to 30 μm when expressed in terms of median diameter (50% D). When the thickness is less than 10 μm, crystal growth is not sufficient, and sufficient brightness cannot be obtained. When the thickness exceeds 30 μm, abnormally grown particles increase and it is not practical.

また、2価のユ−ロピウム付活酸窒化物よりなる緑色系発光蛍光体は、上記一般式(1)はAlの指数を1とした、あくまで一例であり、(Sr0.99Eu0.01)Si13Al221、(Sr0.95Eu0.05)Si25Al39、(Sr0.98Eu0.02)Si20Al32、(Sr0.89Ba0.01Eu0.10)Si22Al34、(Sr0.989Ca0.01Eu0.001)Si23Al37、(Sr0.97Eu0.03)16Si68Al1411108、(Sr0.96Ba0.02Eu0,02)90Si315Al7063508、(Sr0.995Eu0.005)Si16Al25、(Sr0.87Ca0.03Eu0.10)Si26Al41、(Sr0.99Eu0.01)Si21Al35などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 The green light-emitting phosphor made of divalent europium-activated oxynitride is merely an example in which the above general formula (1) has an Al index of 1, and (Sr 0.99 Eu 0.01 ) 3 Si 13 Al 3 O 2 N 21 , (Sr 0.95 Eu 0.05 ) 5 Si 25 Al 5 O 4 N 39 , (Sr 0.98 Eu 0.02 ) 5 Si 20 Al 4 O 3 N 32 , (Sr 0.89 Ba 0.01 Eu 0.10 ) 4 Si 22 Al 4 O 3 N 34 , (Sr 0.989 Ca 0.01 Eu 0.001 ) 6 Si 23 Al 5 O 4 N 37 , (Sr 0.97 Eu 0.03 ) 16 Si 68 Al 14 O 11 N 108 , (Sr 0.96 Ba 0.02 Eu 0, 02 ) 90 Si 315 Al 70 O 63 N 508 , (Sr 0.995 Eu 0.005 ) 3 Si 16 Al 3 O 2 N 25 , (Sr 0.87 Ca 0.03 Eu 0.10 ) 6 Si 26 Al 5 O 4 N 41 , (Sr 0.99 Eu 0.01 ) 5 Si 21 Al 5 O 2 N 35 and the like can be mentioned, but are not limited thereto.

また、一般式(2):(M21−yEu)M3SiNで実質的に表される2価のユ−ロピウム付活窒化物よりなる赤色系発光蛍光体において、ユーロピウム濃度(y)が0.001未満の場合、十分な明るさが得られず、0.10を超えると濃度消光などにより、明るさが大きく低下する。特性の安定性、母体の均質性から、0.005≦y≦0.05の範囲が好ましい。更には、M3は3価の金属元素であり、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd及びLuから選ばれる少なくとも1種の元素を示すが、より一層高効率に赤色系を発光することができることから、M3はAl、Ga及びInから選ばれる少なくとも1種の元素であることが好ましい。 In the red light-emitting phosphor made of a divalent europium activated nitride substantially represented by the general formula (2): (M2 1-y Eu y ) M3SiN 3 , the europium concentration (y) is If it is less than 0.001, sufficient brightness cannot be obtained, and if it exceeds 0.10, the brightness is greatly reduced due to concentration quenching or the like. The range of 0.005 ≦ y ≦ 0.05 is preferable from the viewpoint of stability of characteristics and homogeneity of the matrix. Further, M3 is a trivalent metal element and represents at least one element selected from Al, Ga, In, Sc, Y, La, Gd, and Lu, and emits red light with higher efficiency. Therefore, M3 is preferably at least one element selected from Al, Ga and In.

また、赤色系発光蛍光体の粒子径については、メディアン径(50%D)で表した場合、6〜20μmの範囲が好ましい。6μm未満の場合、結晶成長が十分ではなく、十分な明るさが得られず、20μmを超えると、異常成長した粒子が多くなり、実用的ではない。   The particle diameter of the red light emitting phosphor is preferably in the range of 6 to 20 μm when expressed in terms of median diameter (50% D). If it is less than 6 μm, crystal growth is not sufficient and sufficient brightness cannot be obtained. If it exceeds 20 μm, abnormally grown particles increase, which is not practical.

また、2価のユ−ロピウム付活窒化物よりなる赤色系発光蛍光体としては、(Ca0.99Eu0.01)AlSiN、(Ca0.97Mg0.02Eu0.01)(Al0.99Ga0.01)SiN3、(Ca0.98Eu0.02)AlSiN、(Ca0.58Sr0.40Eu0.02)(Al0.98In0.02)SiN、(Ca0.999Eu0.001)AlSiN、(Ca0.895Sr0.100Eu0.005)AlSiN、(Ca0.79Sr0.20Eu0.01)AlSiN、(Ca0.98Eu0.02)(Al0.95Ga0.05)SiN、(Ca0.20Sr0.79Eu0.01)AlSiNなどを挙げることができるが、勿論これらに限定されるものではない。 Further, as red light emitting phosphors made of divalent europium activated nitride, (Ca 0.99 Eu 0.01 ) AlSiN 3 , (Ca 0.97 Mg 0.02 Eu 0.01 ) (Al 0.99 Ga 0.01 ) SiN 3 , (Ca 0.98 Eu 0.02 ) AlSiN 3 , (Ca 0.58 Sr 0.40 Eu 0.02 ) (Al 0.98 In 0.02 ) SiN 3 , (Ca 0.999 Eu 0.001 ) AlSiN 3 , (Ca 0.895 Sr 0.100 Eu 0.005 ) AlSiN 3 , (Ca 0.79 Sr 0.2 0 0.01 ) AlSiN 3 , (Ca 0.98 Eu 0.02 ) (Al 0.95 Ga 0.05 ) SiN 3 , (Ca 0.20 Sr 0.79 Eu 0.01 ) AlSiN 3 and the like can be mentioned, but of course not limited thereto.

更には、発光素子としては、窒化ガリウム(GaN)系半導体が用いられる。発光素子から発する1次光は、ピ−ク波長が430nmから480nmの範囲のものが適用される。好ましくは、440nmから470nmの範囲のものが用いられる。   Furthermore, a gallium nitride (GaN) based semiconductor is used as the light emitting element. As the primary light emitted from the light emitting element, one having a peak wavelength in the range of 430 nm to 480 nm is applied. Preferably, those in the range of 440 nm to 470 nm are used.

本発明の他の形態は、バックライトとフィルタを備えた液晶表示装置であって、前記バックライトは、発光素子と前記発光素子から発する1次光を吸収して第1の2次光を発する第1の蛍光体及び第2の2次光を発する第2の蛍光体を備えた波長変換部を含む発光装置を備え、前記発光素子は青色にピーク波長を有し、前記第1の蛍光体が発する2次光は波長510nm以上530nm以下にピーク波長を有し、前記第2の蛍光体が発する2次光は波長630nm以上680nm以下にピーク波長を有し、前記フィルタは、前記液晶表示装置の各ピクセルに配されたサブピクセル毎に、赤(R)、緑(G)、青(B)と黄(Y)の各色用のフィルタが平面上に配置されたものであり、前記緑色用のフィルタは波長490nm以上530nm以下に透過率のピーク波長を有することを特徴とする液晶表示装置に関する。   Another embodiment of the present invention is a liquid crystal display device including a backlight and a filter, and the backlight absorbs primary light emitted from the light emitting element and the light emitting element and emits first secondary light. A light emitting device including a wavelength conversion unit including a first phosphor and a second phosphor that emits second secondary light, wherein the light emitting element has a peak wavelength in blue, and the first phosphor Secondary light emitted from the second phosphor has a peak wavelength at a wavelength of 630 nm to 680 nm, and the filter includes the liquid crystal display device. For each of the subpixels, a filter for each color of red (R), green (G), blue (B) and yellow (Y) is arranged on a plane, The filter of 490nm to 530nm It has a peak wavelength of the transmittance to a liquid crystal display device comprising a.

前記液晶表示装置において、前記第1の蛍光体は、次の一般式(1)
(M11−xEu)SiAlO (1)
(式中、M1はアルカリ土類金属元素であり、Ca、Sr及びBaから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、0.001≦x≦0.3、0.9≦a≦1.5、4.0≦b≦6.0、0.4≦c≦1.0、6.0≦d≦11.0を満足する数である)
で実質的に表される2価のユ−ロピウム付活緑色系発光酸窒化物蛍光体であることが望ましい。
In the liquid crystal display device, the first phosphor has the following general formula (1):
(M1 1-x Eu x ) a Si b AlO c N d (1)
(In the formula, M1 is an alkaline earth metal element and represents at least one element selected from Ca, Sr and Ba, 0.001 ≦ x ≦ 0.3, 0.9 ≦ a ≦ 1.5, 4.0 ≦ b ≦ 6.0, 0.4 ≦ c ≦ 1.0, 6.0 ≦ d ≦ 11.0)
And a divalent europium-activated green light-emitting oxynitride phosphor substantially represented by

更に、前記液晶表示装置において、前記第2の蛍光体は、次の一般式(2)
(M21−yEu)M3SiN (2)
(式中、M2はアルカリ土類金属元素であり、Mg、Ca、Sr及びBaから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、M3は3価の金属元素からなり、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd及びLuから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、0.001≦y≦0.10を満足する数である)
で実質的に表される2価のユ−ロピウム付活赤色系発光窒化物蛍光体からなることが望ましい。
Furthermore, in the liquid crystal display device, the second phosphor has the following general formula (2):
(M2 1-y Eu y ) M3SiN 3 (2)
(Wherein M2 is an alkaline earth metal element and represents at least one element selected from Mg, Ca, Sr and Ba, M3 is composed of a trivalent metal element, and Al, Ga, In, Sc, Y represents at least one element selected from La, Gd, and Lu, and is a number satisfying 0.001 ≦ y ≦ 0.10)
It is desirable to consist of the bivalent europium activated red light emitting nitride phosphor substantially represented by

前記液晶表示装置は、RGB信号をRGBY信号に変換する回路とともに筐体に保持することができる。また前記液晶表示装置はリフレッシュレートが120Hz以上であるエリアアクティブ駆動であって、前記発光装置は前記リフレッシュレートに追従して前記エリアアクティブ駆動により明るさを変化させることができる。   The liquid crystal display device can be held in a housing together with a circuit that converts RGB signals into RGBY signals. The liquid crystal display device is area active drive having a refresh rate of 120 Hz or more, and the light emitting device can change the brightness by the area active drive following the refresh rate.

以上のような本発明の発光装置は、発光素子からの発光を効率良く吸収して高効率な白色光を発光するとともに温度特性が著しく良好である。また、それを用いたLCDは色再現性(NTSC比)が高く高精彩な画像を得ることが出来る。特に本蛍光体は、RGBYの4色のサブピクセルを有する液晶表示装置と組み合わせた場合にさらに色再現性(NTSC比)が高く、また表示画像が明るい液晶表示装置が得られる。   The light-emitting device of the present invention as described above efficiently absorbs light emitted from the light-emitting element to emit high-efficiency white light and has extremely good temperature characteristics. In addition, an LCD using it has a high color reproducibility (NTSC ratio) and can provide a high-definition image. In particular, when the phosphor is combined with a liquid crystal display device having four sub-pixels of RGBY, a liquid crystal display device with higher color reproducibility (NTSC ratio) and a bright display image can be obtained.

本発明の一実施形態の発光装置における要部の側面図である。It is a side view of the principal part in the light-emitting device of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の発光装置における発光スペクトル分布図である。It is an emission spectrum distribution map in the light-emitting device of one Embodiment of this invention. β型SIALON緑色系発光蛍光体を用いた発光装置における発光スペクトル分布図である。It is an emission spectrum distribution map in a light emitting device using a β-type SIALON green light emitting phosphor. 本発明の一実施形態としての発光装置をバックライト光源として組み込んだLCDの色再現性を示す色度図である。It is a chromaticity diagram showing the color reproducibility of an LCD incorporating a light emitting device as an embodiment of the present invention as a backlight light source. R(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)のサブピクセルを備えたLCDの要部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part of LCD provided with the sub pixel of R (red), G (green), B (blue), and Y (yellow). R(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)の各フィルタの透過スペクトル特性の模式図である。It is a schematic diagram of the transmission spectrum characteristic of each filter of R (red), G (green), B (blue), and Y (yellow). 本発明の一実施形態としての発光装置をバックライト光源として組み込んだR(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)のサブピクセルを備えたLCDの色再現性を示す色度図である。The color which shows the color reproducibility of LCD provided with the sub pixel of R (red), G (green), B (blue), Y (yellow) which incorporated the light-emitting device as one embodiment of this invention as a backlight light source FIG. 本発明の一実施形態としての発光装置をバックライト光源として組み込んだR(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)のサブピクセルを備えたLCD及びそれを駆動する回路を備える液晶テレビジョンの構成図である。An LCD including R (red), G (green), B (blue), and Y (yellow) subpixels incorporating a light-emitting device as an embodiment of the present invention as a backlight light source and a circuit for driving the LCD It is a block diagram of the liquid crystal television provided.

以下、本発明を実施例にしたがって説明する。
(実施例1)
本発明の発光装置の断面図を図1に示す。発光装置10は、パッケージ11に発光素子12が搭載されている。発光素子12として、青色である450nmにピ−ク波長を有する窒化ガリウム(GaN)系半導体を用いた。波長変換部13には、緑色系発光蛍光体14として(Sr0.99Eu0.01)Si13Al21(ピーク波長520nm前後)、赤色系発光蛍光体15として(Ca0.99Eu0.01)AlSiNなる組成のものを用い、これらの緑色系発光蛍光体と赤色系発光蛍光体とを1:0.35の割合で混合したものをシリコーン樹脂16中に分散したものを用いた。
Hereinafter, the present invention will be described according to examples.
(Example 1)
A cross-sectional view of the light emitting device of the present invention is shown in FIG. In the light emitting device 10, a light emitting element 12 is mounted on a package 11. As the light-emitting element 12, a gallium nitride (GaN) -based semiconductor having a peak wavelength of 450 nm which is blue is used. The wavelength conversion unit 13 includes (Sr 0.99 Eu 0.01 ) 3 Si 13 Al 3 O 2 N 21 (peak wavelength around 520 nm) as the green light-emitting phosphor 14 and (Ca 0.99 Eu 0.01 ) AlSiN as the red light-emitting phosphor 15. A composition having a composition of 3 and a mixture of these green light-emitting phosphor and red light-emitting phosphor in a ratio of 1: 0.35 dispersed in the silicone resin 16 was used.

この波長変換部13を組み込んだ発光装置10及びこの発光装置をバックライトとして用いたLCDについて、その特性を評価した。その結果を表1に示す。また、実施例1の発光装置の発光スペクトル特性を図2に示す。   The characteristics of the light emitting device 10 incorporating the wavelength conversion unit 13 and the LCD using the light emitting device as a backlight were evaluated. The results are shown in Table 1. In addition, FIG. 2 shows an emission spectrum characteristic of the light-emitting device of Example 1.

(比較例1)
比較例1では、緑色系発光蛍光体として(Sr0.48Ba0.47Eu0.05)SiO(ピーク波長520nm前後)、赤色系発光蛍光体として(Ca0.99Eu0.01)AlSiNなる組成のものを用いた。この発光装置をバックライトとして用いたLCDについて、その特性を評価し、その結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, (Sr 0.48 Ba 0.47 Eu 0.05 ) 2 SiO 4 (peak wavelength around 520 nm) was used as the green light-emitting phosphor, and (Ca 0.99 Eu 0.01 ) AlSiN 3 was used as the red light-emitting phosphor. . The characteristics of the LCD using this light emitting device as a backlight were evaluated, and the results are shown in Table 1.

Figure 0005403607
Figure 0005403607

表1から判るように、実施例1の発光装置は比較例1に比し、温度特性が著しく向上し、また、実施例1の発光装置をバックライトとして用いたLCDは比較例1に比し、色再現性(NTSC比)が更に向上することが判る。このように、本発明の発光装置は、各種(特に大型)LCD用バックライトとして好適な特性を有している。   As can be seen from Table 1, the temperature characteristics of the light emitting device of Example 1 are remarkably improved as compared with Comparative Example 1, and the LCD using the light emitting device of Example 1 as a backlight is compared with Comparative Example 1. It can be seen that the color reproducibility (NTSC ratio) is further improved. As described above, the light emitting device of the present invention has characteristics suitable as backlights for various (particularly large) LCDs.

(実施例2)
発光素子として、青色である440nmにピ−ク波長を有する窒化ガリウム(GaN)系半導体を用いた。波長変換部には、緑色系発光蛍光体として(Sr0.95Eu0.05)Si21Al35(ピーク波長525nm前後)、赤色系発光蛍光体として(Ca0.980Eu0.020)AlSiNなる組成のものを用いた。これらの緑色系発光蛍光体と赤色系発光蛍光体とを実施例1と同様な方法にて波長変換部を作製し、この波長変換部を組み込んだ発光装置及びこの発光装置をバックライトとして用いたLCDについて、その特性を評価した。その結果を表2に示す。
(Example 2)
A gallium nitride (GaN) -based semiconductor having a peak wavelength at 440 nm, which is blue, was used as the light-emitting element. In the wavelength conversion part, a composition of (Sr 0.95 Eu 0.05 ) 5 Si 21 Al 5 O 2 N 35 (peak wavelength around 525 nm) as a green light emitting phosphor and (Ca 0.980 Eu 0.020 ) AlSiN 3 as a red light emitting phosphor. The thing of was used. Using these green light emitting phosphors and red light emitting phosphors, a wavelength conversion unit was prepared in the same manner as in Example 1, and a light emitting device incorporating this wavelength conversion unit and this light emitting device were used as a backlight. The characteristics of the LCD were evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例2)
比較例2では、緑色系発光蛍光体として(Sr0.53Ba0.42Eu0.05)SiO(ピーク波長525nm前後)なる組成のものを用いた。この発光装置をバックライトとして用いたLCDについて、その特性を評価し、その結果を表2に示す。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, a green light emitting phosphor having a composition of (Sr 0.53 Ba 0.42 Eu 0.05 ) 2 SiO 4 (peak wavelength around 525 nm) was used. The characteristics of the LCD using this light emitting device as a backlight were evaluated, and the results are shown in Table 2.

Figure 0005403607
Figure 0005403607

表2から判るように、実施例2の発光装置は比較例2に比し、温度特性が著しく向上するとともに、当該発光装置を用いたLCDは、色再現性(NTSC比)が更に向上していることが判る。すなわち、各種(特に大型)LCD用バックライトとして好適な特性を有している。   As can be seen from Table 2, the temperature characteristics of the light emitting device of Example 2 are significantly improved as compared with Comparative Example 2, and the color reproducibility (NTSC ratio) of the LCD using the light emitting device is further improved. I know that. That is, it has characteristics suitable for various (especially large-size) LCD backlights.

(実施例3〜5、比較例3〜5)
実施例1と同様な方法にて、発光装置及びLCDを作製し、種々の特性を評価した結果を表3および表4に示す。
(Examples 3-5, Comparative Examples 3-5)
Tables 3 and 4 show the results of fabricating a light emitting device and an LCD by the same method as in Example 1 and evaluating various characteristics.

Figure 0005403607
Figure 0005403607

Figure 0005403607
Figure 0005403607

表3、4から判るように、実施例3〜5の発光装置を用いたLCDは、比較例3〜5のものに比し、色再現性(NTSC比)が更に向上し、温度特性が著しく向上することが判る。このことは、各種(特に大型)LCD用バックライトとして好適な特性を有している。   As can be seen from Tables 3 and 4, the LCDs using the light emitting devices of Examples 3 to 5 have further improved color reproducibility (NTSC ratio) and remarkably temperature characteristics as compared with those of Comparative Examples 3 to 5. It turns out that it improves. This has characteristics suitable as backlights for various (particularly large) LCDs.

なお、この種の発光装置に対して、用いられる蛍光体の温度特性の改善を成したものとして、前述したβ型SIALONである2価のユーロピウム付活酸窒化物よりなる緑色系発光蛍光体を用いることにより、色再現性(NTSC比)および温度特性の良好なLCDが得られることが知られている。しかしながら、前述したβ型SIALONである2価のユーロピウム付活酸窒化物よりなる緑色系発光蛍光体の発光のピーク波長は略530〜540nmであり、特に緑色域の再現性がまだ十分ではなかった。   In addition, with respect to this type of light emitting device, a green light-emitting phosphor made of the above-described β-type SIALON, which is a divalent europium-activated oxynitride, has been improved. It is known that an LCD having good color reproducibility (NTSC ratio) and temperature characteristics can be obtained by using it. However, the emission peak wavelength of the green light-emitting phosphor made of the above-described β-type SIALON, which is a divalent europium-activated oxynitride, is approximately 530 to 540 nm, and the reproducibility of the green region in particular is still not sufficient. .

これに対し、本発明の蛍光体はより短波長即ち515〜525nmの発光が可能であるため、本発明の蛍光体を波長変換部に用いた発光装置をバックライト光源として組み込んだLCDは、色再現性(NTSC比)がより高い。   On the other hand, since the phosphor of the present invention can emit light with a shorter wavelength, that is, 515 to 525 nm, an LCD incorporating a light emitting device using the phosphor of the present invention as a wavelength conversion unit as a backlight light source has a color Reproducibility (NTSC ratio) is higher.

図3に、β型SIALON緑色系発光蛍光体を用いた発光装置の発光スペクトル分布図を示す。図2に示した実施例1と略同じ発光色度となるよう調整して波長変換部を作成したものである。図3において、緑色帯域の発光のピークが略530〜540nmであり、図2と比較して緑色帯域の発光が長波長に寄っており、また同時に、赤色帯域の発光が抑えられてバランスし、実施例1と同じ発光色度となるものである。   FIG. 3 shows an emission spectrum distribution diagram of a light emitting device using a β-type SIALON green light emitting phosphor. In this example, the wavelength conversion unit is prepared by adjusting the emission chromaticity to be substantially the same as that of the first embodiment shown in FIG. In FIG. 3, the emission peak of the green band is approximately 530 to 540 nm, the emission of the green band is closer to the longer wavelength compared to FIG. 2, and at the same time, the emission of the red band is suppressed and balanced, The emission chromaticity is the same as in Example 1.

図4に、実施例1のバックライトの色再現性領域を示す色度図を示す。図中41は、ユーロピウム付活酸窒化物β型SIALON緑色系発光蛍光体を用いた発光装置をバックライト光源として組み込んだLCDの色再現域、図中40は、実施例1の発光装置をバックライト光源として組み込んだLCDの色再現域を示す。実施例1の色再現域40がβ型SIALON緑色系発光蛍光体を用いた発光装置の色再現域41と比較して特に緑色域の再現性が向上していることが分かる。   FIG. 4 is a chromaticity diagram showing the color reproducibility region of the backlight of Example 1. In the figure, 41 is a color gamut of an LCD incorporating a light emitting device using a europium-activated oxynitride β-type SIALON green light emitting phosphor as a backlight source, and 40 in the figure is a back of the light emitting device of Example 1. The color gamut of an LCD incorporated as a light source is shown. It can be seen that the color reproduction range 40 of Example 1 is particularly improved in the reproducibility of the green range as compared with the color reproduction range 41 of the light emitting device using the β-type SIALON green light emitting phosphor.

(実施例6)
本実施例は、蛍光体として実施例1と同じものを用いているが、LCDにおけるサブピクセルがR(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)の4色となっているものを用いた。図5は、本実施例に係るLCD50の要部を示す模式図である(液晶セル内部、偏光板、導光板に付随する光学シートなど通常用いるLCD要素部材は示していない)。実施例1の蛍光体を用いた発光装置10から発した光は導光板51に導入され、導光板から上に出射した光は液晶セル52の各ピクセル53を透過する。1つのピクセル53は、4つのサブピクセルR(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)からなり、各サブピクセルは個別に駆動される。なお、1つのピクセルは、サブピクセルを上下左右に4つ並べたが、一つのピクセルにサブピクセルを4つ並列に配置するなど他の配置でも良い。
(Example 6)
In this embodiment, the same phosphor as that in Embodiment 1 is used, but the subpixels in the LCD are four colors of R (red), G (green), B (blue), and Y (yellow). We used what is. FIG. 5 is a schematic view showing the main part of the LCD 50 according to the present embodiment (the LCD element members normally used such as the inside of the liquid crystal cell, the polarizing plate, and the optical sheet attached to the light guide plate are not shown). The light emitted from the light emitting device 10 using the phosphor of the first embodiment is introduced into the light guide plate 51, and the light emitted upward from the light guide plate passes through each pixel 53 of the liquid crystal cell 52. One pixel 53 includes four sub-pixels R (red), G (green), B (blue), and Y (yellow), and each sub-pixel is driven individually. One pixel has four subpixels arranged in the vertical and horizontal directions, but other arrangements such as arranging four subpixels in parallel in one pixel may be used.

図6は、本実施例に用いたR(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)フィルタの透過スペクトル特性を模式的に示す図である。青色LEDと蛍光体を用いた発光装置は比較的ブロードなスペクトルを有するので、R(赤)、G(緑)、B(青)の3つのフィルタだけでその領域をカバーしようとするとそれぞれのフィルタとして透過帯域の広いものを用いる必要があり、そのため色純度が低下し色再現域が低下する。Y(黄)フィルタを用いることにより、青色LEDと蛍光体を用いた発光装置のブロードなスペクトル全体を捉えて輝度を向上することができる。   FIG. 6 is a diagram schematically showing transmission spectrum characteristics of the R (red), G (green), B (blue), and Y (yellow) filters used in this example. A light emitting device using a blue LED and a phosphor has a relatively broad spectrum. Therefore, if only three filters of R (red), G (green), and B (blue) are used to cover the region, each filter Therefore, it is necessary to use a material having a wide transmission band, so that the color purity is lowered and the color reproduction range is lowered. By using the Y (yellow) filter, it is possible to improve the luminance by capturing the entire broad spectrum of a light emitting device using a blue LED and a phosphor.

図7は、本実施例に係るLCDの色再現域70及び実施例1の色再現域40を示す色度図を示す。単に黄色のサブピクセルを加えただけでなく、それにより隣接する色である緑のサブピクセルの中心透過波長を黄色から離れるように短波長にずらし、LCDの色再現性を広げることができた。つまり、本実施例ではY(黄)フィルタを用いることにより、G(緑)フィルタとして短波長かつ狭帯域のものを用いることができた。本実施例においては、G(緑)フィルタの中心波長を520nmとした。色再現域を広くするためには、G(緑)フィルタの中心波長としては530nm以下、好ましくは520nm以下が適当である。ただし青色との重なりを少なくするためには490nm以上、好ましくは500nm以上が良い。   FIG. 7 is a chromaticity diagram showing the color gamut 70 of the LCD according to the present embodiment and the color gamut 40 of the first embodiment. In addition to simply adding a yellow sub-pixel, the center transmission wavelength of the green sub-pixel, which is an adjacent color, can be shifted to a short wavelength away from yellow, thereby expanding the color reproducibility of the LCD. That is, in this embodiment, by using a Y (yellow) filter, a G (green) filter having a short wavelength and a narrow band can be used. In this embodiment, the center wavelength of the G (green) filter is 520 nm. In order to widen the color reproduction range, the center wavelength of the G (green) filter is 530 nm or less, preferably 520 nm or less. However, in order to reduce the overlap with blue, it is 490 nm or more, preferably 500 nm or more.

なお、R(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)フィルタとの組合せに適した赤色蛍光体のピーク波長としては、LCD側で赤色フィルタを用い、蛍光体のスペクトルが長波長側にテールを引くことを考えると、波長590nm以上であれば良く、波長610nm以上であればなお良い。一方上限としては、長波長では視感度が悪いため680nm以下が適当であり、660nm以下であればなお良い。また、緑色蛍光体のピーク波長としては、緑色フィルタを短波長にして色再現域を向上できることを考えると、波長510nm以上530nm以下が良く、さらに好ましくは波長515nm以上525nm以下が良い。   The peak wavelength of the red phosphor suitable for combination with the R (red), G (green), B (blue), and Y (yellow) filters is as follows. Considering that the tail is drawn on the long wavelength side, the wavelength may be 590 nm or more, and the wavelength is more preferably 610 nm or more. On the other hand, the upper limit is preferably 680 nm or less because of poor visibility at long wavelengths, and more preferably 660 nm or less. The peak wavelength of the green phosphor is preferably from 510 nm to 530 nm, more preferably from 515 nm to 525 nm, considering that the color reproduction range can be improved by making the green filter shorter.

本実施例においては、導光板を用いたエッジライト型LCDとしたが、LCDの背面に本発光装置を配置し導光板を用いない背面照射型LCDとしてもよい。背面照射型LCDは、画素毎にバックライトの明るさを変調することができるため省エネルギーに優れ、また明・暗のコントラスト比を増大させることができる。   In this embodiment, an edge light type LCD using a light guide plate is used. However, a back irradiation type LCD in which the light emitting device is arranged on the back surface of the LCD and no light guide plate is used. The back-illuminated LCD is excellent in energy saving because it can modulate the brightness of the backlight for each pixel, and can increase the contrast ratio between light and dark.

実施例6においては、実施例1に用いた蛍光体を用いているが、実施例1以外の実施例に用いた蛍光体であってもよく、R(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)フィルタとのマッチングに優れた波長を有する蛍光体であれば、各比較例の蛍光体、その他の蛍光体であってもよい。
(実施例7)
図8に、本発明の発光装置をバックライト光源として組み込み、R(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)のサブピクセルを備えたLCD及びそれを駆動する回路を備える液晶テレビジョン80の構成図を示す。ここで実施例1の蛍光体を用いた発光装置(ただしサイド発光型でなく上面発光型のもの)をLCDパネルの背面にマトリクス状に配列し、背面からLED光を照射するエリアアクティブ型(ローカルディミング型)の液晶パネルであるLCD81を用いた画面サイズ46インチの液晶テレビジョンを作製した。LCD81は、各ピクセル82がR(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)のサブピクセルからなっている。
In Example 6, the phosphor used in Example 1 is used, but the phosphor used in Examples other than Example 1 may be used, and R (red), G (green), B ( As long as the phosphor has a wavelength excellent in matching with the blue and Y (yellow) filters, the phosphor of each comparative example and other phosphors may be used.
(Example 7)
FIG. 8 incorporates the light emitting device of the present invention as a backlight light source and includes an LCD including R (red), G (green), B (blue), and Y (yellow) subpixels and a circuit for driving the LCD. The block diagram of the liquid crystal television 80 is shown. Here, a light-emitting device using the phosphor of Example 1 (but not a side-emitting type but a top-emitting type) is arranged in a matrix on the back side of the LCD panel, and is an area active type (local type) that emits LED light from the back side. A liquid crystal television with a screen size of 46 inches using an LCD 81 which is a liquid crystal panel of a dimming type) was manufactured. In the LCD 81, each pixel 82 is composed of R (red), G (green), B (blue), and Y (yellow) sub-pixels.

外部アンテナ83から得られた放送信号を元に、R0(赤)、G0(緑)、B0(青)の信号を生成する回路84と、R0(赤)、G0(緑)、B0(青)の信号よりRGBY(赤、緑、青、黄)の信号を生成する回路85と、映像信号を元にLCD駆動信号を生成する液晶駆動回路86と、LCD81と、LCD81及び各回路を支持する筐体87を備えている。回路86において、Y(黄)信号は原則としてG(緑)信号とR(赤)信号より演算されるが、全体の表示色を最適化するためその加算比率を各信号レベルに応じて調整している(例えば完全な緑のみを表示する場合は、黄信号はゼロになる)。 Based on the broadcast signal obtained from the external antenna 83, a circuit 84 for generating R 0 (red), G 0 (green), B 0 (blue) signals, and R 0 (red), G 0 (green) , B 0 (blue) signals, a circuit 85 for generating RGBY (red, green, blue, yellow) signals, a liquid crystal drive circuit 86 for generating LCD drive signals based on video signals, an LCD 81, an LCD 81, and A casing 87 that supports each circuit is provided. In the circuit 86, the Y (yellow) signal is in principle calculated from the G (green) signal and the R (red) signal, but the addition ratio is adjusted according to each signal level in order to optimize the overall display color. (For example, if only full green is displayed, the yellow signal is zero).

本テレビジョンにサンプル画像を表示して人間による主観的な評価を行った。特に、果物・肌色など緑色・黄色成分を多く含むサンプル画像に関して、色再現性の向上により良好な評価結果が得られた。   Sample images were displayed on this television for subjective evaluation by humans. In particular, regarding sample images containing many green and yellow components such as fruits and skin colors, good evaluation results were obtained due to improved color reproducibility.

動画像を滑らかに表示するため、液晶画面のリフレッシュレートは120Hzまたは240Hzとした。エリアアクティブ駆動でこのような高速のリフレッシュレートによる画像表示を行うため、各リフレッシュ毎に生成されるエリア毎の必要輝度情報に応じて、各エリアを受け持つ発光装置への駆動信号を設定する。駆動信号は、リフレッシュレートよりも高い周波数である600HzのPWM(Pulse width modulation)信号とした。   In order to display a moving image smoothly, the refresh rate of the liquid crystal screen was set to 120 Hz or 240 Hz. In order to perform image display at such a high refresh rate by area active drive, a drive signal to the light emitting device that handles each area is set in accordance with the necessary luminance information for each area generated for each refresh. The drive signal was a PWM (Pulse width modulation) signal of 600 Hz, which is a frequency higher than the refresh rate.

発光装置に用いる蛍光体の応答速度はPWM信号には必ずしも追従する必要はないが、リフレッシュレートには追従する必要がある。緑色蛍光体(Sr0.99Eu0.01)Si13Al21(ピーク波長520nm前後)の1/e蛍光寿命が約1μsec、赤色蛍光体(Ca0.99Eu0.01)AlSiNも同じく、1/e蛍光寿命が約1μsecと高速であるので、240Hzのリフレッシュレートであってもエリアアクティブ駆動に追従することができた。 The response speed of the phosphor used in the light emitting device does not necessarily follow the PWM signal, but needs to follow the refresh rate. The green phosphor (Sr 0.99 Eu 0.01 ) 3 Si 13 Al 3 O 2 N 21 (peak wavelength around 520 nm) has a 1 / e fluorescence lifetime of about 1 μsec, and the red phosphor (Ca 0.99 Eu 0.01 ) AlSiN 3 is also 1 / e e Since the fluorescence lifetime is as high as about 1 μsec, it was possible to follow area active drive even at a refresh rate of 240 Hz.

LCDとしては、R(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)のサブピクセルを用いた場合としたが、別のサブピクセル、例えばW(白)、C(シアン)、M(マゼンダ)のうち1つ又は複数のサブピクセルを加えても、同様の効果を有する。他の色が加わる場合には、R0、G0、B0の信号よりその色の信号も生成する必要がある。 As the LCD, R (red), G (green), B (blue), and Y (yellow) subpixels are used, but other subpixels such as W (white), C (cyan), Adding one or more sub-pixels of M (magenta) has the same effect. When another color is added, it is necessary to generate a signal of that color from the signals of R 0 , G 0 and B 0 .

なお、実施例7は液晶テレビジョンとしたが、コンピュータ用液晶モニタとしても色再現域の広いものが得られる。また、全体として高NTSC比であっても比較的低消費電力であるため、AC電源コードレスタイプの液晶モニタ・液晶テレビジョンとして好適である。   Although the liquid crystal television is used in the seventh embodiment, a computer having a wide color reproduction range can be obtained. Further, since the overall power consumption is relatively low even at a high NTSC ratio, it is suitable as an AC power cordless type liquid crystal monitor / liquid crystal television.

なお、以上の各実施例における発光装置の評価にあたっては、明るさに関しては順電流(IF)20mAにて点灯し、発光装置からの光出力(光電流)を測定した。また、色度(x,y)については、発光装置から放射された光を大塚電子製MCPD−2000にて測定し、その値を求めた。また、色再現性(NTSC比)は、作成した発光装置を液晶表示装置のバックライト光源として組み込み、(株)トプコン製Bm5にて測定し、その値を求めた。   In the evaluation of the light emitting device in each of the above examples, the brightness was turned on at a forward current (IF) of 20 mA, and the light output (photocurrent) from the light emitting device was measured. For chromaticity (x, y), the light emitted from the light emitting device was measured with MCPD-2000 manufactured by Otsuka Electronics, and the value was obtained. Further, the color reproducibility (NTSC ratio) was determined by measuring the value of Bm5 manufactured by Topcon Co., Ltd. by incorporating the produced light emitting device as a backlight source of a liquid crystal display device.

本発明における、波長変換部を有する発光装置は、発光素子からの発光を高い効率で吸収して高効率な白色光を発光し、さらに温度特性が優れている。さらに、それを用いたLCDは色再現性(NTSC比)が高く高精彩な画像を得ることが出来る。特に本発明においては特定の蛍光体は、RGBYの4色のサブピクセルを有する液晶表示装置と組み合わせることで、色再現性(NTSC比)が高く、表示画像が明るいため、小型、中型及び大型の液晶表示装置に適用できる。   The light emitting device having a wavelength conversion part in the present invention absorbs light emitted from the light emitting element with high efficiency and emits high efficiency white light, and further has excellent temperature characteristics. Furthermore, LCDs using it have high color reproducibility (NTSC ratio) and can provide high-definition images. In particular, in the present invention, a specific phosphor is combined with a liquid crystal display device having four sub-pixels of RGBY, and has high color reproducibility (NTSC ratio) and a bright display image. It can be applied to a liquid crystal display device.

10 発光装置、11 パッケージ、12 発光素子、13 波長変換部、14 緑色系発光蛍光体、15 赤色系発光蛍光体、16 シリコーン樹脂、40 本発明の発光装置をバックライト光源として組み込んだLCDの色再現域、41 β型SIALON緑色系発光蛍光体を用いた発光装置をバックライト光源として組み込んだLCDの色再現域、50 4色型LCD、51 導光板、52 液晶セル、53 ピクセル、70 本発明の発光装置をバックライト光源として組み込んだ4色型LCDの色再現域、80 4色型エリアアクティブ液晶テレビジョン、81 4色型LCD、82 ピクセル、83 外部アンテナ、84 R000信号生成回路、85 RGBY信号生成回路、86 液晶駆動回路、87 筐体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light-emitting device, 11 Package, 12 Light-emitting element, 13 Wavelength conversion part, 14 Green light-emitting fluorescent substance, 15 Red light-emitting fluorescent substance, 16 Silicone resin, 40 Color of LCD which incorporated the light-emitting device of this invention as a backlight light source Reproduction area, color reproduction area of LCD incorporating light emitting device using 41 β-type SIALON green light emitting phosphor as a backlight light source, 504 color LCD, 51 light guide plate, 52 liquid crystal cell, 53 pixels, 70 Color gamut of a 4-color LCD incorporating a light-emitting device as a backlight source, 80 4-color area active liquid crystal television, 81 4-color LCD, 82 pixels, 83 external antenna, 84 R 0 G 0 B 0 signal Generation circuit, 85 RGBY signal generation circuit, 86 liquid crystal drive circuit, 87 housing.

Claims (6)

バックライトとフィルタを備えた液晶表示装置であって、
前記バックライトは、発光素子と前記発光素子から発する1次光を吸収して第1の2次光を発する第1の蛍光体及び第2の2次光を発する第2の蛍光体を備えた波長変換部を含む発光装置を備え、
前記発光素子は青色にピーク波長を有し、
前記第1の蛍光体が、次の一般式(1)
(M11-xEux)aSibAlOcd (1)
(式中、M1はアルカリ土類金属元素であり、Ca、Sr及びBaから選ばれる少なくと
も1種の元素を示し、0.001≦x≦0.3、0.9≦a≦1.5、4.0≦b≦6.0、0.4≦c≦1.0、6.0≦d≦11.0を満足する数である)
で表される2価のユ−ロピウム付活緑色系発光酸窒化物蛍光体であり、
前記第1の蛍光体が発する2次光はピーク波長が515nmから525nmの範囲にあり、
前記第2の蛍光体が、次の一般式(2)
(M21-yEuy)M3SiN3 (2)
(式中、M2はアルカリ土類金属元素であり、Mg、Ca、Sr及びBaから選ばれる少
なくとも1種の元素を示し、M3は3価の金属元素からなり、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd及びLuから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、0.005≦y≦0.05を満足する数である)
で表される2価のユ−ロピウム付活赤色系発光窒化物蛍光体であり、
前記第2の蛍光体が発する2次光は波長630nm以上660nm以下にピーク波長を有し、
前記フィルタは、前記液晶表示装置の各ピクセルに配されたサブピクセル毎に、赤(R)、緑(G)、青(B)と黄(Y)の各色用のフィルタが平面上に配置されたものであり、
前記緑色用のフィルタは波長490nm以上530nm以下に透過率のピーク波長を有することを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device having a backlight and a filter,
The backlight includes a light emitting element, a first phosphor that absorbs primary light emitted from the light emitting element and emits first secondary light, and a second phosphor that emits second secondary light. A light emitting device including a wavelength conversion unit;
The light emitting element has a peak wavelength in blue,
The first phosphor has the following general formula (1)
(M1 1-x Eu x ) a Si b AlO c N d (1)
(In the formula, M1 is an alkaline earth metal element and represents at least one element selected from Ca, Sr and Ba, 0.001 ≦ x ≦ 0.3, 0.9 ≦ a ≦ 1.5, 4.0 ≦ b ≦ 6.0, 0.4 ≦ c ≦ 1.0, 6.0 ≦ d ≦ 11.0)
A divalent europium activated green light-emitting oxynitride phosphor represented by:
The secondary light emitted from the first phosphor has a peak wavelength in the range of 515 nm to 525 nm,
The second phosphor has the following general formula (2)
(M2 1-y Eu y ) M3SiN 3 (2)
(Wherein M2 is an alkaline earth metal element and represents at least one element selected from Mg, Ca, Sr and Ba, M3 is composed of a trivalent metal element, and Al, Ga, In, Sc, Y represents at least one element selected from La, Gd, and Lu, and is a number satisfying 0.005 ≦ y ≦ 0.05 )
A divalent europium-activated red light-emitting nitride phosphor represented by:
The secondary light emitted from the second phosphor has a peak wavelength at a wavelength of 630 nm to 660 nm,
In the filter, a filter for each color of red (R), green (G), blue (B), and yellow (Y) is arranged on a plane for each sub-pixel arranged in each pixel of the liquid crystal display device. And
The green filter has a transmittance peak wavelength in a wavelength range of 490 nm to 530 nm.
前記M1はSrであることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。   2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein M1 is Sr. 前記M3はAl、Ga及びInから選ばれる少なくとも1種の元素であることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。 3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein M3 is at least one element selected from Al, Ga, and In. 前記発光素子は、窒化ガリウム(GaN)系半導体であり、前記発光素子から発する1次光は、ピ−ク波長が430nmから480nmの範囲にあることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の液晶表示装置。 The light emitting element is gallium nitride (GaN) based semiconductor, the primary light emitted from the light emitting element is Pi - claim 1-3 in which peak wavelength is equal to or in the range of 480nm from 430nm A liquid crystal display device according to 1. RGB信号をRGBY信号に変換する回路とともに筐体に保持されていることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that together with a circuit for converting the RGB signals into RGBY signal is held in the housing. リフレッシュレートが120Hz以上であるエリアアクティブ駆動であって、前記リフレッシュレートに追従して前記エリアアクティブ駆動により明るさを変化させることを特徴とする請求項に記載の液晶表示装置。 6. The liquid crystal display device according to claim 5 , wherein the area active drive has a refresh rate of 120 Hz or more, and the brightness is changed by the area active drive following the refresh rate.
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