半導体発光装置、バックライトおよびカラー画像表示装置

【課題】画像全体の明るさを損なうことなく、画像全体として広色再現性を達成する。
【解決手段】カラー画像表示装置のバックライトが備える光源１は、紫外領域から近紫外領域の光を発する固体発光素子と、固体発光素子からの光で励起されて発光する蛍光体をと組み合わせた半導体発光装置を有する。蛍光体は、青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体を含む。３９５ｎｍの波長の励起光における各色蛍光体の外部量子効率は、青色蛍光体が７７％以上であること、緑色蛍光体が７０％以上であること、および赤色蛍光体が５０％以上であること、のいずれか１以上の条件を満たしている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外領域から近紫外領域の光を発する固体発光素子と、前記固体発光素子からの光により励起されて発光する蛍光体とを組み合わせてなる半導体発光装置であって、
前記蛍光体は、４３０〜４７０ｎｍの波長領域に１以上の発光ピークを有する青色蛍光体、５００〜５４０ｎｍの波長領域に１以上の発光ピークを有する緑色蛍光体、および６００〜６８０ｎｍの波長領域に１以上の発光ピークを有する赤色蛍光体を含み、かつ３９５ｎｍの波長の励起光における外部量子効率が、
前記青色蛍光体は７７％以上であること、
前記緑色蛍光体は７０％以上であること、および
前記赤色蛍光体は５０％以上であること、
のいずれか１以上の条件を満たすことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体のうち、励起光の波長が３９５ｎｍの場合の、２５℃における発光ピーク強度に対する１５０℃における発光ピーク強度の変化率が最大のものと最小のものとの、前記発光ピーク強度の変化率の差が、２５％以下である請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
紫外領域から近紫外領域の光を発する固体発光素子と、前記固体発光素子からの光により励起されて発光する蛍光体とを組み合わせてなる半導体発光装置であって、
前記蛍光体は、４３０〜４７０ｎｍの波長領域に１以上の発光ピークを有する青色蛍光体、５００〜５４０ｎｍの波長領域に１以上の発光ピークを有する緑色蛍光体、および６００〜６８０ｎｍの波長領域に１以上の発光ピークを有する赤色蛍光体を含み、
励起光の波長が３９５ｎｍの場合の、前記青色蛍光体の２５℃における発光ピーク強度に対する１５０℃における発光ピーク強度の変化率が、前記緑色蛍光体または前記赤色蛍光体の２５℃における発光ピーク強度に対する１５０℃における発光ピーク強度の変化率よりも大きいことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項４】
励起光の波長が３９５ｎｍの場合の、前記青色蛍光体の２５℃における発光ピーク強度に対する１５０℃における発光ピーク強度の変化率と、前記緑色蛍光体および前記赤色蛍光体の２５℃における発光ピーク強度に対する１５０℃における発光ピーク強度の変化率の差が１０％以上２５％以下である請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
励起光の波長が３９５ｎｍの場合の、前記青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体の２５℃における発光ピーク強度に対する１５０℃における発光ピーク強度の変化率が、いずれも２５％以下である請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記固体発光素子は、シリコーン系材料で封止されている請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記シリコーン系材料は前記蛍光体を含有する請求項６に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の半導体発光装置を光源として備えたバックライト。
【請求項９】
前記半導体発光装置から出射される紫外領域から近紫外領域の光を吸収する吸収部をさらに有する請求項８に記載のバックライト。
【請求項１０】
光シャッターと、該光シャッターに対応する少なくとも赤、緑、青の三色の色要素を有するカラーフィルターと、透過照明用のバックライトとを組み合わせて構成されるカラー画像表示装置において、
前記バックライトに用いられる光源は紫外領域から近紫外領域の光を発する固体発光素子と蛍光体とを組み合わせてなる半導体発光装置を有し、カラー画像表示素子の色再現範囲であるＮＴＳＣ比Ｗと光利用効率Ｙとの関係が下記式で表されることを特徴とするカラー画像表示装置。
Ｙ≧−０．２４Ｗ＋４９（ただし、Ｗ≧８７）
【数１】

ここで、各符号、記号の定義は以下の通りである。
【数２】

【請求項１１】
前記光源は、４３０〜４７０ｎｍ、５００〜５４０ｎｍ、および６００〜６８０ｎｍの波長領域にそれぞれ１以上の発光ピークを有する請求項１０に記載のカラー画像表示装置。
【請求項１２】
前記蛍光体は、６００〜６８０ｎｍの波長領域に発光成分を有し、かつユーロピウムで付活された赤色蛍光体を含むことを特徴とする請求項１０または１１に記載のカラー画像表示装置。
【請求項１３】
前記赤色蛍光体は、酸硫化物蛍光体、酸化物蛍光体、窒化物蛍光体、および酸窒化物蛍光体から選択される１以上の化合物を含むことを特徴とする請求項１２に記載のカラー画像表示装置。
【請求項１４】
前記蛍光体は、５００〜５４０ｎｍの波長領域に発光成分を有し、かつセリウム及び／又はユーロピウムで付活された緑色蛍光体を含むことを特徴とする請求項１０から１３のいずれか１項に記載のカラー画像表示装置。
【請求項１５】
前記緑色蛍光体は、アルミン酸塩蛍光体、珪酸塩蛍光体、および酸窒化物蛍光体から選択される１以上の化合物を含むことを特徴とする請求項１４に記載のカラー画像表示装置。
【請求項１６】
前記蛍光体は、４３０〜４７０ｎｍの波長領域に発光成分を有し、かつユーロピウムで付活された青色蛍光体を含むことを特徴とする請求項１０から１５のいずれか１項に記載のカラー画像表示装置。
【請求項１７】
前記青色蛍光体は、ハロリン酸塩蛍光体およびアルミン酸塩蛍光体から選択される１以上の化合物を含むことを特徴とする請求項１６に記載のカラー画像表示装置。
【請求項１８】
前記光源から出射される紫外領域から近紫外領域の光を吸収する吸収部をさらに有する請求項１０から１７のいずれか１項に記載のカラー画像表示装置。
【請求項１９】
前記カラーフィルターの各画素の膜厚が０．５μｍ以上３．５μｍ以下である請求項１０から１８のいずれか１項に記載のカラー画像表示装置。

【図１】