專利名稱：具有l(wèi)ed磷光體的lcd背面照明的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有包含白光源的背面照明(backlighting)系統(tǒng)的液晶顯示器，所 述白光源包括半導(dǎo)體二極管和包含至少兩種磷光體的組合的磷光體層，其中至少一種磷光 體發(fā)射紅光并且至少一種磷光體發(fā)射綠光。本發(fā)明還涉及背面照明系統(tǒng)及其制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)是無源顯示系統(tǒng)，即，其本身不發(fā)光。這些顯示器基于的原理為 光是否通過液晶層。這意味著需要外部光源來產(chǎn)生圖像。在反射型液晶顯示器中，利用環(huán)境 光作為外部光源，這意味著原則上不需要背面照明。在透射型液晶顯示器中，在背面照明系 統(tǒng)中產(chǎn)生光。同時(shí)，其中透反射器(transflector)通常位于背向觀察者的起偏振器之后的 透反射型液晶顯示器(同時(shí)發(fā)生透射和反射)同樣具有重要應(yīng)用。其中的每一個(gè)像素被分 為反射子像素和透射子像素，它們的相關(guān)的液晶層的厚度近似為l : 2的比率。反射部件利 用環(huán)境光工作并具有例如由鋁制成的反射基底層。透射部件的表現(xiàn)例如類似TN(=扭轉(zhuǎn)向 列)基元(cell)并能夠通過可被開啟的背面照明(尤其在差的外部光情況下)獲得必需的 對(duì)比度。因?yàn)橛葹槭‰?，因此現(xiàn)今后者被用于例如PDA、游戲機(jī)(掌上游戲機(jī)(GameBoy))、 數(shù)字照相機(jī)的取景器或用于(廉價(jià))筆記本中。 在液晶顯示器中，通過例如在濾色器的幫助下將來自背面照明的白光過濾為原色 藍(lán)、綠和紅色，可以產(chǎn)生像素的原色。顯示器能夠產(chǎn)生的色空間(其對(duì)于顏色的顯示是重要 的)受藍(lán)、綠和紅原色的純度的限制。在CIExy色圖中，顯示器的紅、綠和藍(lán)原色形成三角 形，該三角形指示出該顯示器可以顯示的色空間。顯示器不能顯示在該色空間之外的顏色。
在液晶顯示器中，由下列因素決定色空間 首先是用于背面照明的光源和LCD面板自身的結(jié)構(gòu)屏幕的每一個(gè)像素由紅、綠 和藍(lán)色區(qū)域構(gòu)成。通過使來自背面照明的白光透射通過濾色器場(chǎng)而產(chǎn)生這些區(qū)域的顏色。 濾色器是顯示器的色空間的一個(gè)決定因素。寬帶發(fā)光源通常用于LCD背面照明，所述寬帶 發(fā)光源為例如CCFL(冷陰極熒光燈二Hg低壓冷陰極放電燈)或氙放電燈，其發(fā)射具有不希 望的顏色分量(例如，橙色、黃色和青色)的寬色譜。為了使屏幕可以顯示的色空間最大化， 僅僅需要盡可能高純度的紅色、綠色和藍(lán)色。這些原色必須是飽和的，因?yàn)閬碜灾鞴庠吹陌?光被濾色器重新分成原色。 為了擴(kuò)大色空間，在該情況下需要通過使用附加的濾色器將來自背面照明的光轉(zhuǎn) 變?yōu)榘ㄝ^窄帶的藍(lán)、綠和紅色分量的譜。除了該類型的附加濾色的技術(shù)復(fù)雜性之外，還會(huì) 極大地減小光通量，導(dǎo)致屏幕亮度下降。 由于需要附加的復(fù)雜的濾色器，CCFL會(huì)導(dǎo)致色空間受限制且使屏幕亮度下降，因 此，為了回避寬帶背面照明的這些缺點(diǎn)，最近已經(jīng)用LED陣列來代替CCFL。這些陣列由發(fā)射 比CCFL窄得多的帶譜的藍(lán)、綠和紅光LED構(gòu)成。出于該原因，因?yàn)閮H需要簡單的濾色器，因 此顯示器可以顯示的色空間更大并且可獲得的亮度也更大。其具有的另外的優(yōu)點(diǎn)為顯示器 的更高的能量效率，這是因?yàn)長ED的背面照明透射率(70% )顯著大于CCFL(5% )。此外，LED背面照明具有顯著長于CCFL的壽命(LED為100， 000工作小時(shí)，而CCFL為5000工作小 時(shí))，并且在LED中不采用在CCFL中不可或缺的水銀。 然而，將藍(lán)、綠和紅光LED用于背面照明的缺點(diǎn)在于，LED的半導(dǎo)體芯片是不同的 InGaN用于藍(lán)光，InGaN同樣用于綠光(但I(xiàn)n含量更高)，而InGaAlP用作紅光的基礎(chǔ)材料。 這三種材料呈現(xiàn)不同的發(fā)光效率并具有不同的劣化特性。結(jié)果，需要采用復(fù)雜的主動(dòng)控制 系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)通過用于LED尋址的控制電路而使得由藍(lán)、綠和紅光LED常數(shù)的白光的色 點(diǎn)保持恒定。 用于背面照明中的每一個(gè)單獨(dú)的LED (最高為幾千個(gè)LED)的該復(fù)雜的主動(dòng)控制系 統(tǒng)導(dǎo)致裝配有LED的LCD TV屏幕的成本比裝配有CCFL的屏幕昂貴4_10倍。
高價(jià)格妨礙了質(zhì)量好得多的LED背面照明占有市場(chǎng)。 WO 02/095791描述了一種裝配有氣體放電燈(冷陰極燈或Xe放電燈)作為白光 源的液晶屏幕，其包括包含有發(fā)射紅、綠和藍(lán)光的磷光體的組合的磷光體層。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種液晶顯示器，其裝配有背面照明系統(tǒng)，所述背面 照明系統(tǒng)具有至少一個(gè)白光源，所述白光源包括至少一個(gè)半導(dǎo)體二極管和至少一個(gè)磷光體 層，所述磷光體層包括至少兩種磷光體的組合，其中至少一種磷光體發(fā)射紅光并且至少一 種磷光體發(fā)射綠光。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種背面照明系統(tǒng)，其具有至少一個(gè)白光源，所述白 光源包括至少一個(gè)半導(dǎo)體二極管和至少一個(gè)磷光體層，所述磷光體層包括發(fā)射紅光和綠光 的至少兩種磷光體的組合。 根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種白光源，其包括發(fā)射藍(lán)光的氮化銦鋁鎵半導(dǎo)體， 具體化學(xué)式為IriiGajAlkN，其中0《i，O《j，O《k且i+j+k = l，并且所述白光源包括磷 光體層，所述磷光體層包括發(fā)射紅光和綠光的至少兩種磷光體的組合。 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種制造液晶顯示器的方法，所述液晶顯示器裝配 有具有白光源的背面照明系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟 參制造由具體化學(xué)式為IniGajAlkN的發(fā)射藍(lán)光的InGaAIN半導(dǎo)體構(gòu)成的至少一 個(gè)LED以及包括發(fā)射紅光的磷光體和發(fā)射綠光的磷光體的組合的磷光體層，其中，O《i， 0《j，O《k且i+j+k = 1 ; 參在外殼中安裝一個(gè)或多個(gè)LED，以形成包含漫射器和反射器的背面照明系統(tǒng)； 以及 參使所述背面照明系統(tǒng)與對(duì)應(yīng)的包含具有濾色器系統(tǒng)的前板的液晶單元組合，以
形成所述液晶顯示器。


下面將參考示例性的實(shí)施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器(被直接照明的設(shè)計(jì))的示意表示(1 =沒 有背面照明的LCD單元；2 =背面照明單元；3 =漫射器；4 =具有根據(jù)本發(fā)明的磷光體層的 LED ;5 =來自背面照明單元的均勻光通量)。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器(被側(cè)面照明的設(shè)計(jì))的示意表示(1 =沒 有背面照明的LCD單元；2 =背面照明單元；3 =漫射器；4 =具有根據(jù)本發(fā)明的磷光體層的 LED ;5 =來自背面照明單元的均勻光通量)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的目的是提供一種背面照明系統(tǒng)，其具有與R、G、B LED背面照明相同的高 質(zhì)量(對(duì)于可顯示的色空間和亮度而言)，但同時(shí)還顯著降低了成本。 令人吃驚的是，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在使用某些LED時(shí)，可以不必為每一個(gè)單獨(dú)的LED 使用復(fù)雜的主動(dòng)控制系統(tǒng)，并且這些LED可以用于常規(guī)背面照明系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的這些 LED可以實(shí)現(xiàn)在屏幕的整個(gè)壽命期間計(jì)算出的比常規(guī)CCFL背面照明更便宜的背面照明，這 與更低的成本相關(guān)聯(lián)。 因此，本發(fā)明涉及一種裝配有至少一個(gè)背面照明系統(tǒng)的液晶顯示器，所述背面照
明系統(tǒng)具有至少一個(gè)白光源，所述白光源包括至少一個(gè)半導(dǎo)體二極管和至少一個(gè)磷光體
層，所述至少一個(gè)半導(dǎo)體二極管優(yōu)選發(fā)射藍(lán)光，所述至少一個(gè)磷光體層包括至少兩種磷光
體的組合，其中至少一種磷光體發(fā)射紅光并且至少一種磷光體發(fā)射綠光。 液晶顯示器通常具有液晶單元和背面照明系統(tǒng)。液晶單元典型地包括第一起偏
振器和第二起偏振器以及具有兩個(gè)透明層的液晶基元，每一個(gè)透明層都承載透光電極的矩
陣。在兩個(gè)基底之間設(shè)置液晶材料。例如，液晶材料包括TN(扭轉(zhuǎn)向列)液晶、STN(超扭
轉(zhuǎn)向列)液晶、DSTN(雙超扭轉(zhuǎn)向列)液晶、FSTN(箔超扭轉(zhuǎn)向列)液晶、VAN(垂直對(duì)準(zhǔn))
液晶或OCB(光學(xué)補(bǔ)償彎曲)液晶。液晶基元被兩個(gè)起偏振器以三明治狀的方式包圍，其中
觀察者可以看到第二起偏振器。 此外，非常適合于監(jiān)視器應(yīng)用的為IPS(面內(nèi)切換)技術(shù)。與TN顯示器相反，在 IPS基元中，電極僅僅位于液晶層的一側(cè)上，在所述電極的電場(chǎng)中切換液晶分子。所產(chǎn)生的 電場(chǎng)是均勻的，且是平行于基底表面而對(duì)準(zhǔn)的(第一近似(to a first即proximation))。 在基板面內(nèi)(面內(nèi))相應(yīng)地切換分子，與TN顯示器相比，這導(dǎo)致依賴于透射強(qiáng)度的顯著較 低的視角。另外，在寬視角范圍內(nèi)光學(xué)特性良好的不太為人所知的技術(shù)為FFS技術(shù)和從其 發(fā)展而來的AFFS(先進(jìn)邊緣場(chǎng)(fringe field)切換)技術(shù)。其具有與IPS技術(shù)相似的功 能原理。 此外，本發(fā)明還涉及一種具有白光源的背面照明系統(tǒng)，所述白光源包括半導(dǎo)體二 極管和磷光體層，所述半導(dǎo)體二極管優(yōu)選發(fā)射藍(lán)光，所述磷光體層包括發(fā)射紅和綠光的至 少兩種磷光體的組合。 例如，根據(jù)本發(fā)明的背面照明系統(tǒng)可以為"被直接照明(direct-lit)"的背面照明 系統(tǒng)(參見圖1)或"被側(cè)面照明(side-lit)"的背面照明系統(tǒng)(參見圖2)，其具有光波導(dǎo) 和輸出耦合結(jié)構(gòu)(outcoupling structure)。所述背面照明系統(tǒng)具有白光源，其通常位于外 殼中，優(yōu)選在所述背面照明系統(tǒng)內(nèi)部具有反射器。所述背面照明系統(tǒng)還具有至少一個(gè)漫射 器板。為了產(chǎn)生和顯示彩色圖像，液晶單元具有濾色器。所述濾色器包含透射紅、綠或藍(lán)光 的具有馬賽克狀圖形的像素。所述濾色器優(yōu)選設(shè)置在第一起偏振器與液晶基元之間。
白(主)光源包括發(fā)射藍(lán)光的氮化銦鋁鎵半導(dǎo)體二極管，具體地，化學(xué)式為 IniGa，.AlkN，其中0《i，O《j，O《k且i+j+k = 1。優(yōu)選地，與對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換磷光體組合的InGaN半導(dǎo)體二極管優(yōu)選地發(fā)射白光或?qū)嶋H上白光。該InGaN半導(dǎo)體二極管具有在430nm 與480nm之間的最大發(fā)射，并具有極高的效率和長壽命(> 150000小時(shí))，并且效率的退化 極小。 在又一實(shí)施例中，所述白光源還可以為基于ZnO、TCO(透明導(dǎo)電氧化物)、ZnSe或 SiC的發(fā)光化合物。 原則上，根據(jù)本申請(qǐng)所選擇的多種設(shè)計(jì)均可以用于發(fā)射藍(lán)光的半導(dǎo)體二極管，其 與磷光體層組合而產(chǎn)生白光。 根據(jù)本發(fā)明，所述白光源具有磷光體層，所述磷光體層包括發(fā)射紅和綠光的磷光 體的組合。 本發(fā)明還涉及一種制造液晶顯示器的方法，所述液晶顯示器裝配有具有白光源的 背面照明系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟 參制造由特別地化學(xué)式為IriiGajAlkN的發(fā)射藍(lán)光的InGaAIN半導(dǎo)體構(gòu)成的至少一 個(gè)LED以及包括發(fā)射紅光的磷光體和發(fā)射綠光的磷光體的組合的磷光體層，其中，O《i， 0《j，O《k且i+j+k = 1 ; 參在外殼中安裝一個(gè)或多個(gè)LED，以形成包含漫射器和反射器的背面照明系統(tǒng)； 以及 參使所述背面照明系統(tǒng)與對(duì)應(yīng)的包含具有濾色器系統(tǒng)的前板的液晶單元組合，以
形成所述液晶顯示器。 由發(fā)射藍(lán)光的主光源激發(fā)的發(fā)射綠光的磷光體具有在520nm與550nm之間的 最大發(fā)射。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選所有鈰(III)或銪(II)激活的磷光體，其選自硫代鎵酸 鹽(thiogallate)、硅酸鹽、氧代次氮基硅酸鹽(oxonitridosilicate)、鋁酸鹽、氮化物 或石榴石。這里可以列舉的這些磷光體的實(shí)例為(Y， Lu)3(Al， Ga)5012:Ce ;SrSi2N202:Eu ; SrGa2S4:Eu ; (Sr， Ba)2Si04:Eu以及SrAl204:Eu。 這些磷光體可以通過固態(tài)合成的常規(guī)方法或者也可通過濕法化學(xué)方法制備(參 見William M. Yen, Marvin J. Weber， Inorganic Phosphors, Compositions, Preparation and optical properties, CRC Press, New York,2004)。 由發(fā)射藍(lán)光的主光源或發(fā)射綠光的磷光體激發(fā)發(fā)射紅光的磷光體，所述發(fā)射紅光 的磷光體優(yōu)選為線發(fā)射體(line emitter)。所述發(fā)射紅光的磷光體優(yōu)選為銪(III)或鉻 (III)激活的線發(fā)射體。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射紅光的磷光體具有在590與620nm之間的最大發(fā) 射(在Eu(III)激活的磷光體的情況下)或在680與700nm之間的最大發(fā)射(在Cr(III) 激活的磷光體的情況下)。特別優(yōu)選地，所述磷光體層包括選自Al203:Cr、Na。.5Gd。.3Eu。.2W04、 Na0.5Y0.4Eu0.丄Mo04、 Na0.5La0.3Eu0.2W04、 Na0.5La0.3Eu0.2Mo04、 Na0.5La0.3Eu0.2 (W04) 0.5 (Mo04) 0.5、 Lai.2Eu。.8Mo04、 Lai.2Eu。.8W04、 (Gd。.6Eu。.4)2 (W04) l5P04的銪或鉻激活的線發(fā)射體作為發(fā)射紅光 的磷光體。 AlA:Cr(紅寶石)在光譜的黃綠光區(qū)域中受到有效激勵(lì)而在693nm處發(fā)射暗 紅色的線。如果使用(部分地)允許銪的受禁的(forbidden)內(nèi)部f-f吸收躍遷的基體 (matrix)，則可以采用Eu(III)激活的磷光體。 可以通過濕法化學(xué)方法制備根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的紅光線發(fā)射體Al2(VCr (參見DE 102006054328. 9和DE 102007001903.5)。因此，可以非常廉價(jià)地制造這些紅寶石，并且由于其暗紅色的發(fā)射，這些紅寶石適合作為用于pcLED的轉(zhuǎn)換磷光體，以產(chǎn)生具有高效率和 優(yōu)越的顏色重現(xiàn)的暖白光?？梢酝ㄟ^濕法化學(xué)方法制備這些磷光體，由此產(chǎn)生用0. 01重 量％到10重量％的Cr3+或Cr203摻雜的A1203顆粒，其具有可調(diào)整的尺寸和均勻的形貌。
用于制備磷光體的初始材料由基礎(chǔ)材料(例如，鋁的鹽溶液)和至少一種含 Cr(III)的摻雜劑。合適的初始材料為無機(jī)和/或有機(jī)物質(zhì)，例如，金屬、半金屬、過渡金屬 和/或稀土的硝酸鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸氫鹽、磷酸鹽、羧酸鹽、醇化物、乙酸鹽、草酸 鹽、鹵化物、硫酸鹽、有機(jī)金屬化合物、氫氧化物、和/或氧化物，上述物質(zhì)可以溶解和/或懸 浮在無機(jī)和/或有機(jī)液體中。優(yōu)選使用混合的硝酸鹽溶液、氯化物或氫氧化物溶液，其包含 必不可少的化學(xué)計(jì)量比的對(duì)應(yīng)元素。 根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射紅光的磷光體的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，磷光體的發(fā)光度隨著溫度增 加而增大。這是令人吃驚的，因?yàn)榱坠怏w的發(fā)光度通常隨溫度增加而降低。根據(jù)本發(fā)明的 該有利特性對(duì)于將磷光體應(yīng)用到高功率LED( > 1瓦特能量消耗)是特別重要的，因?yàn)檫@些 LED的工作溫度可以達(dá)到15(TC以上。 濕法化學(xué)制備通常具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，所產(chǎn)生的材料在用于制備根據(jù)本發(fā)明的紅光 線發(fā)射體的顆粒的化學(xué)計(jì)量組成、顆粒尺寸和形貌方面具有更高的均勻性。優(yōu)選地，通過沉 淀和/或溶膠一凝膠方法來實(shí)施濕法化學(xué)制備。 由對(duì)應(yīng)的金屬和/或稀土鹽，優(yōu)選由硫酸鋁、硫酸鉀、硫酸鈉和鉻明礬(chrome alum)溶液，通過常規(guī)方法來實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的線發(fā)射體的制備。在EP 763573中詳細(xì)描述 了該制備方法。 這里，在本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的工藝條件下，將磷光體或其前體(precursor) 施加到紅寶石顆粒。在從懸浮液中分離之后，干燥材料，并對(duì)其進(jìn)行煅燒處理，該處理可以 以多個(gè)步驟并(部分地)在最高為170(TC的溫度下在還原條件下實(shí)施。在多個(gè)純化步驟之 后，在600到1800°C ，優(yōu)選800到1700°C的溫度下煅燒該磷光體數(shù)小時(shí)。此時(shí)，磷光體前體 轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際的磷光體。 優(yōu)選至少部分地在還原條件下(例如，使用一氧化碳、形成氣體(forming gas)、 純或稀釋的氫氣或至少真空或貧氧氣氛)實(shí)施煅燒。 此夕卜，還可以通過單晶合成方法(例如，Verneuil方法，參見 Kontakte (Merck) 1991， No. 2， 17-32，或Ullmann(4.) 15， 146，來源CD R6mpp Chemie Lexikon[CD R(impp，S Lexicon of Chemistry]-Version 1.0， Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1995)制備根據(jù)本發(fā)明的紅光線發(fā)射體。 所提及的方法的使用名稱為例如Kyropoulus、 Bridgman-Stockbarger、 Czochralski、 Verneuil方法以及熱液合成。還在無坩堝區(qū)熔和坩堝拉拔之間進(jìn)行了區(qū)別 (來源CD朋mppChemieLexikon[CDR6mpp，SLexicon of Chemistry]-Version 1.0， Stuttgart/NewYork :Georg Thieme Verlag 1995)。 發(fā)射紅光的線發(fā)射體Na。.5Gd。.3Eu。.2W04、 Na0.5Y0.4Eu0.風(fēng)、Na。.5La。.3Eu。.2W04、 Na0.5La0.3Eu0.2Mo04、 Na0.5La0.3Eu0.2 (W04) 0.5 (Mo04) 0.5、 LaL 2Eu0.8Mo04、 LaL 2Eu0.8W04、 (Gd。. 6Eu。. 4) 2 (W04) L 5P04優(yōu)選通過濕法化學(xué)方法制備，之后對(duì)其進(jìn)行熱處理(參見DE 102006027026. 6)。制備時(shí)采用的初始材料為對(duì)應(yīng)的金屬、半金屬、過渡金屬和/或稀土的 硝酸鹽、卣化物和/或磷酸鹽。
根據(jù)本發(fā)明，加熱具有表面活性劑(優(yōu)選乙二醇)的溶解的或懸浮的初始材料數(shù) 小時(shí)，并在室溫下使用有機(jī)沉淀劑(優(yōu)選丙酮)離析所產(chǎn)生的中間物。在純化和干燥中間 物之后，在600到120(TC的溫度下對(duì)中間物進(jìn)行熱處理數(shù)小時(shí)，獲得作為最終產(chǎn)物的紅光 線發(fā)射體。 對(duì)于在LED的工作期間的分解而言，形成磷光體層的發(fā)射紅光的和發(fā)射綠光的轉(zhuǎn)
換磷光體是化學(xué)穩(wěn)定的，即，它們沒有水解的傾向并且不與來自其環(huán)境的材料反應(yīng)。 下面的實(shí)例旨在示例本發(fā)明。然而，不應(yīng)將其視為是限制性的。用于各成分的所
有化合物或組分是公知的且商業(yè)可得的，或者可以通過公知方法合成。 實(shí)例 實(shí)例1 :成分Al^A:Cr。.，的發(fā)射紅光的磷光體顆粒的制造
在約75t:下在450ml的去離子水中溶解223. 8g的十八水合硫酸鋁、114. 5g的硫 酸鈉、93. 7g的硫酸鉀以及2. 59g的KCr (S04) 2X 12H20 (鉻明砜)。將2. Og的34. 4%的硫酸 鈦溶液加入到該混合物中，得到水溶液(a)。 在250ml的去離子水中溶解0. 9g的十二水合磷酸三鈉和107. 9g的碳酸鈉，獲得 水溶液(b)。將兩種水溶液(a)和(b)同時(shí)加入到200ml的去離子水中，并攪拌15分鐘。 再攪拌該混合物15分鐘。蒸發(fā)所產(chǎn)生的溶液至干燥，然后在約120(TC的溫度下煅燒所產(chǎn)生 的固體5小時(shí)。加入水以清洗掉游離的硫酸鹽。使用水與干燥的常規(guī)純化步驟可以獲得所 希望的磷光體AlL99^:Cr,9。 實(shí)例2 :紅光磷光體Na。. 5Gd。. 3Eu。. 2W04的制備 在100ml的乙二醇中溶解2. 708g的六水合硝酸釓和1. 784g的六水合硝酸銪[溶 液1]。同時(shí)，制備1. 550g的二水合鎢酸鈉在50ml去離子水中的溶液[溶液2]。初始引入 40ml的溶液1，向其中逐滴加入45ml的溶液2、45ml的乙二醇以及3ml的NaOH溶液的混合 物(1M)。在逐滴加入之后(溶液具有7. 5的pH)，在回流條件下加熱該混合物6小時(shí)。
在反應(yīng)溶液冷卻之后，逐滴加入200ml的丙酮，隨后離心分離沉淀物，再次用丙酮 清洗，并在空氣流中干燥，之后轉(zhuǎn)移到瓷皿中并在60(TC下煅燒5小時(shí)。
實(shí)例3 :紅光磷光體Na。. 5Y。. 4Eu。. #004的制備 在100ml的乙二醇中溶解3. 06g的六水合硝酸釔和0. 892g的六水合硝酸銪[溶 液1]。同時(shí)，制備1. 210g的二水合鉬酸鈉在50ml的去離子水中的溶液[溶液2]。初始引 入20ml的溶液1，向該混合物中逐滴加入45ml的溶液2、45ml的乙二醇以及3ml的NaOH溶 液(1M)的混合物。在逐滴加入之后，回流該混合物6小時(shí)。 在反應(yīng)溶液冷卻之后，逐滴加入200ml的丙酮，隨后離心分離沉淀物，再次用丙酮 清洗，并在空氣流中干燥。 將該批料轉(zhuǎn)移到馬弗爐(muffle furnace)中，在其中在600。C下煅燒5小時(shí)。
實(shí)例4 :紅光磷光體Na。. 5La。. 3Eu。. 2W04的制備(沉淀反應(yīng)) 在100ml的去離子水中溶解2. 120g的六水合氯化鑭和1. 467g的六水合氯化銪 [溶液1]。同時(shí)，制備4. 948g的二水合鎢酸鈉在100ml去離子水中的溶液[溶液2]。初始 引入100ml的溶液1，向其中逐滴加入溶液2(檢測(cè)pH，其應(yīng)在7. 5-8的范圍內(nèi)，如果需要， 使用NaOH溶液(1M)進(jìn)行修正)。
隨后，在回流條件下加熱該混合物6小時(shí)。
9
在反應(yīng)溶液冷卻之后，通過抽吸過濾出沉淀物，并進(jìn)行干燥，獲得白色沉淀物。
在600 °C下煅燒該批料5小時(shí)。 實(shí)例5 :通過與檸檬酸絡(luò)合對(duì)紅光磷光體Na。. 5La。. 3Eu。. 2Mo04的制備在溫和加熱(gentle warming)的條件下在10ml的H202(30% )中溶解1. 024g的
氧化鉬(IV)。在該黃色溶液中加入4. 608g的檸檬酸與10ml的蒸餾水。 隨后，加入1. 040g的La(N03) X6H20和0. 714g的Eu(N03) X6H20以及0. 340g的
NaN03，由此，混合物達(dá)到40ml 。 在真空干燥柜中干燥該黃色溶液，初始形成藍(lán)色泡沫，由該泡沫最終形成藍(lán)色粉 末。隨后，在800 °C下煅燒該固體5小時(shí)。 實(shí)例6 :紅光磷光體Na。. 5La。. 3Eu。. 2 (W04) 。. 5 (Mo04) 。. 5的制備 在100ml的去離子水中溶解2. 120g的六水合氯化鑭和1. 467g的六水合氯化銪 [溶液1]。同時(shí)，制備1. 815g的二水合鉬酸鈉和2. 474g的二水合鎢酸鈉在100ml去離子 水中的溶液[溶液2]。初始引入100ml的溶液1，向其中逐滴添加溶液2(pH應(yīng)在7. 5-8的 范圍內(nèi)，如果需要，使用NaOH溶液(1M)進(jìn)行修正)。隨后，在回流條件下加熱該混合物6小 時(shí)。 在反應(yīng)溶液冷卻之后，通過抽吸過濾出沉淀物，并進(jìn)行干燥，隨后在60(TC下煅燒 該批料5小時(shí)。 實(shí)例7 :通過與檸檬酸絡(luò)合對(duì)紅光磷光體Lai.2Eu。.8Mo04的制備 在溫和加熱的條件下在10ml的H202 (30% )中溶解1. 024g的氧化鉬(IV)。在該
黃色溶液中加入4. 608g的檸檬酸與10ml的蒸餾水。 隨后，加入1. 040g的La(N03) X6H20和0. 714g的Eu(N03) X6H20以及0. 340g的 NaN03，由此，混合物達(dá)到40ml 。 在真空干燥柜中干燥該黃色溶液，初始形成藍(lán)色泡沫，由該泡沫最終形成藍(lán)色粉 末。隨后，在600 °C下煅燒該固體5小時(shí)。 實(shí)例8 :通過與檸檬酸絡(luò)合對(duì)紅光磷光體Lai.2Eu。.8W04的制備
在溫和加熱的條件下在10ml WH202(30% )中溶解O. 9711g的氧化鴇(IV)。同時(shí)， 制備O. 7797g的La(N03)3 *6H20、0. 5353g的Eu (N03) 3 6H20以及1. 8419g的擰檬酸在40ml 的H20中的溶液，并將其加入到藍(lán)色鎢酸鹽溶液中。 在真空干燥柜中干燥該藍(lán)色溶液，初始形成藍(lán)色泡沫，由該泡沫最終形成藍(lán)色粉
末。隨后，在600 °C下煅燒該固體5小時(shí)。 實(shí)例9 :紅光磷光體(Gd。.6Eu。.4) 2 (W04)5P04的制備 在100ml的乙二醇中溶解2. 23g的GdCl3X6H20和1. 465g的EuCl3X6H20(溶液 1)。 在70ml的H20中溶解1. 73g的Na2W04 (溶液2)。
在70ml的乙二醇中溶解0. 74g的K3P04 (溶液3)。 在錐形燒瓶中初始引入100ml的溶液1。首先，向其中加入70ml的溶液3。溶液 變得混濁，但在短暫攪拌之后，重新變?yōu)槌吻?。隨后逐滴加入70ml的溶液2和5ml的NaOH 溶液(1M)的混合物。 將反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)移到三頸燒瓶中并在回流和攪拌條件下加熱至少6小時(shí)。
10的丙酮逐滴加入到反應(yīng)溶液中。隨后，離心分離出沉淀物并再次用丙酮清洗。然后，在爐中在65(TC下煅燒該產(chǎn)物4小時(shí)。
實(shí)例10 :發(fā)射綠光的磷光體Ba2Si04:Eu的制備 通過研磨混合390g的碳酸鋇、3. 5g的氧化銪(III) 、63g的硅膠(Si02)和5. 4g的氯化銨。在C0氣氛中，在110(TC下煅燒該混合物8小時(shí)。在精細(xì)研磨之后，再次加入并良好地混合5.4g的氯化銨。然后再次在C0氣氛中在120(TC下煅燒該混合物14小時(shí)。在研磨之后，用水清洗粉末以去除過量的氯化物，并在空氣中干燥。
實(shí)例11 :發(fā)射綠光的磷光體Lu3Al5012:Ce的制備 在3升的去離子水中溶解537. 6g的碳酸氫銨。在約400ml的去離子水中溶解205. 216g的六水合氯化鋁、228. 293g的水合(XH20)氯化镥和3. 617g的六水合氯化鈰，并將其快速逐滴加入到該碳酸氫溶液中；在該加入期間，必須通過加入濃氨水將pH保持在pH8。隨后再攪拌該混合物一小時(shí)。在老化之后，過濾出沉淀物并在約12(TC下在干燥柜中干燥。 研磨經(jīng)干燥的沉淀物，隨后在空氣中在IOO(TC下煅燒4小時(shí)。隨后，再次對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行研磨并在形成氣體中在170(TC下煅燒8小時(shí)。
實(shí)例12 :LED的制造和在液晶顯示器中的安裝 借助于滾筒混合器(tumble mixer)將來自實(shí)例10的磷光體(綠光磷光體)與來自實(shí)例6的紅光磷光體以1 : 2. 17的混合比率混合在來自DowCorning的硅酮(silicone)樹脂系統(tǒng)OE 6336的兩種組分A和B中，使得磷光體在兩種組分A和B中的濃度為10重量％。然后將來自Merck的2. 2重量％的硅膠粉末加入到兩種混合物中，以使其具有觸變性，然后再次在滾筒混合器中均勻化所產(chǎn)生的混合物。在每一種情況下混合5ml的組分A和5ml的組分B以得到均勻的混合物，并將混合物引入到料箱(cartridge)中，該料箱被連接到給料器的配量閥。將C0B(板上芯片)原料LED(每個(gè)LED均由具有1mm2的表面積的接合的InGaN芯片構(gòu)成，發(fā)射波長為450nm)安裝在給料器中。通過給料器閥的xyz定位將半球形料(dome)施加到每一個(gè)芯片。所述半球形料由兩種硅酮組分和兩種磷光體以及硅膠粉末的具有觸變性的混合物構(gòu)成。然后，使以該方式處理的COB-LED經(jīng)受15(TC的溫度，在該溫度下使硅酮固化。然后，可以使LED工作，其發(fā)射具有6000K的色溫的白光。然后將以上制造的數(shù)個(gè)LED安裝在液晶顯示器的背面照明系統(tǒng)中。
1權(quán)利要求
一種液晶顯示器，其裝配有背面照明系統(tǒng)，所述背面照明系統(tǒng)具有至少一個(gè)白光源，所述白光源包括至少一個(gè)半導(dǎo)體二極管和至少一個(gè)磷光體層，所述磷光體層包括至少兩種磷光體的組合，其中至少一種磷光體發(fā)射紅光并且至少一種磷光體發(fā)射綠光。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的液晶顯示器，其特征在于，所述白光源包括發(fā)光的氮化銦鋁鎵半 導(dǎo)體，具體化學(xué)式為IriiGajAlkN，其中0《i，O《j，O《k且i+j+k = 1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和/或2的液晶顯示器，其特征在于，所述白光源包括發(fā)射藍(lán)光的 InGaN半導(dǎo)體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的液晶顯示器，其特征在于，所述磷光體層包括 發(fā)射紅光的磷光體作為銪(III)或鉻(III)激活的線發(fā)射體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的液晶顯示器，其特征在于，所述磷光體層包括銪(III)或 鉻(III)激活的線發(fā)射體作為發(fā)射紅光的磷光體，其選自Al203:Cr、Na。.5Gd。.3Eu。.2W04、 Na0.5Y0.4Eu0.丄Mo04、 Na0.5La0.3Eu0.2W04、 Na0.5La0.3Eu0.2Mo04、 Na0.5La0.3Eu0.2 (W04) 0.5 (Mo04) 0.5、 LaL 2Eu0.8Mo04、 LaL 2Eu0.8W04、 (Gd0.6Eu0.4) 2 (W04)丄.5P04。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的液晶顯示器，其特征在于，所述磷光體層包括 發(fā)射綠光的磷光體作為鈰(III)或銪(II)激活的磷光體，其選自硫代鎵酸鹽、硅酸鹽、氧代 次氮基硅酸鹽、鋁酸鹽、氮化物或石榴石。
7. —種背面照明系統(tǒng)，其具有至少一個(gè)白光源，所述白光源包括至少一個(gè)半導(dǎo)體二極 管和至少一個(gè)磷光體層，所述磷光體層包括發(fā)射紅光和綠光的至少兩種磷光體的組合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的背面照明系統(tǒng)，其特征在于，所述白光源包括發(fā)光的氮化銦鋁鎵 半導(dǎo)體，具體化學(xué)式為IriiGajAlkN，其中0《i，O《j，O《k且i+j+k = 1。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7和/或8的背面照明系統(tǒng)，其特征在于，所述白光源包括發(fā)射藍(lán)光的 InGaN半導(dǎo)體。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7到9中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的背面照明系統(tǒng)，其特征在于，所述磷光體層 包括發(fā)射紅光的磷光體作為銪(III)或鉻(III)激活的線發(fā)射體。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7到10中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的背面照明系統(tǒng)，其特征在于，所述磷光體 層包括發(fā)射紅光的磷光體作為銪或鉻激活的線發(fā)射體，其選自Al203:Cr、 Na。.5Gd。.3Eu。.2W04、 Na0.5Y0.4Eu0.丄Mo04、 Na0.5La0.3Eu0.2W04、 Na0.5La0.3Eu0.2Mo04、 Na0.5La0.3Eu0.2 (W04) 0.5 (Mo04) 0.5、 LaL 2Eu0.8Mo04、 LaL 2Eu0.8W04、 (Gd0.6Eu0.4) 2 (W04)丄.5P04。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7到11中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的背面照明系統(tǒng)，其特征在于，所述磷光體層 包括發(fā)射綠光的磷光體作為鈰(III)或銪(II)激活的磷光體，其選自硫代鎵酸鹽、硅酸鹽、 氧代次氮基硅酸鹽、鋁酸鹽、氮化物和石榴石。
13. —種白光源，其包括發(fā)射藍(lán)光的氮化銦鋁鎵半導(dǎo)體，具體化學(xué)式為IniGajAlkN，其中 0《i，O《j，O《k且i+j+k = l，并且所述白光源包括磷光體層，所述磷光體層包括發(fā)射 紅光和綠光的至少兩種磷光體的組合。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的白光源，其特征在于，所述白光源包括發(fā)射藍(lán)光的InGaN半導(dǎo)體。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13和/或14的白光源，其特征在于，所述磷光體層包括發(fā)射紅光的 磷光體作為銪(III)或鉻(III)激活的線發(fā)射體。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13到15中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的白光源，其特征在于，所述磷光體層包括發(fā)射綠光的磷光體作為鈰(III)或銪(II)激活的磷光體，其選自硫代鎵酸鹽、硅酸鹽、氧代 次氮基硅酸鹽、鋁酸鹽、氮化物或石榴石。
17. —種制造液晶顯示器的方法，所述液晶顯示器裝配有具有白光源的背面照明系統(tǒng)， 所述方法包括以下步驟參制造由具體化學(xué)式為IriiGajAlkN的發(fā)射藍(lán)光的InGaAIN半導(dǎo)體構(gòu)成的至少一個(gè)LED 以及包括發(fā)射紅光的磷光體和發(fā)射綠光的磷光體的組合的磷光體層，其中，O《i，O《j， 0《k且i+j+k = 1 ;參在外殼中安裝一個(gè)或多個(gè)LED,以形成包含漫射器和反射器的背面照明系統(tǒng)；以及 參使所述背面照明系統(tǒng)與對(duì)應(yīng)的包含具有濾色器系統(tǒng)的前板的液晶單元組合，以形成 所述液晶顯示器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝配有具有白光源的背面照明系統(tǒng)的液晶顯示器及其制造方法，所述白光源包含半導(dǎo)體二極管和磷光體層，所述磷光體層包括至少兩種磷光體的組合，其中至少一種磷光體發(fā)射紅光并且至少一種磷光體發(fā)射綠光。
文檔編號(hào)C09K11/77GK101784948SQ200880103644
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月20日
發(fā)明者H·溫克勒, T·朱斯特爾 申請(qǐng)人:默克專利有限公司