专利名称：具有led磷光体的lcd背面照明的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有包含白光源的背面照明(backlighting)系统的液晶显示器，所 述白光源包括半导体二极管和包含至少两种磷光体的组合的磷光体层，其中至少一种磷光 体发射红光并且至少一种磷光体发射绿光。本发明还涉及背面照明系统及其制造方法。
背景技术：
液晶显示器(LCD)是无源显示系统，即，其本身不发光。这些显示器基于的原理为 光是否通过液晶层。这意味着需要外部光源来产生图像。在反射型液晶显示器中，利用环境 光作为外部光源，这意味着原则上不需要背面照明。在透射型液晶显示器中，在背面照明系 统中产生光。同时，其中透反射器(transflector)通常位于背向观察者的起偏振器之后的 透反射型液晶显示器(同时发生透射和反射)同样具有重要应用。其中的每一个像素被分 为反射子像素和透射子像素，它们的相关的液晶层的厚度近似为l : 2的比率。反射部件利 用环境光工作并具有例如由铝制成的反射基底层。透射部件的表现例如类似TN(=扭转向 列)基元(cell)并能够通过可被开启的背面照明(尤其在差的外部光情况下)获得必需的 对比度。因为尤为省电，因此现今后者被用于例如PDA、游戏机(掌上游戏机(GameBoy))、 数字照相机的取景器或用于(廉价)笔记本中。 在液晶显示器中，通过例如在滤色器的帮助下将来自背面照明的白光过滤为原色 蓝、绿和红色，可以产生像素的原色。显示器能够产生的色空间(其对于颜色的显示是重要 的)受蓝、绿和红原色的纯度的限制。在CIExy色图中，显示器的红、绿和蓝原色形成三角 形，该三角形指示出该显示器可以显示的色空间。显示器不能显示在该色空间之外的颜色。
在液晶显示器中，由下列因素决定色空间 首先是用于背面照明的光源和LCD面板自身的结构屏幕的每一个像素由红、绿 和蓝色区域构成。通过使来自背面照明的白光透射通过滤色器场而产生这些区域的颜色。 滤色器是显示器的色空间的一个决定因素。宽带发光源通常用于LCD背面照明，所述宽带 发光源为例如CCFL(冷阴极荧光灯二Hg低压冷阴极放电灯)或氙放电灯，其发射具有不希 望的颜色分量(例如，橙色、黄色和青色)的宽色谱。为了使屏幕可以显示的色空间最大化， 仅仅需要尽可能高纯度的红色、绿色和蓝色。这些原色必须是饱和的，因为来自主光源的白 光被滤色器重新分成原色。 为了扩大色空间，在该情况下需要通过使用附加的滤色器将来自背面照明的光转 变为包括较窄带的蓝、绿和红色分量的谱。除了该类型的附加滤色的技术复杂性之外，还会 极大地减小光通量，导致屏幕亮度下降。 由于需要附加的复杂的滤色器，CCFL会导致色空间受限制且使屏幕亮度下降，因 此，为了回避宽带背面照明的这些缺点，最近已经用LED阵列来代替CCFL。这些阵列由发射 比CCFL窄得多的带谱的蓝、绿和红光LED构成。出于该原因，因为仅需要简单的滤色器，因 此显示器可以显示的色空间更大并且可获得的亮度也更大。其具有的另外的优点为显示器 的更高的能量效率，这是因为LED的背面照明透射率(70% )显著大于CCFL(5% )。此外，LED背面照明具有显著长于CCFL的寿命(LED为100， 000工作小时，而CCFL为5000工作小 时)，并且在LED中不采用在CCFL中不可或缺的水银。 然而，将蓝、绿和红光LED用于背面照明的缺点在于，LED的半导体芯片是不同的 InGaN用于蓝光，InGaN同样用于绿光(但In含量更高)，而InGaAlP用作红光的基础材料。 这三种材料呈现不同的发光效率并具有不同的劣化特性。结果，需要采用复杂的主动控制 系统，该控制系统通过用于LED寻址的控制电路而使得由蓝、绿和红光LED常数的白光的色 点保持恒定。 用于背面照明中的每一个单独的LED (最高为几千个LED)的该复杂的主动控制系 统导致装配有LED的LCD TV屏幕的成本比装配有CCFL的屏幕昂贵4_10倍。
高价格妨碍了质量好得多的LED背面照明占有市场。 WO 02/095791描述了一种装配有气体放电灯(冷阴极灯或Xe放电灯)作为白光 源的液晶屏幕，其包括包含有发射红、绿和蓝光的磷光体的组合的磷光体层。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种液晶显示器，其装配有背面照明系统，所述背面 照明系统具有至少一个白光源，所述白光源包括至少一个半导体二极管和至少一个磷光体 层，所述磷光体层包括至少两种磷光体的组合，其中至少一种磷光体发射红光并且至少一 种磷光体发射绿光。 根据本发明的另一方面，提供一种背面照明系统，其具有至少一个白光源，所述白 光源包括至少一个半导体二极管和至少一个磷光体层，所述磷光体层包括发射红光和绿光 的至少两种磷光体的组合。 根据本发明的再一方面，提供一种白光源，其包括发射蓝光的氮化铟铝镓半导体， 具体化学式为IriiGajAlkN，其中0《i，O《j，O《k且i+j+k = l，并且所述白光源包括磷 光体层，所述磷光体层包括发射红光和绿光的至少两种磷光体的组合。 根据本发明的又一方面，提供一种制造液晶显示器的方法，所述液晶显示器装配 有具有白光源的背面照明系统，所述方法包括以下步骤 參制造由具体化学式为IniGajAlkN的发射蓝光的InGaAIN半导体构成的至少一 个LED以及包括发射红光的磷光体和发射绿光的磷光体的组合的磷光体层，其中，O《i， 0《j，O《k且i+j+k = 1 ; 參在外壳中安装一个或多个LED，以形成包含漫射器和反射器的背面照明系统； 以及 參使所述背面照明系统与对应的包含具有滤色器系统的前板的液晶单元组合，以
形成所述液晶显示器。
下面将参考示例性的实施例更详细地解释本发明。 图1示出了根据本发明的液晶显示器(被直接照明的设计)的示意表示(1 =没 有背面照明的LCD单元；2 =背面照明单元；3 =漫射器；4 =具有根据本发明的磷光体层的 LED ;5 =来自背面照明单元的均匀光通量)。
图2示出了根据本发明的液晶显示器(被侧面照明的设计)的示意表示(1 =没 有背面照明的LCD单元；2 =背面照明单元；3 =漫射器；4 =具有根据本发明的磷光体层的 LED ;5 =来自背面照明单元的均匀光通量)。
具体实施例方式
本发明的目的是提供一种背面照明系统，其具有与R、G、B LED背面照明相同的高 质量(对于可显示的色空间和亮度而言)，但同时还显著降低了成本。 令人吃惊的是，现在已经发现，在使用某些LED时，可以不必为每一个单独的LED 使用复杂的主动控制系统，并且这些LED可以用于常规背面照明系统。根据本发明的这些 LED可以实现在屏幕的整个寿命期间计算出的比常规CCFL背面照明更便宜的背面照明，这 与更低的成本相关联。 因此，本发明涉及一种装配有至少一个背面照明系统的液晶显示器，所述背面照
明系统具有至少一个白光源，所述白光源包括至少一个半导体二极管和至少一个磷光体
层，所述至少一个半导体二极管优选发射蓝光，所述至少一个磷光体层包括至少两种磷光
体的组合，其中至少一种磷光体发射红光并且至少一种磷光体发射绿光。 液晶显示器通常具有液晶单元和背面照明系统。液晶单元典型地包括第一起偏
振器和第二起偏振器以及具有两个透明层的液晶基元，每一个透明层都承载透光电极的矩
阵。在两个基底之间设置液晶材料。例如，液晶材料包括TN(扭转向列)液晶、STN(超扭
转向列)液晶、DSTN(双超扭转向列)液晶、FSTN(箔超扭转向列)液晶、VAN(垂直对准)
液晶或OCB(光学补偿弯曲)液晶。液晶基元被两个起偏振器以三明治状的方式包围，其中
观察者可以看到第二起偏振器。 此外，非常适合于监视器应用的为IPS(面内切换)技术。与TN显示器相反，在 IPS基元中，电极仅仅位于液晶层的一侧上，在所述电极的电场中切换液晶分子。所产生的 电场是均匀的，且是平行于基底表面而对准的(第一近似(to a first即proximation))。 在基板面内(面内)相应地切换分子，与TN显示器相比，这导致依赖于透射强度的显著较 低的视角。另外，在宽视角范围内光学特性良好的不太为人所知的技术为FFS技术和从其 发展而来的AFFS(先进边缘场(fringe field)切换)技术。其具有与IPS技术相似的功 能原理。 此外，本发明还涉及一种具有白光源的背面照明系统，所述白光源包括半导体二 极管和磷光体层，所述半导体二极管优选发射蓝光，所述磷光体层包括发射红和绿光的至 少两种磷光体的组合。 例如，根据本发明的背面照明系统可以为"被直接照明(direct-lit)"的背面照明 系统(参见图1)或"被侧面照明(side-lit)"的背面照明系统(参见图2)，其具有光波导 和输出耦合结构(outcoupling structure)。所述背面照明系统具有白光源，其通常位于外 壳中，优选在所述背面照明系统内部具有反射器。所述背面照明系统还具有至少一个漫射 器板。为了产生和显示彩色图像，液晶单元具有滤色器。所述滤色器包含透射红、绿或蓝光 的具有马赛克状图形的像素。所述滤色器优选设置在第一起偏振器与液晶基元之间。
白(主)光源包括发射蓝光的氮化铟铝镓半导体二极管，具体地，化学式为 IniGa，.AlkN，其中0《i，O《j，O《k且i+j+k = 1。优选地，与对应的转换磷光体组合的InGaN半导体二极管优选地发射白光或实际上白光。该InGaN半导体二极管具有在430nm 与480nm之间的最大发射，并具有极高的效率和长寿命(> 150000小时)，并且效率的退化 极小。 在又一实施例中，所述白光源还可以为基于ZnO、TCO(透明导电氧化物)、ZnSe或 SiC的发光化合物。 原则上，根据本申请所选择的多种设计均可以用于发射蓝光的半导体二极管，其 与磷光体层组合而产生白光。 根据本发明，所述白光源具有磷光体层，所述磷光体层包括发射红和绿光的磷光 体的组合。 本发明还涉及一种制造液晶显示器的方法，所述液晶显示器装配有具有白光源的 背面照明系统，所述方法包括以下步骤 參制造由特别地化学式为IriiGajAlkN的发射蓝光的InGaAIN半导体构成的至少一 个LED以及包括发射红光的磷光体和发射绿光的磷光体的组合的磷光体层，其中，O《i， 0《j，O《k且i+j+k = 1 ; 參在外壳中安装一个或多个LED，以形成包含漫射器和反射器的背面照明系统； 以及 參使所述背面照明系统与对应的包含具有滤色器系统的前板的液晶单元组合，以
形成所述液晶显示器。 由发射蓝光的主光源激发的发射绿光的磷光体具有在520nm与550nm之间的 最大发射。根据本发明，优选所有铈(III)或铕(II)激活的磷光体，其选自硫代镓酸 盐(thiogallate)、硅酸盐、氧代次氮基硅酸盐(oxonitridosilicate)、铝酸盐、氮化物 或石榴石。这里可以列举的这些磷光体的实例为(Y， Lu)3(Al， Ga)5012:Ce ;SrSi2N202:Eu ; SrGa2S4:Eu ; (Sr， Ba)2Si04:Eu以及SrAl204:Eu。 这些磷光体可以通过固态合成的常规方法或者也可通过湿法化学方法制备(参 见William M. Yen, Marvin J. Weber， Inorganic Phosphors, Compositions, Preparation and optical properties, CRC Press, New York,2004)。 由发射蓝光的主光源或发射绿光的磷光体激发发射红光的磷光体，所述发射红光 的磷光体优选为线发射体(line emitter)。所述发射红光的磷光体优选为铕(III)或铬 (III)激活的线发射体。根据本发明，发射红光的磷光体具有在590与620nm之间的最大发 射(在Eu(III)激活的磷光体的情况下)或在680与700nm之间的最大发射(在Cr(III) 激活的磷光体的情况下)。特别优选地，所述磷光体层包括选自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的铕或铬激活的线发射体作为发射红光 的磷光体。 AlA:Cr(红宝石)在光谱的黄绿光区域中受到有效激励而在693nm处发射暗 红色的线。如果使用(部分地)允许铕的受禁的(forbidden)内部f-f吸收跃迁的基体 (matrix)，则可以采用Eu(III)激活的磷光体。 可以通过湿法化学方法制备根据本发明优选的红光线发射体Al2(VCr (参见DE 102006054328. 9和DE 102007001903.5)。因此，可以非常廉价地制造这些红宝石，并且由于其暗红色的发射，这些红宝石适合作为用于pcLED的转换磷光体，以产生具有高效率和 优越的颜色重现的暖白光。可以通过湿法化学方法制备这些磷光体，由此产生用0. 01重 量％到10重量％的Cr3+或Cr203掺杂的A1203颗粒，其具有可调整的尺寸和均匀的形貌。
用于制备磷光体的初始材料由基础材料(例如，铝的盐溶液)和至少一种含 Cr(III)的掺杂剂。合适的初始材料为无机和/或有机物质，例如，金属、半金属、过渡金属 和/或稀土的硝酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸氢盐、磷酸盐、羧酸盐、醇化物、乙酸盐、草酸 盐、卤化物、硫酸盐、有机金属化合物、氢氧化物、和/或氧化物，上述物质可以溶解和/或悬 浮在无机和/或有机液体中。优选使用混合的硝酸盐溶液、氯化物或氢氧化物溶液，其包含 必不可少的化学计量比的对应元素。 根据本发明的发射红光的磷光体的又一个优点在于，磷光体的发光度随着温度增 加而增大。这是令人吃惊的，因为磷光体的发光度通常随温度增加而降低。根据本发明的 该有利特性对于将磷光体应用到高功率LED( > 1瓦特能量消耗)是特别重要的，因为这些 LED的工作温度可以达到15(TC以上。 湿法化学制备通常具有这样的优点，所产生的材料在用于制备根据本发明的红光 线发射体的颗粒的化学计量组成、颗粒尺寸和形貌方面具有更高的均匀性。优选地，通过沉 淀和/或溶胶一凝胶方法来实施湿法化学制备。 由对应的金属和/或稀土盐，优选由硫酸铝、硫酸钾、硫酸钠和铬明矾(chrome alum)溶液，通过常规方法来实施根据本发明的线发射体的制备。在EP 763573中详细描述 了该制备方法。 这里，在本领域的技术人员公知的工艺条件下，将磷光体或其前体(precursor) 施加到红宝石颗粒。在从悬浮液中分离之后，干燥材料，并对其进行煅烧处理，该处理可以 以多个步骤并(部分地)在最高为170(TC的温度下在还原条件下实施。在多个纯化步骤之 后，在600到1800°C ，优选800到1700°C的温度下煅烧该磷光体数小时。此时，磷光体前体 转变为实际的磷光体。 优选至少部分地在还原条件下(例如，使用一氧化碳、形成气体(forming gas)、 纯或稀释的氢气或至少真空或贫氧气氛)实施煅烧。 此夕卜，还可以通过单晶合成方法(例如，Verneuil方法，参见 Kontakte (Merck) 1991， No. 2， 17-32，或Ullmann(4.) 15， 146，来源CD R6mpp Chemie Lexikon[CD R(impp，S Lexicon of Chemistry]-Version 1.0， Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1995)制备根据本发明的红光线发射体。 所提及的方法的使用名称为例如Kyropoulus、 Bridgman-Stockbarger、 Czochralski、 Verneuil方法以及热液合成。还在无坩埚区熔和坩埚拉拔之间进行了区别 (来源CD朋mppChemieLexikon[CDR6mpp，SLexicon of Chemistry]-Version 1.0， Stuttgart/NewYork :Georg Thieme Verlag 1995)。 发射红光的线发射体Na。.5Gd。.3Eu。.2W04、 Na0.5Y0.4Eu0.风、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优选通过湿法化学方法制备，之后对其进行热处理(参见DE 102006027026. 6)。制备时采用的初始材料为对应的金属、半金属、过渡金属和/或稀土的 硝酸盐、卣化物和/或磷酸盐。
根据本发明，加热具有表面活性剂(优选乙二醇)的溶解的或悬浮的初始材料数 小时，并在室温下使用有机沉淀剂(优选丙酮)离析所产生的中间物。在纯化和干燥中间 物之后，在600到120(TC的温度下对中间物进行热处理数小时，获得作为最终产物的红光 线发射体。 对于在LED的工作期间的分解而言，形成磷光体层的发射红光的和发射绿光的转
换磷光体是化学稳定的，即，它们没有水解的倾向并且不与来自其环境的材料反应。 下面的实例旨在示例本发明。然而，不应将其视为是限制性的。用于各成分的所
有化合物或组分是公知的且商业可得的，或者可以通过公知方法合成。 实例 实例1 :成分Al^A:Cr。.，的发射红光的磷光体颗粒的制造
在约75t:下在450ml的去离子水中溶解223. 8g的十八水合硫酸铝、114. 5g的硫 酸钠、93. 7g的硫酸钾以及2. 59g的KCr (S04) 2X 12H20 (铬明砜)。将2. Og的34. 4%的硫酸 钛溶液加入到该混合物中，得到水溶液(a)。 在250ml的去离子水中溶解0. 9g的十二水合磷酸三钠和107. 9g的碳酸钠，获得 水溶液(b)。将两种水溶液(a)和(b)同时加入到200ml的去离子水中，并搅拌15分钟。 再搅拌该混合物15分钟。蒸发所产生的溶液至干燥，然后在约120(TC的温度下煅烧所产生 的固体5小时。加入水以清洗掉游离的硫酸盐。使用水与干燥的常规纯化步骤可以获得所 希望的磷光体AlL99^:Cr,9。 实例2 :红光磷光体Na。. 5Gd。. 3Eu。. 2W04的制备 在100ml的乙二醇中溶解2. 708g的六水合硝酸钆和1. 784g的六水合硝酸铕[溶 液1]。同时，制备1. 550g的二水合钨酸钠在50ml去离子水中的溶液[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)，在回流条件下加热该混合物6小时。
在反应溶液冷却之后，逐滴加入200ml的丙酮，随后离心分离沉淀物，再次用丙酮 清洗，并在空气流中干燥，之后转移到瓷皿中并在60(TC下煅烧5小时。
实例3 :红光磷光体Na。. 5Y。. 4Eu。. #004的制备 在100ml的乙二醇中溶解3. 06g的六水合硝酸钇和0. 892g的六水合硝酸铕[溶 液1]。同时，制备1. 210g的二水合钼酸钠在50ml的去离子水中的溶液[溶液2]。初始引 入20ml的溶液1，向该混合物中逐滴加入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，回流该混合物6小时。 在反应溶液冷却之后，逐滴加入200ml的丙酮，随后离心分离沉淀物，再次用丙酮 清洗，并在空气流中干燥。 将该批料转移到马弗炉(muffle furnace)中，在其中在600。C下煅烧5小时。
实例4 :红光磷光体Na。. 5La。. 3Eu。. 2W04的制备(沉淀反应) 在100ml的去离子水中溶解2. 120g的六水合氯化镧和1. 467g的六水合氯化铕 [溶液1]。同时，制备4. 948g的二水合钨酸钠在100ml去离子水中的溶液[溶液2]。初始 引入100ml的溶液1，向其中逐滴加入溶液2(检测pH，其应在7. 5-8的范围内，如果需要， 使用NaOH溶液(1M)进行修正)。
随后，在回流条件下加热该混合物6小时。
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在反应溶液冷却之后，通过抽吸过滤出沉淀物，并进行干燥，获得白色沉淀物。
在600 °C下煅烧该批料5小时。 实例5 :通过与柠檬酸络合对红光磷光体Na。. 5La。. 3Eu。. 2Mo04的制备在温和加热(gentle warming)的条件下在10ml的H202(30% )中溶解1. 024g的
氧化钼(IV)。在该黄色溶液中加入4. 608g的柠檬酸与10ml的蒸馏水。 随后，加入1. 040g的La(N03) X6H20和0. 714g的Eu(N03) X6H20以及0. 340g的
NaN03，由此，混合物达到40ml 。 在真空干燥柜中干燥该黄色溶液，初始形成蓝色泡沫，由该泡沫最终形成蓝色粉 末。随后，在800 °C下煅烧该固体5小时。 实例6 :红光磷光体Na。. 5La。. 3Eu。. 2 (W04) 。. 5 (Mo04) 。. 5的制备 在100ml的去离子水中溶解2. 120g的六水合氯化镧和1. 467g的六水合氯化铕 [溶液1]。同时，制备1. 815g的二水合钼酸钠和2. 474g的二水合钨酸钠在100ml去离子 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应在7. 5-8的 范围内，如果需要，使用NaOH溶液(1M)进行修正)。随后，在回流条件下加热该混合物6小 时。 在反应溶液冷却之后，通过抽吸过滤出沉淀物，并进行干燥，随后在60(TC下煅烧 该批料5小时。 实例7 :通过与柠檬酸络合对红光磷光体Lai.2Eu。.8Mo04的制备 在温和加热的条件下在10ml的H202 (30% )中溶解1. 024g的氧化钼(IV)。在该
黄色溶液中加入4. 608g的柠檬酸与10ml的蒸馏水。 随后，加入1. 040g的La(N03) X6H20和0. 714g的Eu(N03) X6H20以及0. 340g的 NaN03，由此，混合物达到40ml 。 在真空干燥柜中干燥该黄色溶液，初始形成蓝色泡沫，由该泡沫最终形成蓝色粉 末。随后，在600 °C下煅烧该固体5小时。 实例8 :通过与柠檬酸络合对红光磷光体Lai.2Eu。.8W04的制备
在温和加热的条件下在10ml WH202(30% )中溶解O. 9711g的氧化鸨(IV)。同时， 制备O. 7797g的La(N03)3 *6H20、0. 5353g的Eu (N03) 3 6H20以及1. 8419g的拧檬酸在40ml 的H20中的溶液，并将其加入到蓝色钨酸盐溶液中。 在真空干燥柜中干燥该蓝色溶液，初始形成蓝色泡沫，由该泡沫最终形成蓝色粉
末。随后，在600 °C下煅烧该固体5小时。 实例9 :红光磷光体(Gd。.6Eu。.4) 2 (W04)5P04的制备 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)。 在锥形烧瓶中初始引入100ml的溶液1。首先，向其中加入70ml的溶液3。溶液 变得混浊，但在短暂搅拌之后，重新变为澄清。随后逐滴加入70ml的溶液2和5ml的NaOH 溶液(1M)的混合物。 将反应混合物转移到三颈烧瓶中并在回流和搅拌条件下加热至少6小时。
10的丙酮逐滴加入到反应溶液中。随后，离心分离出沉淀物并再次用丙酮清洗。然后，在炉中在65(TC下煅烧该产物4小时。
实例10 :发射绿光的磷光体Ba2Si04:Eu的制备 通过研磨混合390g的碳酸钡、3. 5g的氧化铕(III) 、63g的硅胶(Si02)和5. 4g的氯化铵。在C0气氛中，在110(TC下煅烧该混合物8小时。在精细研磨之后，再次加入并良好地混合5.4g的氯化铵。然后再次在C0气氛中在120(TC下煅烧该混合物14小时。在研磨之后，用水清洗粉末以去除过量的氯化物，并在空气中干燥。
实例11 :发射绿光的磷光体Lu3Al5012:Ce的制备 在3升的去离子水中溶解537. 6g的碳酸氢铵。在约400ml的去离子水中溶解205. 216g的六水合氯化铝、228. 293g的水合(XH20)氯化镥和3. 617g的六水合氯化铈，并将其快速逐滴加入到该碳酸氢溶液中；在该加入期间，必须通过加入浓氨水将pH保持在pH8。随后再搅拌该混合物一小时。在老化之后，过滤出沉淀物并在约12(TC下在干燥柜中干燥。 研磨经干燥的沉淀物，随后在空气中在IOO(TC下煅烧4小时。随后，再次对产物进行研磨并在形成气体中在170(TC下煅烧8小时。
实例12 :LED的制造和在液晶显示器中的安装 借助于滚筒混合器(tumble mixer)将来自实例10的磷光体(绿光磷光体)与来自实例6的红光磷光体以1 : 2. 17的混合比率混合在来自DowCorning的硅酮(silicone)树脂系统OE 6336的两种组分A和B中，使得磷光体在两种组分A和B中的浓度为10重量％。然后将来自Merck的2. 2重量％的硅胶粉末加入到两种混合物中，以使其具有触变性，然后再次在滚筒混合器中均匀化所产生的混合物。在每一种情况下混合5ml的组分A和5ml的组分B以得到均匀的混合物，并将混合物引入到料箱(cartridge)中，该料箱被连接到给料器的配量阀。将C0B(板上芯片)原料LED(每个LED均由具有1mm2的表面积的接合的InGaN芯片构成，发射波长为450nm)安装在给料器中。通过给料器阀的xyz定位将半球形料(dome)施加到每一个芯片。所述半球形料由两种硅酮组分和两种磷光体以及硅胶粉末的具有触变性的混合物构成。然后，使以该方式处理的COB-LED经受15(TC的温度，在该温度下使硅酮固化。然后，可以使LED工作，其发射具有6000K的色温的白光。然后将以上制造的数个LED安装在液晶显示器的背面照明系统中。
1权利要求
一种液晶显示器，其装配有背面照明系统，所述背面照明系统具有至少一个白光源，所述白光源包括至少一个半导体二极管和至少一个磷光体层，所述磷光体层包括至少两种磷光体的组合，其中至少一种磷光体发射红光并且至少一种磷光体发射绿光。
2. 根据权利要求1的液晶显示器，其特征在于，所述白光源包括发光的氮化铟铝镓半 导体，具体化学式为IriiGajAlkN，其中0《i，O《j，O《k且i+j+k = 1。
3. 根据权利要求1和/或2的液晶显示器，其特征在于，所述白光源包括发射蓝光的 InGaN半导体。
4. 根据权利要求1到3中的一项或多项的液晶显示器，其特征在于，所述磷光体层包括 发射红光的磷光体作为铕(III)或铬(III)激活的线发射体。
5. 根据权利要求4的液晶显示器，其特征在于，所述磷光体层包括铕(III)或 铬(III)激活的线发射体作为发射红光的磷光体，其选自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. 根据权利要求1到5中的一项或多项的液晶显示器，其特征在于，所述磷光体层包括 发射绿光的磷光体作为铈(III)或铕(II)激活的磷光体，其选自硫代镓酸盐、硅酸盐、氧代 次氮基硅酸盐、铝酸盐、氮化物或石榴石。
7. —种背面照明系统，其具有至少一个白光源，所述白光源包括至少一个半导体二极 管和至少一个磷光体层，所述磷光体层包括发射红光和绿光的至少两种磷光体的组合。
8. 根据权利要求7的背面照明系统，其特征在于，所述白光源包括发光的氮化铟铝镓 半导体，具体化学式为IriiGajAlkN，其中0《i，O《j，O《k且i+j+k = 1。
9. 根据权利要求7和/或8的背面照明系统，其特征在于，所述白光源包括发射蓝光的 InGaN半导体。
10. 根据权利要求7到9中的一项或多项的背面照明系统，其特征在于，所述磷光体层 包括发射红光的磷光体作为铕(III)或铬(III)激活的线发射体。
11. 根据权利要求7到10中的一项或多项的背面照明系统，其特征在于，所述磷光体 层包括发射红光的磷光体作为铕或铬激活的线发射体，其选自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. 根据权利要求7到11中的一项或多项的背面照明系统，其特征在于，所述磷光体层 包括发射绿光的磷光体作为铈(III)或铕(II)激活的磷光体，其选自硫代镓酸盐、硅酸盐、 氧代次氮基硅酸盐、铝酸盐、氮化物和石榴石。
13. —种白光源，其包括发射蓝光的氮化铟铝镓半导体，具体化学式为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体层，所述磷光体层包括发射 红光和绿光的至少两种磷光体的组合。
14. 根据权利要求13的白光源，其特征在于，所述白光源包括发射蓝光的InGaN半导体。
15. 根据权利要求13和/或14的白光源，其特征在于，所述磷光体层包括发射红光的 磷光体作为铕(III)或铬(III)激活的线发射体。
16. 根据权利要求13到15中的一项或多项的白光源，其特征在于，所述磷光体层包括发射绿光的磷光体作为铈(III)或铕(II)激活的磷光体，其选自硫代镓酸盐、硅酸盐、氧代 次氮基硅酸盐、铝酸盐、氮化物或石榴石。
17. —种制造液晶显示器的方法，所述液晶显示器装配有具有白光源的背面照明系统， 所述方法包括以下步骤參制造由具体化学式为IriiGajAlkN的发射蓝光的InGaAIN半导体构成的至少一个LED 以及包括发射红光的磷光体和发射绿光的磷光体的组合的磷光体层，其中，O《i，O《j， 0《k且i+j+k = 1 ;參在外壳中安装一个或多个LED,以形成包含漫射器和反射器的背面照明系统；以及 參使所述背面照明系统与对应的包含具有滤色器系统的前板的液晶单元组合，以形成 所述液晶显示器。
全文摘要
本发明涉及一种装配有具有白光源的背面照明系统的液晶显示器及其制造方法，所述白光源包含半导体二极管和磷光体层，所述磷光体层包括至少两种磷光体的组合，其中至少一种磷光体发射红光并且至少一种磷光体发射绿光。
文档编号C09K11/77GK101784948SQ200880103644
公开日2010年7月21日 申请日期2008年7月23日 优先权日2007年8月20日
发明者H·温克勒, T·朱斯特尔 申请人:默克专利有限公司