KR100735287B1 - Red light emitting phosphor and light emitting device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 근자외선 또는 청색 파장에서 고효율로 여기될 수 있는 새로운 적색 형광체에 관한 것으로서, 조성식 M2-x-yEuxSmyWO6으로 표현된 것으로서, 상기 조성식에서 M은 이트륨(Y), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 및 란탄계 원소로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 1종의 원소이며, x는 0.2 ≤x ≤1.2이고, y는 0 ≤y ≤0.7인 것을 특징으로 하는 적색 발광 형광체를 제공한다. 또한, 본 발명은 상기한 적색 형광체를 다른 색의 발광 형광체와의 혼합물형태로 형성된 파장변환부를 갖는 백색 발광장치도 제공한다. The present invention relates to a new red phosphor which can be excited with high efficiency at near ultraviolet or blue wavelength, and is represented by the composition formula M 2 -xy Eu x Sm y WO 6 , wherein M is yttrium (Y), aluminum ( Al), gallium (Ga) and at least one element selected from the group consisting of lanthanum-based elements, x is 0.2 ≤ x ≤ 1.2, and y is 0 ≤ y ≤ 0.7 to provide a red light-emitting phosphor . In addition, the present invention also provides a white light emitting device having a wavelength conversion portion formed in the form of a mixture of the above-described red phosphor with a light emitting phosphor of a different color.
적색 발광 형광체(red light emitting phosphor), 텅스테이트(tungstate), 이트륨(Yittrium) Red light emitting phosphor, tungstate, yittrium
Description
도1은 종래의 Y2WO6인 모체를 갖는 여기스펙트럼을 나타낸다. 1 shows an excitation spectrum having a parent which is a conventional Y 2 WO 6 .
도2a는 본 발명에 따른 적색 발광 형광체에서 유로퓸(Eu) 첨가량에 따른 여기스펙트럼을 나타낸다.Figure 2a shows the excitation spectrum according to the amount of europium (Eu) added in the red light-emitting phosphor according to the present invention.
도2b는 본 발명에 따른 적색 발광 형광체에서 여기파장에 따른 방출스펙트럼을 나타낸다. Figure 2b shows the emission spectrum according to the excitation wavelength in the red light-emitting phosphor according to the present invention.
도3은 본 발명에 따른 적색 발광 형광체에서 사마륨(Sm) 첨가량에 따른 여기스펙트럼을 나타낸다.3 shows an excitation spectrum according to the amount of samarium (Sm) added in the red light-emitting phosphor according to the present invention.
도4a 및 도4b는 본 발명에 따른 백색 발광장치의 예를 나타내는 측단면도이다.4A and 4B are side cross-sectional views showing an example of a white light emitting device according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
20,30: 백색발광장치 22a,22b,32a,32b: 리드 프레임20,30: White
25,35; 근자외선 LED 26a,26b,36a,36b: 와이어25,35; Near
28: 외형 몰딩부 29,39: 파장변환부28:
31: 패키지 기판31: package substrate
본 발명은 적색 발광 형광체에 관한 것으로서, 여기스펙트럼을 보다 장파장화함으로써 원하는 파장광에 대한 형광체효율을 향상시킨 새로운 적색 발광 형광체 및 이를 포함한 발광장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 파장변환용 형광체물질은 다양한 광원의 특정 파장광을 원하는 파장광으로 변환시키는 물질로 사용되고 있다. 특히, 다양한 광원 중 발광다이오드는 저전력 구동 및 우수한 광효율으로 인해 LCD 백라이트와 자동차 조명 및 가정용 조명장치로서 유익하게 적용될 수 있으므로, 최근에 형광체 물질은 백색 LED를 제조하기 위한 핵심기술로 각광받고 있다.In general, the phosphor material for wavelength conversion is used as a material for converting specific wavelength light of various light sources into the desired wavelength light. In particular, since light emitting diodes among various light sources can be advantageously applied as LCD backlights, automobile lights, and home lighting devices due to low power driving and excellent light efficiency, phosphor materials have recently been spotlighted as a core technology for manufacturing white LEDs.
종래의 백색 발광장치는 대개 청색 LED에 YAG(Y3Al5O12)계 또는 TAG계 황색 형광체를 도포하는 방식으로 제조되고 있으나, 연색성(color rendering)이 낮고, 장시간 사용에 의해 작동온도가 증가되면, 황변현상(yellowing)이 발생되는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 출원인은 대한민국 특허출원 2004-0076300호(2004.9.23일 출원)에서, 근자외선 LED와 적색, 녹색, 청색 형광체분말의 혼합물을 조합하는 방안이 사용되고 있다. 이러한 백색 발광장치는 황변현상을 완화시키는 동시에 연색지수(color rendering index: CRI)가 우수하고, 나아가, 폭넓은 색분포를 구현할 수 있다. Conventional white light emitting devices are generally manufactured by applying YAG (Y 3 Al 5 O 12 ) -based or TAG-based yellow phosphors to blue LEDs, but have low color rendering and increase the operating temperature due to prolonged use. There is a problem that yellowing occurs. In order to solve this problem, the applicant is using a method of combining a mixture of near-ultraviolet LED and red, green, blue phosphor powder in Korean Patent Application No. 2004-0076300 (filed September 23, 2004). Such a white light emitting device can alleviate yellowing and have a good color rendering index (CRI), and can realize a wide color distribution.
하지만, 이러한 발광장치에서, 적색 발광 형광체는 녹색 또는 청색 형광체에 비해 효율이 낮으므로, 상대적으로 많은 비율(60wt%이상)로 혼합되어야 한다. 이로 인해 형광체분말의 전체 양은 증가되므로, 광학적인 특성측면에서 형광체 입자에 의해 불이익한 영향이 있을 수 있다. However, in such a light emitting device, since the red light emitting phosphor is less efficient than the green or blue phosphor, it should be mixed in a relatively large proportion (more than 60wt%). This increases the total amount of the phosphor powder, there may be a disadvantageous effect by the phosphor particles in terms of optical properties.
이러한 적색 발광 형광체의 낮은 효율은 적색형광체가 다른 형광체에 비해 원하는 근자외선 대역 또는 청색대역에서 상대적으로 낮은 여기스펙트럼을 갖기 때문이다. The low efficiency of such a red light-emitting phosphor is because the red phosphor has a relatively low excitation spectrum in the desired near ultraviolet band or blue band as compared with other phosphors.
도1은 소량의 Eu(0.005mol%)를 도프한 Y2WO6인 종래의 적색형광체에 대한 여기 스펙트럼을 나타낸다. 1 shows an excitation spectrum for a conventional red phosphor of Y 2 WO 6 doped with a small amount of Eu (0.005 mol%).
도1을 참조하면, 이트륨 텅스테이트계 적색 발광 형광체는 320㎚부근에서 강한 흡수피크를 나타내는 반면에, 근자외선영역(390∼410㎚)과 청색영역(450∼480㎚)에서는 상대적으로 매우 낮은 여기스펙트럼을 갖는다. Referring to FIG. 1, the yttrium tungstate-based red light-emitting phosphor exhibits a strong absorption peak near 320 nm, while relatively very low excitation in the near ultraviolet region (390 to 410 nm) and the blue region (450 to 480 nm). Has a spectrum.
하지만, 일반적인 LED는 근자외선 또는 청색대역인 점을 감안할 때에, 도1과 같은 여기스펙트럼을 갖는 적색형광체로는 높은 효율을 기대하기 어렵다. 따라서, 당 기술분야에서는 강한 흡수피크영역이 근자외선 또는 청색의 파장대역에서 나타 나도록 새로운 적색 발광 형광체 조성 개발이 요구된다. 이러한 적색 발광 형광체 개발은 상용화된 근자외선 또는 청색 발광다이오드를 이용하는 백색 발광다이오드의 광효율 향상에도 기여할 수 있다.However, considering that a general LED has a near ultraviolet ray or a blue band, it is difficult to expect high efficiency with a red phosphor having an excitation spectrum as shown in FIG. Therefore, there is a need in the art to develop a new red light-emitting phosphor composition so that the strong absorption peak region appears in the near ultraviolet or blue wavelength band. The development of the red light-emitting phosphor may contribute to the improvement of the light efficiency of the white light emitting diode using the commercially available near ultraviolet light or the blue light emitting diode.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 Y2WO6과 같은 텅스테이트 모체에 유로퓸의 적정한 범위로 증가시키는 동시에, 선택적으로 사마륨을 첨가시킴으로써 근자외선 또는 청색의 파장에서 보다 향상된 효율을 갖는 새로운 적색 발광 형광체 조성물을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to increase the appropriate range of europium to a tungstate matrix such as Y 2 WO 6 and, at the same time, selectively add samarium in the near ultraviolet or blue wavelength. It is to provide a new red light emitting phosphor composition with more improved efficiency.
또한, 본 발명은 상기한 고효율의 적색 발광 형광체를 포함한 백색 발광장치를 제공하는데 있다.In addition, the present invention is to provide a white light emitting device including the high-efficiency red light-emitting phosphor.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일측면은,In order to solve the above technical problem, one aspect of the present invention,
조성식 M2-x-yEuxSmyWO6으로 표현된 것으로서, 상기 조성식에서 M은 이트륨(Y), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 및 란탄계 원소로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 1종의 원소이며, x는 0.2 ≤x ≤1.2이고, y는 0 ≤y ≤0.7인 것을 특징으로 하는 적색 발광 형광체를 제공한다.Formula M 2-xy Eu x Sm y WO 6 , wherein M is at least one element selected from the group consisting of yttrium (Y), aluminum (Al), gallium (Ga), and lanthanide-based elements. , x is 0.2 ≦ x ≦ 1.2, and y is 0 ≦ y ≦ 0.7 to provide a red light-emitting phosphor.
바람직하게, 상기 형광체는 390∼400㎚ 파장대역과 450∼480㎚ 파장대역에서 상대적으로 강한 흡수피크를 갖는다. 이에 보다 적합한 적색 발광 형광체는 상기 조성식에서, x가 0.4 < x ≤1.0의 범위를 갖는다. Preferably, the phosphor has a relatively strong absorption peak in the 390 ~ 400nm wavelength band and 450 ~ 480nm wavelength band. A red light-emitting phosphor more suitable for this has x in the range of 0.4 < x < 1.0.
바람직하게, 상기 형광체는 400∼410㎚ 파장대역에서 추가적인 흡수피크를 가질 수 있다. 이러한 효과는 사마륨(Sm)의 적절한 추가로 실현될 수 있다. 이를 고려한 보다 바람직한 상기 형광체의 조성식은 y가 0.3 < y ≤0.5범위를 갖는다.Preferably, the phosphor may have an additional absorption peak in the 400 ~ 410nm wavelength band. This effect can be realized with an appropriate addition of samarium (Sm). In consideration of this, the composition formula of the phosphor has a y range of 0.3 <y ≦ 0.5.
본 발명에 따른 적색형광체는 상용화되는 근자외선 또는 청색 발광다이오드의 발광파장에서 보다 높은 효율을 기대할 수 있으며, 다른 녹색 및 청색형광체와 혼합되어, 우수한 백색 발광장치의 파장변환부를 형성할 수 있다. The red phosphor according to the present invention can be expected to have a higher efficiency in the light emission wavelength of the commercially available near-ultraviolet or blue light emitting diodes, and can be mixed with other green and blue phosphors to form a wavelength conversion portion of the excellent white light emitting device.
본 발명의 다른 측면은 상기한 적색 발광 형광체를 이용한 백색 발광장치를 포함한다. 상기 백색 발광장치는, 발광다이오드와, 상기 발광다이오드의 광방출측에 형성되며, 적색 발광 형광체, 녹색형광체 및 청색형광체의 혼합물과 경화성 수지로 이루어진 파장변환부를 포함하며, 상기 적색 발광 형광체는 조성식 M2-x-yEuxSmyWO6으로 표현된 것으로서, 상기 조성식에서 M은 이트륨(Y), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 및 란탄계 원소로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 1종의 원소이며, x는 0.2 ≤x ≤1.2이고, y는 0 ≤y ≤0.7인 것을 특징으로 한다. Another aspect of the invention includes a white light emitting device using the red light emitting phosphor described above. The white light emitting device includes a light emitting diode and a wavelength converting portion formed on the light emitting side of the light emitting diode, the mixture comprising a red light emitting phosphor, a green phosphor, and a blue phosphor, and a curable resin, wherein the red light emitting phosphor is of formula M. 2-xy Eu x Sm y WO 6 , wherein M is at least one element selected from the group consisting of yttrium (Y), aluminum (Al), gallium (Ga) and lanthanide-based elements, x Is 0.2 ≦ x ≦ 1.2, and y is 0 ≦ y ≦ 0.7.
이와 같이, 본 발명에 따른 적색 발광 형광체는 근자외선(390∼400㎚ 또는 400∼410㎚) 또는 청색(450∼480㎚)의 파장광을 방출하는 발광다이오드를 이용한 백색 발광장치에 파장변환 형광체 혼합물로서 유익하게 채용될 수 있다.As described above, the red light-emitting phosphor according to the present invention is a mixture of wavelength conversion phosphors in a white light-emitting device using a light emitting diode which emits near-ultraviolet light (390-400 nm or 400-410 nm) or blue (450-480 nm) wavelength light. It can be advantageously employed as.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in more detail.
도2a는 본 발명에 따른 적색 발광 형광체에서 유로퓸(Eu) 첨가량에 따른 여기스펙트럼을 나타낸다.Figure 2a shows the excitation spectrum according to the amount of europium (Eu) added in the red light-emitting phosphor according to the present invention.
본 발명에 따른 적색 발광 형광체인 일예로서, 이트륨 텅스테이트(YWO6)를 모체로 하여 각각 다른 양의 유로퓸(Eu)이 첨가된 적색 발광 형광체을 마련하였다. 여기서, 마련된 각 적색 발광 형광체는 종래의 이트륨 텅스테이트 형광체에서 낮은 수준의 Eu을 도프(x가 10-3∼10-2수준)한 것과 달리, 조성식 Y2-xEuxWO6에서 x가 0.2, 0.4, 0.9가 되도록 비교적 많은 유로퓸을 첨가하였다. 이와 같이, 각각 Y1.8Eu0.2WO6, Y1.6Eu0.4WO6, Y1.1Eu0.9WO6인 조성식을 갖는 적색 발광 형광체를 제1 내지 제3 샘플로 마련하고, 각 샘플에 대해 200 내지 550㎚의 파장에 걸쳐서 여기스펙트럼을 측정하였다. 그 결과를 도2a의 그래프에서 각각 ⓐ, ⓑ, ⓒ로 도시하였다. As an example of the red light-emitting phosphor according to the present invention, a red light-emitting phosphor in which yttrium tungstate (YWO 6 ) is used as a parent and a different amount of europium (Eu) was added was prepared. Here, each of the prepared red light-emitting phosphors has a value of 0.2 in composition Y 2-x Eu x WO 6 , unlike the conventional yttrium tungstate phosphor doped with a low level of Eu (x is from 10 −3 to 10 −2 ). Relatively more europium was added so as to be 0.4, 0.9. Thus, a red light emitting phosphor having a compositional formula of Y 1.8 Eu 0.2 WO 6 , Y 1.6 Eu 0.4 WO 6 , Y 1.1 Eu 0.9 WO 6 , respectively, was prepared as the first to third samples, and 200 to 550 nm for each sample. The excitation spectrum was measured over the wavelength of. The results are shown as ⓐ, ⓑ and ⓒ in the graph of FIG. 2A, respectively.
도2a를 참조하면, 제1 샘플과 같이, 320㎚의 여기파장을 갖는 Y2WO6은 유러 퓸이 0.2가 되도록 Y를 치환했을 때에, 근자외선(390∼400㎚)의 파장에서 강한 흡수피크가 형성되었다. 유러퓸의 첨가량을 0.4, 0.9로 증가시킨 제2 및 제3 샘플에서는 오히려 근자외선 파장대역에서 모체의 여기파장보다 강한 흡수피크가 형성되었다. Referring to Fig. 2A, like the first sample, Y 2 WO 6 having an excitation wavelength of 320 nm has a strong absorption peak at a wavelength of near ultraviolet (390 to 400 nm) when Y is substituted so that the europium becomes 0.2. Was formed. In the second and third samples in which the addition amount of europium was increased to 0.4 and 0.9, an absorption peak stronger than that of the parent excitation wavelength was formed in the near ultraviolet wavelength band.
또한, 도2a를 참조하면, 유러퓸의 첨가량에 따라 추가적으로 450∼480㎚의 청색대역에서 흡수피크도 증가하였다.In addition, referring to Figure 2a, the absorption peak also increased in the blue band of 450 ~ 480nm according to the addition amount of europium.
이와 같이, 이트륨 텅스테이트 모체에 유러퓸의 첨가량을 증가시킴으로써 근자외선 또는 청색광에서 흡수에 의한 여기효율을 크게 향상시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있다.Thus, it can be confirmed that by increasing the amount of europium added to the yttrium tungstate matrix, the excitation efficiency due to absorption in near ultraviolet or blue light can be greatly improved.
다음으로, 상기 여기파장에 대한 방출효율을 확인하기 위해서, 제3 샘플인 Y1.1Eu0.9WO6의 방출스펙트럼을 측정하였다. 그 결과는 도2b에 도시하였다. 이 때에 여기파장은 395㎚와 466㎚로 하였다. 도2b를 참조하면, Y1.1Eu0.9WO6는 395㎚파장 및 466㎚파장을 610㎚부근의 파장광으로 변환시키는 것을 확인할 수 있었다.Next, in order to confirm the emission efficiency with respect to the excitation wavelength, the emission spectrum of Y 1.1 Eu 0.9 WO 6 as a third sample was measured. The results are shown in Figure 2b. At this time, the excitation wavelengths were 395 nm and 466 nm. Referring to FIG. 2B, it was confirmed that Y 1.1 Eu 0.9 WO 6 converts 395 nm wavelength and 466 nm wavelength into wavelength light around 610 nm.
이와 같이, 본 발명에 따른 Eu이 상당양으로 첨가된 이트륨 텅스테이트는 근자외선인 390∼400㎚과 청색대역인 450∼480㎚에서 높은 흡수피크를 가질 수 있다. 따라서, 통상의 근자외선 및 청색 LED에서 높은 효율을 기대할 수 있다.As such, the yttrium tungstate to which Eu is added in a considerable amount may have a high absorption peak at 390 to 400 nm in near ultraviolet light and 450 to 480 nm in blue band. Therefore, high efficiency can be expected in normal near ultraviolet and blue LEDs.
도2a 및 도2b에서 설명된 효과는 이트륨 텅스테이트(Y2WO6)와 유사한 다른 텅스테이트에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 적색 발광 형광체를 조성식 Y2-xEuxWO6으로 표현할 경우에, 상기 조성식에서 M은 이트륨(Y)외에도, 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 및 란탄계 원소로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 1종의 원소일 수 있다. 또한, 유러퓸의 첨가량(x)는 적어도 0.2을 첨가할 때에 근자외선 또는 청색에서 흡수피크가 나타날 수 있으며, 1.2를 초과하면 임계치를 지나 그 대역에서 오히려 흡수피크가 감소될 수 있다. 따라서, x는 0.2 ≤x ≤1.2로 정의할 수 있다. 또한, 바람직한 Eu첨가량범위(x)로는 실용화될 수 있을 정도의 충분한 효과를 위해서 0.4보다 많은 양을 첨가하고, 1.0이하로 정할 수 있다. 가장 바람직하개는 도2a의 제3 샘플과 같이 x를 0.9로 설정할 수 있다.The effects described in FIGS. 2A and 2B can be applied to other tungstates similar to yttrium tungstate (Y 2 WO 6 ). For example, when the red light-emitting phosphor according to the present invention is represented by the composition formula Y 2-x Eu x WO 6 , in the composition formula, M is aluminum (Al), gallium (Ga) and lanthanum-based elements in addition to yttrium (Y). It may be at least one element selected from the group consisting of. In addition, the amount x of europium may exhibit absorption peaks in near ultraviolet or blue when at least 0.2 is added, and if it exceeds 1.2, the absorption peak may be reduced in the band beyond the threshold. Therefore, x may be defined as 0.2 ≦ x ≦ 1.2. In addition, in the preferred Eu addition amount range (x), an amount larger than 0.4 may be added and set to 1.0 or less for a sufficient effect that can be put to practical use. Most preferably, x may be set to 0.9 as in the third sample of FIG. 2A.
또한, 본 발명에 따른 적색 발광 형광체는 추가적으로 사마륨을 첨가할 수 있다. 사마륨은 첨가함에 따라 400∼410㎚, 예를 들어 405㎚에서 추가적인 흡수피크를 형성할 수 있다. In addition, the red light emitting phosphor according to the present invention may additionally add samarium. Samarium can form additional absorption peaks at 400-410 nm, for example 405 nm, as added.
도3은 본 발명에 따른 적색 발광 형광체에서 사마륨(Sm) 첨가량에 따른 여기스펙트럼을 나타낸다.3 shows an excitation spectrum according to the amount of samarium (Sm) added in the red light-emitting phosphor according to the present invention.
본 발명에 따른 적색 발광 형광체인 다른 예로서, 도2a의 제3 샘플인 Y1.1Eu0.9WO6를 에서 각각 다른 양의 사마륨(Sm)으로 이트륨이 치환된 적색 발광 형광 체를 마련하였다. 즉, 적색 발광 형광체를 각각 Y1.1Eu0.9WO6, Y0.8Eu0.9Sm0.3WO6, Y0.6Eu0.9Sm0.5WO6, Y0.4Eu0.9Sm0.7WO6인 조성식을 갖도록 제1 내지 제4 샘플을 마련하였다. 이러한 제1 내지 제4 샘플에 대해 350 내지 500㎚의 파장에 걸쳐서 여기스펙트럼을 측정하고, 그 결과를 도3의 그래프에서 각각 ①,②,③,④로 도시하였다. As another example of the red light-emitting phosphor according to the present invention, a red light-emitting phosphor in which yttrium is substituted with a different amount of samarium (Sm) in Y 1.1 Eu 0.9 WO 6 , which is the third sample of FIG. 2A, was prepared. That is, the red light-emitting phosphors of the first to the fourth samples to have a composition formula of Y 1.1 Eu 0.9 WO 6 , Y 0.8 Eu 0.9 Sm 0.3 WO 6 , Y 0.6 Eu 0.9 Sm 0.5 WO 6 , Y 0.4 Eu 0.9 Sm 0.7 WO 6 , respectively. Prepared. The excitation spectrum was measured over a wavelength of 350 to 500 nm for these first to fourth samples, and the results are shown as ①, ②, ③, and ④ in the graph of FIG.
도3을 참조하면, 제1 샘플과 달리, Sm이 첨가된 제2 샘플에서는 400∼410㎚에서 흡수피크가 형성되었다. 또한, Sm이 0.3, 0.5,0.7로 증가함에 따라 400∼410㎚에서 추가적인 흡수피크가 증가함을 확인할 수 있었다. 이는 Sm의 첨가에 의해 여기파장이 보다 넓은 근자외선대역(390∼410㎚)으로 확장된다는 사실을 나타낸다. Referring to FIG. 3, unlike the first sample, an absorption peak was formed at 400 to 410 nm in the second sample to which Sm was added. In addition, as Sm increased to 0.3, 0.5, 0.7, additional absorption peaks increased from 400 to 410 nm. This indicates that the addition of Sm extends the excitation wavelength to a wider near ultraviolet band (390 to 410 nm).
이와 같이, 도3의 결과에 의하면, 사마륨의 첨가량에 의해 400∼410㎚에서의 추가적인 흡수피크를 형성하여 여기가능한 근자외선 파장대역을 광대역화할 수 있다. 이러한 효과를 위한 사마륨 첨가량이 0.7을 초과하는 경우에는 오히려 방출파장에서 휘도저하를 나타낼 수 있으므로, 0.7이하로 정의하는 것이 요구된다.Thus, according to the result of FIG. 3, by adding the amount of samarium, the additional absorption peak in 400-410 nm can be formed, and the near ultraviolet wavelength band which can be excited can be widened. When the amount of samarium added for such an effect exceeds 0.7, the luminance may be decreased in the emission wavelength, so it is required to be defined as 0.7 or less.
나아가, 도3의 그래프에서 확인되는 바와 같이, 사마륨의 첨가량이 0.3인 경우에는 405㎚에서의 흡수피크가 미비하므로, 적어도 0.3보다 많은 양을 첨가하는 것이 바람직하며, 0.5를 초과하는 경우에는 Y2-xEuxWO6(0.2 ≤x ≤1.2)의 여기스펙트럼에서의 고유 흡수피크파장을 감소시키므로, 0.5이하로 첨가하는 것이 바람직하다.Furthermore, as can be seen from the graph of Fig. 3, since the absorption peak at 405 nm is insufficient when the amount of samarium is 0.3, it is preferable to add at least more than 0.3, and when it exceeds 0.5, Y 2 Since the intrinsic absorption peak wavelength in the excitation spectrum of -x Eu x WO 6 (0.2 <x <1.2) is reduced, it is preferred to add it below 0.5.
상기한 실험결과를 근거하여, 본 발명에 따른 적색 발광 형광체의 조성식은 M2-x-yEuxSmyWO6으로 표현될 수 있으며, 상기 조성식에서 M은 이트륨(Y), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 및 란탄계 원소로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 1종의 원소일 수 있고, 유러퓸의 첨가량(x)는 0.2 ≤x ≤1.2이고, 사마륨의 첨가량(y)은 0 ≤y ≤0.7로 정해질 수 있다. 또한, 보다 향상된 효율을 고려하여, 바람직한 유러퓸의 첨가량은 0.4 <x ≤1.0로, 사마륨의 첨가량(y)은 0.3 <y ≤0.7로 각각 정할 수 있다.Based on the above experimental results, the composition formula of the red light-emitting phosphor according to the present invention can be represented by M 2-xy Eu x Sm y WO 6 , wherein M is yttrium (Y), aluminum (Al), gallium At least one element selected from the group consisting of (Ga) and lanthanum-based elements, the amount of europium added (x) is 0.2 ≦ x ≦ 1.2, and the amount of samarium (y) is defined as 0 ≦ y ≦ 0.7 Can be done. In addition, in consideration of further improved efficiency, the amount of addition of the preferred europium may be set to 0.4 <x ≦ 1.0 and the amount of samarium added y may be set to 0.3 <y ≦ 0.7.
도4a 및 도4b는 본 발명에 따른 백색 발광장치의 예를 나타내는 측단면도이다.4A and 4B are side cross-sectional views showing an example of a white light emitting device according to the present invention.
도4a에 도시된 백색 발광장치(20)는 외형몰딩부(28)와 2개의 리드프레임(22a,22b)을 포함할 수 있다. 일측 리드프레임(22a)은 컵구조를 형성된 일단을 가지며, 근자외선 LED(25)는 그 컵구조부에 실장된다. 상기 근자외선 또는 청색 발광다이오드(25)의 두 전극(미도시)은 각각 와이어(26a,26b)를 통해 상기 리드프레임(22a,22b)에 연결된다. 또한, 상기 LED(25)가 실장된 컵구조 상에 상기한 백색 형광체 혼합물과 경화성 수지를 포함한 파장변환부(29)가 제공된다. 상기 경화성 투명 수지로는, 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 실리콘에폭시 혼합수지가 사용될 수 있다. The white
도4b에 도시된 백색 발광장치(30)는, 2개의 리드프레임(32a,32b)이 형성된 기판(31)을 포함한다. 상기 기판(31) 상에 근자외선 또는 청색 발광다이오드(35)가 배치되며.상기 근자외선 발광다이오드(35)의 두 전극(미도시)은 각각 와이어(36a,36b)를 통해 상기 리드프레임(32a,32b)에 연결된다. 또한, 상기한 백색발광용 형광체 혼합물을 이용하여 상기 발광다이오드(35)를 둘러싸도록 파장변환부(39)가 형성된다. 상기 파장변환부(39)는 상기한 백색 형광체 혼합물뿐만 아니라, 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 실리콘에폭시 혼합수지와 같은 경화성 투명수지를 적절하게 혼합하여 사용된다. 또한, 상기 파장변환부(39)의 형성공정은 당업자에게 자명한 바와 같이, 트랜스퍼 몰딩과 같은 몰딩공정을 통해 용이하게 구현될 수 있다. The white
일반적으로, 백색발광장치(20,30)에 사용되는 발광다이오드(25,35)는 390∼410㎚의 파장광을 방출하는 근자외선 발광다이오드 또는 450∼480㎚의 파장광을 방출하는 청색 발광다이오드일 수 있다. 상기 파장변환부(29,39)는 상기한 방출파장대역에서 높은 효율을 갖는 적색 발광 형광체를 사용하므로, 종래에 비해 상대적으로 적은 양의 적색 형광체분말만으로도 우수한 백색을 높은 발광효율로 제공할 수 있다.In general, the
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.It is intended that the invention not be limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, but rather by the claims appended hereto. Accordingly, various forms of substitution, modification, and alteration may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, which are also within the scope of the present invention. something to do.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, Y2WO6과 같은 텅스테이트 모체에 유로퓸의 적정한 범위로 증가시키는 동시에, 선택적으로 사마륨을 첨가시킴으로써 근자외선 또는 청색의 파장에서 보다 향상된 효율을 갖는 새로운 적색 발광 형광체 조성물을 제공할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 적색 발광 형광체는 근자외선(390∼400㎚ 또는 400∼410㎚) 또는 청색(450∼480㎚)의 파장광을 방출하는 발광다이오드를 이용한 백색 발광장치에 파장변환 형광체 혼합물로서 유익하게 채용될 수 있다.As described above, according to the present invention, a new red light emission with improved efficiency at near-ultraviolet or blue wavelengths by increasing the appropriate range of europium to a tungstate matrix such as Y 2 WO 6 and optionally adding samarium. It is possible to provide a phosphor composition. In particular, the red light-emitting phosphor according to the present invention is used as a wavelength conversion phosphor mixture in a white light-emitting device using a light emitting diode that emits wavelength light of near ultraviolet (390-400 nm or 400-410 nm) or blue (450-480 nm). Can be advantageously employed.
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