KR100797157B1 - White light-emitting inorganic-electroluminescents device, white light-emitting diode and illumination device using white phosphor layers - Google Patents

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Abstract

본 발명은 청색 형광막, 녹색 형광막 및 적색 형광막이 하나의 층으로 배열된 백색 형광막 또는 보색의 청색 형광막 및 황색 형광막이 하나의 층으로 배열된 백색 형광막이 구비된 무기 전계발광소자 및 이를 구비한 백색 발광 장치 및 이를 구비한 조명장치에 관한 것으로서, 이들 각각의 형광막의 발광색이 혼합되어 백색광을 내는 것을 특징으로 한다. 이는, 종래의 수직 적층형, 혼합 분산형의 형광막 구조로 인한 각각의 방출광의 재흡수에 의한 발광 효율 저하를 극소화시켜 종래의 백색 발광소자보다 휘도 및 효율이 우수한 백색 광원을 제공하는 효과가 있다.The present invention provides an inorganic electroluminescent device having a white fluorescent film in which a blue fluorescent film, a green fluorescent film, and a red fluorescent film are arranged in one layer, or a white fluorescent film in which a complementary blue fluorescent film and a yellow fluorescent film are arranged in one layer. The present invention relates to a white light emitting device provided and a lighting device including the same, wherein the light emitting colors of the respective fluorescent films are mixed to emit white light. This minimizes the reduction in luminous efficiency due to the reabsorption of each emitted light due to the conventional vertically stacked and mixed dispersion fluorescent film structure, thereby providing a white light source having better brightness and efficiency than the conventional white light emitting device.

단일층, 스트라이프, 사각격자, 육각격자, 백색 발광용 전계발광 소자, 백색 발광 장치, 조명 장치 Single layer, stripe, square lattice, hexagonal lattice, electroluminescent element for white light emission, white light emitting device, lighting device

Description

백색 형광막을 이용한 백색 발광용 무기 전계발광소자, 백색 발광 장치 및 조명장치{WHITE LIGHT-EMITTING INORGANIC-ELECTROLUMINESCENTS DEVICE, WHITE LIGHT-EMITTING DIODE AND ILLUMINATION DEVICE USING WHITE PHOSPHOR LAYERS}WHITE LIGHT-EMITTING INORGANIC-ELECTROLUMINESCENTS DEVICE, WHITE LIGHT-EMITTING DIODE AND ILLUMINATION DEVICE USING WHITE PHOSPHOR LAYERS}

도 1a는 종래의 냉음극형광램프를 이용한 엣지라이트방식 백라이트의 구성도.Figure 1a is a block diagram of the edge light type backlight using a conventional cold cathode fluorescent lamp.

도 1b는 종래의 냉음극형광램프를 이용한 직하방식 백라이트의 구성도.Figure 1b is a block diagram of a direct type backlight using a conventional cold cathode fluorescent lamp.

도 2a는 종래의 수직 적층형 전계발광 소자의 구성도.Figure 2a is a block diagram of a conventional vertical stacked electroluminescent device.

도 2b는 종래의 혼합 분산형 전계발광 소자의 구성도.Figure 2b is a block diagram of a conventional mixed dispersion electroluminescent device.

도 3a는 본 발명에 의한 사각격자 구조 형광막의 구성도.Figure 3a is a block diagram of a square lattice structure fluorescent film according to the present invention.

도 3b는 도 3a에서 격자 크기를 조절하는 것을 도시한 구성도.FIG. 3B is a schematic diagram illustrating adjusting a grid size in FIG. 3A; FIG.

도 4a는 본 발명에 의한 육각격자 구조 형광막의 구성도.Figure 4a is a block diagram of a hexagonal lattice structure fluorescent film according to the present invention.

도 4b는 도 4a에서 격자 크기를 조절하는 것을 도시한 구성도.FIG. 4B is a schematic diagram illustrating adjusting a grid size in FIG. 4A; FIG.

도 5a는 본 발명에 의한 스트라이프 구조 형광막의 구성도.5A is a block diagram of a stripe structure fluorescent film according to the present invention;

도 5b는 도 5a에서 폭 조절하는 것을 도시한 구성도.Figure 5b is a block diagram showing the width adjustment in Figure 5a.

도 6은 본 발명에 의한 백색 형광막을 구비한 백색 전계발광 소자의 구성도.6 is a block diagram of a white electroluminescent device having a white fluorescent film according to the present invention.

도 7은 도 6에서 도 3a, 3b의 형광막을 구비했을 때의 전계발광 스펙트럼.7 is an electroluminescence spectrum when the fluorescent films of FIGS. 3A and 3B are provided in FIG. 6.

도 8은 도 6에서 도 5a, 5b의 형광막을 구비했을 때의 전계발광 스펙트럼.8 is an electroluminescence spectrum when the fluorescent films of FIGS. 5A and 5B are provided in FIG. 6.

도 9는 사각격자 구조의 형광막, 스트라이프 구조의 형광막 및 청색과 황색의 1:3 사각격자 구조 형광막의 전계발광 스펙트럼.9 is an electroluminescence spectrum of a fluorescent film of a square lattice structure, a fluorescent film of a stripe structure, and a blue and yellow 1: 3 square lattice structure fluorescent film.

도 10a는 본 발명에 의한 백색 형광막을 구비한 백색 발광 장치의 구성도.10A is a block diagram of a white light emitting device having a white fluorescent film according to the present invention.

도 10b는 도 10a의 요부를 확대하여 도시한 구성도.FIG. 10B is an enlarged view of the main portion of FIG. 10A; FIG.

도 11은 도 10a, 10b에서 도 3a, 3b의 형광막, 도 5a, 5b의 형광막, 종래의 혼합분산형 형광막을 구비했을 때의 상대 광발광 스펙트럼.Fig. 11 is a relative photoluminescence spectrum when the fluorescent film of Figs. 3A and 3B, the fluorescent film of Figs. 5A and 5B, and the conventional mixed dispersion fluorescent film in Figs. 10A and 10B are provided.

도 11a은 도 10a, 10b에서 도 3a, 3b 형광막을 구비했을 때의 광발광 이미지.Fig. 11A is a photoluminescence image when the Figs. 3A and 3B are provided with Figs. 10A and 10B.

도 11b는 도 10a, 10b에서 도 3a, 3b 형광막을 구비했을 때의 CIE 색도 좌표계.FIG. 11B is a CIE chromaticity coordinate system with the fluorescent films of FIGS. 3A and 3B in FIGS. 10A and 10B.

도 11c은 도 10a, 10b에서 도 5a, 5b 형광막을 구비했을 때의 광발광 이미지.FIG. 11C is a photoluminescence image when the fluorescent film of FIGS. 5A and 5B is provided in FIGS. 10A and 10B.

도 11d는 도 10a, 10b에서 도 5a, 5b 형광막을 구비했을 때의 CIE 색도 좌표계.FIG. 11D is a CIE chromaticity coordinate system when the fluorescent films are provided with FIGS. 5A and 5B in FIGS. 10A and 10B.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

11 : 냉음극형광램프11: cold cathode fluorescent lamp

12 : 반사판 12: reflector

13 : 확산판13: diffuser plate

14 : 도광판14: light guide plate

15 : 반사판15: reflector

21 : 산화 방지층21: antioxidant layer

22 : 배면 전극층22: back electrode layer

23 : 유전체층23: dielectric layer

24, 25, 26 : 청색, 녹색, 적색 형광막24, 25, 26: blue, green, red fluorescent film

27 : 글래스27: glass

28 : 혼합 분산형 구조의 형광막28: fluorescent film of mixed dispersion structure

29 : 전면 전극층29: front electrode layer

100 : 본 발명에 의한 백색 형광막100: white fluorescent film according to the present invention

110 : 본 발명에 의한 사각격자 구조의 형광막110: fluorescent film of a square grid structure according to the present invention

120 : 본 발명에 의한 육각격자 구조의 형광막120: fluorescent film of hexagonal lattice structure according to the present invention

130 : 본 발명에 의한 스트라이프 구조의 형광막130: fluorescent film of the striped structure according to the present invention

171 : 발광 다이오드 칩171: LED chip

172 : 반사컵172: Reflective Cup

173 : 에폭시 돔 렌즈173: Epoxy Dome Lens

본 발명은 청색 형광막, 녹색 형광막 및 적색 형광막이 하나의 층으로 배열된 백색 형광막 또는 보색의 청색 형광막 및 황색 형광막이 하나의 층으로 배열된 백색 형광막이 구비된 무기 전계발광소자 및 이를 구비한 백색 발광 장치 및 이를 구비한 조명장치에 관한 것이다. The present invention provides an inorganic electroluminescent device having a white fluorescent film in which a blue fluorescent film, a green fluorescent film, and a red fluorescent film are arranged in one layer, or a white fluorescent film in which a complementary blue fluorescent film and a yellow fluorescent film are arranged in one layer. It relates to a white light emitting device provided and a lighting device having the same .

일반적으로, 액정 디스플레이(LCD) 장치는 박막의 공통전극 기판과 인가전압을 조정하는 능동 소자 및 어드레스 라인에 접속된 전극기판 사이에 액정(liquid crystal)이 위치한다. 그래서 전압 비인가시 나선형으로 정렬되어 입사된 광을 통과시키며, 전압이 인가될 때 액정분자는 전기장의 방향으로 수직 정렬되어 입사광의 통과를 차단하거나 방해하는 원리를 이용한 영상정보 표시장치이다. 액정 자체는 발광특성이 없으며, 단지 입사광을 제어하여 통과시키거나 차단하는 역할을 한다. 따라서 LCD 원리를 이용한 영상 정보 디스플레이의 구현을 위해서는 LCD 패널에 백라이트의 조명이 필수적이다. 이러한 백색광원의 백라이트를 이용함으로써 LCD의 각 화소에 청색, 녹색 및 적색의 필터가 위치한 각 화소 또는 부 화소(sub-pixel)에 의해 컬러 정보를 재현할 수 있다. 언급한 바와 같이, 풀칼라 구현을 위해 LCD 패널에 조명되는 백라이트는 백색광원이며, 균일한 상을 얻기 위해 균일한 세기를 가지는 고 휘도의 백라이트가 필수적이다.In general, a liquid crystal display (LCD) device has a liquid crystal positioned between a common electrode substrate of a thin film, an active element for adjusting an applied voltage, and an electrode substrate connected to an address line. Thus, when no voltage is applied, the light is aligned in a spiral manner and the incident light passes. When the voltage is applied, the liquid crystal molecules are vertically aligned in the direction of the electric field to block or obstruct the passage of incident light. The liquid crystal itself does not have a light emitting property, and only serves to pass or block incident light. Therefore, backlight illumination is essential to the LCD panel in order to implement image information display using the LCD principle. By using the backlight of the white light source, color information can be reproduced by each pixel or sub-pixel in which blue, green, and red filters are disposed in each pixel of the LCD. As mentioned, the backlight illuminated on the LCD panel for full color implementation is a white light source, and a high brightness backlight having a uniform intensity is essential to obtain a uniform image.

도 1a와 도 1b는 종래 일반적으로 LCD 패널에 이용되고 있는 백라이트 유닛(Back Light Unit ; BLU)의 구조이며, 이는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL)기술에 기초한다. 냉음극 형광램프의 원리는 열음극 형광 램프(HCFL)라고도 불리는 전통적인 형광램프의 원리를 기본으로 하고 있다. 즉, CCFL은 일종의 가스방전의 발광 방식으로서 램프 내부에 도포되어 있는 형광물질을 자극함으로써 빛을 발산시키는 원리이며, 전기 에너지를 빛 에너지로 바꾸는 변환장치라 불려지기도 한다. CCFL은 발열량과 전력소모가 적으며 고 휘도의 백색광을 제공한다는 장점을 가져 LCD의 전형적인 광원으로써 최적이다. 1A and 1B are a structure of a back light unit (BLU) that is generally used in an LCD panel, which is based on a Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL) technology. The principle of cold cathode fluorescent lamps is based on the principle of traditional fluorescent lamps, also called hot cathode fluorescent lamps (HCFL). That is, CCFL is a kind of light emission method of gas discharge, and it is a principle that emits light by stimulating fluorescent material applied inside the lamp, and it is also called a conversion device that converts electrical energy into light energy. CCFL is optimal as a typical light source of LCD because it has low calorific value and low power consumption and provides high brightness white light.

아래 도면의 부호는 같은 구성을 표시할 때 동일한 부호를 사용한다.In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same components.

도 1a는 엣지 라이트(edge-light)방식 CCFL 백라이트(10a)이다. 이 형광램프에서 발하는 빛은 직접 도광판에 입사하는 빛과 반사판(12)(15)에 반사되고 나서 도광판(14)에 입사하는 빛이 있다. 이렇게 입사된 빛은 선 광원이기 때문에 도광판(14)을 이용하여 면 발광으로 전환시켜 균일한 면 발광을 구현한다. 또한 수직 수평의 프리즘시트를 이용하여 확산광을 굴절 및 집광시켜야 하며, 확산판(13)을 이용하여 도광판에서 발하는 빛을 확산시킨다. 1A shows an edge-light CCFL backlight 10a. The light emitted from the fluorescent lamp is directly incident on the light guide plate and light incident on the light guide plate 14 after being reflected by the reflector plates 12 and 15. Since the incident light is a line light source, the light guide plate 14 is used to convert the surface light into surface light, thereby realizing uniform surface light. In addition, the diffused light must be refracted and collected by using a vertical horizontal prism sheet, and the light emitted from the light guide plate is diffused using the diffuser plate 13.

도 1b는 직하방식 CCFL 백라이트(10b)로써, 형광램프(11)를 확산판(13) 배면에 일정한 간격으로 여러 개를 두어 형광램프(11)에서 발하는 빛이 반사판(12)(15)에 반사되어 프리즘시트와 확산판(13)을 통하여 빛이 굴절, 확산된다. 엣지 라이트 방식이 두께가 얇고 소비전력이 적어 선호되고 있다.FIG. 1B is a direct-type CCFL backlight 10b, in which a plurality of fluorescent lamps 11 are arranged on the rear surface of the diffuser plate 13 at regular intervals to reflect light emitted from the fluorescent lamps 11 to the reflecting plates 12 and 15. Thus, light is refracted and diffused through the prism sheet and the diffusion plate 13. The edge light method is preferred because of its thin thickness and low power consumption.

그러나 이러한 설계를 통해 제작된 백라이트 유닛은 선 광원을 면 광원으로 전환시키는 과정에서 발광 효율이 급격히 저하된다. 프리즘시트의 투광효율은 57.3%이며, 실질적으로 LCD 패널을 통과한 뷰잉 표면(viewing surface)에서의 투광효율은 백라이트 광원(CCFL)에 대해 5~7%에 불과하다. 또한, 2mm 이내의 얇은 패널 제조를 위한 설계와 공정이 복잡하며 제조단가가 비싸다는 단점을 가진다. However, in the backlight unit manufactured through such a design, the luminous efficiency is drastically reduced in the process of converting the line light source to the surface light source. The light transmission efficiency of the prism sheet is 57.3%, and the light emission efficiency at the viewing surface that has passed through the LCD panel is only 5-7% of the backlight light source (CCFL). In addition, the design and process for manufacturing a thin panel of less than 2mm has the disadvantage that the manufacturing cost is expensive.

이러한 냉음극 형광 램프(CCFL) 기술에 기초한 백라이트 기술은 최근 2~3년간 타 디바이스와의 극심한 경쟁 심화 상황과 LCD 시장의 수요증가의 원인으로 급격한 가격 인하가 가속화되어 왔다. 그래서 CCFL 기술에 기초한 백라이트는 제조 단가가 판가에 대비해 80%가 넘는 실정이어서 제조 단가의 절감이 절실하게 요구된다. 그러나 종래의 BLU 기술은 일반적으로 노동 집약적인 수작업에 의한 제작공정과 다수의 인버터 필요로 인해 제조 단가 절감에는 그 한계성을 지니게 되어 중국으로의 생산기지 이전이 가속화되고 있다. 또한, 2006년부터 수은규제가 본격화됨으로 인해 CCFL을 대체할 수 있는 차세대 백라이트 기술이 요구되고 있다.Backlight technology based on cold cathode fluorescent lamp (CCFL) technology has been accelerating price cuts in the last two to three years due to intense competition with other devices and increased demand in the LCD market. Therefore, the backlight based on the CCFL technology requires more than 80% of the manufacturing price compared to the selling price, so the reduction of the manufacturing cost is urgently required. However, the conventional BLU technology has a limitation in manufacturing cost reduction due to the labor-intensive manual manufacturing process and the need for a number of inverters, thereby accelerating the transfer of production bases to China. In addition, since mercury regulations have been in full swing since 2006, next-generation backlight technologies that can replace CCFLs are required.

따라서 상기의 CCFL 기술을 기초로 한 백라이트의 단점을 극복하기 위해 면 발광이 가능한 백색 발광용 전계발광 소자 및 고휘도 특성을 갖는 백색 발광 다이오드를 응용한 백라이트 기술이 연구되고 있다. Therefore, in order to overcome the shortcomings of the backlight based on the CCFL technology, a backlight technology using a white light emitting diode capable of surface emission and a white light emitting diode having high brightness characteristics has been studied.

일반적으로 형광체에 흡수되는 외부에너지의 형태에 따라 광발광 (Photoluminescence),전계발광(Electroluminescence),음극선발광(Cathodoluminescence)등으로 구분한다. 광발광(Photoluminescence)은 형광막에 빛을 쬐어 주어 발광을 유도하는 현상으로, 입사광의 에너지가 입자를 여기시키고 형광막에 흡수된 에너지가 일부 다른 경로를 통해 빠지고 남은 Gap 만큼 빛으로 나오는 현상이다. Generally, photoluminescence, electroluminescence, and catholuminescence are classified according to the form of external energy absorbed by the phosphor. Photoluminescence is a phenomenon in which light is emitted to a fluorescent film to induce luminescence. The energy of incident light excites particles, and the energy absorbed by the fluorescent film passes through some other paths and is emitted as light by the remaining gap.

다시 말하면, 광발광(Photoluminescence)은 어떤 물질의 원자 또는 분자가 광선, 자외선, X선 등을 흡수하고, 흡수된 광양자의 파장보다 긴 파장의 광양자를 방사함으로써 발광하는 현상을 말한다. 이 때, 스토크스의 법칙(Stokes' law)에 따 라, 방사되는 광양자의 파장이 항상 입사되는 광양자의 파장보다 길게 된다. 그래서 주로 UV lamp와 같은 자외선 파장의 단파장을 방출하는 광을 여기 에너지원으로 하여 형광막을 발광시킨다. 형광등, 형광 수은등, 야광도료 등이 그 응용 예이다.In other words, photoluminescence refers to a phenomenon in which atoms or molecules of a substance absorb light rays, ultraviolet rays, X-rays, and the like, and emit light by emitting photons having a wavelength longer than that of the absorbed photons. At this time, according to Stokes' law, the wavelength of the emitted photons is always longer than the wavelength of the incident photons. Therefore, the fluorescent film emits light mainly using light emitting short wavelengths of ultraviolet wavelength such as UV lamp as excitation energy source. Fluorescent lamps, fluorescent mercury lamps, luminous paints and the like are examples.

이처럼, 광발광(Photoluminescence)은 빛을 이용하여 에너지를 방출하는 것에 반해, 전계발광(Electroluminescence)은 형광막에 전기장을 걸어줌으로써 빛에너지를 방출하는 것이다. As such, photoluminescence emits energy using light, whereas electroluminescence emits light energy by applying an electric field to the fluorescent film.

즉, 전계발광 소자란 전기장을 인가함에 따라 물질이 발광하는 전계 발광(Electroluminescence : EL)현상에 의해 발광하는 능동형 고체 디스플레이 소자이다. 1936년 O.W.Destriau에 의하여 발견된 이후 조명 및 백라이트 광원 등의 특정분야에 활발하게 적용되어 왔으나, 휘도와 수명에서의 문제점을 안고 있어 사용분야가 극히 제한되었다. 즉, 균일한 면 발광이 가능하고 제작공정이 간편한 장점에도 불구하고, 휘도가 낮고 구동하기 위해서는 고전압이 필요하며, 청색발광 물질의 수명이 짧아 화질 저하를 가속시킨다는 문제가 있다.That is, the electroluminescent device is an active solid display device that emits light by electroluminescence (EL) phenomenon in which a material emits light when an electric field is applied. Since it was discovered by O.W.Destriau in 1936, it has been actively applied to specific fields such as lighting and backlight sources, but its use is extremely limited due to problems in brightness and lifetime. That is, in spite of the advantages of uniform surface emission and easy manufacturing process, high voltage is required for low luminance and driving, and there is a problem of accelerating deterioration of image quality due to short lifetime of the blue light emitting material.

도 2a와 도 2b는 종래 전계발광 소자를 이용한 백색광원 구현 방식을 도시한 것으로, 2A and 2B illustrate a method of implementing a white light source using a conventional electroluminescent device.

도 2a는 산화 방지층(21), 배면 전극층(22), 유전체층(23), 청색, 녹색 및 적색의 형광막(24)(25)(26), 글래스(27)로 이루어진 수직 적층형 전계발광 소자(20a)의 구성도이다. 청색, 녹색 및 적색의 형광막을 순차적으로 수직 적층(24, 25, 26)한 후 각 형광막에 개별적으로 전압을 인가하여 백색광을 구현하는 수직 적층형 전계발광 소자(20a)를 도시한 것이다. 수직 적층형 전계발광 소자(20a)는 청 색, 녹색 및 적색의 형광막에 각각 개별적인 전압을 인가시켜야 하는 제한 사항이 있다. 또한 청색 형광막에서 방출된 청색 광이 녹색 및 적색 형광체에 의해 재흡수되고, 녹색 형광막에서 방출된 녹색 광이 적색 형광체에 의해 재흡수되어 발광효율이 급격히 저하되는 근본적인 단점을 극복하지 못하였다.FIG. 2A shows a vertically stacked electroluminescent device consisting of an anti-oxidation layer 21, a back electrode layer 22, a dielectric layer 23, blue, green and red fluorescent films 24, 25, 26 and glass 27. It is a block diagram of 20a). A vertically stacked electroluminescent device 20a is illustrated in which blue, green, and red fluorescent films are sequentially stacked 24, 25, and 26, and then white voltage is applied to each fluorescent film individually. The vertical stacked electroluminescent device 20a has a limitation in that respective voltages must be applied to the blue, green, and red fluorescent films. In addition, the blue light emitted from the blue phosphor film is reabsorbed by the green and red phosphors, and the green light emitted from the green phosphor film is resorbed by the red phosphors.

도 2b는 산화 방지층(21), 배면 전극층(22), 유전체층(23), 혼합 분산된 청색, 녹색 및 적색 형광체로 이루어진 형광막(28), 전면 전극층(29), 글래스(27)로 이루어진 혼합 분산형 전계발광 소자(20b)의 구성도이다. 청색, 녹색 및 적색의 형광체를 유기결합제와 혼합한 후 단일 전극 사이에 분산시켜 교류 전압을 인가하여 백색광을 구현하는 혼합 분산형 전계발광 소자(20b)를 도시한 것이다. 단일전극의 이점이 있고 배면 전극으로 방출되는 광을 전면 전극층으로 반사시킴으로써 전면 발광효율의 향상을 도모하였다. 그러나 청색과 녹색 형광막에서 방출된 청색 및 녹색 광이 녹색 및 적색 형광체에 의해 재흡수되어 발광효율이 저하되는 근본적인 제한사항을 극복하지 못하였다. 2B shows a mixture consisting of an anti-oxidation layer 21, a back electrode layer 22, a dielectric layer 23, a fluorescent film 28 composed of mixed blue, green, and red phosphors, a front electrode layer 29, and a glass 27. It is a block diagram of the distributed electroluminescent element 20b. A mixed dispersion type electroluminescent device 20b is illustrated in which blue, green, and red phosphors are mixed with an organic binder and then dispersed between a single electrode to apply an alternating voltage to implement white light. There is an advantage of the single electrode, and the front emission layer is improved by reflecting light emitted from the back electrode to the front electrode layer. However, the blue and green light emitted from the blue and green phosphor films were reabsorbed by the green and red phosphors, and thus the fundamental limitations of the luminous efficiency were not overcome.

또한, 상기의 CCFL 기술을 기초로 한 백라이트의 단점을 극복하기 위한 백색 발광 장치는 종래 백색광을 구현하는 방법이, 우선 황색 YAG계 형광체를 에폭시와 혼합하여 청색발광 다이오드 상면에 분산시킨다. 그 후 450 ~ 470nm의 파장 영역대의 고휘도 청색발광 다이오드를 황색 형광체의 여기 에너지원으로 하여 발광 다이오드의 청색광과 형광체의 황색광의 색조합을 통해 백색을 구현하는 것이었다. 또는 자외선 파장 영역대의 발광특성을 갖는 발광 다이오드를 청색, 녹색 및 적색 3색의 형광체의 여기 에너지원으로 하여 백색광을 얻는 방법을 이용하였다. 그러나 상기 백색 발광 다이오드 방식을 통한 백색광 재현은 고휘도를 갖고 수명이 길다는 장점에도 불구하고, 제조단가가 비싸고 발열이 심하다는 문제가 있다. 또한 고출력의 발광 다이오드와 높은 발광 효율 및 연색성이 우수한 형광체를 조합시켜야만 고휘도의 백색광을 구현할 수 있다. 그리고 형광체를 발광 다이오드 상면에 분산시키기 위해 사용되는 에폭시 수지 및 실리콘 수지의 열적 불안정성과, 경화시 형광체의 불규칙한 분포로 발광 휘도가 불규칙하며, 색 재현성이 떨어지는 문제점이 있다.In addition, the white light emitting device for overcoming the disadvantages of the backlight based on the CCFL technology is a method of implementing the conventional white light, first, the yellow YAG-based phosphor is mixed with the epoxy and dispersed on the upper surface of the blue light emitting diode. After that, a high luminance blue light emitting diode in the wavelength range of 450 to 470 nm was used as an excitation energy source of a yellow phosphor, thereby realizing white color through the hue sum of the blue light of the light emitting diode and the yellow light of the phosphor. Alternatively, a method of obtaining white light using a light emitting diode having light emission characteristics in the ultraviolet wavelength range as an excitation energy source of three colors of blue, green and red phosphors was used. However, the white light reproduction using the white light emitting diode method, despite the advantages of having high brightness and long life, there is a problem that the manufacturing cost is expensive and severe heat generation. In addition, high brightness white light can be realized only by combining a high output light emitting diode and a phosphor having high luminous efficiency and color rendering property. In addition, there is a problem in that light emission luminance is irregular due to thermal instability of an epoxy resin and a silicone resin used to disperse a phosphor on an upper surface of the light emitting diode and an irregular distribution of the phosphor during curing, and color reproduction is poor.

또한, 본 발명은 상기 백색발광용 전계발광 소자 및 백색 발광장치 외에도 조명장치로서 폭넓게 적용될 수 있다. 즉, LCD 백라이트 등의 표시소자로서 뿐만 아니라, 일반조명 및 장식적인 의미로서의 인테리어 조명기구 등 다양하게 활용될 수 있다. 따라서, 에너지를 절감할 수 있는 효율성 있고, 원하는 색을 다양하게 연출할 수 있는 조명기구를 원하고 있는 수요자들에게, 긴 수명을 가지면서도 높은 휘도와 연색성을 가진 조명기구에 대한 개발이 큰 과제일 것이다.In addition, the present invention can be widely applied as a lighting device in addition to the white light emitting device and the white light emitting device. That is, it can be used not only as a display device such as an LCD backlight, but also as a general lighting and an interior lighting device as a decorative meaning. Therefore, for those who want an efficient and energy-saving luminaire capable of producing a variety of colors, the development of a luminaire having a long lifespan and high luminance and color rendering will be a big challenge. .

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 극복할 수 있는 고휘도, 고효율의 백색 형광막과 이를 이용한 백색 발광용 무기 전계발광 소자, 백색 발광 장치 및 조명 기구를 제공함에 그 목적이 있다. 즉, 단일층으로 형광체를 교차배열시켜 각각의 형광체에서 방출된 광의 재흡수를 통한 발광 손실을 최소화시켜 고효율의 백색광을 재현할 뿐 아니라, 배열된 형광체의 격자 크기 및 스트라이프 폭의 조절을 통해 색도 조정을 하여 표준 백색 광원에 근접한 고휘도의 백색 형광막을 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a high brightness, high efficiency white fluorescent film that can overcome the above problems, and an inorganic electroluminescent device, a white light emitting device, and a lighting device for white light emission using the same. In other words, cross-arrangement of the phosphors in a single layer minimizes the emission loss through reabsorption of the light emitted from each phosphor, thereby reproducing high-efficiency white light, and adjusting chromaticity by adjusting the grid size and stripe width of the arranged phosphors. It is an object of the present invention to provide a high luminance white fluorescent film close to a standard white light source.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 무기 전계발광소자는, 청색 형광막, 녹색 형광막 및 적색 형광막이 하나의 층으로 배열된 백색 형광막 또는 보색의 청색 형광막 및 황색 형광막이 하나의 층으로 배열된 백색 형광막이 구비된 무기 전계발광소자를 단일전극으로 구동시켜 상기 각각의 형광막의 발광색이 혼합되어 백색광을 내는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 반사컵 내부에 위치한 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 형광체의 여기 에너지원으로 사용하여 발광하는 백색 발광 장치는, 상기 발광 다이오드 칩 상부에, 청색 형광막, 녹색 형광막 및 적색 형광막이 하나의 층으로 배열된 백색 형광막 또는 보색의 청색 형광막 및 황색 형광막이 하나의 층으로 배열된 백색 형광막이 구비되어, 상기 각각의 형광막의 발광색이 혼합되어 백색광을 내는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 발광 다이오드 칩은 340 nm 내지 470 nm 영역의 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 백색 형광막을 이용한다.
바람직하게는, 상기 형광막이 형성된 반사컵 내부는 발광 다이오드 칩을 덮도록 에폭시 수지로 몰딩되거나, 캐버티 상태로 되어있다.
그리고, 본 발명에 따른 조명장치는, 청색 형광막, 녹색 형광막 및 적색 형광막이 하나의 층으로 배열된 백색 형광막 또는 보색의 청색 형광막 및 황색 형광막이 하나의 층으로 배열된 백색 형광막이 구비되어, 상기 각각의 형광막을 여기시킬 수 있는 외부 에너지원을 사용하여 발광시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 각각의 형광막은 격자구조 또는 스트라이프 구조로 교차배열된 것을 특징으로 하는 백색 형광막을 이용한다.
바람직하게는, 상기 각각의 형광막 격자를 다른 크기로 분할하거나 상기 각각의 형광막 스트라이프 폭을 조절하여, 각각의 형광막 발광색 조합을 통하여 색도 조정한다.
In the inorganic electroluminescent device according to the present invention for achieving the above technical problem, a white fluorescent film or a complementary blue fluorescent film and a yellow fluorescent film in which a blue fluorescent film, a green fluorescent film and a red fluorescent film are arranged in one layer. The inorganic electroluminescent device having the white fluorescent film arranged in a row is driven by a single electrode, and the emission colors of the respective fluorescent films are mixed to emit white light.
In addition, a white light emitting device that emits light by using light emitted from a light emitting diode chip located inside a reflecting cup according to the present invention as an excitation energy source of a phosphor may include a blue fluorescent film, a green fluorescent film, and a red light on the light emitting diode chip. A white fluorescent film having a fluorescent film arranged in one layer or a blue fluorescent film having a complementary color and a white fluorescent film having a yellow fluorescent film arranged in one layer is provided, and the emission colors of the respective fluorescent films are mixed to emit white light.
Preferably, the light emitting diode chip uses a white fluorescent film, which emits light in the region of 340 nm to 470 nm.
Preferably, the inside of the reflective cup on which the fluorescent film is formed is molded with an epoxy resin or covered with a cavity to cover the light emitting diode chip.
The lighting apparatus according to the present invention includes a white fluorescent film in which a blue fluorescent film, a green fluorescent film and a red fluorescent film are arranged in one layer, or a white fluorescent film in which a complementary blue fluorescent film and a yellow fluorescent film are arranged in one layer. And emit light using an external energy source capable of exciting the respective fluorescent films.
Preferably, each of the fluorescent film uses a white fluorescent film, characterized in that the cross-arranged in a lattice structure or a stripe structure.
Preferably, each of the fluorescent film gratings is divided into different sizes or the width of each of the fluorescent film stripes is adjusted to adjust the chromaticity through the combination of each of the fluorescent film emission colors.

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이하에서는 본 발명에 의한 백색 형광막과 그 제조방법, 특별히 스크린 프린팅 방법과 스퍼터링 방법을 이용한 제조방법과, 이를 이용한 백색 발광용 전계발광 소자, 백색 발광 장치 및 조명 장치에 대해 순서대로 설명한다.Hereinafter, a white fluorescent film according to the present invention and a manufacturing method thereof, in particular, a manufacturing method using a screen printing method and a sputtering method, an electroluminescent device for emitting white light, a white light emitting device and a lighting device using the same will be described in order.

먼저, 본 발명에 의한 백색 형광막은, 기판 위에 격자 구조(사각격자, 육각 격자 등), 혹은 스트라이프 구조로 청색, 녹색 및 적색 혹은 보색의 청색 및 황색의 형광체가 교차배열하여 형성된다. 그래서 각각의 형광체 색이 혼합되어 백색광을 발광하게 된다. First, the white fluorescent film according to the present invention is formed by cross-aligning blue, green and red or complementary blue and yellow phosphors in a lattice structure (square lattice, hexagonal lattice, etc.) or stripe structure on a substrate. Thus, the respective phosphor colors are mixed to emit white light.

그럼, 본 발명의 형광막을 제조하는 방법에 대해서 살펴보기로 한다. 이하 스크린 프린팅 방법과 스퍼터링 방법을 이용해 형광막을 제조하는 과정을 살펴보겠다.Then, a method of manufacturing the fluorescent film of the present invention will be described. Hereinafter, a process of manufacturing a fluorescent film by using a screen printing method and a sputtering method will be described.

먼저 스크린 프린팅 방법을 이용한 백색 형광막의 제조과정을 살펴보면,First, the manufacturing process of the white fluorescent film using the screen printing method,

우선, 형광분말과 레진을 아래와 같은 비율로 혼합하여 형광체 페이스트를 제조한다. 적색 형광분말(ZnS : Mn)과 레진은 45 : 55, 녹색 형광분말(ZnS : Cu, Al)과 레진은 40 : 60, 청색 형광분말(ZnS : Cu, Cl)과 레진은 55 : 45의 비율로 호모 믹서(Homo Mixer)에서 혼합한다. 이 때 혼합 속도를 조절하여 분말의 분산이 균일하도록 제조하며, 혼합 후 진공 챔버에서 산소를 제거하는 것이 바람직하다. 이 때 상기 형광체 페이스트는 삼원색 형광체가 아닌 두 가지의 보색특성을 갖는 청색과 황색의 형광체를 이용할 수도 있는데, 청색 형광분말(ZnS : Cu, Cl)과 황색 형광분말(ZnS : Mn)을 레진과 각각 35 : 65의 비율로 혼합한다. 이는 보다 간편한 마스크 제작을 가능하게 하고 백색 혼합 영역의 확장을 도모하게 한다. 상기 레진과 혼합된 각각의 형광체 페이스트를 격자구조로 형성된 30㎛ 막의 마스크를 정렬한 후, 스퀴저(squeezer)를 이용하여 순차적으로 스크린 프린팅(screen printing) 함으로써 단일층으로 형광막을 형성시킨다. 이때, 형광막이라 함은, 기판 상에 형성된 형광체 페이스트막을 의미한다. 즉, 예컨대, 기판 상에 청색, 녹색, 적색 형광체 페이스트를 각각 하나의 층으로 배열하여 청색 형광막, 녹색 형광막, 적색 형광막을 형성시키는데, 이렇게 기판 상에 하나의 층으로 각각의 형광막을 배열하여 본 발명에 따른 백색 형광막을 형성시키는 것이다
이 때 균일한 세기를 갖는 면 발광 구현을 위해 전면이 균일한 양으로 프린팅 되도록 하는 것이 바람직하며, 스크린 프린팅의 각 단계마다 드라잉 오븐 속에서 90℃로 유지시키고 15분 동안 건조시킨다. 이 때 상기 격자 구조가 아닌 스트라이프 구조로 형성된 마스크를 정렬하여 형광막을 제조할 수 있다.
First, the fluorescent powder and the resin are mixed in the following ratio to prepare a phosphor paste. The ratio of red fluorescent powder (ZnS: Mn) and resin is 45: 55, the ratio of green fluorescent powder (ZnS: Cu, Al) and resin is 40: 60, and the blue fluorescent powder (ZnS: Cu, Cl) and resin is 55: 45 Mix in a Homo Mixer. At this time, by adjusting the mixing rate is prepared to uniformly disperse the powder, it is preferable to remove the oxygen in the vacuum chamber after mixing. In this case, the phosphor paste may use blue and yellow phosphors having two complementary color characteristics instead of the three primary phosphors. The blue phosphor powder (ZnS: Cu, Cl) and the yellow phosphor powder (ZnS: Mn) may be respectively used as a resin. Mix in a ratio of 35:65. This allows for easier mask making and allows for expansion of the white blend region. Each phosphor paste mixed with the resin is aligned with a mask of a 30 μm film formed in a lattice structure, and then a fluorescent film is formed as a single layer by screen printing sequentially using a squeezer. At this time, the fluorescent film means a phosphor paste film formed on a substrate. That is, for example, blue, green, and red phosphor pastes are arranged in one layer on the substrate to form a blue phosphor, a green phosphor, and a red phosphor. Each of the phosphors is arranged in one layer on the substrate. To form a white fluorescent film according to the present invention
At this time, it is preferable to make the entire surface to be printed in a uniform amount in order to achieve a surface light emission having a uniform intensity, each step of screen printing is maintained at 90 ℃ in the drying oven and dried for 15 minutes. In this case, the fluorescent film may be manufactured by aligning a mask formed of a stripe structure instead of the lattice structure.

상기한 형광막 제작공정을 통해 형성된 형광막은 도 3a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5b 와 같다.The fluorescent film formed through the above-described fluorescent film manufacturing process is as shown in FIGS. 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, and 5B.

도 3a는 본 발명에 의한 사각격자 구조를 갖는 형광막(110)을 도시한 것이다. 청색, 녹색 및 적색의 형광막을 사각격자 구조로 교차적으로 배열한다. 도 3b는 각 형광의 격자 크기를 조절하여 색도 조정을 하는 것을 도시한 것이다. 즉, 사각 격자를 이루는 각각의 형광의 네 변 길이(w1, w2, w3, w4)를 조절하여 각각의 형광체 발광색을 조정하는 것이다. 예를 들어, 두 사각격자를 좌우로 맞닿도록 배열했을 경우, 왼쪽 사각격자의 우변(w3)과 오른쪽 사각격자의 좌변(w1)은 맞닿게 되므로 같은 길이가 되고, 또는, 상하로 맞닿도록 배열한 두 사각격자에서, 위쪽 사각격자의 하변(w2)과, 아래쪽 사각격자의 상변(w4)은 맞닿게 되므로 같은 길이가 될 것이다. 같은 길이가 되는 이유는, 좌우로 맞닿은 두 사각격자에서, 왼쪽 사각격자의 우상(右上) 격자점과 오른쪽 사각격자의 좌상(左上) 격자점이 만나고, 왼쪽 사각격자의 우하(右下) 격자점과 오른쪽 사각격자의 좌하(左下) 격자점이 만나게 되며, 또한, 상하로 맞닿은 두 사각격자에서, 위쪽 사각격자의 우하(右下) 격자점과 아래쪽 사각격자의 우상(右上) 격자점이 만나고, 위쪽 사각격자의 좌하(左下) 격자점과 아래쪽 사각격자의 좌상(左上) 격자점이 만나게 되기 때문이다
이런 식으로 각각의 격자의 네 변의 길이를 자유롭게 조절하여 원하는 발광 색을 조절할 수 있다. 색 혼합 영역의 확장과 발열량의 감소를 도모하기 위해 사각격자 구조를 가진 마스크의 망점 크기(w1, w2, w3, w4)는 0.35mm이하로 제작하는 것이 바람직하다. 또한 예시된 바와 같은 청색, 녹색 및 적색의 형광뿐 아니라 보색의 청색 및 황색의 형광막을 교차적으로 배열하여 사각격자 구조의 형광막을 제조할 수 있다.
3A illustrates a fluorescent film 110 having a square lattice structure according to the present invention. Blue, green, and red fluorescent films are alternately arranged in a square lattice structure. 3B illustrates chromaticity adjustment by adjusting the lattice size of each fluorescent film . That is, the phosphor emission color is adjusted by adjusting the four side lengths w 1, w 2, w 3, and w 4 of each fluorescent film forming a square lattice. For example, when the two rectangular grids are arranged to abut from side to side, the right side w 3 of the left square grating and the left side w 1 of the right square grating come into contact with each other to have the same length, or to be brought up and down. In the two arranged square grids, the lower side w 2 of the upper square lattice and the upper side w 4 of the lower square lattice are in contact with each other, and thus have the same length. The reason for the same length is that in the two rectangular lattices which are in contact with the left and right sides, the upper right lattice point of the left rectangular lattice meets the upper left lattice point of the right rectangular lattice, and the lower right lattice point of the left rectangular lattice The lower left lattice point of the right square lattice meets, and at the two square lattices which are in contact with each other up and down, the lower lattice point of the upper square lattice meets the upper lattice point of the lower square lattice, and the upper square lattice This is because the lower left lattice point of X and the upper left lattice point of the lower rectangular lattice meet.
In this way, the length of the four sides of each lattice can be freely adjusted to adjust the desired emission color. In order to expand the color mixing region and reduce the amount of heat generated , it is preferable to fabricate the dot size (w 1, w 2, w 3, w 4 ) of the mask having a square lattice structure to 0.35 mm or less. In addition, blue, green, and red fluorescent films as illustrated, as well as complementary blue and yellow fluorescent films may be alternately arranged to produce a square grid structure fluorescent film.

도 4a는 본 발명에 의한 육각격자 구조를 갖는 형광막(120)을 도시한 것이다. 청색, 녹색 및 적색의 형광막을 육각격자 구조로 교차적으로 배열한다. 도 4b는 각 형광의 격자 크기를 조절하여 색도 조정을 하는 것을 도시한 것이다. 즉,육각격자를 이루는 각각의 형광의 여섯 개의 변의 길이(w1, w2, w3, w4, w5, w6)를 조절하여 각각의 형광체 발광색을 조정하는 것이다. 예를 들어, 좌, 우로 맞닿은 두 육각격자의 각 변의 길이를 조절할 때, 하나의 w1과 다른 하나의 w4 길이는 맞닿게 되어 같은 길이가 될 것이다. 또한 하나의 w3과 다른 하나의 w6 길이는 맞닿게 되어 같은 길이가 될 것이다. 그 이유는, 상기 사각격자에서 설명한 바와 동일하다. 이런 식으로 각각의 격자의 여섯 변의 길이를 자유롭게 조절하여 원하는 발광 색을 조절할 수 있다. 색 혼합 영역의 확장과 발열량의 감소를 도모하기 위해 육각격자 구조를 가진 마스크의 망점 크기(w1, w2, w3, w4, w5, w6)는 0.3mm이하로 제작하는 것이 바람직하다. 이 역시 보색의 청색 및 황색의 형광막을 교차적으로 배열하여 육각격자 구조의 형광막을 제조할 수 있다.4A illustrates a fluorescent film 120 having a hexagonal lattice structure according to the present invention. Blue, green, and red fluorescent films are alternately arranged in a hexagonal lattice structure. 4b illustrates that chromaticity is adjusted by adjusting the lattice size of each fluorescent film . That is, the phosphor emission color is adjusted by adjusting the lengths (w 1, w 2, w 3, w 4, w 5, and w 6 ) of the six sides of each fluorescent film forming the hexagonal grid. For example, when adjusting the length of each side of two hexagonal lattice abutted left and right, the length of one w 1 and the other w 4 will be abutted to be the same length. Also, the length of one w 3 and the other w 6 will abut and be the same length. The reason is the same as described for the square lattice. In this way, the length of the six sides of each lattice can be freely adjusted to adjust the desired emission color. In order to expand the color mixing region and reduce the amount of heat generated , it is preferable to fabricate the half- dot size (w 1, w 2, w 3, w 4, w 5, w 6 ) of the mask having a hexagonal grid structure of 0.3 mm or less. Do. In this case, a fluorescent film having a hexagonal lattice structure can be manufactured by alternately arranging complementary blue and yellow fluorescent films .

도 5a는 본 발명에 의한 스트라이프 구조를 갖는 형광막(130)을 도시한 것이다. 청색, 녹색 및 적색의 형광막을 스트라이프 구조로 교차적으로 배열한다. 도 5b는 각 형광의 스트라이프 폭을 조절하여 색도 조정을 하는 것을 도시한 것이다. 즉, 스트라이프 구조를 이루는 폭(w1)을 조절하여 각각의 형광체 발광색을 조정하는 것이다. 색 혼합영역의 확장과 발열량의 감소를 도모하기 위해 스트라이프 구조를 가진 마스크의 망점 크기(w1)는 0.25mm이하로 제작하는 것이 바람직하다. 또한 이 역시 보색의 청색 및 황색의 형광막을 교차적으로 배열하여 스트라이프 구조의 형광막을 제조할 수 있다.5A illustrates a fluorescent film 130 having a stripe structure according to the present invention. Blue, green and red fluorescent films are alternately arranged in a stripe structure. 5B illustrates chromaticity adjustment by adjusting the stripe width of each fluorescent film . In other words, each phosphor emission color is adjusted by adjusting the width w 1 of the stripe structure. In order to expand the color mixing region and reduce the amount of heat generated, it is preferable that the halftone size (w 1 ) of the mask having the stripe structure be made 0.25 mm or less. In addition, it is also possible to produce a fluorescent film having a striped structure by alternately arranging complementary blue and yellow fluorescent films .

상기한 격자 구조, 스트라이프 구조의 형광막은 예시한 구성도 외에 다양하게 크기와 폭을 조절하여 색도를 조정하는 것이 가능하다.The fluorescent film of the above-described lattice structure and stripe structure can be adjusted in chromaticity by adjusting the size and width in addition to the illustrated configuration.

또한 상기 단일층에 형성된 형광막의 구조는 사각격자, 육각격자, 스트라이프 등 이외에 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 형광막의 구조를 다양하게 변형하여 적용할 수 있음을 그 특징으로 한다.In addition, the structure of the fluorescent film formed on the single layer is characterized in that it can be applied to various modifications to the structure of the fluorescent film within a range not departing from the technical idea in addition to the square grid, hexagonal grid, stripe and the like.

다음으로 본 발명의 백색 형광막을 제조하는 또 다른 방법인 스퍼터링 방법에 의해 제조하는 것을 살펴본다. 이하에서는 그 제조공정에 대해서 구체적으로 설명한다.Next, look at the manufacturing by the sputtering method which is another method for producing a white fluorescent film of the present invention. Hereinafter, the manufacturing process is demonstrated concretely.

우선 투명 모재 (ITO 혹은 투명유리)를 스퍼터의 진공용기 내부에 장착 후 진공용기를 충분히 배기시킴과 함께 아르곤, 산소 및 황화수소를 공급한다. 동시에 모재의 온도를 올려주고 주파수 전원(RF Power)을 작동시켜 플라즈마를 형성시키는 1단계 공정을 거친다. 또한 상기된 바와 같은 형광 분말 성분으로 혼합한 청색, 녹색 및 적색 형광체 분말을 소결하여 3개의 타겟을 만든다. 여기에 격자 구조, 혹은 스트라이프 구조가 형성된 마스크를 정렬하여 3개의 타겟에 스퍼터링 과정을 거쳐 순차적으로 투명 모재 위에 박막을 형성하는 2단계 공정을 거친다. 혹은 보색의 청색 및 황색의 분말을 소결하여 순차적으로 스퍼터링 한다. 상기 성막된 형광막을 700℃에서 결정화하는 3단계 공정을 거친다. 위와 같은 일련의 공정을 거친 형광막 을 분산 X선 회절기와 주사전자현미경(SEM)을 사용하여 그 구조 및 표면상태를 분석하여 결정성과 표면의 균질성을 확인하고, 박막의 두께를 측정하는 4단계 공정을 거친다. 이렇게 제작된 박막 형광막은 우수한 내구성과 열특성을 가진다.First, a transparent base material (ITO or transparent glass) is installed inside the vacuum container of the sputter, and then the vacuum container is sufficiently evacuated and argon, oxygen, and hydrogen sulfide are supplied. At the same time, the temperature of the base material is raised and a frequency power (RF Power) is operated to form a plasma. In addition, three targets are made by sintering the blue, green and red phosphor powders mixed with the above-described fluorescent powder components. Here, the mask having the lattice structure or the stripe structure is aligned, followed by a two-step process of sequentially forming a thin film on the transparent base material by sputtering the three targets. Alternatively, complementary blue and yellow powders are sintered and sputtered sequentially. The deposited fluorescent film is subjected to a three step process of crystallizing at 700 ° C. The four-step process of determining the crystallinity and homogeneity of the thin film by analyzing the structure and surface state of the fluorescent film that has undergone the above-described process using a distributed X-ray diffractometer and a scanning electron microscope (SEM) Go through The thin film fluorescent film thus manufactured has excellent durability and thermal characteristics.

이와 같이, 투명 모재에 증착된 형광체 페이스트로 구성된 각각의 형광막은 앞서 설명한 바와 같이, 사각격자, 스트라이프, 육각격자 등의 구조로 형성될 수 있음은 물론이다. 또한 스퍼터링 방법에 의한 증착 이외에 가능한 여러 가지 진공증착법이 활용될 수 있다.As described above, each of the fluorescent films composed of the phosphor paste deposited on the transparent base material may be formed in a structure such as a square grid, a stripe, a hexagonal grid, or the like. In addition to the deposition by the sputtering method, various vacuum deposition methods possible may be utilized.

이하에서는, 상기된 바와 같이 제조된 본 발명의 백색 형광막을 전계발광 소자에 적용한, 고효율 백색 발광용 전계발광 소자를 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the electroluminescent device for high efficiency white light emission, in which the white fluorescent film of the present invention manufactured as described above is applied to the electroluminescent device, will be described in more detail with reference to Examples.

실시예Example 1: 본 발명의 백색 형광막을 갖는 백색 발광용  1: for white light emission having a white fluorescent film of the present invention 전계발광Electroluminescence 소자. device.

도 6에 도시된 고효율 특성의 백색 발광용 전계발광 소자의 구성을 살펴보면,Looking at the configuration of the electroluminescent device for white light emitting of high efficiency shown in Figure 6,

빛에 투명하고 열차단이 우수하며 저가로 대면적화가 용이한 글래스 기판(24)과, 상기 글래스 기판(24) 배면에 빛의 투과성과 도전성이 우수한 ITO(Indium Tin Oxide : InO+SnO)필름을 전면 전극층(29)으로 도포한다. 상기 전면 전극층(29) 배면에 상기된 형광막 제조방법을 이용하여 제조한 형광막(100)을 형성시키며, 상기 형광막(100) 배면에 15㎛의 두께로 고유전율 특성으로 형광체의 전계 발광을 유도함과 동시에 방출광에 투명한 유전체층(23)을 형성시킨다. 상기 유전체층(23) 배면에 형광막으로부터 후방으로 방출되는 광을 반사시키기 위해 반사특성이 우수한 금속 페이스트(Ag paste)로 구성된 배면 전극층(22)을 형성시킨다. 이 때, 고휘도 백색 전계발광 구현을 위해 배면 전극층(22)을 90% 이상의 반사 특성을 가진 금속 페이스트로 제작함으로써 배면 전극 방향으로 진행된 빛을 전면 전극층으로 반사시켜 추가적인 발광효율의 증대를 가능하게 한다. 이 배면 전극층(22)의 배면에 배면 전극층을 보호하기 위한 산화 방지층(21)을 순차적으로 스크린 프린팅하여 전체적으로는 수직적층 구조로 제작한다. 각 페이스트를 프린팅 할 때마다 드라잉 오븐(Drying Oven) 속에서 90℃로 유지시키고 15분 동안 건조시켜 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전계발광 소자는 삼원색 형광체가 아닌 두 가지의 보색 특성을 갖는 형광체를 이용하여 제조할 수 있다. 상기 전계발광 소자는 전면 전극층(29)과 배면 전극층(22)의 양단에 110V~220V의 전압을 인가하여 단일층의 격자 구조, 혹은 스트라이프 구조로 형성된 형광막 내에 전기장을 유도함으로써, 형광체를 발광시키도록 동작된다.A glass substrate 24 that is transparent to light, excellent in heat shielding, and easy to make a large area at low cost, and an ITO (Indium Tin Oxide: InO + SnO) film having excellent light permeability and conductivity on the rear surface of the glass substrate 24 It is applied to the front electrode layer 29. A fluorescent film 100 manufactured by using the above-described fluorescent film manufacturing method is formed on the rear surface of the front electrode layer 29, and electroluminescence of the fluorescent material is performed on the rear surface of the fluorescent film 100 with a high dielectric constant characteristic with a thickness of 15 μm. At the same time, a dielectric layer 23 is formed which is transparent to emitted light. A back electrode layer 22 made of metal paste (Ag paste) having excellent reflection characteristics is formed on the back surface of the dielectric layer 23 to reflect light emitted backward from the fluorescent film. In this case, the rear electrode layer 22 is made of a metal paste having a reflection characteristic of 90% or more to realize high luminance white electroluminescence, thereby reflecting light propagated in the rear electrode direction to the front electrode layer to further increase luminous efficiency. The anti-oxidation layer 21 for protecting the back electrode layer is sequentially screen printed on the back surface of the back electrode layer 22 to produce a vertically stacked structure as a whole. Each paste is preferably prepared by maintaining at 90 ° C. and drying for 15 minutes in a drying oven. In addition, the electroluminescent device may be manufactured using a phosphor having two complementary color characteristics rather than a trichromatic phosphor. The electroluminescent device applies a voltage of 110V to 220V at both ends of the front electrode layer 29 and the back electrode layer 22 to induce an electric field in a fluorescent layer formed of a single layer lattice structure or a stripe structure, thereby causing the phosphor to emit light. Is operated.

도 7은 본 발명에 의한 사각격자 구조의 형광막에 110V/60Hz의 전압을 인가하였을 때 전계발광(EL) 스펙트럼을 도시한 것이다. 470~530nm 파장에서 0.00005a.u.정도 최고점(141a)의 세기를 갖고 560~600nm파장에서 0.00003a.u.정도 최고점(141b)의 세기를 갖는다. 형광막의 발광 스펙트럼을 살펴보면 청색과 녹색, 적색 영역 모두에서 강한 흡수가 발생한다는 것을 알 수 있다.7 illustrates electroluminescence (EL) spectra when a voltage of 110 V / 60 Hz is applied to a fluorescent film of a square lattice structure according to the present invention. It has an intensity of 0.00005a.u.highest point 141a at 470-530nm wavelength and an intensity of 0.00003a.u.highest point 141b at 560-600nm wavelength. Looking at the emission spectrum of the fluorescent film, it can be seen that strong absorption occurs in both the blue, green, and red regions.

도 8은 본 발명에 의한 스트라이프 구조의 형광막에 110V/60Hz의 전압을 인가하였을 때 전계발광(EL) 스펙트럼을 도시한 것이다. 470~530nm 파장에서 0.00006a.u.정도 최고점(151a)의 세기를 갖고 560~600nm파장에서 0.00004a.u.정도 최고점(151b)의 세기를 갖는다. 이 역시 형광막의 발광 스펙트럼을 살펴보면 청색과 녹색, 적색 영역 모두에서 강한 흡수가 발생한다는 것을 알 수 있다.8 shows electroluminescence (EL) spectra when a voltage of 110 V / 60 Hz is applied to the fluorescent film of the stripe structure according to the present invention. It has an intensity of 0.00006a.u.highest point 151a at 470-530nm wavelength and an intensity of 0.00004a.u.highest point 151b at 560-600nm wavelength. Again, looking at the emission spectrum of the fluorescent film, it can be seen that strong absorption occurs in both the blue, green, and red regions.

도 9는 도 7과 8을 포함한 스트라이프 구조 형광막, 사각격자 구조 형광막 및 청색과 황색의 1:3 사각 격자 구조 형광막의 전계발광(EL) 스펙트럼을 나타낸 것이다. 스트라이프 구조와 사각격자 구조 형광막의 스펙트럼은 상기한 바와 같고, 청색과 황색의 1:3 사각격자 구조의 형광막은 전체적으로 낮은 세기를 가지면서, 540~620nm 파장에서 0.00001a.u. 정도의 최고점(161)을 나타낸다.FIG. 9 illustrates electroluminescence (EL) spectra of a stripe structure fluorescent film, a square lattice structure fluorescent film, and a blue and yellow 1: 3 square lattice structure fluorescent film including FIGS. 7 and 8. The spectrum of the stripe structure and the square lattice structure fluorescent film is as described above, and the blue and yellow fluorescent film of the 1: 3 square lattice structure has a low intensity as a whole and is 0.00001a.u. The highest point 161 is shown.

다음으로, 본 발명의 백색 형광막을, UV 발광 다이오드를 여기광으로 사용한 백색 발광 장치에 적용한, 고효율 백색 발광 장치를 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 먼저, 상기 전계발광 소자와 백색 발광 장치의 발광 특성을 표를 통하여 간단히 비교하여 살펴보기로 한다. Next, the high efficiency white light-emitting device which applied the white fluorescent film of this invention to the white light-emitting device which used UV light emitting diode as excitation light is demonstrated in detail through an Example. First, the light emission characteristics of the electroluminescent device and the white light emitting device will be briefly compared through a table.

아래 표 1에서는 110V/60Hz ~ 220V/60Hz을 에너지원으로 사용한 전계발광 소자와 365nm UV 발광 다이오드를 에너지원으로 사용한 백색 발광 장치의 발광 특성을 표로 나타내었다.Table 1 below shows the emission characteristics of the electroluminescent device using 110V / 60Hz to 220V / 60Hz as an energy source and the white light emitting device using the 365nm UV light emitting diode as an energy source.

[표 1]TABLE 1

Power Supply EL과 UV Lamp PL의 발광 특성Luminescent Characteristics of Power Supply EL and UV Lamp PL

Power Supply EL 이미지Power Supply EL image UV 발광 다이오드 PL 이미지UV Light Emitting Diode PL Image 110V/60Hz ~220V/60Hz110V / 60Hz ~ 220V / 60Hz 365nm UV 365nm UV 전압에 따른 Phosphor 휘도차Phosphor Luminance Difference with Voltage Phosphor 균일한 발광Phosphor homogeneous luminous light emitting layer pin holelight emitting layer pin hole 색혼합 유리Color mixing glass 유전체층 O₂잔존Dielectric layer O₂ remaining

또한, 전계발광 소자와 백색 발광 장치의 색도 좌표를 알아보기로 한다. 먼저, 색도 좌표란 각 형광체 혼합 페이스트에서 발광되는 청색, 녹색 및 적색의 3색을 기본색으로 삼고 기본색을 X, Y, Z만큼 배합했을 때 x=X/(X+Y+Z), y=Y/(X+Y+Z), z=Z/(X+Y+Z)로 구해진 x, y, z값으로 나타낸다. 일반적으로 모든 색깔은 (x, y)로 나타내며, 이론적인 순수 백색은 CIE 색도 좌표에서 (0.333, 0.333)의 색도 좌표를 갖는다.In addition, the chromaticity coordinates of the electroluminescent element and the white light emitting device will be described. First, the chromaticity coordinate is x = X / (X + Y + Z), y when three colors of blue, green, and red emitted from each phosphor mixture paste are used as the primary colors, and the primary colors are combined by X, Y, and Z. It is represented by the x, y, and z values obtained by = Y / (X + Y + Z) and z = Z / (X + Y + Z). In general, all colors are represented by (x, y) and theoretical pure white has chromaticity coordinates of (0.333, 0.333) in CIE chromaticity coordinates.

아래의 표는 각각의 구조에 따른 CIE 색도 좌표를 나타낸 것이다.The table below shows the CIE chromaticity coordinates for each structure.

[표 2]TABLE 2

사각격자, 스트라이프, 1:3 사각격자 구조의 CIE 색도 좌표Square grid, stripe, CIE chromaticity coordinates of 1: 3 square grid

structurestructure CIE(x,y)CIE (x, y) CIE(x,y)CIE (x, y) EfficiencyEfficiency 110V/ 60Hz110V / 60Hz StripeStripe 0.30, 0.410.30, 0.41 확산판사용시When using diffuser plate 0.34, 0.430.34, 0.43 30~45 %감소30 to 45 percent reduction 사각격자Square grid 0.29, 0.410.29, 0.41 0.33, 0.430.33, 0.43 1:3 격자1: 3 grid 0.38, 0.430.38, 0.43 0.34, 0.430.34, 0.43 UV 발광 다이오드UV light emitting diode StripeStripe 0.35, 0.380.35, 0.38 0.33, 0.340.33, 0.34 사각격자Square grid 0.37, 0.380.37, 0.38 0.35, 0.380.35, 0.38 1:3 격자1: 3 grid 0.40, 0.440.40, 0.44 0.37, 0.400.37, 0.40

표에서 보는 바와 같이, 110V/60Hz 를 사용한 전계발광 소자와 UV 발광 다이오드를 사용한 백색 발광 장치의 발광시 색도 좌표를 나타냈다. UV 발광 다이오드를 사용한 백색 발광 장치가 보다 더 높은 휘도를 나타내었고, 각각의 형광막 구조에서는 스트라이프 구조가 순수한 백색에 가장 가까운 휘도를 나타내는 걸 알 수 있다. 또한 확산판을 사용했을 때는 전체적으로 발광 효율이 30~45% 정도 감소하는 걸 알 수 있다. As shown in the table, chromaticity coordinates at the time of emission of the electroluminescent element using 110V / 60Hz and the white light emitting device using the UV light emitting diode were shown. It was found that the white light emitting device using the UV light emitting diode showed higher luminance, and in each fluorescent film structure, the stripe structure showed the brightness closest to pure white. In addition, when the diffusion plate is used, the overall luminous efficiency decreases by about 30 to 45%.

이하에서는 실시예를 통하여 상기 형광막과 발광 다이오드를 결합한 고효율 백색 발광 장치와 그 제조 방법을 알아보기로 한다. Hereinafter, a high efficiency white light emitting device combining the fluorescent film and a light emitting diode and a method of manufacturing the same will be described.

실시예Example 2: 본 발명의 백색 형광막을 갖는 백색 발광 장치 2: white light emitting device having a white fluorescent film of the present invention

도 10a, 10b는 상기 실시예에서 형광막(100)을 발광 다이오드 칩(171)과 결합한 고효율 백색 발광 장치(170)를 도시한 것이다. 반사컵(172) 내부는 에폭시 수지 등으로 몰딩하거나, 캐버티 상태로 둘 수 있으며 형광막(100)은 반사컵(172) 상단에 접합된다. 에폭시 돔 렌즈(173)로 그 주위를 봉입하여 마무리한다. 근자외선 및 청색 영역에서 흡수 특성을 갖는 형광체를 유기 결합 수지와 혼합한 후, 투명 유리기판에 격자구조 혹은 스트라이프 구조로 스크린 프린팅 혹은 스퍼터링 방법을 사용하여 형광막을 제조한다. 그리고 형광막을 근자외선 및 청색(340~470nm) 영역에서 발광 특성을 갖는 InGaN계열의 발광 다이오드 상단에 접합시킨다. 그리하여 상기 형광막이 발광 다이오드 칩에 의해 발광하여 각 형광체의 발광색 혼합을 통해 고효율 백색광을 구현하는 백색 발광 장치를 제작한다. 10A and 10B illustrate the high efficiency white light emitting device 170 in which the fluorescent film 100 is combined with the light emitting diode chip 171 in the above embodiment. The inside of the reflective cup 172 may be molded with an epoxy resin or the like, or placed in a cavity state, and the fluorescent film 100 may be bonded to the top of the reflective cup 172. The epoxy dome lens 173 is enclosed in its circumference and finished. After phosphors having absorption characteristics in the near ultraviolet and blue regions are mixed with an organic binding resin, a fluorescent film is manufactured by screen printing or sputtering on a transparent glass substrate using a lattice structure or a stripe structure. The fluorescent film is bonded to the top of the InGaN-based light emitting diode having light emission characteristics in the near ultraviolet and blue (340 to 470 nm) regions. Thus, a white light emitting device is manufactured in which the fluorescent film emits light by a light emitting diode chip to realize high efficiency white light by mixing light emission colors of respective phosphors.

그러나 본 발명은 백색 발광 장치의 내부 구조에 특징이 있는 것은 아니며, 도 10a, 10b는 본 발명에 의한 백색 형광막이 적용될 수 있는 하나의 예시에 지나지 않으며, 다양한 구조의 백색 발광 장치에 적용될 수 있음은 물론이다.However, the present invention is not characterized by the internal structure of the white light emitting device, and FIGS. 10A and 10B are merely examples of the white fluorescent film according to the present invention, and may be applied to white light emitting devices having various structures. Of course.

도 11은 도 10a에서 본 발명에 의해 제작된 백색 형광막을 구비한 백색 발광 장치와, 종래의 혼합분산형 형광막을 구비한 백색 발광 장치의 발광 스펙트럼을 비교하여 도시한 상대 광발광 스펙트럼이다.FIG. 11 is a relative light emission spectrum of the white light emitting device having the white fluorescent film produced by the present invention in FIG. 10A and the light emission spectrum of the white light emitting device having the conventional mixed dispersion type fluorescent film.

365nm UV 발광 다이오드를 여기광으로 하여 반사컵 상단에 접합된 형광막의 구조에 따른 광발광 스펙트럼으로, 발광 효율 및 휘도를 비교하였다.The emission efficiency and luminance were compared with the photoluminescence spectrum according to the structure of the fluorescent film bonded to the top of the reflecting cup using the 365 nm UV light emitting diode as the excitation light.

그래프를 살펴보면, 종래의 혼합분산형 형광막을 구비한 백색 발광 장치의 광발광 스펙트럼은 380~420nm의 파장에서 0.000175a.u. 정도의 최고점을 나타내고, 490~510nm의 파장에서 0.000125a.u.정도의 최고점을 나타낸다. 반면, 본 발명의 사각격자 구조의 형광막을 구비한 백색 발광 장치의 광발광 스펙트럼은 380~420nm의 파장에서 0.00021a.u. 정도의 최고점을 나타내고, 490~510nm의 파장에서 0.00017a.u.정도의 최고점을 나타낸다. 또한, 본 발명의 스트라이프 구조의 형광막을 구비한 백색 발광 장치의 광발광 스펙트럼은 380~420nm의 파장에서 0.000273a.u. 정도의 최고점을 나타내고, 490~510nm의 파장에서 0.0002a.u. 정도의 최고점을 나타낸다. 따라서, 전체적으로 사각격자 구조가 약 22%이상, 스트라이프 구조가 약 53%이상 발광 휘도가 향상되었음을 알 수 있다. Looking at the graph, the photoluminescence spectrum of a conventional white light emitting device having a mixed dispersion fluorescent film is 0.000175a.u. At a wavelength of 380 ~ 420nm. The highest point of accuracy is shown, and the highest point of 0.000125a.u. Is shown at a wavelength of 490-510 nm. On the other hand, the photoluminescence spectrum of the white light emitting device having the fluorescent film of the square lattice structure of the present invention is 0.00021a.u. The highest point of accuracy is shown, and the highest point of 0.00017a.u. Is shown at a wavelength of 490-510 nm. Further, the photoluminescence spectrum of the white light-emitting device having the fluorescent film of the stripe structure of the present invention is 0.000273a.u. At a wavelength of 380-420 nm. It shows the highest point of accuracy and is 0.0002a.u. At a wavelength of 490-510 nm. It represents the highest point of the degree. Accordingly, it can be seen that the light emission luminance is improved by about 22% or more in the square lattice structure and about 53% or more in the stripe structure.

또한, 380~400nm의 파장 영역에서 최고점이 50%이상 상승하여 청색 광의 재흡수가 극소화되어 발광 효율이 극대화됨과 함께, 휘도 역시 크게 상승하게 된다. In addition, the highest point in the wavelength range of 380 ~ 400nm rises by more than 50% to minimize the re-absorption of blue light to maximize the luminous efficiency and the brightness is also greatly increased.

도 11a는 사각격자 구조의 형광막을 사용했을 때의 광발광(PL) 이미지를 나타낸 것이다. 매우 밝은 휘도임을 알 수 있다.FIG. 11A illustrates a photoluminescence (PL) image when a fluorescent film having a square lattice structure is used. It can be seen that the brightness is very bright.

도 11b는 사각격자 구조의 형광막을 사용한 백색 발광 장치가 색 좌표 x=0.37, y=0.38을 가짐을 나타내며(●으로 표시됨), 이론적인 백색 좌표인 x=0.333, y=0.333에 매우 근접한 휘도임을 알 수 있다.FIG. 11B shows that a white light emitting device using a rectangular lattice-shaped fluorescent film has color coordinates x = 0.37 and y = 0.38 (indicated by ●), indicating that luminance is very close to theoretical white coordinates x = 0.333 and y = 0.333. Able to know.

도 11c는 스트라이프 구조의 형광막을 사용했을 때의 광발광(PL) 이미지를 나타낸 것이다. 매우 밝은 휘도임을 알 수 있다.FIG. 11C shows a photoluminescence (PL) image when a stripe structure fluorescent film is used. It can be seen that the brightness is very bright.

도 11d는 스트라이프 구조의 형광막을 사용한 백색 발광 장치가 색좌표 x=0.35, y=0.38을 가짐을 나타내며(●으로 표시됨), 이론적인 백색 좌표인 x=0.333, y=0.333에 매우 근접한 휘도임을 알 수 있다.FIG. 11D shows that a white light emitting device using a fluorescent film having a striped structure has color coordinates x = 0.35 and y = 0.38 (indicated by ●), and shows that luminance is very close to theoretical white coordinates x = 0.333 and y = 0.333. have.

또한, 본 발명의 백색 형광막을 조명 기구 내에 구비하여 각각의 형광체를 여기시킬 수 있는 여러 외부 에너지원을 사용하여, 백색광을 구현할 수 있게 된다. 예를 들어, 본 발명을 저압방전 원리를 이용한 형광램프에 적용하여 방전에 의해 발생된 자외선이 유리관 내부에 구비된 형광막을 자극하거나, 고압나트륨 방전램프에 적용하여 나트륨에서 방사되는 빛을 형광막의 여기 에너지원으로 사용하여 발광하게 된다. 이러한 조명 기구는 일반 가정의 조명등에서부터 가로등, 점포의 디스플레이용 조명등까지 다양하게 활용되어 적용 가능할 것이다.In addition, the white fluorescent film of the present invention can be provided in a lighting apparatus, and white light can be realized using various external energy sources capable of exciting each phosphor. For example, the present invention is applied to a fluorescent lamp using a low pressure discharge principle, and the ultraviolet rays generated by the discharge stimulate the fluorescent film provided inside the glass tube, or apply to the high pressure sodium discharge lamp to excite the light emitted from the sodium. It emits light by using it as an energy source. Such lighting fixtures may be applied to various applications from general home lighting to street lamps and store display lighting.

지금껏 살펴본 바와 같이, 본 발명의 백색 형광막은 전계발광 소자 및 백색 발광 장치, 백색 조명장치 등 여러 분야에 응용될 수 있음은 물론이다.As described above, the white fluorescent film of the present invention can be applied to various fields such as an electroluminescent device, a white light emitting device, and a white lighting device.

본 발명은 상술한 바와 같은 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible without departing from the scope of the technical idea of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the examples, but should be defined by the claims and the equivalents described below.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 백색 형광막은, 단일층으로 배열 되어 종래의 수직 적층형, 혼합 분산형의 형광막 구조에 따른 각각의 형광체 방출광의 재흡수로 인한 발광효율 저하를 극복하는 효과가 있다. The white fluorescent film according to the present invention configured as described above has an effect of overcoming a decrease in luminous efficiency due to reabsorption of respective phosphor emission light according to a conventional vertically stacked and mixed dispersion fluorescent film structure, which is arranged in a single layer. .

또한 교차배열된 격자 구조, 스트라이프 구조 형광막의 격자크기와 폭을 다양하게 조절하여 색도 조정을 할 수 있어, 원하는 색을 혼합하고 재현하기가 매우 용이한 효과가 있다. In addition, the chromaticity can be adjusted by variously adjusting the lattice size and width of the cross-arrayed lattice structure and the stripe structure fluorescent film, so that it is very easy to mix and reproduce desired colors.

또한 본 발명에 따른 백색 형광막을 전계발광 소자에 적용할 때, 단일전극으로 구동시켜 전력소모를 줄일 수 있으며, 표준 백색 광원에 근접한 높은 휘도의 백색광을 내는 효과가 있다.In addition, when the white fluorescent film according to the present invention is applied to the electroluminescent device, it can be driven by a single electrode to reduce the power consumption, and has the effect of emitting a white light of high luminance close to the standard white light source.

즉, LCD 백라이트 개발의 핵심부분인 면광원에 있어서, 대표적인 면광원인 EL을 사용한 LCD 백라이트 기술의 근본적인 문제점을 극복하여 LCD 시장에서 큰 경쟁력을 갖출 수 있다.In other words, in the surface light source, which is a key part of the LCD backlight development, it can overcome the fundamental problems of the LCD backlight technology using the EL, which is a representative surface light source, and can have a great competitiveness in the LCD market.

그리고 본 발명에 따른 백색 형광막을 구비한 백색 발광 장치 및 조명 장치는 종래보다 높은 휘도와 고효율의 백색광을 낼 수 있어, LCD 시장의 수요증가에 부합할 수 있는 LCD 백라이트 및 2006년 수은 규제에 따라 대체 가능한 백색 조명등으로의 활용 등 넓은 분야에서 다양하게 응용되어 사용될 수 있는 효과가 있다.In addition, the white light emitting device and the lighting device having the white fluorescent film according to the present invention can emit white light with higher luminance and higher efficiency than the conventional one, and can be replaced according to the mercury regulations in 2006 and the LCD backlight which can meet the increasing demand of the LCD market. There is an effect that can be used in a variety of applications in a wide range of applications, such as the use as possible white light.

참고로, 본 발명은 8월 22~24일 대전 국제특허연수부에서 열린, 특허청이 주관하고 한국발명진흥회에서 주최한 제 4회 전국대학 발명동아리 경진대회에서, 금상인 특허청장상을 수상하여 발명의 독창성과 우수성을 입증한 바 있다.For reference, the present invention was awarded at the 4th National University Invention Club Contest organized by the Korea Intellectual Property Office and hosted by the Korea Invention Promotion Association, held in Daejeon International Patent Training Department on August 22-24, and won the Gold Prize Award from the President of the Patent Office. Has proved its excellence.

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 반사컵 내부에 위치한 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 형광체의 여기 에너지원으로 사용하여 발광하는 백색 발광 장치에 있어서, A white light emitting device that emits light by using light emitted from a light emitting diode chip located inside a reflecting cup as an excitation energy source of a phosphor, 상기 발광 다이오드 칩 상부에, 청색 형광막, 녹색 형광막 및 적색 형광막이 하나의 층으로 배열된 백색 형광막 또는 보색의 청색 형광막 및 황색 형광막이 하나의 층으로 배열된 백색 형광막이 구비되어, 상기 각각의 형광막의 발광색이 혼합되어 백색광을 내는 것을 특징으로 하는 백색 형광막을 이용한 백색 발광 장치.On the light emitting diode chip, a white fluorescent film in which a blue fluorescent film, a green fluorescent film and a red fluorescent film are arranged in one layer or a white fluorescent film in which a complementary blue fluorescent film and a yellow fluorescent film are arranged in one layer is provided. A white light emitting device using a white fluorescent film, characterized in that the emission color of each fluorescent film is mixed to give white light. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 각각의 형광막은 격자구조 또는 스트라이프 구조로 교차배열된 것을 특징으로 하는 백색 형광막을 이용한 백색 발광 장치.Wherein each of the fluorescent films is cross-arranged in a lattice structure or a stripe structure. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 각각의 형광막 격자를 다른 크기로 분할하거나 상기 각각의 형광막 스트라이프 폭을 조절하여, 각각의 형광막 발광색 조합을 통하여 색도 조정하는 것을 특징으로 하는 백색 형광막을 이용한 백색 발광 장치.And dividing the respective fluorescent film gratings into different sizes or adjusting the width of each fluorescent film stripe to adjust chromaticity through the combination of the fluorescent film emitting colors. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 발광 다이오드 칩은 340 nm 내지 470 nm 영역의 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 백색 형광막을 이용한 백색 발광 장치.The light emitting diode chip is a white light emitting device using a white fluorescent film, characterized in that for emitting light in the region of 340 nm to 470 nm. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 형광막이 형성된 반사컵 내부는 발광 다이오드 칩을 덮도록 에폭시 수지로 몰딩되거나, 캐버티 상태로 되어있는 것을 특징으로 하는 백색 형광막을 이용한 백색 발광 장치.The inside of the reflective cup on which the fluorescent film is formed is molded with an epoxy resin to cover the light emitting diode chip, or is in a cavity state, the white light emitting device using a white fluorescent film. 조명 장치에 있어서,In the lighting device, 청색 형광막, 녹색 형광막 및 적색 형광막이 하나의 층으로 배열된 백색 형광막 또는 보색의 청색 형광막 및 황색 형광막이 하나의 층으로 배열된 백색 형광막이 구비되어, 상기 각각의 형광막을 여기시킬 수 있는 외부 에너지원을 사용하여 발광시키는 것을 특징으로 하는 백색 형광막을 이용한 조명장치.A white fluorescent film in which a blue fluorescent film, a green fluorescent film and a red fluorescent film are arranged in one layer, or a white fluorescent film in which a complementary blue fluorescent film and a yellow fluorescent film are arranged in one layer may be provided to excite each of the fluorescent films. Lighting device using a white fluorescent film, characterized in that for emitting light using an external energy source. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 각각의 형광막은 격자구조 또는 스트라이프 구조로 교차배열된 것을 특징으로 하는 백색 형광막을 이용한 조명장치.Wherein each of the fluorescent films is cross-arranged in a lattice structure or a stripe structure. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 각각의 형광막 격자를 다른 크기로 분할하거나 상기 각각의 형광막 스트라이프 폭을 조절하여, 각각의 형광막 발광색 조합을 통하여 색도 조정하는 것을 특징으로 하는 백색 형광막을 이용한 조명장치.And dividing each of the fluorescent film gratings into different sizes or adjusting the width of each fluorescent film stripe to adjust chromaticity through the combination of each of the fluorescent film emission colors. 삭제delete
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