KR100801938B1 - 발광 다이오드 패키지 구조 및 그 축광 물질 - Google Patents

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라이트하우스 테크놀로지 씨오., 엘티디.
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Abstract

발광 다이오드(LED) 패키지 구조는 캐리어, 발광 다이오드(LED) 칩, 밀봉 부재 및 축광(PL) 물질을 포함한다. 발광 다이오드(LED) 칩은 캐리어 상에 배치되어 광을 방출한다. 밀봉 부재는 발광 다이오드(LED) 칩을 밀봉한다. 축광(PL) 물질은 발광 다이오드(LED) 칩으로부터 방출되는 광에 의해 여기되며 상기 광을 산란시킨다. 또한, 본 발명은 하기 분자식을 갖는 새로운 축광(PL) 물질을 제공한다,
WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
상기 분자식에서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이고, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다(여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다).

Description

발광 다이오드 패키지 구조 및 그 축광 물질{LIGHT-EMITTING DIODE PACKAGE STRUCTURE AND PHOTOLUMINESCENT MATERIAL THEREOF}
도 1은 종래의 백색광 발광 다이오드 패키지 구조의 일예를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 종래의 백색광 발광 다이오드 패키지 구조의 다른 예를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 백색광 발광 다이오드 패키지 구조를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 축광(PL) 물질을 나타내는 개략적인 도면들이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 축광(PL) 물질을 나타내는 개략적인 도면들이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백색광 발광 다이오드 패키지 구조를 나타내는 개략적인 도면들이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉음극 형광램프를 나타내는 개략적인 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
200, 300：캐리어 200′：패키지 리드 핀들
202：제1 리드 핀 204：제2 리드 핀
206：캐리어 패드 208, 304：칩-수용 셀
209a, 209b, 314：솔더링 와이어들
210, 310：발광 다이오드(LED) 칩
212, 312：전극들 220, 320：밀봉 부재
222, 322：내측 밀봉재 224, 324：외측 밀봉재
230, 330, 420：축광(PL) 물질 230a：형광 물질
230b：확산 물질 300′：인쇄 회로 기판
302：연결 패드들 400：냉음극 형광램프
410：광 튜브 430：전극 세트
본 발명은 발광 다이오드(Light-Emitting Diode; LED)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 축광 확산 물질(photoluminescent diffuser material)을 포함하는 발광 다이오드(LED) 패키지 구조에 관한 것이다.
근래 들어 발광 다이오드(LED)의 발광 효율이 지속적으로 향상됨에 따라 발광 다이오드(LED)들은 고속 스캐너 광원, 액정 표시 장치(LCD)의 백라이트 광원, 자동차 계기판 조명, 교통 신호등 및 일반적인 조명 장치 등과 같은 몇 가지 분야에서 형광램프들 및 백열등들을 대체하고 있다. 종래의 전구에 비하여 발광 다이오드(LED)는 콤팩트한 사이즈, 내구성, 낮은 동작 전압/전류, 저항 감소, 조명하는 동안 열을 발산하지 않는 점, 수은은 포함하지 않는 점(따라서 환경오염을 일으키지 않는다), 그리고 높은 발광 효율(에너지 절약) 등의 특징으로 인하여 절대적으로 유리하다. 오늘날의 제조 기술 및 응용 면에 있어서, 발광 다이오드(LED)들의 다양한 색광들 가운데 백색광 발광 다이오드(LED)가 가장 주목을 받고 있다.
백색광은 복수의 색광들을 혼합하여 얻어지는 형태의 광이다. 사람의 눈으로 인식할 수 있는 백색광은 상이한 파장들을 갖는 적어도 2개의 색광들을 포함한다. 예를 들면, 청색광 및 황색광이 혼합되어 이중 파장의 백색광을 형성하거나, 적색광, 녹색광 및 청색광이 혼합되어 3중 파장의 백색광을 형성한다. 현재, 백색광 발광 다이오드(LED)는 세 가지 방법으로 제조되고 있다.
첫 번째로, 3중 파장 방법으로도 일컬어지는 것으로서, 발광 다이오드(LED) 칩 세트가 적색광 발광 다이오드(LED) 칩, 녹색광 발광 다이오드(LED) 칩 및 청색광 발광 다이오드(LED) 칩을 구비하게 하는 것이다. 상기 3개의 칩들을 지나는 전류를 각기 조절함으로써 균일한 백색광이 형성된다. 이러한 모드의 특징은 높은 제조비용이 들지만 높은 발광 효율에 있다. 두 번째로는, 이중 파장 방법으로도 불리는 것으로 발광 다이오드(LED) 칩이 청색광 발광 다이오드(LED) 칩 및 황색광 발광 다이오드(LED) 칩을 구비하게 하는 것이다. 상기 2개의 칩들을 지나는 전류를 각기 조절하여 균일한 백색광이 형성된다. 이러한 방법은 우수한 발광 효율 및 저렴한 제조비용에 그 특징이 있다. 또한, 세 번째 방법으로는, 청색광 발광 다이오드(LED)에 의해 형성된 청색광 및 청색광을 여기시켜 황색 인광을 형성함에 따라 형성되는 황색광을 혼합함으로써, 백색광을 형성하는 것이다. 상기 세 번째 모드의 특징은 간단한 제조 공정, 낮은 발광 효율 및 낮은 제조비용의 측면에 있다. 따라서, 현재는 대부분의 백색광 발광 다이오드(LED)들은 상기 세 번째 방법에 기초를 두고 있다. 즉, 백색광은 청색광 및 상기 청색광에 의해 여기된 황색 인광의 혼합을 통하여 형성된다.
도 1은 종래의 백색광 발광 다이오드(LED) 패키지 구조의 일예를 나타내는 개략적인 도면이다. 도 1에 있어서, 종래의 백색광 발광 다이오드(LED)는 주로 패키지 리드 핀들(100), 청색광 발광 다이오드(LED) 칩(102), 내측 밀봉재(104) 및 외측 밀봉재(106)를 포함한다. 청색광 발광 다이오드(LED) 칩(102)은 패키지 리드 핀들(100) 상에 배치되며, 2개의 솔더링 와이어들(108)을 통하여 패키지 리드 핀들(100)에 전기적으로 연결된다. 내측 밀봉재(104)는 황색 인광체를 포함하며, 청색광 발광 다이오드(LED) 칩(102)을 덮는다. 외측 밀봉재(106)는 패키지 리드 핀들(100)의 일부, 청색광 발광 다이오드(LED) 칩(102) 및 내측 밀봉재(104)를 덮기 위해 사용된다. 전술한 백색광 발광 다이오드(LED)는 청색광 발광 다이오드(LED) 칩(102)에 의해 방출되는 청색광을 사용하여 내측 밀봉재(104)를 여기시켜 상기 청색광 및 황색광이 혼합된 이중 파장의 백색광을 형성한다.
도 2는 종래의 백색광 발광 다이오드(LED) 패키지 구조의 다른 예를 나타내는 개략적인 도면이다. 도 1과 비교할 경우, 상기 백색광 발광 다이오드(LED)의 주요한 개선점은 내측 밀봉재(104)를 덮도록 적용된 추가적인 확산층(110)이다. 확산층(110)은 투명한 입자들 또는 공기 기포들이 분산된 투명한 접착제를 포함한다. 확산층(110) 내의 이러한 투명한 입자들 또는 공기 기포들은 광속들 반복적으로 굴절시켜 혼합된 광의 색조를 보다 균일하게 한다.
그러나, 보다 나은 광 혼합 효과를 얻기 위하여, 전술한 내측 밀봉재(104) 상의 형광 파우더와 확산층(110) 내의 투명한 입자들 또는 공기 기포들의 사이즈 및 분포 밀도가 잘 어울려야 한다. 광 혼합 효과에 너무 많은 요소들이 영향을 미치기 때문에 실제적으로 어느 정도 이상으로 상기 광 혼합 효과를 생성하고 조절하기 어렵게 된다.
전술한 발광 다이오드(LED) 패키지 구조의 보다 상세한 이해를 위하여, 미국특허 제5,998,925호 및 대만 특허 제383508호를 참조로 언급한다.
본 발명의 일 목적은 광 혼합 효과를 향상시킬 수 있는 발광 다이오드(LED) 패키지 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 형광 파우더와 상이하나 발광 다이오드(LED) 패키지 구조에 적합하여 광 혼합 효과를 향상시킬 수 있는 축광(PL) 물질을 제공하는 것이다.
삭제
전술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광 다이오드(LED) 패키지 구조는, 캐리어, 발광 다이오드(LED) 칩, 밀봉 부재 및 축광(PL) 물질을 포함한다. 상기 발광 다이오드(LED) 칩은 상기 캐리어 상에 배치되어 광을 방출한다. 상기 밀봉 부재는 상기 캐리어 상의 상기 발광 다이오드(LED)를 밀봉한다. 상기 축광(PL) 물질은 상기 밀봉 부재 내에 분포된다. 상기 축광 물질은 상기 발광 다이오드(LED) 칩으로부터 방출된 광에 의해 여기되며 상기 광을 산란시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 캐리어는, 예를 들면, 상기 발광 다이오드(LED) 칩을 수용하는 칩-수용 셀을 구비하는 인쇄 회로 기판(PCB)이다. 상기 발광 다이오드(LED) 칩은 상기 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 캐리어는, 예를 들면, 패키지 프레임이다. 상기 발광 다이오드(LED) 칩은 2개의 솔더링 와이어들을 통하여 상기 패키지 프레임에 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 발광 다이오드(LED) 칩은 청색광 발광 다이오드(LED) 칩이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 밀봉 부재는 내측 밀봉재 및 외측 밀봉재를 포함한다. 여기서, 상기 내측 밀봉재는 상기 발광 다이오드(LED)를 밀봉하며, 상기 축광 물질은 상기 내측 밀봉재 내에 분포된다. 상기 외측 밀봉재는 상기 내측 밀봉재 및 상기 캐리어의 일부를 밀봉한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 축광(PL) 물질은 하기 분자식을 가진다.
WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
상기 축광(PL) 물질의 분자식에 있어서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이다. 또한, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다. 여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다. 따라서, j는 3보다 크고 23보다 작은 임의의 실수가 되고, k는 5보다 크고 50보다 작은 임의의 실수가 되며, ㅣ은 12보다 크고 202보다 작은 임의의 실수가 된다. 예를 들면, h가 0.1이고, i가 0.1이며, t가 0.1이고, u가 0.1이며, v가 0.5이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 분자식은 다음과 같다.
W0.1Mo0.1Y3.2Al6.1O17.3 : Ce3+, Tb3+
또한, 상기 축광(PL) 물질의 분자식에 있어서, 예를 들어, h가 0.001이고, i가 0.001이며, t가 0.001이고, u가 0.001이며, v가 0.1이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 분자식은 다음과 같다.
W0.001Mo0.001Y3.002Al5.201O12.311 : Ce3+, Tb3+
상기 축광(PL) 물질은 다음과 같은 혼합물 또는 소결물의 분자식을 가진다.
WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
상기 축광(PL) 물질의 혼합물 또는 소결물의 분자식에 있어서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이다. 또한, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다. 여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다. 따라서, j는 3보다 크고 23보다 작은 임의의 실수가 되고, k는 5보다 크고 50보다 작은 임의의 실수가 되며, l은 12보다 크고 202보다 작은 임의의 실수가 된다. 예를 들면, h가 0.1이고, i가 0.1이며, t가 0.1이고, u가 0.1이며, v가 0.5이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 혼합물 또는 소결물의 분자식은 다음과 같다.
W0.1Mo0.1Y3.2Al6.1O17.3 : Ce3+, Tb3+
또한, 상기 축광(PL) 물질의 분자식에 있어서, 예를 들어, h가 0.001이고, i가 0.001이며, t가 0.001이고, u가 0.001이며, v가 0.1이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 혼합물 또는 소결물의 분자식은 다음과 같다.
W0.001Mo0.001Y3.002Al5.201O12.311 : Ce3+, Tb3+
또한, 상기 축광(PL) 물질의 최대 입자 직경은 30 마이크로미터 보다 작고, 상기 축광 물질의 평균 입자 직경은 10 마이크로미터 보다 작고, 예를 들면, 1-10 나노미터와 같이 수 나노미터 보다 크다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 축광(PL) 물질은 형광 물질 및 확산 물질을 포함한다. 상기 형광 물질의 입자 직경은 25 마이크로미터 보다 작고 예를 들면, 1-10 나노미터와 같이 수 나노미터 보다 크다.
전술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉음극 형광램프는 광 튜브, 방전 가스, 축광(PL) 물질 및 전극 세트를 포함한다. 상기 방전 가스는 상기 광 튜브 내에 충진된다. 상기 축광(PL) 물질은 상기 광 튜브의 내벽 상에 형성된다. 상기 전극 세트는 상기 광 튜브의 일단 및 타탄에 배치된 양극 및 음극을 구비한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 축광(PL) 물질은 하기 분자식을 가진다.
WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
상기 축광(PL) 물질의 분자식에 있어서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이다. 또한, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다. 여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다. 따라서, j는 3보다 크고 23보다 작은 임의의 실수가 되고, k는 5보다 크고 50보다 작은 임의의 실수가 되며, l은 12보다 크고 202보다 작은 임의의 실수가 된다. 예를 들면, h가 0.1이고, i가 0.1이며, t가 0.1이고, u가 0.1이며, v가 0.5이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 분자식은 다음과 같다.
W0.1Mo0.1Y3.2Al6.1O17.3 : Ce3+, Tb3+
또한, 상기 축광(PL) 물질의 분자식에 있어서, 예를 들어, h가 0.001이고, i가 0.001이며, t가 0.001이고, u가 0.001이며, v가 0.1이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 분자식은 다음과 같다.
W0.001Mo0.001Y3.002Al5.201O12.311 : Ce3+, Tb3+
상기 축광(PL) 물질은 하기 혼합물 또는 소결물의 분자식을 가진다.
WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
상기 축광(PL) 물질의 혼합물 또는 소결물의 분자식에 있어서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이다. 또한, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다. 여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다. 따라서, j는 3보다 크고 23보다 작은 임의의 실수가 되고, k는 5보다 크고 50보다 작은 임의의 실수가 되며, l은 12보다 크고 202보다 작은 임의의 실수가 된다. 예를 들면, h가 0.1이고, i가 0.1이며, t가 0.1이고, u가 0.1이며, v가 0.5이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 혼합물 또는 소결물의 분자식은 다음과 같다.
W0.1Mo0.1Y3.2Al6.1O17.3 : Ce3+, Tb3+
또한, 상기 축광(PL) 물질의 분자식에 있어서, 예를 들어, h가 0.001이고, i가 0.001이며, t가 0.001이고, u가 0.001이며, v가 0.1이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 혼합물 또는 소결물의 분자식은 다음과 같다.
W0.001Mo0.001Y3.002Al5.201O12.311 : Ce3+, Tb3+
또한, 상기 축광(PL) 물질은 형광 물질 및 상기 형광 물질에 의해 부착된 확산 물질을 포함한다.
전술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 축광(PL) 물질은 하기 분자식을 가진다.
삭제
WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
상기 축광(PL) 물질의 분자식에 있어서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이다. 또한, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다. 여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다. 따라서, j는 3보다 크고 23보다 작은 임의의 실수가 되고, k는 5보다 크고 50보다 작은 임의의 실수가 되며, ㅣ은 12보다 크고 202보다 작은 임의의 실수가 된다. 예를 들면, h가 0.1이고, i가 0.1이며, t가 0.1이고, u가 0.1이며, v가 0.5이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 분자식은 다음과 같다.
W0.1Mo0.1Y3.2Al6.1O17.3 : Ce3+, Tb3+
또한, 상기 축광(PL) 물질의 분자식에 있어서, 예를 들어, h가 0.001이고, i가 0.001이며, t가 0.001이고, u가 0.001이며, v가 0.1이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 분자식은 다음과 같다.
W0.001Mo0.001Y3.002Al5.201O12.311 : Ce3+, Tb3+
또한, 상기 축광(PL) 물질은 하기 혼합물 또는 소결물의 분자식을 가진다.
WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
상기 축광(PL) 물질의 혼합물 또는 소결물의 분자식에 있어서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이다. 또한, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다. 여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다. 따라서, j는 3보다 크고 23보다 작은 임의의 실수가 되고, k는 5보다 크고 50보다 작은 임의의 실수가 되며, ㅣ은 12보다 크고 202보다 작은 임의의 실수가 된다. 예를 들면, h가 0.1이고, i가 0.1이며, t가 0.1이고, u가 0.1이며, v가 0.5이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 혼합물 또는 소결물의 분자식은 다음과 같다.
W0.1Mo0.1Y3.2Al6.1O17.3 : Ce3+, Tb3+
또한, 상기 축광(PL) 물질의 혼합물 또는 소결물의 분자식에 있어서, 예를 들어, h가 0.001이고, i가 0.001이며, t가 0.001이고, u가 0.001이며, v가 0.1이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 혼합물 또는 소결물의 분자식은 다음과 같다.
W0.001Mo0.001Y3.002Al5.201O12.311 : Ce3+, Tb3+
본 발명에 따르면 광 변환 및 광 혼합 효과를 위하여 종래의 형광층 및 확산층 대신 축광(PL) 물질을 사용한다. 따라서, 형광층 및 확산층의 물질, 입자 크기 및 입자 분포 밀도 등과 같은 종래 기술의 문제점들이 야기되지 않는다. 또한, 발광 다이오드(LED) 패키지들을 조립하는 전체 공정이 저렴하면서도 효율적으로 단순화되며 광 혼합 효과가 개선된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설 명하지만 본 발명이 하기 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 하기 실시예들에 있어서, 실질적으로 동일한 부재들에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호들을 사용한다.
실시예 1
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 백색광 발광 다이오드 패키지 구조를 나타내는 개략적인 도면이다. 도 3에 있어서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드(LED) 패키지 구조는 대체로 캐리어(200), 발광 다이오드(LED) 칩(210), 밀봉 부재(220) 및 축광(PL) 물질(230)을 포함한다. 여기서, 발광 다이오드(LED) 칩(210)은 캐리어(200) 상에 배치되어 광을 발생시키고, 밀봉 부재(220)는 캐리어(200)와 그 상부의 발광 다이오드(LED) 칩(210)의 대부분을 밀봉하며, 축광(PL) 물질(230)은 밀봉 부재(220) 내에 고르게 분포되어 있다. 축광(PL) 물질(230)은 발광 다이오드(LED) 칩(210)으로부터 발생되는 광에 의하여 여기되어 상기 광을 산란시키기에 적합하다.
본 발명의 제1 실시예에 있어서, 캐리어(200)는, 예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이 패키지 리드 핀들(200′)에 해당된다. 패키지 리드 핀들(200′)은 제1 리드 핀(202) 및 제2 리드 핀(204)을 포함한다. 제1 리드 핀(202) 상에 칩-수용 셀(208)을 구비하는 캐리어 패드(206)가 위치한다. 오목한 형상을 갖는 칩-수용 셀(208)은 발광 다이오드(LED) 칩(210)을 수용하기에 적합하다.
상기 발광 다이오드(LED) 칩(210)은 캐리어 패드(206)의 칩-수용 셀(208) 내에 배치되어 광을 발생시킨다. 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 발광 다이오드(LED) 칩(210)은, 예를 들면, 청색광 발광 다이오드(LED) 칩이다. 발광 다이오드(LED) 칩(210)의 표면에는 양극 및 음극을 포함하는 전극들(212)이 형성된다. 여기서, 상기 음극 및 상기 양극은 각기 솔더링 와이어들(209a, 209b)을 통하여 제1 리드 핀(202) 및 제2 리드 핀(204)에 전기적으로 연결된다.
상기 밀봉 부재(220)는 패키지 리드 핀들(200′)의 일부, 발광 다이오드(LED) 칩(210), 축광(PL) 물질(230) 및 솔더링 와이어들(209a, 209b)을 밀봉하기 위하여 사용된다. 제1 리드 핀(202) 및 제2 리드 핀(204)은 밀봉 부재(220)의 저면으로부터 돌출된다. 밀봉 부재(220)는 내측 밀봉재(222) 및 외측 밀봉재(224)를 포함한다. 여기서, 내측 밀봉재(222)는 발광 다이오드(LED) 칩(210)을 밀봉하며, 외측 밀봉재(224)는 내측 밀봉재(222) 및 캐리어(200)의 일부를 밀봉한다.
본 발명에 따른 축광 물질(230)은 내측 밀봉재(222) 내에 균일하게 분포된다. 축광(PL) 물질(230)은 종래의 형광층 및 확산층의 역할을 모두 수행한다. 즉, 축광(PL) 물질(230)은 발광 다이오드(LED) 칩(210)으로부터 방출되는 광에 의하여 여기될 뿐만 아니라, 상기 광을 산란시킨다. 이에 따라, 발광 다이오드(LED) 칩(210)으로부터 생성된 광 및 상기 여기된 축광(PL) 물질(230)에 의해 형성된 광은 보다 균일하게 혼합되어 보다 나은 광 혼합 효과를 구현한다. 축광(PL) 물질(230)이 본 발명의 제1 실시예에 따른 내측 밀봉 부재(222)에 적용되는 것에만 한정되는 것은 아니다. 축광(PL) 물질(230)은 다른 패키지 구조 또는 여기된 인광 물질을 기초로 하여 광을 생성하는 발광 구조에 응용될 수 있다. 이와 같은 모든 응용에 있어서, 우수한 광 혼합 효과를 수득할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 축광(PL) 물질의 그레인을 나타내는 개략적인 도면들이다. 도 4a 및 도 4b에 있어서, 축광(PL) 물질(230)의 그레인은 형광 물질(230a)과 확산 물질(230b)을 포함한다. 확산 물질(230b)은 형광 물질(230a)에 부착되며, 형광 물질(230a)은 확산 물질(230b) 내에 분포된다. 여기서, 형광 물질(230a)과 확산 물질(230b)의 분자식은 전술한 바와 동일하다. 발광 다이오드(LED) 칩(210)으로부터 방출되는 입사광이 축광(PL) 물질(230) 내로 들어감에 따라 축광(PL) 물질(230) 내측의 형광 물질(230a)이 여기되어 다른 파장을 갖는 광을 발생시킨다. 또한, 확산 물질(230b)은 축광(PL) 물질(230)의 다른 그레인들 상으로 상기 광을 산란시켜, 상기 발광 다이오드(LED) 패키지 구조가 보다 나은 광 혼합 효과를 갖도록 한다. 도 4b에 있어서, 축광(PL) 물질(230)로부터 유래되는 변화되는 상(230c)이 형광 물질(230a)을 감싼다. 축광(PL) 물질의 변화되는 상(230c)은 축광(PL) 물질(230)을 제조할 때 특정한 조건 하에서 자연적으로 생성되며, 축광(PL) 물질의 변화되는 상(230c)의 조성은 축광(PL) 물질(230)의 제조 과정에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 변화되는 상(230c)의 조성은 상술한 축광(PL) 물질(230)의 분자식과 동일한 조성을 가질 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 있어서, 축광(PL) 물질(230)의 분자식은 다음과 같다.
WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
상기 축광(PL) 물질의 분자식에 있어서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이다. 또한, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다. 여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다. 따라서, j는 3보다 크고 23보다 작은 임의의 실수가 되고, k는 5보다 크고 50보다 작은 임의의 실수가 되며, ㅣ은 12보다 크고 202보다 작은 임의의 실수가 된다. 예를 들면, h가 0.1이고, i가 0.1이며, t가 0.1이고, u가 0.1이며, v가 0.5이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 분자식은 다음과 같다.
W0.1Mo0.1Y3.2Al6.1O17.3 : Ce3+, Tb3+
또한, 상기 축광(PL) 물질의 분자식에 있어서, 예를 들어, h가 0.001이고, i가 0.001이며, t가 0.001이고, u가 0.001이며, v가 0.1이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 분자식은 다음과 같다.
W0.001Mo0.001Y3.002Al5.201O12.311 : Ce3+, Tb3+
도 4a에 있어서, 보다 나은 광 혼합 효과를 얻기 위하여, 축광(PL) 물질의 최대 입자 직경(Dmax)은 약 30 마이크로미터 보다 작고, 그 평균 입자 직경은 약 10 마이크로미터 보다 작고, 예를 들면, 1-10 나노미터와 같이 수 나노미터 보다 크며, 형광 물질의 입자 직경(Di)은 약 25 마이크로미터 보다 작고, 예를 들면, 1-10 나노미터와 같이 수 나노미터 보다 크다. 또한, 상기 축광 물질은 혼합되거나 소결된 다음의 분자식을 가진다.
WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
상기 축광(PL) 물질의 혼합되거나 소결된 분자식에 있어서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이다. 또한, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다. 여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다. 따라서, j는 3보다 크고 23보다 작은 임의의 실수가 되고, k는 5보다 크고 50보다 작은 임의의 실수가 되며, ㅣ은 12보다 크고 202보다 작은 임의의 실수가 된다. 예를 들면, h가 0.1이고, i가 0.1이며, t가 0.1이고, u가 0.1이며, v가 0.5이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 혼합되거나 소결된 분자식은 다음과 같다.
W0.1Mo0.1Y3.2Al6.1O17.3 : Ce3+, Tb3+
또한, 상기 축광(PL) 물질의 혼합되거나 소결된 분자식에 있어서, 예를 들어, h가 0.001이고, i가 0.001이며, t가 0.001이고, u가 0.001이며, v가 0.1이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 혼합되거나 소결된 분자식은 다음과 같다.
W0.001Mo0.001Y3.002Al5.201O12.311 : Ce3+, Tb3+
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 축광(PL) 물질(230)의 그레인을 나타내는 개략적인 도면들이다. 도 5a 및 도 5b에 있어서, 축광(PL) 물질(230)의 그레인은 형광 물질(230a) 및 확산 물질(230b)을 포함한다. 도 5a와 도 5b의 차이는 축광(PL) 물질(230)이 확산 물질(230b)이 형광 물질(230a) 내에 분포된다는 점이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 축광(PL) 물질(230)은 실질적으로 동일한 광 혼합 효과를 얻을 수 있다.
해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 개시된 축광(PL) 물질(230)이 전술한 패키지 구조에만 제한되지 않음을 이해할 수 있을 것이다. 실질적으로, 개시된 축광(PL) 물질(230)은 광을 생성하기 위하여 여기된 인광 모드를 기초로 하는 임의의 패키지 구조에도 적용될 수 있다. 이를 달성하기 위하여, 최초의 형광층이 내측 밀봉 부재(222)와 그 내부에 분포된 축광(PL) 물질(230)로 대체될 필요가 있다.
실시예 2
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백색광 발광 다이오드 패키지 구조를 나타내는 개략적인 도면들이다. 도 6에 있어서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 구조는 상술한 제1 실시예의 경우와 유사하다. 상기 제1 실시예와 본 실시예의 차이는 그 내부의 캐리어(300)가 상기 패키지가 상부에 배치되는 인쇄 회로 기판(PCB)(300′)이라는 점이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드(LED) 패키지는 대체로 인쇄 회로 기판(PCB)(300′), 발광 다이오드(LED) 칩(310), 밀봉 부재(320) 및 축광(PL) 물질(330)을 포함한다. 밀봉 부재(320)도 유사하게 내측 밀봉재(322) 및 외측 밀봉재(324)를 포함한다. 여기서, 내측 밀봉재(322)는 발광 다이오드(LED) 칩(310)을 밀봉하며, 외측 밀봉재(324)는 인쇄 회로 기판(PCB)(300′)의 일부, 발광 다이오드(LED) 칩(310), 내측 밀봉재(322), 축광(PL) 물질(330) 및 솔더링 와이어들(314)을 밀봉한다. 밀봉 부재(320)가 내측 밀봉재(322)를 구비하지 않고 외측 밀봉재(324)만을 포함할 경우, 외측 밀봉재(324)만이 축광(PL) 물질(330)을 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드(LED) 칩(310)은 인쇄 회로 기판(300′) 상에 배치된다. 연결 패드들(302)과 전극들(312)은 각기 인쇄 회로 기판(300′) 및 발광 다이오드(LED) 칩(310) 상에 배치된다. 전극들(312)이 솔더링 와이어들(314)을 통하여 인쇄 회로 기판(300′) 상의 연결 패드들(302)에 연결되어, 인쇄 회로 기판(300′)이 발광 다이오드(LED) 칩(310)에 전기적으로 연결된다.
상기 내측 밀봉재(322)는 인쇄 회로 기판(300′) 상에 배치되며, 전술한 발광 다이오드(LED) 칩(310)을 커버한다. 축광(PL) 물질(330)은 내측 밀봉재(322) 내에 균일하게 분포되며, 형광 물질 및 상기 형광 물질에 부착되는 확산 물질을 포함한다. 발광 다이오드(LED) 칩(310)으로부터의 입사광이 축광(PL) 물질(330) 내로 들어갈 때, 그 내부의 상기 형광 물질이 여기되어 상이한 파장을 갖는 광을 발생시킨다. 상기 확산 물질은 상기 축광(PL) 물질의 입자들 상으로 상기 광을 산란시켜 보다 나은 광 혼합 효과를 생성한다. 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 축광(PL) 물질(330)의 분자식은 다음과 같다.
WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
상기 축광(PL) 물질의 분자식에 있어서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이다. 또한, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다. 여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다. 따라서, j는 3보다 크고 23보다 작은 임의의 실수가 되고, k는 5보다 크고 50보다 작은 임의의 실수가 되며, ㅣ은 12보다 크고 202보다 작은 임의의 실수가 된다. 예를 들면, h가 0.1이고, i가 0.1이며, t가 0.1이고, u가 0.1이며, v가 0.5이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질(330)의 분자식은 다음과 같다.
W0.1Mo0.1Y3.2Al6.1O17.3 : Ce3+, Tb3+
또한, 상기 축광(PL) 물질(330)의 분자식에 있어서, 예를 들어, h가 0.001이고, i가 0.001이며, t가 0.001이고, u가 0.001이며, v가 0.1이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질(330)의 분자식은 다음과 같다.
W0.001Mo0.001Y3.002Al5.201O12.311 : Ce3+, Tb3+
보다 나은 광 분산 효과를 얻기 위하여, 전술한 바와 유사하게 축광(PL) 물질(330)의 최대 입자 직경(Dmax)은 약 30 마이크로미터 보다 작고, 그 평균 입자 직경은 약 10 마이크로미터 보다 작으며, 예를 들면, 1-10 나노미터와 같이 수 나노미터 보다 크며, 상기 형광 물질의 입자 직경(Di)은 약 25 마이크로미터 보다 작고, 예를 들면, 1-10 나노미터와 같이 수 나노미터 보다 크다. 또한, 상기 축광(PL) 물질(330)은 다음과 같은 혼합물 또는 소결물의 분자식을 가진다.
WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
상기 축광(PL) 물질의 혼합물 또는 소결물의 분자식에 있어서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이다. 또한, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다. 여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다. 따라서, j는 3보다 크고 23보다 작은 임의의 실수가 되고, k는 5보다 크고 50보다 작은 임의의 실수가 되며, ㅣ은 12보다 크고 202보다 작은 임의의 실수가 된다. 예를 들면, h가 0.1이고, i가 0.1이며, t가 0.1이고, u가 0.1이며, v가 0.5이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 혼합물 또는 소결물의 분자식은 다음과 같다.
W0.1Mo0.1Y3.2Al6.1O17.3 : Ce3+, Tb3+
또한, 상기 축광(PL) 물질의 혼합물 또는 소결물의 분자식에 있어서, 예를 들어, h가 0.001이고, i가 0.001이며, t가 0.001이고, u가 0.001이며, v가 0.1이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 분자식은 다음과 같다.
W0.001Mo0.001Y3.002Al5.201O12.311 : Ce3+, Tb3+
도 7에 있어서, 발광 다이오드(LED) 패키지 구조의 광 응집 효과를 향상시키기 위하여, 칩-수용 셀(304)이 인쇄 회로 기판(300′) 상에 배치된다. 오목한 형상을 갖는 칩-수용 셀(304)은 발광 다이오드(LED) 칩(310)을 수용하기에 적합하다. 또한, 광 반사 효율을 증가시킬 경우에는 칩-수용 셀(304)의 측벽 상에 반사층이 형성될 수 있다.
실시예 3
전술한 본 발명의 제1 및 제2 실시예들에 있어서, 축광(PL) 물질이 발광 다이오드(LED) 패키지 구조에 이용된다. 또한, 상기 축광(PL) 물질은 대체로 냉음극 형광램프에도 이용되어 보다 나은 광 혼합 효과를 얻을 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉음극 형광램프를 나타내는 개략적인 도면이다. 도 8에 있어서, 상기 냉음극 형광램프(400)는 광 튜브(410), 방전 가스(도시되지 않음), 축광(PL) 물질(420) 및 전극 세트(430)를 포함한다. 여기서, 광 튜브(410)는 수은 증기 및 불활성 가스와 같은 상기 방전 가스로 적절하게 충진된다. 축광(PL) 물질(420)은 광 튜브(410)의 내벽 상에 형성된다. 또한, 전극 세트(430)는 각기 개별적으로 광 튜브(410)의 양 단부들에 배치된 양극 및 음극을 포함한다. 전극 세트(430)는 전원(도시되지 않음)에 전기적으로 연결된다.
상기 전극 세트(430)에 바이어스 전압이 인가될 경우, 상기 수은 증기 및 불활성 가스와 같은 광 튜브(410) 내의 상기 방전 가스가 여기되어 여기상태로 된 다음 바닥상태로 돌아간다. 상기 방전 가스가 바닥상태로 돌아가는 동안, 상기 가스는 자외선 광을 방출함에 의해 에너지를 감소시킨다. 이와 같은 메커니즘에 따라 상기 방전 가스로부터 방출되는 상기 자외선 광이 광 튜브(410)의 내벽 상의 축광(PL) 물질(420)에 도달할 경우, 형광 물질 및 상기 형광 물질에 부착된 확산 물질을 포함하는 축광(PL) 물질(420)이 가시광선을 방출하여 조명효과를 얻게 된다. 한편, 상기 형광 물질에 부착된 상기 확산 물질은 상기 광을 산란시켜 보다 나은 광 혼합 효과를 야기한다. 상기 축광 물질의 분자식 및 입자 크기는 전술한 제1 및 제2 실시예들과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 다이오드(LED) 패키지 구조에 있어서, 축광(PL) 물질이 종래의 형광층 및 확산층 대신 사용된다. 상기 축광(PL) 물질은 다음과 같은 분자식을 가진다.
WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
상기 축광(PL) 물질의 분자식에 있어서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이다. 또한, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다. 여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다. 따라서, j는 3보다 크고 23보다 작은 임의의 실수가 되고, k는 5보다 크고 50보다 작은 임의의 실수가 되며, ㅣ은 12보다 크고 202보다 작은 임의의 실수가 된다. 예를 들면, h가 0.1이고, i가 0.1이며, t가 0.1이고, u가 0.1이며, v가 0.5이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 분자식은 다음과 같다.
W0.1Mo0.1Y3.2Al6.1O17.3 : Ce3+, Tb3+
또한, 상기 축광(PL) 물질의 분자식에 있어서, 예를 들어, h가 0.001이고, i가 0.001이며, t가 0.001이고, u가 0.001이며, v가 0.1이고, A가 Y에 해당되며, B가 Al에 해당되며, C가 O에 해당될 경우, 상기 축광(PL) 물질의 분자식은 다음과 같다.
W0.001Mo0.001Y3.002Al5.201O12.311 : Ce3+, Tb3+
상기 축광(PL) 물질은 발광 다이오드(LED) 칩으로부터 방출되는 광에 의하여 여기될 뿐만 아니라 상기 광을 산란시킨다. 따라서, 상기 발광 다이오드(LED) 칩으로부터 방출되는 광 및 상기 축광(PL) 물질에 의해 여기되는 광이 보다 균일하게 혼합되어 보다 나은 광 혼합 효과를 구현하게 된다.
삭제
본 발명은 광 변환 및 광 혼합 효과를 위하여 종래의 형광층 및 확산층 대신 축광(PL) 물질을 사용한다. 이에 따라, 형광층 및 확산층의 물질, 입자 크기 및 입자 분포 밀도 등과 같은 종래 기술의 문제점들이 야기되지 않는다. 또한, 발광 다이오드(LED) 패키지들을 조립하는 전체적인 공정이 저렴하면서도 효율적으로 단순화되며 광 혼합 효과가 개선된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (21)

  1. 캐리어;
    상기 캐리어 상에 배치되어 광을 방출하는 발광 다이오드(LED) 칩;
    상기 캐리어 상의 상기 발광 다이오드(LED)를 밀봉하는 밀봉 부재; 및
    상기 밀봉 부재 내에 분포된 축광 물질을 포함하며,
    상기 축광 물질이 상기 발광 다이오드(LED) 칩으로부터 방출된 광에 의해 여기되며 상기 광을 산란시키는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드(LED) 패키지 구조에 있어서 상기 축광 물질은 하기 분자식을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드(LED) 패키지 구조.
    [분자식]
    WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
    상기 분자식에서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이고, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다(여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다)..
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어는 인쇄 회로 기판(PCB)이며, 상기 발광 다이오드(LED) 칩은 상기 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드(LED) 패키지 구조.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 발광 다이오드(LED) 칩을 수용하기 위하여 상기 인쇄 회로 기판 상에 칩-수용 셀이 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드(LED) 패키지 구조.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어는 상기 발광 다이오드(LED) 칩에 전기적으로 연결된 패키지 프레임인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드(LED) 패키지 구조.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 발광 다이오드(LED) 칩 및 상기 패키지 프레임에 전기적으로 연결되는 2개의 솔더링 와이어들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드(LED) 패키지 구조.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 발광 다이오드(LED) 칩은 청색광 발광 다이오드(LED) 칩인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드(LED) 패키지 구조.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉 부재는,
    상기 축광 물질이 분포되며, 상기 발광 다이오드(LED)를 밀봉하는 내측 밀봉재; 및
    상기 내측 밀봉재 및 상기 캐리어의 일부를 밀봉하는 외측 밀봉재를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드(LED) 패키지 구조.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 축광 물질은 하기 혼합물의 분자식을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드(LED) 패키지 구조.
    [분자식]
    WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
    상기 분자식에서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이고, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다(여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다).
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 축광 물질은 하기 소결물의 분자식을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드(LED) 패키지 구조.
    [분자식]
    WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
    상기 분자식에서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이고, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다(여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다).
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 축광 물질의 최대 입자 직경은 30 마이크로미터 보다 작으며, 상기 축광 물질의 평균 입자 직경은 10 마이크로미터 보다 작고 수 나노미터 보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 다이오드(LED) 패키지 구조.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 축광 물질은 형광 물질 및 확산 물질의 기능을 모두 하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드(LED) 패키지 구조.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 축광 물질의 형광 물질 역할을 하는 물질의 입자 직경은 25 마이크로미터 보다 작고 1 나노미터 보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 다이오드(LED) 패키지 구조.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 하기 분자식을 갖는 것을 특징으로 하는 축광 물질.
    [분자식]
    WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
    상기 분자식에서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이고, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다(여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다).
  20. 제 19 항에 있어서, 하기 혼합물의 분자식을 갖는 것을 특징으로 하는 축광 물질.
    [분자식]
    WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
    상기 분자식에서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이고, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다(여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다).
  21. 제 19 항에 있어서, 하기 소결물의 분자식을 갖는 것을 특징으로 하는 축광 물질.
    [분자식]
    WhMoiAjBkCl : Ce3+, Tb3+
    상기 분자식에서, A는 Y, Ce, Tb, Gd 및 Sc로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이고, B는 Al, Ga, Ti, In 및 B로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, C는 O, S 및 Se로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나이며, Ce3+ 및 Tb3+는 각기 부활제이고, h 및 i는 각기 0보다 크고 15보다 작은 임의의 실수이며, j는 3+t+u로 나타내어지고, k는 5+u+2v로 나타내어지며, l은 12+2t+3u+3v+3h+3i으로 나타내어진다(여기서, t는 0보다 크고 5보다 작은 임의의 실수이며, u 및 v는 각기 0보다 크고 15보다 적은 임의의 실수이다).
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