KR100860755B1 - 백색 조명 시스템 - Google Patents

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Abstract

발광 다이오드(11); 및 2 이상의 피크 방출 파장을 갖되, 이 2 이상의 피크 방출 파장의 방출 CIE 색 좌표가 하기 CIE 색 좌표를 꼭지점으로서 갖는 CIE 색도 도표상의 오각형의 영역 내에 위치하는 1종 이상의 발광 물질(21)을 포함하는 청록색 조명 시스템이 제공된다: e) x=0.0137 및 y=0.4831; b) x=0.2240 및 y=0.3890; c) x=0.2800 및 y=0.4500; g) x=0.2879 및 y=0.5196; 및 h) x=0.0108 및 y=0.7220. 조명 시스템(51)은 교통 신호등(41)의 녹색광으로서 사용될 수 있다. 발광 물질은 (Ba1-xEux)Mg2Al16O27("BAM") 및 (Ba1-xEux)Mg2-yMnyAl16O27("BAMMn")(여기서, 0<x≤0.2 및 0<y≤0.5이다) 인광체의 배합물일 수 있다.

Description

백색 조명 시스템{WHITE LIGHT ILLUMINATION SYSTEM}
본 발명은 일반적으로 백색광 조명 시스템에 관한 것이며, 구체적으로는 발광 다이오드("LED")에 의해 방출된 UV 방사선을 백색광으로 전환시키기 위한 세라믹 인광체 배합물에 관한 것이다.
백색 발광 LED는 액정 표시장치의 백라이트로서, 또한 통상적인 소형의 램프 및 형광 램프의 대체물로서 사용된다. 본원에 참고로 인용된 문헌[chapter 10.4 of "The Blue Laser Diode" by S. Nakamura et al., pages 216-221(Springer 1997)]에 논의된 바와 같이, 백색광 LED는 청색 발광 반도체 LED의 출력 표면상에 세라믹 인광체층을 형성함으로써 제조된다. 통상적으로, 청색 LED는 InGaN 단일 양자 웰(quantum well) LED이고 인광체는 세륨 도핑된 이트륨 알루미늄 가넷("YAG:Ge"), 즉 Y3Al5Ol2:Ce3+이다. LED에 의해 방출된 청색광은 인광체를 여기시켜 황색광을 방출하도록 한다. LED에 의해 방출된 청색광은 인광체를 투과하여 인광체에 의해 방출된 황색광과 혼합된다. 관찰자는 청색광과 황색광의 혼합을 백색광으로서 인식한다.
그러나, 청색 LED-YAG:Ce 인광체 백색광 조명 시스템은 다음과 같은 불리한 점이 있다. 즉, 종래 기술의 청색 LED-YAG:Ce 인광체 시스템은 태양광과 비슷한 6000K 내지 8000K의 높은 색 온도 및 약 70 내지 75의 전형적인 발색 지수(CRI)를 갖는 백색광을 생성한다. 다르게 말하면, 상기 시스템의 색도 또는 색 좌표는 도 1에 도시된 CIE 색도 도표상에서 6000K와 8000K 색 온도 사이의 흑체 궤적("BBL")에 인접하게 위치한다. 상기 시스템의 색 온도는 인광체 두께를 증가시킴으로써 감소될 수 있다. 그러나, 인광체의 두께가 증가하면 시스템의 효율이 저하된다.
비교적 높은 색 온도 및 비교적 낮은 CRI를 갖는 청색 LED-YAG:Ce 인광체 시스템은 극동 지역 조명 시장의 소비자에게는 받아들여지지만, 북미 시장의 소비자는 일반적으로 더 낮은 색 온도의 조명 시스템을 더 선호하고, 유럽 시장의 소비자는 일반적으로 높은 CRI의 조명 시스템을 더 선호한다. 예를 들어, 북미 소비자는 일반적으로 3000K 내지 4100K의 색 온도를 갖는 시스템을 선호하며, 유럽 소비자는 일반적으로 90 초과의 CRI를 갖는 시스템을 선호한다.
도 1에 도시된 색도 좌표 및 CIE 색도 도표는 여러 문헌, 예를 들어 본원에 참고로 인용된 문헌[pages 98-107 of K.H. Butler,"Fluorescent Lamp Phosphors" (The Pennsylvania State University Press 1980) 및 pages 109-110 of G. Blasse et al., "Luminescent Materials" (Springer-Verlag 1994)]에 상세히 설명되어 있 다. BBL상에 위치하는 색도 좌표(즉, 색점)는 플랑크 방정식: E(λ)=Aλ-5 / (e(B/T) - 1)(식중, E는 방출 강도이고, λ는 방출 파장이고, T는 흑체의 색 온도이고, A 및 B는 상수이다)을 따른다. BBL상 또는 그 근처에 위치하는 색 좌표는 인간 관찰자에게 기분좋은 백색광을 생성한다. CRI는 조명 시스템의 색 발산이 흑체 복사체와 얼마나 비슷한가를 상대적으로 측정한 것이다. CRI는 조명 시스템에 의해 조명되는 시험 색 세트의 색 좌표가 흑체 복사체에 의해 방사되는 동일한 시험 색의 좌표와 동일한 경우 100이다.
청색 LED-YAG:Ce 인광체 시스템의 다른 단점은 LED 색 출력(예컨대, 스펙트럼 일률(power) 분포 및 피크 방출 파장)이 LED 능동층의 밴드 갭 폭 및 LED에 인가된 전력에 따라 변하는 것이다. 제조되는 동안, LED중 몇%는 능동층의 실제 밴드 갭 폭이 목적하는 폭보다 크거나 작게 제조된다. 따라서, 이러한 LED의 색 출력은 목적하는 매개변수로부터 벗어난다. 더욱이, 특정한 LED의 밴드 갭이 목적하는 폭을 갖더라도, LED 구동 동안 LED에 인가되는 전력이 목적하는 값으로부터 자주 벗어난다. 또한, 이들은 LED 색 출력이 목적하는 매개변수로부터 벗어나도록 한다. 시스템에 의해 방출된 빛이 LED로부터의 청색 성분을 함유하기 때문에, LED의 색 출력이 목적하는 매개변수로부터 벗어나는 경우, 시스템에 의한 색 출력 역시 목적하는 매개변수로부터 벗어난다. 목적하는 매개변수로부터 상당히 벗어나는 경우 시스템의 색 출력은 백색으로 보이지 않게 된다(즉, 푸르스름하거나 누르스름함).
또한, 청색 LED-YAG:Ce 인광체 시스템의 색 출력은 이 시스템의 색 출력이 인광체의 두께에 매우 민감하기 때문에 LED 램프의 제조 동안 목적하는 매개변수로부터의 빈번하고 불가피한 관행적인 편차(즉, 제조 시스템적 편차)로 인해 크게 변한다. 인광체가 너무 얇은 경우, LED에 의해 방출된 청색광은 목적하는 양보다 많이 인광체를 투과하고, 조합된 LED-인광체 시스템의 광 출력은 청색 LED의 출력이 우세하기 때문에 푸르스름하게 보인다. 반대로, 인광체가 너무 두꺼운 경우, 청색 LED광은 목적하는 양보다 적은 양으로 두꺼운 YAG:Ce 인광체층을 투과한다. 따라서 조합된 LED-인광체 시스템은 YAG-Ce 인광체의 황색 출력이 우세하기 때문에 누르스름하게 보인다.
따라서, 인광체의 두께는 종래 기술의 시스템의 색 출력에 영향을 주는 중요한 변수이다. 불행하게도, 청색 LED-YAG:Ce 인광체 시스템의 대규모 생산중에 인광체의 정확한 두께를 제어하는 것은 곤란하다. 인광체 두께의 편차는 종종 백색광 조명 용도에 적합하지 않은 시스템 출력을 야기하여, 시스템의 색 출력이 백색으로 보이지 않게 하며(즉, 푸르스름하거나 누르스름하게 보임), 이는 허용될 수 없을 정도로 낮은 청색 LED-YAG:Ce 인광체 시스템의 제조 수율을 초래한다.
또한, 청색 LED-YAG:Ce 인광체 시스템은 청색 및 황색광의 분리로 인한 후광(halo) 효과를 겪게 된다. LED는 지향 방식으로 청색광을 방출한다. 그러나, 인광체는 등방적으로(즉, 모든 방향으로) 황색광을 방출한다. 따라서, 시스템에 의한 광 출력을 정면에서 보는 경우(즉, LED 방출에 직접적으로), 빛은 푸르스름한 백색으로 보인다. 반대로, 광 출력을 비스듬한 각도에서 보는 경우, 빛은 황색 인 광체 방출이 우세하기 때문에 누르스름하게 보인다. 이러한 시스템에 의한 광 출력이 편평한 표면을 향할 경우, 푸르스름한 영역을 둘러싸는 황색 후광으로 보인다. 본 발명은 이와 같은 문제점을 극복하거나 적어도 감소시키기 위한 것이다.
발명의 요약
본 발명의 한 양태에 따르면, 발광 다이오드, 약 575 내지 약 620nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 1 발광 물질, 제 1 발광 물질과는 상이하고 약 495 내지 약 550nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 2 발광 물질, 및 제 1 및 제 2 발광 물질과는 상이하고 약 420 내지 약 480nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 3 발광 물질을 포함하는 백색광 조명 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 3종 이상의 인광체를 포함하고, 360 내지 420nm의 피크 파장을 갖는 입사 방사선에 반응하여 인광체 배합물에 의해 방출된 백색광이 3000K 내지 6500K의 색 온도, 70 초과의 CRI 및 200 lm/W 초과의 효능을 포함하는 백색 발광 인광체 배합물이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면,
방사원;
제 1 APO:Eu2+,Mn2+ 인광체(여기서, A는 Sr, Ca, Ba 및 Mg중 하나 이상을 포함한다);
a) ASiO:Eu2+ 인광체(여기서, A는 Ba, Ca, Sr 및 Mg중 하나 이상을 포함한다); b) ADSiO:Eu2+ 인광체(여기서, A는 Ba, Ca 및 Sr중 하나 이상을 포함하고, D는 Mg 및 Zn중 하나 이상을 포함한다); 및 c) AAlO:Eu2+ 인광체(여기서, A는 Ba, Sr 및 Ca중 하나 이상을 포함한다)중에서 선택된 하나 이상의 제 2 인광체; 및
d) AMgAlO:Eu2+ 인광체(여기서, A는 Ba, Ca 및 Sr중 하나 이상을 포함한다); e) DPOCl:Eu2+ 인광체(여기서, D는 Sr, Ba, Ca 및 Mg중 하나 이상을 포함한다); f) EO*AlO:Eu2+ 인광체(여기서 E는 Ba, Sr 및 Ca중 하나 이상을 포함한다); g) EAlO:Eu2+ 인광체(여기서, E는 Ba, Sr 및 Ca중 하나 이상을 포함한다); 및 h) GAlO:Eu2+ 인광체(여기서, G는 K, Li, Na 및 Rb중 하나 이상을 포함한다)중에서 선택된 하나 이상의 제 3 인광체를 포함하는 백색광 조명 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 약 575 내지 약 620nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 1 인광체 분말, 약 495 내지 약 550nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 2 인광체 분말, 및 약 420 내지 약 480nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 3 인광체 분말을 배합하여 인광체 분말 혼합물을 형성하는 단계, 및 상기 인광체 분말 혼합물을 발광 다이오드에 인접한 백색광 조명 시스템 내에 배치하는 단계를 포함하는 백색광 조명 시스템의 제조방법이 제공된다.
도 1은 CIE 색도 도표의 실례이다.
도 2는 본 발명의 양태에 따른 백색광 조명 시스템을 개략적으로 예시한 것이다.
도 3 내지 5는 본 발명의 바람직한 제 1 양태에 따른 LED를 사용한 조명 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 2 양태에 따른 형광 램프를 사용한 조명 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 3 양태에 따른 플라즈마 디스플레이를 사용한 조명 시스템의 개략적인 단면도이다.
종래 기술의 문제점을 살펴볼 때, 시스템 가동 및 제조 공정 동안의 변동, 예컨대 LED 출력, LED 능동층 밴드 갭의 폭 및 발광 물질의 두께의 변동에 대해 색 출력이 덜 민감한 백색광 조명 시스템을 수득하는 것이 바람직하다. 본 발명자들은 방사원-발광 물질 시스템의 색 출력이 LED와 같은 방사원에 의해 방출된 상당한 가시 방사선을 포함하지 않는 경우 상기 변동에 덜 민감하다는 것을 밝혀냈다. 이 경우, 시스템의 색 출력은 LED 출력, 밴드 갭 폭 및 발광 물질 두께에 의해 크게 변화하지 않는다. 발광 물질이란 용어는 바람직하게는 느슨하거나 빽빽한 분말 형태의 인광체를 포함한다.
시스템의 색 출력은, 시스템에 의해 방출된 백색광에 방사원, 예컨대 LED에 의해 방출된 가시광 성분이 결여되어 있는 경우, 발광 물질의 두께에 의해 크게 변동되지 않는다. 따라서, 발광 물질, 예컨대 인광체를 통한 LED 복사의 투과량은 시스템의 색 출력에 영향을 미치지 않는다. 이는 적어도 두 가지 방법으로 달성될 수 있다.
시스템의 색 출력에 영향을 주는 것을 피하는 한 방법은, 인간의 육안으로 보이지 않는 파장에서 방사선을 방출하는 방사원을 사용함에 의한 것이다. 예를 들어, LED를, 인간의 육안에 보이지 않는 380nm 이하의 파장을 갖는 자외선(UV) 방사선을 방출하도록 구성할 수 있다. 또한, 인간의 육안은 380 내지 400nm의 파장을 갖는 UV 방사선 및 400 내지 420nm의 파장을 갖는 보라색 광에 그다지 민감하지 않다. 따라서, 약 420nm 이하의 파장을 갖는 방사선은 인간의 육안으로 잘 보이지 않기 때문에, 420nm 이하의 파장을 갖는 LED에 의해 방출된 방사선은 방출된 LED 방사선이 인광체를 투과하는지 여부에 관계없이 LED-인광체 시스템의 색 출력에는 실질적으로 영향을 주지 않는다.
시스템의 색 출력에 영향을 피하는 두번째 방법은 방사원으로부터의 방사선이 투과하지 못할 정도로 두꺼운 발광 물질을 사용함에 의한 것이다. 예를 들어, LED가 420 내지 650nm의 가시광을 방출하는 경우, 인광체 두께가 시스템의 색 출력에 영향을 미치지 않도록 하기 위해서는 LED에 의해 방출된 가시광이 인광체를 거의 통과하지 못하도록 하기에 충분할 정도로 인광체가 두꺼워야 한다. 그러나, 시스템의 색 출력에 대한 영향을 피하는 이 방법은, 가능하기는 하지만, 시스템의 출 력 효율을 저하시키기 때문에 바람직하지는 않다.
상기 기술된 두 경우에, 시스템에 의해 방출된 가시광의 색은 사용된 발광 물질의 유형에만 의존한다. 따라서, LED-인광체 시스템이 백색광을 방출하도록 하기 위해서는, 빛이 LED 복사에 의해 방출될 때 인광체가 백색광을 방출해야 한다.
게다가, 1종 이상의 인광체를 사용함으로써 목적하는 색 매개변수에 부합되도록 백색광의 색 특성을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 특정한 비율의 특정한 인광체를 선택함으로써, 백색광의 색 온도 및 CRI 또는 시스템의 효율을 최적화할 수 있다. 예를 들어, 인광체 비율은 북미 시장에 있어 바람직한 3000K 내지 6500K의 색 온도, 70 초과의 CRI 및 300 lm/W 초과의 효능을 갖는 백색광 조명 시스템을 수득하도록 선택될 수 있다. 4000 내지 6500K의 색 온도는 특히 섬광등에 바람직하다. 다르게는, 유럽 시장에 있어 바람직한 3000K 내지 4100K의 색 온도, 90 초과의 CRI 및 200 lm/W 초과의 효능을 갖는 백색광 조명 시스템을 수득하도록 다른 인광체 비율을 선택할 수 있다.
본 발명자들은 약 575 내지 620nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 1 오렌지색 발광 인광체, 약 495 내지 약 550nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 2 청록색 발광 인광체, 및 약 420 내지 약 480nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 3 청색 발광 인광체를 함께 사용하는 경우, 인간 관찰자는 이들의 조합된 발광을 백색광으로 인식한다는 것을 발견하였다. 게다가, 조명 시스템의 CRI를 증가시키기 위해, 약 620nm 내지 약 670nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 4 적색 발광 인광체를 임의적으로 추가할 수 있다.
도 2는 상기 원리를 개념적으로 설명한 것이다. 도 2에서, LED와 같은 방사원(1)은 상기 기술된 바와 같은 제 1, 2 및 3 인광체와 같은 3개의 발광 물질층(3)상에 입사되는 방사선(2)을 방출한다. 방사선(2)은 인간의 육안이 감지하지 못하는 파장, 예컨대 420nm 이하의 파장을 가질 수 있다. 다르게는, 인광체(3)는 방사선(2)이 다른 면으로 상당히 투과하지 못할 정도로 두꺼울 수 있다. 입사된 방사선(2)을 흡수한 후, 제 1 인광체는 575 내지 620nm의 피크 방출 파장을 갖는 오렌지색 광(4)을 방출하고, 제 2 인광체는 495 내지 550nm의 피크 방출 파장을 갖는 청록색 광(5)을 방출하고, 제 3 인광체는 420 내지 480nm의 피크 방출 파장을 갖는 청색광(6)을 방출한다. 존재하는 경우, 제 4 인광체는 620nm 내지 670nm의 피크 방출 파장을 갖는 적색광(7)을 방출한다. 인간 관찰자(8)는 오렌지색(4), 청록색(5), 청색(6) 및 임의적으로 적색(7) 광의 조합을 백색광(9)으로 인식한다. 도 2는 색 혼합의 개념을 예시하기 위해 상이한 색의 광(4, 5, 6 및 7)이 개별 인광체 영역으로부터 발산되는 것으로 개념적으로 나타낸다. 그러나, 개별적인 인광체가 함께 배합되어 단일 배합된 인광체층(3)을 형성하는 경우에는 광(4, 5, 6 및 7)이 동일 영역 및/또는 전체 인광체로부터 방출될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
임의의 발광 물질, 예컨대 인광체 및 신틸레이터가 방사원과 함께 사용되어 백색광 조명 시스템을 형성할 수 있다. 바람직하게는, 발광 물질은 방사원의 특정한 방출 파장에서 높은 양자 효율을 갖는다. 또한, 각 발광 물질은 바람직하게는 다른 발광 물질에 의해 방출된 가시광 파장에 대해 투명하다.
1. 방사원
방사원(1)은 인광체로부터 발광을 유발할 수 있는 임의의 방사원을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 방사원(1)은 LED를 포함한다. 그러나, 방사원(1)은 또한 기체, 예컨대 형광 램프 또는 고압 수은 증기 램프 내의 수은 또는 플라즈마 디스플레이 내의 희가스, 예컨대 Ne, Ar 및/또는 Xe을 포함할 수 있다.
예를 들어, 방사원(1)은 LED에 의해 방출된 방사선(2)이 인광체를 향할 때 인간 관찰자(8)에게 백색으로 보이는 방사선(9)을 인광체(3)가 방출하도록 유발하는 임의의 LED를 포함할 수 있다. 따라서, LED는 임의의 적합한 3족-5족, 2족-6족 또는 4족-4족 반도체층을 기본으로 하고 360 내지 420nm의 방출 파장을 갖는 반도체 다이오드를 포함할 수 있다. 예를 들어, LED는 GaN, ZnSe 또는 SiC 반도체를 기본으로 하는 1종 이상의 반도체를 함유할 수 있다. 또한, LED는 바라는 경우 능동 영역에서 하나 이상의 양자 웰을 함유할 수 있다. 바람직하게는, LED 능동 영역은 GaN, AlGaN 및/또는 InGaN 반도체층을 포함하는 p-n 접합부를 포함할 수 있다. p-n 접합부는 얇고 도핑되지 않은 InGaN층 또는 하나 이상의 InGaN 양자 웰에 의해 분리될 수 있다. LED는 360 내지 420nm, 바람직하게는 370 내지 405nm, 가장 바람직하게는 370 내지 390nm의 방출 파장을 가질 수 있다. 그러나, 420nm 이상의 방출 파장을 갖는 LED는 LED로부터 방출된 빛이 인광체를 투과하지 못할 정도로 두꺼운 인광체와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, LED는 370, 375, 380, 390 또는 405nm의 파장을 가질 수 있다.
백색광 조명 시스템의 방사원(1)은 반도체 발광 다이오드로서 전술되었다. 그러나, 본 발명의 방사원은 반도체 발광 다이오드에 국한되지 않는다. 예를 들어, 방사원은 레이저 다이오드 또는 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다. 전술된 바람직한 백색광 조명 시스템은 단일 방사원(1)을 함유한다. 그러나, 바라는 경우, 방출된 백색광을 개선시키거나 방출된 백색광을 다른 색(들)의 빛과 조합하기 위해 시스템 내에 다수의 방사원을 사용할 수 있다. 예를 들어, 백색광 방출 시스템을 디스플레이 디바이스 내에서 적색, 녹색 및/또는 청색 발광 다이오드와 함께 사용할 수 있다.
2. 제 1 인광체
제 1 발광 물질은 방사원(1)으로부터 입사된 방사선(2)에 반응하여 약 575 내지 약 620nm의 피크 방출 파장을 갖는 가시광을 방출하는 임의의 인광체일 수 있다. 방사원(1)이 360 내지 420nm의 피크 방출 파장을 갖는 LED를 포함하는 경우, 제 1 인광체는 360 내지 420nm의 피크 파장을 갖는 입사 방사선에 대해 575 내지 620nm의 피크 방출 파장을 갖고 높은 상대 효능 및 양자 효율을 갖는 상업적으로 구입가능한 임의의 인광체를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 제 1 인광체는 APO:Eu2+,Mn2+(여기서, A는 Sr, Ca, Ba 및 Mg중 하나 이상을 포함한다)를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 제 1 인광체는 유로퓸 및 망간 도핑된 알칼리 토류 피로포스페이트 인광체(A2P2O7:Eu2+,Mn2+)를 포함한다. 상기 인광체는 (A1-x-yEuxMny)2P2O7(여기서, O<x≤0.2이고 0<y≤0.2임)로 표기될 수 있다. 바람직하게는, A는 스트론튬 이온을 포함한다. 이 인광체는 360 내지 420nm의 피크 파장을 갖는, 예컨대 LED에 의해 방출된 입사 방사선에 대해 높은 효능 및 높은 양자 효율을 갖기 때문에 LED 방사원으로 바람직하다. 다르게는, 제 1 인광체는 A3P2O8:Eu2+,Mn2+(여기서, A는 Sr, Ca, Ba 및 Mg중 하나 이상을 포함한다)을 포함할 수 있다.
Eu2+ 및 Mn2+ 도핑된 알칼리 토류 피로포스페이트 인광체에서, Eu 이온은 일반적으로 감광자로서 작용하며 Mn 이온은 일반적으로 활성자로서 작용한다. 따라서, Eu 이온은 방사원으로부터 방출된 입사 에너지(즉, 광자)를 흡수하고 흡수된 에너지를 Mn 이온으로 전달한다. Mn 이온이 흡수된 전달된 에너지에 의해 여기 상태로 여기되어 A 이온이 Sr 이온을 포함하는 경우 약 575 내지 595nm로 변화하는 피크 파장을 갖는 넓은 복사 밴드를 방출한다. 다르게는, A는 Sr 이온 50몰% 및 Mg 이온 50몰%를 포함하여, APO:Eu2+,Mn2+ 인광체가 약 615nm의 피크 파장을 갖는 SrMgP2O7:Eu2+,Mn2+ 인광체를 포함하도록 할 수 있다.
3. 제 2 인광체
제 2 발광 물질은 방사원(1)으로부터 입사된 방사선(2)에 반응하여 약 495nm 내지 약 550nm의 피크 방출 파장을 갖는 가시광을 방출하는 임의의 인광체일 수 있다. 방사원(1)이 360 내지 420nm의 피크 방출 파장을 갖는 LED를 포함하는 경우, 제 2 인광체는 360 내지 420nm의 피크 파장을 갖는 입사 방사선에 대해 495 내지 550nm의 피크 방출 파장을 갖고 높은 상대 효능 및 양자 효율을 갖는 임의의 상업적으로 구입가능한 인광체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하기 3종의 Eu2+ 활성화된 알칼리 토류 실리케이트 및 알칼리 토류 알루미네이트 인광체가 이 기준에 부합된다.
이러한 인광체중 하나는 2가 유로퓸 활성화된 알칼리 토류 실리케이트 인광체(ASiO:Eu2+)(여기서, A는 Ba,Ca, Sr 및 Mg중 하나 이상을 포함한다)이다. 바람직하게는, ASiO:Eu2+ 인광체는 하기 조성을 갖는다: A2SiO4:Eu2+(여기서, A는 바람직하게는 Ba 60% 이상, Sr 30% 이하 및 Ca 10% 이하를 포함한다). A가 Ba 또는 Ca를 포함하는 경우, 인광체 피크 방출 파장은 약 505nm이다. A가 Sr을 포함하는 경우, 인광체 피크 방출 파장은 약 580nm이다. 따라서, 목적하는 피크 파장을 얻기 위해서, A는 가장 바람직하게는 Ba 이온, 또는 일부 Ca 및/또는 Sr 이온과 함께 Ba 이온을 포함한다.
알칼리 토류 실리케이트 인광체에서, 유로퓸 활성자는 알칼리 토류 격자 위치에서 치환되므로, 인광체는 다음과 같이 표기될 수 있다: ((Ba,Sr,Ca)1-xEux)2Eux)2SiO4(여기서, 0<x≤0.2). 또한, 알칼리 토류 실리케이트 인광체는 다른 불순물 및 도판트를 함유할 수 있다. 예를 들어, 인광체는 BaF2 또는 EuF3와 같은 불소 함유 융제 화합물로부터 분말 가공 동안 혼입된 소량의 불소를 함유할 수 있다.
다른 2가 유로퓸 활성화된 알칼리 토류 실리케이트 인광체(ADSiO:Eu2+)(여기서, A는 Ba, Ca 및 Sr중 하나 이상을 포함하고, D는 Mg 및 Zn중 하나 이상을 포함한다)는 제 2 인광체로서 적합하다. 바람직하게는, ADSiO:Eu2+ 인광체는 다음의 조성을 갖는다: A2DSi2O7:Eu2+. 각 이종동형 인광체의 피크 방출 파장 및 상대 양자 효율을 하기 표 1에 표시한다:
A D A D A D A D A D A D
Ca Mg Sr Mg Sr Zn Sr/Ba Mg Ba Mg Ba Zn
피크 λ 535 470 470 440 500 505

따라서, 목적하는 피크 파장을 얻기 위해, A는 가장 바람직하게는 Ba 이온 및/또는 일부 Ca 또는 Sr 이온과 함께 Ba 이온을 포함한다.
알칼리 토류 실리케이트 인광체에서, 유로퓸 활성자는 알칼리 토류 격자 위치에 치환되므로, 인광체는 다음과 같이 표기될 수 있다: (A1-xEux)2DSi2O7(여기서, 0<x≤0.2). 또한, 알칼리 토류 실리케이트 인광체는 다른 불순물 및 도판트를 함유할 수 있다. 예를 들어, 인광체는 BaF2 또는 EuF3와 같은 불소 함유 융제 화합물로부터 분말 가공 동안 혼입된 소량의 불소를 함유할 수 있다.
다른 2가 유로퓸 활성화된 알칼리 토류 실리케이트 인광체(AAlO:Eu2+)(여기서, A는 Ba, Sr 및 Ca중 하나 이상을 포함한다)도 제 2 인광체로서 사용하기 적합하다. 바람직하게는, AAlO:Eu2+ 인광체는 다음의 조성을 갖는다: AAl2O4:Eu2+(여기서, A는 Sr 50% 이상을 포함하고, 바람직하게는 Sr 80% 이상 및 Ba 20% 이하를 포함한다). A가 Ba를 포함하는 경우, 인광체 피크 방출 파장은 약 505nm이다. A가 Sr을 포함하는 경우, 인광체 피크 방출 파장은 약 520nm이다. A가 Ca를 포함하는 경우, 인광체 피크 방출 파장은 약 440nm이다. 따라서, 목적하는 피크 파장을 얻기 위해, A는 가장 바람직하게는 Sr, 또는 Sr 및 Ba 이온을 포함한다.
알칼리 토류 알루미네이트 인광체에서, 유로퓸 활성자는 알칼리 토류 격자 위치에서 치환되므로, 인광체는 다음과 같이 표기될 수 있다: (A1-xEux)Al2O4(여기서, 0<x≤0.2). 또한, 알칼리 토류 알루미네이트 인광체는 융제로부터 혼입된 불소와 같은 다른 불순물 및 도판트를 함유할 수 있다.
유로퓸 활성화된 알칼리 토류 실리케이트 인광체는 본원에 참고로 인용되는 문헌[G. Blasse et al., "Fluorescence of Eu2+ Activated Silicates" 23 Philips Res. Repts. 189-200 (1968)]에 상세히 설명되어 있다. 유로퓸 활성화된 알칼리 토류 알루미네이트 인광체는 문헌[G. Blasse et al., "Fluorescence of Eu2+ Activated Alkaline-Earth Silicates" 23 Philips Res. Repts. 201-206 (1968)]에 상세히 설명되어 있다. 상기 참고문헌에는 또한 전술된 인광체의 방출 및 여기 스펙트럼이 예시되어 있다.
본 발명의 한 양태에서, 제 2 인광체는 바라는 경우, 색 또는 다른 방출 특성을 최적화하기 위해 다수의 실리케이트 및 알루미네이트 인광체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 인광체는 하기 조합물을 포함할 수 있다: ASiO:Eu2+ 및 ADSiO:Eu2+, ASiO:Eu2+ 및 AAlO:Eu2+, ADSiO:Eu2+ 및 AAlO:Eu2+, ASiO:Eu2+ 및 ADSiO:Eu2+ 및 AAlO:Eu2+. 상기 인광체들은 동일한 조명 시스템에 상위 층으로서 또는 배합물로서 배치될 수 있다.
4. 제 3 인광체
제 3 조명 물질은 방사원(1)으로부터 입사된 방사선(2)에 반응하여 약 420nm 내지 약 480nm의 피크 방출 파장을 갖는 가시광을 방출하는 임의의 인광체일 수 있다. 방사원(1)이 360 내지 420nm의 피크 방출 파장을 갖는 LED를 포함하는 경우, 제 3 인광체는 360 내지 420nm의 피크 파장을 갖는 입사 방사선에 대해 420 내지 480nm의 피크 방출 파장을 갖고 높은 효능 및 양자 효율을 갖는 임의의 상업적으로 구입가능한 인광체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다음의 상업적으로 구입가능한 2종의 Eu2+ 활성화된 인광체가 이 기준에 부합된다.
420 내지 480nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 3 인광체의 일례는 2가 유로퓸 활성화된 할로포스페이트 인광체(DPOCl:Eu2+)(여기서, D는 Sr, Ba, Ca 및 Mg중 하나 이상을 포함한다)이다. DPOCl:Eu2+ 인광체는 바람직하게는 상업적으로 구입가능한 "SECA" 인광체(D5(PO4)3Cl:Eu2+)를 포함한다. 방출 강도를 증가시키기 위해 소량의 포스페이트를 소량의 보레이트로 치환할 수 있다. 이 인광체의 피크 방출 파장은 스트론튬 대 다른 알칼리 토류 이온의 비율에 따라 변화한다. D가 Sr 이온만을 포함하는 경우, 피크 방출 파장은 447nm이다. Sr 이온을 Ba 이온으로 치환하면 피크 발광이 더 낮은 파장으로 이동하는 반면, Sr 이온을 Ca 이온으로 치환하면 피크 발광이 더 높은 파장으로 이동한다. 예를 들어, Sr 이온 5몰중 0.5몰을 0.5몰의 Ca 이온으로 치환하는 경우, 피크 방출은 452nm로 이동한다. Sr 이온중 1몰을 0.5몰의 Ca 이온 및 0.5몰의 Ba 이온으로 치환하는 경우, 피크 방출은 445nm로 이동한다. 따라서, 바람직한 SECA 인광체 조성물은 (Sr1-y-zBayCaz)5-xEux(PO4)3Cl(여기서, 0.01≤x ≤0.2, 0 ≤y ≤0.1 및 0 ≤z ≤0.1임)이고, 바람직한 피크 방출 파장은 447 내지 450nm이다.
420 내지 480nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 3 인광체의 다른 예는 2가 유로퓸 활성화된 알칼리 토류 알루미네이트 인광체(AMgAlO:Eu2+)(여기서, A는 Ba, Ca 및 Sr중 하나 이상을 포함한다)이다. 바람직한 알루미네이트 인광체는 다양한 마그네슘, 알루미늄 및 산소 몰 비를 가지며 "BAM"이란 명칭으로 상업적으로 구입가능하다. 예를 들어, 바람직한 BAM 인광체는 AMg2Al16O27:Eu2+(여기서, A는 바람직하게는 Ba 이온 90% 이상을 포함한다)로 표기될 수 있다. 이 인광체는 하기 화학식을 갖는다: (Ba1-xEux)Mg2Al16O27(여기서, 0<x≤0.2, 바람직하게는 x=0.07이다). 다르게는, BAM은 하기 몰 비를 갖는다: BaMgAl10O17:Eu2+. BAM 인광체는 A 격자 위치의 Eu2+ 활성자로 인해 약 450nm에서 방출 피크를 갖는다. 방출 피크는 스트론튬 이온과 치환된 바륨 이온의 양이 증가함에 따라 450nm로부터 더 높은 파장으로 이동한다.
420 내지 480nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 3 인광체의 다른 예는 EO*AlO:Eu2+ 인광체, EAlO:Eu2+ 인광체 및/또는 GAlO:Eu2+ 인광체(여기서, E는 Ba, Sr 및 Ca 이온중 하나 이상을 포함하고, G는 K, Li, Na 및 Rb 이온중 하나 이상을 포함한다)로부터 선택된 2가 유로퓸 활성화된 알루미네이트 인광체를 포함한다. 바람직하게는, E는 Sr 또는 Ca 이온 0 내지 10%와 치환된 Ba 이온을 포함하고, G는 Li, Na 또는 Rb 이온 0 내지 10%와 치환된 K를 포함한다. 바람직하게는, EO*AlO:Eu2+ 인광체는 z(BaO)*6Al2O3:Eu2+ 또는 z(Ba1-xEux)O*6Al2O3(여기서, 1≤z ≤ 1.8이고, 0<x≤0.2이다)를 포함한다. EAlO:Eu2+ 인광체는 바람직하게는 BaAl12O19:Eu2+ 또는 (Ba1-xEux)Al12O19(여기서, 0 < x ≤ 0.2)를 포함한다. GAlO:Eu2+ 인광체는 바람직하게는 KAl11O11.07:Eu2+ 또는 (K1-xEux)Al11O11.07(여기서, 0<x≤0.2)을 포함한다. EO*AlO, EAlO 및 GAlO 인광체는 본원에 그 전체가 인용되는 하기 참고문헌에 기술되어 있다: A.L.N. Stevels and A.D.M. Schrama-de Pauw, Journal of the Electrochemical Society, 123 (1976) 691; J.M.P.J. Verstegen, Journal of the Electrochemical Society, 121 (1974) 1623; and C.R. Ronda and B.M.J. Smets, Journal of the Electrochemical Society, 136 (1989) 570.
본 발명의 한 양태에서, 제 3 인광체는 바라는 경우 색 또는 다른 방출 특성을 최적화하기 위해 SECA, BAM 및/또는 하나 이상의 알루미네이트 인광체의 배합물을 포함할 수 있다.
5. 임의적인 제 4 인광체
임의적인 제 4 발광 물질은 방사원(1)으로부터 입사된 방사선(2)에 반응하여 약 620nm 내지 약 670nm의 피크 방출 파장을 갖는 가시광을 방출하는 임의의 인광체이다. 이 적색 발광 인광체는 인광체의 조합에 의해 방출된 백색광의 CRI를 개선하기 위해 제 1, 2 및 3 인광체에 부가할 수 있다. CRI가 시험 색이 흑체로부터의 조명 하에서에 비하여 인광체로부터의 조명하에서 어떻게 보이는지에 대한 척도이므로, 인광체로부터 방출된 백색광은 인광체 방출광이 추가적인 개별 색을 포함할 경우 흑체로부터의 백색광에 더욱 근사해질 것이다. 방사원(1)이 360 내지 420nm의 피크 방출 파장을 갖는 LED를 포함하는 경우, 제 2 인광체는 360 내지 420nm의 피크 파장을 갖는 입사 방사선에 대해 620 내지 670nm의 피크 방출 파장을 갖고 높은 효능 및 양자 효율을 갖는 임의의 상업적으로 구입가능한 인광체를 포함할 수 있다. 예를 들어, Mn4+ 활성화된 플루오로게르마네이트 인광체가 이 기준에 부합된다.
예를 들어, 플루오로게르마네이트 인광체는 마그네슘 플루오로게르마네이트 인광체(MgO*MgF*GeO:Mn4+), 바람직하게는 상업적으로 구입가능한 3.5MgO*0.5MgF2 *GeO2:Mn4+ 인광체를 포함할 수 있다. 이 인광체는 실온에서 623 내지 664nm 사이에 6개의 피크를 갖는 구조화된 적색 방출 밴드를 방출한다.
6. 인광체 배합물
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 제 1, 2, 3 및 임의적인 제 4 인광체는 산재된다. 가장 바람직하게는, 인광체는 함께 배합되어 균일 배합물을 형성한다. 배합물 내의 각 인광체의 양은 인광체의 유형 및 사용된 방사원의 유형에 좌우된다. 그러나, 제 1, 2, 3 및 임의적인 제 4 인광체는 인광체로부터의 방출광(9)의 조합이 인간 관찰자(8)에게 백색으로 보이도록 배합되어야 한다.
다르게는, 제 1, 2, 3 및 임의적인 제 4 인광체는 방사원(1) 위에 형성된 별개의 층들을 포함할 수 있다. 그러나, 상부 인광체 층은 하부 인광체에 의해 방출된 방사선에 대해 실질적으로 투명해야 한다.
인광체 분말 배합물의 조성물은 사용된 인광체의 수, 목적하는 배합물 CRI 및 효능, 인광체의 조성 및 방사원(1)의 피크 방출 파장을 기준으로 최적화될 수 있다. 예를 들어, 일정한 여기 복사 파장에 대한 인광체의 색 온도를 감소시키기 위해서는, 청색 대 오렌지색 발광 인광체의 비를 감소시킬 수 있다. 인광체 배합물의 CRI를 증가시키기 위해, 적색 발광 인광체와 같은 제 4 인광체를 배합물에 부가할 수 있다.
본 발명의 바람직한 제 1 양태의 인광체 배합물은 바람직하게는 3종 이상의 인광체를 함유하며, 360 내지 420nm의 피크 파장을 갖는 입사 또는 여기 방사선에 반응하여 인광체 배합물에 의해 방출된 백색광은 3000K 내지 6500K의 색 온도, 70 초과의 CRI 및 200 lm/W 초과의 효능을 갖는다. 더욱 바람직하게는, 배합물 효능은 264 lm/W 초과이고 색 온도는 3300K 내지 4100K이다. 가장 바람직하게는 효능은 340 lm/W 초과이다.
본 발명의 바람직한 제 1 양태의 바람직한 제 1, 2 및 3 인광체는 각각 스트론튬 피로포스페이트, 알칼리 토류 실리케이트 및 SECA를 포함한다. 바람직한 제 1 양태의 배합물의 조성물은 Sr2P2O7:Eu2+,Mn2+ 인광체 약 55 내지 약 75중량%, (Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu2+ 인광체 약 11 내지 약 22중량% 및 (Sr,Ba,Ca,Mg)5(PO4)3Cl:Eu2+ 인광체 약 13 내지 약 22중량%를 포함한다.
본 발명의 바람직한 제 2 양태에 따른 고 CRI 인광체 배합물은 바람직하게는 4종 이상의 인광체를 함유하고, 360 내지 420nm 피크 파장의 입사 방사선에 반응하여 인광체 배합물에 의해 방출된 백색광은 3000K 내지 4100K의 색 온도, 90 초과의 CRI 및 200 lm/W 초과의 효능을 갖는다. 더욱 바람직하게는, 배합물 효능은 264 lm/W 초과이고 색 온도는 3300K 내지 3800K이다.
본 발명의 바람직한 제 2 양태의 바람직한 제 1, 2, 3 및 4 인광체는 각각 스트론튬 피로포스페이트, 알칼리 토류 실리케이트, SECA, 및 마그네슘 플루오로게르마네이트를 포함한다. 바람직한 제 2 측면의 배합물의 조성물은 Sr2P2O7:Eu2+,Mn2+ 인광체 약 11 내지 약 43중량%, (Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu2+ 인광체 약 9 내지 약 15중량%, (Sr,Ba,Ca,Mg)5(PO4)3Cl:Eu2+ 인광체 약 6 내지 약 14중량%, 및 3.5MgO*0.5MgF2 *GeO2:Mn4+ 인광체 약 30 내지 약 71중량%를 포함한다.
그러나, 목적하는 피크 방출 파장을 갖는 다른 인광체를 상기 인광체 대신 또는 추가적으로 사용할 수 있다. 예를 들어, LED와는 다른 방사원으로서, 254nm 내지 147nm의 피크 파장을 갖는 입사 방사선에 대해 높은 효능 및 높은 양자 효율을 갖는 인광체를 각각 형광 램프 및 플라즈마 디스플레이 용도로 사용할 수 있다. 형광 램프에서의 수은 가스 방출은 254nm의 피크 방출 파장을 가지며 플라즈마 디스플레이에서의 Xe 플라즈마 방전은 147nm의 피크 방출 파장을 갖는다.
7. 조명 시스템
본 발명의 바람직한 제 1 양태에 따르면, 제 1, 2, 3 및 임의적인 제 4 인광체 분말을 LED 방사원을 함유하는 백색광 조명 시스템 내에 배치한다. 백색광 조명 시스템은 다양한 다른 구조를 가질 수 있다.
바람직한 제 1 구조는 도 3에 개념적으로 도시되어 있다. 조명 시스템은 발광 다이오드 칩(11) 및 상기 LED 칩에 전기적으로 부착된 리드(13)를 포함한다. 리드(13)는 더 두꺼운 리드 프레임(들)(15)에 의해 지지되는 얇은 와이어를 포함하거나, 상기 리드는 자기 지지된 전극을 포함하고 리드 프레임은 생략될 수 있다. 리드(13)는 전류가 LED 칩(11)으로 흐르게 하여 LED 칩(11)이 방사선을 방출하도록 한다.
LED 칩(11)은 LED 칩 및 캡슐화 물질(19)을 싸는 셸(17) 내에 캡슐화된다. 바람직하게는, 캡슐화 물질은 내UV성 에폭시를 포함한다. 셸(17)은 예를 들어 유리 또는 플라스틱일 수 있다. 캡슐화 물질은 예를 들어 에폭시 또는 중합체 물질, 예컨대 실리콘일 수 있다. 그러나, 별도의 셸(17)은 생략될 수 있고 캡슐화 물질(19)의 외부 표면이 셸(17)을 포함할 수 있다. LED 칩(11)은 예를 들어 리드 프레임(15)에 의해, 자기 지지 전극에 의해, 셸(17)의 저부에 의해, 또는 셸 또는 리드 프레임에 장착된 받침대에 의해 지지될 수 있다.
조명 시스템의 바람직한 제 1 구조는 제 1, 2, 3 및 임의적인 제 4 인광체를 포함하는 인광체층(21)을 포함한다. 인광체층(21)은 LED 칩(11) 위에 제 1, 2, 3 및 임의적인 제 4 인광체 분말을 함유하는 현탁액을 피복하고 건조시킴으로써 LED 칩(11)의 발광 표면 위에 또는 바로 위에 형성될 수 있다. 건조 후, 인광체 분말은 고체 인광체층 또는 피막(21)을 형성한다. 셸(17) 및 캡슐화 물질(19)은 둘 다 백색광(23)이 상기 요소를 투과할 수 있도록 투명해야 한다. 인광체는 각각 제 1, 2, 3 및 임의적인 제 4 인광체로부터 방출된 오렌지색, 청록색, 청색 및 임의적인 적색 광을 포함하는 백색광(23)을 방출한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 양태에 따른 시스템의 바람직한 제 2 구조를 도시한 것이다. 도 4의 구조는 인광체 분말이 LED 칩(11) 위에 형성되는 대신 캡슐화 물질(19) 내에 산재되는 점을 제외하고는 도 3과 동일하다. 제 1 인광체 분말은 캡슐화 물질(19)의 단일한 영역 내에 산재되거나 캡슐화 물질의 전체 부피에 걸쳐 산재될 수 있다. 인광체 분말은 예를 들어 분말을 중합체 전구체에 가한 후 중합체 전구체를 경화시켜 중합체 물질을 고화시킴에 의해 캡슐화 물질 내에 산재된다. 다르게는, 인광체 분말은 에폭시 캡슐화 물질과 함께 혼합될 수 있다. 다른 인광체 산재 방법이 또한 이용될 수 있다. 인광체 분말을 미리 혼합한 후 이 분말의 혼합물을 캡슐화 물질(19)에 첨가하거나, 또는 인광체 분말을 개별적으로 캡슐화 물질(19)에 첨가할 수 있다. 다르게는, 바라는 경우, 제 1, 2, 3 및 임의적인 제 4 인광체를 포함하는 고체 인광체층(21)을 캡슐화 물질(19)내에 삽입할 수 있다. 이 구조에서, 인광체층(21)은 LED에 의해 방출되는 방사선(25)을 흡수하고, 이에 반응하여 백색광(23)을 방출한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 양태에 따른 시스템의 바람직한 제 3 구조를 도시한 것이다. 도 5의 구조는 제 1, 2, 3 및 임의적인 제 4 인광체를 함유하는 인광체층(21)이 LED 칩(11) 위에 형성되는 대신 셸(17) 상에 형성되는 점을 제외하고는 도 3과 동일하다. 인광체층(21)은 바람직하게는 셸(17)의 내부 표면 상에 형성되지만, 인광체층(21)은 바라는 경우 셸의 외부 표면 상에 형성될 수 있다. 인광체층(21)은 셸 전체 표면에 피복되거나 셸(17)의 표면의 정상부에만 피복될 수 있다.
물론, 도 3 내지 5의 양태는 조합될 수 있으며 인광체는 임의의 두 위치 또는 세 위치 모두에 위치하거나 예컨대 셸로부터 분리되거나 LED에 통합되는 등 다른 적당한 위치에 위치할 수 있다.
본 발명의 바람직한 제 2 양태에 따르면, 제 1, 2, 3 및 임의적인 제 4 분말은 형광 램프 방사원을 함유하는 백색광 조명 시스템 내에 배치된다. 형광 램프의 일부를 도 6에 개념적으로 도시하였다. 형광 램프(31)는 제 1, 2, 3 및 임의적인 제 4 인광체를 함유하는 인광체 피막(35)을 램프 덮개(33)의 표면, 바람직하게는 내부 표면상에 함유한다. 또한, 형광 램프(31)는 바람직하게는 램프 기부(37) 및 음극(39)을 함유한다. 램프 덮개(33)는 음극(39)에 인가된 전압에 반응하여 UV 방사선을 방출하는 수은과 같은 기체를 포위한다.
본 발명의 바람직한 제 3 양태에 따르면, 제 1, 2, 3 및 임의적인 제 4 인광체 분말은 플라즈마 디스플레이 디바이스를 함유하는 백색광 조명 시스템 내에 배치된다. AC 또는 DC 플라즈마 디스플레이 패널과 같은 임의의 플라즈마 디스플레이 디바이스, 예를 들어 본원에 참고로 인용되는 문헌[pages 623-639 of the Phosphor Handbook, Edited by S. Shionoya and W.M. Yen, CRC Press, (1987, 1999)]에 기술된 디바이스를 사용할 수 있다. 도 7은 DC 플라즈마 디스플레이 디바이스(41)의 한 셀을 개념적으로 도시한 것이다. 상기 셀은 제 1 유리 플레이트(42), 제 2 유리 플레이트(43), 하나 이상의 음극(44), 하나 이상의 양극(45), 제 1, 2, 3 및 임의적인 제 4 인광체를 포함하는 인광체층(46), 바리어 립(47) 및 희가스 공간(48)을 함유한다. AC 플라즈마 디스플레이 디바이스에서는 음극과 가스 공간(48) 사이에 여분의 유전체층이 부가된다. 양극(45)과 음극(44) 사이에 전압을 인가하면 공간(48)의 희가스가 단파장 진공 자외선 방사선(VUV)을 방출하고, 이는 인광체층(46)을 여기시켜 백색광을 방출하도록 한다.
8. 가공 방법
개별적인 인광체는 예를 들어 임의의 세라믹 분말법, 예컨대 습식 화학법 또는 고상법에 의해 제조될 수 있다.
바람직하게는, 유로퓸 및 망간 도핑된 스트론튬 피로포스페이트 인광체를 포함하는 제 1 인광체를 제조하는 방법은 다음의 단계를 포함한다. 먼저, 제 1 인광체 물질의 출발 화합물을 도가니 내에서 수작업적으로 배합 또는 혼합하거나 다른 적당한 용기, 예컨대 볼 밀 내에서 기계적으로 배합 또는 혼합하여 출발 분말 혼합물을 형성한다. 출발 화합물은 임의의 산화물, 포스페이트, 하이드록사이드, 옥살레이트, 카보네이트 및/또는 니트레이트 출발 인광체 화합물을 포함할 수 있다. 바람직한 출발 인광체 화합물은 인산수소스트론튬(SrHPO4), 탄산망간(MnCO3), 산화유로퓸(Eu2O3), 및 인산수소암모늄((NH4)HPO4) 분말을 포함한다. (NH4)HPO4 분말은 바람직하게는 제조되는 제 1 인광체 1몰당 화학량론적 비율을 2% 초과하는 양으로 부가된다. 바라는 경우 Sr 화합물을 약간 과량으로 부가할 수 있다. 스트론튬 중 일부 또는 모두를 칼슘, 바륨 및/또는 마그네슘으로 치환하기를 바라는 경우 칼슘, 바륨 및 마그네슘 출발 화합물을 또한 부가할 수 있다. 이어서 출발 분말 혼합물을 공기중에서 약 300 내지 800℃로 약 1 내지 5시간 동안, 바람직하게는 600℃에서 가열한다. 이어서 생성된 분말을 재배합 후 환원성 분위기에서 약 1000 내지 1250℃, 바람직하게는 1000℃에서 파이어링하여 소결된 인광체 덩어리 또는 케이크를 형성한다. 바람직하게는 출발 분말 혼합물은 노 내에서 질소 및 0.1 내지 10% 수소를 포함하는 분위기에서 4 내지 10시간, 바람직하게는 8시간 동안 소결시킨 후, 동일한 분위기에서 노를 끔으로써 냉각한다.
바람직하게는, 바람직한 제 2 (Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu2+ 인광체를 제조하는 방법은 다음의 단계를 포함한다. 먼저, 인광체의 출발 화합물을 도가니 내에서 수작업적으로 배합 또는 혼합하거나, 다른 적합한 용기, 예컨대 볼 밀 내에서 기계적으로 배합 또는 혼합하여 출발 분말 혼합물을 형성한다. 출발 화합물은 임의의 산화물, 하이드록사이드, 옥살레이트, 카보네이트 및/또는 니트레이트 출발 인광체 화합물을 포함할 수 있다. 바람직한 출발 인광체 화합물은 탄산바륨(BaCO3), 탄산스트론튬(SrCO3), 탄산칼슘(CaCO3), 산화유로퓸(Eu2O3), 및 실리크산(SiO2 *xH2O)을 포함한다. 바람직하게는, CaF2와 같은 융제를 제조된 인광체 1몰당 0.5 내지 3몰%의 양으로 출발 물질에 부가한다. 이어서 출발 분말 혼합물을 1차로 탄소 함유 분위기, 예컨대 목탄 함유 분위기에서 1200 내지 1400℃에서 5 내지 7시간 동안 파이어링하여 1차 소결된 인광체 덩어리 또는 케이크를 형성한다. 이어서 생성된 케이크를 분쇄 및 밀링하여 분말로 만든다. 이어서 이 분말을 어닐링하거나 환원성 분위기에서 약 900 내지 1200℃에서 2차 파이어링하여 2차 소결된 인광체 덩어리 또는 케이크를 형성한다. 바람직하게는 분말을 노에서 질소 및 0.1 내지 10%의 수소를 포함하는 분위기에서 2 내지 6시간 동안 어닐링한다.
인광체 분말을 백색광 조명 시스템의 일부 상에 용이하게 피복하기 위해 고 체 소결된 인광체 덩어리를 제 1 인광체 분말로 전환시킬 수 있다. 고체 인광체 덩어리는 크러싱(crushing), 밀링(milling) 또는 분쇄(pulverizing) 방법, 예컨대 습식 밀링, 건식 밀링, 제트 밀링 또는 크러싱에 의해 제 1 인광체 분말로 전환될 수 있다. 바람직하게는, 고체 덩어리를 프로판올, 메탄올 및/또는 물 속에서 습식 밀링한 후 건조시킨다.
제 3 및 제 4 인광체는 인광체 분말로서 상업적으로 구입가능하므로, 그의 정확한 제조 방법은 중요하지 않다. BAM 및 SECA 인광체의 합성은 본원에 참고로 인용된 문헌[pages 398-399 and 416-419 of S. Shionoya et al., Phosphor Handbook, CRC Press (1987, 1999)]에 기술되어 있다. 일반적으로, 시판되는 BAM 인광체의 제조 방법은 탄산바륨, 탄산마그네슘, 알루미나 또는 수산화알루미늄, 산화유로퓸 및 임의적으로 불화알루미늄 또는 염화바륨과 같은 융제를 포함하는 출발 물질을 블렌딩하는 것을 포함한다. 이어서 출발 분말 혼합물을 환원성 분위기에서 약 1200 내지 1400℃에서 파이어링하여 소결된 인광체 덩어리 또는 케이크를 형성한다. 케이크를 재분쇄하고 동일한 조건하에서 재파이어링할 수 있다. 시판되는 SECA 인광체의 제조 방법은 탄산스트론튬, 오르토인산스트론튬, 염화스트론튬 및 산화유로퓸을 포함하는 출발 물질을 블렌딩하는 것을 포함한다. 이어서 출발 분말 혼합물을 환원성 분위기에서 약 1000 내지 1200℃에서 파이어링하여 소결된 인광체 덩어리 또는 케이크를 형성한다. 이어서 케이크를 분쇄하여 인광체 분말을 만든다.
이어서, 제 1, 2, 3 및 임의적인 제 4 인광체 분말을 함께 혼합하여 인광체 분말 배합물 또는 혼합물을 형성한다. 분말은 도가니 내에서 수작업적으로 블렌딩하거나 다른 적합한 용기, 예컨대 볼 밀 내에서 기계적으로 블렌딩할 수 있다. 물론, 인광체 분말 배합물은 바라는 경우 4종 이상의 분말을 함유할 수 있다. 다르게는, 덩어리들을 분쇄하여 함께 블렌딩할 수 있다.
이어서 인광체 분말 배합물을 백색광 조명 시스템 내에 배치한다. 예를 들어, 본 발명의 바람직한 제 1 양태에 대해 전술한 바와 같이 인광체 분말 배합물을 LED 칩 위에 배치하거나, 캡슐화 물질 내에 산재시키거나, 셸의 표면상에 피복할 수 있다.
인광체 분말 배합물을 LED 칩 또는 셸 상에 피복하는 경우, 바람직하게는 인광체 분말 배합물 및 액체의 현탁액을 사용하여 LED 칩 또는 셸 표면을 피복한다. 현탁액은 또한 임의적으로 용매중에 결합제를 함유할 수 있다. 바람직하게는, 결합제는 니트로셀룰로스 또는 에틸셀룰로스와 같은 유기 물질을 부틸 아세테이트 또는 크실롤과 같은 용매중에 포함한다. 결합제는 분말 입자 서로간 및 LED 또는 셸에 대한 접착력을 강화한다. 그러나, 결합제는 바라는 경우 공정을 간소화하기 위해 생략될 수 있다. 피복 후, 현탁액을 건조시키고 결합제를 증발시키기 위해 가열할 수 있다. 인광체 분말 배합물은 용매를 건조시킨 후 인광체층(21)으로서 작용한다.
인광체 배합물을 캡슐화 물질(19) 내에 산재시키려 하는 경우, 인광체 배합물을 중합체 전구체에 가한 후 중합체 전구체를 경화시켜 중합체 물질을 고화시킬 수 있다. 다르게는, 인광체 배합물을 에폭시 캡슐화 물질과 혼합할 수 있다. 다른 인광체 산재 방법이 또한 사용될 수 있다.
인광체 배합물이 형광 램프 또는 플라즈마 디스플레이 내에 배치되는 경우, 인광체 분말 배합물 및 액체의 현탁액을 사용하여 형광 램프 또는 플라즈마 디스플레이 내부 표면을 피복한다. 또한, 현탁액은 전술한 바와 같이 임의적으로 용매중의 결합제를 함유할 수 있다.
9. 특정 실시예
하기 실시예는 단지 예시를 위한 것으로, 청구된 발명의 범위를 어떤 식으로든 한정하고자 하는 것으로 이해되어서는 안된다.
실시예 1
앞서 언급된 공정에 의해 3종의 인광체의 3종의 배합물을 제조하였다. 배합물 조성은 배합물와 함께 사용될 방사원의 피크 방출 파장을 기준으로 변화시켰다. 일반적으로, 370 내지 405nm의 피크 발광 또는 여기 파장을 갖는 LED 방사원에 대해, 여기 파장이 증가함에 따라 배합물중의 제 1 오렌지색 발광 인광체의 양은 증가하는 반면 제 2 청록색 및 제 3 청색 발광 인광체의 양은 감소하였다. 배합물의 여기 파장, 배합물 조성, CIE 색 좌표(ccx 및 ccy), 색 온도, CRI 및 효능을 하기 표 II에 요약하였다.
여기 λ 인광체 배합물(중량%) ccx ccy 색 T(K) CRI 효능(lm/W)
380mm SrP(57.5) BASI(21.5) SECA(21.0) .4011 .3807 3507 70.5 346.4
390mm SrP(61.4) BASI(19.4) SECA(19.2) .3995 .3830 3565 70.7 347.3
405mm SrP(73.7) BASI(12.1) SECA(14.2) .3899 .3791 3767 72.3 349.6
상기 표에서, 하기 약호가 사용되었다: BASI=(Ba0.65,Sr0.2,Ca0.1Eu0.05)2SiO4,: SECA=(Sr,BA,Ca)5(PO4)3Cl:Eu2+; SrP=Sr2P2O7:Eu2+Mn2+. 효능은 시스템 광도 곱하기 683 lm/W(여기서, 683 lm/W는 555nm에서의 피크 광도이다)의 값이다. 시스템 광도는 (∫F(λ) Y(λ) dλ)/(∫F(λ) dλ) (여기서, F(λ)는 방출 스펙트럼이고 Y(λ)는 육안 감도 커브이다)로 정의된다. 표 2에 예시된 바와 같이, 배합물의 색 온도는 3507 내지 3767K로 변하였고, CRI는 70.5 내지 72.3으로 변하였으며, 효능은 346.4 내지 349.6 lm/W로 변하였다. 상기 고 효능 배합물은 북미 조명 시장에 시판되는 백색광 조명 시스템에 바람직하다.
실시예 2
4종의 인광체의 3종의 배합물을 전술된 공정에 의해 제조하였다. 배합물 조성은 배합물과 함께 사용될 방사원의 방출 파장을 기준으로 변화시켰다. 일반적으로, 370 내지 405nm의 피크 발광 또는 여기 파장을 갖는 LED 방사원에 대해, 여기 파장이 증가함에 따라 배합물중의 제 1, 2 및 3 인광체의 양은 증가하는 반면 제 4 인광체의 양은 감소한다. 배합물의 여기 파장, 배합물 조성, CIE 색 좌표(ccx 및 ccy), 색 온도, CRI 및 효능을 하기 표 III에 요약하였다.
여기 λ 인광체 배합물(중량%) ccx ccy 색 T(K) CRI 효능(lm/W)
380mm SrP(12.7) BASI(10.0) SECA(7.4) MgF(69.9) .4017 .3835 3519 93 285
390mm SrP(17.6) BASI(11.8) SECA(9.0) MgF(61.6) .4065 .3793 3374 93.5 272.2
405mm SrP(41.5) BASI(14.2) SECA(12.8) MgF(31.5) .3967 .3743 3557 91.3 264.7
상기 표에서, 하기 약호가 사용되었다: BASI=(Ba0.65,Sr0.2,Ca0.1Eu0.05)2SiO4; SECA=(Sr,BA,Ca)5(PO4)3Cl:Eu2+; SrP=Sr2P2O7:Eu2+Mn2+ 및 MgF=3.5MgO*0.5MgF2 *GeO2:Mn4+. 표 III에 예시된 바와 같이, 배합물의 색 온도는 3374 내지 3557K로 변하였고, CRI는 91.3 내지 93.5로 변하였으며, 효능은 264.7 내지 285 lm/W로 변하였다. 표 III으로부터, 제 4 적색 발광 인광체를 부가함으로써 CRI가 상당히 증가함이 명백하다. 이러한 고 CRI 배합물은 유럽 조명 시장에 시판되는 백색광 조명 시스템에 바람직하다.
바람직한 양태는 설명 목적으로 본원에 제시되었다. 그러나, 상기 기술내용은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 간주되어서는 안된다. 따라서, 당해 분야의 숙련자에게는 청구된 발명 개념의 의의 및 범위로부터 벗어나지 않고 여러 변형, 개작 및 대안이 떠오를 수 있다.

Claims (43)

  1. 발광 다이오드(11);
    575 내지 620 nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 1 발광 물질;
    제 1 발광 물질과 상이한, 495 내지 550nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 2 발광 물질; 및
    제 1 발광 물질 및 제 2 발광 물질과 상이한, 420 내지 480nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 3 발광 물질을 포함하는 백색 조명 시스템으로서,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광 물질이 조합되어 상기 백색 조명 시스템의 표면상에 위치되며, 상기 발광 다이오드(11)에 의해 방출된 방사선을 흡수 및 방출하는, 백색 조명 시스템.
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    시스템에 의해 방출된 백색광(23)이 발광 다이오드(11)에 의해 방출된 가시광 성분을 갖지 않는, 백색 조명 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    발광 다이오드(11) 피크 방출 파장이 360 내지 420nm인, 백색 조명 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    발광 다이오드(11)가 370 내지 405nm의 피크 방출 파장을 갖는 InGaN 능동층을 포함하는, 백색 조명 시스템.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    발광 다이오드(11)에 의해 방출된 방사선(25)이 제 1, 제 2 및 제 3 발광 물질을 통해 관통되지 않는, 백색 조명 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    620 내지 670nm의 피크 방출 파장을 갖는 제 4 발광 물질을 추가로 포함하는, 백색 조명 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    제 1 발광 물질이 제 1 APO:Eu2+,Mn2+ 인광체를 추가로 포함하고, 이때 A는 Sr, Ca, Ba 및 Mg중 하나 이상을 포함하는, 백색 조명 시스템.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 7 항에 있어서,
    제 1 APO:Eu2+,Mn2+ 인광체가 (A1-x-yEuxMny)2P2O7을 포함하고, 이때 A는 Sr을 포함하고 x는 0 초과 0.2 이하이고 y는 0 초과 0.2 이하인, 백색 조명 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    제 2 발광 물질이 하기로 구성된 군에서 선택된 제 2 인광체 하나 이상을 포함하는, 백색 조명 시스템:
    a) ASiO:Eu2+ 인광체(이때, A는 Ba, Ca, Sr 및 Mg중 하나 이상을 포함함);
    b) ADSiO:Eu2+ 인광체(이때, A는 Ba, Ca 및 Sr중 하나 이상을 포함하고, D는 Mg 및 Zn중 하나 이상을 포함함); 및
    c) AAlO:Eu2+ 인광체(이때, A는 Ba, Sr 및 Ca중 하나 이상을 포함함).
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 9 항에 있어서,
    ASiO:Eu2+ 인광체가 (A1-xEux)2SiO4 인광체를 포함하고, 이때 A는 Ba, Sr 또는 Ca를 포함하고, x는 0 초과 0.2 이하이고;
    ADSiO:Eu2+ 인광체가 (A1-xEux)2DSi2O7 인광체를 포함하고, 이때 x는 0 초과 0.2 이하이고;
    AAlO:Eu2+ 인광체가 (A1-xEux)Al2O4 인광체를 포함하고, 이때 x는 0 초과 0.2 이하인, 백색 조명 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    제 3 발광 물질이 하기로 구성된 군에서 선택된 제 3 인광체 하나 이상을 포함하는, 백색 조명 시스템:
    d) AMgAlO:Eu2+ 인광체(이때, A는 Ba, Ca 및 Sr중 하나 이상을 포함함);
    e) DPOCl:Eu2+ 인광체(이때, D는 Sr, Ba, Ca 및 Mg중 하나 이상을 포함함);
    f) EO*AlO:Eu2+ 인광체(이때, E는 Ba, Sr 및 Ca중 하나 이상을 포함함);
    g) EAlO:Eu2+ 인광체(이때, E는 Ba, Sr 및 Ca중 하나 이상을 포함함); 및
    h) GAlO:Eu2+ 인광체(이때, G는 K, Li, Na 및 Rb중 하나 이상을 포함함).
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 11 항에 있어서,
    AMgAlO:Eu2+ 인광체가 (A1-xEux)Mg2Al16O27을 포함하고, 이때 A는 Ba이고 x는 0 초과 0.2 이하이고;
    DPOCl:Eu2+ 인광체가 (Sr1-y-z Bay Caz)5-xEux (PO4)3Cl을 포함하고, 이때 x는 0.01 이상 0.2 이하이고, y는 0 이상 0.1 이하이고, z는 0 이상 0.1 이하이고;
    EO*AlO:Eu2+ 인광체가 z(Ba1-xEux)O*6Al2O3을 포함하고, 이때 z는 1 이상 1.8 이하이고 x는 0 초과 0.2 이하이고;
    EAlO:Eu2+ 인광체가 (Ba1-xEux)Al12O19를 포함하고, 이때 x는 0 초과 0.2 이하이고;
    GAlO:Eu2+ 인광체가 (K1-xEux)Al11O11.07을 포함하고, 이때 x는 0 초과 0.2 이하인, 백색 조명 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    제 1, 제 2 및 제 3 인광체가 인광체 배합물(21)중에 산재되어 있고;
    발광 다이오드(11) 피크 방출 파장이 360 내지 420nm이고;
    입사 발광 다이오드(11) 방사선(25)에 반응하여 인광체 배합물(21)에 의해 방출된 백색광(23)이 3000K 내지 6500K의 색 온도, 70 초과의 CRI 및 300 lm/W 초과의 효능을 포함하는, 백색 조명 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    인광체 배합물(21)이
    Sr2P2O7:Eu2+,Mn2+ 인광체 55 내지 75중량%;
    (Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu2+ 인광체 11 내지 22중량%; 및
    (Sr,Ba,Ca,Mg)5(PO4)3Cl:Eu2+ 인광체 13 내지 22중량%
    를 포함하는, 백색 조명 시스템.
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 14 항에 있어서,
    발광 다이오드(11)가 380nm의 피크 방출 파장을 갖고;
    인광체 배합물(21)이
    Sr2P2O7:Eu2+,Mn2+ 인광체 57.5중량%;
    (Ba0.65,Sr0.2,Ca0.1Eu0.05)2SiO4 인광체 21.5중량%; 및
    (Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu2+ 인광체 21중량%
    를 포함하는, 백색 조명 시스템.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 14 항에 있어서,
    발광 다이오드(11)가 390nm의 피크 방출 파장을 갖고;
    인광체 배합물(21)이
    Sr2P2O7:Eu2+,Mn2+ 인광체 61.4중량%;
    (Ba0.65,Sr0.2,Ca0.1Eu0.05)2SiO4 인광체 19.4중량%; 및
    (Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu2+ 인광체 19.2중량%
    를 포함하는, 백색 조명 시스템.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 14 항에 있어서,
    발광 다이오드(11)가 405nm의 피크 방출 파장을 갖고;
    인광체 배합물(21)이
    Sr2P2O7:Eu2+,Mn2+ 인광체 73.7중량%;
    (Ba0.65,Sr0.2,Ca0.1Eu0.05)2SiO4 인광체 12.1중량%; 및
    (Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu2+ 인광체 14.2중량%
    를 포함하는, 백색 조명 시스템.
  18. 제 11 항에 있어서,
    3.5MgO*0.5MgF2 *GeO2:Mn4+를 포함하는 제 4 인광체를 추가로 포함하는, 백색 조명 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 인광체가 인광체 배합물(21)중에 산재되어 있고;
    발광 다이오드(11) 피크 방출 파장이 360 내지 420nm이고;
    입사 발광 다이오드 방사선(25)에 반응하여 인광체 배합물(21)에 의해 방출된 백색광(23)이 3000K 내지 4100K의 색 온도, 90 초과의 CRI 및 200 lm/W 초과의 효능을 포함하는, 백색 조명 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    인광체 배합물이
    Sr2P2O7:Eu2+,Mn2+ 인광체 11 내지 43중량%;
    (Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu2+ 인광체 9 내지 15중량%;
    (Sr,Ba,Ca,Mg)5(PO4)3Cl:Eu2+ 인광체 6 내지 14중량%; 및
    3.5MgO*0.5MgF2 *GeO2:Mn4+ 인광체 30 내지 71중량%
    를 포함하는, 백색 조명 시스템.
  21. 청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 20 항에 있어서,
    발광 다이오드(11)가 380nm의 피크 방출 파장을 갖고;
    인광체 배합물(21)이
    Sr2P2O7:Eu2+,Mn2+ 인광체 12.7중량%;
    (Ba0.65,Sr0.2,Ca0.1Eu0.05)2SiO4 인광체 10중량%;
    (Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu2+ 인광체 7.4중량%; 및
    3.5MgO*0.5MgF2 *GeO2:Mn4+ 인광체 69.9중량%
    를 포함하는, 백색 조명 시스템.
  22. 청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 20 항에 있어서,
    발광 다이오드(11)가 390nm의 피크 방출 파장을 갖고;
    인광체 배합물(21)이
    Sr2P2O7:Eu2+,Mn2+ 인광체 17.6중량%;
    (Ba0.65,Sr0.2,Ca0.1Eu0.05)2SiO4 인광체 11.8중량%;
    (Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu2+ 인광체 9중량%; 및
    3.5MgO*0.5MgF2 *GeO2:Mn4+ 인광체 61.6중량%
    를 포함하는, 백색 조명 시스템.
  23. 청구항 23은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 20 항에 있어서,
    발광 다이오드(11)가 405nm의 피크 방출 파장을 갖고;
    인광체 배합물(21)이
    Sr2P2O7:Eu2+,Mn2+ 인광체 41.5중량%;
    (Ba0.65,Sr0.2,Ca0.1Eu0.05)2SiO4 인광체 14.2중량%;
    (Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu2+ 인광체 12.8중량%; 및
    3.5MgO*0.5MgF2 *GeO2:Mn4+ 인광체 31.5중량%
    를 포함하는, 백색 조명 시스템.
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  38. (A) 방사원(1);
    (B) 제 1 APO:Eu2+,Mn2+ 인광체(이때, A는 Sr, Ca, Br 및 Mg중 하나 이상을 포함함);
    (C) a) ASiO:Eu2+ 인광체(이때, A는 Ba, Ca, Sr 및 Mg중 하나 이상을 포함함),
    b) ADSiO:Eu2+ 인광체(이때, A는 Ba, Ca 및 Sr중 하나 이상을 포함하고, D는 Mg 및 Zn중 하나 이상을 포함함), 및
    c) AAlO:Eu2+ 인광체(이때, A는 Ba, Sr 및 Ca중 하나 이상을 포함함)
    중에서 선택된 제 2 인광체 하나 이상; 및
    (D) d) AMgAlO:Eu2+ 인광체(이때, A는 Ba, Ca 및 Sr중 하나 이상을 포함함),
    e) DPOCl:Eu2+ 인광체(이때, D는 Sr, Ba, Ca 및 Mg중 하나 이상을 포함함),
    f) EO*AlO:Eu2+ 인광체(이때, E는 Ba, Sr 및 Ca중 하나 이상을 포함함),
    g) EAlO:Eu2+ 인광체(이때, E는 Ba, Sr 및 Ca중 하나 이상을 포함함), 및
    h) GAlO:Eu2+ 인광체(이때, G는 K, Li, Na 및 Rb중 하나 이상을 포함함)
    중에서 선택된 제 3 인광체 하나 이상을 포함하는 백색 조명 시스템으로서,
    상기 제 1 APO:Eu2+,Mn2+ 인광체, 및 제 2 및 제 3 인광체가 조합되어 상기 백색 조명 시스템의 표면상에 위치되며, 상기 방사원(1)에 의해 방출된 방사선(25)을 흡수 및 방출하는, 백색 조명 시스템.
  39. 제 38 항에 있어서,
    제 1 인광체가 (A1-x-yEuxMny)2P2O7을 포함하고, 이때 A는 Sr을 포함하고 x는 0 초과 0.2 이하이고 y는 0 초과 0.2이하이고;
    ASiO:Eu2+ 인광체가 (A1-xEux)2SiO4 인광체를 포함하고, 이때 A는 Ba, Sr 또는 Ca를 포함하고, x는 0 초과 0.2 이하이고;
    ADSiO:Eu2+ 인광체가 (A1-xEux)2DSi2O7 인광체를 포함하고, 이때 x는 0 초과 0.2 이하이고;
    AAlO:Eu2+ 인광체가 (A1-xEux)Al2O4 인광체를 포함하고, 이때 x는 0 초과 0.2 이하이고;
    AMgAlO:Eu2+ 인광체가 (A1-xEux)Mg2Al16O27을 포함하고, 이때 A는 Ba이고 x는 0 초과 0.2 이하이고;
    DPOCl:Eu2+ 인광체가 (Sr1-y-z Bay Caz)5-xEux(PO4)3Cl을 포함하고, 이때 x는 0.01 이상 0.2 이하이고, y는 0 이상 0.1 이하이고, z는 0 이상 0.1 이하이고;
    EO*AlO:Eu2+ 인광체가 z(Ba1-xEux)O*6Al2O3을 포함하고, 이때 z는 1 이상 1.8 이하이고 x는 0 초과 0.2 이하이고;
    EAlO:Eu2+ 인광체가 (Ba1-xEux)Al12O19를 포함하고, 이때 x는 0 초과 0.2 이하이고;
    GAlO:Eu2+ 인광체가 (K1-xEux)Al11O11.07을 포함하고, 이때 x는 0 초과 0.2 이하이고;
    3.5MgO*0.5MgF2 *GeO2:Mn4+의 제 4 인광체를 추가로 포함하는, 백색 조명 시스템.
  40. 제 39 항에 있어서,
    조명 시스템이 발광 다이오드 램프, 형광 램프(31) 또는 플라즈마 디스플레이(41)를 포함하고;
    방사원(1)이 발광 다이오드 칩(11), 또는 형광 램프(31) 또는 플라즈마 디스플레이(41) 중에 함유된 가스를 포함하는, 백색 조명 시스템.
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