KR101046046B1 - 백색 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 UV 광원용 백색 발광 장치에 관한 것으로, 광원으로 자외선을 방출하는 자외선 광원; 적색 형광체로 CaAlSiN3:Eu, Ca2Si5N8:Eu 또는 (Ca, Sr)S:Eu; 녹색 형광체로 (SrBaMg)2SiO4:Eu2+; 청색 형광체로 Sr5(PO4)3Cl:Eu를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치를 제공한다.
본 발명의 백색 발광 장치는 NTSC 색좌표 대비 90% 이상의 연색지수를 갖는 백색광을 구현할 수 있다.
UV LED, 백색발광장치, 백색LED

Description

백색 발광 장치{WHITE LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 백색 발광 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정한 RGB 형광체의 조합에 의해 고연색 백색광 구현이 가능한 UV 광원을 이용한 백색 발광 장치에 관한 것이다.
종래의 대표적인 백색 발광 장치로는 InGaN 단일 양자 우물을 갖는 청색 LED 광원의 출사면에 세륨이 도핑된 이트륨 알루미늄 가넷(YAG:Ce), 즉 Y3AlO12:Ce3+로 이루어진 황색 형광체 층을 형성하여 제조되는 백색 발광 장치를 들 수 있다. 이러한 백색 발광 장치에서 청색 LED로부터 방출된 청색광은 형광체를 여기시켜 황색광을 방출하고, 청색광과 황색광이 혼합되어 백색광이 발생하게 된다.
또한, 청색 LED 광원 상에 적색 형광체와 녹색 형광체가 혼합된 형광체층을 형성함으로써 백색광을 발생시키는 백색 발광 장치도 제안되었다.
그러나 이와 같이 청색 LED를 광원으로 사용하는 백색발광장치들의 경우, 연색 지수가 나빠 색 표현이 제대로 되지 않는다는 문제점이 있었으며, 따라서 고연색성이 요구되는 조명용 등으로 사용하기에는 부적절하다.
상기 청색 LED를 광원으로 이용하는 방법 이외에 삼색(적색, 녹색, 청색) 발광 다이오드를 모두 사용하여 백색발광장치를 제조하는 방법도 있으나, 이 방법은 제조 비용이 고가이고, 구동 회로가 복잡하여 제품의 크기가 커지고, 각각의 발광 다이오드의 온도 특성이 서로 달라 제품의 광학적 특성 및 신뢰성에 악영향을 미칠 수 있다는 단점이 있었다.
따라서, 이러한 종래의 백색 발광 장치의 단점을 보완하기 위해, 광원으로 UV LED를 사용하고, RGB 형광체를 조합하여 자연광에 가까운 백색을 발광하는 백색 LED를 개발하려는 노력들이 시도되고 있다. 그러나 실제로 UV 광원에 의해 여기되어 적절한 영역의 적, 녹, 청색광을 발하는 형광체를 찾아내는 것은 쉽지 않으며, 특히 조명용으로 사용할 수 있을 정도로 자연스러운 색 재현성을 갖는 고연색 백색발광 장치를 구현할 수 있는 형광체의 조합을 찾는 것은 더욱 어렵다.
또한, UV(Ultra Violet: 자외선) 광원을 이용하는 백색 발광 장치의 경우, LED 패키지 모듈의 플라스틱 부분이 자외선에 장시간 노출되면, 황변 현상이 일어나 광효율이 심각하게 저하된다는 문제점도 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, UV 광원 하에서 고연색성을 구현할 수 있는 형광체 조합을 갖는 UV LED용 백색 발광 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 형광체 조합과 함께 금속 또는 세라믹 구조의 LED 패키지를 채택하여 고연색성을 구현하고, 황변 현상으로 인한 광효율 저하 문제를 해결할 수 있는 백색 발광 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이를 위해 본 발명은 광원으로 자외선을 방출하는 자외선 광원, 적색 형광체로 CaAlSiN3:Eu, Ca2Si5N8:Eu 또는 (Ca, Sr)S:Eu, 녹색 형광체로 (SrBaMg)2SiO4:Eu2+, 청색 형광체로 Sr5(PO4)3Cl:Eu를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치를 제공한다.
이때, 상기 적색 형광체는 CaAlSiN3:Eu 또는 Ca2Si5N8:Eu인 것이 특히 바람직하다.
또한, 상기 자외선 광원은 400 내지 410nm의 피크 방출 파장을 갖는 UV LED인 것이 바람직하며, 상기 적색 형광체는 600 내지 700nm의 피크 방출 파장을 갖고, 상기 녹색 형광체는 525 내지 540nm의 피크 방출 파장을 가지며, 상기 청색 형광체는 449 내지 465nm의 피크 방출 파장을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 적색 형광체, 녹색 형광체 및 청색 형광체는 각각 분리되어 있는 것이 바람직하며, 특히, 상기 적색 형광체와 녹색 형광체는 병렬로 배열되고, 상기 청색 형광체는 상기 적색 형광체와 녹색 형광체 위에 적층되는 형태로 배열되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 상기 백색 발광 장치는 금속 계열의 LED 패키지 모듈 또는 세라믹 계열의 LED 패키지 모듈을 포함하는 것이 바람직하다.
이때 상기 LED 패키지 모듈은 소정의 전극이 형성되는 기판; 상기 기판 위에 서로 소정 간격 이격되어 실장되며, 상기 전극과 전기적으로 연결되는 복수 개의 LED 칩; 상기 복수개의 LED 칩들 중 적어도 하나의 LED 칩을 몰드시키는 제1색수지부; 상기 복수 개의 LED 칩들 중 상기 제1색수지부에 몰드된 LED 칩을 제외한 LED 칩을 몰드시키며 상기 제1색수지부와 다른 색을 갖는 제2색 수지부; 및 상기 제1색 수지부 및 제2색수지부를 모두 덮도록 마련되며, 상기 제1색 수지부 및 제2색 수지부와 다른 색을 갖는 제3색 수지부를 포함하여 이루어질 수 있다.
특히, 상기 LED 패키지 모듈에 있어서, 상기 제1색수지부는 적색 형광체를 포함하는 적색 수지부이며, 상기 제2색수지부는 녹색 형광체를 포함하는 녹색 수지부이고, 상기 제3색수지부는 청색 형광체를 포함하는 청색 수지부인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 LED 패키지 모듈은 상기 적색 수지부 및 상기 녹색 수지부가 상기 기판 상에 각각 하나의 LED 칩을 몰드시키는 돔 형상으로 형성되며, 상기 청색 수지부가 상기 적색 수지부 및 상기 녹색 수지부를 모두 몰드시키는 돔 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 LED 패키지 모듈은 상기 기판 상에 구비되는 상기 복수개의 LED 칩, 상기 적색 수지부 및 상기 녹색 수지부를 수용하는 제1레이어와, 상기 제1레이어 위에 구비되며, 상기 적색 수지부 및 상기 녹색 수지부를 덮는 상기 청색 수지부를 수용하는 제2레이어를 구비하는 몸체를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
이때 상기 몸체는 상기 복수 개의 LED 칩들이 각각 수용되고, 상기 적색 수지부와 상기 녹색 수지부가 각각 충진되도록 마련되는 복수 개의 캐비티와, 상기 제2레이어에 마련되며, 상기 청색 수지부가 충진되어 상기 적색 수지부 및 상기 녹색 수지부를 모두 덮도록 하는 개구부를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 LED 패키지 모듈은, 상기 기판 상에 구비되며 상기 복수 개의 LED 칩들이 각각 수용되고 상기 적색 수지부와 상기 녹색 수지부가 각각 충진되도록 마련되는 복수개의 캐비티와, 상기 복수 개의 캐비티 위에 개구되어 마련되며 상기 청색 수지부가 충진되어 상기 적색 수지부 및 상기 녹색 수지부를 모두 덮도록 하는 개구부를 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 백색 발광 장치에 있어서, 상기 복수개의 LED 칩 각각은 광 경로상의 중심선이 서로 교차하도록 소정 각도로 기울어져서 실장되는 것이 바람직하다. LED 패키지 모듈이 복수개의 캐비티를 포함하는 구조인 경우에는 상기 복수개의 캐비티의 바닥면을 소정 각도로 경사지도록 형성함으로써, 상기 복수개의 LED 칩 각각의 광 경로상의 중심선이 서로 교차하도록 할 수 있다.
본 발명의 백색 발광 장치는 적색 형광체로 CaAlSiN3:Eu, Ca2Si5N8:Eu 또는 (Ca, Sr)S:Eu, 녹색 형광체로 (SrBaMg)2SiO4:Eu2+, 청색 형광체로 Sr5(PO4)3Cl:Eu를 사용하여, NTSC 색좌표 대비 90% 이상의 연색지수를 갖는 백색광을 구현할 수 있도록 하였다.
또한, 본 발명의 백색 발광 장치는 R, G, B 형광체를 각각 분리하여 형성함으로써, R, G, B 형광체를 혼합하여 사용하는 경우에 비해 높은 광 효율 및 휘도를 얻을 수 있도록 하였다.
또한, 본 발명의 백색 발광 장치는 금속 또는 세라믹 구조의 LED 패키지 모듈을 사용하여, 기존의 플라스틱 계열 패키지에서 발생하는 황변으로 인한 광효율 저하 문제를 해결하였다.
본 발명자는 고연색 백색광을 구현할 수 있는 백색 발광 장치를 개발하기 위해 연구를 거듭한 결과, UV 광원에 적색 형광체로 CaAlSiN3:Eu, Ca2Si5N8:Eu 또는 (Ca, Sr)S:Eu, 녹색 형광체로 (SrBaMg)2SiO4:Eu2+, 청색 형광체로 Sr5(PO4)3Cl:Eu를 결합하여 사용할 경우, 종래에 비해 현저하게 우수한 연색 지수를 갖는 백색광을 구현할 수 있음을 깨닫고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 백색 발광 장치는 자외선을 방출하는 자외선 광원 및 이와 결합되어 고연색의 백색광을 발생시키는 형광체들의 조합을 포함하여 이루어진다. 이때 상기 형광체 조합은 적색 형광체, 녹색 형광체 및 청색 형광체로 구성되며, 상기 형광체들은 UV 광원이 방출하는 자외선에 의해 여기된다.
상기 자외선 광원으로는 420nm 미만의 파장을 갖는 자외선을 방출하는 자외선 광원, 예를 들면 UV LED 등이 사용될 수 있다. 특히, 400 내지 410nm의 피크 방출 파장을 갖는 UV LED를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 적색 형광체로는 CaAlSiN3:Eu 또는 Ca2Si5N8:Eu의 질화물계 형광체 또는 (Ca, Sr)S:Eu의 황화물계 형광체를 사용한다. 이 중에서도 CaAlSiN3:Eu 또는 Ca2Si5N8:Eu의 질화물 형광체는 기존의 황화물계 형광체에 비해 열, 수분 등의 외부 환경에 대한 신뢰성이 우수할 뿐 아니라, 변색 위험이 적어 재료의 신뢰성 측면에서 보다 더 바람직하다. 또한, 상기 적색 형광체는 600 내지 700nm의 피크 방출 파장을 갖는 것이 바람직하다.
상기 녹색 형광체로는 실리케이트 계열의 (SrBaMg)2SiO4:Eu2+을 사용하며, 상기 청색 형광체로는 알카린 토류 인산염(alkaline earth phosphate) 계열의 Sr5(PO4)3Cl:Eu를 사용한다. 이때, 상기 녹색 형광체는 525 내지 540nm의 피크 방출 파장을 가지며, 상기 청색 형광체는 449 내지 465nm의 피크 방출 파장을 갖는 것이 바람직하다.
실험 결과, 상기한 적색, 녹색, 청색 형광체를 자외선 광원과 결합하여 사용할 경우, 연색 지수가 90% 이상인 백색광이 발생하는 것으로 확인되었다.
한편, 본 발명의 백색 발광 장치에 있어서, 상기 적색, 녹색, 청색 형광체는 혼합하여 사용하여도 무방하나, 그보다는 개별적으로 분리된 구조로 형성하는 것이 더 바람직하다. 혼합하여 사용하는 경우에 비해 분리된 구조로 형성할 경우에 광 효율 및 휘도가 더 우수하기 때문이다. 실제로 각각의 형광체가 분리된 구조로 형성될 경우, 혼합하는 경우에 비해 15 내지 20% 정도의 휘도 향상 효과가 있음이 확인되었다.
RGB 형광체들을 각각 분리된 구조로 형성할 경우에는 형광체의 배치에 따라 발광되는 빛의 색이 바뀔 수 있으므로 RGB 형광체의 배치 순서가 중요하다. 본 발명에서 RGB 형광체의 배열은 다양하게 이루어질 수 있다. 예를 들면, 적색, 녹색, 청색 형광체를 순서대로 적층하거나, 각기 다른 캐비티에 분리하여 수용할 수 있다. 이 중에서도 특히 적색 형광체와 녹색 형광체는 병렬로 배열되고, 청색 형광체가 적색 형광체와 녹색 형광체 위에 적층되는 형태로 배열되는 것이 바람직하다.
이처럼 적색 형광체와 녹색 형광체 위에 청색 형광체를 배열할 경우, 청색 형광체에서 발생하는 청색광이 적색 형광체나 녹색 형광체에 의해 재흡수되지 않기 때문에 광 효율이 우수하다는 장점이 있다.
형광체가 상기와 같은 구조로 배열될 경우, 먼저 적색 형광체와 녹색 형광체가 자외선 광원으로부터 방출된 자외선을 여기시켜 각각 적색광과 녹색광을 발생시키고, 청색 형광체 역시 자외선 광원으로부터 방출된 자외선을 여기시켜 청색광을 발생시키게 된다. 그런 다음, 적색광과 녹색광이 청색 형광체 층을 통과하면서 서로 혼합되고, 청색 형광체에서 발생하는 청색광의 영향을 받아 백색광을 발생시키게 된다.
한편, 본 발명의 백색 발광 장치는 UV 광원을 사용하기 때문에, 플라스틱 몰딩 방식의 LED 패키지 모듈보다는 금속 계열의 LED 패키지 모듈 또는 세라믹 계열의 LED 패키지 모듈을 사용하는 것이 바람직하다. 플라스틱 몰딩이 UV에 장시간 노출될 경우, 황변 현상이 일어나면서 광 효율이 저하되는 문제가 발생하기 때문이다.
또한, 본 발명의 백색 발광 장치의 LED 패키지 모듈은 적색 형광체와 녹색 형광체를 병렬로 배열하고, 그 위에 청색 형광체를 배열할 수 있는 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는, 본 발명의 백색 발광 장치의 LED 패키지 모듈은 소정의 전극이 형성되는 기판, 상기 기판 위에 서로 소정 간격 이격되어 실장되며, 상기 전극과 전기적으로 연결되는 복수 개의 LED 칩, 상기 복수개의 LED 칩들 중 적어도 하나의 LED 칩을 몰드시키는 제1색수지부, 상기 복수 개의 LED 칩들 중 상기 제1색수지부에 몰드된 LED 칩을 제외한 LED 칩을 몰드시키며 상기 제1색수지부와 다른 색을 갖는 제2색수지부 및 상기 제1색수지부 및 제2색수지부를 모두 덮도록 마련되며, 상기 제1색 수지부 및 제2색 수지부와 다른 색을 갖는 제3색 수지부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 3에는 본 발명의 백색 발광 장치에 적용될 수 있는 LED 패키지 모듈의 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 백색 발광 장치의 LED 패키지 모듈에 대하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지 모듈은, 기판(10), 몸체(20) 및 상기 몸체(20) 내에 수용되어 기판(10) 상에 실장되어 본딩되는 복수개의 LED 칩(L1, L2)을 포함하여 이루어진다.
상기 기판(10)은 세라믹 기판으로서 다른 부품과의 전기적 연결을 위한 전극패턴(12)이 형성되어 있으며, 그 위에 실장되는 LED 칩(L1, L2)과의 전기적 연결을 위해 비아전극(11)이 마련된다.
그리고 상기 LED 칩(L1, L2)의 방열을 위해 방열판(15)이 마련되고 상기 방열판(15)과 상기 LED 칩(L1, L2)의 열적 연결을 위해 기판(10)을 관통하도록 비아(14)가 마련된다.
상기 몸체(20)는 두 개의 레이어(Layer)로 구성되는데, 아래쪽의 제1레이어(21)와 윗쪽의 제2레이어(22)를 포함하고, 상기 제1레이어(21)와 상기 제2레이어(22)는 각각 따로 제조되어 결합될 수도 있고, 일체로 만들어지는 것도 가능하다.
상기 제1레이어(21)에는 복수개의 LED 칩(L1, L2)이 각각 수용되도록 복수개의 캐비티(31, 32)가 각각 마련된다.
상기 캐비티(31, 32)는 소정의 각도로 반사면을 구비하며 그 바닥면에는 비아(14) 및 비아전극(11)이 노출된다.
상기 비아(14)는 LED 칩(L1 또는 L2)과 열적으로 연결되고 상기 비아전극(11)은 상기 LED 칩(L1 또는 L2)과 와이어(w)에 의한 본딩 또는 플립 칩 본딩(Flip Chip Bonding)에 의해 연결된다.
상기 각 캐비티(31, 32)는 적색형광체를 포함하는 적색수지부(41) 및 녹색형광체를 포함하는 녹색수지부(42)에 의해 각각 충진된다.
이때 상기 적색수지부(41) 및 녹색수지부(42)가 충진되는 높이는 제1레이어(21)와 제2레이어(22)의 경계를 넘지 않도록 함이 바람직하다.
상기 제2레이어(22)에는 개구부(33)가 마련되는데, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 개구부(33)는 제1레이어(21)에 형성된 모든 캐비티(31, 32)를 둘러 쌀 수 있을 정도의 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 개구부(33)에는 청색형광체를 포함하는 청색수지부(43)가 충진된다.
즉 상기 청색수지부(43)는 개구부(33)에 충진되어 각 캐비티(31, 32)에 충진된 적색수지부(41) 및 녹색수지부(42) 전체를 덮도록 구비된다. 즉 적색수지부(41) 및 녹색수지부(42)를 제1레이어(21)에 병렬로 배치하고 그 위에 구비되는 제2레이어(22)의 개구부(33)에 청색수지부(43)를 배치한다.
상기 적색수지부(41)에 몰딩된 LED 칩(L1)으로부터 발생된 광은 적색수지부(41)에 포함된 적색형광체에 에너지를 공급하면서 적색광을 발생시키고, 상기 녹색수지부(42)에 몰딩된 LED 칩(L2)으로부터 발생된 광은 녹색수지부(42)에 포함된 녹색형광체에 에너지를 공급하면서 녹색광을 발생시킨다.
이때 적색광과 녹색광은 청색수지부(43)로 진행하며 청색수지부(43)에서 적색광과 녹색광이 서로 혼합되고 청색수지부(43)의 청색형광체에 의한 영향을 받아 백색광이 되어 외부로 발광된다.
제1레이어(21)에 적색수지부(41) 및 녹색수지부(42)를 배치하고 그 위의 제2레이어(22)에 청색수지부(43)를 배치함으로써 빛이 최종적으로 청색수지부(43)를 통과하도록 하여 높은 휘도의 백색광을 발생시킬 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서는 제1레이어(21)에 적색수지부(41) 및 녹색수지부(42)를 배치하고 그 위의 제2레이어(22)에 청색수지부(43)를 배치한 경우에 관하여 나타내고 있으나, 반드시 이에 한하지 않고 색의 배치를 임의적으로 할 수 있다.
다만 색의 배치를 다르게 하는 경우에는 반드시 백색광이 발광되지 않고 다른 색의 광이 발생 될 수도 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 LED 패키지 모듈에 관하여 설명한다.
도 2에 도시된 실시예에 따른 LED 패키지 모듈의 몸체(20)는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따른 LED 패키지 모듈의 몸체와 마찬가지로 제1레이어(21) 및 제2레이어(22)를 포함하고, 제1레이어(21)는 복수개의 캐비티(31, 32)를 구비하며 제2레이어(22)는 모든 캐비티(31, 32)를 아우를 수 있는 크기의 개구부(33)를 구비한다.
여기서 제1레이어(21)와 제2레이어(22)가 별도로 제작되어 결합되어 구비될 수도 있고 일체로 제작될 수도 있다는 점은 도 1에 도시된 실시예에 따른 LED 패키지 모듈과 동일하다.
도 2에 도시된 실시예에 따른 LED 패키지 모듈의 몸체(20)의 제1레이어(21)에 형성된 각 캐비티(31, 32)는 그 각각의 바닥면이 소정 각도 경사지게 형성된 경사면(31a, 32a)을 구비한다.
즉 도 2에 도시된 실시예에서 제1 LED 칩(L1)의 광 경로의 중심선과 제2 LED 칩(L2)의 광 경로의 중심선이 서로 교차하도록 각 캐비티(31, 32)의 바닥면이 경사면(31a, 32a)을 각각 형성한다.
도 2에 도시된 바와 같이 각 캐비티(31, 32)의 바닥면에 경사면(31a, 32a)을 형성시켜 각 LED 칩(L1, L2)이 서로 마주보는 쪽으로 기울어지도록 실장시킴으로써 적색광과 녹색광의 색혼합이 효과적으로 이루어질 수 있어 양질의 백색광을 발생시킬 수 있다.
도 2에서는 두 개의 LED 칩이 각각 캐비티 내에서 서로 마주보는 방향으로 소정 각도 기울어지도록 실장된 경우를 나타내었는데, 이에 한하지 않고 두 개 이상의 LED 칩이 실장된 경우에도 모든 LED 칩이 서로 마주보는 방향으로 소정 각도 기울어지도록 함으로써 색분리 현상을 방지하고 색혼합이 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
본 실시예에 LED 패키지 모듈은 상기한 바와 같은 각 캐비티에 형성된 경사면에 관한 구성을 제외한 다른 모든 부분들에 관하여 도 1에 도시된 실시예에 따른 LED 패키지 모듈과 실질적으로 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
다음으로, 도 3을 참조하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 LED 패키지 모듈에 관하여 설명한다.
도 3에 도시된 실시예에 따른 LED 패키지 모듈은 기본적으로 몸체가 없는 구성을 갖는 것이 특징이다.
즉 기판(10) 위에 복수개의 LED 칩(L1, L2)이 서로 소정 간격 이격되어 실장되고, 각 LED 칩(L1, L2)에 각각 서로 다른 색의 수지가 구비된다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 LED 패키지 모듈은 기판(10) 위에 제1 LED 칩(L1)이 실장되고 상기 제1 LED 칩(L1)이 몰드되도록 돔(Dome) 형상으로 적색수지부(41)가 구비된다.
그리고 상기 제1 LED 칩(L1)과 소정 간격 이격되어 제2 LED 칩(L2)이 실장되고 상기 제2 LED 칩(L2)이 몰드되도록 돔 형상으로 녹색수지부(42)가 구비된다.
그리고 상기 적색수지부(41) 및 녹색수지부(42)가 모두 몰드되도록 전체를 덮도록 돔 형상으로 청색수지부(43)가 구비된다.
즉 적색수지부(41) 및 녹색수지부(42)를 기판(10) 상에 병렬로 배치하고 그 전체를 모두 덮도록 하여 청색수지부(43)를 배치한다.
상기 적색수지부(41)에 몰딩된 LED 칩(L1)으로부터 발생된 광은 적색수지부(41)에 포함된 적색형광체에 에너지를 공급하면서 적색광을 발생시키고, 상기 녹색수지부(42)에 몰딩된 LED 칩(L2)으로부터 발생된 광은 녹색수지부(42)에 포함된 녹색형광체에 에너지를 공급하면서 녹색광을 발생시킨다.
이때 적색광과 녹색광은 청색수지부(43)로 진행하며 청색수지부(43)에서 적색광과 녹색광이 서로 혼합되고 청색수지부(43)의 청색형광체에 의한 영향을 받아 백색광이 되어 외부로 발광된다.
여기서 도 1에 도시된 실시예와 마찬가지로 적색수지부, 녹색수지부 및 청색수지부의 배치를 서로 다르게 하는 것이 가능한데, 이 경우 LED 패키지 모듈에서 발생되는 광의 색이 백색광이 아닌 다른 색의 광이 될 수도 있다.
도 3에 도시된 실시예에 따른 LED 패키지 모듈은 상기한 바와 같은 특징에 관한 부분을 제외한 나머지 부분, 즉 기판(10) 및 이에 형성된 비아전극 등에 관한 부분에 대해서는 도 1에 도시된 실시예에 따른 LED 패키지 모듈과 실질적으로 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지 모듈의 측단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 LED 패키지 모듈의 측단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 LED 패키지 모듈의 측단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.

Claims (17)

  1. 광원으로 자외선을 방출하는 자외선 광원;
    적색 형광체로 CaAlSiN3:Eu, Ca2Si5N8:Eu 또는 (Ca, Sr)S:Eu;
    녹색 형광체로 (SrBaMg)2SiO4:Eu2+;
    청색 형광체로 Sr5(PO4)3Cl:Eu를 포함하고,
    상기 적색 형광체와 녹색 형광체는 병렬로 배열되고, 상기 청색 형광체는 상기 적색 형광체와 녹색 형광체 위에 적층되는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 광원은 400 내지 410nm의 피크 방출 파장을 갖는 자외선 LED인 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적색 형광체는 600 내지 700nm의 피크 방출 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 녹색 형광체는 525 내지 540nm의 피크 방출 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 청색 형광체는 449 내지 465nm의 피크 방출 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적색 형광체는 CaAlSiN3:Eu 또는 Ca2Si5N8:Eu인 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적색 형광체, 녹색 형광체 및 청색 형광체는 각각 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 백색 발광 장치는 금속 계열의 LED 패키지 모듈 또는 세라믹 계열의 LED 패키지 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 LED 패키지 모듈은 소정의 전극이 형성되는 기판;
    상기 기판 위에 서로 소정 간격 이격되어 실장되며, 상기 전극과 전기적으로 연결되는 복수 개의 LED 칩;
    상기 복수개의 LED 칩들 중 적어도 하나의 LED 칩을 몰드시키는 제1색 수지부;
    상기 복수 개의 LED 칩들 중 상기 제1색 수지부에 몰드된 LED 칩을 제외한 LED 칩을 몰드시키며 상기 제1색 수지부와 다른 색을 갖는 제2색 수지부; 및
    상기 제1색 수지부 및 상기 제2색 수지부를 모두 덮도록 마련되며, 상기 제1색 수지부 및 상기 제2색 수지부와 다른 색을 갖는 제3색 수지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1색수지부는 상기 적색 형광체를 포함하는 적색 수지부이며,
    상기 제2색수지부는 상기 녹색 형광체를 포함하는 녹색 수지부이고,
    상기 제3색 수지부는 상기 청색 형광체를 포함하는 청색 수지부인 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적색 수지부 및 상기 녹색 수지부는 상기 기판 상에 각각 하나의 LED 칩을 몰드시키는 돔 형상으로 형성되며,
    상기 청색 수지부는 상기 적색 수지부 및 상기 녹색 수지부를 모두 몰드시키는 돔 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 LED 패키지 모듈은 상기 기판 상에 구비되는 상기 복수개의 LED 칩, 상기 적색 수지부 및 상기 녹색 수지부를 수용하는 제1레이어와,
    상기 제1레이어 위에 구비되며, 상기 적색 수지부 및 상기 녹색 수지부를 덮는 상기 청색 수지부를 수용하는 제2레이어를 구비하는 몸체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 복수 개의 LED 칩들이 각각 수용되고, 상기 적색 수지부와 상기 녹색 수지부가 각각 충진되도록 마련되는 복수 개의 캐비티와,
    상기 제2레이어에 마련되며, 상기 청색 수지부가 충진되어 상기 적색 수지부 및 상기 녹색 수지부를 모두 덮도록 하는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 기판 상에 구비되며, 상기 복수 개의 LED 칩들이 각각 수용되고 상기 적색 수지부와 상기 녹색 수지부가 각각 충진되도록 마련되는 복수개의 캐비티와,
    상기 복수 개의 캐비티 위에 개구되어 마련되며 상기 청색 수지부가 충진되어 상기 적색 수지부 및 상기 녹색 수지부를 모두 덮도록 하는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 LED 칩 각각은 광 경로상의 중심선이 서로 교차하도록 소정 각도로 기울어져서 실장되는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
  17. 제 14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 복수개의 캐비티는 상기 복수개의 LED 칩 각각의 광 경로상의 중심선이 서로 교차하도록 바닥면이 소정 각도로 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
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