KR101471449B1 - micro size phosphor for minimizing scattering - Google Patents

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Abstract

본 발명의 마이크로 사이즈 형광체 및 이를 포함하는 LED 구조체는 광산란 및 반사현상을 최소화할 수 있으므로 종래의 나노 형광체 등에 비하여 현저하게 개선된 패키지 효율을 가진다.
또한, 제조된 형광체에 또 다른 코팅공정 또는 후공정을 거치지 않아도 되므로 제조공정을 최소화할 수 있다.The micro-sized phosphor of the present invention and the LED structure including the same have minimized light scattering and reflection phenomenon, and thus have significantly improved package efficiency compared to conventional nano-phosphors.
In addition, since the produced phosphor does not have to be subjected to another coating process or a post-process, the manufacturing process can be minimized.

Description

광산란을 최소화하는 마이크로 사이즈 형광체{micro size phosphor for minimizing scattering}[0001] The present invention relates to a micro-sized phosphor for minimizing light scattering,

본 발명은 광산란을 최소화하는 마이크로 사이즈 형광체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정한 관계식을 만족하는 마이크로 사이즈 형광체를 제조하고 이를 포함하는 LED 구조체를 제조하여 광산란 및 반사를 최소화하면서 패키지 효율을 극대화할 수 있는 마이크로 사이즈 형광체 및 이를 포함하는 LED 구조체에 관한 것이다.
The present invention relates to a micro-sized phosphor that minimizes light scattering, and more particularly, to a method of manufacturing a micro-sized phosphor that satisfies a specific relational expression and manufacturing a LED structure including the same to maximize package efficiency while minimizing light scattering and reflection To a micro-sized phosphor and an LED structure including the same.

지금까지 알려진 바에 의하면 백색 LED를 구현하는 방법 중에서 가장 쉽게 구현하는 방법은 청색 InGaN LED 칩 위에 Y3Al5O12:Ce3 + (YAG:Ce) 형광체를 도포하여 형광체를 투과한 청색 빛과 형광체에서 방출한 황색 빛이 합쳐져서 백색을 구현하는 형광체 전환 백색 LED (phosphor-converted LED, pc-LED) 방법이다.It is known that the most easily realized method of implementing a white LED is to apply a Y 3 Al 5 O 12 : Ce 3 + (YAG: Ce) phosphor on a blue InGaN LED chip to form a blue light transmitted through the phosphor, Is a phosphor-converted LED (pc-LED) method that emits white light by combining the yellow light emitted from the LED.

최초의 형광체 전환 백색 LED는 YAG:Ce 황색 파우더 형광체를 LED 칩 위에 실리콘 바인더와 혼합하고 이를 도포하여 제작하였고, 최근에는 연색지수를 높이고 색온도 조절을 용이하게 하기 위하여 황색 대신에 녹색 및 적색 파우더 형광체를 도포하여 청, 녹, 적 삼색으로 백색을 구현하고 있다. 최근까지는 형광체 전환 백색 LED는 마이크로 사이즈의 파우더 형광체를 기반으로 제작하였으나 파우더 형광체의 경우 산란/반사 손실에 의한 여기광 빛의 손실과 발광 빛의 손실로 인해서 청색 여기 빛에서 형광체 발광 빛으로의 광전환되는 효율이 크게 떨어지는 단점이 있다. The first phosphor converted white LED was fabricated by mixing a YAG: Ce yellow powder phosphor with a silicone binder on a LED chip and applying it. Recently, a green and red powder phosphor instead of yellow was used to enhance the color rendering index and facilitate color temperature control. It is coated with blue, green, and red to realize white color. Until recently, the phosphor converted white LED was fabricated on the basis of a micro-sized powder phosphor. However, in the case of a powdered phosphor, due to loss of excitation light due to scattering / reflection loss and loss of emitted light, light conversion from blue excitation light to fluorescent light There is a disadvantage in that the efficiency is greatly reduced.

구체적으로 pc-LED에서 광전환시 손실율을 알기 위해서 광전환 효율을 하기 관계식 1과 같은 방법으로 표현할 수 있다.Specifically, the light conversion efficiency can be expressed by the following equation (1) in order to know the loss ratio in the light conversion in the pc-LED.

[관계식 1][Relation 1]

광전환 효율 = 형광체 발광빛 광자량/LED 소자에서 소모된 청색 빛의 광자량
Light conversion efficiency = phosphor light emission photon quantity / photon quantity of blue light consumed in LED device

상기 관계식 1에서 LED 소자에서 소모된 청색 빛의 광자량 = 청색 LED에서 방출하는 청색 광자량 - LED에서 소비하고 남은 투과된 청색 빛의 광자량을 의미한다. 도 1은 청색 LED와 백색 LED의 발광 스펙트럼을 비교한 그래프로서, 청색 LED 발광 스펙트럼과 그 청색 LED를 이용하여 만든 백색 LED의 발광 스펙트럼을 사용하여 위의 광전환 효율 값을 쉽게 구할 수 있다(광전환 효율 = 백색 LED의 황색 빛 광자량 / (청색 LED 총 광자량 - 백색 LED의 청색 투과 빛 광자량).The amount of photons of the blue light consumed in the LED device in the relational expression 1 = the amount of blue photons emitted from the blue LED - the amount of photons of the blue light that is transmitted through the LEDs. FIG. 1 is a graph comparing emission spectra of a blue LED and a white LED, and the above light conversion efficiency value can be easily obtained using a blue LED emission spectrum and an emission spectrum of a white LED formed using the blue LED Conversion efficiency = yellow light photon amount of white LED / (blue LED total photon amount - blue transmission light photon amount of white LED).

현재 보편화된 파워칩을 사용한 백색 LED의 경우 광전환 효율은 350 mA (정격전류) 에서 약 58 % 가량의 값을 얻을 수 있다. 이 경우 광전환 효율은 저하 원인에 따라서 하기 관계식 2와 같이 표현할 수 있다. In the case of a white LED using a generalized power chip, the light conversion efficiency is about 58% at 350 mA (rated current). In this case, the light conversion efficiency can be expressed by the following formula 2 depending on the cause of the decrease.

[관계식 2][Relation 2]

광전환 효율 = 형광체의 내부 양자효율 × LED 패키지 효율 Light conversion efficiency = internal quantum efficiency of phosphor x LED package efficiency

상기 관계식 2에서 LED 패키지 효율 저하는 다시 산란/반사에 의한 손실과 광추출 저하에 의한 손실로 원인을 나눌 수 있다. YAG:Ce 파우더 형광체가 도포된 파워칩 백색 LED의 경우 광전환 효율은 0.55 이고 이때 사용한 YAG:Ce 파우더 형광체의 내부양자효율은 약 0.88 이다. 따라서, 식 (2)에 의해서 패키지 효율은 약 0.66(66%) 이므로 상당히 많은 양의 빛이 청색에서 황색으로 전환되는 과정에서 산란/반사 및 광추출 저하에 의해서 손실되고, 파우더 형광체의 경우에는 대부분이 산란/반사에 의해서 손실된다. 만약 모든 산란/반사 손실을 없앤다고 가정할 경우 이론적으로 기존 형광체 대비 약 51%의 광전환 효율 향상이 가능하다. 이와 같이 기존의 파우더 형광체의 경우 산란손실의 양은 상대적으로 큰 값임에도 불구하고 파우더 형광체의 경우 대량생산이 쉽고 LED에 적용하는 공정이 용이할 뿐만 아니라 내부 양자 효율 값이 커서 대부분의 형광체 전환 백색 LED에서 사용 중이다. 그렇지만 상당한 크기의 산란/반사에 의한 효율 손실을 개선하기 위하여 기존의 파우더 형광체의 대신에 산란이 거의 일어나지 않는 새로운 형태로 나노 형광체와 투명 세라믹 플레이트 형광체들이 제안되고 연구개발이 진행되고 있다.
In the above relational expression 2, the degradation of the LED package efficiency can be divided by the loss due to the scattering / reflection and the loss due to the light extraction degradation. In the case of a power chip white LED coated with a YAG: Ce powder phosphor, the light conversion efficiency is 0.55 and the internal quantum efficiency of the YAG: Ce powder phosphor used is about 0.88. Accordingly, since the package efficiency is about 0.66 (66%) according to the equation (2), a considerable amount of light is lost due to scattering / reflection and light extraction degradation in the course of switching from blue to yellow. In the case of powder phosphors, Is lost due to scattering / reflection. If it is assumed that all scattering / reflection loss is eliminated, it is theoretically possible to improve the light conversion efficiency by about 51% compared to the conventional phosphor. Although the amount of scattering loss is relatively large in the case of the conventional powder phosphor, the powder phosphor is easy to mass-produce, and it is easy to process the LED, and the internal quantum efficiency value is large. Therefore, most of the phosphor converted white LED It is in use. However, in order to improve the efficiency loss due to the large-scale scattering / reflection, nano-phosphors and transparent ceramic plate phosphors have been proposed and research and development are proceeding in a new form in which scattering rarely occurs instead of the existing powder phosphors.

그런데, Mie 산란원리에 의하면 나노 형광체의 크기가 50nm 이하인 경우 가시광 영역의 빛의 산란 손실이 없어지게 된다. 이에 따라 YAG:Ce 등의 광전환 형광체를 나노화하려는 여러가지 합성법에 대한 연구가 다수 진행되고 있다. 하지만 나노 형광체를 LED에 적용할 때 또 다른 문제에 직면하게 된다. 구체적으로 나노 형광체를 기존의 실리콘 또는 폴리머 바인더에 혼합할 때 나노형광체끼리 응집되는 현상이 발생하고 이는 이차적인 산란을 유발하여 광손실을 초래한다. 이 뿐만 아니라 지금까지 개발된 YAG:Ce 나노 형광체의 경우 내부 양자효율이 약 60% 수준으로 기존의 파우더 형광체의 내부 양자효율에 비하여 현저하게 낮다.According to the Mie scattering principle, when the size of the nanophosphor is 50 nm or less, light scattering loss in the visible light region is lost. Accordingly, many studies have been made on various synthesis methods for nanopatting a light-converting fluorescent substance such as YAG: Ce. However, when applying nano-phosphors to LEDs, we are faced with another problem. Specifically, when the nano-phosphors are mixed with the conventional silicon or polymer binder, the nano-phosphors are agglomerated together, which causes secondary scattering and causes light loss. In addition, the internal quantum efficiency of the YAG: Ce nanophosphor developed to date is about 60%, which is significantly lower than the internal quantum efficiency of the conventional powder phosphor.

이와 같은 단점에도 불구하고 향후 빠른 시간 안에 나노형광체의 양자효율을 기존의 파우더 형광체 수준으로 향상시키고 또한 투명한 나노형광체/기지(matrix) 복합막을 개발하여 산란 손실을 줄일 수 있다는 기대를 가지고 나노형광체 및 형광막 제조에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 나노형광체/기지 복합막 역시 광추출 효율을 저하시키는 전반사에 의한 즉 wave-guiding 효과에 의한 광 추출손실을 벗어날 수 없으므로 이를 해결하기 위한 새로운 광추출 구조를 개발해야 한다. 따라서 나노형광체를 기존의 마이크로 사이즈 파우더 형광체를 대체하기 위해서는 내부양자효율 저하, 이차응집에 의한 산란저하 및 나노형광체/기지 복합막의 광추출효율 저하 등의 문제를 복합적으로 해결하기 위한 좀더 구체적인 노력이 필요하다.
Despite these disadvantages, it is expected that the quantum efficiency of nano-phosphors will be improved to the level of conventional powder phosphors within a short period of time in the near future and the transparent nano-phosphor / matrix composite membrane will be developed to reduce scattering loss. Many researches on membrane fabrication are under way. However, the nano-phosphor / base composite film also can not escape the light extraction loss due to total reflection, which is the wave-guiding effect, which degrades the light extraction efficiency. Therefore, a new light extraction structure should be developed to solve this problem. Therefore, in order to replace the conventional nanosized phosphor with a nanopowder, more specific efforts are needed to solve problems such as a decrease in internal quantum efficiency, a reduction in scattering due to secondary agglomeration, and a decrease in the light extraction efficiency of the nanophosphor / Do.

한편 플레이트 형상의 형광체의 경우 투명한 단결정/다결정 플레이트 형광체 와 마이크로 사이즈 형광체와 굴절률이 유사한 유리 물질을 혼합한 반투명의 형광체-글라스 세라믹기판 형광체로 나뉘어진다. 후자의 경우 기존 형광체를 사용하고 형광체와 유리 사이에 약간의 굴절률 차이가 존재하므로 반투명이 되고 전자에 비교하여 약간의 산란/반사 손실이 존재한다. 따라서 후자 보다는 전자의 투명한 세라믹 플레이트 형광체가 기존 형광체의 단점인 산란/반사 손실을 줄이는데 보다 적합한 형광체 후보로 사료된다. On the other hand, in the case of a plate-shaped phosphor, it is divided into a transparent single crystal / polycrystalline plate phosphor and a translucent phosphor-glass ceramic substrate phosphor mixed with a microsized phosphor and a glass material having a similar refractive index. In the latter case, an existing phosphor is used, and since there is a slight difference in refractive index between the phosphor and the glass, it is translucent and there is a slight scattering / reflection loss compared to the former. Therefore, the former transparent ceramic plate phosphor is considered to be a better candidate for reducing scattering / reflection loss, which is a disadvantage of the conventional phosphor.

구체적으로 한국등록특허 제10-764148호에서는 시트상(플레이트) 형광체를 개시하고 있다. 이러한 시트상 형광체의 경우 내부 양자효율은 ~ 0.80 정도의 수준으로 기존의 마이크로 사이즈 파우더 형광체 (~0.88)에 근접해 있고 또한 산란/반사 손실을 크게 줄일 수 있으므로 기존 형광체 대신에 백색 LED에 바로 적용할 수 있을 것으로 예상되었다. 하지만 실제로는 형광체 플레이트는 투명한 막의 형태를 가지므로 형광체에서 발생한 빛이 형광체와 공기 계면을 투과할 때 전반사 (total internal reflection)에 의해서 일정한 임계각 이하의 빛 만이 전면으로 빠져나가는 wave-guiding 효과에 의한 광 추출 효율 저하에 의한 효율 감소로 기존의 형광체를 대체하기 어려웠다.Specifically, Korean Patent No. 10-764148 discloses a sheet phosphor. The internal quantum efficiency of this sheet-type phosphor is close to that of conventional micro-sized powder phosphors (~0.88) at a level of ~ 0.80, and can significantly reduce scattering / reflection loss, so it can be directly applied to white LEDs instead of existing phosphors. It was expected to be. However, since the phosphor plate has a transparent film shape, when the light generated from the phosphor transmits through the phosphor and the air interface, the total internal reflection causes the light due to the wave-guiding effect It has been difficult to replace the conventional phosphors due to the reduction in efficiency due to the lowering of the extraction efficiency.

최근에 투명 플레이트 형광막의 추출효율을 향상시키기 위해서 2차원 SiNx 광결정 (photonic crystal) 나노구조체를 코팅하여 기존의 마이크로 사이즈 형광체외 비교할때 동등이상의 광전환 효율을 달성하였고 내부양자효율을 반영할 경우 패키지 효율은 기존의 파우더 형광체 보다 우수한 결과를 얻었다. 이는 광추출효율을 향상시킬 경우 투명한 플레이트 형광체의 산란/반사손실을 크게 줄일 수 있다는 것을 잘 보여주고 있다. 하지만 2차원 광결정과 같은 새로운 광학구조를 투명 플레이트 형광체에 더 코팅해야 하므로 광추출을 위한 새로운 광학구조의 설계와 복잡한 제조 공정이 필요하게 된다. 따라서 기존의 파우더 형광체를 대체해서 새로운 투명 플레이트 형광체를 사용하는 데는 상당히 많은 노력이 필요하다.
In recent years, in order to improve the extraction efficiency of the transparent plate fluorescent film, a two-dimensional SiN x photonic crystal nanostructure is coated to achieve light conversion efficiency equal to or higher than that of a conventional micro-sized fluorescent substance, The efficiency was better than the conventional powder phosphors. This shows that the scattering / reflection loss of the transparent plate phosphor can be greatly reduced when the light extraction efficiency is improved. However, new optical structures, such as two-dimensional photonic crystals, have to be coated on the transparent plate phosphors, which necessitates the design of new optical structures for optical extraction and complex manufacturing processes. Therefore, considerable effort is required to use a new transparent plate phosphor instead of the existing powder phosphor.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 해결하려는 과제는 특정한 관계식을 만족하는 마이크로 사이즈 형광체를 제조하고 이를 포함하는 LED 구조체를 제조하여 광산란 및 광반사를 최소화하면서 패키지 효율을 극대화할 수 있는 마이크로 사이즈 형광체 및 이를 포함하는 LED 구조체를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a micro-sized phosphor which satisfies a specific relational expression and a LED structure including the same, And to provide an LED structure including the micro-sized phosphor.

본 발명의 첫번째 과제를 해결하기 위하여, 청색/근자외선 계열의 빛을 흡수하여 가시광을 내는 광원용으로 사용되는 형광체에 있어서, 상기 형광체는 하기 관계식 3을 모두 만족하는 광산란을 최소화하는 마이크로 사이즈 형광체를 제공한다.In order to solve the first problem of the present invention, there is provided a phosphor for use as a light source for absorbing light of a blue / near-ultraviolet series to emit visible light, wherein the phosphor is a microsized phosphor which minimizes light scattering satisfying all the following relational expression to provide.

[관계식 3][Relation 3]

a) 형광체의 크기가 20㎛ 이상a) a phosphor having a size of 20 mu m or more

b) 형광체 표면의 제곱평균 거칠기(Rq, root-mean-square roughness)가 50㎚ 이하b) the root mean square roughness (R q ) of the phosphor surface is 50 nm or less

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 형광체의 크기는 30 ~ 500 ㎛일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the size of the phosphor may be 30 to 500 탆.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 형광체의 형상은 구형 또는 큐브형일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the shape of the phosphor may be spherical or cubic.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 형광체는 단결정 또는 다결정일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the phosphor may be a single crystal or a polycrystal.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 형광체가 다결정인 경우 이를 형성하는 단결정들의 크기는 100nm 이하이거나 20㎛ 이상일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, when the phosphor is polycrystalline, the size of the single crystals forming the phosphor may be 100 nm or less or 20 m or more.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 형광체는 (YxGd1-x)3(AlyGa1-y)5O12:Ce (x = 0.0~3.0, y = 0.0~5.0), (TbxGd1 -x)3(AlyGa1 -y)5O12:Ce (x = 0.0~3.0, y = 0.0~5.0), Mg3(YxGd1 -x)2Ge3O12:Ce (x = 0.0~2.0), CaSc2O4:Ce, Ca3Sc2Si3O12:Ce, (Srx,Bay,Caz)MgSi2O6:Eu,Mn (x, y, z = 0.0~1.0, x+y+z = 1.0), (Srx,Bay,Caz)3MgSi2O8:Eu,Mn (x, y, z = 0.0~3.0, x+y+z = 3.0), (Srx,Bay,Caz)MgSiO4:Eu,Mn (x, y, z = 0.0~1.0, x+y+z = 1.0), Lu2CaMg2(Six,Ge1-x)3O12:Ce (x = 0.0~3.0), (Srx,Bay,Caz)2SiO4:Eu (x, y, z = 0.0~2.0, x+y+z = 2.0), (Srx,Bay,Caz)3SiO5:Eu (x, y, z = 0.0~3.0, x+y+z = 3.0), (Srx,Bay,Caz)3SiO5:Ce,Li (x, y, z = 0.0~3.0, x+y+z = 3.0), Li2SrSiO4:Eu, LaSr2AlO5:Ce, Ca2BO3Cl:Eu, Y3Mg2AlSi2O12:Ce, BaMgAl10O17:Eu, Sr2BaAlO4F:Ce, (Srx,Bay,Caz)Ga2S4:Eu (x, y, z = 0.0~1.0, x+y+z = 1.0), Ba2ZnS3:Ce,Eu, Ca2SiS4:Eu, Caα-SiALON:Yb, Caα-SiALON:Eu, α-SiALON:Yb, α-SiALON:Eu, Ca-Li-α-SiALON:Eu, β-SiALON:Eu, γ-AlON:Mn, γ-AlON:Mn,Mg, (Srx,Bay,Caz)2Si5N8:Eu (x, y, z = 0.0~2.0, x+y+z = 2.0), (Srx,Bay,Caz)Si2O2N2:Eu (x, y, z = 0.0~1.0, x+y+z = 1.0), CaxAl12(ON)16:Eu, Ba3Si6O12N2:Eu, (Ba1 - xSrx)YSi4O7:Eu (x = 0.0~1.0), (Ca1-xSrx)AlSiN3:Eu (x = 0.0~1.0), 및 AlN:Eu 로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 형광체일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the phosphor is (Y x Gd 1 -x ) 3 (Al y Ga 1-y ) 5 O 12 : Ce (x = 0.0-3.0, y = , (Tb x Gd 1 -x) 3 (Al y Ga 1 -y) 5 O 12: Ce (x = 0.0 ~ 3.0, y = 0.0 ~ 5.0), Mg 3 (y x Gd 1 -x) 2 Ge 3 O 12: Ce (x = 0.0 ~ 2.0), CaSc 2 O 4: Ce, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12: Ce, (Sr x, Ba y, Ca z) MgSi 2 O 6: Eu, Mn (x y, z = 0.0 to 3.0, x + y + z = 1.0), (Sr x Ba y Ca z ) 3 MgSi 2 O 8 : y + z = 3.0), ( Sr x, Ba y, Ca z) MgSiO 4: Eu, Mn (x, y, z = 0.0 ~ 1.0, x + y + z = 1.0), Lu 2 CaMg 2 (Six, Ge 1-x) 3 O 12 : Ce (x = 0.0 ~ 3.0), (Sr x, Ba y, Ca z) 2 SiO 4: Eu (x, y, z = 0.0 ~ 2.0, x + y + z = 2.0), (Sr x, Ba y, Ca z) 3 SiO 5: Eu (x, y, z = 0.0 ~ 3.0, x + y + z = 3.0), (Sr x, Ba y, Ca z) 3 SiO 5: Ce, Li (x, y, z = 0.0 ~ 3.0, x + y + z = 3.0), Li 2 SrSiO 4: Eu, LaSr 2 AlO 5: Ce, Ca 2 BO 3 Cl: Eu, Y 3 Mg 2 AlSi 2 O 12: Ce, BaMgAl 10 O 17: Eu, Sr 2 BaAlO 4 F: Ce, (Sr x, Ba y, Ca z) Ga 2 S 4: Eu (x, y, z = 0.0 ~ 1.0, x + y + z = 1.0), Ba 2 ZnS 3 : Ce, Eu, Ca 2 SiS 4 : Eu, Ca? -SiAlON: Yb, Ca? -SiAlON: Eu,? -SiAlON: Yb,? -SiAlON: Eu, Ca-Li- -AlON: Mn, Mg, (Sr x, Ba y, Ca z) 2 Si 5 N 8: Eu (x, y, z = 0.0 ~ 2.0, x + y + z = 2.0), (Sr x, Ba y , Ca z) Si 2 O 2 N 2: Eu (x, y, z = 0.0 ~ 1.0, x + y + z = 1.0), Ca x Al 12 (ON) 16: Eu, Ba 3 Si 6 O 12 N 2: Eu, (Ba 1 - x Sr x) YSi 4 O 7: Eu (x = 0.0 ~ 1.0), (Ca 1-x Sr x) AlSiN 3: Eu (x = 0.0 ~ 1.0), and AlN: Eu And the phosphor may be at least one selected from the group consisting of phosphors.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 형광체는 투명한 것일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the phosphor may be transparent.

본 발명의 두번째 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 형광체가 청색/근자외선 LED 소자에 접합된 LED 구조체를 제공한다.In order to achieve the second object of the present invention, there is provided a LED structure in which a phosphor of the present invention is bonded to a blue / near ultraviolet LED element.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 본 발명의 LED 구조체를 포함하는 발광장치를 제공한다.
According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a light emitting device including the LED structure of the present invention.

본 발명의 마이크로 사이즈 형광체 및 이를 포함하는 LED 구조체는 광산란 및 반사현상을 최소화할 수 있으므로 종래의 파우더 형광체, 나노 및 세라믹 플레이트 형광체 등에 비하여 현저하게 개선된 패키지 효율을 가진다. 뿐만아니라 종래의 파우더 형광체에 비교하여 인가되는 전류 및 주변온도에 대한 특성 변화가 크게 줄어서 보다 안정적인 특성을 나타낸다. The micro-sized phosphor of the present invention and the LED structure including the same have a significantly improved package efficiency compared to conventional powder phosphors, nano- and ceramic plate phosphors and the like because they can minimize light scattering and reflection phenomena. In addition, compared with the conventional powder phosphors, the characteristic changes with respect to the applied current and the ambient temperature are greatly reduced, thereby exhibiting more stable characteristics.

또한, 종래의 파우더 형광체와 마찬가지로 제조된 형광체에 또 다른 코팅공정 또는 후공정을 거치지 않아도 되므로 나노형광체나 세라믹 플레이트 형광체에 비교하여 제조공정을 최소화할 수 있다.
In addition, since the phosphor manufactured in the same manner as the conventional powder phosphor does not need to be subjected to another coating process or post-process, the manufacturing process can be minimized as compared with the nanophosphor or the ceramic plate phosphor.

도 1은 청색 LED와 백색 LED의 발광 스펙트럼을 비교한 그래프이다.
도 2는 Mie 산란이론에 의해서 산란계수와 형광체사이즈의 상관관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 Mie 산란이론에 의해서 산란효율과 형광체 표면의 제곱평균 거칠기(Rq, root-mean-square roughness)의 상관관계를 나타내는 그래프이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 형광체의 모식도이다.
도 5a 및 5b는 큐브 형광체의 저배율 FE-SEM (x 500, 오백배) 전자 현미경 사진 과 저배율 광학 현미경 이미지 사진이고, 도 5c와 5d는 큐브 형광체 표면의 AFM 과 고배율 FE-SEM (x 100,000, 십만배) 현미경 사진이다.
도 6은 종래의 파우더 형광체의 FE-SEM 사진이다.
도 7a는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 거대마이크로 사이즈 큐브가 도포된 백색 LED 모식도이고, 도 6b는 종래의 파우더 형광체가 도포된 백색 LED 모식도이다.
도 8은 형광체 농도 변화에 따른 두가지 형광체의 발광 효율 (luminous efficacy)을 측정한 그래프이다.
도 9a는 5000K의 색온도에 도달하였을 때 기존의 파우더 형광체(비교예 1)와 본 발명의 거대 마이크로 사이즈 YAG:Ce 형광체 큐브 파우더를 도포한 백색 LED(실시예 2)들의 전계 발광 스펙트럼을 비교한 그래프이고, 도 8b는 적분구 타입의 분광기에서 측정한 형광체를 도포하기 전의 청색 여기광 자체의 스펙트럼이다.
도 10a 및 10b는 각각 비교예 1의 형광체와 실시예 1의 형광체가 도포된 백색 LED에 인가된 전류에 따른 발광 효율과 휘도 특성 변화를 나타내는 그래프이다. 1 is a graph comparing emission spectra of a blue LED and a white LED.
2 is a graph showing the correlation between the scattering coefficient and the phosphor size according to the Mie scattering theory.
FIG. 3 is a graph showing the correlation between the scattering efficiency and the root mean square roughness (R q ) of the phosphor surface by the Mie scattering theory.
4A and 4B are schematic views of a phosphor according to a preferred embodiment of the present invention.
FIGS. 5A and 5B are photographs of a low magnification FE-SEM (x 500, HV) electron microscope and a low magnification optical microscope image of a cube phosphor, and FIGS. 5C and 5D show AFM and high magnification FE-SEM It is a microscopic photograph.
6 is an FE-SEM photograph of a conventional powder phosphor.
FIG. 7A is a schematic diagram of a white LED coated with a giant micro-sized cube according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a schematic diagram of a white LED coated with a conventional powder phosphor.
FIG. 8 is a graph showing luminous efficacy of two phosphors according to changes in phosphor concentration. FIG.
9A is a graph comparing the electroluminescence spectra of a conventional white LED (Example 2) coated with a powdered fluorescent substance (Comparative Example 1) and a macro-sized YAG: Ce phosphor cube powder of the present invention when a color temperature of 5000K is reached And FIG. 8B is a spectrum of the blue excitation light itself before application of the phosphor measured by the integrating sphere-type spectroscope.
FIGS. 10A and 10B are graphs showing changes in the luminous efficiency and the luminance characteristic according to the current applied to the white LED coated with the phosphor of Comparative Example 1 and the phosphor of Example 1, respectively.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

상술한 바와 같이, 종래의 나노 형광체 및 플레이트 형광체의 경우 광산란 손실이 많아 이를 LED 등에 적용하는 경우 패키지 효율 등이 낮아져서 결국 광전환 효율이 현저하게 낮아지는 문제가 있었다.As described above, in the case of the conventional nanophosphor and plate phosphor, light scattering loss is high, and when the LED phosphor is applied to an LED or the like, the package efficiency or the like is lowered, and consequently, the light conversion efficiency is remarkably lowered.

따라서, 기존의 마이크로 사이즈 파우더 형광체, 나노 형광체 및 플레이트 형광체를 대체 할 수 있는 산란/반사 손실을 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라 기존의 파우더와 마찬가지로 LED에 쉽게 적용할 수 있는 새로운 형광체 형태 (morphology)가 필요하다.
Therefore, it is required not only to minimize the scattering / reflection loss that can replace the conventional micro-sized powder phosphor, nano phosphor and plate phosphor, but also to have a new phosphor morphology which can be easily applied to LED like existing powder Do.

이에 본 발명에서는 청색/근자외선 계열의 빛을 흡수하여 가시광을 내는 광원용으로 사용되는 형광체에 있어서, 상기 형광체는 하기 관계식 3을 모두 만족하는 광산란을 최소화하는 마이크로 사이즈 형광체를 제공하여 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 상기 관계식 3의 a), b) 조건을 모두 만족하는 형광체를 포함하는 LED 소자 등을 제작하는 경우 광산란 및 광반사를 최소화하면서 패키지 효율을 극대화할 수 있다.Accordingly, the present invention provides a phosphor for use as a light source for absorbing blue / near ultraviolet light and emitting visible light, wherein the phosphor is a micro-sized phosphor that minimizes light scattering satisfying all the following relational expression (3) I tried to solve it. In the case of fabricating an LED element or the like including a phosphor satisfying all of the conditions (a) and (b) of the above formula (3), the package efficiency can be maximized while minimizing light scattering and light reflection.

[관계식 3][Relation 3]

a) 형광체의 크기가 20㎛ 이상a) a phosphor having a size of 20 mu m or more

b) 형광체 표면의 제곱평균 거칠기(Rq)가 50㎚ 이하
b) When the root mean square roughness (R q ) of the phosphor surface is 50 nm or less

본 발명은 청색/근자외선 계열의 빛을 흡수하여 가시광을 내는 광원용으로 사용되는 형광체에 적용되는 것으로서, 상기 관계식 3의 a), b) 조건을 모두 만족하여야 한다.The present invention is applied to a phosphor used for a light source which absorbs blue / near ultraviolet light and emits visible light, and it is required to satisfy all the conditions a) and b) of the above-mentioned Relation 3.

이에 대하여 관계식 3의 a)를 설명하면 다음과 같다. 알려진 바와 같이 가시광선의 산란을 없애기 위해서는 형광체 사이즈를 50 nm 이하로 줄여야 하는데 이러한 이유로 나노형광체에 대한 연구가 활성화되었다. 형광체 사이즈를 줄이는 것과 더불어 Mie 산란 이론에 따르면 형광체 결정의 크기를 기존의 파우더 형광체보다 크게 할 경우에도 산란을 줄일 수 있다. In relation to this, the relation a) of the relational expression 3 will be described as follows. As is known, in order to eliminate the scattering of visible light, the size of the phosphor must be reduced to 50 nm or less. For this reason, research on nano-phosphors has been activated. In addition to reducing the size of the phosphor, the Mie scattering theory can reduce scattering even when the size of the phosphor crystal is larger than that of the conventional powder phosphor.

이와 관련하여, 도 2는 Mie 산란이론에 의해서 산란계수와 입자사이즈의 상관관계를 나타내는 그래프로서, 이에 따르면, 적어도 20 ㎛ 이상 바람직하게는 30 ㎛ 이상의 사이즈를 가질 경우 결정입자에 의한 산란 상수를 크게 줄일 수 있다. 따라서 산란 손실을 크게 줄이기 위한 새로운 형태의 형광체는 Mie 산란이론에 따라서 형광체의 크기가 50nm 이하이거나 20 ㎛ 이상이어야 한다. 그런데, 상술한 바와 같이 형광체의 크기가 50nm 이하이면 내부 양자효율이 떨어질 뿐 아니라 이차적인 응집현상에 의하여 광산란이 유발된다. 그러므로 본 발명에서는 반드시 형광체의 크기가 20 ㎛ 이상이어야 하며, 보다 바람직하게는 상기 형광체의 크기는 30 ~ 500 ㎛일 수 있다. In this connection, FIG. 2 is a graph showing the correlation between the scattering coefficient and the particle size according to the Mie scattering theory. According to this graph, when the size is at least 20 μm or more, preferably 30 μm or more, Can be reduced. Therefore, the new type of phosphor to reduce the scattering loss should have a size of 50 nm or less or 20 탆 or more according to the Mie scattering theory. However, as described above, when the size of the phosphor is 50 nm or less, not only the internal quantum efficiency is lowered but also light scattering is caused by the secondary coagulation phenomenon. Therefore, in the present invention, the size of the phosphor must be 20 μm or more, and more preferably, the size of the phosphor may be 30 to 500 μm.

구체적으로 광산란을 최소화하는 마이크로 사이즈 형광체의 크기의 범위를 계산하기 위하여 관계식 4 내지 6을 통하여 계산할 수 있다.Specifically, in order to calculate the range of the size of the micro-sized phosphor which minimizes the light scattering, it can be calculated through the relational expressions 4 to 6.

[관계식 4][Relation 4]

Q = 2 - (4/ρ)sinρ +(4/ρ 2)(1-cosρ) (a)Q = 2 - (4 / ρ ) sin ρ + (4 / ρ 2 ) (1-cos ρ )

여기서 ρ = 2y((n 1/n 0)-1), y = 2πan 0/λ Where ρ = 2 y (( n 1 / n 0 ) -1), y = 2 π an 0 / λ

단, n 1 와 n 0는 산란체(형광체)와 기지의 굴절률, λ는 입사광의 파장이며, a 는 산란체(형광체)의 직경(㎚)이며, Q 는 산란 효율이다.However, n 1 And n 0 is the refractive index of the scatterer (phosphor), λ is the wavelength of the incident light, a is the diameter (nm) of the scatterer (phosphor), and Q is the scattering efficiency.

여기서 한 개의 입자의 산란 횡단면값 (light scattering cross-section) 값은 σ로 표시되며 관계식 5로 표시한다. Here, the value of the light scattering cross-section of one particle isσAnd is expressed by the relational expression 5.

[관계식 5][Equation 5]

σ = Q x A (b) σ = Q x A (b)

여기서 A 는 한 개의 산란체 (형광체)의 기하학적 횡단면값 (geometric cross-section)이므로 따라서 계산된 산란 계수 μ s 는 관계식 6으로 표시한다.Here, since A is a geometric cross-section of one scattering body (phosphor), the calculated scattering coefficient μ s is represented by the relational expression 6.

[관계식 6][Relation 6]

μ s = σ x D (c) μ s = σ x D (c)

여기서 D는 산란체의 갯수밀도 (number density) 이다      Where D is the number density of scatterers

상기 관계식 4 ~ 6, 즉 형광체 입자의 크기와 산란계수와의 상관관계에 의하면 형광체 사이즈가 적어도 20 ㎛ 이상 바람직하게는 30 ㎛의 사이즈를 가질 경우 결정 구조체에 의한 산란 상수를 크게 줄일 수 있다.
According to relational expressions 4 to 6, that is, the correlation between the size of the phosphor particles and the scattering coefficient, the scattering constant due to the crystal structure can be greatly reduced when the phosphor size has a size of at least 20 μm or more and preferably 30 μm.

다음, 본 발명에서는 상기 관계식 3의 a)의 조건과 동시에 b)의 조건인 형광체 표면의 제곱평균 거칠기(Rq)가 50㎚ 이하여야 한다. 구체적으로 도 3은 형광체의 산란효율과 제곱평균 거칠기(Rq)의 상관관계를 나타내는 그래프로서, 바람직하게는 50 nm 이하의 사이즈를 가질 경우 제곱평균 거칠기에 의한 산란 상수를 크게 줄일 수 있다. Next, the present invention should be less than at the same time and conditions of a) the relationship b 3) a phosphor root mean square roughness (R q of the surface) conditions of the 50㎚. Specifically, FIG. 3 is a graph showing the correlation between the scattering efficiency and the root mean square roughness (R q ) of the phosphor. When the size is preferably 50 nm or less, the scattering constant due to the root mean square roughness can be greatly reduced.

한편, 형광체 표면의 제곱평균 거칠기(Rq)의 측정방법은 통상적으로 사용되는 측정방법을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 한국특허출원 제2005-126461호에 개시된 방법을 통해 측정할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.Meanwhile, the method of measuring the root mean square roughness (R q ) of the surface of the phosphor can be determined by a commonly used measuring method, preferably, a method disclosed in Korean Patent Application No. 2005-126461 Do not.

형광체의 내부 및 표면이 상기 결정입의 조건을 만족하기만 한다면 형광체 의 내부 및 표면은 다양하게 형성될 수 있을 것이다. 바람직하게는 관계식 3의 조건을 모두 만족하는 범위내에서 형광체의 형상은 도 4a의 구형이나, 도 4b의 큐브형일 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 관계식 3을 만족하는 모든 형광체는 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
The inside and the surface of the phosphor may be variously formed as long as the inside and the surface of the phosphor satisfy the condition of the crystal mouth. Preferably, the shape of the phosphor within the range satisfying the condition of the relational expression (3) may be a spherical shape of FIG. 4A or a cube shape of FIG. 4B, but not limited thereto, and all phosphors satisfying the relational expression (3) .

한편, 본 발명에 사용될 수 있는 형광체는 상기 관계식 3을 만족하는 범위내에서 단결정이거나 다결정일 수 있다. 그러므로 형광체가 단결정인 경우에는 형광체는 하나의 결정으로 구성되는 것이며, 다결정인 경우에는 복수개의 형광체 입자가 뭉쳐서 하나의 구조체를 형성하게 된다. 따라서 다결정인 경우에는 뭉쳐진 형광체 입자 덩어리를 하나의 형광체로 보아 그 사이즈 및 형광체 표면의 제곱평균 거칠기를 판단하게 된다. 따라서, 상기 형광체가 다결정인 경우 이를 형성하는 개별 단결정들의 크기는 100nm 이하이거나 20㎛ 이상의 단결정이 모여서 하나의 다결정 형광체를 구성할 수 있다. 만일 다결정 형광체를 형성하는 개별 단결정들의 크기가 100 nm를 초과하고 20 ㎛ 미만인 경우에는 Mie 산란 이론에 의하여 산란 계수 및 산란 효율이 커져서 가시광의 산란에 의한 청색 여기광과 형광체 발광의 손실이 커지는 문제가 발생할 수 있다. 또한 다결정의 경우 이를 형성하는 개별 단결정들 사이에 발생하는 공극(pore size)의 크기가 50㎚ 이하인 것이 산란을 최소화하는데 매우 유리하다.
On the other hand, the phosphor that can be used in the present invention may be a single crystal or a polycrystal within a range satisfying the above-mentioned relational expression (3). Therefore, when the phosphor is a single crystal, the phosphor is composed of a single crystal, and when the phosphor is a polycrystal, a plurality of phosphor particles are aggregated to form a single structure. Therefore, in the case of polycrystals, the size of the aggregated phosphor particles is regarded as one phosphor, and the roughness of the surface of the phosphor is determined. Therefore, when the phosphor is polycrystalline, the sizes of individual single crystals forming the phosphor may be 100 nm or less, or single crystals of 20 μm or more may be combined to constitute a single polycrystal phosphor. If the size of the individual single crystals forming the polycrystalline phosphor is more than 100 nm and less than 20 탆, the scattering coefficient and scattering efficiency are increased by the Mie scattering theory, and the loss of blue excitation light and phosphor emission due to scattering of visible light is increased Lt; / RTI > Also, in the case of polycrystals, the size of the pore size occurring between the individual single crystals forming the polycrystals is 50 nm or less, which is very advantageous in minimizing scattering.

나아가, 산란을 최소화 시킨 거대 마이크로 사이즈 형광체를 포함하는 백색 pc-LED의 경우 이 형광체의 내부 양자효율이 기존의 파우더의 양자효율 (~0.88) 값을 고려할때 70 % 이상일 경우 산란/반사 손실을 최소화한 결과를 광전환 효율에 반영할 수 있으므로 기존의 파우더 형광체 뿐만아니라 나노 형광체 또는 플레이트 형광체를 대체할 수 있다.
Furthermore, in the case of white PC-LEDs containing large micro-sized phosphors with minimized scattering, the internal quantum efficiency of the phosphors is minimized when the quantum efficiency (~ 0.88) of the conventional powder is 70% The result can be reflected in the light conversion efficiency, so that it can be substituted for the conventional powder fluorescent substance as well as the nano fluorescent substance or the plate fluorescent substance.

한편, 본 발명은 형광체의 물리적 조건에 관한 것이지 화학적 조건에 관한 것이 아니다. 따라서, 청색/근자외선 계열의 빛을 흡수하여 가시광을 내는 광원용으로 사용되는 형광체라면 그 종류를 불문하고 본 발명의 관계식 3의 조건을 모두 만족하기만 한다면 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이다.On the other hand, the present invention relates to the physical condition of the phosphor, not to the chemical condition. Therefore, if a phosphor used for a light source that absorbs blue / near-ultraviolet light and emits visible light satisfies all the conditions of the relational expression 3 of the present invention regardless of its kind, the object of the present invention can be achieved .

그러므로, 상기 형광체는 (YxGd1 -x)3(AlyGa1 -y)5O12:Ce (x = 0.0~3.0, y = 0.0~5.0), (TbxGd1 -x)3(AlyGa1 -y)5O12:Ce (x = 0.0~3.0, y = 0.0~5.0), Mg3(YxGd1-x)2Ge3O12:Ce (x = 0.0~2.0), CaSc2O4:Ce, Ca3Sc2Si3O12:Ce, (Srx,Bay,Caz)MgSi2O6:Eu,Mn (x, y, z = 0.0~1.0, x+y+z = 1.0), (Srx,Bay,Caz)3MgSi2O8:Eu,Mn (x, y, z = 0.0~3.0, x+y+z = 3.0), (Srx,Bay,Caz)MgSiO4:Eu,Mn (x, y, z = 0.0~1.0, x+y+z = 1.0), Lu2CaMg2(Six,Ge1-x)3O12:Ce (x = 0.0~3.0), (Srx,Bay,Caz)2SiO4:Eu (x, y, z = 0.0~2.0, x+y+z = 2.0), (Srx,Bay,Caz)3SiO5:Eu (x, y, z = 0.0~3.0, x+y+z = 3.0), (Srx,Bay,Caz)3SiO5:Ce,Li (x, y, z = 0.0~3.0, x+y+z = 3.0), Li2SrSiO4:Eu, LaSr2AlO5:Ce, Ca2BO3Cl:Eu, Y3Mg2AlSi2O12:Ce, BaMgAl10O17:Eu, Sr2BaAlO4F:Ce, (Srx,Bay,Caz)Ga2S4:Eu (x, y, z = 0.0~1.0, x+y+z = 1.0), Ba2ZnS3:Ce,Eu, Ca2SiS4:Eu, Caα-SiALON:Yb, Caα-SiALON:Eu, α-SiALON:Yb, α-SiALON:Eu, Ca-Li-α-SiALON:Eu, β-SiALON:Eu, γ-AlON:Mn, γ-AlON:Mn,Mg, (Srx,Bay,Caz)2Si5N8:Eu (x, y, z = 0.0~2.0, x+y+z = 2.0), (Srx,Bay,Caz)Si2O2N2:Eu (x, y, z = 0.0~1.0, x+y+z = 1.0), CaxAl12(ON)16:Eu, Ba3Si6O12N2:Eu, (Ba1 - xSrx)YSi4O7:Eu (x = 0.0~1.0), (Ca1-xSrx)AlSiN3:Eu (x = 0.0~1.0), 및 AlN:Eu로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 형광체로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 형광체일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Therefore, the phosphor is (Y x Gd 1 -x) 3 (Al y Ga 1 -y) 5 O 12: Ce (x = 0.0 ~ 3.0, y = 0.0 ~ 5.0), (Tb x Gd 1 -x) 3 (Al y Ga 1 -y) 5 O 12: Ce (x = 0.0 ~ 3.0, y = 0.0 ~ 5.0), Mg 3 (y x Gd 1-x) 2 Ge 3 O 12: Ce (x = 0.0 ~ 2.0 ), CaSc 2 O 4 : Ce, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce, (Sr x , Ba y , Ca z ) MgSi 2 O 6 : Eu, Mn (x, y, z = + y + z = 1.0), (Sr x, Ba y, Ca z) 3 MgSi 2 O 8: Eu, Mn (x, y, z = 0.0 ~ 3.0, x + y + z = 3.0), (Sr x , Ba y, Ca z) MgSiO 4: Eu, Mn (x, y, z = 0.0 ~ 1.0, x + y + z = 1.0), Lu 2 CaMg 2 (Six, Ge 1-x) 3 O 12: Ce (x = 0.0 ~ 3.0), (Sr x, Ba y, Ca z) 2 SiO 4: Eu (x, y, z = 0.0 ~ 2.0, x + y + z = 2.0), (Sr x, Ba y, Ca z) 3 SiO 5: Eu (x, y, z = 0.0 ~ 3.0, x + y + z = 3.0), (Sr x, Ba y, Ca z) 3 SiO 5: Ce, Li (x, y, Ce, Ca 2 BO 3 Cl: Eu, Y 3 Mg 2 AlSi 2 O 12 : Ce, BaMgAl 10 : Eu = 0.0 to 3.0, x + y + z = 3.0), Li 2 SrSiO 4 : Eu, LaSr 2 AlO 5 : O 17: Eu, Sr 2 BaAlO 4 F: Ce, (Sr x, Ba y, Ca z) Ga 2 S 4: Eu (x, y, z = 0.0 ~ 1.0, x + y + z = 1.0), Ba 2 ZnS 3 : Eu, Ca 2 SiS 4 : Eu, Ca 留 -SiAlON: Yb, Ca 留 -SiAlON: Eu, 留 -SiALON: Yb, SiON: Eu, Ca-Li-α-SiAlON: Eu, β-SiAlON: Eu, γ-AlON: Mn, γ-AlON: Mn, Mg, (Sr x , Ba y , Ca z ) 2 Si 5 N 8: Eu (x, y, z = 0.0 ~ 2.0, x + y + z = 2.0), (Sr x, Ba y, Ca z) Si 2 O 2 N 2: Eu (x, y, z = 0.0 ~ Eu, (Ba 1 - x Sr x ) YSi 4 O 7 : Eu (x = 1.0, x + y + z = 1.0), Ca x Al 12 (ON) 16 : Eu, Ba 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu, At least one selected from the group consisting of at least one phosphor selected from the group consisting of (Ca 1-x Sr x ) AlSiN 3 : Eu (x = 0.0 to 1.0), and AlN: Eu But is not limited thereto.

한편, 본 발명에 사용되는 형광체는 바람직하게는 투명한 형광체인 것이 광산란을 최소화하는데 유리하다.On the other hand, the phosphor used in the present invention is preferably a transparent phosphor, which is advantageous in minimizing light scattering.

본 발명의 형광체는 관계식 3을 만족하는 것이면 통상적인 형광체의 제조방법에 따라 제조할 수 있다. 바람직하게는 통상의 방법으로 나노형광체를 합성한 후 밀링 공정을 통해서 나노형광체를 응집을 분산 한후에 고온,고압 소성법 또는 고온,진공 소성법 등의 방법으로 투명한 고밀도 세라믹 플레이트 또는 파우더 형광체를 제조한다. 본 발명의 조건에 부합하도록 투명 파우더 형광체는 20 ㎛ 이상의 사이즈로 생성되도록 소결 온도 및 압력 및 flux등의 조건을 적절하게 조절한다. 이렇게 얻어진 형광체의 경우에 표면을 매끄럽게하는 연마 공정을 거친다. 투명 세라믹 플레이트를 제조한 경우에는 산란이 최소화 되면서 LED 패키지에 주입하기 적당한 사이즈 즉 20 ㎛ 이상의 절단하여 본 발명에 적합한 큐브형 형광체를 제조할 수 있다. The phosphor of the present invention can be produced according to a conventional method for producing a phosphor when it satisfies the relational expression (3). Preferably, the nano-phosphors are synthesized by a conventional method, and the nano-phosphors are agglomerated by a milling process, and then a transparent high-density ceramic plate or powder phosphor is manufactured by a high-temperature, high-pressure firing method, a high-temperature or vacuum firing method. In order to meet the conditions of the present invention, the conditions of the sintering temperature, pressure and flux are appropriately adjusted so that the transparent powdery fluorescent substance is formed in a size of 20 탆 or more. In the case of the thus obtained phosphor, a polishing process for smoothing the surface is performed. When the transparent ceramic plate is manufactured, the cubic fluorescent material suitable for the present invention can be produced by cutting at least 20 mu m in size suitable for injection into the LED package while scattering is minimized.

구형 형광체를 제조하는 방법중에 간편한 방법은 연마제가 코팅된 고속 회전 장치에 큐브형 형광체를 넣고 고속으로 회전시키므로 표면이 매끄러운 구형 형광체를 제조할 수 있다. 본발명의 투명한 구형 형광체를 직접적으로 제조하는 방법은 나노사이즈의 형광체 페이스트를 제조한후 슬러리와 반대 극성을 갖는 용매에 떨어뜨려서 나노형광체가 뭉쳐진 구형 형광체 페이스트를 건조시키후 높은 온도에서 소결하여 본발명에 적합한 구형 형광체를 제조할 수 있다.Among the methods for manufacturing spherical phosphors, a simple method is to spin a cube-type phosphor into a high-speed rotating device coated with an abrasive and rotate at a high speed, so that a spherical phosphor having a smooth surface can be produced. The method of directly producing a transparent spherical phosphor of the present invention is characterized in that a nano-sized phosphor paste is prepared and then dropped to a solvent having a polarity opposite to that of the slurry to dry the spherical phosphor paste in which the nano- A spherical phosphor suitable for the present invention can be produced.

또다른 방법은 나노형광체와 용매를 섞거나 형광체의 전구체와 용매를 섞어서 수소와 산소가 공급되는 불꽃으로 나노형광체 용액 또는 전구체 용액을 통과시키므로 구형의 형광체를 제조할수 있는 flame hydrolysis 방법을 사용하거나 나노형광체 용액 또는 전구체 용액을 액적화 시켜서 불꽃 대신에 고온의 전기로로 통과시키는 spray pyrolysis등의 방법을 사용하여 관계식 3과 4를 만족하는 형광체를 제조할 수 있다.
Another method is to use a flame hydrolysis method in which a nanophosphor solution and a precursor solution are passed through a flame supplied with hydrogen and oxygen by mixing a nanophosphor and a solvent or mixing a precursor and a solvent of a phosphor to produce a spherical phosphor, A solution satisfying the relational expressions 3 and 4 can be prepared by a method such as spray pyrolysis in which a solution or a precursor solution is subjected to dropletization and passed through a high-temperature electric furnace instead of a flame.

상기와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 형광체는 청색/근자외선의 발광특성을 갖는 발광다이오드에 접합하여 파장변환용 발광장치를 구성하게 된다. 그 결과 종래의 상용화된 파우더 형광체를 사용한 LED에 비하여 15% 이상의 외부양자효율 개선 및 27% 이상의 발광효율을 달성할 수 있다. 즉 종래의 파우더 형광체에 비교하여 형광체 자체의 내부양자효율이 10% 가량 떨어지지만 본 발명의 형광체를 도입한 LED 패키지효율이 27% 이상 개선되어서 최종적으로 본 발명의 형광체를 첨가한 백색 LED의 외부양자효율과 lm/W로 표시되는 발광효율이 크게 향상된 결과를 얻을 수 있었다.
The phosphor of the present invention manufactured by the above method is bonded to a light emitting diode having a blue / near-ultraviolet light emitting property to constitute a light emitting device for wavelength conversion. As a result, the external quantum efficiency improvement of 15% or more and the luminous efficiency of 27% or more can be achieved as compared with the LED using the conventional commercialized powder phosphor. That is, the internal quantum efficiency of the phosphor itself is reduced by about 10% as compared with the conventional powder phosphor, but the efficiency of the LED package incorporating the phosphor of the present invention is improved by 27% or more so that the external quantum of the white LED The efficiency and the luminous efficiency indicated by lm / W were greatly improved.

이하에서는 본 발명의 바람직한 양태인 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예로만 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. However, the following examples are intended to assist the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

먼저, 100 ㎛ 두께의 투명한 YAG:Ce 플레이트 (0.5 cm x 0.5 cm)를 준비(Baikowski Japan Ltd.)하였다. (YAG:Ce 플레이트는 상기에 기술한 바와 마찬가지로 나노형광체를 합성한 후에 밀링 및 1800 ℃에서 진공 소결해서 얻은 다결정 잉곳을 플레이트로 절단한후에 양면을 연마한 제품임) First, a 100 탆 thick transparent YAG: Ce plate (0.5 cm x 0.5 cm) was prepared (Baikowski Japan Ltd.). (YAG: Ce plate is a product obtained by cutting a polycrystalline ingot obtained by milling and vacuum sintering at 1800 ° C after synthesizing a nanophosphor as described above and then polishing both surfaces)

그 뒤 YAG:Ce 플레이트를 다이아몬드 휠을 장착한 미세 절단기로 가로 세로로 100 ㎛ 간격으로 잘라내어 가로, 세로 및 높이가 100 ㎛ 인 큐브형 다결정 파우더를 제조하였다. 도 5a 및 5b는 저배율 FE-SEM (field emission type scanning electron microscope) 과 광학 현미경 사진으로서 100 ㎛의 높이와 가로 세로 길이를 갖는 거대 마이크로 사이즈를 갖는 큐브 형태의 파우더가 절단 공정을 통해서 잘 만들어진 것을 알 수 있다. SEM사진과 광학 현미경 사진은 세라믹 플레이트를 정교하게 잘라서 만든 세라믹 형광체 구조체의 사이즈가 기존의 파우더의 구조체 사이즈 (도 6)에 비해서 훨씬 크다는 것을 알 수 있다. Then, the YAG: Ce plate was cut at intervals of 100 μm by a fine cutter equipped with a diamond wheel to prepare a cube-shaped polycrystalline powder having a width, a length and a height of 100 μm. FIGS. 5A and 5B show that a cube-shaped powder having a large micro-size with a height of 100 μm and a transverse length of 5 μm was produced through a cutting process by a low-power FE-SEM (field emission type scanning electron microscope) . SEM photographs and optical microscope photographs show that the size of the ceramic phosphor structure formed by finely cutting the ceramic plate is much larger than that of the conventional powder structure (FIG. 6).

도 5c와 5d는 AFM (Atomic force microscope) 과 고배율 FE-SEM 이미지로서 잘알려진 바처럼 AFM 측정에 의하여 형광체 표면의 제곱평균 거칠기를 0.42 nm로 구하였고 이 값은 본 발명의 세라믹 형광체 구조체가 상기 관계식 3의 b) 의 조건을 잘 만족하고 있음을 보여 주고 있다. 또한 고배율의 FE-SEM 사진 또한 AFM 사진의 결과를 재확인 시켜주고 있다.
5c and 5d, the square mean roughness of the phosphor surface was found to be 0.42 nm by AFM measurement as is well known as AFM (atomic force microscope) and high magnification FE-SEM image, which indicates that the ceramic phosphor structure of the present invention has the above- It is shown that the condition of b) of 3 is well satisfied. In addition, FE-SEM photographs of high magnification also confirm the results of AFM photographs.

<< 실시예Example 2> 백색  2> White LEDLED 칩의 제조 Manufacture of chips

도 7a와 같이 실시예 1에서 제조된 YAG:Ce 형광체 큐브 파우더를 실리콘 바인더와 중량 퍼센트로 5, 9, 17, 23, 29, 38, 40, 45 wt%로 섞어 InGaN 청색 칩이 포함된 LED cup 타입의 패키지에 도포하여 백색 LED 칩을 제조하였다. 본 발명에서 사용한 청색 칩의 사이즈는 1 mm x 0.5 mm 이고, 칩과 형광체를 포함하는 cup은 50 mm x 50 mm 사이즈이다.
As shown in FIG. 7A, the YAG: Ce phosphor cube powder prepared in Example 1 was mixed with silicon binder and weight percentages of 5, 9, 17, 23, 29, 38, 40 and 45 wt% White LED chip was fabricated by applying it to an LED cup type package containing an InGaN blue chip. The size of the blue chip used in the present invention is 1 mm x 0.5 mm, and the size of the cup including the chip and the phosphor is 50 mm x 50 mm.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

도 7b와 같이 종래의 평균 입경 10 μm인 마이크로 사이즈 파우더 형광체 를 사용한 것과 5, 7.5, 10, 12.5, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 wt%로 섞은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하여 백색 LED 칩을 제조하였다.
As shown in FIG. 7B, in Example 2 except that the conventional micro-sized powder phosphor having an average particle diameter of 10 μm was used and 5, 7.5, 10, 12.5, 15, 20, 25, 30, 35, 40 and 45 wt% To prepare a white LED chip.

도 7a 및 7b에서 알 수 있듯이. 종래의 마이크로 사이즈 파우더 형광체를 도포한 그림 (도 7b)와 본 발명의 도 7a는 크게 차이가 나지 않으므로 이는 본 발명에서 형광체의 형태 변화가 pc-LED를 제조하는데 아무런 영향을 미치지 않고 기존의 공정과 마찬가지의 제조 공정을 사용할 수 있다는 것을 보여준다. 따라서 상술한 산란손실을 최소화하는 나노형광체 또는 플레이트 형광체를 LED에 적용할 때의 제조공정에 비교하여 훨씬 간단하다는 것을 알 수 있다.
As can be seen in Figures 7a and 7b. Since the conventional micro-sized powder phosphor (FIG. 7B) and the FIG. 7A of the present invention are not significantly different from each other, the shape change of the phosphor in the present invention has no effect on the production of the pc-LED, The same manufacturing process can be used. Therefore, it can be seen that the nanophosphor or plate phosphor that minimizes the above-described scattering loss is much simpler than the manufacturing process when applied to an LED.

<실험예> 광학물성평가<Experimental Example> Evaluation of optical properties

(1) 형광체 농도 변화에 따른 두가지 형광체의 발광 효율 (luminous efficacy)(1) luminous efficacy of two phosphors with changes in phosphor concentration,

도 8은 형광체 농도 변화에 따른 두가지 형광체의 발광 효율 (luminous efficacy)을 측정한 그래프이다. 기존의 마이크로 사이즈 형광체(비교예 1)의 발광효율의 최적 값이 12.5 wt% 근처의 낮은 형광체 농도에서 얻어졌다. 이는 형광체의 농도가 진해질수록 산란/반사 손실이 커지게 되는 기존의 형광체의 특성 때문에 형광체 농도가 증가할수록 효율이 감소하는 현상이 일어나는 것을 잘 보여주고 있다. 반면에 본 발명의 거대 마이크로 사이즈 YAG:Ce 형광체 큐브 파우더(실시예 2)의 경우에는 형광체 농도가 진해지더라도 발광효율의 감소가 크지 않고 오히려 40 wt% 에서 포화되고 포화된 이후에도 발광효율이 급격하게 감소하지 않는다. 즉 형광체 농도에 따른 효율변화의 폭이 기존의 파우더 형광체에 비교하여 적은 값을 나타내는 것은 산란/반사에 의한 손실이 크게 줄어들었다는 것을 알 수 있다.
FIG. 8 is a graph showing luminous efficacy of two phosphors according to changes in phosphor concentration. FIG. The optimum value of the luminous efficiency of the conventional micro-sized phosphor (Comparative Example 1) was obtained at a low phosphor concentration near 12.5 wt%. This shows that the efficiency decreases as the concentration of the phosphor increases due to the characteristic of the conventional phosphor that the scattering / reflection loss becomes larger as the phosphor concentration increases. On the other hand, in the case of the macro-sized YAG: Ce phosphor cube powder of the present invention (Example 2), the reduction of the luminous efficiency is not significant even when the phosphor concentration is increased, but rather the luminous efficiency is drastically reduced I never do that. In other words, it can be seen that the loss due to scattering / reflection is greatly reduced when the efficiency variation according to the phosphor concentration is smaller than that of the conventional powder phosphor.

(2) 전계 발광 스펙트럼 평가(2) Evaluation of electroluminescence spectrum

도 9a는 5000K의 색온도에 도달하였을 때 기존의 파우더 형광체(비교예 1)와 본 발명의 거대 마이크로 사이즈 YAG:Ce 형광체 큐브 파우더를 도포한 백색 LED(실시예 2)들의 전계 발광 스펙트럼을 비교한 그래프이다. 도 8a에서 LED의 색온도가 같을 경우 기존의 형광체 대비 약 15% 이상의 외부 양자효율 (external quantum efficiency) 향상과 약 27% 가량의 luminous efficacy 향상을 보여주고 있다. 9A is a graph comparing the electroluminescence spectra of a conventional white LED (Example 2) coated with a powdered fluorescent substance (Comparative Example 1) and a macro-sized YAG: Ce phosphor cube powder of the present invention when a color temperature of 5000K is reached to be. In FIG. 8A, the external quantum efficiency is improved by about 15% or more and the luminous efficacy is improved by about 27% when the color temperature of the LED is the same.

기존의 파우더 형광체 대비해서 본 발명의 거대 마이크로 사이즈 형광체의 경우 백색 LED의 외부 양자효율의 증가는 두 형광체의 내부 양자효율을 비교하므로 쉽게 알 수 있다. The increase of the external quantum efficiency of the white LED in the case of the macro-sized phosphor of the present invention as compared with the conventional powder phosphor can be easily seen by comparing the internal quantum efficiency of the two phosphors.

구체적으로 도 9b는 적분구 타입의 분광기에서 측정한 형광체를 도포하기 전의 청색 여기광 자체의 스펙트럼이다. 형광체의 내부 양자효율은 다음 식에 의해서 얻을 수 있다.Specifically, FIG. 9B is a spectrum of the blue excitation light itself before application of the phosphor measured by the spectrometer of the integral spherical type. The internal quantum efficiency of the phosphor can be obtained by the following equation.

[관계식 4][Relation 4]

내부양자효율 = 형광체에서 방출되는 빛의 광자량/형광체에 흡수된 빛의 광자량 상기 관계식 4에 따라 얻어진 내부양자효율 값은 기존의 파우더 형광체(비교예 1)는 ~0.88 (~88%) 이고 본 발명의 실시예 2의 세라믹 큐브의 경우는 ~0.80 (~80%) 이다. 따라서 이 값을 가지고 식 관계식 2를 이용하여 각각의 패키징 효율을 계산하면 비교예 1의 기존 파우더 형광체 (= 0.58/0.88)는 0.66 이고 실시예 1의 거대 마이크로사이즈 형광체 (= 0.67/0.80)는 0.84 이다. 즉 산란효율 감소가 크게 개선되어 패키징효율이 27% 이상 증가된 것을 알 수 있다. 이는 본 발명의 관계식 3을 만족하는 거대 마이크로 사이즈 형광체의 내부 양자효율이 기존의 파우더 형광체보다 낮은 값을 갖더라도 기존 형광체에 비교하여 산란 감소를 크게 줄이므로 최종 LED의 외부 양자효율이 증가하는 것을 보여주는 것이다. 이는 향후에 산란최소화 형광체의 내부 양자효율이 기존의 형광체 수준 이상으로 합성할 경우에는 산란손실의 최소화로 인해서 산란최소화 형광체를 포함하는 백색 pc-LED의 외부양자효율이 더 크게 증가될 수 있다는 것을 의미한다.
The internal quantum efficiency = the photon quantity of the light emitted from the phosphor / the photon quantity of the light absorbed by the phosphor The internal quantum efficiency value obtained according to the above Relation 4 is ~ 0.88 (~88%) for the conventional powder phosphor (Comparative Example 1) In the case of the ceramic cube of Example 2 of the present invention, it is ~ 0.80 (~ 80%). Accordingly, when the packaging efficiencies of the conventional powder fluorescent material (= 0.58 / 0.88) and the macro-sized fluorescent material (= 0.67 / 0.80) of Example 1 were calculated by using Expression 2, to be. That is, the scattering efficiency reduction is greatly improved, and the packaging efficiency is increased by 27% or more. This indicates that the external quantum efficiency of the final LED is increased because the internal quantum efficiency of the macro-sized phosphor satisfying Relation 3 of the present invention is lower than that of the conventional powder phosphor, will be. This means that the external quantum efficiency of the white pc-LED including the scattering-minimized phosphor can be further increased due to the minimization of the scattering loss when the internal quantum efficiency of the scattering-minimized phosphor is synthesized above the conventional phosphor level do.

(3) 발광효율과 휘도특성 평가(3) Evaluation of luminous efficiency and luminance characteristics

도 10a 및 10b는 각각 비교예 1의 형광체와 실시예 1의 형광체가 도포된 백색 LED에 인가된 전류에 따른 발광 효율과 휘도 특성 변화를 나타내는 그래프이다. 기존의 파우더 LED를 대비해서 모든 전류 영역에서 발광효율 (luminous efficacy) 및 밝기가 일정한 비율로 증가되고 있음을 나타내고 있다. 즉 전류의 세기에 상관없이 실시예 1의 투명한 거대 마이크로 사이즈 형광체는 기존 형광체에 비교하여 산란 감소를 크게 줄이므로 일정하게 발광효율 및 휘도를 증가시키고 특히 고전류 인가시 발광 효율 및 휘도의 차이가 더 커진다. 따라서 본 발명의 관계식 3을 만족하는 형광체구조체의 경우 모든 외부인가 전류 영역에서 거의 일정하게 발광효율 및 휘도가 향상된 특성을 보인다. 따라서 위의 결과들은 본 발명의 산란 감소를 최소화시키는 두가지 조건인 형광체 표면의 제곱평균 거칠기(Rq)값이 50nm 이하이며 구조체의 크기가 20㎛ 이상을 모두 만족시킨다면 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이다.
FIGS. 10A and 10B are graphs showing changes in the luminous efficiency and the luminance characteristic according to the current applied to the white LED coated with the phosphor of Comparative Example 1 and the phosphor of Example 1, respectively. It is shown that luminous efficacy and brightness are increasing at a constant rate in all current ranges compared to conventional powder LEDs. That is, irrespective of the intensity of the current, the transparent macro-size phosphor of Example 1 significantly reduces the scattering loss compared to the conventional phosphor, thereby increasing the luminous efficiency and brightness uniformly, and particularly the difference in luminous efficiency and luminance between the high- . Therefore, the phosphor structure satisfying the relational expression (3) of the present invention exhibits a substantially constant luminous efficiency and brightness in all the external applied current regions. Therefore, the above-mentioned results can achieve the object of the present invention if the square mean roughness (R q ) of the phosphor surface is less than 50 nm and the size of the structure is more than 20 탆, which are two conditions for minimizing the scattering reduction of the present invention It is.

본 발명의 관계식 3을 만족하는 형광체는 청색/근자외선 계열의 빛을 흡수하여 가시광을 내는 광원용으로 사용되는 형광체가 사용되는 분야인 LED, 조명, 디스플레이 등에 유용하게 사용될 수 있다.
The phosphor satisfying the relationship (3) of the present invention can be effectively used for LED, illumination, and display, which is a field where phosphors used for a light source absorbing blue / near-ultraviolet light and emitting visible light are used.

Claims (8)

청색/근자외선 계열의 빛을 흡수하여 가시광을 내는 광원용으로 사용되는 형광체로서, 상기 형광체는 (YxGd1-x)3(AlyGa1-y)5O12:Ce (x = 0.0~3.0, y = 0.0~5.0), (TbxGd1-x)3(AlyGa1-y)5O12:Ce (x = 0.0~3.0, y = 0.0~5.0), Mg3(YxGd1-x)2Ge3O12:Ce (x = 0.0~2.0), CaSc2O4:Ce, Ca3Sc2Si3O12:Ce, (Srx,Bay,Caz)MgSi2O6:Eu,Mn (x, y, z = 0.0~1.0, x+y+z = 1.0), (Srx,Bay,Caz)3MgSi2O8:Eu,Mn (x, y, z = 0.0~3.0, x+y+z = 3.0), (Srx,Bay,Caz)MgSiO4:Eu,Mn (x, y, z = 0.0~1.0, x+y+z = 1.0), Lu2CaMg2(Six,Ge1-x)3O12:Ce (x = 0.0~3.0), (Srx,Bay,Caz)2SiO4:Eu (x, y, z = 0.0~2.0, x+y+z = 2.0), (Srx,Bay,Caz)3SiO5:Eu (x, y, z = 0.0~3.0, x+y+z = 3.0), (Srx,Bay,Caz)3SiO5:Ce,Li (x, y, z = 0.0~3.0, x+y+z = 3.0), Li2SrSiO4:Eu, LaSr2AlO5:Ce, Ca2BO3Cl:Eu, Y3Mg2AlSi2O12:Ce, BaMgAl10O17:Eu, Sr2BaAlO4F:Ce, (Srx,Bay,Caz)Ga2S4:Eu (x, y, z = 0.0~1.0, x+y+z = 1.0), Ba2ZnS3:Ce,Eu, Ca2SiS4:Eu, Caα-SiALON:Yb, Caα-SiALON:Eu, α-SiALON:Yb, α-SiALON:Eu, Ca-Li-α-SiALON:Eu, β-SiALON:Eu, γ-AlON:Mn, γ-AlON:Mn,Mg, (Srx,Bay,Caz)2Si5N8:Eu (x, y, z = 0.0~2.0, x+y+z = 2.0), (Srx,Bay,Caz)Si2O2N2:Eu (x, y, z = 0.0~1.0, x+y+z = 1.0), CaxAl12(ON)16:Eu, Ba3Si6O12N2:Eu, (Ba1-xSrx)YSi4O7:Eu (x = 0.0~1.0), (Ca1-xSrx)AlSiN3:Eu (x = 0.0~1.0), 및 AlN:Eu로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 형광체이며,
상기 형광체는 하기 관계식 3을 모두 만족하는 광산란을 최소화하는 마이크로 사이즈 형광체:
[관계식 3]
a) 형광체의 크기가 20㎛ 이상
b) 형광체 표면의 제곱평균 거칠기(Rq)가 50㎚ 이하.(Y x Gd 1 -x ) 3 (Al y Ga 1-y ) 5 O 12 : Ce (x = 0.0), and the phosphor is used as a light source for absorbing blue / near ultraviolet light to emit visible light. ~ 3.0, y = 0.0 ~ 5.0 ), (Tb x Gd 1-x) 3 (Al y Ga 1-y) 5 O 12: Ce (x = 0.0 ~ 3.0, y = 0.0 ~ 5.0), Mg 3 (Y x Gd 1-x) 2 Ge 3 O 12: Ce (x = 0.0 ~ 2.0), CaSc 2 O 4: Ce, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12: Ce, (Sr x, Ba y, Ca z) MgSi 2 O 6: Eu, Mn ( x, y, z = 0.0 ~ 1.0, x + y + z = 1.0), (Sr x, Ba y, Ca z) 3 MgSi 2 O 8: Eu, Mn (x, y (x, y, z = 0.0 to 1.0, x + y + z = 3.0), z = 0.0 to 3.0, x + y + z = 3.0), (Sr x , Ba y , Ca z ) MgSiO 4 : ), Lu 2 CaMg 2 (Six , Ge 1-x) 3 O 12: Ce (x = 0.0 ~ 3.0), (Sr x, Ba y, Ca z) 2 SiO 4: Eu (x, y, z = 0.0 ~ 2.0, x + y + z = 2.0), (Sr x, Ba y, Ca z) 3 SiO 5: Eu (x, y, z = 0.0 ~ 3.0, x + y + z = 3.0), (Sr x Eu, LaSr 2 AlO 5 : Ce, Ca 2 O, Ca y , Ca z ) 3 SiO 5 : Ce, Li (x, y, z = 0.0 to 3.0, x + y + z = 3.0), Li 2 SrSiO 4 : BO 3 Cl: Eu, y 3 Mg 2 AlSi 2 O 12: Ce, BaMgAl 10 O 17: Eu, Sr 2 BaAlO 4 F: Ce, (Sr x, Ba y, Ca z) Ga 2 S 4: Eu (x , y, z = 0.0 to 1 .0, x + y + z = 1.0), Ba 2 ZnS 3: Ce, Eu, Ca 2 SiS 4: Eu, Caα-SiALON: Yb, Caα-SiALON: Eu, α-SiALON: Yb, α-SiALON: Eu, Ca-Li-α-SiALON: Eu, β-SiALON: Eu, γ-AlON: Mn, γ-AlON: Mn, Mg, (Sr x , Ba y , Ca z ) 2 Si 5 N 8 : Eu x, y, z = 0.0 to 2.0 and x + y + z = 2.0), (Sr x , Ba y , Ca z ) Si 2 O 2 N 2 : ( x = 0.0 to 1.0), Ca x Al 12 (ON) 16 : Eu, Ba 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu, (Ba 1-x Sr x ) YSi 4 O 7 : Eu At least one phosphor selected from the group consisting of (Ca 1-x Sr x ) AlSiN 3 : Eu (x = 0.0 to 1.0), and AlN: Eu,
The phosphor is a micro-sized phosphor which minimizes light scattering satisfying all the following relational expression 3:
[Relation 3]
a) a phosphor having a size of 20 mu m or more
b) the surface roughness (R q ) of the phosphor surface is 50 nm or less. 제1항에 있어서,
상기 형광체의 크기는 30 ~ 500 ㎛인 것을 특징으로 하는 광산란을 최소화하는 마이크로 사이즈 형광체.The method according to claim 1,
Wherein the phosphor has a size of 30 to 500 mu m. 제1항에 있어서,
상기 형광체의 형상은 구형 또는 큐브형인 것을 특징으로 하는 광산란을 최소화하는 마이크로 사이즈 형광체.The method according to claim 1,
Wherein the shape of the phosphor is spherical or cubic. 제1항에 있어서,
상기 형광체가 다결정인 경우 이를 형성하는 단결정들의 크기는 100nm 이하이거나 20㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 마이크로 사이즈 형광체.The method according to claim 1,
When the phosphor is polycrystalline, the size of the single crystals forming the phosphor is 100 nm or less or 20 m or more. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 형광체는 투명한 것을 특징으로 하는 광산란을 최소화하는 마이크로 사이즈 형광체.The method according to claim 1,
Wherein the phosphor is transparent, characterized in that light scattering is minimized. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항 또는 제6항 중 어느 한 항의 형광체가 청색/근자외선 LED 소자에 접합된 LED 구조체.The LED structure according to any one of claims 1, 2, 3, 4, and 6, wherein the phosphor is bonded to the blue / near ultraviolet LED element. 제7항의 LED 구조체를 포함하는 발광장치.A light emitting device comprising the LED structure of claim 7.
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