KR101558556B1 - Phosphor, light emitting device, display apparatus and illumination apparatus - Google Patents

Phosphor, light emitting device, display apparatus and illumination apparatus Download PDF

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Abstract

본 발명은, β형 Si3N4 결정 구조를 가지며, 조성식 Si6 - zAlzOzN8 -z:Eua,Mb으로 표현되는 산질화물을 포함하며, 상기 조성식에서, M은 Sr와 Ba 중 선택된 적어도 1종이고, Eu 첨가량(a)은 100∼5000ppm 범위이며, M 첨가량(b)은 100∼10000ppm 범위이고, Al 조성비(z)는 0.1 < z < 1을 만족하고, 여기원을 조사하여 500∼550㎚ 범위에 피크 파장을 갖는 광을 방출하는 형광체를 제공한다.The present invention includes an oxynitride having a ? -Type Si 3 N 4 crystal structure and represented by a composition formula Si 6 - z Al z O z N 8 -z : Eu a , M b , wherein M is Sr (B) is in the range of 100 to 10000 ppm, the Al composition ratio (z) satisfies 0.1 < z < 1, To emit light having a peak wavelength in the range of 500 to 550 nm.

Description

형광체, 발광장치, 디스플레이 장치 및 조명장치 {PHOSPHOR, LIGHT EMITTING DEVICE, DISPLAY APPARATUS AND ILLUMINATION APPARATUS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a phosphor, a light emitting device, a display device,

본 발명은 형광체에 관한 것으로서, 특히 높은 발광특성과 우수한 열적, 화학적 안정성을 가지는 β-사이알론 형광체와 이를 이용한 발광장치, 면광원 장치, 디스플레이 장치 및 조명 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a phosphor, and particularly relates to a? -Sialon phosphor having high luminescence characteristics and excellent thermal and chemical stability, and a light emitting device, a planar light source device, a display device, and a lighting device using the same.

일반적으로, 파장변환용 형광체물질은 다양한 광원의 특정 파장광을 원하는 파장광으로 변환시키는 물질로 사용되고 있다. 특히, 다양한 광원 중 발광다이오드는 저전력 구동 및 우수한 광효율으로 인해 LCD 백라이트와 자동차 조명 및 가정용 조명장치로서 유익하게 적용될 수 있으므로, 최근에 형광체 물질은 백색광 LED를 제조하기 위한 핵심기술로 각광받고 있다.
In general, a wavelength conversion phosphor material is used as a material for converting specific wavelength light of various light sources into desired wavelength light. In particular, light emitting diodes among various light sources can be advantageously applied as an LCD backlight, an automobile lighting, and a home lighting device due to low power driving and excellent light efficiency, and thus the fluorescent material has recently attracted attention as a core technology for manufacturing a white light LED.

상기 백색광 발광장치는 대개 청색 LED에 황색 형광체를 도포하는 방식으로 제조되고 있다. 보다 구체적으로, GaN/InGaN 활성층을 갖는 청색 LED의 광방출면에 YAG(Y3Al5O12):Ce인 황색 형광체를 도포하여 청색광의 일부를 황색으로 변환시키고, 변환된 황색과 다른 일부의 청색광이 결합되어 백색광을 제공할 수 있다.
The white light emitting device is usually manufactured by applying a yellow phosphor to a blue LED. More specifically, a yellow phosphor of YAG (Y 3 Al 5 O 12 ): Ce is applied to a light emitting surface of a blue LED having a GaN / InGaN active layer to convert a part of blue light into yellow, Blue light is combined to provide white light.

상기한 YAG:Ce형광체(또는 TAG계 형광체)-청색LED로 구성된 종래의 백색발광장치는 낮은 연색성(color rendering)을 갖는다는 단점이 있다. 즉, 황색 형광체를 이용하여 얻어진 백색광의 파장은 청색과 황색에만 분포하고 있으므로 연색성이 낮아, 원하는 천연 백색광을 구현하는데 한계가 있다.
A conventional white light emitting device composed of the above-described YAG: Ce phosphor (or TAG-based fluorescent material) -blu LED has a drawback that it has low color rendering. That is, since the wavelength of the white light obtained by using the yellow phosphor is only distributed in blue and yellow, the color rendering property is low, and there is a limit to realizing the desired natural white light.

한편, 종래의 파장변환용 형광체물질은 특정 광원의 발광색과 특정 출력광의 색에 한정되어 제공되어 왔으며, 구현가능한 색분포도 매우 제한되므로, 사용자의 필요에 따라 다양한 광원의 발광색 및/또는 다양한 출력광의 색에 적용되는데 한계가 있다.
Meanwhile, since the conventional wavelength-converting phosphor material is limited to the color of a specific light source and the color of a specific output light, and the color distribution that can be implemented is very limited, the color of light emitted from various light sources and / There is a limit to be applied.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 최근에 본 출원인은, 대한민국 특허출원 2004-0076300호(2004.9.23일 출원)에서 3종의 특정 청색, 녹색, 적색 형광체의 혼합물을 통해서 연색지수(color rendering index: CRI)가 우수하고, 나아가, 폭넓은 색분포를 구현하였다. 이러한 적색, 녹색 및 청색의 형광체의 조합을 통한 우수한 발광장치를 구현하기 위해서는, 각각의 형광체는 모두 높은 변환효율을 가질 것이 요구된다.
In order to solve such a problem, the present applicant recently proposed a color rendering index (CRI) through a mixture of three specific blue, green and red phosphors in Korean Patent Application No. 2004-0076300 (filed on September 23, 2004) ), And further realized a wide color distribution. In order to realize an excellent light-emitting device through combination of such red, green and blue phosphors, each of the phosphors is required to have a high conversion efficiency.

또한, 종래의 실리케이트 형광체는 열에 불안정하므로, 고출력 LED 칩에 취약한 단점을 갖고 있다.
In addition, the conventional silicate fluorescent substance is unstable to heat and has a drawback that it is vulnerable to a high output LED chip.

이를 개선하기 위해서, 최초로 β-사이알론이라는 새로운 형광물질을 제안(일본공개특허 소60-206889호(공개일: 1985.10.18))된 이래에 β-사이알론 형광체에 대해서 꾸준히 연구되어 오고 있다.
In order to improve this, a β-sialon phosphor has been studied for a long time since it was first proposed as a new fluorescent material called β-sialon (Japanese Laid-open Patent Application No. 60-206889 (published on October 18, 1985)).

일본등록특허 3921545(공고일: 2007.03.02, 특허권자:NATIONAL INSTITUTE FOR MATERIALS SCIENCE)에서는, β-사이알론을 녹색 발광 형광체로서 제안하고 있다. 하지만, 휘도가 매우 낮고 파장 및 색좌표가 원하는 백색광을 구현하기에 특성이 좋지 않아 실용하는데 어려움이 있다.
In Japanese Patent Registration No. 3921545 (published on Mar. 3, 2007, patent owner: NATIONAL INSTITUTE FOR MATERIALS SCIENCE), β-sialon is proposed as a green light-emitting phosphor. However, since the luminance is very low and the wavelength and the color coordinate satisfy the desired white light, the characteristics are poor and it is difficult to put into practice.

한편, β-사이알론 형광체의 기본 결정 구조를 변형하여 새로운 특성을 모색하는 방안도 보고되고 있다. 논문 Fluorescence of Eu+ in SiAlONs(2005 Journal of the Ceramic Society of Japan, R. J. Xie외 다수)에서는, 스트론튬(Sr)을 결정구조에서 Si 또는 Al 대신 치환한 Sr 사이알론을 제안하고 있다. 하지만, Sr이 결정구조를 치환되므로, 상안정화가 다소 낮아져 우수한 열적 안정성을 기대하기 어려운 문제가 있다.
On the other hand, a method of modifying the basic crystal structure of a? -Sialon phosphor to find new properties has also been reported. In the paper, Fluorescence of Eu + in SiAlONs (2005 Journal of the Ceramic Society of Japan, RJ Xie et al.) Proposes Sr sialon substituted with strontium (Sr) in place of Si or Al in the crystal structure. However, since Sr is substituted with a crystal structure, phase stabilization is somewhat lowered, and excellent thermal stability can not be expected.

또한, 국내공개특허 2009-0028724호에서도 녹색 형광체로서 β-사이알론(SiAlON)을 제안하고 있으나, 입도가 상당히 커서 침전속도가 빠르므로, 제품에 따른 색좌표의 산포가 크다는 문제점이 있다. 또한, 제조공정에서 종래의 실리케이트 형광체의 소성조건(약 1600℃수준, 약 3hr)에 비해 높은 소성온도(2000℃이상)와 긴 소성시간이 요구되는 단점이 있다. 이러한 문제로 인해 1족 및 2족 원소를 활성제로 첨가하는데 어려움이 있어 왔다.In addition, although Korean Patent Laid-Open No. 2009-0028724 also proposes? -Sialon (SiAlON) as a green phosphor, there is a problem that dispersion of color coordinates depending on the product is large because the particle size is very large and the sedimentation speed is fast. In addition, there is a disadvantage that a high sintering temperature (2000 캜 or higher) and a long sintering time are required in comparison with sintering conditions (about 1600 캜, about 3 hours) of conventional silicate phosphors in the manufacturing process. These problems have made it difficult to add Group 1 and Group 2 elements as activators.

본 발명은 상술된 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 목적 중 하나는 높은 발광효율을 가지면서 재현성이 우수하고, 열이 안정적이어서 고출력 LED 칩에 사용가능한 녹색 발광을 위한 형광체 및 제조방법을 제공하는데 있다.
One of the objects of the present invention is to provide a phosphor and a manufacturing method for green light which is excellent in reproducibility and heat stability and can be used for a high output LED chip, .

또한, 본 발명의 목적 중 또 다른 하나는, 상기 형광체를 이용한 백색 발광장치, 면광원 장치, 조명장치 및 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a white light emitting device, a surface light source device, a lighting device, and a display device using the phosphor.

상기한 기술적 과제를 실현하기 위해서, 본 발명의 일 관점은,In order to realize the above-described technical problem, one aspect of the present invention,

β형 Si3N4 결정 구조를 가지며, 조성식 Si6 - zAlzOzN8 -z:Eua,Mb으로 표현되는 산질화물을 포함하며, 상기 조성식에서, M은 Sr와 Ba 중 선택된 적어도 1종이고, Eu 첨가량(a)은 0.1∼5 mol% 범위이며, M 첨가량(b)은 0.1∼10 mol% 범위이고, Al 조성비(z)는 0.1 < z < 1을 만족하고, 여기원을 조사하여 500∼550㎚ 범위에 피크 파장을 갖는 광을 방출하는 형광체를 제공한다.
type Si 3 N 4 crystal structure, and an oxynitride expressed by the composition formula Si 6 - z Al z O z N 8 -z : Eu a , M b , wherein M is selected from Sr and Ba (B) is in the range of 0.1 to 10 mol%, the Al composition ratio (z) satisfies 0.1 < z < 1, To emit light having a peak wavelength in the range of 500 to 550 nm.

상기 여기원은 300㎚∼480㎚ 범위에 피크 파장을 가질 수 있다. 또한, 상기 여기원 조사에 의해 상기 형광체에서 방출되는 광의 피크 파장은 540㎚ 이하일 수 있다. The excitation source may have a peak wavelength in the range of 300 nm to 480 nm. In addition, the peak wavelength of the light emitted from the phosphor by the excitation irradiation may be 540 nm or less.

상기 여기원 조사에 의해 상기 형광체에서 방출되는 광을 CIE 1931 색도좌표에서 (x, y)값으로 표현될 때에, x와 y는 각각 x≤0.336 및 y≥0.637을 만족할 수 있다.
When the light emitted from the phosphor by the excitation light irradiation is represented by (x, y) values in CIE 1931 chromaticity coordinates, x and y can satisfy x? 0.336 and y? 0.637, respectively.

상기 형광체에서 방출되는 광의 CIE 1931 색도좌표에서 y의 변화량이 -0.0065 이하일 수 있다. 여기서, 상기 y 변화량은, 상기 형광체가 적용된 청색 발광다이오드를 3.3 V, 120㎃로 구동하는 조건에서, 그로부터 방출되는 광에서 측정된 CIE 1931 색도좌표 중 y 값을 y1이라고 하고, 상기 구동조건을 85℃에서 24시간 동안 지속하여 실시한 후에 방출되는 광에서 측정된 CIE 1931 색도좌표 중 y값을 y2라 할 때에, y2-y1로 정의된다.
The change amount of y in the chromaticity coordinates of CIE 1931 of the light emitted from the phosphor may be -0.0065 or less. Here, the y change amount is y1 in the CIE 1931 chromaticity coordinates measured in the light emitted from the blue light emitting diode to which the phosphor is applied at 3.3 V and 120 mA, and the drive condition is 85 And y2 of the CIE 1931 chromaticity coordinates measured in the light emitted after continuous operation for 24 hours is defined as y2-y1.

일 예에서, 상기 M은 스트론튬(Sr)일 수 있다. 이 경우에, 상기 Sr 첨가량(a)은 0.5∼3 mol% 범위일 수 있다. 바람직하게는, 상기 Sr 첨가량(a)은 1∼1.5 mol% 범위일 수 있다.In one example, M may be strontium (Sr). In this case, the amount of Sr added (a) may range from 0.5 to 3 mol%. Preferably, the Sr addition amount (a) may range from 1 to 1.5 mol%.

또한, 상기 Al 조성비(z)는 0.1∼0.3 범위일 수 있다. 상기 Eu 첨가량(b)은 0.9 ∼ 3 mol% 범위일 수 있다.
The Al composition ratio z may be in the range of 0.1 to 0.3. The Eu addition amount (b) may range from 0.9 to 3 mol%.

다른 예에서, 상기 M은 바륨(Ba)과 스트론튬(Sr)을 모두 포함할 수 있다.
In another example, the M may include both barium (Ba) and strontium (Sr).

상기 형광체의 입도는 D50값이 14.5∼18.5㎛ 범위일 수 있다.
The particle size of the phosphor may have a D50 value in the range of 14.5 to 18.5 mu m.

특정 예에서는, 상기 형광체는 활성제로서 Li, Na, K, Mg 및 Ca로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소가 더 첨가될 수 있다.
In a specific example, the phosphor may further contain at least one element selected from the group consisting of Li, Na, K, Mg and Ca as an activator.

여기서, Eu 첨가량(a) 및 M 첨가량(b)은 ppm 단위로도 한정될 수 있다. 즉, Eu 첨가량(a)은 100∼5000ppm 범위로, M 첨가량(b)은 100∼10000ppm 범위로 각각 표현될 수 있다.
Here, the amount of Eu added (a) and the amount of M added (b) may be limited in ppm units. That is, the Eu addition amount (a) can be expressed in the range of 100 to 5000 ppm, and the M addition amount (b) can be expressed in the range of 100 to 10000 ppm, respectively.

본 발명의 다른 관점에서는, β형 Si3N4 결정 구조를 가지며, 조성식 Si6 -zAlzOzN8-z:Eua,Mb(여기서, M은 Sr와 Ba 중 선택된 적어도 1종이고, Eu 첨가량(a)은 0.1∼ 5 mol% 범위이며, M 첨가량(b)은 0.1∼10 mol% 범위이고, Al 조성비(z)는 0.1 < z < 1을 만족함)으로 표현되는 산질화물 형광체를 제조하기 위해서, Si 함유 산화물 또는 질화물, Al 함유 산화물 또는 질화물, Eu 함유 화합물 및 M 함유 화합물을 포함하는 원료물질들을 측량하는 단계;와, 상기 M 함유 화합물 제외한 상기 원료물질을 혼합하여 1차 혼합물을 마련하는 단계;와, 상기 1차 혼합물을 1차 소성하고, 상기 1차 소성 결과물을 분쇄하는 단계;와, 상기 분쇄된 1차 소성 결과물에 상기 M 함유 화합물을 혼합하여 2차 혼합물을 마련하는 단계;와, 상기 2차 혼합물을 2차 소성하고, 상기 2차 소성 결과물을 분쇄하는 단계;를 포함하는 형광체 제조방법을 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a barium titanate zeolite having a ? -Type Si 3 N 4 crystal structure and having a composition formula Si 6 - z Al z O z N 8 -z : Eu a , M b wherein M is at least one selected from Sr and Ba, , The amount of Eu added is in the range of 0.1 to 5 mol%, the amount of M added is in the range of 0.1 to 10 mol%, and the Al composition ratio (z) satisfies 0.1 <z <1) Comprising the steps of: (a) measuring raw materials including Si-containing oxides or nitrides, Al-containing oxides or nitrides, Eu-containing compounds and M-containing compounds, and (b) mixing the raw materials except for the M- And a step of mixing the M-containing compound with the result of the first calcination of the pulverized product to prepare a second mixture, wherein the first calcination result is obtained by firstly calcining the first mixture and pulverizing the first calcination result, ; And secondary firing the secondary mixture and crushing the secondary firing result Step; provides the phosphor production process comprising a.

상기 1차 소성은 1850∼2300℃ 온도 범위에서 수행되며, 상기 2차 소성은 상기 1차 소성 온도보다 낮은 온도에서 수행될 수 있다. 상기 1차 및 2차 소성은 질소 가스 분위기에서 수행될 수 있다.The first firing is performed at a temperature range of 1850 to 2300 ° C, and the second firing may be performed at a temperature lower than the first firing temperature. The primary and secondary firing may be performed in a nitrogen gas atmosphere.

상기 2차 혼합물을 마련하는 단계는, 상기 M 함유 화합물과 함께 활성제로서 Li, Na, K, Mg 및 Ca로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소를 함유한 화합물을 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.
The step of preparing the secondary mixture may include adding a compound containing at least one element selected from the group consisting of Li, Na, K, Mg and Ca as an activator together with the M-containing compound.

본 발명의 또 다른 관점은, 여기광을 방출하는 LED 칩과, 상기 LED 칩 주위에 배치되어 상기 여기광의 적어도 일부를 파장변환하며, 상술된 β 사이알론 형광체를 포함하는 녹색 형광체와, 상기 LED 칩 및 상기 녹색 형광체와 다른 파장의 광을 방출하며, 추가적인 LED 칩 및 다른 종의 형광체 중 적어도 하나에 의해 제공되는 적어도 하나의 발광요소를 포함하는 백색 발광장치를 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a light emitting device comprising: an LED chip emitting excitation light; a green phosphor disposed around the LED chip to wavelength-convert at least a part of the excitation light and including the? Sialon phosphor described above; And at least one light emitting element emitting light of a wavelength different from that of the green phosphor and provided by at least one of an additional LED chip and another kind of phosphor.

여기서, 상기 LED 칩은 자외선광을 방출하는 LED 칩 또는 470㎚보다 큰 피크 파장을 갖는 가시광을 방출하는 LED 칩일 수 있다.Here, the LED chip may be an LED chip emitting ultraviolet light or an LED chip emitting visible light having a peak wavelength larger than 470 nm.

이와 달리, 상기 LED 칩은 430~470nm 범위에 피크파장을 갖는 청색 LED 칩일 수 있다. Alternatively, the LED chip may be a blue LED chip having a peak wavelength in the range of 430 to 470 nm.

이 경우에, 상기 적어도 하나의 발광요소는 적색 형광체를 포함할 수 있다. 상기 적색 형광체의 발광파장 피크는 600∼660nm이고, 상기 녹색 형광체의 발광파장 피크는 500∼550nm일 수 있다. 또한, 상기 청색 LED 칩은 10~30nm의 반치폭을 갖고, 상기 녹색 형광체는 30~100nm의 반치폭을 갖고, 상기 적색 형광체는 50~150nm의 반치폭을 가질 수 있다.In this case, the at least one light emitting element may include a red phosphor. The emission wavelength peak of the red phosphor may be 600 to 660 nm, and the emission wavelength peak of the green phosphor may be 500 to 550 nm. Also, the blue LED chip has a half width of 10 to 30 nm, the green phosphor has a half width of 30 to 100 nm, and the red phosphor has a half width of 50 to 150 nm.

또한, 상기 녹색 형광체의 발광파장피크는 535∼545nm이고, 그 발광파장의 반치폭은 60∼80nm일 수 있다.
The emission wavelength peak of the green phosphor is 535 to 545 nm, and the half width of the emission wavelength may be 60 to 80 nm.

CIE 1941 색좌표계에서, 상기 적색형광체로부터 방출되는 광의 색좌표는 0.55≤x≤0.65, 0.25≤y≤0.35 범위 내에 있고, 청색 LED 칩으로부터 방출되는 광의 색좌표는 0.1≤x≤0.2, 0.02≤y≤0.15 범위 내에 위치할 수 있다.
In the CIE 1941 color coordinate system, the color coordinates of light emitted from the red phosphor are in the range of 0.55? X? 0.65 and 0.25? Y? 0.35, and the color coordinates of light emitted from the blue LED chip are 0.1? X? 0.2, 0.02? Y? Lt; / RTI &gt;

특정 예에서, 상기 적색 형광체는, M1AlSiNx:Re(1≤x≤5)인 질화물계 형광체, M1D:Re인 황화물계 형광체 및 (Sr,L)2SiO4 - xNy:Eu인 실리케이트계 형광체(여기서, 0<x<4, y=2x/3) 중 선택된 적어도 하나이고, 여기서, M1는 Ba, Sr, Ca, Mg 중 선택된 적어도 1종의 원소이고, D는 S, Se 및 Te 중 선택된 적어도 1종의 원소이며, L은 Ba, Ca 및 Mg로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 제2족 원소 또는 Li, Na, K, Rb 및 Cs로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 제1 족 원소이고, Re는 Y, La, Ce, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, F, Cl, Br 및 I 중 선택된 적어도 1종일 수 있다.
In a specific example, the red phosphor is a nitride-based phosphor of M1AlSiN x : Re (1? X? 5), a sulfide phosphor of M1D: Re and a silicate-based phosphor of (Sr, L) 2 SiO 4 - x N y : Eu Wherein M is at least one element selected from among Ba, Sr, Ca, and Mg, D is at least one element selected from the group consisting of S, Se, and Te (where 0 <x < L is at least one element selected from the group consisting of Ba, Ca and Mg or at least one second group element selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb and Cs. And Re may be at least one selected from Y, La, Ce, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, F, Cl,

상기 적어도 하나의 발광요소는 황색 내지 황등색 형광체를 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 황색 내지 황등색 형광체는 실리케이트계 형광체, YAG 및 TAG의 가넷계, 황화물계, 또는 α-SiAlON:Re 형광체일 수 있다.
The at least one light emitting element may further include a yellow to yellowish color phosphor. In this case, the yellow to yellowish color phosphors may be a garnet system, a sulfide system, or an? -SiAlON: Re phosphor of a silicate-based phosphor, YAG and TAG.

한편, 상기 적어도 하나의 발광요소는 적색 LED 칩일 수 있다.
Meanwhile, the at least one light emitting element may be a red LED chip.

일 예에서는, 상기 LED 칩은, 제1 및 제2 전극이 동일한 면을 향하도록 배치된 구조를 가질 수 있다. 다른 예에서, 상기 LED 칩은, 제1 및 제2 전극이 각각 서로 반대되는 다른 면을 향하도록 배치된 구조를 가질 수 있다. In one example, the LED chip may have a structure in which the first and second electrodes are arranged so as to face the same surface. In another example, the LED chip may have a structure in which the first and second electrodes are arranged so as to face each other, which are opposite to each other.

또 다른 예에서, 상기 LED 칩은, 서로 대향하는 제1 및 제2 주면을 가지며, 각각 상기 제1 및 제2 주면을 제공하는 제1 및 제2 도전형 반도체층과 그 사이에 형성된 활성층을 갖는 반도체 적층체와, 상기 제2 주면으로부터 상기 활성층을 지나 상기 제1 도전형 반도체층의 일 영역에 연결된 콘택홀과, 상기 반도체 적층체의 제2 주면 상에 형성되며 상기 제1 도전형 반도체층의 일 영역에 상기 콘택홀을 통해 연결된 제1 전극과, 상기 반도체 적층체의 제2 주면 상에 형성되며 상기 제2 도전형 반도체층에 연결된 제2 전극을 포함할 수 있다. In yet another example, the LED chip has first and second main surfaces opposed to each other, each of the first and second conductivity type semiconductor layers providing the first and second major surfaces, and an active layer formed therebetween A semiconductor light emitting device comprising: a semiconductor laminate; a contact hole connected to one region of the first conductivity type semiconductor layer from the second main surface through the active layer; and a contact hole formed on a second main surface of the semiconductor laminate, A first electrode connected to the one region through the contact hole, and a second electrode formed on the second main surface of the semiconductor stack and connected to the second conductive semiconductor layer.

이 경우에, 상기 제1 및 제2 전극 중 어느 하나는 상기 반도체 적층체의 측방향으로 인출된 구조를 가질 수 있다.
In this case, any one of the first and second electrodes may have a structure that is drawn out laterally of the semiconductor stacked body.

상기 LED 칩이 탑재된 홈부를 갖는 패키지 본체를 더 포함할 수 있다.
And a package body having a groove portion on which the LED chip is mounted.

상기 LED 칩을 봉지하는 수지 포장부를 더 포함하며, 상기 복수의 형광체 중 적어도 하나는 상기 수지 포장부 내에 분산될 수 있다. 이와 달리, 상기 복수의 형광체는 각각 서로 다른 복수의 형광체 함유 수지층을 형성하며, 상기 복수의 형광체 함유 수지층은 적층된 구조를 가질 수 있다.
And a resin packing portion for sealing the LED chip, wherein at least one of the plurality of phosphors may be dispersed in the resin package portion. Alternatively, the plurality of phosphors may form a plurality of different phosphor-containing resin layers, respectively, and the plurality of phosphor-containing resin layers may have a laminated structure.

상기 백색 발광장치에서 방출되는 백색광의 연색지수(CRI)는 70 이상일 수 있다. The color rendering index (CRI) of the white light emitted from the white light emitting device may be 70 or more.

또한, 본 발명은 상기한 형광체를 파장변환물질로 이용하는 면광원 장치, 디스플레이 장치 및 조명 장치를 제공한다.The present invention also provides a surface light source device, a display device, and a lighting device using the above-mentioned phosphor as a wavelength conversion material.

β-사이알론(SiAlON) 결정인 호스트 메트릭스의 공극(empty sphere)에 Sr을 소정량 첨가함으로써 종래의 β-사이알론(SiAlON) 형광체보다 크게 향상된 휘도(예, 약 20% 정도)를 가질 뿐만 아니라, 더 단파장화된 녹색 형광체를 제공할 수 있다.(for example, about 20%) than conventional? -sialon (SiAlON) phosphors by adding a predetermined amount of Sr to an empty sphere of a host matrix which is a? -sialon (SiAlON) crystal , It is possible to provide a green phosphor having a shorter wavelength.

이러한 녹색 형광체는 CIE 1931 색좌표계에서 표준 RGB(sRGB)의 녹색 영역을 만족시킬 수 있는 색특성을 제공하여 선명한 백색을 제공하는데 기여할 수 있다. 나아가, Sr의 첨가(doping)은 β-사이알론의 상안정화에 기여함으로써 신뢰성 특성을 개선하고, 특히 경시에 따른 효율변화를 좌우하는 y 색좌표의 변화를 크게 감소시킬 수 있으며, 생산성 및 수율 측면에서 큰 개선 효과가 있다.
These green phosphors can contribute to providing a clear white color by providing a color characteristic that can satisfy the green region of standard RGB (sRGB) in the CIE 1931 color coordinate system. Further, the doping of Sr contributes to the stabilization of? -Sialon, thereby improving the reliability characteristics, and in particular, it is possible to greatly reduce the change of the y color coordinate which influences the efficiency change with time, There is a big improvement effect.

또한, 본 발명에서 제안된 β-사이알론 형광체는, 다른 형광체, 예를 들어 청색 및 적색 형광체와 함께 사용되어 넓은 색 표현이 가능할 뿐만 아니라, 재현성이 우수한 발광장치를 제공할 수 있다. 나아가, 백색 발광장치로 구현될 때에, 연색지수가 크게 향상된 우수한 백색광을 제공할 수 있다.Further, the? -Sialon phosphors proposed in the present invention can be used together with other phosphors such as blue and red phosphors to provide a light emitting device capable of expressing a wide color and having excellent reproducibility. Further, when realized with a white light emitting device, it is possible to provide excellent white light with greatly improved color rendering index.

본 발명에 따른 산질화물 형광체는 파장변환물질로서 다양한 형태에 따른 백색 발광장치, 면광원장치, 디스플레이 장치 및 조명장치에 유익하게 적용될 수 있다.The oxynitride phosphor according to the present invention can be advantageously applied to a white light emitting device, a planar light source device, a display device, and a lighting device according to various forms as a wavelength conversion material.

도1은 본 발명에 따른 β-사이알론 형광체의 결정구조를 예시하는 개략도이다.
도2는 실시예1 및 비교예1에 따른 β-사이알론 형광체에 대한 XRD 그래프이다.
도3 및 도4는 각각 실시예1 및 비교예1에 따른 β-사이알론 형광체를 각각 TOF-SIMS을 이용하여 구성원자를 분석한 차트와 사진이다.
도5는 실시예 1 내지 4에 따른 β-사이알론 형광체의 휘도 개선효과를 나타내는 그래프이다.
도6은 형광체에서 방출되는 광의 색좌표 및 경시특성을 설명하기 위한 CIE 1931 색좌표계이다.
도7은 실시예 1 내지 4에 따른 β-사이알론 형광체의 단파장화 효과를 나타내는 그래프이다.
도8은 실시예 1 내지 4에 따른 β-사이알론 형광체의 경시특성 개선효과(y 색좌표 변화량 감소)를 나타내는 그래프이다.
도9는 비교예 1 내지 4에 따른 β-사이알론 형광체의 발광스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도10은 실시예 1, 6 및 7에 따른 β-사이알론 형광체의 발광스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도11은 실시예 8 내지 13과 비교예 5 및 6에 따른 β-사이알론 형광체의 발광스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도12는 실시예 8 내지 13과 비교예 5 및 6에 따른 β-사이알론 형광체의 강도 적분값 및 피크강도를 나타내는 그래프이다.
도13은 실시예 8 내지 13과 비교예 5 및 6에 따른 β-사이알론 형광체의 여기스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도14는 실시예 14 내지 23에 따른 β-사이알론 형광체의 발광스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도15는 실시예 14 내지 23에 따른 β-사이알론 형광체의 강도 적분값 및 피크강도를 나타내는 그래프이다.
도16은 실시예 14 내지 23에 따른 β-사이알론 형광체의 여기스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도17은 실시예 14 내지 23에 따른 β-사이알론 형광체의 피크강도 및 반가폭을 나타내는 그래프이다.
도18은 본 발명에 따른 β-사이알론 형광체의 바람직한 입도 조건을 나타내는 그래프이다.
도19는 본 발명의 일 실시형태에 따른 백색 발광장치를 나타내는 개략도이다.
도20은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 백색 발광장치를 나타내는 개략도이다.
도21은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 백색 발광장치를 나타내는 개략도이다.
도22는 본 발명에 채용되는 녹색 형광체에 대한 스펙트럼이다.
도23a 및 도23b는 본 발명에 채용되는 적색 형광체에 대한 스펙트럼이다.
도24a 및 도24b는 본 발명에 채용되는 황색 또는 황등색 형광체에 대한 스펙트럼이다.
도25는 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 광원모듈을 개략적으로 나타내는 측단면도이다.
도26은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 LED 광원모듈을 개략적으로 나타내는 측단면도이다.
도27은 본 발명에 따른 백색 발광장치에 채용가능한 발광소자의 일 예를 나타낸 측단면도이다.
도28은 본 발명에 따른 백색 발광장치에 채용가능한 발광소자의 다른 예를 나타낸 측단면도이다.
도29 및 도30은 각각 본 발명에 따른 백색 발광장치에 채용가능한 발광소자의 일 예를 나타낸 평면도 및 측단면도이다.
도31은 본 발명에 따른 백색 발광장치에 채용가능한 발광소자의 다른 예를 나타내는 측단면도이다.
도32a 및 도32b는 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 개략도이다.
도33은 본 발명의 일 실시형태에 따른 직하형 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.
도34a 및 도34b는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 에지형 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.
도35는 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 분해사시도이다.
1 is a schematic view illustrating a crystal structure of a? -Sialon phosphor according to the present invention.
2 is an XRD graph of? -Sialon phosphors according to Example 1 and Comparative Example 1. Fig.
FIGS. 3 and 4 are photographs and photographs of the β-sialon phosphors according to Example 1 and Comparative Example 1, respectively, by using TOF-SIMS.
5 is a graph showing the luminance improvement effect of the? -Sialon phosphors according to Examples 1 to 4.
6 is a CIE 1931 color coordinate system for explaining the color coordinates and the time-lapse characteristics of light emitted from the phosphor.
7 is a graph showing the short-wavelength effect of the? -Sialon phosphors according to Examples 1 to 4.
8 is a graph showing the effect of improving the time-lapse characteristics (decrease in y color coordinate change) of the? -Sialon phosphors according to Examples 1 to 4.
9 is a graph showing the emission spectra of? -Sialon phosphors according to Comparative Examples 1 to 4.
10 is a graph showing the emission spectra of? -Sialon phosphors according to Examples 1, 6 and 7. FIG.
11 is a graph showing the emission spectra of? -Sialon phosphors according to Examples 8 to 13 and Comparative Examples 5 and 6. FIG.
12 is a graph showing intensity integral values and peak intensities of? -Sialon phosphors according to Examples 8 to 13 and Comparative Examples 5 and 6. FIG.
13 is a graph showing excitation spectra of? -Sialon phosphors according to Examples 8 to 13 and Comparative Examples 5 and 6. FIG.
14 is a graph showing emission spectra of? -Sialon phosphors according to Examples 14 to 23. FIG.
15 is a graph showing intensity integral values and peak intensities of? -Sialon phosphors according to Examples 14 to 23;
16 is a graph showing excitation spectra of? -Sialon phosphors according to Examples 14 to 23;
17 is a graph showing the peak intensity and the half-value width of? -Sialon phosphors according to Examples 14 to 23;
18 is a graph showing preferable particle size conditions of the? -Sialon phosphors according to the present invention.
19 is a schematic diagram showing a white light emitting device according to an embodiment of the present invention.
20 is a schematic view showing a white light emitting device according to another embodiment of the present invention.
21 is a schematic view showing a white light emitting device according to still another embodiment of the present invention.
22 is a spectrum of a green phosphor used in the present invention.
23A and 23B are spectra for the red phosphors employed in the present invention.
24A and 24B are spectra for yellow or yellowish-white phosphors employed in the present invention.
25 is a side sectional view schematically showing an LED light source module according to an embodiment of the present invention.
26 is a side cross-sectional view schematically showing an LED light source module according to another embodiment of the present invention.
27 is a side cross-sectional view showing an example of a light emitting device employable in a white light emitting device according to the present invention.
28 is a side cross-sectional view showing another example of a light emitting device that can be employed in the white light emitting device according to the present invention.
29 and 30 are a plan view and a side sectional view showing an example of a light emitting device which can be employed in the white light emitting device according to the present invention, respectively.
31 is a side cross-sectional view showing another example of a light emitting device that can be employed in the white light emitting device according to the present invention.
32A and 32B are schematic diagrams showing a backlight unit according to various embodiments of the present invention.
33 is a cross-sectional view showing a direct-type backlight unit according to an embodiment of the present invention.
34A and 34B are cross-sectional views showing an edge type backlight unit according to another embodiment of the present invention.
35 is an exploded perspective view showing a display device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings and embodiments.

본 발명의 일 관점에 따른 형광체는, β형 Si3N4 결정 구조를 가지며, 조성식 Si6 - zAlzOzN8 -z:Eua,Mb으로 표현되는 산질화물을 포함하며, 상기 조성식은 아래의 조건을 만족한다. The phosphor according to one aspect of the present invention comprises an oxynitride having a? -Type Si 3 N 4 crystal structure and expressed by a composition formula Si 6 - z Al z O z N 8 -z : Eu a , M b , The composition formula satisfies the following conditions.

1) M은 Sr와 Ba 중 선택된 적어도 1종임;1) M is at least one selected from Sr and Ba;

2) Eu 첨가량(a)은 0.1∼5 mol% 범위임;2) Eu added amount (a) ranges from 0.1 to 5 mol%;

3) M 첨가량(b)은 0.1∼5 mol% 범위임; 및3) The amount of M added (b) is in the range of 0.1 to 5 mol%; And

4) Al 조성비(z)는 0.1 < z < 1임.
4) Al composition ratio (z) is 0.1 <z <1.

본 발명에 따른 형광체는 자외선 영역에 걸쳐 청색 영역까지의 파장에 의해 여기되어 녹색 발광을 제공할 수 있다. 즉, 300㎚∼480㎚ 범위에 피크 파장을 갖는 여기원을 조사하여 500∼550㎚ 범위에 피크 파장을 갖는 광을 방출하는 형광체를 녹색 형광체를 제공한다. 특히, 자외선 대역의 여기광일 경우에, 더욱 높은 변환효율을 기대할 수 있다.
The phosphor according to the present invention can be excited by the wavelength up to the blue region over the ultraviolet region to provide green light emission. That is, the green phosphor is a phosphor that emits light having a peak wavelength in the range of 500 to 550 nm by irradiating an excitation source having a peak wavelength in the range of 300 nm to 480 nm. Particularly, in the case of the excitation light in the ultraviolet band, higher conversion efficiency can be expected.

이와 같이, 본 발명에 따른 형광체는 β형 Si3N4 결정 구조를 갖는 Si6 -zAlzOzN8-z인 호스트 메트릭스에, Eu와 함께, Sr 및 Ba 중 어느 하나 또는 Sr과 Ba을 모두 첨가시킨 β 사이알론계 형광체이다.
As described above, the phosphor according to the present invention is characterized in that any one of Sr and Ba, or Sr and Ba is added to the host matrix Si 6 - z Al z O z N 8 - z having a β type Si 3 N 4 crystal structure, Based sialon-based phosphor.

도1에 도시된 바와 같이, Eu와 함께 첨가되는 Sr(또는 Ba)은, 호스트 메트릭스를 구성하는 원소(예, Si 또는 Al)를 치환하지 않고, 공극(empty sphere)에 도펀트로서 첨가되는 형태이다. 즉, 본 발명에서 Sr 또는 Ba의 첨가는 호스트 메트릭스를 변형시키지 않는다(도2 참조).
As shown in FIG. 1, Sr (or Ba) added together with Eu is a form in which an element constituting the host matrix (for example, Si or Al) is not substituted and added as a dopant to an empty sphere . That is, in the present invention, the addition of Sr or Ba does not modify the host matrix (see FIG. 2).

Sr와 Ba 중 선택된 적어도 1종인 M은 첨가되어 β-사이알론 형광체의 상안정화에 기여하여 신뢰성을 향상시키고, 발광효율을 개선할 뿐만 아니라, 단파장화하는 역할을 한다. M, which is at least one selected from Sr and Ba, is added to contribute to phase stabilization of the? -Sialon phosphor to improve reliability, improve light emission efficiency, and shorten wavelength.

이러한 M의 첨가량(b)은 0.1∼5 mol% 범위일 수 있다. Sr이 0.1 mol% 미만인 경우에 효율개선 효과 및 단파장화 효과가 충분하지 않으며, 5 mol%를 초과하는 경우에는 Sr을 첨가하지 않은 형광체보다 오히려 효율이 저하되는 문제가 있다. 바람직하게는 상기 Sr 첨가량(a)은 0.5∼3 mol% 범위일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 Sr 첨가량(a)은 1∼1.5 mol% 범위일 수 있다. 특히, M을 첨가하지 않는 경우보다 휘도는 20% 이상의 수준으로 개선되므로, 높은 변환효율을 개선할 수 있다.
The addition amount (b) of M may range from 0.1 to 5 mol%. When the Sr content is less than 0.1 mol%, the efficiency improvement effect and short wavelength effect are not sufficient. When the Sr content exceeds 5 mol%, the efficiency is lowered rather than the Sr-free phosphor. Preferably, the Sr addition amount (a) may range from 0.5 to 3 mol%. More preferably, the Sr addition amount (a) may be in the range of 1 to 1.5 mol%. In particular, since the luminance is improved to a level of 20% or more as compared with the case where M is not added, high conversion efficiency can be improved.

상기한 조성식에 따른 형광체는 여기원 조사에 의해 형광체에서 방출되는 광의 피크 파장은 540㎚ 이하로 상대적으로 단파장화되는 경향을 나타낼 수 있다. 따라서, 표준 RGB에서 요구하는 녹색의 파장 특성을 비교적 높은 수준으로 만족시킬 수 있다. 즉, 상기 여기원 조사에 의해 상기 형광체에서 방출되는 광을 CIE 1931 색도좌표에서 (x, y)값으로 표현될 때에, x와 y는 각각 x≤0.336 및 y≥0.637을 만족할 수 있으므로, 선명한 백색광을 제공할 수 있는 녹색 형광체를 유익하게 사용될 수 있다.
The phosphor according to the above composition formula can exhibit a tendency that the peak wavelength of light emitted from the phosphor by excitation irradiation is relatively short wavelengths of 540 nm or less. Therefore, it is possible to satisfy a relatively high level of the green wavelength characteristic required by the standard RGB. That is, when the light emitted from the phosphor by the excitation light source is represented by (x, y) values in CIE 1931 chromaticity coordinates, x and y can satisfy x? 0.336 and y? 0.637, Can be beneficially used.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 채택된 M 도펀트는 공극에 첨가되므로, β-사이알론 형광체를 보다 상안정화시킴으로써 경시에 따른 효율 변화를 감소시킬 수 있다. 일반적으로 경시에 따른 효율의 변화는 y 색좌표에 의존한다. As described above, since the M dopant employed in the present invention is added to the pores, it is possible to further stabilize the? -Sialon phosphor to thereby reduce the efficiency change over time. In general, the change in efficiency with time depends on the y color coordinate.

이러한 y의 변화량을 일 측정방법에 따라 상기 형광체를 청색 발광다이오드에 적용하고 3.3 V, 120㎃로 구동을 시작할 때에 방출되는 광에서 측정된 CIE 1931 색도좌표 중 y 값을 y1이라고 하고, 상기 구동조건을 85℃에서 24시간 동안 지속하여 실시한 후에 방출되는 광에서 측정된 CIE 1931 색도좌표 중 y값을 y2라 할 때에, y2-y1로 정의할 수 있다. 이 경우에, 상기 형광체에서 방출되는 광의 CIE 1931 색도좌표에서 y의 변화량이 -0.0065 이하일 수 있다.
The y value of the CIE 1931 chromaticity coordinates measured in the light emitted when the phosphor is applied to the blue light emitting diode according to one measuring method and the driving starts at 3.3 V and 120 mA is defined as y1, Is defined as y2-y1 when the y value of the CIE 1931 chromaticity coordinates measured in the emitted light after continuous operation at 85 DEG C for 24 hours is y2. In this case, the amount of change in y in CIE 1931 chromaticity coordinates of the light emitted from the phosphor may be -0.0065 or less.

본 발명의 다른 관점에서는, 상술한 형광체 제조방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a phosphor as described above.

우선, 상기한 조성식에서 요구되는 원하는 화학양론에 만족하도록 Si 함유 산화물 또는 질화물, Al 함유 산화물 또는 질화물, Eu 함유 화합물 및 M 함유 화합물을 포함하는 원료물질들을 측량한다. First, raw materials including Si-containing oxides or nitrides, Al-containing oxides or nitrides, Eu-containing compounds and M-containing compounds are measured to satisfy the desired stoichiometry required in the above composition formula.

이어, 상기 M 함유 화합물 제외한 상기 원료물질을 혼합하여 1차 혼합물을 마련한다. 다음으로, 상기 1차 혼합물을 1차 소성하고, 상기 1차 소성 결과물을 분쇄/밀링하고, 상기 분쇄된 1차 소성 결과물에 상기 M 함유 화합물을 혼합하여 2차 혼합물을 마련한다. 이어, 상기 2차 혼합물을 2차 소성하고, 상기 2차 소성 결과물을 분쇄함으로써 상술된 β-사이알론 형광체를 얻을 수 있다. 추가적으로, 얻어진 형광체를 산세 처리하여 결정화를 높일 수 있다.
Next, the raw materials except for the M-containing compound are mixed to prepare a primary mixture. Next, the primary mixture is firstly calcined, the primary calcination result is crushed / milled, and the crushed primary calcination result is mixed with the M-containing compound to prepare a secondary mixture. Next, the above-mentioned? -Sialon phosphors can be obtained by secondary firing the secondary mixture and pulverizing the secondary firing result. In addition, the obtained phosphor can be subjected to pickling treatment to enhance crystallization.

본 발명에서, 2차에 걸친 소성 처리를 이용하여 β-사이알론의 호스트 메트릭스에 Sr를 첨가시킬 수 있다. 또한, 상기 1차 소성보다 낮은 온도에서 2차 소성을 실시함으로써 이러한 공정을 원활히 수행할 수 있다. In the present invention, Sr can be added to the host matrix of? -Sialon using secondary firing treatment. In addition, this step can be smoothly carried out by performing second firing at a temperature lower than the first firing.

특히, 2차 소성온도를 1차 소성온도(1850∼2300℃)보다 낮은 온도에서 수행하므로, 원하는 1족 및 2족 원소를 함유한 화합물을 1차 소성결과물과 혼합하여 2차 소성을 실시함으로써, 추가적인 활성제로서 1족 및 2족 원소를 추가적으로 첨가할 수 있다. 상기 추가적인 활성제 첨가는 단파장화에 크게 기여할 수 있다. 이러한 1족 및 2족 원소는 Li, Na, K, Mg 및 Ca로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소일 수 있다.
Particularly, since the second firing temperature is lower than the first firing temperature (1850 to 2300 ° C), the second firing is performed by mixing the compound containing the desired Group 1 and Group 2 elements with the first firing result, Additional Group 1 and Group 2 elements may be added as additional activators. This additional activator addition can contribute significantly to short wavelengths. These Group 1 and Group 2 elements may be at least one element selected from the group consisting of Li, Na, K, Mg, and Ca.

이하, 형광체 제조방법의 각 공정예를 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each step example of the phosphor manufacturing method will be described in more detail.

원료물질들의 혼합은 건식과 습식 두 가지 방법 중 하나를 사용할 수 있다. Mixing of raw materials can be done by either dry or wet methods.

먼저, 습식혼합 방식에 따르면, 상기 칭량된 혼합물과, 원료물질의 혼합과정 및 분쇄를 도와주는 볼(ball)과 용매를 삽입하여 혼합한다. 이때 볼은 산화규소(Si3N4) 혹은 지르코니아 (ZrO2) 재질 혹은 일반적으로 원료혼합시에 사용되는 볼을 사용할 수 있다. 용매는 D.I. 워터(Water), 에탄올 등의 알코올류 혹은 n-헥산(Hexane) 등의 유기용매 모두 사용 가능하다. 즉, 원료물질과 용매 및 볼을 삽입한 후 용기를 밀폐시키고, 밀러(miller) 등의 장치를 이용하여 1 내지 24 시간 정도 원료물질을 균질하게 혼합시킬 수 있다. 혼합과정이 완료된 후, 혼합된 원료물질과 볼을 분리시키고, 건조로(oven)에서 1∼48 시간 정도의 건조과정을 통하여 용매를 대부분 건조시킬 수 있다. 건조가 완료된 분말을 금속 혹은 폴리머 재질 체(sieve)를 이용하여 원하는 마이크로미터 사이즈 조건으로 균일하게 분급할 수 있다.
First, according to the wet mixing method, a ball and a solvent that help the mixing process and the pulverization of the raw material and the raw material are inserted and mixed. At this time, the balls may be made of silicon oxide (Si 3 N 4 ) or zirconia (ZrO 2 ) material, or balls generally used in raw material mixing. The solvent may be any of alcohols such as DI water and ethanol, or organic solvents such as n-hexane. That is, the raw material, the solvent and the ball are inserted, the container is sealed, and the raw material can be homogeneously mixed for about 1 to about 24 hours by using a device such as a miller. After the mixing process is completed, the mixed raw material and the balls may be separated, and most of the solvent may be dried in a drying oven for about 1 to 48 hours. The dried powder can be uniformly classified into a desired micrometer size condition using a metal or polymer sieve.

한편, 건식혼합 방식에 따르면, 용매를 사용하지 않고 용기에 원료물질들의 삽입하고 밀링 머신(milling machine)을 이용하여 상기 원료물질들을 균질하게 혼합한다. 혼합시간은 1∼24 시간 정도이며 이때 볼을 원료물질과 같이 삽입하여, 혼합을 좀더 용이하게 하여 혼합시간을 단축시킬 수 있다. 이러한 건식혼합 방식은 습식에 비해 용매의 건조과정이 필요 없는 관계로 전체 공정시간을 줄일 수 있는 장점이 있다. 원료물질의 혼합이 완료되면, 습식혼합과 마찬가지로 혼합과정이 완료된 분말을 금속 혹은 폴리머 재질의 체(sieve)를 이용하여 원하는 마이크로미터 사이즈 조건으로 균일하게 분급할 수 있다. 이러한 형광체의 입도조건에 대해서는 도19를 참조하여 후술하기로 한다.
On the other hand, according to the dry mixing method, the raw materials are homogeneously mixed using a milling machine by inserting raw materials into a container without using a solvent. The mixing time is about 1 to 24 hours, and the mixing time can be shortened by inserting the balls together with the raw material, thereby facilitating the mixing. Such a dry mixing method has an advantage in that the drying time of the solvent is not required compared with the wet method, thereby reducing the entire process time. Once the mixing of the raw materials is completed, the powder having been subjected to the mixing process as in the wet mixing can be uniformly classified into a desired micrometer size condition using a metal or polymer sieve. The grain size conditions of such a phosphor will be described later with reference to Fig.

소성공정은 분급된 혼합분말을 질화붕소(BN) 도가니에 충진시키고 소성공정을 진행할 수 있다. 이 때에 소성공정은 가열로를 이용하여 원하는 소성온도(예, 1850~ 2300℃, 1000 ~ 1800℃)의 온도에서 1∼24 시간 정도 이루어진다. 소성과정 중의 분위기는 질소(N2) 100% 혹은 수소를 1∼10 % 포함된 혼합 질소 가스를 이용할 수 있다. 합성된 형광체 분말을 유발 혹은 분쇄기를 이용하여 균질하게 분쇄한 후 후열처리 공정을 1회 내지 3회 반복 실시하여 형광체의 휘도를 향상시킬 수 있다.
In the firing process, the classified mixed powder can be filled in a boron nitride (BN) crucible and the firing process can be carried out. At this time, the firing process is performed using a heating furnace at a desired firing temperature (for example, 1850 to 2300 ° C, 1000 to 1800 ° C) for 1 to 24 hours. The atmosphere during the firing process may be a mixed nitrogen gas containing 100% of nitrogen (N 2 ) or 1 to 10% of hydrogen. The synthesized phosphor powders are homogeneously pulverized using a pulverizer or a pulverizer, and then the post heat treatment process is repeated one to three times to improve the brightness of the phosphor.

이하, 다양한 실시예를 통해서 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to various examples.

(( 실시예Example 1) One)

원료물질 Si3N4, AlN, Al2O3, Eu2O3, SrCO3을 아래의 표1의 조성비를 만족하는 화학양론비로 칭량하여 실시예1에 따른 원료물질군을 마련한다. 상기 원료물질군에서 SrCO3을 제외하고 나머지 원료물질을 볼밀을 이용하여 에탄올 용매와 혼합한다.
Raw material materials Si 3 N 4 , AlN, Al 2 O 3 , Eu 2 O 3 , and SrCO 3 were weighed in stoichiometric ratios satisfying the composition ratios shown in Table 1 below to prepare raw material groups according to Example 1. In the raw material group, the remaining raw materials except SrCO 3 are mixed with an ethanol solvent using a ball mill.

*원료혼합물을 건조기를 사용하여 에탄올 용매를 휘발시키고, 질화붕소(BN) 도가니에 건조된 1차 원료혼합물을 충진한다. 1차 원료혼합물이 충진된 질화붕소 도가니를 가열로에 삽입하고, N2 분위기의 가스상태에서 2050℃로 10시간 동안 1차 소성한다. * The raw material mixture is volatilized with an ethanol solvent using a drier and filled with a dried primary raw material mixture in a boron nitride (BN) crucible. The primary raw material mixture is inserted into a boron nitride crucible filled with the heating, and the primary firing for 10 hours in the gas phase of the N 2 atmosphere at 2050 ℃.

1차 소성 결과물을 분쇄한 후에 칭량된 SrCO3을 넣어 함께 밀러를 이용하여 2차 혼합한다. 이어 2차 혼합물을 다시 1750℃에서 소성하여 실시예1의 조성비에 따른 형광체를 제조하였다. 제조된 형광체를 분쇄하고, 소정의 후열처리 및 산세공정을 통해 최종 Si5 .8Al0 .2O0 .2N7 .8:Eu0 .0152,Sr0 .01인 β-사이알론 형광체를 마련하였다.
After grinding the result of the first firing, the weighed SrCO 3 is added and the mixture is mixed with a miller. Subsequently, the secondary mixture was further fired at 1750 ° C to prepare a phosphor according to the composition ratio of Example 1. The produced phosphor was pulverized and subjected to a predetermined post heat treatment and a pickling process to obtain a final Si 5 .8 Al 0 .2 O 0 .2 N 7 .8 : Eu 0 .0152 , Sr 0 .01 β-sialon phosphors Respectively.

(( 비교예Comparative Example 1) One)

Sr 원료물질에 관련된 사항만을 제외하고 실시예1의 조건 중 1차 소성 조건까지 공정과 동일하게 실행한 후에, 얻어진 형광체를 실시예1 조건과 동일하게 분쇄하고, 후열처리 및 산세공정을 통해 Si5 .8Al0 .2O0 .2N7 .8:Eu0 .0152인 β-사이알론 형광체를 마련하였다.
The phosphor was pulverized in the same manner as in Example 1 and subjected to a post-heat treatment and a pickling process to obtain Si 5 8 Al 0 .2 O 0 .2 N 7 .8 : Eu 0 .0152 was prepared.

우선, 실시예1 및 비교예1에 따른 β-사이알론 형광체에 대해서 XRD 분석을 실시하였다. 그 결과를 도1의 XRD 그래프로 나타내었다.
First, the? -Sialon phosphors according to Example 1 and Comparative Example 1 were subjected to XRD analysis. The results are shown in the XRD graph of FIG.

도1에서 나타난 바와 같이, Sr을 포함한 β-사이알론 형광체(실시예1)와 Sr은 포함하지 않는 β-사이알론 형광체(비교예1)은 동일한 결정피크를 갖는 것을 확인할 수 있다. 즉, 실시예1 및 비교예1에 따른 β-사이알론 형광체는 모두 동일한 β형 Si3N4 결정 구조를 갖는다. As shown in Fig. 1, it can be confirmed that? -Sialon phosphors containing Sr (Example 1) and? -Sialon phosphors containing no Sr (Comparative Example 1) have the same crystal peaks. That is, the? -Sialon phosphors according to Example 1 and Comparative Example 1 all have the same? -Type Si 3 N 4 crystal structure.

이와 같이, 실시예1에서 첨가된 Sr은 결정구조 영향을 주지 않은 것임을 확인할 수 있다.
As described above, it can be confirmed that Sr added in Example 1 did not affect the crystal structure.

추가적으로, 실시예1에 Sr이 첨가된 것을 확인하기 위해서 Sr 농도를 검출하기 위한 TOF-SIMS측정을 하였다.
Further, in order to confirm that Sr was added to Example 1, TOF-SIMS measurement for detecting the Sr concentration was performed.

도3b(비교예1)의 그래프에는 Sr 검출이 확인되지 않았으나, 도3a(실시예1)을 참조하면, Sr이 도핑된 것을 확인할 수 있었다(4번째 차트 참조). 이는 정성적으로 평가한 도4a 및 도4b에서도 유사하게 확인될 수 있다. 즉, 도4b(비교예1)에는 Sr이 존재하지 않는데 반해, 도4a(실시예1)에서 Sr은 존재하는 것으로 나타났다.
In the graph of FIG. 3B (Comparative Example 1), Sr detection was not confirmed, but referring to FIG. 3A (Example 1), it was confirmed that Sr was doped (see the fourth chart). This can similarly be confirmed in FIGS. 4A and 4B which are qualitatively evaluated. That is, in FIG. 4B (Comparative Example 1), there is no Sr, whereas in FIG. 4A (Example 1), Sr exists.

본 측정 및 검출결과에 따르면, 실시예1에서 Sr는 구성원소와 치환되지 않고, 결정구조를 유지하면서 공극에 도핑된 것임을 확인할 수 있다.
According to the present measurement and detection results, it can be confirmed that Sr is not substituted with constituent elements in Example 1, but is doped into vacancies while maintaining the crystal structure.

구분division Al(z)Al (z) Eu(a)Eu (a) Sr(b)Sr (b) 비교예1Comparative Example 1 0.20.2 0.01520.0152 없음none 실시예1Example 1 0.20.2 0.01520.0152 1mol%1 mol% 실시예2Example 2 0.20.2 0.01520.0152 1.5mol%1.5 mol% 실시예3Example 3 0.20.2 0.01520.0152 2mol%2 mol% 실시예4Example 4 0.20.2 0.01520.0152 3mol%3 mol% 실시예5Example 5 0.20.2 0.01520.0152 4mol%4 mol%

(( 실시예Example 2 내지 5) 2 to 5)

실시예 2 내지 5에서는 실시예1의 조건과 동일하게 실행하되, 상기한 표1의 조성비를 만족하도록 각각 Sr을 1.5 mol%, 2 mol%, 3 mol% 및 4 mol%가 첨가된 β-사이알론 형광체를 제조하였다.
Examples 2 to 5 were carried out in the same manner as in Example 1 except that Sr was added in an amount of 1.5 mol%, 2 mol%, 3 mol% and 4 mol%, respectively, so as to satisfy the composition ratio shown in Table 1 Alon phosphors were prepared.

실시예 1 내지 5에 따른 β-사이알론 형광체와 비교예1에 따른 β-사이알론 형광체에 대해서, 색좌표와, 460㎚의 여기광원에서 발광스펙트럼(피크파장 및 반가폭)과 함께 휘도를 측정하였다.
The? -Sialon phosphors according to Examples 1 to 5 and? -Sialon phosphors according to Comparative Example 1 were measured for luminance along with the color coordinates and the emission spectrum (peak wavelength and half value width) in the excitation light source at 460 nm .

구분
division
색좌표Color coordinates 피크파장
(㎚)
Peak wavelength
(Nm)
반가폭
Half full width
휘도
(%)
Luminance
(%)
xx yy 비교예1Comparative Example 1 0.33850.3385 0.63520.6352 540.6540.6 51.051.0 100100 실시예1Example 1 0.33440.3344 0.63720.6372 540.0540.0 52.552.5 121.6121.6 실시예2Example 2 0.33240.3324 0.63980.6398 539.5539.5 52.052.0 123.5123.5 실시예3Example 3 0.32730.3273 0.63980.6398 539.0539.0 52.252.2 119.6119.6

휘도 측정 결과는 Sr이 첨가되지 않는 비교예1를 기준(100)으로 하여 실시예 1 내지 5의 휘도를 표시하여 표2와 함께, 도5의 그래프로 나타내었다. 도5에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3에 따른 β-사이알론 형광체는 Sr이 첨가되지 않는 비교예1의 β-사이알론 형광체보다 상대 휘도가 20% 이상까지 개선되는 것을 확인할 수 있다. 한편, Sr 첨가량이 3mol%, 4 mol% 인 경우(실시예4 및 5), 각각 111.2%, 105%로 휘도증가폭이 다소 작아지는 것으로 확인되었다. The luminance measurement results are shown in the graph of FIG. 5 together with Table 2 together with the luminance of Examples 1 to 5, with Comparative Example 1 in which Sr is not added as a reference (100). As shown in FIG. 5, it can be seen that the? -Sialon phosphors according to Examples 1 to 3 are improved in relative luminance to 20% or more than the? -Sialon phosphors of Comparative Example 1 in which Sr is not added. On the other hand, it was confirmed that the luminance increase was slightly reduced to 111.2% and 105% when the addition amount of Sr was 3 mol% and 4 mol% (Examples 4 and 5), respectively.

따라서, 휘도 개선, 즉 효율 개선 측면에서 Sr의 첨가량은 0.1∼5 mol%으로 정할 수 있다.바람직하게는, 0.5∼3 mol% 이며, 더 바람직하게는, 실시예 1 내지 3에서 제시된 바와 같이, 1∼1.5 mol%일 수 있다.
Therefore, in terms of the improvement of the luminance, that is, the efficiency, the addition amount of Sr can be set to 0.1 to 5 mol%, preferably 0.5 to 3 mol%, and more preferably, as shown in Examples 1 to 3, 1 to 1.5 mol%.

한편, 실시예1 내지 5에 따른 β-사이알론 형광체의 색좌표는, 비교예1과 대비하여, 뚜렷한 특징을 나타낸다. 즉, 표2에 나타난 바와 같이, 실시예1 내지 5의 색좌표 중 x 값은 비교예1의 β-사이알론 형광체의 x값보다 낮아지고(단파장화), y값은 높아지는 경향을 나타낸다. 이와 관련하여 피크파장의 경우에, 실시예 1 내지 5에서 모두 540㎚이하로 단파장화 되었음을 확인하였다. 특히, 이러한 경향은 도7에 나타난 바와 같이 Sr 첨가량의 증가에 따라 커질 수 있다.
On the other hand, the color coordinates of the? -Sialon phosphors according to Examples 1 to 5 show distinct characteristics as compared with Comparative Example 1. That is, as shown in Table 2, the x value of the color coordinates of Examples 1 to 5 is lower than the x value of the? -Sialon phosphor of Comparative Example 1 (short wavelength) and the y value tends to be higher. In this connection, it was confirmed that in the case of the peak wavelength, all of Examples 1 to 5 were short-wavelengthed to 540 nm or less. Particularly, this tendency can be increased as the amount of Sr added increases as shown in Fig.

실시예 1 내지 5에 제시된 색좌표는 sRGB의 녹색 발광조건을 높은 수준으로 만족시킬 수 있는 장점을 제공한다. 즉, 도6의 CIE 1931 색좌표계에서 녹색발광 좌표는 대체적으로 x가 낮고, y가 높을수록 유리하다고 볼 수 있다. 실시예 1 내지 에 따른 β-사이알론 형광체의 발광 색좌표는 x가 0.336 이하이고, y가 0.637 이상인 것으로 나타나 비교예 1에 비해 유익한 것으로 확인할 수 있었다.
The color coordinates shown in Examples 1 to 5 provide the advantage of satisfying a high level of green light emission condition of sRGB. That is, in the CIE 1931 color coordinate system of FIG. 6, the green emission coordinates are generally as low as x and higher as y. The emission color coordinates of the? -Sialon phosphors according to Examples 1 and 2 were found to be advantageous as compared with Comparative Example 1 in that x was 0.336 or less and y was 0.637 or more.

또한, 실시예 1 내지 5에 따른 β-사이알론 형광체는 Sr 첨가에 의해 상안정화를 높일 수 있으므로, 경시에 따른 변환효율의 변화를 크게 감소시킬 수 있다. 특히, 이러한 효율 변화는 y 색좌표의 변화로 비교 판단할 수 있다. 도8은 경시특성 개선효과로서 비교예 1과 함께 실시예 1 내지 3의 y 변화량을 나타내는 그래프이다.
Further, the? -Sialon phosphors according to Examples 1 to 5 can increase the phase stabilization by adding Sr, so that the change in conversion efficiency with the passage of time can be greatly reduced. In particular, such an efficiency change can be determined by a change in y color coordinate. Fig. 8 is a graph showing the y change amount in Examples 1 to 3 together with Comparative Example 1 as an effect of improving the aging characteristics.

이러한 y의 변화량을 측정하는 방법은 다양한 방법이 존재하지만, 본 실험에서는 상기 형광체를 460nm의 청색 발광다이오드에 적용하고 3.3 V, 120㎃로 구동을 시작할 때에 방출되는 광에서 측정된 CIE 1931 색도좌표 중 y 값을 y1이라고 하고, 상기 구동조건을 85℃에서 24시간 동안 지속하여 실시한 후에 방출되는 광에서 측정된 CIE 1931 색도좌표 중 y값을 y2라 할 때에, y2-y1로 정의하였다.
In this experiment, the phosphor is applied to a blue light emitting diode (LED) having a wavelength of 460 nm and the driving voltage is set to 3.3 V and 120 mA. In this experiment, the CIE 1931 chromaticity coordinates y2 is defined as y2-y1 when y value is y1 and the y value of the CIE 1931 chromaticity coordinates measured in the light emitted after the drive condition is maintained for 24 hours at 85 DEG C is y2.

그 결과, 비교예1의 경우에는 -0.0071로 높게 나타났으나, 본 발명에 해당하는 실시예 1 내지 3의 경우에는 상기 형광체에서 방출되는 광의 CIE 1931 색도좌표에서 y의 변화량이 -0.0065 이하일 수 있다. 경시특성 역시 Sr 첨가량이 높을수록 안정화되는 것을 확인하였다.
As a result, in the case of Comparative Example 1, it was as high as -0.0071, but in Examples 1 to 3 according to the present invention, the change amount of y in CIE 1931 chromaticity coordinates of the light emitted from the phosphor may be -0.0065 or less . The aging characteristics were also confirmed to be stabilized with higher Sr addition.

이하, Sr외 다른 조성을 첨가할 때에 효과 유무를 확인하기 위해서 아래의 비교예 2 내지 5 및 실시예 6 및 7를 실시하였다.
The following Comparative Examples 2 to 5 and Examples 6 and 7 were carried out in order to confirm the presence or absence of the effect when a composition other than Sr was added.

(( 비교예Comparative Example 2 내지 4) 2 to 4)

비교예2 내지 4에서는 SrCO3을 대신하여 Ca 함유 화합물로서 CaCO3를 사용하는 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 조건과 공정으로 상기한 표3의 비교예2 내지 4의 조성비를 만족하도록 각각 Ca을 0.5 mol%, 1.0 mol% 및 1.5 mol%가 첨가된 β-사이알론 형광체를 제조하였다.
In Comparative Examples 2 to 4, the same conditions and processes as in Example 1 were used, except that CaCO 3 was used as a Ca-containing compound in place of SrCO 3 , so that the composition ratios of Comparative Examples 2 to 4 in Table 3 were satisfied A? -Sialon phosphor to which 0.5 mol% of Ca, 1.0 mol% and 1.5 mol% of Ca were added was prepared.

(( 비교예Comparative Example 5) 5)

비교예5에서는 SrCO3을 대신하여 Ba 함유 화합물로서 MgCO3를 사용하는 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 조건과 공정으로 상기한 표3의 비교예5의 조성비를 만족하도록 각각 Mg을 1.0 mol%가 첨가된 β-사이알론 형광체를 제조하였다.
In Comparative Example 5, except that MgCO 3 was used as the Ba-containing compound instead of SrCO 3 , 1.0 mol of Mg was added to satisfy the composition ratio of Comparative Example 5 shown in Table 3 under the same conditions and process as those of Example 1 % Was added to prepare a? -Sialon phosphor.

(( 실시예Example 6) 6)

본 실시예에서는 SrCO3와 함께 추가적으로 Ba 함유 화합물인 BaCO3를 사용하는 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 조건과 공정으로 상기한 표3의 실시예6의 조성비를 만족하도록 각각 Sr, Ba을 각각 0.5 mol%씩 첨가된 β-사이알론 형광체를 제조하였다.
In this example, Sr and Ba were added to satisfy the composition ratio of Example 6 of Table 3 under the same conditions and processes as Example 1, except that BaCO 3 , which is a Ba-containing compound, was used in addition to SrCO 3 . To prepare a? -Sialon phosphor added in an amount of 0.5 mol%.

(( 실시예Example 7) 7)

본 실시예에서는 SrCO3을 대신하여 추가적으로 Ba 함유 화합물인 BaCO3를 사용하는 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 조건과 공정으로 상기한 표3의 실시예7의 조성비를 만족하도록 각각 Ba을 1.0 mol%가 첨가된 β-사이알론 형광체를 제조하였다.
In the present example, Ba and Ba were adjusted to satisfy the composition ratios of Example 7 of Table 3 by the same conditions and processes as Example 1, except that BaCO 3 , which is a Ba-containing compound, was used in place of SrCO 3 . mol% of? -sialon phosphors were prepared.

구분division Al(z)Al (z) Eu(a)Eu (a) 추가 도펀트Additional dopant 종류Kinds 첨가량(mol%)Addition amount (mol%) 비교예1Comparative Example 1 0.20.2 0.01520.0152 없음none 없음none 비교예2Comparative Example 2 0.20.2 0.01520.0152 CaCa 0.50.5 비교예3Comparative Example 3 0.20.2 0.01520.0152 CaCa 1.01.0 비교예4Comparative Example 4 0.20.2 0.01520.0152 CaCa 1.51.5 비교예5Comparative Example 5 0.20.2 0.01520.0152 MgMg 1.01.0 실시예6Example 6 0.20.2 0.01520.0152 Sr, BaSr, Ba 0.5, 0.50.5, 0.5 실시예7Example 7 0.20.2 0.01520.0152 BaBa 1.01.0

실시예 6 및 7에 따른 β-사이알론 형광체와 비교예2 내지 5에 따른 β-사이알론 형광체에 대해서, 색좌표와, 460㎚의 여기광원에서 발광스펙트럼(피크파장 및 반가폭)과 함께 휘도를 측정하여, 그 결과를 표4로 나타내었다.
The? -Sialon phosphors according to Examples 6 and 7 and the? -Sialon phosphors according to Comparative Examples 2 to 5 were evaluated for their chromaticity coordinates and luminance along with emission spectra (peak wavelength and half value width) in an excitation light source of 460 nm And the results are shown in Table 4. [Table 4]

구분
division
색좌표Color coordinates 피크파장
(㎚)
Peak wavelength
(Nm)
반가폭
Half full width
휘도
(%)
Luminance
(%)
xx yy 비교예1Comparative Example 1 0.33850.3385 0.63520.6352 540.6540.6 51.051.0 100100 비교예2Comparative Example 2 0.34570.3457 0.62720.6272 541.5541.5 55.455.4 7575 비교예3Comparative Example 3 0.3690.369 0.60520.6052 541.5541.5 6161 5454 비교예4Comparative Example 4 0.41320.4132 0.56440.5644 542.6542.6 8989 4444 비교예5Comparative Example 5 0.33750.3375 0.63560.6356 540540 52.752.7 9090 실시예6Example 6 0.33280.3328 0.63780.6378 540540 51.551.5 113.4113.4 실시예7Example 7 0.33340.3334 0.63750.6375 540540 51.551.5 116.3116.3

우선, 휘도 측정 결과를 살펴 보면, Sr이 아닌 Ca, Mg을 첨가한 비교예 2 내지 5의 경우에 비교예1을 기준(100)으로 하여 모두 낮아지는 것으로 나타났다(도9 참조). 또한, CIE 1913 색좌표에서, x값은 오히려 커지며(장파장화), y값은 낮아지는 불이익한 경향을 나타냈다.First, in the case of Comparative Examples 2 to 5 in which Ca and Mg were added instead of Sr, the luminance of Comparative Example 1 was lowered to the standard (100) (see FIG. 9). Also, in the CIE 1913 color coordinates, the x value was rather large (long wavelength) and the y value was low, indicating an unfavorable trend.

하지만, 실시예 6 내지 7에 따른 β-사이알론 형광체인 Sr만을 첨가한 경우와 유사하게, 13.4%, 16.3% 휘도가 개선되었다(도10 참조). 또한, CIE 1913 색좌표에서는, 앞선 실시예와 유사하게, x값은 낮아지고(단파장화), y값은 높아지는 경향을 나타내었다.However, the luminance was improved by 13.4% and 16.3%, similarly to the case of adding only Sr, which is the? -Sialon phosphor according to Examples 6 to 7 (refer to FIG. 10). In the CIE 1913 color coordinates, similarly to the foregoing embodiment, the x value was lowered (shorter wavelength) and the y value was higher.

이와 같이, 휘도뿐만 아니라 색좌표 측면에서 Ca, Mg의 경우에는 Sr을 대체하는 활성제로서 사용되기에는 적절치 않은데 반하여, Sr과 함께 Ba을 사용하거나 Sr 대신에 Ba만을 첨가할 경우에도 유사한 효과를 기대할 수 있는 것으로 확인되었다.
In this way, it is not suitable to be used as an activator substituting for Sr in the case of Ca and Mg in terms of brightness and color coordinate, while a similar effect can be expected when Ba is used together with Sr or Ba is added instead of Sr Respectively.

이하, Al 조성비(z)의 조건을 확인하기 위해서 아래의 실시예 8 내지 13 및 비교예 5 및 6를 실시하였다.
The following Examples 8 to 13 and Comparative Examples 5 and 6 were conducted to confirm the conditions of the Al composition ratio (z).

(( 실시예Example 8 내지 13) 8 to 13)

본 실시예들에서는 AlN 및 Al2O3을 최종 형광체에서 Al 조성비(z)가 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 1.0 (각각 실시예 8 내지 13)이 되도록 칭량하고, 1차 원료 혼합물에 함께 혼합하는 것을 제외하고, 실시예1과 동일한 조건과 공정으로 β-사이알론 형광체를 제조하였다.
In the present embodiment, and were weighed so that the 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 and 1.0 (Examples 8 to 13 respectively) Al composition ratio (z) of AlN and Al 2 O 3 in the final phosphor, the primary raw material mixture The β-sialon phosphors were prepared under the same conditions and in the same manner as in Example 1, except that they were mixed together.

(( 비교예Comparative Example 5 및 6) 5 and 6)

본 비교예에서는 AlN 및 Al2O3을 최종 형광체에서 Al 조성비(z)가 1.5, 2.0 (각각 실시예 5 및 6)이 되도록 칭량하고, 1차 원료 혼합물에 함께 혼합하는 것을 제외하고, 실시예1과 동일한 조건과 공정으로 β-사이알론 형광체를 제조하였다.
In this comparative example, except that AlN and Al 2 O 3 were weighed so that the Al composition ratios (z) in the final phosphors were 1.5 and 2.0 (Examples 5 and 6, respectively) and mixed together in the primary raw material mixture 1, the? -Sialon phosphors were prepared under the same conditions and in the same manner as in Example 1.

실시예 8 내지 13에 따른 β-사이알론 형광체와 비교예 5 및 6에 따른 β-사이알론 형광체를 460㎚의 광원으로 여기시켰을 때에, 발광스펙트럼을 측정하여 도11로 나타내었으며, 도12는 각각의 실시예와 비교예에 대한 강도 적분값과 피크강도를 나타낸다. When the? -Sialon phosphors according to Examples 8 to 13 and the? -Sialon phosphors according to Comparative Examples 5 and 6 were excited by a light source of 460 nm, the luminescence spectra were measured and shown in FIG. 11, and FIG. 12 And the intensity integral value and the peak intensity for the Examples and Comparative Examples.

도11 및 도12을 참조하면, Al조성비(z)가 1 이하인 실시예 8 내지 13의 경우에 정규화 강도가 약 0.8 이상으로 높게 나타나는데 반하여, Al조성비(z)가 각각 1.5와 2.0인 비교예 5 및 6은 휘도가 다소 저하되었다. 11 and 12, in the case of Examples 8 to 13 in which the Al composition ratio (z) is 1 or less, the normalization strength is as high as about 0.8 or more, while the Al composition ratios (z) are 1.5 and 2.0, And 6 were somewhat lowered in luminance.

이 결과, Al 조성비(z)는 0.01 내지 1.0으로 설정된다. 바람직하게는, Al조성비(z)는 0.1 내지 0.3이며, 0.23에서 가장 높은 피크를 나타내었다.As a result, the Al composition ratio (z) is set to 0.01 to 1.0. Preferably, the Al composition ratio (z) is 0.1 to 0.3, and the highest peak is obtained at 0.23.

도13은 상기한 실시예 8 내지 13과 비교예 5 및 6에 따른 β-사이알론 형광체의 여기스펙트럼을 나타낸다. 도13에 나타난 바와 같이, 청색 대역(430∼470㎚)보다 오히려 자외선 대역에서 높은 변환효율을 기대할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서, 본 형광체는 자외선을 여기광원으로 하는 장치에서도 유용하게 사용될 수 있다.
13 shows excitation spectra of? -Sialon phosphors according to Examples 8 to 13 and Comparative Examples 5 and 6 described above. As shown in FIG. 13, higher conversion efficiency can be expected in the ultraviolet band rather than the blue band (430 to 470 nm). Therefore, the present phosphor can also be usefully used in an apparatus using ultraviolet rays as an excitation light source.

이하, Eu 첨가량(mol%)의 조건을 확인하기 위해서 아래의 실시예 14 내지 23을 실시하였다.
Hereinbelow, Examples 14 to 23 were carried out in order to confirm the condition of the Eu addition amount (mol%).

(( 실시예Example 14 내지 23) 14 to 23)

본 실시예들에서는 Eu2O3을 최종 형광체에서 Eu 몰비(a)가 0.65, 0.98, 1.30, 1.52, 1.73, 1.95, 2.17, 2.38, 2.60, 3.90 mol% (각각 실시예 14 내지 23)이 되도록 칭량하고, 1차 원료 혼합물에 함께 혼합하는 것을 제외하고, 실시예1과 동일한 조건과 공정으로 β-사이알론 형광체를 제조하였다.
Eu 2 O 3 was added to the final phosphor in such a manner that the Eu molar ratio (a) was 0.65, 0.98, 1.30, 1.52, 1.73, 1.95, 2.17, 2.38, 2.60 and 3.90 mol% (Examples 14 to 23, respectively) A? -Sialon phosphor was prepared in the same condition and in the same manner as in Example 1, except that the raw materials were weighed and mixed together in the primary raw material mixture.

실시예 14 내지 23에 따른 β-사이알론 형광체를 460㎚의 광원으로 여기시켰을 때에, 발광스펙트럼을 측정하여 도14로 나타내었으며, 도15는 각각의 실시예와 비교예에 대한 강도 적분값과 피크강도를 나타낸다. Eu 첨가량(a)은 0.1∼5 mol%로 설정된다. 휘도와 함께 반가폭(도17 참조)를 고려하여 바람직하게는, Eu 첨가량(a)은 0.9∼3 mol% 범위로 볼 수 있다.
14 shows the results of measurement of the luminescence spectrum when the? -Sialon phosphor according to Examples 14 to 23 was excited by a light source of 460 nm, FIG. 15 shows the intensity integral values for the respective Examples and Comparative Examples, It represents strength. The amount of Eu added (a) is set to 0.1 to 5 mol%. Considering the half-value width (see Fig. 17) along with the luminance, the Eu addition amount (a) is preferably in the range of 0.9 to 3 mol%.

도16은 상기한 실시예 8 내지 13과 비교예 5 및 6에 따른 β-사이알론 형광체의 여기스펙트럼을 나타낸다. 도13에 나타난 바와 같이, 청색 대역 및 근자외선(특히 406㎚)보다 오히려 자외선 대역(특히 355㎚)에서 높은 변환효율을 기대할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서, 본 형광체는 자외선을 여기광원으로 채용한 조명 또는 디스플레이 장치에서도 유용하게 사용될 수 있다.
16 shows excitation spectra of? -Sialon phosphors according to Examples 8 to 13 and Comparative Examples 5 and 6 described above. As shown in Fig. 13, high conversion efficiency can be expected in the ultraviolet band (especially 355 nm) rather than the blue band and near ultraviolet ray (especially 406 nm). Therefore, this phosphor can be effectively used in an illumination or display device employing ultraviolet rays as an excitation light source.

이와 같이, 본 발명에서 제안된 β-사이알론 형광체는 발광장치 및 다양한 조명 및 디스플레이 장치에 유익하게 응용될 수 있다. 이러한 응용형태에서, 상기 형광체는 실리콘 수지와 같은 투명 수지에 혼합되어 사용될 수 있다. 투명 수지에 혼합되는 경우에 형광체 분말은 침전을 일으킨다. 예를 들어, 패키지에 적용되기 전에 실린지에 수용된 상태에서나 패키지 적용 후에 경화되기 전에 침전으로 인해 형광체의 불균일한 분포가 발생되고, 패키지에 따라 색좌표 산포가 커지는 문제가 있다. As described above, the? -Sialon phosphors proposed in the present invention can be advantageously applied to light emitting devices and various illumination and display devices. In such an application form, the phosphor may be used in combination with a transparent resin such as a silicone resin. When mixed with a transparent resin, the phosphor powder causes precipitation. For example, there is a problem that uneven distribution of the phosphor occurs due to sedimentation in the state of being accommodated in the syringe before being applied to the package or before curing after the application of the package, and the distribution of color coordinates increases depending on the package.

이러한 색산포를 줄이기 위해서, 침전정도가 일정하게 유지되어야 하며, 형광체 분말은 균일한 것이 바람직하다. 이는 여러 인자 중에서 입도를 통해서 적절히 조절될 수 있다. In order to reduce such color scattering, the degree of precipitation must be kept constant, and the phosphor powder is preferably uniform. It can be appropriately controlled through particle size among several factors.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 β-사이알론 형광체도 입도분포를 분쇄 및 분급공정을 통해서 적절히 제어할 수 있다. 도17에 도시된 바람직한 β-사이알론 형광체의 입도분포가 그래프로 도시되어 있다. 바람직한 입도 조건은 D50값이 14.5∼ 18.5㎛ 범위이며, 보다 바람직하게는 14∼18㎛ 범위일 수 있다. 추가적으로, D10은 8∼11㎛ 범위일 수 있으며, D90은 23∼25㎛일 수 있다.
The? -Sialon phosphors according to various embodiments of the present invention can also appropriately control the particle size distribution through a pulverization and classification process. The particle size distribution of the preferable? -Sialon phosphor shown in FIG. 17 is shown in a graph. A preferred particle size condition is a D50 value in the range of 14.5 to 18.5 mu m, more preferably in the range of 14 to 18 mu m. In addition, D10 may range from 8 to 11 [mu] m, and D90 may be from 23 to 25 [mu] m.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 형광체를 포함하는 다양한 응용형태를 설명하기로 한다.
Hereinafter, various embodiments including a phosphor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도19는 본 발명의 일 실시형태에 따른 백색 발광장치를 나타내는 개략도이다.19 is a schematic diagram showing a white light emitting device according to an embodiment of the present invention.

도19에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 백색 발광 장치(10)는, 청색 LED 칩(15)과 이를 포장하며 상부로 볼록한 렌즈 형상을 갖는 수지 포장부(19)를 포함한다. As shown in FIG. 19, the white light emitting device 10 according to the present embodiment includes a blue LED chip 15 and a resin packing portion 19 having a lens shape convex upward and packing the same.

본 실시형태에 채용된 수지포장부(19)는, 넓은 지향을 확보할 수 있도록 반구 형상의 렌즈 형상을 갖는 형태로 예시되어 있다. 상기 청색 LED 칩(15)는 별도의 회로기판에 직접 실장될 수 있다. 상기 수지 포장부(19)는 상기 실리콘 수지나 에폭시 수지 또는 그 조합으로 이루어질 수 있다. 상기 수지포장부(19)의 내부에는 녹색 형광체(12)와 적색 형광체(14)가 분산된다. The resin packing portion 19 adopted in the present embodiment is illustrated in a form having a hemispherical lens shape so as to secure a wide directivity. The blue LED chip 15 may be directly mounted on a separate circuit board. The resin packing portion 19 may be made of the silicone resin, the epoxy resin, or a combination thereof. The green fluorescent material 12 and the red fluorescent material 14 are dispersed in the resin packaging portion 19.

본 실시형태에 채용가능한 녹색 형광체(12)는, 상술된 β- 사이알론 형광체 외에도 추가적으로 MxAyOxN(4/3)y의 조성식으로 표시되는 산질화물 형광체 또는 MaAbOcN((2/3)a+(4/3)b-(2/3)c)로 표시되는 산질화물 형광체를 사용할 수 있다. 여기서, M은 Be, Mg, Ca, Sr, Zn으로 구성된 그룹에서 선택되는 적어도 1종의 Ⅱ족 원소이고, A는 C, Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Hf으로 구성된 그룹에서 선택되는 적어도 1종의 Ⅳ족 원소이다.
The green phosphor 12 that can be employed in the present embodiment may be an oxynitride phosphor represented by a composition formula of M x A y O x N (4/3) y , or an oxynitride phosphor represented by M a A b O c N ((2/3) a + (4/3) b- (2/3) c) can be used. M is at least one kind of group II element selected from the group consisting of Be, Mg, Ca, Sr and Zn, and A is at least one element selected from the group consisting of C, Si, Ge, Sn, Ti, Zr and Hf It is a group IV element.

한편, 본 실시형태에 채용가능한 적색 형광체(14)는, M1AlSiNx:Re(1≤x≤5)인 질화물계 형광체, M1D:Re인 칼코겐 화합물(chalcogenide)계 형광체 및 (Sr,L)2SiO4-xNy:Eu인 실리케이트계 형광체(여기서, 0<x<4, y=2x/3) 중 선택된 적어도 하나이고,On the other hand, the red phosphor 14 that can be employed in the present embodiment is a nitride phosphor which is M1AlSiN x : Re (1? X? 5), an M1D: Re chalcogenide-based phosphor and (Sr, L) 2 SiO 4-x N y: Eu and the silicate-based phosphor (where, 0 <x <4, y = 2x / 3) of the selected at least one,

여기서, M1는 Ba, Sr, Ca, Mg 중 선택된 적어도 1종의 원소이고, D는 S, Se 및 Te 중 선택된 적어도 1종의 원소이며, L은 Ba, Ca 및 Mg로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 제2족 원소 또는 Li, Na, K, Rb 및 Cs로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 제1 족 원소이고, D는 S, Se 및 Te 중 선택된 적어도 1종이며, Re는 Y, La, Ce, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, F, Cl, Br 및 I 중 선택된 적어도 하나이다.M is at least one element selected from among Ba, Sr, Ca and Mg; D is at least one element selected from S, Se and Te; L is at least one element selected from the group consisting of Ba, Ca and Mg; At least one element selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, and Cs; D is at least one selected from S, Se, and Te; Re is at least one element selected from the group consisting of Y, La At least one selected from Ce, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, F, Cl,

이와 같이, 본 발명에서 반치폭, 피크파장 및/또는 변환효율 등을 고려하여 특정한 녹색 형광체와 특정한 적색형광체를 조합한 형태로 제공함으로써 70 이상의 높은 연색지수를 갖는 백색광을 제공할 수 있다. 또한, 복수의 형광체를 통해 여러 파장대역의 광이 얻어지므로, 색재현성을 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention can provide a white light having a high color rendering index of 70 or more by providing a combination of a specific green phosphor and a specific red phosphor in consideration of a full width, a peak wavelength and / or a conversion efficiency. In addition, since light of a plurality of wavelength bands is obtained through a plurality of phosphors, color reproducibility can be improved.

상기 적색 형광체 중 (Sr,L)2SiO4 - xNy:Eu인 실리케이트계 형광체의 경우에, 바람직하게, x범위가 0.15≤x≤3 조건일 수 있다. 상기 조성식에서 Si 중 일부는 다른 원소로 치환될 수 있다. 예를 들어, B, Al, Ga 및 In으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 1종의 원소로 치환될 수 있으며, 이와 달리, Ti, Zr, Gf, Sn 및 Pb로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 1종의 원소로 치환될 수 있다.
In the case of the silicate-based phosphor of (Sr, L) 2 SiO 4 - x N y : Eu among the red phosphors, the x range may preferably be 0.15? X? 3. In the composition formula, a part of Si may be substituted with another element. For example, it may be substituted with at least one element selected from the group consisting of B, Al, Ga and In. Alternatively, at least one element selected from the group consisting of Ti, Zr, Gf, Sn and Pb .

상기 청색 LED 칩의 주파장은 430~470nm 범위일 수 있다. 이 경우에, 가시광선대역에서 넓은 스펙트럼을 확보하여 보다 큰 연색지수의 향상을 위해서, 상기 녹색 형광체(12)의 발광파장 피크는 500∼550nm범위이며, 상기 적색 형광체(14)의 발광파장 피크는 600∼660nm범위일 수 있다.
The dominant wavelength of the blue LED chip may range from 430 to 470 nm. In this case, the emission wavelength peak of the green phosphor 12 is in the range of 500 to 550 nm in order to secure a broad spectrum in the visible light band and to improve the color rendering index, and the emission wavelength peak of the red phosphor 14 is And may range from 600 to 660 nm.

바람직하게, 상기 청색 LED 칩은 10~50nm의 반치폭을 가지며, 상기 녹색 형광체는 30~200nm의 반치폭을 갖고, 상기 적색 형광체는 50~250nm의 반치폭을 가질 수 있다.
Preferably, the blue LED chip has a half width of 10 to 50 nm, the green phosphor has a half width of 30 to 200 nm, and the red phosphor has a half width of 50 to 250 nm.

본 발명의 다른 실시형태에서는, 상술된 적색 형광체(12)와 녹색 형광체(14) 외에 추가적으로 황색 내지 황등색 형광체를 포함할 수 있다. 이 경우에 보다 향상된 연색지수를 확보할 수 있다. 이러한 실시형태는 도20에 도시되어 있다.
In another embodiment of the present invention, in addition to the above-described red phosphor 12 and green phosphor 14, a yellow to yellowish color phosphor may be further included. In this case, a further improved color rendering index can be secured. This embodiment is shown in Fig.

도20을 참조하면, 본 실시형태에 따른 백색 발광장치(20)는, 중앙에 반사컵이 형성된 패키지 본체(21)와, 반사컵 바닥부에 실장된 청색 LED칩(25)와, 반사컵 내에는 청색 LED칩(25)를 봉지하는 투명 수지 포장부(29)를 포함한다.
20, the white light emitting device 20 according to the present embodiment includes a package main body 21 having a reflective cup formed at the center thereof, a blue LED chip 25 mounted on the bottom of the reflective cup, Includes a transparent resin packing portion 29 for sealing the blue LED chip 25.

상기 수지 포장부(29)는 예를 들어, 실리콘 수지나 에폭시 수지 또는 그 조합을 사용하여 형성될 수 있다. 본 실시형태에서는, 상기 수지 포장부(29)에 도19에서 설명된 녹색 형광체(22) 및 적색 형광체(24)과 함께 추가적으로 황색 내지 황등색 형광체(26)를 포함한다. The resin packaging portion 29 may be formed using, for example, silicone resin, epoxy resin, or a combination thereof. In the present embodiment, the resin packaging section 29 additionally includes the yellow phosphor or the yellow phosphor 26 in addition to the green phosphor 22 and the red phosphor 24 described in FIG.

즉, 녹색 형광체(22)는, 상술된 β- 사이알론 형광체 외에도 추가적으로 MxAyOxN(4/3)y 산질화물 형광체 또는 MaAbOcN((2/3)a+(4/3)b-(2/3)c) 산질화물 형광체를 포함할 수 있다. 적색 형광체(24)는, M1AlSiNx:Re(1≤x≤5)인 질화물계 형광체 및 M1D:Re인 칼코겐 화합물계 형광체 중 선택된 적어도 하나일 수 있다.
In other words, in addition to the above-described? -Sialon phosphors, the green phosphor 22 may further include M x A y O x N (4/3) y oxynitride phosphors or M a A b O c N ((2/3) a + 4/3) b- (2/3) c) oxynitride phosphors. The red phosphor 24 may be at least one selected from the group consisting of a nitride-based fluorescent material M1AlSiN x : Re (1? X? 5) and a chalcogen compound fluorescent material M1D: Re.

추가적으로, 본 실시형태에서는 제3 형광체(26)를 더 포함한다. 상기 제3 형광체는 녹색과 적색 파장대역의 중간에 위치한 파장대역의 광을 방출할 수 있는 황색 내지 황등색 형광체일 수 있다. 상기 황색 내지 황등색 형광체는 실리케이트계 형광체일수 있으며, 상기 황등색 형광체는 α-SiAlON:Re계 또는 YAG, TAG의 가넷계인 형광체일 수 있다.
In addition, the third phosphor 26 is further included in this embodiment. The third fluorescent material may be a yellow to yellow fluorescent material capable of emitting light in a wavelength band located between the green and red wavelength bands. The yellow to yellowish color phosphors may be silicate-based phosphors, and the yellowish color phosphors may be phosphors of? -SiAlON: Re-based or YAG, TAG garnet.

상술된 실시형태에서는, 2종 이상의 형광체 분말을 단일한 수지포장부영역에 혼합분산시킨 형태를 예시하였으나, 다른 구조를 다양하게 변경되어 실시될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기한 2종 또는 3종의 형광체는 서로 다른 층구조로 제공될 수 있다. 일 예에서, 상기 녹색 형광체, 상기 적색 형광체 및 상기 황색 또는 황등색 형광체는 그 형광체 분말을 고압으로 분산시켜 복층 구조의 형광체막으로 제공될 수도 있다.
In the above-described embodiment, the two or more kinds of phosphor powders are mixed and dispersed in a single resin packing area, but other structures may be modified in various ways. More specifically, the two or three kinds of phosphors described above may be provided in different layer structures. In one example, the green phosphor, the red phosphor and the yellow or yellowish color phosphor may be provided as a phosphor film of a multilayer structure by dispersing the phosphor powder at a high pressure.

이와 달리, 도21에 도시된 바와 같이, 복수의 형광체 함유 수지층 구조로 구현될 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 21, it may be implemented with a plurality of phosphor-containing resin layer structures.

도21을 참조하면, 본 실시형태에 따른 백색 발광장치(30)는, 앞선 실시형태와 유사하게, 중앙에 반사컵이 형성된 패키지 본체(31)와, 반사컵 바닥부에 실장된 청색 LED(35)와, 반사컵 내에는 청색 LED(35)를 봉지하는 투명 수지 포장부(39)를 포함한다.21, the white light emitting device 30 according to the present embodiment includes a package body 31 having a reflective cup formed at the center thereof, and a blue LED 35 And a transparent resin packing portion 39 for sealing the blue LED 35 in the reflective cup.

상기 수지 포장부(39) 상에는 각각 다른 형광체가 함유된 수지층이 제공된다. 즉, 상기 녹색 형광체가 함유된 제1 수지층(32), 상기 적색 형광체가 함유된 제2 수지층(34) 및 상기 황색 또는 황등색 형광체가 함유된 제3 수지층(36)로 파장변환부가 구성될 수 있다.A resin layer containing different phosphors is provided on the resin packaging portion 39. That is, the wavelength conversion portion 32 is formed by the first resin layer 32 containing the green phosphor, the second resin layer 34 containing the red phosphor, and the third resin layer 36 containing the yellow or yellowish- Lt; / RTI &gt;

본 실시형태에서 사용되는 형광체는 도19에서 도시되어 설명된 형광체와 동일하거나 유사한 형광체가 채택되어 사용될 수 있다.
The phosphor used in this embodiment may employ the same or similar phosphor as the phosphor shown and described in Fig.

본 발명에서 제안된 형광체의 조합을 통해 얻어지는 백색광은 높은 연색지수를 얻을 수 있다. 즉, 청색 LED 칩에 황색 형광체를 결합할 경우에, 청색 파장광과 함께 변환된 황색광을 얻을 수 있다. 전체 가시광선 스펙트럼에서 볼 때에 녹색 및 적색 대역의 파장광이 거의 없으므로, 자연광에 가까운 연색지수를 확보하기 어렵다. 특히, 변환된 황색광은 높은 변환효율을 얻기 위해서 좁은 반치폭을 갖게 되므로, 이 경우에는 연색지수를 더욱 낮아질 것이다. 또한, 단일한 황색 변환정도에 따라 발현되는 백색광의 특성이 쉽게 변경되므로, 우수한 색재현성을 보장하기 어렵다.The white light obtained through the combination of the phosphors proposed in the present invention can obtain a high color rendering index. That is, when a yellow phosphor is bonded to a blue LED chip, yellow light converted with blue wavelength light can be obtained. It is difficult to secure a color rendering index close to that of natural light since there is almost no wavelength light in the green and red bands in the entire visible light spectrum. In particular, since the converted yellow light has a narrow half width to obtain a high conversion efficiency, the color rendering index will be further lowered in this case. In addition, since the characteristics of white light expressed by a single degree of yellow conversion are easily changed, it is difficult to ensure excellent color reproducibility.

이에 반하여, 청색 LED칩과 녹색 형광체(G)와 적색 형광체(R)를 조합하는 발명예에는, 기존예에 비해 녹색 및 적색 대역에서 발광되므로, 가시광선 대역에서 보다 넓은 스펙트럼을 얻을 수 있으며, 결과적으로 연색지수를 크게 향상시킬 수 있다. 추가적으로, 녹색 및 적색 대역 사이에 중간파장대역을 제공할 수 있는 황색 또는 황등색 형광체를 더 포함함으로써 연색지수를 더욱 크게 향상시킬 수 있다.
On the other hand, in the case of combining the blue LED chip, the green phosphor (G) and the red phosphor (R), the spectrum in the visible light band can be obtained because the light is emitted in the green and red bands as compared with the conventional example. The color rendering index can be greatly improved. In addition, the color rendering index can be further improved by further including a yellow or yellowish-color phosphor capable of providing an intermediate wavelength band between the green and red bands.

도22에는 본 발명에 채용되는 녹색 형광체에 대한 발광 스펙트럼의 일예가 도시되어 있다. 도22에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 산질화물 형광체로부터 얻어진 녹색형광체의 피크파장이 약 540㎚이며, 반치폭이 76.7㎚인 방출스펙트럼을 갖는 것을 확인할 수 있다.
FIG. 22 shows an example of the emission spectrum for the green phosphor employed in the present invention. As shown in FIG. 22, it can be confirmed that the green phosphor obtained from the oxynitride phosphor according to the present invention has an emission spectrum with a peak wavelength of about 540 nm and a half width of 76.7 nm.

도23a 및 도23b에는 본 발명에 채용되는 적색 형광체에 대한 발광스펙트럼이 도시되어 있다.23A and 23B show emission spectra of red phosphors employed in the present invention.

도23a를 참조하면, MAlSiNx:Re(1≤x≤5)인 질화물계 형광체(여기서, M는 Be, Ba, Sr, Ca, Mg 중 선택된 적어도 1종의 원소이고, Re는 Y, La, Ce, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, F, Cl, Br 및 I 중 선택된 적어도 1종의 원소임)의 스펙트럼이 도시되어 있다. 변환된 적색광은 약 640㎚의 피크파장과 약 85㎚의 반치폭을 나타낸다.
Referring to Figure 23a, MAlSiN x: the nitride-base phosphor Re (1≤x≤5) (where, M is at least one element selected from Be, Ba, Sr, Ca, Mg, Re is Y, La, At least one element selected from Ce, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, F, Cl, Br and I). The converted red light has a peak wavelength of about 640 nm and a half width of about 85 nm.

도23b를 참조하면, MD:Eu,Re인 칼코겐 화합물계 형광체(여기서, M은 Be, Ba, Sr, Ca, Mg 중 선택된 적어도 1종의 원소이고, D는 S, Se 및 Te 중 선택된 적어도 1종의 원소이며, Re는 Y, La, Ce, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, F, Cl, Br 및 I 중 선택된 적어도 1종의 원소임)의 스펙트럼이 도시되어 있다. 변환된 적색광은 약 655㎚의 피크파장과 약 55㎚의 반치폭을 나타낸다.
Referring to FIG. 23B, a chalcogen compound phosphor of MD: Eu, Re wherein M is at least one element selected from among Be, Ba, Sr, Ca and Mg and D is at least selected from among S, Re is at least one element selected from among Y, La, Ce, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, F, Cl, Is shown in FIG. The converted red light has a peak wavelength of about 655 nm and a half width of about 55 nm.

도24a 및 도24b에는 본 발명에 선택적으로 채용될 수 있는 황색 또는 황등색 형광체에 대한 스펙트럼이 도시되어 있다.
24A and 24B show spectra for a yellow or yellowish-red fluorescent material which can be selectively employed in the present invention.

도24a를 참조하면, 실리케이트계 형광체의 스펙트럼이 도시되어 있다. 변환된 황색광은 약 555㎚의 피크파장과 약 90㎚의 반치폭을 나타낸다.
Referring to FIG. 24A, a spectrum of a silicate-based phosphor is shown. The converted yellow light has a peak wavelength of about 555 nm and a half width of about 90 nm.

도24b를 참조하면, α-SiAlON:Re인 형광체의 스펙트럼(여기서, Re는 Y, La, Ce, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, F, Cl, Br 및 I 중 선택된 적어도 하나이고, Re는 1ppm 내지 50000ppm의 범위임)이 도시되어 있다. 변환된 황색광은 약 580㎚의 피크파장과 약 88㎚의 반치폭을 나타낸다.
Referring to FIG. 24B, a spectrum of a phosphor of? -SiAlON: Re, where Re is Y, La, Ce, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Cl, Br and I, and Re is in the range of 1 ppm to 50000 ppm). The converted yellow light has a peak wavelength of about 580 nm and a half width of about 88 nm.

이와 같이, 본 발명에서 반치폭, 피크파장 및/또는 변환효율 등을 고려하여 특정한 녹색 형광체와 특정한 적색형광체를 조합한 형태 또는 이 조합형태에서 황색 내지 황등색 형광체를 추가함으로써 70 이상의 높은 연색지수를 갖는 백색광을 제공할 수 있다. 상기 광에서 적색광의 색좌표는 CIE 1941 색좌표계를 기준으로, x, y좌표가 0.55≤x≤0.65, 0.25≤y≤0.35의 범위인 영역 내에 있고, 녹색광의 색좌표는 x, y좌표가 0.2≤x≤0.4, 0.5≤y≤0.7의 범위인 영역 내에 있으며, 청색광의 색좌표는 x, y좌표가 0.1≤x≤0.2, 0.02≤y≤0.15의 범위인 영역 내에 있다.
As described above, in the present invention, in consideration of the half-width, the peak wavelength, and / or the conversion efficiency, a specific combination of the green phosphor and the specific red phosphor or a combination of the yellow phosphor and the yellow- White light can be provided. The color coordinates of the red light in the light are in the range of 0.55? X? 0.65 and 0.25? Y? 0.35 in the x, y coordinates on the basis of the CIE 1941 color coordinate system. ? 0.4 and 0.5? Y? 0.7, and the chromaticity coordinates of the blue light are in the range where the x and y coordinates are in the range of 0.1? X? 0.2 and 0.02? Y?

청색 LED 칩의 주파장이 430~470nm 범위일 경우에, 녹색 형광체의 발광파장 피크는 500∼550nm범위이며, 적색 형광체의 발광파장 피크는 600∼660nm범위일 수 있다. 황색 내지 황등색 형광체의 발광파장 피크는 550∼600nm범위일 수 있다.When the main wavelength of the blue LED chip is in the range of 430 to 470 nm, the emission wavelength peak of the green phosphor is in the range of 500 to 550 nm, and the emission wavelength peak of the red phosphor is in the range of 600 to 660 nm. The emission wavelength peak of the yellow to yellowish color phosphor may range from 550 to 600 nm.

또한, 청색 LED 칩이 10~50nm의 반치폭을 갖는 경우에, 상기 녹색 형광체는 30~200nm의 반치폭, 바람직하게 60~80nm을 갖고, 상기 적색 형광체는 50~250nm의 반치폭을 가질 수 있다. 황색 내지 황등색 형광체는 20~100nm의 반치폭을 가질 수 있다.
When the blue LED chip has a half width of 10 to 50 nm, the green phosphor has a half width of 30 to 200 nm, preferably 60 to 80 nm, and the red phosphor may have a half width of 50 to 250 nm. The yellow to yellow light phosphors may have a half width of 20 to 100 nm.

이러한 조건을 갖는 각 형광체의 선택과 조합을 통해서 본 발명에서는, 가시광선대역에서 넓은 스펙트럼을 확보할 수 있으며, 보다 큰 연색지수를 갖는 우수한 백색광을 제공할 수 있다.
Through the selection and combination of the respective phosphors having such a condition, it is possible to secure a broad spectrum in the visible light band and to provide excellent white light having a higher color rendering index in the present invention.

본 발명은 LCD 백라이트 유닛의 광원으로 유익하게 사용될 수 있는 백색 광원 모듈을 제공할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 백색 광원 모듈은 LCD 백라이트 유닛의 광원으로서 여러가지 광학 부재(확산판, 도광판, 반사판, 프리즘 시트 등)와 결합되어 백라이트 어셈블리를 구성할 수 있다. 도25 및 도26은 이러한 백색 광원 모듈을 예시한다.
The present invention can provide a white light source module which can be advantageously used as a light source of an LCD backlight unit. That is, the white light source module according to the present invention can be combined with various optical members (diffusion plate, light guide plate, reflector plate, prism sheet, etc.) as a light source of the LCD backlight unit to constitute a backlight assembly. 25 and 26 illustrate such a white light source module.

우선, 도25를 참조하면, LCD 백라이트용 광원 모듈(50)은, 회로 기판(51)과 그 위에 실장된 복수의 백색 LED 장치(10)들의 배열을 포함한다. 회로 기판(51) 상면에는 LED 장치(10)와 접속되는 도전패턴(도시 안함)이 형성될 수 있다. 25, the light source module 50 for an LCD backlight includes an arrangement of a circuit board 51 and a plurality of white LED devices 10 mounted thereon. A conductive pattern (not shown) to be connected to the LED device 10 may be formed on the upper surface of the circuit board 51.

각각의 백색 LED 장치(10)는, 도19에서 도시되어 설명된 백색 LED 장치로 이해할 수 있다. 즉, 청색 LED(15)가 회로 기판(51)에 COB(Chip On Board) 방식으로 직접 실장된다. 각각의 백색 LED 장치(10)의 구성은, 별도의 반사벽을 갖지 않고 렌즈 기능을 갖는 반구형상의 수지 포장부(19)를 구비함으로써, 각각의 백색 LED 장치(20)는 넓은 지향각을 나타낼 수 있다. 각 백색 광원의 넓은 지향각은, LCD 디스플레이의 사이즈(두께 또는 폭)를 감소시키는데 기여할 수 있다.
Each white LED device 10 can be understood as a white LED device shown and described in Fig. That is, the blue LED 15 is directly mounted on the circuit board 51 by a COB (Chip On Board) method. Each of the white LED devices 10 has a hemispherical resin packing portion 19 having no reflective wall and a lens function so that each white LED device 20 can exhibit a wide directivity angle have. The wide orientation angle of each white light source may contribute to reducing the size (thickness or width) of the LCD display.

도26을 참조하면, LCD 백라이트용 광원 모듈(60)은, 회로 기판(61)과 그 위에 실장된 복수의 백색 LED 장치(20)들의 배열을 포함한다. 상기 백색 LED 장치(20)는 도20에서 설명된 바와 같이 패키지 본체(21)의 반사컵 내에 실장된 청색 LED 칩(25)과 이를 봉지하는 수지 포장부(29)를 구비하고, 수지 포장부(29) 내에는, 녹색 및 적색 형광체(22,24)와 함께 황색 또는 황등색 형광체(26)가 분산되어 포함된다.
Referring to Fig. 26, the light source module 60 for an LCD backlight includes an arrangement of a circuit board 61 and a plurality of white LED devices 20 mounted thereon. 20, the white LED device 20 includes a blue LED chip 25 mounted in a reflective cup of a package body 21 and a resin package 29 for encapsulating the blue LED chip 25, 29, the yellow or yellowish color phosphor 26 is dispersed and contained together with the green and red phosphors 22, 24.

본 발명은 상술된 녹색 형광체를 파장변화물질로 이용하는 다양한 형태의 백색 발광장치로 구현될 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 백색 발광장치에 채용가능한 발광소자를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
The present invention can be implemented in various types of white light emitting devices using the above-described green phosphor as a wavelength change material. Hereinafter, a light emitting device employable in a white light emitting device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

우선, 도27에 도시된 발광 소자(100)의 반도체 적층 구조는 하기와 같은 구조를 가질 수 있다. Si-Al 합금으로 이루어진 기판(이하, 'Si-Al 합금 기판'이라 함)(101) 및 Si-Al 합금 기판(101)의 상면 및 하면에 형성된 보호층(120), 보호층(120) 상에 접합금속층(102), 반사 금속층(103), p형 반도체층(104), 활성층(105) 및 n형 반도체층(106)이 순차적으로 적층되어 있다. p형 및 n형 반도체층(104, 106)과 활성층(106)은 GaN계 반도체, 즉 AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 반도체 재료 등으로 이루어질 수 있으며, 발광구조물을 형성한다.
First, the semiconductor laminated structure of the light emitting device 100 shown in FIG. 27 may have the following structure. Al alloy substrate 101 and a protective layer 120 formed on the upper and lower surfaces of the Si-Al alloy substrate 101, a protective layer 120 formed on the protective layer 120, A reflective metal layer 103, a p-type semiconductor layer 104, an active layer 105, and an n-type semiconductor layer 106 are sequentially laminated on the substrate 100. [ The p-type and n-type semiconductor layers 104 and 106 and the active layer 106 are made of a GaN-based semiconductor, that is, Al x Ga y In (1-xy) N (0? x? 1, 0? y? + y? 1) semiconductor material or the like, and forms a light emitting structure.

*상기 n형 반도체층(106) 상에는 n측 전극(107)이 형성되어 있다. 접합 금속층(102)과 p형 반도체층(104) 사이에 개재된 반사 금속층(103)은 반도체층으로부터 입사된 빛을 상방향으로 반사시킴으로써 발광소자의 휘도를 더욱 증가시킨다. 반사금속층(103)은 고반사율의 금소, 예를 들어 Au, Ag, Al, Rh 및 이들 중 둘 이상의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 금속 등으로 이루어질 수 있다. 그러나, 이러한 반사 금속층(103)은 필요에 따라 형성되지 않을 수도 있다. On the n-type semiconductor layer 106, an n-side electrode 107 is formed. The reflective metal layer 103 interposed between the junction metal layer 102 and the p-type semiconductor layer 104 further reflects upward the light incident from the semiconductor layer, thereby further increasing the brightness of the light emitting element. The reflective metal layer 103 may be made of a high reflectivity metal such as Au, Ag, Al, Rh, and a metal selected from the group consisting of two or more of these alloys. However, the reflective metal layer 103 may not be formed if necessary.

접합금속층(102)은 Si-Al 합금 기판(101)을 발광 구조물에 접합시키는 역할을 하며, Au 등이 사용될 수 있다. 여기서, 본 발명의 발광소자(100)가 접합금속층(102)을 포함하고 있지만, 이러한 접합 금속층(102) 없이 Si-Al 합금 기판(101)이 p형 반도체층(104) 상에 직접 접합될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 발광소자(100)는 Si-Al 합금기판(101)을 도전성 기판으로 사용한다. The bonding metal layer 102 serves to bond the Si-Al alloy substrate 101 to the light emitting structure, and Au or the like can be used. Although the light emitting device 100 of the present invention includes the junction metal layer 102 here, the Si-Al alloy substrate 101 may be directly bonded to the p-type semiconductor layer 104 without the junction metal layer 102 have. Therefore, the light-emitting device 100 of the present invention uses the Si-Al alloy substrate 101 as a conductive substrate.

이러한 Si-Al 합금은 Si-Al 합금은 열팽창 계수, 열전도도, 기계적 가공성 및 가격의 측면에서 유리한 장점이다. 즉, Si-Al 합금 기판(101)의 열팽창 계수는 사파이어 기판의 열팽창 계수와 유사하다. 따라서, Si-Al 합금 기판(101)을 사용하여 발광소자(100)을 제조하는 경우, 기존의 Si로 이루어진 도전성 기판의 접합 공정과 레이저 조사에 의한 사파이어 기판의 분리 공정시 발생하였던 기판의 휨 현상과 발광구조물에서의 크랙 발생 현상을 크게 감소시켜 결함이 적은 고품질의 발광소자(100)를 얻을 수 있다. Such Si-Al alloys are advantageous in terms of thermal expansion coefficient, thermal conductivity, mechanical workability, and price in Si-Al alloys. That is, the thermal expansion coefficient of the Si-Al alloy substrate 101 is similar to the thermal expansion coefficient of the sapphire substrate. Therefore, when the light emitting device 100 is manufactured by using the Si-Al alloy substrate 101, the warping of the substrate, which has occurred in the process of bonding the conductive substrate made of the conventional Si and the process of separating the sapphire substrate by laser irradiation And the occurrence of cracks in the light emitting structure are greatly reduced, so that a high-quality light emitting device 100 with few defects can be obtained.

또한, Si-Al 합금 기판(101)의 열전도도는 약 120 내지 180 W/mㆍK로서 열방출 특성이 우수하다. 뿐만 아니라, 고압에서 Si와 AL을 용융시킴으로써 Si-Al 합금기판(101)을 용이하게 제조할 수 있기 때문에, Si-Al 합금기판(101)을 용이하게 제조할 수 있기 때문에, Si-Al 합금 기판을 낮은 비용으로 손쉽게 얻을 수 있다.In addition, the thermal conductivity of the Si-Al alloy substrate 101 is about 120 to 180 W / m 占 로서, which is excellent in heat radiation characteristics. In addition, since the Si-Al alloy substrate 101 can be easily manufactured by melting Si and AL at a high pressure, the Si-Al alloy substrate 101 can be easily manufactured, Can be easily obtained at low cost.

특히, 본 발명의 발광소자(100)는 Si-Al 합금 기판(101)의 상하면에 Si-Al 합금 기판(101)으로의 클리닝(cleaning)공정시 케미칼 침투를 막아주는 보호층(120)이 추가로 형성되어 있다. 여기서, 보호층(120)은 금속 또는 전도성 유전체 등으로 이루어질 수 있다. 이때, 보호층(120)이 금속으로 이루어지는 경우, Ni, Au, Cu, W, Cr, Mo,Pt, Ru, Rh, Ti 및 Ta 중 어느 하나, 또는 금속군 중 적어도 둘 이상의 합금으로 이루어질 수 있다. In particular, the light emitting device 100 of the present invention includes a protective layer 120 on the upper and lower surfaces of a Si-Al alloy substrate 101 to prevent chemical penetration during a cleaning process of the Si-Al alloy substrate 101 Respectively. Here, the protective layer 120 may be formed of a metal, a conductive dielectric, or the like. At this time, when the protective layer 120 is made of a metal, it may be made of at least two or more metals selected from the group consisting of Ni, Au, Cu, W, Cr, Mo, Pt, Ru, Rh, .

이 경우, 보호층(120)은 무전해 도금 방식, 금속 증착, 스퍼터(sputter) 또는 CVD 등에 의해 형성된 것일 수 있으며, 이때, Si-Al 합금 기판(101)과 금속 재질의 보호층(120) 사이에는 보호층(120)의 도금 공정에서 씨드(seed) 역할을 하는 씨드 금속층(110)이 더 형성될 수 있다. 씨드 금속층(110)은 Ti/Au 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 보호층(120)이 전도성 유전체로 이루어지는 경우, 상기 전도성 유전체는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 또는 CIO(Copper Indium Oxide) 등으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 보호층(120)은 증착 또는 스퍼터 방식 등에 의해 형성된 것일 수 있다. 이러한 보호층(120)은 0.01㎛ 이상 20㎛ 이하의 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 1㎛ 이상 10㎛ 이하의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
In this case, the protective layer 120 may be formed by an electroless plating method, metal deposition, sputtering, CVD or the like. At this time, the Si-Al alloy substrate 101 and the metal protective layer 120 A seed metal layer 110 serving as a seed in the plating process of the protective layer 120 may be further formed. The seed metal layer 110 may be made of Ti / Au or the like. When the protective layer 120 is formed of a conductive dielectric, the conductive dielectric may be made of ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), or CIO (Copper Indium Oxide). In this case, the protective layer 120 may be formed by vapor deposition, sputtering, or the like. The protective layer 120 is preferably formed to a thickness of not less than 0.01 μm and not more than 20 μm, and preferably not less than 1 μm and not more than 10 μm.

이와 같이, 본 발명의 백색 발광장치에 채용가능한 발광소자는 상기 Si-Al 합금 기판(101)의 표면에 Ni과 같은 보호층(120)을 추가로 형성함으로써, 상기 사파이어 기판의 분리 후에 진행되는 클리닝 공정에서 사용되는 HCl, HF, KOH 등의 케미칼이나, n형 반도체층(106)의 표면 텍스처링(texturing) 공정에서 사용되는 KOH 등에 의해, 상기 Si-Al 합금 기판(101)의 Al 금속이 에칭되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
As described above, in the light emitting device employable in the white light emitting device of the present invention, a protective layer 120 such as Ni is additionally formed on the surface of the Si-Al alloy substrate 101, The Al metal of the Si-Al alloy substrate 101 is etched by a chemical such as HCl, HF, or KOH used in the process, or KOH used in a surface texturing process of the n-type semiconductor layer 106 There is an effect that it can be prevented.

*따라서, 본 발명에 채용가능한 발광소자는 상기 Si-Al 합금 기판(101)의 표면에 요철이 형성되는 것을 막아, 상기 Si-Al 합금 기판(101) 상에 접합되는 발광 구조물이 벗겨지는 불량 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
Therefore, the light emitting device employable in the present invention can prevent the irregularities from being formed on the surface of the Si-Al alloy substrate 101, and cause the occurrence of defects such as peeling off of the light emitting structure bonded onto the Si-Al alloy substrate 101 Can be prevented.

또한, 상기 보호층(120)으로서 Ni 등과 같은 금속을 사용하는 경우, Si-Al 합금 기판(101)의 표면 조도를 개선하여 상기 Si-Al 합금 기판(101)과 발광 구조물간의 접합을 견고하게 할 수 있는 이점이 있다. 즉, 종래에는 Si-Al 합금 기판(101)이 접합 금속층(102) 형성 전에 자연산화막 제거를 위한 산(acid) 등의 화학물질을 이용한 클리닝 공정을 거치면서, Si-Al 합금 기판(101) 표면의 Al 금속이 에칭되면서 평균 200 내지 500 ㎚의 표면 요철이 형성되었으나, 본 발명의 제1 실시예에서와 같이 Si-Al 합금 기판(101)의 표면에 보호층(120)으로서 Ni 등의 금속을 형성한 후, Ni CMP(Chemical Mechanical Polishing) 처리를 하면 표면 요철이 5 ㎚ 이하로 줄어들어 거울면과 같이 표면 조도가 개선될 수가 있다.When a metal such as Ni is used as the protective layer 120, the surface roughness of the Si-Al alloy substrate 101 is improved to firmly bond the Si-Al alloy substrate 101 to the light emitting structure There is an advantage to be able to. That is, conventionally, before the formation of the bonding metal layer 102, the Si-Al alloy substrate 101 is subjected to a cleaning process using chemicals such as acid for removing the natural oxide film, The surface of the Si-Al alloy substrate 101 is etched to form a surface irregularity with an average of 200 to 500 nm. However, as in the first embodiment of the present invention, a metal such as Ni is used as the protective layer 120 on the surface of the Si- The surface irregularities are reduced to 5 nm or less, and the surface roughness can be improved like a mirror surface.

이와 같이, Si-Al 합금 기판(101)의 표면 조도가 개선됨으로써, 상기 Si-Al 합금 기판과 발광 구조물 간의 접합을 견고하게 하고, 접합 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
As described above, since the surface roughness of the Si-Al alloy substrate 101 is improved, the bonding between the Si-Al alloy substrate and the light-emitting structure can be strengthened, and the bonding yield can be improved.

본 발명에 따른 백색 발광장치에 채용가능한 발광소자의 다른 예로서, 도28에 도시된 발광소자가 제공될 수 있다. As another example of the light emitting device employable in the white light emitting device according to the present invention, the light emitting device shown in Fig. 28 can be provided.

도28에 도시된 발광소자는 도27에 도시된 발광소자와 유사하지만, 보호층(120)이 Si-Al 합금 기판(101)의 상면 및 하면 전체에 형성되지 않고, Si-Al 합금 기판(101)의 상면에 Si-Al 합금 기판(101)의 일부를 드러내도록 형성되어 있으며, 보호층(120) 및 보호층에 의해 드러난 Si-Al 합금 기판(101)의 상면에는 도전층(122)이 더 형성되어 있고, Si-Al 합금 기판(101)의 하면에는 콘택 금속층(123)이 형성되어 있는 점에서 상이하다. 28 is similar to the light emitting device shown in Fig. 27, but the protective layer 120 is not formed on the entire upper and lower surfaces of the Si-Al alloy substrate 101, but the Si-Al alloy substrate 101 And a conductive layer 122 is formed on the upper surface of the Si-Al alloy substrate 101 exposed by the protective layer 120 and the protective layer And the contact metal layer 123 is formed on the lower surface of the Si-Al alloy substrate 101. [

특히, 상기 보호층(120)은 금속이나 전도성 유전체가 아닌 절연재로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 소자는, 상기 보호층(120)이 금속이나 전도성 유전체가 아닌 절연재로 이루어지는 대신에, 상기 보호층(120)이 형성된 Si-Al 합금 기판(101)과 상기 보호층(120) 상부의 발광 구조물간의 통전을 위하여, 상기 보호층(120)이 상기 Si-Al 합금 기판(101)의 상면 일부를 드러내도록 형성되고, 상기 보호층(120)을 포함한 상기 Si-Al 합금 기판(101)의 상면에 도전층(122)이 추가로 형성되는 것이다. 여기서, 상기 도전층(122)은 금속 등으로 이루어질 수 있다.
In particular, the protective layer 120 is preferably made of an insulating material, not a metal or a conductive dielectric. That is, in the light emitting device according to the second embodiment of the present invention, the protective layer 120 is formed of a Si-Al alloy substrate 101 on which the protective layer 120 is formed, instead of a metal or an insulating dielectric material, The protective layer 120 is formed to expose a part of the upper surface of the Si-Al alloy substrate 101 in order to energize the light emitting structure on the protective layer 120 and the light emitting structure on the protective layer 120, A conductive layer 122 is further formed on the upper surface of the Si-Al alloy substrate 101. Here, the conductive layer 122 may be formed of a metal or the like.

한편, 본 발명에 따른 백색 발광장치는, 앞서 예시된 형태의 발광소자와 달리, 고전류 동작이 가능하도록 전극의 배치구조가 변경된 발광소자를 채용할 수 있다. 도29 및 도30은 본 발명에 채용가능한 발광소자의 다른 예로서 발광소자를 도시한 평면도 및 단면도이다. 이때, 도30은 상기 도 29의 I-I'선을 따라 절취한 단면도이다.Meanwhile, the white light emitting device according to the present invention may employ a light emitting device in which the arrangement structure of the electrodes is changed to enable a high current operation, unlike the light emitting device of the above-described type. 29 and 30 are a plan view and a cross-sectional view showing a light emitting element as another example of the light emitting element that can be employed in the present invention. 30 is a cross-sectional view taken along line I-I 'of FIG.

도29 및 도30을 참조하면, 본 반도체 발광소자(200)는 도전성 기판(210), 제1 전극층(220), 절연층(230), 제2 전극층(240), 제2 도전형 반도체층(250), 활성층(260) 및 제1 도전형 반도체층(270)을 포함하며, 상기 각 층들은 순차적으로 적층되어 구비되어 있다.29 and 30, the semiconductor light emitting device 200 includes a conductive substrate 210, a first electrode layer 220, an insulating layer 230, a second electrode layer 240, a second conductive semiconductor layer 250, an active layer 260, and a first conductive semiconductor layer 270. The respective layers are sequentially stacked.

상기 도전성 기판(210)은 전기가 흐를 수 있는 물질로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 도전성 기판(210)은 Au, Ni, Cu 및 W 중 어느 하나의 금속을 포함하는 금속성 기판 또는 Si, Ge 및 GaAs 중 어느 하나를 포함하는 반도체 기판인 것이 바람직하다. 상기 도전성 기판(210) 상에는 상기 제1 전극층(220)이 적층되어 구비되어 있는데, 상기 제1 전극층(220)은 상기 도전성 기판(210) 및 활성층(260)과 전기적으로 연결됨으로써 상기 도전성 기판(210) 및 활성층(260)과 접촉 저항이 최소화되는 물질로 구성되는 것이 바람직하다.The conductive substrate 210 may be made of a material capable of flowing electricity. For example, the conductive substrate 210 may be a metallic substrate including any one of Au, Ni, Cu, and W, or a semiconductor substrate including any one of Si, Ge, and GaAs. The first electrode layer 220 is electrically connected to the conductive substrate 210 and the active layer 260 to electrically connect the conductive substrate 210 And the active layer 260 and the contact resistance is minimized.

상기 제1 전극층(220)은 상기 도전성 기판(210) 상에 적층되어 구비되어 있을 뿐만 아니라, 도30에 도시하고 있는 바와 같이, 그 일부 영역이 상기 절연층(230), 제2 전극층(240), 제2 도전형 반도체층(250) 및 활성층(260)을 관통하고, 상기 제1 도전형 반도체층(270)의 일정 영역까지 관통한 콘택홀(280)을 통해 연장되어 상기 제1 도전형 반도체층(270)과 접촉하여 상기 도전성 기판(210)과 제1 도전형 반도체층(270)은 전기적으로 연결되도록 구비되어 있다. 즉, 상기 제1 전극층(220)은 상기 도전성 기판(210)과 제1 도전형 반도체층(270)을 전기적으로 연결하되, 상기 콘택홀(280)을 통해 전기적으로 연결함으로써, 상기 콘택홀(280)의 크기, 더 정확하게는 상기 콘택홀(280)을 통해 상기 제1 전극층(220)과 제1 도전형 반도체층(270)이 접촉하는 면적인 접촉 영역(290)을 통해 전기적으로 연결된다.The first electrode layer 220 is stacked on the conductive substrate 210 and a part of the first electrode layer 220 is formed on the insulating layer 230 and the second electrode layer 240, The second conductivity type semiconductor layer 250 and the active layer 260 and extends through a contact hole 280 penetrating to a predetermined region of the first conductivity type semiconductor layer 270, The conductive substrate 210 and the first conductivity type semiconductor layer 270 are electrically connected to each other. That is, the first electrode layer 220 electrically connects the conductive substrate 210 and the first conductive type semiconductor layer 270, and electrically connects the conductive substrate 210 and the first conductive type semiconductor layer 270 through the contact hole 280, The first electrode layer 220 and the first conductivity type semiconductor layer 270 are in contact with each other through the contact hole 280. The first electrode layer 220 and the first conductivity type semiconductor layer 270 are in contact with each other.

한편, 상기 제1 전극층(220) 상에는 상기 제1 전극층(220)이 상기 도전성 기판(210) 및 제1 도전형 반도체층(270)을 제외한 다른 층과는 전기적으로 절연시키기 위한 절연층(220)이 구비된다. 즉, 상기 절연층(220)은 상기 제1 전극층(220)과 제2 전극층(240)의 사이뿐만 아니라 상기 콘택홀(280)에 의해 노출되는 상기 제2 전극층(240), 제2 도전형 반도체층(250) 및 활성층(260)의 측면들과 상기 제1 전극층(220) 사이에도 구비된다. 또한, 상기 콘택홀(280)이 관통한 상기 제1 도전형 반도체층(280)의 일정 영역의 측면에도 상기 절연층(220)을 구비하여 절연하는 것이 바람직하다.The first electrode layer 220 may include an insulating layer 220 for electrically insulating the first electrode layer 220 from other layers except for the conductive substrate 210 and the first conductive semiconductor layer 270. [ Respectively. That is, the insulating layer 220 is formed between the first electrode layer 220 and the second electrode layer 240 as well as between the second electrode layer 240 exposed by the contact hole 280, And between the sides of the active layer 260 and the first electrode layer 220. The insulating layer 220 may be formed on a side surface of the first conductive semiconductor layer 280 through which the contact hole 280 penetrates.

상기 제2 전극층(240)은 상기 절연층(220)상에 구비된다. 물론, 상기에서도 상술하고 있는 바와 같이 상기 콘택홀(280)이 관통하는 일정 영역들에는 상기 제2 전극층(240)이 존재하지 않는다. 이때, 상기 제2 전극층(240)은 도30에서 도시하고 있는 바와 같이 상기 제2 도전형 반도체층(250)과 접촉하는 계면 중 일부가 노출된 영역, 즉 노출 영역(245)을 적어도 하나 이상 구비하고 있다. 상기 노출 영역(245) 상에는 외부 전원을 상기 제2 전극층(240)에 연결하기 위한 전극패드부(247)를 구비할 수 있다. The second electrode layer 240 is formed on the insulating layer 220. Of course, as described above, the second electrode layer 240 does not exist in certain regions through which the contact holes 280 pass. As shown in FIG. 30, the second electrode layer 240 may have at least one or more exposed regions, that is, a region where a part of the interfaces contacting the second conductive semiconductor layer 250 are exposed, that is, . And an electrode pad portion 247 for connecting an external power source to the second electrode layer 240 may be provided on the exposed region 245.

한편, 상기 노출 영역(245) 상에는 이후 설명될 상기 제2 도전형 반도체층(250), 활성층(260) 및 제1 도전형 반도체층(270)이 구비되어 있지 않다. 또한, 상기 노출 영역(245)은 도30에 도시하고 있는 바와 같이 상기 반도체 발광 소자(200)의 모서리에 형성하는 것이 바람직한데, 이는 상기 반도체 발광 소자(200)의 발광 면적을 최대화하기 위해서이다. 한편, 상기 제2 전극층(240)은 Ag, Al 및 Pt 중 어느 하나의 금속을 포함하여 이루어지는 것이 바람직한데, 이는 상기 제2 전극층(240)이 상기 제2 도전형 반도체층(250)과 전기적으로 접촉하기 때문에 상기 제2 도전형 반도체층(250)의 접촉 저항을 최소화하는 특성을 가지는 동시에 상기 활성층(260)에서 생성된 빛을 반사시켜 외부로 향하게 하여 발광효율을 높일 수 있는 기능을 갖는 층으로 구비되는 것이 바람직하기 때문이다.On the other hand, the second conductive semiconductor layer 250, the active layer 260, and the first conductive semiconductor layer 270, which will be described later, are not provided on the exposed region 245. 30, it is preferable that the exposed region 245 is formed at the edge of the semiconductor light emitting device 200 in order to maximize the light emitting area of the semiconductor light emitting device 200. The second electrode layer 240 may include one of Ag, Al, and Pt. The second electrode layer 240 may be electrically connected to the second conductive semiconductor layer 250 And has a function of minimizing the contact resistance of the second conductivity type semiconductor layer 250 and a function of reflecting light generated from the active layer 260 and directing the light toward the outside to increase the luminous efficiency Is preferably provided.

상기 제2 도전형 반도체층(250)은 상기 제2 전극층(240) 상에 구비되고, 상기 활성층(260)은 상기 제2 도전형 반도체층(250) 상에 구비되고, 상기 제1 도전형 반도체층(270)은 상기 활성층(260) 상에 구비된다. 이때, 상기 제1 도전형 반도체층(270)은 n형 질화물 반도체이고, 상기 제2 도전형 반도체층(250)은 p형 질화물 반도체인 것이 바람직하다. 한편, 상기 활성층(260)은 상기 제1 도전형 반도체층(270) 및 제2 도전형 반도체층(250)을 이루는 물질에 따라 다른 물질을 선택하여 형성할 수 있다. 즉, 상기 활성층(260)은 전자/전공의 재결합에 따른 에너지를 빛으로 변화하여 방출하는 층이므로 상기 제1 도전형 반도체층(270) 및 제2 도전형 반도체층(250)의 에너지 밴드 갭보다 적은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성하는 것이 바람직하다.
The second conductive semiconductor layer 250 may be disposed on the second electrode layer 240 and the active layer 260 may be disposed on the second conductive semiconductor layer 250, A layer 270 is provided on the active layer 260. At this time, the first conductive semiconductor layer 270 is an n-type nitride semiconductor and the second conductive semiconductor layer 250 is a p-type nitride semiconductor. The active layer 260 may be formed of different materials depending on the material of the first conductive semiconductor layer 270 and the second conductive semiconductor layer 250. That is, since the active layer 260 is a layer that emits energy by recombination of electrons / holes and emits light, the energy band gap of the first conductivity type semiconductor layer 270 and the second conductivity type semiconductor layer 250 It is preferable to form a material having a small energy band gap.

한편, 본 발명에 채용가능한 다른 발광소자는 도31에 도시된 발광소자와 달리, 콘택홀과 연결된 제1 전극층이 외부로 노출될 수도 있다. Meanwhile, unlike the light emitting device shown in FIG. 31, the first light emitting layer connected to the contact hole may be exposed to the outside.

도31에 도시된 발광소자(300)는 도전성 기판(310) 상에 제2 도전형 반도체층(350), 활성층(360) 및 제1 도전형 반도체층(360)이 형성된다. 이 경우, 제2 도전형 반도체층(350)과 도전성 기판(310) 사이에는 제2 전극층(340)이 배치될 수 있으며, 앞선 실시 형태와 달리 제2 전극층(340)은 반드시 요구되는 것은 아니다. 31, the second conductivity type semiconductor layer 350, the active layer 360, and the first conductivity type semiconductor layer 360 are formed on the conductive substrate 310. In this case, the second electrode layer 340 may be disposed between the second conductive type semiconductor layer 350 and the conductive substrate 310. Unlike the previous embodiment, the second electrode layer 340 is not necessarily required.

본 실시 형태의 경우, 제1 도전형 반도체층(370)과 접촉되는 접촉 영역(390)을 갖는 콘택홀(380)은 제1 전극층(320)과 연결되며, 제1 전극층(320)은 외부로 노출되어 전기연결부(345)를 갖는다. 전기연결부(345)에는 전극패드부(347)가 형성될 수 있다. 제1 전극층(320)은 절연층(330)에 의하여 활성층(360), 제2 도전형 반도체층(350), 제2 전극층(340), 도전성 기판(310)과 전기적으로 분리될 수 있다. The contact hole 380 having the contact region 390 in contact with the first conductivity type semiconductor layer 370 is connected to the first electrode layer 320 and the first electrode layer 320 is connected to the outside Exposed and has an electrical connection 345. An electrode pad portion 347 may be formed in the electrical connection portion 345. The first electrode layer 320 may be electrically isolated from the active layer 360, the second conductive semiconductor layer 350, the second electrode layer 340, and the conductive substrate 310 by the insulating layer 330.

앞선 실시형태에서, 콘택홀이 도전성 기판과 연결되었던 것과 달리 본 실시형태의 경우, 콘택홀(380)은 도전성 기판(310)과 전기적으로 분리되며, 콘택홀(380)과 연결된 제1 전극층(320)이 외부로 노출된다. 이에 따라, 도전성 기판(310)은 제2 도전형 반도체층(340)과 전기적으로 연결되어 앞선 실시형태에서와 극성이 달라진다. The contact hole 380 is electrically separated from the conductive substrate 310 and is electrically connected to the first electrode layer 320 connected to the contact hole 380. In the present embodiment, ) Is exposed to the outside. Accordingly, the conductive substrate 310 is electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer 340, and thus the polarity is different from that of the previous embodiment.

따라서, 이러한 발광소자는 제1 전극을 발광면 상에 일부 형성하고, 나머지 일부는 활성층 하부에 배치시킴으로써, 발광면적을 최대로 확보할 수 있고, 발광면상에 배치된 전극을 균일하게 배치함으로써 높은 동작 전류를 인가하여도 전류의 균일한 분포가 가능하여 고전류 동작에서 전류집중 현상을 완화할 수 있다.
Therefore, such a light emitting device can maximize the light emitting area by partially forming the first electrode on the light emitting surface and placing the remaining part on the bottom of the active layer, and by arranging the electrodes arranged on the light emitting surface uniformly, Even if current is applied, the current can be uniformly distributed, and current concentration phenomenon can be mitigated in high current operation.

이와 같이, 도30 및 도31에 도시된 발광소자는, 서로 대향하는 제1 및 제2 주면을 가지며, 각각 상기 제1 및 제2 주면을 제공하는 제1 및 제2 도전형 반도체층과 그 사이에 형성된 활성층을 갖는 반도체 적층체와, 상기 제2 주면으로부터 상기 활성층을 지나 상기 제1 도전형 반도체층의 일 영역에 연결된 콘택홀과, 상기 반도체 적층체의 제2 주면 상에 형성되며 상기 제1 도전형 반도체층의 일 영역에 상기 콘택홀을 통해 연결된 제1 전극과, 상기 반도체 적층체의 제2 주면 상에 형성되며 상기 제2 도전형 반도체층에 연결된 제2 전극을 포함하는 것으로 설명될 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 전극 중 어느 하나가 상기 반도체 적층체의 측방향으로 인출된 구조를 가질 수 있다.
Thus, the light emitting device shown in Figs. 30 and 31 has the first and second conductive semiconductor layers having the first and second main surfaces opposed to each other and providing the first and second main surfaces, respectively, and the A contact hole connected to one region of the first conductivity type semiconductor layer through the active layer from the second main surface; and a contact hole formed on the second main surface of the semiconductor stacked body, A first electrode connected to one region of the conductive type semiconductor layer through the contact hole and a second electrode formed on the second main surface of the semiconductor stack and connected to the second conductive type semiconductor layer have. Here, a structure in which one of the first and second electrodes is drawn out in the lateral direction of the semiconductor stacked body may be employed.

도32a 및 도32b는 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 백라이트 유닛의 일 예를 나타내는 개략도이다.
32A and 32B are schematic views showing an example of a backlight unit according to various embodiments of the present invention.

도32a을 참조하면, 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지가 광원으로 적용될 수 있는 백라이트 유닛의 일 예로서 에지형 백라이트 유닛(1300)이 도시되어 있다.
Referring to FIG. 32A, an edge type backlight unit 1300 is shown as an example of a backlight unit to which the light emitting diode package according to the present invention can be applied as a light source.

본 실시형태에 따른 에지형 백라이트 유닛(1300)은 도광판(1340)과 상기 도광판(1340) 양측면에 제공되는 LED 광원 모듈(1310)을 포함할 수 있다. The edge type backlight unit 1300 according to the present embodiment may include a light guide plate 1340 and an LED light source module 1310 provided on both sides of the light guide plate 1340.

본 실시형태에서는 도광판(1340)의 대향하는 양측면에 LED 광원 모듈(1310)이 제공된 형태로 예시되어 있으나, 일 측면에만 제공될 수 있으며, 이와 달리, 추가적인 LED 광원 모듈(1310)이 다른 측면에 제공될 수도 있다.
The LED light source module 1310 may be provided on only one side of the light guide plate 1340 and the LED light source module 1310 may be provided on the other side of the light guide plate 1340. Alternatively, .

도32a에 도시된 바와 같이, 상기 도광판(1340) 하부에는 반사판(1320)이 추가적으로 제공될 수 있다. 본 실시형태에 채용된 LED 광원 모듈(1310)은 인쇄회로기판(1301)과 그 기판(1301) 상면에 실장된 복수의 LED 광원(1305)을 포함하며, 상기 LED 광원(1305)은 상술된 형광체를 이용한 발광소자 패키지가 적용된다.
As shown in FIG. 32A, a reflection plate 1320 may be additionally provided under the light guide plate 1340. The LED light source module 1310 employed in the present embodiment includes a printed circuit board 1301 and a plurality of LED light sources 1305 mounted on the upper surface of the substrate 1301. The LED light source 1305 includes the above- A light emitting device package using a light emitting device is applied.

도32b를 참조하면, 다른 형태의 백라이트 유닛의 일 예로서 직하형 백라이트 유닛(1400)이 도시되어 있다.
Referring to Fig. 32B, a direct-type backlight unit 1400 is shown as an example of another type of backlight unit.

본 실시형태에 따른 직하형 백라이트 유닛(1400)은 광확산판(1440)과 상기 광확산판(1440) 하면에 배열된 LED 광원 모듈(1410)을 포함할 수 있다.The direct-type backlight unit 1400 according to the present embodiment may include a light diffusion plate 1440 and an LED light source module 1410 arranged on the lower surface of the light diffusion plate 1440.

도32b에 예시된 백라이트 유닛(1400)은 상기 광확산판(1440) 하부에는 상기 광원 모듈(1410)을 수용할 수 있는 바텀케이스(1420)를 포함할 수 있다. The backlight unit 1400 illustrated in FIG. 32B may include a bottom case 1420 that can receive the light source module 1410 under the light diffusion plate 1440.

본 실시형태에 채용된 LED 광원 모듈(1410)은 인쇄회로기판(1401)과 그 기판(1401) 상면에 실장된 복수의 LED 광원(1405)을 포함한다. 상기 복수의 LED 광원(1405)은 상술된 형광체를 파장변환물질로 이용하는 발광소자 패키지일 수 있다.
The LED light source module 1410 employed in the present embodiment includes a printed circuit board 1401 and a plurality of LED light sources 1405 mounted on the upper surface of the substrate 1401. The plurality of LED light sources 1405 may be a light emitting device package using the above-described phosphor as a wavelength conversion material.

상술된 실시형태 외에도 형광체가 직접 LED가 위치한 패키지에 배치되지 않고, 백라이트 유닛의 다른 구성요소에 배치되어 광을 변환시킬 수 있다. 이러한 실시형태는 도33 내지 도34에 도시되어 있다.
In addition to the embodiments described above, the phosphors are not disposed directly in the package in which the LEDs are located, but may be disposed in other components of the backlight unit to convert light. Such an embodiment is shown in Figs. 33 to 34. Fig.

우선, 도33에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 직하형 백라이트 유닛(1500)은 형광체 필름(1550)과 상기 형광체 필름(1550) 하면에 배열된 LED 광원 모듈(1510)을 포함할 수 있다. 33, the direct-type backlight unit 1500 according to the present embodiment may include a phosphor film 1550 and an LED light source module 1510 arranged on the lower surface of the phosphor film 1550 .

도33에 예시된 백라이트 유닛(1500)은 상기 광원 모듈(1510)을 수용할 수 있는 바텀케이스(1520)를 포함할 수 있다. 본 실시형태에서는 바텀케이스(1520) 상면에 형광체 필름(1550)을 배치한다. 광원모듈(1510)로부터 방출되는 빛의 적어도 일부가 형광체 필름(1550)에 의해 파장 변환될 수 있다. 상기 형광체 필름(1550)은 별도의 필름으로 제조되어 적용될 수 있으나, 광확산판과 일체로 결합된 형태로 제공될 수 있다.The backlight unit 1500 illustrated in FIG. 33 may include a bottom case 1520 capable of receiving the light source module 1510. In the present embodiment, the phosphor film 1550 is disposed on the top surface of the bottom case 1520. [ At least a part of the light emitted from the light source module 1510 may be wavelength-converted by the phosphor film 1550. The phosphor film 1550 may be manufactured as a separate film, but may be provided in a form integrated with the light diffusion plate.

여기서, LED 광원 모듈(1510)은 인쇄회로기판(1501)과 그 기판(1501) 상면에 실장된 복수의 LED 광원(1505)을 포함할 수 있다.
Here, the LED light source module 1510 may include a printed circuit board 1501 and a plurality of LED light sources 1505 mounted on the upper surface of the substrate 1501.

도34a 및 도34b는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 에지형 백라이트 유닛이 도시되어 있다. 34A and 34B show an edge type backlight unit according to another embodiment of the present invention.

도34a에 도시된 에지형 백라이트 유닛(1600)은 도광판(1640)과 상기 도광판(1640)의 일측면에 제공되는 LED 광원(1605)을 포함할 수 있다. 상기 LED 광원(1605)은 반사구조물(1620)에 의해 도광판(1640) 내부로 빛이 안내될 수 있다. 본 실시형태에서, 형광체막(1650)은 도광판(1640)의 측면과 LED 광원(1605) 사이에 위치할 수 있다. The edge type backlight unit 1600 shown in FIG. 34A may include a light guide plate 1640 and an LED light source 1605 provided on one side of the light guide plate 1640. The LED light source 1605 may be guided to the inside of the light guide plate 1640 by the reflective structure 1620. In this embodiment, the phosphor film 1650 may be positioned between the side of the light guide plate 1640 and the LED light source 1605. [

도34b에 도시된 에지형 백라이트 유닛(1700)은 도34a와 유사하게 도광판(1740)과 상기 도광판(1740)의 일측면에 제공되는 LED 광원(1705)과 반사구조물(1720)을 포함할 수 있다. 본 실시형태에서, 형광체막(1750)은 도광판(1740)의 광 방출면에 적용되는 형태로 예시되어 있다.
The edge type backlight unit 1700 shown in Figure 34B may include a light guide plate 1740 and an LED light source 1705 and a reflective structure 1720 provided on one side of the light guide plate 1740, . In the present embodiment, the phosphor film 1750 is illustrated as being applied to the light emitting surface of the light guide plate 1740.

이와 같이, 본 발명에 따른 형광체는 LED 광원에 직접 적용되지 않고, 백라이트 유닛 등의 다른 장치에 적용된 형태로 구현될 수도 있다.
As described above, the phosphor according to the present invention is not directly applied to an LED light source, but may be implemented in a form applied to another device such as a backlight unit.

도35는 본 발명의 일 실시형태에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 분해사시도이다.35 is an exploded perspective view showing a display device according to an embodiment of the present invention.

도35에 도시된 디스플레이 장치(2400)는, 백라이트 유닛(2200)과 액정 패널과 같은 화상 표시 패널(2300)을 포함한다. 상기 백라이트 유닛(2200)은 도광판(224)과 상기 도광판(2240)의 적어도 일 측면에 제공되는 LED 광원모듈(2100)을 포함한다. The display device 2400 shown in Fig. 35 includes a backlight unit 2200 and an image display panel 2300 such as a liquid crystal panel. The backlight unit 2200 includes a light guide plate 224 and an LED light source module 2100 provided on at least one side of the light guide plate 2240.

본 실시형태에서, 상기 백라이트 유닛(2200)은 도시된 바와 같이, 바텀케이스(2210)와 도광판(2120) 하부에 위치하는 반사판(2220)을 더 포함할 수 있다. The backlight unit 2200 may further include a bottom case 2210 and a reflection plate 2220 disposed under the light guide plate 2120. The reflection plate 2220 may be a reflective plate.

또한, 다양한 광학적인 특성에 대한 요구에 따라, 상기 도광판(2240)과 액정패널(2300) 사이에는 확산시트, 프리즘시트 또는 보호시트와 같은 여러 종류의 광학시트(2260)를 포함할 수 있다.
In addition, various kinds of optical sheets 2260 such as a diffusion sheet, a prism sheet, or a protective sheet may be disposed between the light guide plate 2240 and the liquid crystal panel 2300 according to various optical characteristics.

상기 LED 광원모듈(2100)은, 상기 도광판(2240)의 적어도 일 측면에 마련되는 인쇄회로기판(2110)과, 상기 인쇄회로기판(2110) 상에 실장되어 상기 도광판(2240)에 광을 입사하는 복수의 LED 광원(2150)을 포함한다. 상기 복수의 LED 광원(2150)은 상술된 발광소자 패키지일 수 있다. 본 실시형태에 채용된 복수의 LED 광원은 광방출면에 인접한 측면이 실장된 사이드 뷰타입 발광소자 패키지일 수 있다.
The LED light source module 2100 includes a printed circuit board 2110 provided on at least one side of the light guide plate 2240 and a light guide plate 2210 mounted on the printed circuit board 2110, And a plurality of LED light sources 2150. The plurality of LED light sources 2150 may be the light emitting device package described above. The plurality of LED light sources employed in the present embodiment may be a side view type light emitting device package in which the side surface adjacent to the light emitting surface is mounted.

이와 같이, 상술된 형광체는 다양한 실장구조의 패키지에 적용되어 다양한 형태의 백색광을 제공하는 LED 광원 모듈에 적용될 수 있다. 상술된 발광소자 패키지 또는 이를 포함한 광원 모듈은 다양한 형태의 디스플레이 장치 또는 조명장치에 적용될 수 있을 것이다.
As described above, the above-described phosphors can be applied to an LED light source module that is applied to packages of various mounting structures to provide various types of white light. The light emitting device package or the light source module including the light emitting device package described above may be applied to various types of display devices or lighting devices.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.

Claims (40)

β형 Si3N4 결정 구조를 가지며, 조성식 Si6-zAlzOzN8-z:Eua,Mb으로 표현되는 산질화물을 포함하며,
상기 조성식에서, M은 Sr와 Ba 중 선택된 적어도 1종이고, Eu 첨가량(a)은 100∼5000ppm 범위이며, M 첨가량(b)은 100∼10000ppm 범위이고, Al 조성비(z)는 0.1 < z < 1을 만족하고,
여기원을 조사하여 500∼550㎚ 범위에 피크 파장을 갖는 광을 방출하며, 상기 식에서 M은 도펀트로서 β형 Si3N4 결정 구조의 공극(empty sphere)에 첨가되는 것을 특징으로 하는 형광체.
a? -type Si 3 N 4 crystal structure, and an oxynitride represented by a composition formula Si 6 -z Al z O z N 8 -z : Eu a , M b ,
(B) is in the range of 100 to 10000 ppm, and the Al composition ratio (z) is in the range of 0.1 < z < 1,
And irradiating an excitation circle to emit light having a peak wavelength in the range of 500 to 550 nm, wherein M is added as an additive to an empty sphere of a? Si 3 N 4 crystal structure as a dopant.
제1항에 있어서,
상기 여기원은 300㎚∼480㎚ 범위에 피크 파장을 가지며,
상기 여기원 조사에 의해 상기 형광체에서 방출되는 광의 피크 파장은 540㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 형광체.
The method according to claim 1,
The excitation source has a peak wavelength in the range of 300 nm to 480 nm,
Wherein a peak wavelength of light emitted from the phosphor by the excitation irradiation is 540 nm or less.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 여기원 조사에 의해 상기 형광체에서 방출되는 광을 CIE 1931 색도좌표에서 (x, y)값으로 표현될 때에, x와 y는 각각 x≤0.336 및 y≥0.637을 만족하는 것을 특징으로 하는 형광체
The method according to claim 1,
(X, y) in CIE 1931 chromaticity coordinates, x and y satisfy x? 0.336 and y? 0.637, respectively, when light emitted from the phosphor by the excitation irradiation is represented by
제1항에 있어서,
상기 형광체에서 방출되는 광의 CIE 1931 색도좌표에서 y의 변화량이 -0.0065 이하이며,
상기 y 변화량은, 상기 형광체를 청색 발광다이오드에 적용하고 3.3 V, 120㎃로 구동하는 조건에서, 초기에 방출되는 광으로부터 측정된 CIE 1931 색도좌표 중 y 값을 y1이라고 하고, 상기 구동조건을 85℃에서 24시간 동안 지속하여 실시한 후에 방출되는 광에서 측정된 CIE 1931 색도좌표 중 y값을 y2라 할 때에, y2-y1로 정의되는 것을 특징을 하는 형광체.
The method according to claim 1,
A change amount of y in CIE 1931 chromaticity coordinates of light emitted from the phosphor is -0.0065 or less,
The y change amount is defined as y1 of the CIE 1931 chromaticity coordinates measured from the light initially emitted under the condition that the phosphor is applied to the blue light emitting diode and driven at 3.3 V and 120 mA, And y2 is the y value of the CIE 1931 chromaticity coordinates measured in the light emitted after the phosphor is continuously applied for 24 hours.
제1항에 있어서,
상기 M은 스트론튬(Sr)인 것을 특징으로 하는 형광체
The method according to claim 1,
And M is strontium (Sr).
제1항에 있어서,
상기 형광체의 입도는 D50값이 14.5∼18.5㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 형광체.
The method according to claim 1,
Wherein a particle size of the phosphor has a D50 value in a range of 14.5 to 18.5 mu m.
여기광을 방출하는 LED 칩;
상기 LED 칩 주위에 배치되어 상기 여기광의 적어도 일부를 파장변환하며, 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 형광체를 포함하는 녹색 형광체; 및
상기 LED 칩 및 상기 녹색 형광체와 다른 파장의 광을 방출하며, 추가적인 LED 칩 및 다른 종의 형광체 중 적어도 하나에 의해 제공되는 적어도 하나의 발광요소를 포함하는 백색 발광장치.
An LED chip emitting an excitation light;
A green phosphor disposed around the LED chip to wavelength convert at least a part of the excitation light and comprising the phosphor according to any one of claims 1, 2, and 4 to 7; And
And at least one light emitting element emitting light of a wavelength different from that of the LED chip and the green phosphor and provided by at least one of an additional LED chip and another kind of phosphor.
제1항, 제2항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 형광체를 파장변환물질로 이용하는 디스플레이 장치.
A display device using the phosphor according to any one of claims 1, 2, and 4 to 7 as a wavelength conversion material.
제1항, 제2항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 형광체를 파장변환물질로 이용하는 조명장치.
A lighting device using the phosphor according to any one of claims 1, 2, and 4 to 7 as a wavelength conversion material.
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