KR102560889B1 - Light emitting device package and lighting apparatus - Google Patents
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Abstract
실시예는 발광소자 패키지 및 조명장치에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 패키지 몸체(11); 활성층(92)을 포함하여 상기 패키지 몸체(11) 상에 배치되는 발광소자(25); 상기 발광소자(25) 상에 배치되는 몰딩부재(41); 상기 몰딩부재(41) 내에 배치된 형광체(30)를 포함할 수 있다.
상기 발광소자(25)는, 415nm 내지 455nm인 제1 파장영역의 에너지 비율보다 465nm 내지 495nm인 제2 파장영역의 에너지 비율이 더 클 수 있다.
상기 발광소자(25)의 활성층(92)은, InxAlyGa1 -x- yN(0.15≤x≤0.20, 0<y<1)층을 포함할 수 있다.
상기 형광체(30)는, 적어도 하나의 그린(Green) 형광체, 적어도 하나의 시안(Cyan) 형광체, 적어도 하나의 적색(Red) 형광체 중 적어도 3종을 포함하여 상기 발광소자(25)의 발광파장을 여기 파장으로 백색광원을 구현할 수 있다.The embodiment relates to a light emitting device package and a lighting device.
A light emitting device package according to an embodiment includes a package body 11; a light emitting element 25 disposed on the package body 11 including an active layer 92; a molding member 41 disposed on the light emitting element 25; A phosphor 30 disposed in the molding member 41 may be included.
In the light emitting device 25, an energy ratio of a second wavelength range of 465 nm to 495 nm may be greater than an energy ratio of a first wavelength range of 415 nm to 455 nm.
The active layer 92 of the light emitting device 25 may include an In x Al y Ga 1 -x- y N (0.15≤x≤0.20, 0<y<1) layer.
The phosphor 30 includes at least three types of at least one green phosphor, at least one cyan phosphor, and at least one red phosphor, and the light emitting element 25 has a light emitting wavelength A white light source can be implemented with the excitation wavelength.
Description
실시예는 발광소자 패키지 및 조명장치에 관한 것이다.The embodiment relates to a light emitting device package and a lighting device.
발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드를 주기율표상에서 3족-5족의 원소 또는 2족-6족 원소가 화합되어 생성될 수 있고, 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.A light emitting device (Light Emitting Device) can be created by combining a p-n junction diode, which has a characteristic of converting electrical energy into light energy, with elements of groups 3-5 or elements of groups 2-6 on the periodic table, and the composition ratio of compound semiconductors It is possible to implement various colors by adjusting .
예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭 넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자, 적색(RED) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.For example, nitride semiconductors are of great interest in the field of developing optical devices and high-power electronic devices due to their high thermal stability and wide bandgap energy. In particular, blue light emitting devices, green light emitting devices, ultraviolet (UV) light emitting devices, red light emitting devices, and the like using nitride semiconductors are commercialized and widely used.
이러한 발광소자는 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광물질을 이용하거나 발광되는 다양한 빛을 조합함으로써 효율이 좋은 백색광도 구현이 가능하며 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점이 있다.These light emitting devices can implement various colors such as red, green, blue and ultraviolet rays, and can implement white light with good efficiency by using fluorescent materials or combining various emitted lights. It has the advantages of power consumption, semi-permanent lifespan, fast response speed, safety, and environmental friendliness.
한편, 백색광을 구현하는 방법으로는 단일 칩일 활용하는 방법과 멀티 칩을 활용하는 방법이 있다. 예를 들어, 단일 칩으로 백색광을 구현하는 경우에 있어서, 청색 LED나 자외선(UV) LED로부터 발광하는 빛과 이를 이용해서 적어도 하나의 형광체들을 여기 시켜 백색광을 얻는 방법이 사용되고 있다. 또는 멀티 칩 형태의 경우 대표적으로 RGB(Red, Green, Blue)의 3 종류의 칩을 조합하여 제작하는 방법 등이 있다.On the other hand, as a method of implementing white light, there is a method of utilizing a single chip and a method of utilizing multi-chips. For example, in the case of implementing white light with a single chip, a method of obtaining white light by exciting at least one phosphor using light emitted from a blue LED or ultraviolet (UV) LED is used. Alternatively, in the case of a multi-chip type, there is a method of manufacturing by combining three types of RGB (Red, Green, Blue) chips.
인체의 망막에는 B 원추세포, G 원추세포 및 R 원추세포가 있는데, 이 세가지 원추세포들이 외부 빛에 따라 각각 어느 정도 흥분했는지에 따라 각각의 전기신호의 크기가 달라지고, 뇌에서는 이들의 전기신호들을 종합하여 색을 판정하게 된다. There are B cone cells, G cone cells, and R cone cells in the retina of the human body. The magnitude of each electrical signal varies depending on how much these three cone cells are excited by external light, and their electrical signals in the brain. By combining them, the color is determined.
한편, 종래기술에서 광원의 에너지 효율을 높이기 위해 중심파장이 약 440nm~450nm인 Blue LED를 주로 활용하고 있다.On the other hand, in the prior art, in order to increase the energy efficiency of the light source, a blue LED having a center wavelength of about 440 nm to 450 nm is mainly used.
예를 들어, 도 1은 태양광의 발광파장(S) 대비, 종래기술에 따른 발광소자 패키지의 파장스펙트럼(C1) 예시도이다. 도 1을 참조하면, 약 415nm~455nm의 제1 파장영역(H)의 에너지 비율(HC)은 약 465nm~495nm의 제2 파장영역(B)의 에너지 비율(BC)에 비해 큰 영역을 차지하고 있다.For example, FIG. 1 is an exemplary diagram of a wavelength spectrum (C1) of a light emitting device package according to the prior art, compared to a light emitting wavelength (S) of sunlight. Referring to FIG. 1, the energy ratio (HC) of the first wavelength range (H) of about 415 nm to 455 nm occupies a larger area than the energy ratio (BC) of the second wavelength range (B) of about 465 nm to 495 nm. .
예를 들어, 종래기술에서는 태양광 대비, 제1 파장영역(415~455nm) 영역의 에너지(HC) 비율은 약 98%에 이르고, 제2 파장영역(465~495nm) 영역의 에너지(BC) 비율은 약 54%에 불과하였다.For example, in the prior art, compared to sunlight, the energy (HC) ratio of the first wavelength range (415 to 455 nm) reaches about 98%, and the energy (BC) ratio of the second wavelength range (465 to 495 nm) was only about 54%.
또한 도 2는 종래기술에 따른 발광소자 패키지의 파장스펙트럼(C1)과 이에 채용된 그린 형광체(G1)의 파장스펙트럼 및 레드 형광체(R1)의 파장스펙트럼을 함께 나타낸 것이다.In addition, FIG. 2 shows a wavelength spectrum (C1) of a light emitting device package according to the prior art, a wavelength spectrum of a green phosphor (G1) employed therein, and a wavelength spectrum of a red phosphor (R1).
최근 연구에 따르면, 약 415nm~455nm의 제1 파장영역(H)의 빛에 인간의 시각 세포가 노출되는 경우 눈에 부정적 효과(Eye-Hazardous)를 나타내며, 그 부정적 효과는 일생에 걸쳐 누적되고, 결과적으로 황반변성(age-related macular degeneration)까지 일으키는 등 인간 시각에 손상을 일으키는 것으로 밝혀지고 있으며, 황반변성은 노년기 시력상실의 주요 원인이지만 최근 젊은 연령층에서도 발병하기도 하며, 이 질병으로 인해 시력장애가 시작되면 이전의 시력으로 회복할 수 없다고 알려져 있다.According to a recent study, when human visual cells are exposed to light in the first wavelength region (H) of about 415 nm to 455 nm, it shows negative effects (Eye-Hazardous) on the eyes, and the negative effects accumulate over a lifetime, As a result, it has been found to cause damage to human vision, such as causing age-related macular degeneration. Macular degeneration is the main cause of blindness in old age, but it also occurs in the younger age group recently. It is known that the former sight cannot be restored.
한편, 이러한 415nm~455nm의 제1 파장영역(H)의 위해성(hazardousness)을 줄이고자 일부 연구에서 LED 광원 앞에 필터를 사용하거나 필터가 장착된 안경을 착용하는 시도가 있으나, 이러한 시도의 경우 415nm~455nm의 제1 파장영역(H)의 눈에 유해한 파장 영역 외에도, 백색의 광원을 만드는 데 필요한 Blue 영역과 인체의 일주 리듬을 조절에 유익한(Beneficial) 약 465nm~495nm의 제2 파장영역(B) 까지도 제거되는 또 다른 문제를 발생시키고 있다.On the other hand, in order to reduce the hazard of the first wavelength region (H) of 415 nm to 455 nm, some studies have attempted to use a filter in front of the LED light source or wear glasses equipped with a filter, but in these attempts, 415 nm to 455 nm In addition to the 455nm first wavelength range (H), which is harmful to the eyes, the blue range necessary for making a white light source and the second wavelength range (B) of about 465nm to 495nm, which is beneficial for adjusting the circadian rhythm of the human body It is causing another problem that is even eliminated.
도 3은 종래기술에 따른 발광소자 패키지의 Special CRI 데이터이며, 이에 따르면 광원의 품질을 나타내는 지표 중의 하나인 R9(순수 붉은색)의 값이 -11.9를 나타내어 태양광과 유사한 반사광을 낼 수 없는 문제가 있다.3 is Special CRI data of a light emitting device package according to the prior art. According to this, the value of R9 (pure red color), which is one of the indicators of the quality of the light source, is -11.9, so that reflected light similar to sunlight cannot be emitted. there is
이에 따라 종래기술에 의하면 인체에 유해한 파장범위를 최소화하면서 CRI 특성도 개선해야하는 기술적 문제에 직면하고 있다.Accordingly, according to the prior art, there is a technical problem of minimizing a wavelength range harmful to the human body and improving CRI characteristics.
한편, 종래기술에서 CRI 특성을 개선하고자 낮은 에너지 효율을 나타내는 장파장의 형광체를 함께 사용하는 시도가 있으나, 이는 CRI 특성이 일부 개선되는 점은 있으나 광속 손실이 발생하는 기술적 모순의 문제가 있다.On the other hand, in the prior art, there is an attempt to use a long-wavelength phosphor exhibiting low energy efficiency in order to improve CRI characteristics, but this has a technical contradiction problem in that luminous flux loss occurs, although the CRI characteristics are partially improved.
이에 따라 종래기술은 광속향상이라는 기술적 특성과 Special CRI 지표개선(예를 들어 R9>0)이라는 기술적 특성을 동시에 만족시키지 못하는 기술적 모순의 한계가 있었다.Accordingly, the prior art has a limit of technical contradiction that cannot simultaneously satisfy the technical characteristics of improving the luminous flux and the technical characteristics of improving the Special CRI index (eg R9>0).
실시예의 해결과제 중의 하나는 인체에 유해한 파장범위를 최소화하고 인체에 유익한 파장범위를 최대화함과 아울러 광학적 특성, 예를 들어 CRI 지표를 개선할 수 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공하고자 함이다.One of the problems of the embodiment is to provide a light emitting device package and a lighting device capable of minimizing a wavelength range harmful to the human body, maximizing a wavelength range beneficial to the human body, and improving optical characteristics, for example, CRI index.
또한 실시예의 해결과제 중의 하나는 광속향상의 기술적 특성과 Special CRI 지표 개선(예를 들어 R9>0)이라는 기술적 특성을 동시에 만족시킬 수 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공하고자 함이다.In addition, one of the problems of the embodiment is to provide a light emitting device package and a lighting device that can simultaneously satisfy the technical characteristics of luminous flux improvement and special CRI index improvement (for example, R9>0).
실시예에 따른 발광소자 패키지는 패키지 몸체(11); 활성층(92)을 포함하여 상기 패키지 몸체(11) 상에 배치되는 발광소자(25); 상기 발광소자(25) 상에 배치되는 몰딩부재(41); 상기 몰딩부재(41) 내에 배치된 형광체(30)를 포함할 수 있다.A light emitting device package according to an embodiment includes a
상기 발광소자(25)는, 415nm 내지 455nm인 제1 파장영역의 에너지 비율보다 465nm 내지 495nm인 제2 파장영역의 에너지 비율이 더 클 수 있다.In the
상기 발광소자(25)의 활성층(92)은, InxAlyGa1 -x- yN(0.15≤x≤0.20, 0<y<1)층을 포함할 수 있다.The
상기 형광체(30)는, 적어도 하나의 그린(Green) 형광체, 적어도 하나의 시안(Cyan) 형광체, 적어도 하나의 적색(Red) 형광체 중 적어도 3종을 포함하여 상기 발광소자(25)의 발광파장을 여기 파장으로 백색광원을 구현할 수 있다.The
실시예에 따른 발광소자 패키지는 패키지 몸체(11); 활성층(94)을 포함하여 상기 패키지 몸체(11) 상에 배치되는 발광소자(25); 상기 발광소자(25) 상에 배치되는 몰딩부재(41); 상기 몰딩부재(41) 내에 배치된 형광체(30)를 포함하고, 상기 발광소자(25)는, 415nm 내지 455nm인 제1 파장영역의 에너지 비율보다 465nm 내지 495nm인 제2 파장영역의 에너지 비율이 더 크며, 상기 발광소자(25)의 활성층(92)은, InxAlyGa1-x-yN(0.06≤x≤0.20, 0<y<1)층을 포함할 수 있다.A light emitting device package according to an embodiment includes a
상기 활성층(94)은 415nm 내지 455nm인 상기 제1 파장영역을 피크파장으로 하는 제1 활성층(94a)과 465nm 내지 495nm인 상기 제2 파장영역을 피크파장으로 하는 제1 활성층(94a)을 포함할 수 있다.The
상기 형광체(30)는, 적어도 하나의 그린(Green) 형광체, 적어도 하나의 시안(Cyan) 형광체, 적어도 하나의 적색(Red) 형광체 중 적어도 2종을 포함하여 상기 발광소자(25)의 발광파장을 여기 파장으로 백색광원을 구현할 수 있다.The
실시예에 따른 조명장치는 상기 발광소자 패키지를 구비하는 발광유닛을 포함할 수 있다.A lighting device according to an embodiment may include a light emitting unit having the light emitting device package.
실시예에 의하면, 인체에 유해한 파장범위를 최소화하고 인체에 유익한 파장범위를 최대화함과 아울러 광학적 특성(예를 들어 CRI 지표)을 개선할 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide a light emitting device package and a lighting device having technical effects capable of minimizing a wavelength range harmful to the human body, maximizing a wavelength range beneficial to the human body, and improving optical characteristics (eg CRI index). can
또한 실시예에 의하면, 광속향상의 기술적 특성과 Special CRI 지표 개선(예를 들어, R9>0)이라는 기술적 특성을 동시에 만족시킬 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment, it is possible to provide a light emitting device package and a lighting device having technical effects capable of simultaneously satisfying the technical characteristics of luminous flux improvement and special CRI index improvement (eg, R9>0).
도 1은 종래기술에 따른 발광소자 패키지의 파장스펙트럼 예시도.
도 2는 종래기술에 따른 발광소자 패키지와 형광체의 파장스펙트럼 예시도.
도 3은 종래기술에 따른 발광소자 패키지의 CRI 데이터.
도 4a는 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 4b는 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지에서의 발광소자의 단면도.
도 5는 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지의 파장스펙트럼 예시도.
도 6a는 제1 실험예에 따른 발광소자 패키지 및 형광체의 파장스펙트럼 예시도.
도 6b는 제1 실험예에 따른 발광소자 패키지의 CRI 데이터.
도 6c와 도 6d는 실시예에 따른 발광소자 패키지에서 광학적 특성을 설명하기 위한 파장스펙트럼 데이터.
도 7a는 제2 실험예에 따른 발광소자 패키지 및 형광체의 파장스펙트럼 예시도.
도 7b는 제2 실험예에 따른 발광소자 패키지의 CRI 데이터.
도 8a는 제3 실험예에 따른 발광소자 패키지 및 형광체의 파장스펙트럼 예시도.
도 8b는 제3 실험예에 따른 발광소자 패키지의 CRI 데이터.
도 9a는 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 9b는 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지에서의 발광소자의 단면도.
도 9c는 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지에서의 발광소자에서 활성층의 밴드갭 다이어그램.
도 10a는 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지의 파장스펙트럼 예시도.
도 10b는 제4 실험예에 따른 발광소자 패키지와 형광체의 파장스펙트럼 예시도.
도 10c는 제4 실험예에 따른 발광소자 패키지의 CRI 데이터.
도 11a 내지 도 11c는 제2 실시예와 제1 종래기술에 따른 발광소자 패키지의 파장스펙트럼 비교 데이터.
도 12는 실시예에 따른 조명 장치의 분해 사시도.1 is an exemplary view of a wavelength spectrum of a light emitting device package according to the prior art.
Figure 2 is an exemplary view of the wavelength spectrum of a light emitting device package and a phosphor according to the prior art.
3 is CRI data of a light emitting device package according to the prior art.
4A is a cross-sectional view of the light emitting device package according to the first embodiment.
4B is a cross-sectional view of the light emitting device in the light emitting device package according to the first embodiment.
5 is an exemplary view of a wavelength spectrum of the light emitting device package according to the first embodiment.
6A is an exemplary view of a wavelength spectrum of a light emitting device package and a phosphor according to a first experimental example;
6B is CRI data of the light emitting device package according to the first experimental example.
6c and 6d are wavelength spectrum data for explaining optical characteristics of the light emitting device package according to the embodiment.
7A is an exemplary view of a wavelength spectrum of a light emitting device package and a phosphor according to a second experimental example;
7B is CRI data of a light emitting device package according to a second experimental example.
8A is an exemplary view of a wavelength spectrum of a light emitting device package and a phosphor according to a third experimental example;
8B is CRI data of a light emitting device package according to a third experimental example.
9A is a cross-sectional view of a light emitting device package according to a second embodiment.
9B is a cross-sectional view of a light emitting device in a light emitting device package according to a second embodiment.
9C is a bandgap diagram of an active layer in a light emitting device in a light emitting device package according to a second embodiment.
10A is an exemplary view of a wavelength spectrum of a light emitting device package according to a second embodiment.
10B is an exemplary view of a wavelength spectrum of a light emitting device package and a phosphor according to a fourth experimental example;
10C is CRI data of a light emitting device package according to a fourth experimental example.
11A to 11C are wavelength spectrum comparison data of a light emitting device package according to a second embodiment and a first prior art.
12 is an exploded perspective view of a lighting device according to an embodiment;
실시예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명하나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.In the description of the embodiment, each layer (film), region, pattern or structure is "on/over" or "under" the substrate, each layer (film), region, pad or pattern. In the case where it is described as being formed in, "on/over" and "under" include both "directly" or "indirectly" formed through another layer. do. In addition, the criterion for the top/top or bottom of each layer is described based on the drawings, but the embodiment is not limited thereto.
(실시예)(Example)
도 4는 제1 실시예에 따른 발광소자의 패키지(101) 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the
도 4를 참조하면, 실시예의 발광소자 패키지(101)는 몸체(11), 복수의 리드 프레임(21,23), 발광소자(25), 형광체(30) 및 몰딩부재(41) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the light emitting
예를 들어, 실시예의 발광소자 패키지(101)는 몸체(11)와 상기 몸체(11) 상에 배치된 복수의 리드 프레임(21,23), 상기 복수의 리드 프레임(21,23)과 전기적으로 연결된 발광소자(25)과 상기 발광소자(25) 상에 배치되며 형광체(30)를 구비한 몰딩부재(41)를 포함할 수 있다. For example, the light emitting
상기 몸체(11)는 상기 발광소자(25)에 의해 방출된 파장에 대해, 반사율이 투과율보다 더 높은 물질 예컨대, 70% 이상의 반사율을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(11)는 반사율이 70% 이상인 경우, 비 투광성의 재질로 정의될 수 있다.The
상기 몸체(11)는 수지 계열의 절연 물질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 또는 상기 몸체(11)는 에폭시 또는 실리콘과 같은 수지 재질에 금속 산화물이 첨가될 수 있으며, 상기 금속 산화물은 TiO2, SiO2, Al2O3중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 몸체(11)는 실리콘 계열, 또는 에폭시 계열, 또는 플라스틱 재질을 포함할 수 있고, 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다. The
또한 상기 몸체(11) 내에는 산무수물, 산화 방지제, 이형재, 광 반사재, 무기 충전재, 경화 촉매, 광 안정제, 윤활제, 이산화티탄 중에서 선택적으로 첨가될 수 있다. In addition, an acid anhydride, an antioxidant, a release agent, a light reflector, an inorganic filler, a curing catalyst, a light stabilizer, a lubricant, and titanium dioxide may be selectively added to the
또한 상기 몸체(11)는 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종에 의해 성형될 수 있다. 예를 들면, 상기 몸체(11)는 트리글리시딜이소시아누레이트, 수소화 비스페놀 A 디글리시딜에테르 등으로 이루어지는 에폭시 수지와, 헥사히드로 무수 프탈산, 3-메틸헥사히드로 무수 프탈산4-메틸헥사히드로 무수프탈산 등으로 이루어지는 산무수물을, 에폭시 수지에 경화 촉진제로서 DBU(1,8-Diazabicyclo(5,4,0)undecene-7), 조촉매로서 에틸렌 그리콜, 산화티탄 안료, 글래스 섬유를 첨가하고, 가열에 의해 부분적으로 경화 반응시켜 B 스테이지화한 고형상 에폭시 수지 조성물을 사용할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.In addition, the
실시예는 상기 몸체(11) 내에 차광성 물질 또는 확산제를 혼합하여 투과하는 광을 저감시켜 줄 수 있다. 또한 상기 몸체(11)는 소정의 기능을 갖게 하기 위해서, 열 경화성수지에 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질, 차광성 물질, 광 안정제, 윤활제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 적절히 혼합할 수 있다.In the embodiment, a light blocking material or a diffusion agent may be mixed in the
상기 몸체(11)는 상기 몸체(11)의 상면으로부터 소정 깊이로 함몰되며 상부가 오픈된 캐비티(15)를 포함할 수 있다. 상기 캐비티(15)는 오목한 컵 구조, 오픈 구조, 또는 리세스 구조와 같은 형태로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 캐비티(15)는 위로 올라갈수록 점차 넓어지는 너비를 갖고 있어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.The
상기 몸체(11)에는 복수의 리드 프레임 예컨대, 제1 및 제2리드 프레임(21,23)이 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 리드 프레임(21,23)은 상기 캐비티(15)의 바닥에 배치될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 리드 프레임(21,23)의 외측부는 상기 몸체(11)를 통해 상기 몸체(11)의 적어도 한 측면에 노출될 수 있다. 상기 제1 리드 프레임(21) 및 상기 제2 리드 프레임(23)의 하부는 상기 몸체(11)의 하부로 노출될 수 있으며, 회로 기판 상에 탑재되어 전원을 공급받을 수 있다.A plurality of lead frames, for example, first and second lead frames 21 and 23 may be disposed on the
상기 제1 및 제2 리드 프레임(21,23)의 다른 예로서, 상기 제1 및 제2 리드 프레임(21,23) 중 적어도 하나 또는 모두는 오목한 컵 형상의 구조로 형성되거나, 절곡된 구조를 갖거나, 몸체(11)와의 결합을 위해 리세스된 홈 또는 구멍을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 오목한 컵 형상 내에는 상기의 발광소자(25)이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.As another example of the first and second lead frames 21 and 23, at least one or both of the first and second lead frames 21 and 23 are formed in a concave cup-shaped structure or a bent structure. It may have, or may include a recessed groove or hole for coupling with the
상기 제1 리드 프레임(21) 및 제2 리드 프레임(23)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.The
상기 제1리드 프레임(21) 위에는 발광소자(25)가 배치될 수 있으며, 상기 발광소자(25)는 접합 부재(미도시)로 상기 제1리드 프레임(21) 상에 접착될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 발광소자(25)는 제1 및 제2 리드 프레임(21,23) 중 적어도 하나에 연결 부재(27)로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 연결 부재(27)는 전도성 재질 예컨대, 금속 재질의 와이어를 포함할 수 있다.A
상기 발광소자(25)는 II-VI족 화합물 및 III-V족 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 발광소자(25)는 예컨대, GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN, GaP, AlN, GaAs, AlGaAs, InP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 화합물로 형성될 수 있다.The
도 4b는 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지에서의 발광소자(25)의 단면도이며, 이를 통해 실시예에서의 발광소자(25)를 좀 더 상술하기로 한다.4B is a cross-sectional view of the
실시예에서 발광 소자(25)는 수직형 발광소자일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 수평형 발광소자, 플립칩 형 발광소자 등일 수도 이다.In the embodiment, the
실시예의 발광소자(25)는 발광 구조물(90) 상에 위치한 제1 전극 패드(51), 상기 발광 구조물(90) 아래에 위치한 제2 전극 패드(50), 상기 발광 구조물(90)와 제2 전극 패드(50) 사이에 위치하고, 제1 전극 패드(51)와 수직 방향으로 대응된 전류 차단층(72), 및 지지부재(62) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.The
상기 발광 구조물(90)는 제1 도전형 반도체층(91), 활성층(92) 및 제2 도전형 반도체층(93)을 포함할 수 있다.The
상기 제1 도전형 반도체층(91)은 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(91)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체일 수 있다. 상기 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 제1 도전형 반도체층(91)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤≤x≤≤1, 0≤≤y≤≤1, 0≤≤x+y≤≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(91)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.The first conductivity type semiconductor layer 91 may be formed as a single layer or multiple layers. When the first conductivity type semiconductor layer 91 is an n-type semiconductor layer, it may be a group 3-5 compound semiconductor doped with a first conductivity type dopant. The first conductivity-type dopant is an n-type dopant and may include Si, Ge, Sn, Se, or Te, but is not limited thereto. The first conductivity type semiconductor layer 91 is In x Al y Ga 1 -x- y N (0≤≤x≤≤1, 0≤≤y≤≤1, 0≤≤x+y≤≤1) It may include a semiconductor material having a composition formula. The first conductive semiconductor layer 91 may be formed of one or more of GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, and InP.
상기 활성층(92)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 어느 하나일 수 있다. 상기 활성층(92)은 질화갈륨계 반도체층으로 형성된 우물층 및 장벽층을 포함할 수 있다. The
예를 들어, 상기 활성층(92)은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs/AlGaAs, InGaAs/AlGaAs, GaInP/AlGaInP, GaP/AlGaP, InGaP/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.For example, the
상기 활성층(92)의 장벽층 및 우물층은 활성층의 결정 품질을 향상시키기 위해 불순물이 도핑되지 않은 언도프트층으로 형성될 수 있으나, 순방향 전압을 낮추기 위해 일부 또는 전체 활성 영역 내에 불순물이 도핑될 수도 있다.The barrier layer and the well layer of the
상기 제2 도전형 반도체층(93)은 상기 활성층(92) 상에 위치하고, 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(93)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체일 수 있다. 상기 제2 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 상기 제2 도전형 반도체층(93)은 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, GaP와 같은 화합물 반도체 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The second conductivity-type semiconductor layer 93 is positioned on the
상기 제2 전극 패드(50)는 발광 구조물(90)의 제2 도전형 반도체층(93) 아래에 위치하는 접촉층(55), 반사층(56), 및 본딩층(57)을 포함할 수 있다. The
상기 접촉층(55)은 상기 제2 도전형 반도체층(93)의 하부면에 접촉되며, 일부는 상기 전류 차단층(72)의 하부면으로 연장될 수 있다. 상기 접촉층(55)은 ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등과 같은 전도성 물질이거나 Ni, Ag의 금속을 이용할 수 있다.The contact layer 55 contacts the lower surface of the second conductivity type semiconductor layer 93 and may partially extend to the lower surface of the
상기 접촉층(55) 아래에 반사층(56)이 형성될 수 있으며, 상기 반사층(56)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 또는 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 적어도 하나의 층을 포함하는 구조로 형성될 수 있다. 상기 반사층(56)은 상기 제2 도전형 반도체층(93) 아래에 접촉될 수 있으며, 금속으로 오믹 접촉하거나 ITO와 같은 전도 물질로 오믹 접촉할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.A
상기 반사층(56) 아래에는 본딩층(57)이 형성될 수 있으며, 상기 본딩층(57)은 베리어 금속 또는 본딩 금속으로 사용될 수 있으며, 그 물질은 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 및 Ta와 선택적인 합금 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. A bonding layer 57 may be formed under the
상기 발광 구조물(90) 아래에는 채널층(70)이 배치될 수 있다. 상기 채널층(70)은 상기 제2 도전형 반도체층(93)의 하부면 에지를 따라 형성되며, 링 형상, 루프 형상 또는 프레임 형상으로 형성될 수 있다. 상기 채널층(70)은 ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 상기 채널층(70)은 금속층 또는 반도체층으로 형성될 수도 있다. 상기 채널층(70)의 내측부는 상기 제2 도전형 반도체층(93) 아래에 배치되고, 외측부는 상기 발광 구조물(90)의 측면보다 더 외측에 위치할 수 있다. A
상기 본딩층(57) 아래에는 지지 부재(62)가 형성되며, 상기 지지 부재(62)는 전도성 부재로 형성될 수 있으며, 그 물질은 구리(Cu-copper), 금(Au-gold), 니켈(Ni-nickel), 몰리브덴(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC 등)와 같은 전도성 물질로 형성될 수 있다. A
상기 지지부재(62)는 다른 예로서, 전도성 시트로 구현될 수 있다. 상기 제2 전극 패드(50)는 상기 지지부재(62)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 전극 패드(50)의 층들 중 적어도 하나 또는 복수의 층은 상기 지지부재(62)와 동일한 너비로 형성될 수 있다. As another example, the
상기 제1 도전형 반도체층(91)의 상부면에는 러프니스와 같은 광 추출 구조가 형성될 수 있다. 상기 제1 전극 패드(51)는 상기 제1 도전형 반도체층(91)의 상면 중 평탄한 면 상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 구조물(90)의 측면 및 상면에는 절연층(미도시)이 더 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.A light extraction structure such as a roughness may be formed on an upper surface of the first conductivity type semiconductor layer 91 . The
상기 전류 차단층(72)은 제1 전극 패드(51)와 오버랩되고, 상기 제2 전극 패드(50)의 하부에 전류가 집중되는 것을 방지하는 기능을 갖는다. The
상기 전류 차단층(72)은 예컨대 산화물 또는 질화물등의 절연물질로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 전류 차단층(72)은 SixOy, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 상기 전류 차단층(72)은 굴절률이 서로 상이한 층들을 교대로 적층한 분포 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
다음으로, 실시예의 발광소자 패키지에서 채용되는 형광체에 대해 설명하기로 한다. Next, the phosphor used in the light emitting device package of the embodiment will be described.
실시예에서 캐비티(15)에는 몰딩부재(41)가 배치될 수 있으며, 상기 몰딩부재(41)는 실시예에 따른 형광체(30)를 포함할 수 있다. 상기 형광체(30)는 서로 다른 피크 파장을 발광하는 형광 물질을 포함할 수 있다. In the embodiment, a
예를 들어, 상기 형광체(30)는 예컨대, 서로 다른 피크 파장을 발광하는 제1형광체(31), 제2형광체(32), 제3 형광체(33)를 포함할 수 있다. 실시예의 형광체(30)는 적어도 2 종 이상의 형광체를 포함할 수 있으며, 3종 이상의 형광체를 포함할 수 있다.For example, the
예를 들어, 상기 제1형광체(31)는 발광 중심파장이 515nm 내지 570nm일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 형광체(31)는 (Lu, Y, Gd)3- x(Al, Ga)5O12:Ce3 + x, (Y,Gd,Lu,Tb)3-x(Al,Ga)5O12:Cex, (Y, Lu, Gd)3- x(Al, Ga)5O12:Ce3 + x, La3 - xSi6N11:Ce3 + x, (Mg,Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu, (Ca,Sr)3SiO5:Eu, (La,Ca)3- xSi6N11:Cex, α-SiAlON:Eu, β-SiAlON:Eu, Ba3Si6O12N2:Eu, Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce, CaSc2O4:Eu, BaAl8O13:Eu, (Ca,Sr,Ba)Al2O4:Eu, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga,In)2S4:Eu, (Ca,Sr)8(Mg,Zn)(SiO4)4Cl2:Eu/Mn, (Ca,Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu/Mn, (Ca,Sr,Ba)2(Mg,Zn)Si2O7:Eu, Zn2SiO4:Mn, (Y,Gd)BO3:Tb, ZnS:Cu,Cl/Al, ZnS:Ag,Cl/Al, (Sr,Ca)2Si5N8:Eu, (Li,Na,K)3ZrF7:Mn, (Li,Na,K)2(Ti,Zr)F6:Mn, (Ca,Sr,Ba)(Ti,Zr)F6:Mn, Ba0 . 65Zr0 .35F2. 7:Mn, (Sr,Ca)S:Eu, (Y,Gd)BO3:Eu, (Y,Gd)(V,P)O4:Eu, Y2O3:Eu, (Sr,Ca,Ba,Mg)5(PO4)3Cl:Eu, (Ca,Sr,Ba)MgAl10O17:Eu, (Ca,Sr,Ba)Si2O2N2:Eu, 3.5MgOㆍ0.5MgF2ㆍGeO2:Mn 등 중에서 한 종류 또는 2종류 이상이 선택될 수 있다. For example, the
상기 제1형광체(31)는 양자점(quantum dot)을 포함할 수 있으며, 상기 양자점은 II-VI 화합물, 또는 III-V족 화합물 반도체를 포함할 수 있으며, 녹색 광을 발광할 수 있다. 상기 양자점은 예컨대, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, In,Sb, AlS, AlP, AlAs, PbS, PbSe, Ge, Si, CuInS2, CuInSe2 등과 같은 것들 및 이들의 조합이 될 수 있다. The
상기 제2형광체(32)는 상기 발광소자(25)로부터 방출된 광을 여기 파장으로 하여 제2피크 파장 예컨대, 적색 피크 파장을 발광할 수 있다. 상기 제2 형광체(32)는 발광 중심파장이 580nm 내지 670nm일 수 있다.The
상기 제2형광체(32)는 화합물계 형광체 예컨대, (Ca,Sr)S:Eu2 + 또는 질화물계 예컨대, Ca1 - xAlSiN3:Eu2 + x 형광체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 형광체(32)는 (Sr,Ca)1-xAlSiN3:Eu2+ x (0.01 ≤ x ≤ 0.3)의 조성을 구비할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
제2 형광체(32)의 활성체는 Mn4 + 등의 4가 전이금속 이온이거나, 각종 희토류 이온이나 전이금속 이온에서 선택되는 금속 이온일 수 있음, 예를 들면, Eu2 + , Ce3 +, Pr3 +, Nd3+, Sm3 +, Eu3 +, Gd3 +, Tb3 +, Dy3 +, Ho3 +, Er3 +, Tm3 +, Yb3 + 등의 3가 희토류금속 이온, Sm2+, Eu2 +, Yb2 + 등의 2가 희토류금속 이온, Mn2 + 등의 2가 전이금속이온, Cr3 +이나 Fe3+ 등의 3가 전이금속이온 등일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 형광체(32)는 K2Si1 -xF6:Mn4+ x일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The activator of the
상기 제2 형광체(32)는 상기 적색 형광체 예들에서 한 종류 또는 2종류 이상이 선택될 수 있다.As the
상기 제3 형광체(33)는 상기 발광소자(25)로부터 방출된 광을 여기 파장으로 하여 제3 피크 파장 예컨대, 발광 중심파장이 490nm 내지 505nm일 수 있다. 상기 제3 형광체(33)는 (Ba, Mg)3- aSi6 - bO3 .5- cN8 .5-d(Li, Cl, F, P)1- e:Eu2 + a, (Ba, Mg, Ca, Sr)3-aSi6O3.N8:Eu2+ a, (Ba, Mg, Ca, Sr)1- aSi2O2.N2:Eu2 + a 중 어느 하나 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제3 형광체(33)는 상기 예들에서 한 종류 또는 2종류 이상이 선택될 수 있다.The
앞서 기술한 바와 같이, 실시예의 제1 기술적과제는 인체에 유해한 파장범위를 최소화하고 인체에 유익한 파장범위를 최대화함과 아울러 광학적 특성, 예를 들어 CRI 지표를 개선할 수 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공하고자 함이다. 또한 실시예의 제2 기술적 과제는 광속향상의 기술적 특성과 Special CRI 지표 개선(예를 들어 R9>0)이라는 기술적 특성을 동시에 만족시킬 수 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공하고자 함이다.As described above, the first technical problem of the embodiment is to minimize a wavelength range harmful to the human body, to maximize a wavelength range beneficial to the human body, and to improve optical characteristics, for example, a CRI indicator, a light emitting device package and a lighting device. is to provide In addition, the second technical problem of the embodiment is to provide a light emitting device package and a lighting device that can simultaneously satisfy the technical characteristics of improving the luminous flux and the technical characteristics of improving the special CRI index (for example, R9>0).
실시예는 당면한 제1 기술적 과제와 제2 기술적 과제를 아래와 같이 효과적으로 해결하였으며, 이러한 기술적 해결수단 및 기술적 효과를 상술하기로 한다.The embodiment effectively solves the first technical problem and the second technical problem at hand as follows, and these technical solutions and technical effects will be described in detail.
도 5는 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지의 파장스펙트럼(E1)과 태양광 파장스펙트럼(S)의 예시도이다.5 is an exemplary view of a wavelength spectrum E1 and a solar wavelength spectrum S of the light emitting device package according to the first embodiment.
<제1 실험예><Example 1>
도 6a는 제1 실험예에 따른 발광소자 패키지 및 형광체의 파장스펙트럼 예시도이며, 도 6b는 제1 실험예에 따른 발광소자 패키지의 CRI 데이터이며, R9 데이터가 약 +18, CRI 데이터가 약 85를 나타내었다.6A is an exemplary view of the wavelength spectrum of the light emitting device package and the phosphor according to the first experimental example, and FIG. 6B is CRI data of the light emitting device package according to the first experimental example, R9 data is about +18, CRI data is about 85 showed
실시예에 따른 발광소자에서 활성층(92)은 415nm 내지 455nm인 제1 파장영역의 에너지 비율보다 465nm 내지 495nm인 제2 파장영역의 에너지 비율이 더 크기 위해, 상기 발광소자(25)의 활성층(92)은, InxAlyGa1 -x- yN(0.15≤x≤0.20, 0<y<1)층의 조성을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In the light emitting device according to the embodiment, the
구체적으로, 도 6a는 제1 실험예에 따른 발광소자 패키지의 파장스펙트럼(E1)과 이에 사용되는 제1 그린 형광체의 파장 스펙트럼(GE1), 제2 그린 형광체의 파장 스펙트럼(GE2) 및 제1 레드 형광체의 파장 스펙트럼(RE1)을 함께 도시한 것이다.Specifically, FIG. 6A shows a wavelength spectrum (E1) of the light emitting device package according to the first experimental example, a wavelength spectrum (GE1) of a first green phosphor used therein, a wavelength spectrum (GE2) of a second green phosphor, and a first red phosphor. The wavelength spectrum (RE1) of the phosphor is also shown.
제1 실험예에 채용된 제1 그린 형광체와 제2 그린 형광체는 (Lu, Y, Gd)3- x(Al, Ga)5O12:Ce3 + x 조성일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 그린 형광체와 제2 그린 형광체 피크 파장은 각각 약 525nm, 약 545nm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 실험예에 채용된 제1 레드 형광체는 (Ca, Sr)1- xAlSiN3:Eu2 + x 조성일 수 있으며, 피크 파장은 약 621nm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The first green phosphor and the second green phosphor employed in the first experimental example may have a (Lu, Y, Gd) 3- x (Al, Ga) 5 O 12 :Ce 3 + x composition, but are not limited thereto. Peak wavelengths of the first green phosphor and the second green phosphor may be about 525 nm and about 545 nm, respectively, but are not limited thereto. The first red phosphor used in the first experimental example may have a (Ca, Sr) 1- x AlSiN3 : Eu 2 + x composition, and may have a peak wavelength of about 621 nm, but is not limited thereto.
제1 실험예에서서 채용된 형광체는 몰드의 약 18~19wt%를 차지할 수 있고, 제1 그린 형광체, 제2 그린 형광체, 제1 레드 형광체는 각각 약 26.7%, 약 67%, 약 6.3% 배합비율일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The phosphor used in the first experimental example may occupy about 18 to 19 wt% of the mold, and the first green phosphor, the second green phosphor, and the first red phosphor are about 26.7%, about 67%, and about 6.3%, respectively. It may be a ratio, but is not limited thereto.
실시예에 의하면, 도 5와 같이 인체에 유해한 파장범위(H)를 최소화하고 인체에 유익한 파장범위(B)를 최대화함과 아울러, 도 6b와 같이 광학적 특성(예를 들어 CRI 지표)을 개선할 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다. 예를 들어, R9 데이터가 약 +20로 현저히 증대하고, CRI 데이터가 약 86을 나타내었다.According to the embodiment, as shown in FIG. 5, the wavelength range (H) harmful to the human body is minimized and the wavelength range (B) beneficial to the human body is maximized, and the optical characteristics (eg, CRI index) are improved as shown in FIG. 6B. It is possible to provide a light emitting device package and a lighting device having possible technical effects. For example, the R9 data significantly increased to about +20, and the CRI data showed about 86.
이하, 도 5를 참조하여 인체에 유해한 파장범위(H)를 최소화하고 인체에 유익한 파장범위(B)를 최대화한 기술적 효과에 대해 좀 더 상술하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 5, the technical effect of minimizing the wavelength range (H) harmful to the human body and maximizing the wavelength range (B) beneficial to the human body will be described in more detail.
종래 기술은 에너지 효율을 높이고자 눈에 해로운 제1 파장영역(415~455nm) 영역(H)의 에너지 비율이 높고, 몸에 유익한 제2 파장영역(465~495nm)(B)의 에너지 비율이 낮추었다. In order to increase energy efficiency, the prior art has a high energy ratio in the first wavelength range (415 to 455 nm) (H) that is harmful to the eyes and a low energy ratio in the second wavelength range (465 to 495 nm) (B) that is beneficial to the body. was
예를 들어, 도 1을 참조하면, 종래기술에서 태양광 대비, 제1 파장영역(415~455nm) 영역의 에너지(HC) 비율은 약 98%에 이르고, 제2 파장영역(465~495nm) 영역의 에너지(BC) 비율은 약 54%에 불과하였다.For example, referring to FIG. 1, in the prior art, the energy (HC) ratio of the first wavelength range (415 to 455 nm) compared to sunlight reaches about 98%, and the second wavelength range (465 to 495 nm) The energy (BC) ratio of was only about 54%.
반면, 실시예는 기술적 과제를 해결하고자 발광소자(25)의 415nm 내지 455nm인 제1 파장영역의 에너지(HE) 비율보다 465nm 내지 495nm인 제2 파장영역의 에너지(BE) 비율이 더 크도록 제어할 수 있다.On the other hand, the embodiment controls the energy (BE) ratio of the second wavelength range of 465 nm to 495 nm to be greater than the energy (HE) ratio of the first wavelength range of 415 nm to 455 nm of the
예를 들어, 실시예는 발광소자(25)의 발광파장이 415nm 내지 455nm인 제1 파장영역의 에너지(HE) 비율이 제1 파장영역의 태양광원의 에너지 대비 75% 이하로 제어할 수 있으며, 발광소자(25)의 발광파장이 465nm 내지 495nm인 제2 파장영역의 에너지(BE) 비율이 제2 파장영역의 태양광원의 에너지 대비 60% 이상으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광소자(25)의 465nm 내지 495nm인 상기 제2 파장영역의 에너지 비율이 상기 제2 파장영역의 태양광원의 에너지 대비 100% 이상일 수 있다.For example, in the embodiment, the energy (HE) ratio of the first wavelength range in which the light emitting wavelength of the
예를 들어, 발광소자(25)의 415nm 내지 455nm인 제1 파장영역의 에너지(HE) 비율은 태양광 대비 약 32% 수준으로 낮출 수 있는 반면, 465nm 내지 495nm인 제2 파장영역의 에너지(BE) 비율은 태양광 대비 약 104% 수준으로 제어할 수 있다.For example, the energy (HE) ratio of the first wavelength range of 415 nm to 455 nm of the
더욱이 실시예는 465nm 내지 495nm인 제2 파장영역의 에너지(BE) 비율을 태양광 대비 약 148% 수준까지 향상시킬 수 있다. Moreover, the embodiment can improve the energy (BE) ratio of the second wavelength range of 465 nm to 495 nm to about 148% compared to sunlight.
실시예에 의하면, 제2 파장영역(465~495nm)(B)의 광 에너지가 태양광에 비하여 증대되는데, 이 제2 파장영역(B) 부분의 광은 인체의 여러 대사 활동에 반드시 필요한 영역으로, 예를 들어 눈을 보호하기 위한 동공의 수축이나 이완의 반사 반응에 필요하며, 인체의 일주 동조(Circadian entrainment)에 필요하며, 멜라토닌(melatonin) 조절을 통한 수면 조절을 도우며, 우울감 경감의 효과가 있고, 각성(alertness) 및 집중력 강화 효과가 있으며, 이에 따라 업무능력 향상, 학습능력 향상, 기억력 강화 효과 등이 있는 유익한(Beneficial) 효과를 가진다.According to the embodiment, the light energy in the second wavelength range (465 to 495 nm) (B) is increased compared to sunlight. , For example, it is necessary for the reflex response of constriction or relaxation of the pupil to protect the eyes, is necessary for circadian entrainment of the human body, helps sleep control through melatonin control, and has the effect of reducing depression. It has the effect of enhancing alertness and concentration, and thus has beneficial effects such as improving work ability, improving learning ability, and strengthening memory.
이에 따라 실시예에 의하면 인체에 유해한 파장범위(415~455nm)를 최소화하고 인체에 유익한 파장범위(465~495nm)를 최대화할 수 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다.Accordingly, according to the embodiment, it is possible to provide a light emitting device package and a lighting device capable of minimizing a wavelength range (415 to 455 nm) harmful to the human body and maximizing a wavelength range (465 to 495 nm) beneficial to the human body.
도 6c와 도 6d는 실시예에 따른 발광소자 패키지에서 광학적 특성을 설명하기 위한 파장스펙트럼 데이터이다.6C and 6D are wavelength spectrum data for explaining optical characteristics of a light emitting device package according to an embodiment.
실시예에 의하면, 장파장 영역의 형광체를 사용함에도 광속확보 되는 기술적 효과가 있다.According to the embodiment, there is a technical effect of securing the luminous flux even when using a long-wavelength phosphor.
즉, 실시예에 의하면 인체에 유익한 파장범위(465~495nm)의 장파장 Blue Chip을 사용 시 광속 확보에 유리한 최적의 형광체 조합을 통해, 장파장 형광체 사용시 예상되는 광속저하의 문제를 해결할 수 있다.That is, according to the embodiment, when using a long-wavelength blue chip in a wavelength range (465 ~ 495nm) beneficial to the human body, the optimal phosphor combination that is advantageous for securing luminous flux can solve the problem of reduced luminous flux expected when using long-wavelength phosphors.
예를 들어, 실시예에 의하면 형광체 파장 스펙트럼과 시감함수 V(λ)와 중첩(Overlap)되는 영역을 더 크게 확보함으로써 광속에 더 기여할 수 있다. 즉, 실시예에 의하면 인체에 유익한 파장범위(465~495nm)의 장파장 Blue Chip을 채용하는 경우 시감함수 V(λ)의 shift에 의해 실시예의 형광체의 파장스펙트럼과 중첩되는 영역을 더 확보할 수 있어서 장파장의 형광체 채용시 예상되는 광속 저하와 달이 광속이 더욱 향상되는 기술적 효과가 있다.For example, according to the embodiment, it is possible to contribute more to the luminous flux by securing a larger area overlapping the phosphor wavelength spectrum and the luminous function V(λ). That is, according to the embodiment, in the case of employing a long-wavelength blue chip in a wavelength range (465 to 495 nm) beneficial to the human body, a region overlapping with the wavelength spectrum of the phosphor of the embodiment can be further secured by shifting the luminous function V (λ). There is a technical effect of lowering the expected luminous flux when using a long-wavelength phosphor and further improving the luminous flux of the moon.
예를 들어, 도 6c를 참조하면 실시예에서 제1 그린 형광체의 파장스펙트럼(GE1)과 제2 그린 파장 스펙트럼(GE2)이 시감함수 V(λ)와 중첩(Overlap)되는 영역을 더 크게 확보함으로써 광속에 더 기여할 수 있다. 이 때, 제1 그린 형광체의 파장스펙트럼은 CIR 개선에 좀 더 기여할 수 있으며, 제2 그린 형광체 파장스펙트럼은 광속 확보에 기여할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, referring to FIG. 6C, in the embodiment, by securing a larger area where the wavelength spectrum GE1 and the second green wavelength spectrum GE2 of the first green phosphor overlap with the luminous function V(λ), can contribute more to the speed of light. In this case, the wavelength spectrum of the first green phosphor may contribute to improving CIR, and the wavelength spectrum of the second green phosphor may contribute to securing luminous flux, but is not limited thereto.
도 6d를 참조하면, 실험예의 제1 레드 형광체의 파장 스펙트럼(RE1)은 종래 레드 형광체 파장스펙트럼(R)에 비해 단파장이기 때문에 형광체의 여기 스펙트럼이 흡수 스펙트럼보다 더욱 긴 파장에서 발생하는 현상인 Stoke's Shift도 적고, 시감함수 V(λ)와 중첩되는 영역이 더 크므로, 광속에 더 기여할 수 있다.Referring to FIG. 6D, since the wavelength spectrum (RE1) of the first red phosphor of the experimental example has a shorter wavelength than the wavelength spectrum (R) of the conventional red phosphor, Stoke's Shift, a phenomenon in which the excitation spectrum of the phosphor occurs at a longer wavelength than the absorption spectrum , and the area overlapping with the luminance function V(λ) is larger, so it can contribute more to the luminous flux.
실시예에 의하면, 인체에 유해한 파장범위를 최소화하고 인체에 유익한 파장범위를 최대화함과 아울러 광학적 특성(예를 들어 CRI 지표)을 개선할 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide a light emitting device package and a lighting device having technical effects capable of minimizing a wavelength range harmful to the human body, maximizing a wavelength range beneficial to the human body, and improving optical characteristics (eg CRI index). can
또한 실시예에 의하면, 광속향상의 기술적 특성과 Special CRI 지표 개선(예를 들어, R9>0)이라는 기술적 특성을 동시에 만족시킬 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment, it is possible to provide a light emitting device package and a lighting device having technical effects capable of simultaneously satisfying the technical characteristics of luminous flux improvement and special CRI index improvement (eg, R9>0).
<제2 실험예><Second Experimental Example>
도 7a는 제2 실험예에 따른 발광소자 패키지 및 형광체의 파장스펙트럼 예시도이며, 도 7b는 제2 실험예에 따른 발광소자 패키지의 CRI 데이터이다.7A is an exemplary view of a wavelength spectrum of a light emitting device package and a phosphor according to a second experimental example, and FIG. 7B is CRI data of a light emitting device package according to a second experimental example.
구체적으로, 도 7a는 제2 실험예에 따른 발광소자 패키지의 파장스펙트럼(E2)과 이에 사용되는 제2 그린 형광체의 파장 스펙트럼(GE2), 제1 레드 형광체의 파장 스펙트럼(RE1) 및 제2 레드 형광체의 파장 스펙트럼(RE2)을 함께 도시한 것이다.Specifically, FIG. 7A shows a wavelength spectrum (E2) of the light emitting device package according to the second experimental example, a wavelength spectrum (GE2) of a second green phosphor used therein, a wavelength spectrum (RE1) of a first red phosphor, and a second red phosphor. The wavelength spectrum (RE2) of the phosphor is also shown.
제2 실험예에 채용된 제2 그린 형광체는 (Lu, Y, Gd)3- x(Al, Ga)5O12:Ce3 + x 조성일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2 그린 형광체 피크 파장은 약 545nm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The second green phosphor used in the second experimental example may have a (Lu, Y, Gd) 3- x (Al, Ga) 5 O 12 :Ce 3 + x composition, but is not limited thereto. The peak wavelength of the second green phosphor may be about 545 nm, but is not limited thereto.
제2 실험예에 채용된 제1 레드 형광체와 제2 레드 형광체는 (Ca, Sr)1- xAlSiN3:Eu2 + x 조성일 수 있으며, 피크 파장은 각각 약 621nm, 약 626nm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The first red phosphor and the second red phosphor employed in the second experimental example may have (Ca, Sr) 1- x AlSiN3: Eu 2 + x composition, and peak wavelengths may be about 621 nm and about 626 nm, respectively, but are limited thereto It is not.
제2 실험예에서서 채용된 형광체는 몰드의 약 19~20wt%를 차지할 수 있고, 제2 그린 형광체, 제1 레드 형광체, 제2 레드 형광체는 각각 약 94.7%, 약 4.0%, 약 1.3%의 배합비율일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The phosphor used in the second experimental example may occupy about 19 to 20 wt% of the mold, and the second green phosphor, the first red phosphor, and the second red phosphor have about 94.7%, about 4.0%, and about 1.3% of the mold, respectively. The mixing ratio may be, but is not limited thereto.
실시예에 의하면, 도 5와 같이 인체에 유해한 파장범위(H)를 최소화하고 인체에 유익한 파장범위(B)를 최대화함과 아울러, 도 7b와 같이 광학적 특성(예를 들어 CRI 지표)을 개선할 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다. 예를 들어, R9 데이터가 약 +18로 현저히 증대하고, CRI 데이터가 약 85를 나타내었다.According to the embodiment, as shown in FIG. 5, the wavelength range (H) harmful to the human body is minimized and the wavelength range (B) beneficial to the human body is maximized, and the optical characteristics (eg, CRI index) are improved as shown in FIG. 7B. It is possible to provide a light emitting device package and a lighting device having possible technical effects. For example, the R9 data significantly increased to about +18, and the CRI data showed about 85.
실시예에 의하면, 인체에 유해한 파장범위를 최소화하고 인체에 유익한 파장범위를 최대화함과 아울러 광학적 특성(예를 들어 CRI 지표)을 개선할 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide a light emitting device package and a lighting device having technical effects capable of minimizing a wavelength range harmful to the human body, maximizing a wavelength range beneficial to the human body, and improving optical characteristics (eg CRI index). can
또한 실시예에 의하면, 광속향상의 기술적 특성과 Special CRI 지표 개선(예를 들어, R9>0)이라는 기술적 특성을 동시에 만족시킬 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment, it is possible to provide a light emitting device package and a lighting device having technical effects capable of simultaneously satisfying the technical characteristics of luminous flux improvement and special CRI index improvement (eg, R9>0).
<제3 실험예><Example 3>
도 8a는 제3 실험예에 따른 발광소자 패키지 및 형광체의 파장스펙트럼 예시도이며, 도 8b는 제3 실험예에 따른 발광소자 패키지의 CRI 데이터이다.8A is an exemplary view of a wavelength spectrum of a light emitting device package and a phosphor according to a third experimental example, and FIG. 8B is CRI data of a light emitting device package according to a third experimental example.
구체적으로, 도 8a는 제3 실험예에 따른 발광소자 패키지의 파장스펙트럼(E3)과 이에 사용되는 제1 그린 형광체의 파장 스펙트럼(GE1), 제1 레드 형광체의 파장 스펙트럼(RE1) 및 제2 레드 형광체의 파장 스펙트럼(RE2)을 함께 도시한 것이다.Specifically, FIG. 8A shows the wavelength spectrum E3 of the light emitting device package according to the third experimental example, the wavelength spectrum GE1 of the first green phosphor used therein, the wavelength spectrum RE1 of the first red phosphor, and the second red phosphor. The wavelength spectrum (RE2) of the phosphor is also shown.
제3 실험예에 채용된 제1 그린 형광체는 (Lu, Y, Gd)3- x(Al, Ga)5O12:Ce3 + x 조성일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 그린 형광체 피크 파장은 약 525nm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The first green phosphor used in the third experimental example may have a (Lu, Y, Gd) 3- x (Al, Ga) 5 O 12 :Ce 3 + x composition, but is not limited thereto. The first green phosphor peak wavelength may be about 525 nm, but is not limited thereto.
제3 실험예에 채용된 제1 레드 형광체와 제2 레드 형광체는 (Ca, Sr)1- xAlSiN3:Eu2 + x 조성일 수 있으며, 피크 파장은 각각 약 621nm, 약 626nm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The first red phosphor and the second red phosphor employed in the third experimental example may have (Ca, Sr) 1- x AlSiN3: Eu 2 + x composition, and peak wavelengths may be about 621 nm and about 626 nm, respectively, but are limited thereto It is not.
제3 실험예에서서 채용된 형광체는 몰드의 약 19~20wt%를 차지할 수 있고, 제1 그린 형광체, 제1 레드 형광체, 제2 레드 형광체는 각각 약 92.1%, 약 5.9%, 약 2.0%의 배합비율일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The phosphor used in the third experimental example may occupy about 19 to 20 wt% of the mold, and the first green phosphor, the first red phosphor, and the second red phosphor have about 92.1%, about 5.9%, and about 2.0% of the mold, respectively. The mixing ratio may be, but is not limited thereto.
실시예에 의하면, 도 5와 같이 인체에 유해한 파장범위(H)를 최소화하고 인체에 유익한 파장범위(B)를 최대화함과 아울러, 도 8b와 같이 광학적 특성(예를 들어 CRI 지표)을 개선할 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다. 예를 들어, R9 데이터가 약 +38로 매우 현저히 증대하고, CRI 데이터가 약 87.8을 나타내었다.According to the embodiment, as shown in FIG. 5, it is possible to minimize the wavelength range (H) harmful to the human body and maximize the wavelength range (B) beneficial to the human body, and to improve optical characteristics (eg, CRI index) as shown in FIG. 8B. It is possible to provide a light emitting device package and a lighting device having possible technical effects. For example, the R9 data showed a very significant increase to about +38, and the CRI data showed about 87.8.
실시예에 의하면, 인체에 유해한 파장범위를 최소화하고 인체에 유익한 파장범위를 최대화함과 아울러 광학적 특성(예를 들어 CRI 지표)을 개선할 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide a light emitting device package and a lighting device having technical effects capable of minimizing a wavelength range harmful to the human body, maximizing a wavelength range beneficial to the human body, and improving optical characteristics (eg CRI index). can
또한 실시예에 의하면, 광속향상의 기술적 특성과 Special CRI 지표 개선(예를 들어, R9>0)이라는 기술적 특성을 동시에 만족시킬 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment, it is possible to provide a light emitting device package and a lighting device having technical effects capable of simultaneously satisfying the technical characteristics of luminous flux improvement and special CRI index improvement (eg, R9>0).
<제2 실시예><Second Embodiment>
도 9a는 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지(102)의 단면도이며, 도 9b는 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지에서의 발광소자(25)의 단면도이다. 9A is a cross-sectional view of the light emitting
제2 실시예는 제1 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제2 실시예의 주된 특징을 도 9c를 중심으로 설명하기로 한다.The second embodiment may employ technical features of the first embodiment, and the main features of the second embodiment will be described below with reference to FIG. 9C.
도 9c는 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지에서의 발광소자에서 활성층의 밴드갭 다이어그램이다. 9C is a bandgap diagram of an active layer in a light emitting device in a light emitting device package according to a second embodiment.
실시예에서 상기 발광소자(25)는, 415nm 내지 455nm인 제1 파장영역의 에너지 비율보다 465nm 내지 495nm인 제2 파장영역의 에너지 비율이 더 클 수 있다.In the embodiment, the
상기 발광소자(25)의 활성층(94)은, InxAlyGa1 -x- yN(0.06≤x≤0.20, 0<y<1)층을 포함할 수 있다.The
실시예에서 상기 활성층(94)은 415nm 내지 455nm인 상기 제1 파장영역을 피크파장으로 하는 제1 활성층(94a)과 465nm 내지 495nm인 상기 제2 파장영역을 피크파장으로 하는 제1 활성층(94a)을 포함할 수 있다. In the embodiment, the
예를 들어, 상기 제1 활성층(94a)은 제1 밴드갭 에너지(Eg1)을 구비하는 제1 양자우물(94W1)과 제1 양자벽(94B1)을 포함할 수 있다. 상기 제2 활성층(94b)은 제2 밴드갭 에너지(Eg2)을 구비하는 제2 양자우물(94W2)과 제2 양자벽(94B2)을 포함할 수 있다. For example, the first
상기 제1 양자우물(94W1)의 제1 밴드갭 에너지(Eg1)는 상기 제2 양자우물(94W2)의 제2 밴드갭 에너지(Eg2)보다 클 수 있다.The first bandgap energy Eg1 of the first quantum well 94W1 may be greater than the second bandgap energy Eg2 of the second quantum well 94W2.
예를 들어, 상기 제1 양자우물(94W1)은 InxAlyGa1 -x- yN(0.06≤x≤0.12, 0<y<1)층을 포함하여 피크 파장이 415nm 내지 455nm인 발광파장을 발광할 수 있다.For example, the first quantum well 94W1 includes an In x Al y Ga 1 -x- y N layer (0.06≤x≤0.12, 0<y<1) and has a peak wavelength of 415 nm to 455 nm. can emit light.
또한 상기 제2 양자우물(94W2)은 InxAlyGa1 -x- yN(0.15≤x≤0.20, 0<y<1)층을 포함하여 피크 파장이 465nm 내지 495nm인 발광파장을 발광할 수 있다.In addition, the second quantum well 94W2 includes an In x Al y Ga 1 -x- y N layer (0.15≤x≤0.20, 0<y<1) and emits an emission wavelength having a peak wavelength of 465 nm to 495 nm. can
도 10a은 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지의 파장스펙트럼(E4) 예시도이다.10A is an exemplary view of a wavelength spectrum E4 of a light emitting device package according to a second embodiment.
제2 실시예에서 발광소자(25)는, 2개의 피크 파장영역을 구비할 수 있다.In the second embodiment, the
예를 들어, 발광소자의 제1 양자우물(94W1)은 InxAlyGa1 -x- yN(0.06≤x≤0.12, 0<y<1)층을 포함하여 피크 파장이 415nm 내지 455nm인 발광파장(B1)을 발광할 수 있으며, 상기 제2 양자우물(94W2)은 InxAlyGa1 -x- yN(0.15≤x≤0.20, 0<y<1)층을 포함하여 피크 파장이 465nm 내지 495nm인 발광파장(B2)을 발광할 수 있다.For example, the first quantum well 94W1 of the light emitting device includes an In x Al y Ga 1 -x- y N layer (0.06≤x≤0.12, 0<y<1) and has a peak wavelength of 415 nm to 455 nm. The second quantum well 94W2 may emit light of a light emission wavelength B1, and the second quantum well 94W2 includes a layer of In x Al y Ga 1 -x- y N (0.15≤x≤0.20, 0<y<1) and has a peak wavelength The emission wavelength B2 of 465 nm to 495 nm can be emitted.
이때, 실시예의 발광소자에서의 파장스펙트럼은 415nm 내지 455nm인 제1 파장영역(B1)의 에너지 비율보다 465nm 내지 495nm인 제2 파장영역(B2)의 에너지 비율이 더 클 수 있다.At this time, the energy ratio of the second wavelength range B2 of 465 nm to 495 nm may be greater than the energy ratio of the first wavelength range B1 of 415 nm to 455 nm in the wavelength spectrum of the light emitting device of the embodiment.
제2 실시예에서의 형광체(30)는, 적어도 하나의 그린(Green) 형광체, 적어도 하나의 시안(Cyan) 형광체, 적어도 하나의 적색(Red) 형광체 중 적어도 2종을 포함하여 상기 발광소자(25)의 발광파장을 여기 파장으로 백색광원을 구현할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예의 형광체(30)은 제1 형광체(31)와 제2 형광체(32)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
도 10b는 제4 실험예에 따른 발광소자 패키지와 형광체의 파장스펙트럼 예시도이며, 도 10c는 제4 실험예에 따른 발광소자 패키지의 CRI 데이터이다.10B is an exemplary view of a wavelength spectrum of a light emitting device package and a phosphor according to a fourth experimental example, and FIG. 10C is CRI data of a light emitting device package according to a fourth experimental example.
구체적으로, 도 10b는 제4 실험예에 따른 발광소자 패키지의 파장스펙트럼(E4)과 이에 사용되는 제4 그린 형광체의 파장 스펙트럼(GE4), 제6 레드 형광체의 파장 스펙트럼(RE6)을 함께 도시한 것이다.Specifically, FIG. 10B shows the wavelength spectrum (E4) of the light emitting device package according to the fourth experimental example, the wavelength spectrum (GE4) of the fourth green phosphor used therein, and the wavelength spectrum (RE6) of the sixth red phosphor. will be.
제4 실험예에 채용된 제4 그린 형광체는 (Lu, Y, Gd)3- x(Al, Ga)5O12:Ce3 + x 또는 (Y, Lu, Gd)3- x(Al, Ga)5O12:Ce3 + x 조성일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제4 그린 형광체 피크 파장은 약 535nm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The fourth green phosphor used in the fourth experimental example is (Lu, Y, Gd) 3- x (Al, Ga) 5 O 12 :Ce 3 + x or (Y, Lu, Gd) 3- x (Al, Ga) ) 5 O 12 :Ce 3 + x composition, but is not limited thereto. The fourth green phosphor peak wavelength may be about 535 nm, but is not limited thereto.
제4 실험예에 채용된 제6 레드 형광체는 (Ca, Sr)1- xAlSiN3:Eu2 + x 조성일 수 있으며, 피크 파장은 약 610nm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The sixth red phosphor used in the fourth experimental example may have a (Ca, Sr) 1- x AlSiN3 : Eu 2 + x composition, and may have a peak wavelength of about 610 nm, but is not limited thereto.
제4 실험예에서서 채용된 형광체는 몰드의 약 19~20wt%를 차지할 수 있고, 이러한 제4 실험예는 그린파장 영역 중 535nm의 PL peak 파장을 갖는 제1 형광체(31)와 레드파장 영역 중 610 nm의 PL peak 파장을 갖는 제2 형광체(32)를 사용하고, 색좌표 (0.3535, 0.3721)와 CCT가 4780K인 백색 광원을 구현한 파장 스펙트럼일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The phosphor used in the fourth experimental example may occupy about 19 to 20 wt% of the mold, and this fourth experimental example includes the
실시예에 의하면, 도 10a와 같이 인체에 유해한 파장범위(H)를 최소화하고 인체에 유익한 파장범위(B)를 최대화함과 아울러, 도 10c와 같이 광학적 특성(예를 들어 CRI 지표)을 개선할 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다. 예를 들어, R9 데이터가 약 +3로 증대하고, CRI 데이터가 개선 되었다.According to the embodiment, as shown in FIG. 10a, the wavelength range (H) harmful to the human body is minimized and the wavelength range (B) beneficial to the human body is maximized, and the optical characteristics (eg, CRI index) are improved as shown in FIG. 10c. It is possible to provide a light emitting device package and a lighting device having possible technical effects. For example, R9 data increased by about +3, and CRI data improved.
실시예에 의하면, 인체에 유해한 파장범위를 최소화하고 인체에 유익한 파장범위를 최대화함과 아울러 광학적 특성(예를 들어 CRI 지표)을 개선할 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide a light emitting device package and a lighting device having technical effects capable of minimizing a wavelength range harmful to the human body, maximizing a wavelength range beneficial to the human body, and improving optical characteristics (eg CRI index). can
또한 실시예에 의하면, 광속향상의 기술적 특성과 Special CRI 지표 개선(예를 들어, R9>0)이라는 기술적 특성을 동시에 만족시킬 수 있는 기술적 효과가 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment, it is possible to provide a light emitting device package and a lighting device having technical effects capable of simultaneously satisfying the technical characteristics of luminous flux improvement and special CRI index improvement (eg, R9>0).
특히 제2 실시예에 의하면, 발광소자의 제1 양자우물(94W1)은 InxAlyGa1 -x- yN(0.06≤x≤0.12, 0<y<1)층을 포함하여 피크 파장이 415nm 내지 455nm인 발광파장(B1)을 발광하여 광속 향상에 기여하되 유해한 파장의 덜 나오도록 하기 위해 단파장에서 여기 효율이 좋은 제4 그린 형광체, 예를 들어 (Lu, Y, Gd)3- x(Al, Ga)5O12:Ce3 + x 또는 (Y, Lu, Gd)3- x(Al, Ga)5O12:Ce3 + x 를 채용하여 광속은 향상되되, 유해한 파장 스펙트럼은 최소화할 수 있다.In particular, according to the second embodiment, the first quantum well 94W1 of the light emitting device includes an In x Al y Ga 1 -x- y N layer (0.06≤x≤0.12, 0<y<1) and has a peak wavelength A fourth green phosphor having good excitation efficiency at a short wavelength, for example, (Lu, Y, Gd) 3- x ( By adopting Al, Ga) 5 O 12 :Ce 3 + x or (Y, Lu, Gd) 3- x (Al, Ga) 5 O 12 :Ce 3 + x , the luminous flux is improved while the harmful wavelength spectrum is minimized. can
또한 상기 제2 양자우물(94W2)은 InxAlyGa1 -x- yN(0.15≤x≤0.20, 0<y<1)층을 포함하여 피크 파장이 465nm 내지 495nm인 발광파장(B2)을 발광하여 유익한 파장스펙트럼의 분포를 최대화할 수 있다.In addition, the second quantum well 94W2 includes an In x Al y Ga 1 -x- y N layer (0.15≤x≤0.20, 0<y<1), and has a peak wavelength of 465 nm to 495 nm. can maximize the distribution of useful wavelength spectrum by emitting light.
도 11a 내지 도 11c는 제2 실시예와 제1 종래기술에 따른 발광소자 패키지의 파장스펙트럼 비교 데이터이다.11A to 11C are wavelength spectrum comparison data of a light emitting device package according to a second embodiment and a first prior art.
도 11a 내지 도 11c는 제2 실시예와 제1 종래기술에 따른 발광소자 패키지의 반사율 곡선이며, 이를 기초로 실시예 따른 발광소자 패키지에서 광속향상의 기술적 특성과 Special CRI 지표 개선(예를 들어 R9>0)이라는 기술적 특성을 동시에 만족시켜 기술적 모순을 극복한 또 다른 기술적 해결원리를 상술하기로 한다.11a to 11c are reflectance curves of the light emitting device package according to the second embodiment and the first prior art, based on which, the technical characteristics of luminous flux improvement and special CRI index improvement (for example, R9 >0), another technical solution principle that overcomes the technical contradiction by simultaneously satisfying the technical characteristics will be described in detail.
도 11a를 참조하면, TCS09 반사율(T)은 CRI 계산을 위한 표준 CRI 샘플 중에 하나로, 일광(一光)에서(appearance under daylight) Strong red이며, SR은 Ref 태양광 반사율 곡선이며, ER은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 반사율 곡선이며, CR은 종래기술의 반사율 곡선이다.Referring to Figure 11a, TCS09 reflectance (T) is one of the standard CRI samples for CRI calculation, in daylight (一光) (appearance under daylight) Strong red, SR is a Ref solar reflectance curve, ER is an embodiment is the reflectance curve of the light emitting device package according to, and CR is the reflectance curve of the prior art.
실시예에서 R9 값이 상승하려면, Ref 태양광반사(SR)과 유사한 반사광을 낼 수 있어야 한다. 이를 기초로 종래기술과 비교하기로 한다.In the embodiment, in order to increase the R9 value, it should be possible to emit reflected light similar to Ref solar reflection (SR). Based on this, it will be compared with the prior art.
우선, 도 11a를 보면, Ref. 태양광 반사(SR) 기준으로, 제1 종래기술의 반사(CR)와 실시예의 반사(ER)의 분포를 비교한 것으로, 실시예는 제2 파장영역(465nm 내지 495nm)에서 제1 종래기술에 비해 A3 영역만큼 반사광이 태양광과 유사한 하며, 적색 형광체 발광 파장영역에서 B 영역만큼 반사광이 태양광과 유사한 한 결과를 나타냈고, 이렇게 증대된 태양광과 유사한 반사광 영역으로 인해 R9 값이 종래 -11.9에서 2.7로 증대하는 효과가 있었다.First, referring to FIG. 11A, Ref. Based on the solar reflection (SR), the distribution of the reflection (CR) of the first prior art and the reflection (ER) of the embodiment is compared, and the embodiment is the first prior art in the second wavelength range (465 nm to 495 nm). Compared to the A3 area, the reflected light is similar to sunlight as much as the A3 area, and the reflected light is similar to sunlight as much as the B area in the red phosphor emission wavelength range. had the effect of increasing from 2.7 to 2.7.
구체적으로, 도 11b를 참조하면, 제2 파장영역(465nm 내지 495nm)에서 제1 종래기술의 반사광 영역(A1)에 비해 실시예의 반사광 영역(A2)으로 개선됨에 따라 A3 영역만큼 반사광이 태양광과 더 유사한 하게 되었다.Specifically, referring to FIG. 11B, as the reflected light area A2 of the embodiment is improved compared to the reflected light area A1 of the first prior art in the second wavelength range (465 nm to 495 nm), the reflected light is as much as sunlight and sunlight in the A3 area. Made more similar.
또한, 도 11c를 참조하면, 적색 형광체 발광 파장영역에서 제1 종래기술의 반사광(CR)에 비해 실시예의 반사광(ER)으로 개선됨에 따라 B 영역만큼 반사광이 태양광과 더 유사하게 되었다.In addition, referring to FIG. 11C, as the reflected light ER of the embodiment is improved compared to the reflected light CR of the first prior art in the red phosphor emission wavelength region, the reflected light becomes more similar to sunlight as much as the B region.
이를 통해, 제2 실시예는 종래기술들과 달리 추가적으로 장파장인 제2 RED 형광체를 사용하지 않음으로써 광속저하가 없으므로 오히려 광속향상이 되면서, Special CRI 지표 개선(예를 들어 R9>0)이라는 기술적 특성을 동시에 만족시켜 기술적 모순을 극복할 수 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다.Through this, the second embodiment, unlike the prior art, does not use a second RED phosphor having a longer wavelength, so there is no decrease in luminous flux, so the luminous flux is improved, and the special CRI indicator is improved (for example, R9> 0) Technical characteristics It is possible to provide a light emitting device package and a lighting device capable of overcoming technical contradictions by satisfying both at the same time.
또한 실시예에 의하면, 조명 Middle CRI (Ra>80) 또는 High CRI (Ra>90)을 구현할 수 있는 발광소자 패키지 및 조명장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment, it is possible to provide a light emitting device package and a lighting device capable of implementing illumination Middle CRI (Ra>80) or High CRI (Ra>90).
실시예에 따른 발광소자는 조명 유닛, 디스플레이 장치, 백라이트 유닛, 지시 장치, 램프, 가로등, 차량용 조명장치, 차량용 표시장치, 스마트 시계 등에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The light emitting device according to the embodiment may be applied to a lighting unit, a display device, a backlight unit, an indicator device, a lamp, a street light, a vehicle lighting device, a vehicle display device, a smart watch, etc., but is not limited thereto.
도 12는 실시예에 따른 조명 장치의 분해 사시도이다.12 is an exploded perspective view of a lighting device according to an embodiment.
실시예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.A lighting device according to an embodiment may include a cover 2100 , a light source module 2200 , a radiator 2400 , a power supply unit 2600 , an inner case 2700 , and a socket 2800 . Also, the lighting device according to the embodiment may further include any one or more of the member 2300 and the holder 2500 . The light source module 2200 may include a light emitting device or a light emitting device package according to an embodiment.
상기 광원 모듈(2200)은 광원부(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다. 상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 광원부(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. The light source module 2200 may include a light source unit 2210, a connection plate 2230, and a connector 2250. The member 2300 is disposed on the top surface of the radiator 2400 and has guide grooves 2310 into which a plurality of light source units 2210 and a connector 2250 are inserted.
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)를 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. The holder 2500 blocks the receiving groove 2719 of the insulating part 2710 of the inner case 2700. Thus, the power supply unit 2600 accommodated in the insulation unit 2710 of the inner case 2700 is sealed. The holder 2500 has a guide protrusion 2510 .
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 연장부(2670)를 포함할 수 있다. 상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.The power supply unit 2600 may include a protrusion 2610, a guide unit 2630, a base 2650, and an extension unit 2670. The inner case 2700 may include a molding part together with the power supply part 2600 therein. The molding part is a part where the molding liquid is hardened, and allows the power supply part 2600 to be fixed inside the inner case 2700 .
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. described in the embodiments above are included in at least one embodiment, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art in the field to which the embodiments belong. Therefore, contents related to these combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the embodiments.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above has been described focusing on the embodiment, this is only an example and does not limit the embodiment, and those skilled in the art in the field to which the embodiment belongs may find various things not exemplified above to the extent that they do not deviate from the essential characteristics of the embodiment. It will be appreciated that variations and applications of branches are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the embodiments set forth in the appended claims.
패키지 몸체(11), 발광소자(25), 몰딩부재(41),
형광체(30), 제1 형광체(31), 제2 형광체(32), 제3 형광체(33)A
Claims (6)
활성층을 포함하여 상기 패키지 몸체 상에 배치되는 발광소자;
상기 발광소자 상에 배치되는 몰딩부재;
상기 몰딩부재 내에 배치된 형광체를 포함하고,
상기 발광소자는, 415nm 내지 455nm인 제1 파장영역의 에너지 비율보다 465nm 내지 495nm인 제2 파장영역의 에너지 비율이 더 크며,
상기 발광소자의 활성층은, InxAlyGa1 -x- yN(0.15≤x≤0.20, 0<y<1)층을 포함하고,
상기 형광체는, 적어도 하나의 그린(Green) 형광체, 적어도 하나의 시안(Cyan) 형광체, 적어도 하나의 적색(Red) 형광체 중 적어도 3종을 포함하여 상기 발광소자의 발광파장을 여기 파장으로 백색광원을 구현하는 발광소자 패키지.
package body;
a light emitting element disposed on the package body including an active layer;
a molding member disposed on the light emitting element;
Including a phosphor disposed in the molding member,
In the light emitting element, the energy ratio of the second wavelength range of 465 nm to 495 nm is greater than the energy ratio of the first wavelength range of 415 nm to 455 nm,
The active layer of the light emitting device includes an In x Al y Ga 1 -x- y N (0.15≤x≤0.20, 0<y<1) layer,
The phosphor includes at least three types of at least one green phosphor, at least one cyan phosphor, and at least one red phosphor, and uses the light emission wavelength of the light emitting device as an excitation wavelength as a white light source. A light emitting device package implemented.
활성층을 포함하여 상기 패키지 몸체 상에 배치되는 발광소자;
상기 발광소자 상에 배치되는 몰딩부재;
상기 몰딩부재 내에 배치된 형광체를 포함하고,
상기 발광소자는, 415nm 내지 455nm인 제1 파장영역의 에너지 비율보다 465nm 내지 495nm인 제2 파장영역의 에너지 비율이 더 크며,
상기 발광소자의 활성층은, InxAlyGa1 -x- yN(0.06≤x≤0.20, 0<y<1)층을 포함하고,
상기 활성층은 415nm 내지 455nm인 상기 제1 파장영역을 피크파장으로 하는 제1 활성층과 465nm 내지 495nm인 상기 제2 파장영역을 피크파장으로 하는 제2 활성층을 포함하고,
상기 형광체는, 적어도 하나의 그린(Green) 형광체, 적어도 하나의 시안(Cyan) 형광체, 적어도 하나의 적색(Red) 형광체 중 적어도 2종을 포함하여 상기 발광소자의 발광파장을 여기 파장으로 백색광원을 구현하는 발광소자 패키지.
package body;
a light emitting element disposed on the package body including an active layer;
a molding member disposed on the light emitting element;
Including a phosphor disposed in the molding member,
In the light emitting element, the energy ratio of the second wavelength range of 465 nm to 495 nm is greater than the energy ratio of the first wavelength range of 415 nm to 455 nm,
The active layer of the light emitting device includes an In x Al y Ga 1 -x- y N layer (0.06≤x≤0.20, 0<y<1),
The active layer includes a first active layer having a peak wavelength in the first wavelength range of 415 nm to 455 nm and a second active layer having a peak wavelength in the second wavelength range of 465 nm to 495 nm,
The phosphor includes at least two of at least one green phosphor, at least one cyan phosphor, and at least one red phosphor, and uses the emission wavelength of the light emitting device as an excitation wavelength to generate a white light source. A light emitting device package implemented.
상기 제1 활성층의 제1 양자우물은 InxAlyGa1 -x- yN(0.06≤x≤0.12, 0<y<1)층을 포함하여 피크 파장이 415nm 내지 455nm인 파장을 발광하며,
상기 제2 활성층의 제2 양자우물은 InxAlyGa1 -x- yN(0.15≤x≤0.20, 0<y<1)층을 포함하여 피크 파장이 465nm 내지 495nm인 파장을 발광하는 발광소자 패키지.
According to claim 4,
The first quantum well of the first active layer includes an In x Al y Ga 1 -x- y N (0.06≤x≤0.12, 0<y<1) layer and emits light with a peak wavelength of 415 nm to 455 nm,
The second quantum well of the second active layer includes an In x Al y Ga 1 -x- y N layer (0.15≤x≤0.20, 0<y<1) and emits light having a peak wavelength of 465 nm to 495 nm. device package.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |