KR20060111115A - 실리케이트계 형광체, 실리케이트계 형광체의 제조방법 및실리케이트계 형광체를 채용한 백색 반도체 발광장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모체로서 스트론튬(Sr), 및 추가로 1종 이상의 알칼리토류 금속 및 실리카(Si)를 포함하고, 상기 모체를 도핑하기 위한 활성제로서 유로피움(Eu)을 포함하는 유로피움으로 활성화된 실리케이트계 녹색 또는 황색 형광체, 이의 제조방법, 및 이를 채용한 백색 발광 소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 실리케이트계 형광체는 전구체 용액에 나노 입자 크기의 실리카 분말 및 융제를 동시에 사용함에 따라, 발광 특성이 우수하고 입자 형태 및 분포가 크게 향상되며, 박형화 및 경량화가 용이하여 차세대 광원 및 조명으로 개발되고 있는 백색 반도체 발광소자(LED)용 형광체로서 유용하게 사용될 수 있다.

반도체 발광소자, 실리케이트계 형광체, 녹색형광체, 황색형광체, 액정표시소자

Description

실리케이트계 형광체, 실리케이트계 형광체의 제조방법 및 실리케이트계 형광체를 채용한 백색 반도체 발광장치{SILICATE-BASED PHOSPHOR, PREPARATION METHOD OF SILICATE-BASED PHOSPHOR, AND WHITE SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE INCORPORATING THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른, (Sr_0.59.Ba_0.4)₂SiO₄:Eu_0.01 녹색 형광체의 전구체 용액 제조 시 융제로서 BaF₂를 사용하여 제조된 형광체 분말의 전자현미경 사진이고;

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른, (Sr_0.59.Ba_0.4)₂SiO₄:Eu_0.01 녹색 형광체의 흡수 및 발광 특성을 나타낸 형광스펙트럼이고;

도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른, (Sr_0.59.Ba_0.4)₂SiO₄:Eu_0.01 녹색 형광체의 전구체 용액 제조 시 융제로서 Li₂CO₃을 사용하여 제조된 형광체 분말의 전자현미경 사진이고;

도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른, (Sr_0.89Ba_0.1)₂SiO₄:Eu_0.01 황색 형광체의 흡수 및 발광 특성을 나타낸 형광스펙트럼이고;

도 5는 본 발명의 실시예 4에 따른, (Sr_0.1Ba_0.89)₂SiO₄:Eu_0.01 녹색 형광체의 흡 수 및 발광 특성을 나타낸 형광스펙트럼이고;

도 6은 본 발명의 일실시예에서, 황색 형광체를 채용하고 있는 리플렉터 사출구조타입의 측면발광(Side View type) 백색 반도체 발광장치의 개략적인 구성도를 나타내고;

도 7은 본 발명의 일실시예에서, 실시예 3에 따른 황색 형광체와 청색 LED를 조합한 백색 반도체 발광장치의 발광스펙트럼을 나타낸 그래프이고;

도 8은 본 발명의 일실시예에서, 녹색 형광체와 청색 LED 및 적색 LED를 채용하고 있는 리플렉터 사출구조타입의 측면발광 백색 반도체 발광장치의 개략적인 구성도를 나타내고;

도 9는 본 발명의 일실시예에서, 실시예 3에 따른 황색 형광체를 백색 발광장치의 스펙트럼과 비교하여, 실시예 1에 따른 녹색 형광체와 청색 및 적색 LED를 조합한 백색 반도체 발광장치의 발광스펙트럼을 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1, 11: 청색 LED칩 12: 적색 LED칩

3, 13: 캐소드 리드 4, 14: 애노드 리드

5, 15: 반사판 6,16: 반사면

7,17: 금속 와이어 8,18: 투명수지

9, 19: 형광체

본 발명은 백색 발광소자(LED)용 실리케이트계 형광체, 이의 제조방법 및 이를 채용한 백색발광소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 형광체 구성성분 및 실리카 함유 전구체 용액 제조 시에 나노 크기의 실리카 분말과 융제를 동시에 이용하여 비교적 구형을 띠면서 입자 분포가 균일한 특성을 가지며 고발광 휘도를 나타내는 실리케이트계 형광체의 제조방법 및 응용에 관한 것이다.

반도체 발광소자 (Light Emitting Diode: LED)는 PN 접합된 화합물 반도체로서, 전압을 가하면 전자와 정공의 결합으로 반도체의 밴드갭 (bandgap)에 해당하는 에너지를 빛의 형태로 방출하는 일종의 광전자소자 (optoelectronics device)이다.

GaN 계의 질화물 반도체 발광물질에 의해 고휘도의 청색 LED가 개발되어 LED의 풀 컬러화가 실현됨에 따라, LED는 표시장치의 표시소자 뿐만 아니라 조명용으로까지 그 사용범위가 확대되고 있다. 반도체 발광소자가 조명용으로 응용되기 위해서는 LED를 이용하여 백색광을 얻을 수 있어야 한다. 백색 반도체 발광장치를 구현하는 방법에는 크게 3가지가 알려져 있다. 첫 번째 방법은 빛의 삼원색인 적색, 녹색, 청색을 내는 3개의 LED를 조합하여 백색을 구현하는 방법으로서, 발광물질로는 InGaN, AlInGaP 형광체를 이용한다. 두 번째 방법은 자외선 LED를 광원으로 이용하여 삼원색 형광체를 여기 시켜 백색을 구현하는 방법으로서, InGaN/R,G,B 형광체를 발광물질로서 이용한다. 세 번째 방법은 청색 LED를 광원으로 사용하여 황색 형광체를 여기시킴으로써 백색을 구현하는 방법이며, 일반적으로 InGaN/YAG:Ce 형광체를 발광물질로서 이용한다.

LED용 형광체의 발광특성은 반도체 발광장치의 색상과 휘도의 결정에 매우 중요한 인자로 작용한다. 형광체는 일반적으로 결정성 무기화합물로 된 모체 (matrix)와 이러한 모체를 효과적인 형광물질로 전환시키는 작용을 하는 활성제 (activator)로 되어 있으며, 다양한 형태의 에너지를 흡수하여 전자가 여기상태로 되었다가 바닥상태로 되돌아가면서 주로 가시영역의 빛을 내는 물질이다. 상기 무기화합물 모체와 활성제의 적절한 조합에 의해 방출광의 칼라가 조절될 수 있다.

형광체는 고상법, 액상법 및 기상법으로 합성되어진다. 기상법을 이용한 대표적인 방법으로서 분무열분해법을 들 수 있으며, 이 방법은 구형의 형광체 분말들을 제조할 수 있는 공정으로 최근에 활발히 연구되어지고 있다. 형광체 분말은 비표면적이 작으면서 표면 결함이 적어야 좋은 발광 특성을 나타내는데 반해 일반적인 분무열분해법에 의해 제조되어지는 형광체 분말들은 속이 비면서 다공성인 형태를 가지기 때문에 문제점으로 지적되고 있다.

따라서 J. Electrochem. Soc. 147. 799(2000)의 문헌에는, 콜로이드 수용액을 알콕시드 전구체로 이용하여 구형의 형광체를 제조하였다. 특히, 실리케이트계 형광체의 경우, 실리카 전구체가 휘발하여 구형을 유지하기가 어렵다.

상기와 같은 구형 실리케이트계 형광체 제조의 문제점을 해결하기 위해, 한국 공개특허공보 제2004-0019205호 및 제2003-0045499호에서, 나노 크기의 실리카 분말에 테트라에틸오르소실리케이트(Tetraethyl-o-silicate, TEOS)를 적정 비율 혼합함으로써 구형의 형광체를 합성하였다. 하지만 상기 TEOS에 함유된 유기물이 불순물로 작용하여 휘도가 감소하고 유기물을 분해하는 전처리 공정이 추가되는 문제 점이 있다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 모체로서 스트론튬(Sr), 및 추가로 1종 이상의 알칼리토류 금속 및 실리카(Si)를 포함하는, 우수한 발광특성을 가지며 균일한 입경을 갖는 구형 입자인, 실리케이트계 형광체을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 분무용액 제조 시에 나노 크기의 실리카 입자, 융제의 종류 및 함유량을 조절함으로써 분무열분해 공정에 의해 형성된 구형의 입자가 융제에 의해 깨어지고 성장하여 구형이면서 입자가 균일하고, 발광특성이 우수한 스트론튬 실리케이트계 황색 형광체, 및 녹색 형광체의 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 제조방법으로 제조되면 우수한 발광특성을 가지며 균일한 입경을 갖는 구형 입자인 황색 형광체, 및 녹색 형광체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 황색 형광체 및 녹색형광체를 포함하는 백색 반도체 발광소자 및 이를 이용한 백색 반도체 발광장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 황색 형광체 및 녹색형광체를 포함하는 백색 반도체 발광소자 및 이를 이용한 백색 반도체 발광장치를 배면광원으로 사용하는 액정표시소자에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1의 형광체를 제공한다:

(Sr_1-x-yA_x)₂SiO_z:Eu_y

상기 화학식에서, A는 Mg, Ca, Sr, Ba, 및 Ra으로 이루어진 군에서 선택된 군에서 선택된 1종 이상의 알칼리토류 금속이며, 0≤x<1이고, 0.001≤y≤0.3 이고, Z는 1 내지 5의 정수이다.

본 발명은 상기 화학식 1에서 Z가 4인 하기 화학식 2을 갖는 형광체를 제공하는 것이다:

(Sr_1-x-yA_x)₂SiO₄:Eu_y

(상기 식에서, x 및 y는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다).

상기 화학식 2에서 A는 Ba인 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 화학식 1에서 Z가 2인 하기 화학식 3을 갖는 형광체를 제공하는 것이다:

(Sr_1-x-yA_x)₂SiO₂:Eu_y

(상기 식에서, x 및 y는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다)

상기 화학식 3에서 A는 Mg, Ca, Sr, Ba, 및 Ra으로 이루어진 군에서 선택 된 군에서 선택된 1종 이상의 알칼리토류 금속이며, 바람직하게는 A는 Ba을 필수적으로 포함하며 Mg, Ca, Sr, 및 Ra로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 알칼리토류 금속을 임의로 포함하며, 더욱 바람직하게는 Ba 및 Mg이다.

또한 본 발명은

(a) 용매에 상기 형광체 구성성분 및 유로퓸(Eu) 화합물을 용해한 후, 나노 실리카(SiO) 화합물 및 융제를 첨가하여 형광체 입자 전구체 용액을 제조하고;

(b) 상기 전구체 용액을 액적분무장치에 투입하여 직경 0.1 내지 50㎛ 입경의 액적을 형성시키고;

(c) 상기 액적을 200 내지 1100℃ 에서 건조 및 열분해하여 형광체 분말을 합성하고; 그리고

(d) 상기 합성된 형광체 분말을 1000 내지 1500℃ 에서 1 내지 5시간 동안 열처리하는 것을 포함하는, 본 발명에 따른 실리케이트계 형광체의 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 청색 반도체 발광소자, 및 상기 발광소자위에 형성된 형광체 코팅층을 포함하는 백색 반도체 발광장치로서,

상기 형광체 코팅층은, 투명수지, 상기 반도체 발광소자에 의해 방출된 광을 흡수하여 흡수한 광의 파장과는 다른 파장을 가진 광을 방출하는 실리케이트계 형광체를 포함하는 것인 백색 반도체 발광장치에 관한 것이다.

이하에서, 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다.

본 발명자들은, 전구체 분무 용액 제조 시에 나노 크기의 실리카(Si) 화합 물과 융제의 종류 및 첨가량을 조절함으로써, 제조된 형광체 분말들은 고온의 열처리 후에도 2차 성장을 하여 비교적 구형의 형상을 유지할 수 있으며, 그 분포가 균일하여 우수한 발광휘도를 나타낸다는 사실에 기초하여 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 하기 화학식 1의 형광체를 제공한다:

[화학식 1]

(Sr_1-x-yA_x)₂SiO_z:Eu_y

상기 화학식에서, A는 Mg, Ca, Sr, Ba, 및 Ra으로 이루어진 군에서 선택된 군에서 선택된 1종 이상의 알칼리토류 금속이며, 0≤x<1이고, 0.001≤y≤0.3 이고, Z는 1 내지 5의 정수이다.

상기 일반식에서, x와 y이 상기 수치범위인 경우에 바람직한 발광효율을 얻을 수 있다. 또한, y가 상기 수치 범위인 경우에, Eu이 활성제로서 적절한 기능을 발휘할 수 있으며, 그 상한선을 벗어나는 경우에는 농도소광효과(quenching effect)에 따른 휘도저하가 발생될 수 있다.

본 발명의 일예에서, 본 발명의 형광체는 하기 화학식 2을 갖는다:

[화학식 2]

(Sr_{1 -x- y}A_x)₂SiO₄:Eu_y

상기 식에서, 0≤x<1, 0.001≤y≤0.3이다. 황색 형광체는 0≤x≤0.35이며, 바람직하게는 0.1<x<0.2이다. 녹색 형광체는 0.35<x<1이고, 바람직하게는 0.4<x<0.7이다.

본 발명의 일례에서, 상기 화학식 2에서 상기 x가 0≤x≤0.35인 경우에는 약 300 nm 내지 480 nm 범위에서 흡수피크를 나타내고, 약 500 nm 내지 680nm 범위에서 발광피크를 나타내는 황색발광을 나타내는 황색발광 형광체를 제공한다.

본 발명의 일례에서, 상기 화학식 2에서, 상기 x가 0.35<x<1인 경우에는, 약 300 nm 내지 470 nm 범위에서 흡수피크를 나타내고, 약 450 nm 내지 600 nm 범위에서 발광피크를 나타내는 녹색발광을 나타내는 녹색발광 형광체를 제공한다.

본 발명은 상기 화학식 1에서 Z가 2인 하기 화학식 3을 갖는 녹색발광을 나타내는 실리케이트계 형광체를 제공하는 것이다:

[화학식 3]

(Sr_{1 -x- y}A_x)₂SiO₂:Eu_y

(상기 식에서, x 및 y는 상기 화학식 1에서의 정의와 같다)

상기 화학식 3에서 A는 Mg, Ca, Sr, Ba, 및 Ra으로 이루어진 군에서 선택된 군에서 선택된 1종 이상의 알칼리토류 금속이며, 바람직하게는 A는 Ba을 필수적으로 포함하며 Mg, Ca, Sr, 및 Ra로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 알칼리토류 금속을 임의로 포함하며, 더욱 바람직하게는 Ba 및 Mg이다.

본 발명에 따른 황색 또는 녹색 형광체는 발광 특성이 우수할 뿐만 아니라 입자 형태 및 분포가 크게 향상되고, 대량으로 제조될 수 있으며, 또한 박형화와 경량화가 용이한 반도체 발광소자용으로서 유용하게 사용될 수 있다. 따라서 본 발 명의 황색 형광체는 청색 LED칩을 이용한 백색 구현 및 이 파장대를 에너지원으로 하는 응용분야에 적합하게 이용될 수 있다. 또한 본 발명의 녹색 형광체는 청색 LED칩 및 적색 LED칩을 이용한 백색 구현 및 이 파장대를 에너지원으로 하는 응용분야에 적합하게 이용될 수 있다.

본 발명의 실리케이트계 형광체의 제조방법으로서는,

(a) 용매에 형광체 구성성분 화합물, 및 유로퓸(Eu) 화합물을 용해한 후, 나노 크기의 실리카(SiO) 화합물 및 융제를 첨가하여 전구체 용액을 제조하고;

(b) 상기 전구체 용액을 액적분무장치에 투입하여 직경 0.1 내지 50㎛ 입경의 액적을 형성시키고;

(c) 상기 액적을 200 내지 1100??에서 건조 및 열분해하여 형광체 분말을 합성하고; 그리고

(d) 상기 합성된 형광체 분말을 1000 내지 1500??에서 1 내지 5시간 동안 열처리하는 것을 포함하는, 하기 화학식 1 내지 3의 실리케이트계 형광체의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 형광체는 상기 기술한 본 발명의 형광체를 모두 포함한다.

본 발명은 분무열분해 공정을 이용한 기상법에 의해 형광체를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 분무열분해 공정에 의해 제조되는 나노 크기의 입자를 가진 형광체의 경우 입도 분포가 좁음에도 불구하고 발광특성이 크게 개선된 것으로 나타났는데, 분무열분해 공정에 의해 제조되는 형광체 분말은 하나의 입자로 존재하거 나 또는 하나의 입자가 재결정화에 의해 여러 개의 입자로 나누어짐으로써 휘도감소가 일어나지 않기 때문이다.

형광체 분말의 제조 방법에 있어서, 형광체 모체를 구성하는 금속 화합물 및 상기 모체를 도핑 하는 금속 화합물의 종류에 따라 수득되는 형광체의 구조가 달라질 수 있으며, 상기 화학식 1 내지 3으로 정해진 구성성분 및 그 함량비율 범위 내에서 당업자에 의해 가능한 모든 변화는 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 형광체의 제조방법을 구체적으로 설명하기로 하며, 크게 네 단계를 거쳐 형광체가 제조 된다: (1) 화학식 1 내지 3의 형광체를 구성하는 성분 원소의 질산염, 염화물, 또는 황화물 형태를 용매에 용해시켜 전구체 용액을 제조하는 단계; (2) 상기 전구체 용액을 분무장치에 투입하여 액적을 형성하는 단계; 및 (3) 상기 액적을 분무열분해 장치를 이용하여 건조, 열분해하는 단계, 및 (4) 후열처리하는 단계로 이루어진다.

이하, 각각의 단계에 대해 상세히 설명하기로 한다.

<제 1 단계: 분무 용액의 조제>

본 발명의 형광체 입자를 제조하기 위한 실리케이트계 전구체 용액의 제조공정에 있어서, 형광체 분말의 모체로서 형광체 구성성분 화합물 및 유로피움(Eu) 화합물이 사용된다. 이들 전구체 물질들은 용매, 예를 들면, 물, 알코올 또는 약산에 용해시켜 사용되며, 쉽게 용해되도록 이들의 질산염, 염화물, 또는 황화물의 형태가 바람직하다. 이의 사용량은 상기 화학식 1의 조건을 만족하도록 화학양론비로 적절히 조절될 수 있다. 여기에 나노 크기의 실리카(Si) 화합물과 융제의 종류 및 첨가량을 조절한다.

전구체 용액의 총 농도는 0.02 내지 1M의 범위가 바람직하며, 상기 범위 내에서 농도가 높을수록 더욱 바람직하다. 상기 농도가 0.02M 미만인 경우에는 형광체 분말의 생산성이 저하되고, 1M을 초과하는 경우에는 투명한 분무 용액의 수득이 어렵다.

또한 상기 나노실리카는 입경이 1nm 내지 1000nm인 것을 사용할 수 있으며, 수마이크로의 입자를 가지더라도 수용액상태에서 부유할 수 있으면 모두 사용할 수 있다. 상기 전구체 용액에 화학양론비로 사용할 수 있다.

본 발명에 사용가능한 융제로는 BaF₂, AlF₂, Li₂CO₃, 및 NaCO₃ 로 이루어진 군에서 1종 이상 선택하여 사용할 수 있으며 상기 융제의 사용량은 0.01mol% 내지 20mol% 범위, 바람직하게는 0.1 내지 10mol% 이다. 본 발명에서 융제의 종류 및 첨가량을 조절하는 것으로서, 이렇게 제조된 형광체 분말들은 고온의 열처리 후에도 2차 성장을 하여 비교적 구형의 형상을 유지할 수 있으며, 그 분포가 균일하여 우수한 발광휘도를 나타낸다.

<제 2 단계: 액적의 분무>

전술한 바와 같은 방법으로 얻어진 전구체 용액을 분무장치에 투입하여 액적 형태로 분무시킨다, 상기 분무장치로는 초음파 분무장치, 공기노즐 분무장치, 초음파노즐 분무장치 등이 사용될 수 있다. 상기 초음파 분무장치를 이용하면 고농도에서 서브(sub) 마이크론 크기의 미세한 형광체 분말의 제조가 가능하고, 공기노즐 과 초음파노즐을 이용하면 마이크론에서 서브마이크론 크기의 입자들을 대량으로 생산할 수 있다. 또한, 생성된 형광체 분말의 형태를 조절하기 위해서는 수 마이크론 크기의 미세 액적을 발생시킬 수 있는 초음파 액적 발생장치가 보다 적합하다.

상기에서 수득된 스트론튬 바륨 실리케이트계 전구체 용액은 분무장치를 이용하여 액적으로 분무되며, 상기 액적의 직경은 0.1 내지 50 ㎛ 범위를 가지는 것이 바람직하다. 액적의 직경이 0.1㎛ 미만인 경우에는 생성되는 형광체 입자의 크기가 너무 작고, 50㎛ 보다 큰 경우에는 형광체 입자의 크기가 너무 크다.

상기 초음파 액적 발생 장치의 경우에 액적을 발생시키는 부위인 진동자를 18개 나란히 연결하여 액적을 대량으로 발생시키며, 이러한 액적 발생 장치들을 병렬로 연결하여 시간 당 수십 L의 액적을 발생하도록 하여 분무열분해법에 의해 형광체 분말의 상업 생산이 가능하게 한다.

<제 3 단계: 형광체 입자의 건조 및 열분해>

상기 액적 발생장치로부터 생성된 미세 액적은 고온의 관형 반응기에서 형광체 입자의 전구물질로 전환된다. 이때, 반응 전기로의 온도는 전구체 물질들을 건조 및 열분해 시킬 수 있는 범위인 200 내지 1100 ℃ 이다.

<제 4 단계: 형광체 분말의 후열처리>

분무열분해 공정에서는 액적이 반응기를 통과하는 시간이 수초이기 때문에 원하는 결정상이 얻어지지 않는다. 따라서 형광체 입자들을 충분히 결정 성장이 이루어질 수 있도록 열처리하고, 이때 열처리 온도는 800 내지 1500℃ , 바람직하 게는 1000 내지 1300℃ 에서 1 내지 5시간 동안 수행된다.

본 발명의 일례에서, 상기 단계 a) 내지 d)를 거쳐 형광체를 제조할 수도 있으나, 더욱 바람직하게는 수득된 형광체 입자의 분산성을 향상시키고 내부에 응집된 분말들을 제거하기 위하여, 상기 열처리된 형광체를 밀링(milling)시키는 공정을 추가적으로 수행할 수 있다. 밀링 후에는 미 반응되어 남은 원소들이나 결점들의 제거를 위해서 적절한 온도, 예를 들면, 50 내지 200℃ 에서 1 내지 5시간 동안 수세 및 건조 처리함으로써 형광체 표면을 깨끗하게 할 수 있다. 이렇게 수세 및 건조 처리된 형광체들은 처리전의 형광체보다 향상된 발광 특성을 나타낸다.

상기 실리케이트계 황색 형광체는 청색 LED에 의해 방출되는 광의 일부를 흡수하여 흡수한 광의 파장과는 다른 파장을 가진 광을 방출함으로써, 청색 LED와 황색 형광체의 조합에 의해 백색의 구현을 가능하게 한다. 또한, 청색 및 적색 LED와 녹색 형광체의 조합에 의해 색재현성이 개선된 백색의 구현을 가능하게 한다. 따라서 본 발명의 실리케이트계 황색 및 녹색 형광체는 백색 반도체 발광장치에 이용될 수 있다.

본 발명은 청색 반도체발광소자, 및 상기 청색 반도체 발광소자에 의해 방출된 광의 일부를 흡수하여 흡수한 광의 파장과는 다른 파장을 가진 광을 방출하는 실리케이트계 황색 형광체와 투명수지를 함유하는 형광체 코팅층을 포함하는 백색반도체 발광장치에 관한 것이다. 바람직한 황색형광체는 상기 화학식 2에서 0≤x≤0.35인 형광체이다.

본 발명의 구체적인 예에 있어서, 상기 실리케이트계 황색 형광체를 포함하 는 백색 반도체 발광장치는

상기 실리케이트계 화상부에 리세스부를 가지며, 금속단자가 장착된 케이싱;

상기 리세스부 내에 장착되어 있으며, 그 양전극과 음전극이 금속와이어에 의해 각각 상기 금속단자에 연결되어 있으며, 청색광을 방출하는 LED 칩 및

상기 LED 칩을 커버하도록 상기 리세스부내에 충진 되어 상기 금속와이어를 매몰시키는 형광체 코팅층을 구비하며, 상기 형광체 코팅층이 투명수지와 실리케이트계 황색 형광체를 포함하는, 리플렉터사출구조타입의 표면실장형 백색 반도체 발광장치에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예로서 황색 형광체를 채용한 리플렉터 사출구조타입의 표면실장형 백색 반도체 발광장치의 개략적인 구성도를 도 6에서 나타낸 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이 발광다이오드는 청색 LED칩(1)과 양극 단자(Anode Lead, 4) 및 음극 단자(Cathode Lead, 3)를 각각 연결함으로써 전기적 접속이 가능하며 투명 에폭시 수지층 또는 투명 수지층(8) 및 반사기능을 갖는 불투명수지재의 컵 형태의 반사판(5)을 포함하는 통상적인 구조를 갖는다. 이 반사판(5)의 내부 측면에 반사면(6)을 형성하고 상기 양극단자 및 음극단자는 도전성 와이어(Au wire, 7)로 LED칩의 N형 전극 및 P형 전극에 각각 연결되어 전기적 접속이 가능하다. 상기 투명 에폭시 수지층 또는 투명 실리콘 수지층(8)에 스트론튬 실리케이트계 황색 형광체(9)를 포함하는 것이 본 발명의 특징으로서 청색발광소자의 발광경로에 스트론튬 실리케이트계 황색형광체(9)가 포함되어 적층되는 것을 특징으로 한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 청색 LED 칩으로부터 발생된 청색광과 방출된 청 색광의 일부를 황색 형광체가 흡수하여 여기 됨으로써 방출되는 제2의 황색 광이 조합되어 두색의 혼색에 의한 백색이 구현되는 것을 알 수 있다.

따라서 본 발명의 백색 반도체 발광장치는 청색 발광이 가능한 질화물 반도체를 포함하는 반도체 발광소자 상부에 스트론튬 실리케이트계 황색 형광체를 조합시킴으로써, 반도체 발광소자로부터의 청색광과 그것에 의해 여기 된 황색 형광체로부터의 황색광의 조합에 의해 백색을 구현할 수 있다.

본 발명의 몰드 층에 함유된 황색 및 녹색 형광체는 동일한 입경을 갖는 것을 사용할 수도 있으나, 서로 다른 입경을 갖는 형광체를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 대입자 및 중입자 형광체 평균입경은 2㎛ ~ 50㎛이고 소립자 형광체의 평균입경은 0.1㎛ 내지 2㎛ 미만의 범위이다. 형광체의 혼합비로는 PKG' 내부 부피에 따라 다양하게 할 수 있으며, 예컨대, 2㎛ ~ 50㎛의 평균입경을 갖는 형광체와 0.1㎛ ~ 2㎛의 평균입경을 갖는 형광체의 무게비를 1:1에서 20:1의 범위에서 사용가능하며 더욱 바람직하게는 9:1이다. 서로 다른 입자를 혼합하여 사용하는 경우에, 대입자 및 중입자는 칩 주위에 위치해서 발광을 시키고, 소립자는 부유해서 청색 및 황색이 혼색 될 때 더욱 균일한 백색광을 낼 수 있도록 도움을 주는 역할을 수행한다.

상기 형광체는 주로 분말의 표면에서 발광하기 때문에 입자크기가 작아질수록 입자표면적이 증가하여 발광강도가 증가하게 되지만, 입자크기가 임계 이하로 작아지면 산란된 빛들이 입자들 사이에서 흡수되는 광 경로 차에 의해 소멸되게 되고, 또한 투광성 수지몰드층에서 충분히 침강이 이루어지지 않아 부유된 상태로 몰 드재가 응고되어 발광강도를 저하시키게 된다. 즉, 입자크기(입도)에 의해 침강시킴에 있어서, 2㎛ ~ 50㎛범위의 입자크기를 갖는 대입자 및 중입자형광체를 홀컵 또는 프레임요부내부 바닥면을 기준으로 하여 충진시켜 LED칩의 가까운 부분에 존재하게하고, 그 외측으로 0.1㎛ ~ 2㎛범위의 입자크기를 갖는 소입자형광체를 충진시키며 특히, 대입자형광체를 LED칩 주변에서 되도록 서로 겹치지 않도록 배치시킴으로써 발광광도상승은 물론 균일한 백색발광이 가능하도록 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일실시예에서는, 청색 반도체발광소자와 적색 반도체 발광소자; 및 상기 반도체발광소자에 의해 방출된 광의 일부를 흡수하여 흡수한 광의 파장과는 다른 파장을 가진 광을 방출하는 녹색 형광체와 투명수지를 함유하는 형광체 코팅층을 포함하는 백색반도체 발광장치에 관한 것이다. 바람직한 녹색 형광체로서는 상기 화학식 2에서 0.35<x<1인 형광체, 또는 화학식 3의 형광체이다.

본 발명의 구체적인 예에 있어서, 상기 실리케이트계 녹색 형광체를 포하하는 백색 반도체 발광장치는

상부에 리세스부를 가지며, 금속단자가 장착된 케이싱;

상기 리세스부내에 장착되어 있으며, 그 양전극과 음전극이 금속와이어에 의해 각각 상기 금속단자에 연결되어 있으며, 청색광을 방출하는 LED 칩 및 적색광을 방출하는 LED칩; 그리고

상기 LED 칩를 커버하도록 상기 리세스부내에 충진 되어 상기 금속와이어를 매몰시키는 형광체 코팅층을 구비하며, 상기 형광체 코팅층이 투명수지와 실리케이트계 녹색 형광체를 포함하는, 리플렉터사출구조타입의 표면실장형 백색 반도체 발 광장치이다. 본 발명에 따른 실리케이트계 녹색형광체와 청색 및 적색 LED를 활용한 리플렉터 사출구조타입의 측면발광 백색 반도체 발광장치의 개략적인 구성도를 도 8에서 나타낸 것이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 발광다이오드; 즉, 청색 LED(11) 및 적색 LED(12)는 양극 단자(Anode Lead, 14) 및 음극 단자(Cathode Lead, 13)를 각각 연결함으로써 전기적 접속이 가능하며 투명 에폭시 수지층 또는 투명 실리콘 수지층(18) 및 반사기능을 갖는 불투명수지재의 컵 형태의 반사판(15)을 포함하는 통상적인 구조를 갖는다. 이 반사판(15)의 내부 측면에 반사면(16)을 형성하고 상기 양극단자 및 음극단자는 도전성 와이어(Au wire, 17)로 LED칩의 N형전극 및 P형전극에 각각 연결되어 전기적 접속이 가능하다. 상기 투명 에폭시 수지층 또는 투명 실리콘 수지층(18)에 스트론튬 실리케이트계 녹색 형광체(19)를 포함하는 것이 본 발명의 특징으로서 적색 및 청색발광소자의 발광경로에 스트론튬 실리케이트계 녹색형광체(19)가 포함되어 적층되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청색 LED(11) 및 적색 LED(12)는 전기적으로 직렬연결구조를 설명하였지만, 전기적으로 병렬 연결구조도 가능하고 또 하나의 패캐지에 있어, 복수개의 적색 및 청색 LED의 실장 역시 선택적으로 가능하다. 그리고 몰드 층에 함유된 녹색 형광체는 동일한 입경을 사용할 수도 있으나, 상기 대입자, 중입자 및 소립자가 혼합된 형태가 바람직하다.

도 9 (a)는 청색 발광소자에 황색형광체를 이용한 백색발광소자이고, 도 9 (b)는 두 파장의 발광다이오드, 청색 LED 및 적색 LED와 한 파장의 녹색형광체를 이용한 색재현성이 개선된 백색발광소자에 관한 것으로써, 녹색 형광체를 사용함으로써 발광특성 뿐만 아니라 색재현성이 우수함을 알 수 있다.

여기서, 발광다이오드 칩은 한쪽의 금속 박판 상에 다이 본딩 수지에 의해 다이본딩 되어 있다. 그러나 본 발명에서는, 발광다이오드 칩은 다른쪽 금속 박판상에 다이본딩 되어 있어도 되고, 금속 박판과 금속 박판에 걸쳐 다이본딩 되어 있어도 된다.

본 실시형태의 청색 발광 다이오드는, 발광다이오드 칩에서의 광의 일부 또는 전부를 형광 물질에 의해 파장 변환하도록 구성하고 있기 때문에, 청색 발광다이오드 칩으로서는, 그 형광 물질을 여기 가능한 발광 파장의 광을 발광하는 것을 사용한다. 본 발명에 있어서는 형광 물질을 효율적으로 여기할 수 있는 단파장의 광이 발광 가능한 질화물 반도체(InAlGa)를 이용한 발광다이오드 칩을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 청색 발광다이오드칩은 InGaN을 발광층을 갖고 있고, 그 혼합결정 조성에 의해 발광 파장을 약 430nm에서 480nm까지 임의로 바꿀 수 있다. 발광다이오드 칩의 구조로서는 MIS 접합, PIN 접합이나 PN접합 등을 갖는 호모 구조, 헤테로 구조 혹은 더블 헤테로 구성의 것을 들 수 있고, 본 발명에서는 어느 것이나 사용할 수 있으나, 보다 고휘도의 것을 얻을 수 있는 더블 헤테로 구조를 채용하는 것이 바람직하다. 또한, 발광층(활성층)을 구성하는 반도체의 조성이나 그 혼합 정도에 따라 발광 파장을 여러 가지 선택할 수 있다. 또한, 활성층을 양자 효과가 생기는 박막을 포함하여 구성한 단일 양자 우물 구조나 다중 양자 우물구조로 할 수도 있 다.

질화물 반도체를 사용하는 발광다이오드칩의 경우, 기판에는 사파이어, 스핀넬, SiC, Si, ZnO 등의 재료를 사용할 수 있으나, 결정성이 좋은 질화물 반도체를 양산성 좋게 형성시키기 위해서는 사파이어 기판을 사용하는 것이 바람직하다.

하기 예시적인 실시예를 들어 본 발명을 더욱 자세히 설명할 것이나, 본 발명의 보호범위가 하기 실시예로 제한되는 의도는 아니다.

하기 실시예에서, 분무 장치로서 초음파 액적 발생장치를 사용하였으며, 여기에서 액적 발생 부위인 진동자(주파수: 1.7MHz)를 직렬로 18개 연결하였으며, 이러한 액적 발생장치들을 병렬로 연결하여 사용하였다.

실시예 1: (Sr_0.59.Ba_0.4)₂SiO₄:Eu_0.01 녹색 형광체의 제조

원료물질로서, Aldrich사 스트론튬(Sr), 바륨(Ba) 질화물 및 유로퓸(Eu)질화물을 각각 3.36g, 2.81g, 0.047g 취하여 증류수에 균일하게 혼합하여 0.1L이 되도록 용액을 제조한 후, 상기 용액에 나노 크기의 실리카(Si) 화합물과 BaF₂를 각각 0.8g, 0.26g을 첨가 하여 총 농도가 0.2M, 0.2L 분무용액을 제조하였다. 이렇게 준비된 전구체 용액을 초음파 분무장치에 넣고 서브 마이크론 크기의 액적으로 발생시켰다. 발생된 액적들을 반응기 온도 800℃ 에서 수 초 동안 건조 및 열 분해시켜 분말을 얻었다. 이렇게 수득된 형광체 입자를 알루미나 보트에 넣고 공기 분위기하에서 1100℃ 에서 3시간 동안 열처리하여, 표제 조성을 갖는 형광체 분말을 수득하였다.

본 실시예에 의해 제조된 형광체 입자의 전자현미경 사진을 도 1에 나타냈다. 상기 형광체 입자의 형광 스펙트럼을 도 2에 나타내었다.

도 1에서 보여 지듯이 구형의 입자가 융제에 의해 깨어져 모체 결정구조의 형태로 성장함을 알 수 있고, 또, 깨어진 부분들이 융제의 종류에 따라 새롭게 성장하고 있음을 알 수 있다. 또, 구형에 가까운 형태를 유지하면서 균일한 크기를 가짐을 알 수 있다.

도 2은 본 발명의 실시예 1에 따른 스트론튬 바륨 실리케이트계 녹색 형광체의 흡수 및 발광스펙트럼을 나타낸 그래프이고, 도시된 흡수 및 발광스펙트럼에서 (Sr_0.59.Ba_0.4)₂SiO₄:Eu_0.01 은 UV 및 청색 발광다이오드의 발광 영역인 300nm에서 480nm의 우수한 흡수특성을 가짐을 알 수 있고, 480nm에서 600nm의 우수한 발광특성을 보임을 알 수 있다.

실시예 2: (Sr_0.59.Ba_0.4)₂SiO₄:Eu_0.01 녹색 형광체의 제조

상기 실시예 1에서 사용한 융제 BaF₂ 대신에, Li₂CO₃ 를 사용하는 것을 제외하고는 실질적으로 동일한 방법으로 녹색형광체를 제조하였다. 본 실시예의 녹색 형광체에 대해 전자현미경 사진을 도 3에 나타냈다.

도 3에서 보여 지듯이 구형의 입자가 융제에 의해 깨어져 모체 결정구조의 형태로 성장함을 알 수 있고, 또, 깨어진 부분들이 융제의 종류에 따라 새롭게 성 장하고 있음을 알 수 있다. 또, 구형에 가까운 형태를 유지하면서 균일한 크기를 가짐을 알 수 있다.

실시예 3: (Sr_0.89Ba_0.1)₂SiO₄:Eu_0.01 황색 형광체의 제조

원료물질로서, Aldrich사 스트론튬 질화물, 바륨 질화물 및 유로피움 질화물을 각각 5.7g, 0.7g 및 0.047g씩 취하여 증류수에 균일하게 혼합하고, 상기 용액에 나노 크기의 실리카(Dagusa, aerosol 300)화합물 0.8g과 바륨불화물 0.26g을 첨가하여 총 농도가 0.2M에 0.2L가 되도록 분무 전구체 용액을 제조하였다.

이렇게 준비된 전구체 용액을 초음파 분무장치에 넣고 서브 마이크론 크기의 액적으로 발생시켰다. 발생된 액적들을 반응기 온도 800℃ 에서 20초 동안 건조 및 열 분해시켜 분말을 얻었다. 이렇게 수득된 형광체 입자를 알루미나 보트에 넣고 공기 분위기 하에서 1100℃ 에서 3시간 동안 열처리하여, 표제 조성을 갖는 형광체 분말을 수득하였다.

도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 스트론튬 바륨 실리케이트계 황색 형광체의 흡수 및 발광스펙트럼을 나타낸 그래프이고, 도시된 흡수 및 발광스펙트럼에서 (Sr_0.89Ba_0.1)₂SiO₄:Eu_0.01은 UV 및 청색 발광다이오드의 발광 영역인 300nm에서 480nm의 우수한 흡수특성을 가짐을 알 수 있고, 500nm에서 700nm의 우수한 발광특성을 보임을 알 수 있었다.

실시예 4: (Sr_0.1Ba_0.89)₂SiO₄:Eu_0.01 녹색 형광체의 제조

원료물질로서, Aldrich사 스트론튬 질화물, 바륨 질화물 및 유로피움 질화물을 각각 0.57g, 6.27g 및 0.047g씩 취하여 증류수에 균일하게 혼합하고, 상기 용액에 나노 크기의 실리카(Dagusa, aerosol 300)화합물 0.8g과 바륨불화물 0.26g을 첨가하여 총 농도가 0.2M에 0.2L가 되도록 분무 전구체 용액을 제조하였다.

이렇게 준비된 전구체 용액을 초음파 분무장치에 넣고 서브 마이크론 크기의 액적으로 발생시켰다. 발생된 액적들을 반응기 온도 800℃ 에서 20초 동안 건조 및 열 분해시켜 분말을 얻었다. 이렇게 수득된 형광체 입자를 알루미나 보트에 넣고 공기 분위기하에서 1100℃ 에서 3시간 동안 열처리하여, 표제 조성을 갖는 형광체 분말을 수득하였다. 이 입자의 형광 스펙트럼을 도 5에 나타내었다.

도 5는 본 발명의 스트론튬 바륨 실리케이트계 녹색 형광체의 흡수 및 발광스펙트럼을 나타낸 그래프이고, 도시된 흡수 및 발광스펙트럼에서 (Sr_0.1Ba_0.89)₂SiO₄:Eu_0.01 은 UV 및 청색 발광다이오드의 발광 영역인 300nm에서 480nm의 우수한 흡수특성을 가짐을 알 수 있고, 480nm에서 600nm의 우수한 발광특성을 보임을 알 수 있다.

실시예 5: 실시예 3의 황색 형광체를 채용한 백색 발광장치

실시예 3의 스트론튬 실리케이트계 황색형광체를 활용한 리플렉터 사출구조타입의 표면실장형 백색 반도체 발광장치에 관한 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이 발광다이오드는 청색 LED칩(1)과 양극 단자(Anode Lead, 4) 및 음극 단자(Cathode Lead, 3)를 각각 연결함으로써 전기적 접속이 가능하며 투명 실리콘 수지층(8) 및 반사기능을 갖는 불투명수지재의 컵 형태의 반사판(5)을 포함하는 통상적인 구조를 갖는다. 이 반사판(5)의 내부 측면에 반사면(6)을 형성하고 상기 양극단자 및 음극단자는 도전성 와이어(Au wire, 7)로 LED칩의 N형 전극 및 P형 전극에 각각 연결되어 전기적 접속이 가능하다. 상기 투명 실리콘 수지층(8)에 스트론튬 실리케이트계 황색 형광체(9)를 6:1의 무게 비로 포함시킴으로서 청색발광소자의 발광경로에 스트론튬 실리케이트계 황색형광체(9)가 적층되어 청색과 황색의 혼색에 의한 백색광을 나타내었다.

본 발명의 몰드 층에 함유된 황색 형광체의 입도는 대입자, 중입자 및 소립자가 혼합된 형태가 바람직하다. 그리고 황색 형광체의 입도를 구분하는 것이 더욱 바람직하다. 예로서, 황색 형광체 입도를 대입자 및 중입자와 소립자의 무게 비를 8대 2로 하였을 때 백색광의 균일도 및 발광특성이 개선되었다.

도 7은 실시예 5의 스트론튬 실리케이트계 황색 형광체와 청색 LED를 조합한 백색 발광다이오드의 발광스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 청색 LED 칩으로부터 발생된 청색광과 방출된 청색광의 일부를 황색 형광체가 흡수하여 여기 됨으로써 방출되는 제2의 황색 광이 조합되어 두색의 혼색에 의한 백색이 구현되는 것을 알 수 있다.

따라서 본 발명의 백색 반도체 발광장치는 청색 발광이 가능한 질화물 반도체를 포함하는 반도체 발광소자 상부에 스트론튬 실리케이트계 황색 형광체를 조합 시킴으로써, 반도체 발광소자로부터의 청색광과 그것에 의해 여기 된 황색 형광체로부터의 황색광의 조합에 의해 백색을 구현할 수 있다.

실시예 6: 실시예 1에 따른 녹색형광체와 청색 및 적색 LED를 채용한 백색 발광장치

실시예 1의 스트론튬 실리케이트계 녹색형광체를 활용한 리플렉터 사출구조타입의 표면실장형 백색 반도체 발광장치에 관한 것이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 발광다이오드; 즉, 청색 LED(11) 및 적색 LED(12)는 양극 단자(Anode Lead, 14) 및 음극 단자(Cathode Lead, 13)를 각각 연결함으로써 전기적 접속이 가능하며 투명 실리콘 수지층(18) 및 반사기능을 갖는 불투명수지재의 컵 형태의 반사판(15)을 포함하는 통상적인 구조를 갖는다. 이 반사판(15)의 내부 측면에 반사면(16)을 형성하고 상기 양극단자 및 음극단자는 도전성 와이어(Au wire, 17)로 LED칩의 N형전극 및 P형전극에 각각 연결되어 전기적 접속이 가능하다. 상기 투명 실리콘 수지층(18)에 스트론튬 실리케이트계 녹색 형광체(19)를 5:1의 무게 비로 포함시킴으로서 청색 및 적색발광소자의 발광경로에 스트론튬 실리케이트계 녹색형광체(19)가 적층되어 청색, 적색 및 녹색의 혼색에 의한 백색광을 나타내었다.

본 발명의 청색 LED(11) 및 적색 LED(12)는 전기적으로 직렬연결구조를 가진다. 그리고 몰드 층에 함유된 녹색 형광체는 동일한 입경을 사용할 수도 있으나, 상기 대입자, 중입자 및 소립자가 혼합된 형태가 바람직하다.

본 발명의 몰드 층에 함유된 녹색 형광체의 입도는 대입자, 중입자 및 소립 자가 혼합된 형태가 바람직하다. 그리고 녹색 형광체의 입도를 구분하는 것이 더욱 바람직하다. 예로서, 녹색 형광체 입도를 대입자 및 중입자와 소립자의 무게 비를 8대 2로 하였을 때 백색광의 균일도 및 발광특성이 개선되었다.

도 9 (a)는 실시 예 5와 같은 구동원리로서 청색 발광소자에 황색 형광체를 이용한 백색발광소자이다. 그러나 도 9 (b)는 실시 예 6으로서 두 파장의 발광다이오드와 한 파장의 형광체를 이용한 색재현성이 개선된 백색발광소자에 관한 것으로써, 청색 발광다이오드에 의해 발광된 일부 광을 흡수하여 녹색 발광을 하는 스트론튬 실리케이트계 녹색형광체와 적색발광다이오드로부터 발광된 적색 광의 혼색에 의한 삼파장 백색 발광다이오드의 발광스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 9에서 알 수 있듯이 녹색 형광체를 사용함으로써 발광특성 뿐만 아니라 색재현성이 우수함을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실리케이트계 녹색 또는 황색 형광체, 이의 제조방법는 전구체 용액 제조시 나노 입자 크기의 실리카 분말 및 융제를 동시에 이용하여 우수한 발광특성을 가지며 균일한 입자 분포를 가지는 구형 형광체 분말을 제조함으로써 색재현성 및 발광특성이 우수한 백색광 구현이 가능하므로 백색반도체 발광장치 및 UV 혹은 청색발광영역 대를 에너지원으로 하는 LED 응용분야의 적용이 적합하다. 또한, 본 발명에 의해 제조된 백색발광소자는 색재현성 및 발광특성이 매우 우수하여 소형 LCD 배면광원뿐만 아니라 중대형 LCD 배면광원으로써 적용이 가능하다.

본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백할 것이다.

Claims (19)

1. 하기 화학식 1의 형광체:

   (화학식 1)

   (Sr_1-x-yA_x)₂SiO_z:Eu_y

   상기 화학식에서, A는 Mg, Ca, Sr, Ba, 및 Ra으로 이루어진 군에서 선택된 군에서 선택된 1종 이상의 알칼리토류 금속이며, 0≤x<1이고, 0.001≤y≤0.3 이고, Z는 1 내지 5의 정수이다.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1에서 z가 4인 하기 화학식 2을 갖는 형광체:

   (화학식 2)

   (Sr_1-x-yA_x)₂SiO₄:Eu_y

   단, 상기 식에서 x 및 y의 정의는 화학식 1과 같다.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 화학식 2의 x가 0≤x≤0.35인 경우에는 약 300nm 내지 480 nm 범위에서 흡수피크를 나타내고, 약 500nm 내지 680nm 범위에서 발광피크를 나타내는 황색발광을 나타내는 것을 특징으로 하는 형광체.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 화학식 2의 x가 0.35<x<1인 경우에는, 약 300nm 내지 470nm 범위에서 흡수피크를 나타내고, 약 450 nm 내지 600 nm 범위에서 발광피크를 나타내는 녹색발광을 나타내는 것을 특징으로 형광체.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1에서 z가 2인 하기 화학식 3을 갖는 형광체:

   (화학식 3)

   (Sr_1-x-yA_x)₂SiO₂:Eu_y

   단, 상기 식에서 x 및 y의 정의는 화학식 1과 같다.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 화학식 3에서, A가 Ba을 필수적으로 포함하며, Mg, Ca, 및 Ra으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 알칼리토류 금속을 임의로 포함하는 형광체.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 화학식 3에서, A는 Ba 및 Mg인 형광체.
8. (a) 용매에 형광체 구성 화합물, 및 유로퓸(Eu) 화합물을 용해한 후, 1nm 내지 1000nm의 입경을 갖는 나노 실리카(SiO) 화합물 및 융제를 첨가하여 형광체 입자 전구체 용액을 제조하고;

   (b) 상기 전구체 용액을 액적분무장치에 투입하여 직경 0.1 내지 50㎛ 입경의 액적을 형성시키고;

   (c) 상기 액적을 200 내지 1100℃ 에서 건조 및 열분해하여 형광체 분말을 합성하고; 그리고

   (d) 상기 합성된 형광체 분말을 1000 내지 1500℃ 에서 1 내지 5시간 동안 열처리하는 것을 포함하는, 제 1항 내지 제7항중 어느 한항에 따른 실리케이트계 형광체의 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 전구체 용액의 총 농도가 0.02 내지 1M임을 특징으로 하는 방법.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 융제는 BaF₂, AlF₂, Li₂CO₃, 및 NaCO₃로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것인 방법.
11. 제 8 항에 있어서, 상기 융제는 0.01mol% 내지 20mol%로 사용하는 방법.
12. 제 8 항에 있어서, 상기 형광체 구성성분 및 유로피움 화합물이 이들 각각의 질산염, 염화물 또는 황화물인 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 8 항에 있어서, 상기 단계 d)에서 열처리된 형광체 분말을 밀링(milling)한 후, 50 내지 200℃ 에서 1 내지 5시간 동안 수세 처리하는 공정을 더욱 포함하는 방법.
14. 청색 반도체발광소자 및

    상기 청색 반도체발광소자에 의해 방출된 광의 일부를 흡수하여 흡수한 광의 파장과는 다른 파장을 가진 광을 방출하는 실리케이트계 황색 형광체와 투명수지를 함유하는 형광체 코팅층을 포함하며, 상기 황색 형광체가 제3항에 따른 실리케이트계 황색형광체인, 백색반도체 발광장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상부에 리세스부를 가지며, 금속단자가 장착된 케이싱;

    상기 리세스부내에 장착되어 있으며, 그 양전극과 음전극이 금속와이어에 의해 각각 상기 금속단자에 연결되어 있으며, 청색광을 방출하는 LED 칩 및

    상기 LED 칩를 커버하도록 상기 리세스부내에 충진 되어 상기 금속와이어를 매몰시키는 형광체 코팅층을 구비하며, 상기 형광체 코팅층이 투명수지와 실리케이트계 황색 형광체를 포함하는, 리플렉터사출구조타입의 표면실장형 백색 반도체 발광장치.
16. 청색 반도체발광소자와 적색 반도체 발광소자; 및

    상기 반도체발광소자에 의해 방출된 광의 일부를 흡수하여 흡수한 광의 파장과는 다른 파장을 가진 광을 방출하는 녹색 형광체와 투명수지를 함유하는 형광체 코팅층을 포함하며, 상기 녹색 형광체가 제4항 내지 제7항중 어느 한항에 따른 실리케이트계 녹색 형광체인, 백색반도체 발광장치.
17. 제 16 항에 있어서,

    상부에 리세스부를 가지며, 금속단자가 장착된 케이싱;

    상기 리세스부내에 장착되어 있으며, 그 양전극과 음전극이 금속와이어에 의해 각각 상기 금속단자에 연결되어 있으며, 청색광을 방출하는 LED 칩, 및 적생광을 방출하는 LED 칩; 그리고

    상기 LED 칩를 커버하도록 상기 리세스부내에 충진 되어 상기 금속와이어를 매몰시키는 형광체 코팅층을 구비하며, 상기 형광체 코팅층이 투명수지와 실리케이트계 녹색 형광체를 포함하는, 리플렉터사출구조타입의 표면실장형 백색 반도체 발광장치.
18. 제 14 항에 따른 백색 반도체 발광장치를 배면광원으로 채용한 액정표시소자.
19. 제 16 항에 따른 백색 반도체 발광장치를 배면광원으로 채용한 액정표시소자.

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