KR20070082952A - 혼합 형광체 및 이를 이용한 백색 발광 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황녹색 영역에서 발광하는 형광체와 청황적색 영역에서 발광하는 형광체를 소정의 비율로 혼합함으로써 고 연색성 특징을 갖는 혼합형광체의 제조 방법 및 이를 이용한 백색 발광 소자에 관한 것이다. 고 연색성 백색 발광 소자의 제작을 위해 황녹색 영역에서 발광 특성을 갖는 형광체는 M₂SiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} , M₃SiO₅: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} , 또는 이들 혼합물( M은 Ba, Sr, Ca, 및 Mg 으로 부터 선택되는 1종 이상의 금속임)이며, 상기 청황적색 발광영역의 형광체는 M₃MgSi₂O₈: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}, MMg₂Si₂O₇: Eu^{2 +}, Mn²⁺, MMgSi₂O₆: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}, MMgSiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} , 또는 이들 혼합물 (M은 Ba, Sr, 및 Ca 으로 부터 선택되는 1종 이상의 금속임)인 것을 특징으로 한다,

이에 따라, 삼색(R,G,B) 혼합을 통한 풀 칼라 구현을 가능하게 하는 고 연색성 백색 발광 소자를 제공하며 R,G,B 풀 컬러 구현을 위한 LCD용 백색 광원 및 백색광이 요구되는 실내외 조명등 백색광원의 응용폭을 극대화시킬 수 있다.

형광체, InGaN 소자, 백색 발광, 고연색성

Description

혼합 형광체 및 이를 이용한 백색 발광 장치{MIXED LUMINESCENT MATERIAL AND WHITE LIGHT EMITTING DIODE USING THE MATERIAL}

도 1은 종래의 YAG계열 형광체가 적용된 백색발광장치의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다.

도 2는 x Sr₂SiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} + y CaMgSi₂O₆: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}의 혼합형광체의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다.

도 3은 x Ba₂SiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} + y SrMgSiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} 의 혼합형광체의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다.

도 4는 x Sr₃SiO₅: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} + y Sr₃MgSi₂O₈: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}의 혼합형광체의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다.

도 5는 x Sr₃SiO₅: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} + y BaMg₂Si₂O₇:Eu^{2 +}, Mn^{2 +}의 혼합형광체의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다.

도 6은 x Ba₃MgSi₂O₈:Eu^{2 +}, Mn^{2 +} + y Sr₃MgSi₂O₈:Eu^{2 +}, Mn^{2 +}의 혼합형광체의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다.

도 7은 x Ba₂SiO₄:Eu^{2 +}, Mn^{2 +} + y Sr₃MgSi₂O₈:Eu^{2 +}, Mn^{2 +} + z BaMg₂Si₂O₇:Eu^{2 +}, Mn²⁺의 혼합형광체의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다.

도 8은 본 발명의 혼합형광체를 적용한 백색 발광장치의 단면도를 나타낸 것이다.

본 발명은 혼합 형광체 및 이를 이용한 백색 발광소자에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 R,G,B 풀 컬러를 구현하고 우수한 연색특성을 갖는 형광체를 제작하기 위하여 황녹색 영역에서 발광하는 형광체와 청황적색 영역에서 발광하는 형광체를 소정의 비율로 혼합함으로써 가시광의 파장 영역(380nm ~ 780nm)에서 연색성이 우수하여 풀 컬러 구현을 가능하게 하는 고연색성 혼합형광체와, 이를 이용한 백색 발광 소자에 관한 것이다.

종래의 백색 LED 구현 기술은, 청색을 발광하는 GaN소자위에 황색 영역에서 발광하는 Y3Al5O12:Ce3+(YAG계열-니치아), Tb3Al5O12:Ce3+(TAG계열-오슬람), (Ba, Sr)2SiO4:Eu2+(BOS계열-도요타고세이)의 형광체를 결합시켜 백색 발광 소자를 만드는 방법이 적용되었다. 상기 방법은 고휘도의 청색 LED에서 방출되는 광이 황색 형광체를 여기 시켜 황색영역의 빛을 방출시킴으로써 LED의 청색 및 형광체의 황색의 보색광의 조합으로 백색을 유도하는 방법이다. 이러한 백색 발광 장치는 청색 및 황색의 두 가지 보색 영역에 해당되는 색 광 조합을 통해 백색을 구현함으로써 녹색 및 적색 영역의 발광이 부족하여 연색성이 낮으며(약 80%이하), 이러한 결점으로 고 연색성 백색이 요구되는 조명(약 85 % 이상)에 적용하는데 어려움이 따른다.

따라서 삼색 혼합을 통해 R,G,B의 풀 컬러를 구현하기 위한 고연색성의 백색 광원 개발을 위해서 황색과 청색 영역의 발광 뿐 만 아니라 녹색 및 적색 영역에 대한 발광이 풍부한 고연색성을 발휘하는 형광체의 개발이 시급하다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 극복하기 위하여 청색 및 근자외선 영역의 흡수가 뛰어난 황녹색 영역 발광 형광체와 청황적색 영역 발광 형광체를 소정의 비율로 혼합하여 청색과 황색영역 뿐만아니라 녹색 및 적색 영역까지 발광 특성을 갖는 고 연색성 혼합형광체를 제공하고, 더 나아가 이 형광체를 포함하는 백색 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 혼합 형광체는, 화학식이 M₂SiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} 또는 M₃SiO₅: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} (M은 Ba, Sr, Ca, 및 Mg 으로 부터 선택되는 1종 이상의 금속임)로 표시되는 단일상의 형광체로 부터 선택되는 적어도 1종 이상 형광체와 화학식이 M₃MgSi₂O₈: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}, MMg₂Si₂O₇: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}, MMgSi₂O₆: Eu²⁺, Mn^{2 +}, 또는 MMgSiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} ( M은 Ba, Sr, 및 Ca 으로 부터 선택되는 1종 이상의 금속임)로 표시되는 단일상의 형광체로 부터 선택되는 적어도 1종 이상의 형광체가 x : y 의 소정의 몰비로 혼합된 것을 특징으로 한다.

상기 형광체의 x : y 의 몰비는 0< y < 10x인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 상기 형광체의 x : y 의 몰비는 0< y < 5x , 또는 0< x < 7y로 이루어질 수 있다.

상기 형광체의 부활제는 Li, Na, K, Sc, Y, Ti Zr, Hf, V, Nb, Ta, Zn, Cd, B, Al, Ga, In ,Ti, Ge, Sn ,Pb, N, P, S, F, Cl, Br, I, Ce, Gd, Tb, Ho 으로 부터 선택되는 1 종 이상의 원소를 더 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 장치는, 발광소자 칩으로부터 방출된 광을 흡수하여 파장 전환시키는 형광체가 광투과성 수지에 혼합되어 발광소자 칩을 덮도록 몰딩된 발광장치에 있어서, 상기 발광 소자 칩은 350nm 내지 470nm 영역의 광을 방출하고, 상기 형광체는 황녹색 발광영역의 형광체와 청 황적색 발광영역의 형광체를 x : y 의 몰비 (0< y < 10x)로 혼합한 혼합 형광체인 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는 상기 황녹색 발광영역의 형광체와 청황적색 발광영역의 형광체는 x : y 의 몰비 (0< y < 10x)로 각각 상기 발광 소자 칩의 전면 또는 후면에 수직 또는 수평으로 적층할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 혼합 형광체를 설명하기 전에 혼합 형광체를 구성하는 각각의 형광체 및 그 제조방법에 대해 설명한 후, 본 발명에 의한 혼합 형광체를 이용한 백색 발광장치에 대하여 순서대로 설명한다.

본 발명의 혼합 형광체를 구성하는 각각의 형광체 제조방법은, a) 알카리 토 원소(여기서, Ca, Sr, Ba, Mg로부터 선택되는 1종 이상의 금속임)를 함유하는 화합물, Si를 함유하는 실리게이트 화합물 및 Eu를 함유하는 화합물, Mn을 함유하는 화합물을 혼합한다. 바람직하게는, 상기 부활제인 Eu를 함유하는 화합물 및 Mn을 함유하는 화합물은, 알카리 토 원소 대비 20 몰 % 이하이다. 또한, 상기 화합물과 플럭스(flux)를 혼합하는 것을 포함하며, 상기 플럭스는 LiF, NH₄Cl, H₃BO₃, B₂O₃ 및 NaCl으로부터 선택되는 1종 이상이고, 총 중량의 5~20 중량% 첨가한다.

다음으로 b) 상기의 혼합물을 N₂ 와 H₂ 혼합 가스의 환원 분위기 속에서 열처리한다. 상기 b)의 열처리 단계는 1100 내지 1400℃의 온도범위에서 1 내지 6시간 동안 가열한다. 상기 b)의 열처리 단계에서 상기 N₂ 와 H₂ 혼합 가스는 수소 가스 가 총 중량의 2~25 중량%이다.

다음은 c) 상기 열처리된 형광체를 분쇄하는 단계, d) 상기 분쇄된 형광체를 초음파 세척으로 플럭스 잔존물을 수세하는 단계, e) 수세한 형광체를 5~15㎛의 입자로 사이즈 분리하는 단계, f) 상기의 공정으로 제조된 단일상의 형광체들은 하기의 화학식 1-6로 표시된다.

M₂SiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} ( M은 Ba, Sr, Ca, 및 Mg 으로 부터 선택되는 1종 이상의 금속임)

M₃SiO₅: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} ( M은 Ba, Sr, Ca, 및 Mg 으로 부터 선택되는 1종 이상의 금속임)

M₃MgSi₂O₈: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}( M은 Ba, Sr, 및 Ca 으로 부터 선택되는 1종 이상의 금속임)

MMg₂Si₂O₇:Eu^{2 +}, Mn^{2 +} ( M은 Ba, Sr, 및 Ca 으로 부터 선택되는 1종 이상의 금속임)

MMgSi₂O₆: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} ( M은 Ba, Sr, 및 Ca 으로 부터 선택되는 1종 이상의 금속임)

MMgSiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} ( M은 Ba, Sr, 및 Ca 으로 부터 선택되는 1종 이상의 금속임)

본 발명에 따른 혼합 형광체는 상기 단일상의 형광체들 중 2종 이상 선택하여 소정의 비율로 혼합한다. 바람직하게는, 상기 화학식 1, 2에서 선택된 형광체와 화학식 3, 4, 5, 6에서 선택된 형광체를 각각 x : y의 몰 비로 혼합하는 것이다. 상기 x, y 값을 변화시킴으로써 따뜻한 백색광(Warm white)에서부터 차가운 백색광(Cold white)까지 다양한 종류의 백색광을 제공할 수 있다.

또한, 상기 혼합 형광체는 단일상의 형광체만으로 구현할 수 없는 발광 영역을 서로 보상함으로써 특히, 녹황색계열 및 적색계열의 발광스펙트럼을 서로 보상하여 고연색성의 발광스펙트럼을 제공한다. 바람직하게는, x 값은 y값의 7배 이상을 초과하지 않고, 반면 y 값은 x값의 5배 이상을 초과하지 않는 것이 바람직하다. x 값은 y값의 7배 이상을 초과하는 경우에는 화학식 1, 2의 형광체의 녹황색 발광이 강하여 백색 발광을 나타내지 못하며, y 값은 x값의 5배 이상을 초과하는 경우 화학식3, 4, 5, 6,의 형광체의 청황적색 발광이 강한 백색 발광을 나타내기 때문이 다.

본 발명에 따른 상기 혼합 형광체를 이용한 백색 발광 소자는 도 8을 참조하여 설명하기로 한다. 홀컵(8)에 수납 본딩된 발광소자 칩(1)에 애노드(anode ; 2)와 캐소드(cathode ; 3)를 리드(6, 7)로 연결한다.

상기 혼합 형광체를 350 nm 내지 470nm 영역의 광을 방출하는 발광 다이오드와 결합한다. 바람직하게는, 상기 혼합 형광체를 에폭시와 같은 광 투과성 수지와 전체 중량에 대하여 20 내지 40 중량% 범위로 혼합하여 발광 다이오드 덮도록 몰딩한다.

상기 실리콘 수지에 형광체가 혼합된 몰딩층(4)이 발광소자 칩(1) 표면을 덮도록 도포한 후 경화시킨다. 이때 바람직하게는 상기 황녹색 발광영역의 형광체와 청황적색 발광영역의 형광체는 x : y 의 몰비 (0< y < 10x)로 각각 상기 발광 소자 칩의 전면 또는 후면에 수직 또는 수평으로 적층할 수 있다.

본 발명에 따른 백색 발광 장치는 상기 몰딩층(4)을 포함하여 그 주위를 투광성 수지로 몰딩하여 봉입하는 외장재(5)로 이루어진 패키지(package) 형태로 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 백색 발광 장치는 상기 형광체의 화학식에서 알카리 토 원소의 구성비 및 선택된 원소의 종류와, 부활제인 Eu, Mn의 구성비에 따라 발광색을 조절하는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명에 의한 화학식1, 2, 3, 4, 5, 6 의 형광체들의 혼합하여 얻어지는 고연색성 백색 발광 혼합 형광체의 실시예를 첨부도면을 통하여 보다 상세하게 설명한다.

실시예 1 : x Sr₂SiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} + y CaMgSi₂O₆: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}의 혼합형광체

상기의 제조 공정으로 얻어진 단일상의 황적색 발광 형광체 Sr₂SiO₄: Eu^{2 +}, Mn²⁺ 및 단일상의 청황적색 발광 형광체 CaMgSi₂O₆: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}를 x: y의 질량비로 볼밀과정을 통해 균일하게 혼합한다. 여기서, x : y는 1:2으로 하였다. 도 1은 종래 YAG계 형광체를 이용한 백색 발광장치의 발광 스펙트럼이다. 도2는 실시예 1의 단일상 Sr₂SiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} 및 CaMgSi₂O₆: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} 의 혼합형광체의 발광 스펙트럼이고, 도 2는 도 1과 비교하여 본 발명의 혼합 형광체의 연색성이 우수함을 알 수 있다. 특히, 적색 영역의 스펙트럼이 두드러지게 나타나서, Warm white를 보인다.

혼합 형광체의 발광 스펙트럼에서 청녹황의 스펙트럼은 알카리 토 원소에 치환된 Eu^{2 +}이온의 f궤도에서 d궤도로의 전자 천이에 의한 발광에 기인하며, 적색 발광은 알카리 토 원소에 치환된 Mn^{2 +}이온의 가장 높은 에너지의 d궤도에서 가장 낮은 에너지의 d궤도로의 전자 천이에 의한 발광에 기인한다.

또한, 상기 y 값을 증가시킴으로써 Mn^{2 +}에 의한 적색 발광으로 인하여 차가 운 백색광(Cold white)에서 따뜻한 백색광(Warm white)으로 색좌표가 증가함을 알 수 있다. 즉 혼합비를 조절함으로써 용이하게 색조절이 가능함을 제시한다.

실시예 2 : x Ba₂SiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} + y SrMgSiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} 의 혼합형광체

상기의 제조 공정으로 얻어진 단일상의 황적색 발광 형광체 Ba₂SiO₄: Eu^{2 +}, Mn²⁺ 및 단일상의 청황적색 발광 형광체 SrMgSiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}를 사용한 것 외에는 실시예1과 동일한 방법으로 혼합 형광체를 제조하였다. 도3는 실시예 2의 혼합형광체의 발광 스펙트럼이고, 도 3는 도 1과 비교하여 본 발명의 혼합 형광체의 연색성이 우수함을 알 수 있다. 특히, 적색 영역의 스펙트럼이 두드러지게 나타나서, Warm white를 보인다.

실시예 3 : x Sr₃SiO₅: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} + y Sr₃MgSi₂O₈: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}의 혼합형광체

상기의 제조 공정으로 얻어진 단일상의 황적색 발광 형광체 Sr₃SiO₅: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} 및 단일상의 청황적색 발광 형광체 Sr₃MgSi₂O₈: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}를 1:3으로 혼합한 것 이외에는 실시예1과 동일한 방법으로 혼합 형광체를 제조하였다. 도4는 실시예 3의 혼합형광체의 발광 스펙트럼이고, 도 4는 도 1과 비교하여 본 발명의 혼합 형광체의 연색성이 우수함을 알 수 있다. 특히, 적색 영역의 스펙트럼이 두드러지게 나타 나서, Warm white를 보인다.

실시예 4 : x Sr₃SiO₅: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} + y BaMg₂Si₂O₇:Eu^{2 +}, Mn^{2 +}의 혼합형광체

상기의 제조 공정으로 얻어진 단일상의 황적색 발광 형광체 Sr₃SiO₅: Eu^{2 +}, Mn²⁺ 및 단일상의 청황적색 발광 형광체 BaMg₂Si₂O₇:Eu^{2 +}, Mn^{2 +}를 1:3으로 혼합한 것 이외에는 실시예1과 동일한 방법으로 혼합 형광체를 제조하였다. 도5는 실시예 4의 혼합형광체의 발광 스펙트럼이고, 도 5는 도 1과 비교하여 본 발명의 혼합 형광체의 연색성이 우수함을 알 수 있다. 특히, 적색 영역의 스펙트럼이 두드러지게 나타나서, Warm white를 보인다.

실시예 5 : x Ba₃MgSi₂O₈:Eu^{2 +}, Mn^{2 +} + y Sr₃MgSi₂O₈:Eu^{2 +}, Mn^{2 +}의 혼합형광체

상기의 제조 공정으로 얻어진 단일상의 청녹적 발광 형광체 Ba₃MgSi₂O₈:Eu^{2 +}, Mn²⁺ 및 단일상의 청황적색 발광 형광체 Sr₃MgSi₂O₈:Eu^{2 +}, Mn^{2 +}를 2:3으로 혼합한 것 이외에는 실시예1과 동일한 방법으로 혼합 형광체를 제조하였다. 도6는 실시예 5의 혼합형광체의 발광 스펙트럼이고, 도 6는 도 1과 비교하여 본 발명의 혼합 형광체의 연색성이 우수함을 알 수 있다. 특히, 적색 영역의 스펙트럼이 두드러지게 나타나서, Warm white를 보인다.

실시예 6: x Ba₂SiO₄:Eu^{2 +}, Mn^{2 +} + y Sr₃MgSi₂O₈:Eu^{2 +}, Mn^{2 +} + z BaMg₂Si₂O₇:Eu^{2 +}, Mn²⁺의 혼합형광체

상기의 제조 공정으로 얻어진 단일상의 녹적색 발광 형광체 Ba₂SiO₄:Eu^{2 +}, Mn²⁺, 단일상의 청황적색 발광 형광체 Sr₃MgSi₂O₈:Eu^{2 +}, Mn^{2 +} 및 단일상의 청황적색 발광 형광체 BaMg₂Si₂O₇:Eu^{2 +}, Mn^{2 +}를 2: 1: 2으로 혼합한 것 이외에는 실시예1과 동일한 방법으로 혼합 형광체를 제조하였다. 도7는 실시예 6의 혼합형광체의 발광 스펙트럼이다. 도 7는 도 1과 비교하여 본 발명의 혼합 형광체의 연색성이 우수함을 알 수 있다.

실시예 7: x Sr₂SiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}, Ce^{3 +} + y CaMgSi₂O₆: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}, Y^{3 +}의 혼합형광체

상기의 제조 공정으로 얻어진 단일상의 황적색 발광 형광체 Sr₂SiO₄: Eu^{2 +}, Mn²⁺ 및 단일상의 청황적색 발광 형광체 CaMgSi₂O₆: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} 각각 Ce^{3 +} 및 Y^{3 +}를 1 mole%를 더 참가하여 각각을 1:2으로 혼합한 것 이외에는 실시예1과 동일한 방법으로 혼합 형광체를 제조하였다. 상기의 형광체에 부활제로써 Ce^{3 +} 및 Y^{3 +}를 첨가함으 로써 발광휘도가, 실시예1의 부활제를 첨가하지 않을 때와 비교하여 10% 정도 증가함을 보였다.

실시예 8 : 백색 발광장치

현재 상업적으로 구입 가능한 통상의 375 nm의 근자외선 GaN계열 LED 칩의 표면에 상기 실시예 1, 2, 3, 4, 5 혼합 형광체를 실리콘 수지 속에서 고르게 혼합 후 도포하여 본 발명에 의한 백색 발광장치를 제작하였다. 이때, 상기 형광체는 실리콘 수지에 대하여 35 중량%로 하였다.

상기의 실시예1, 2, 3, 4, 5, 6, 7에 따른 혼합 형광체를 적용한 백색 발광 장치의 색좌표, 연색지수, 색온도는 하기의 표1에 정리하였다.

	색좌표(x,y)	색온도(K)	연색지수(%)
종래YAG계열	0.3320, 0.3180	7500	80
실시예1(1:2혼합)	0.3667, 0.3388	4100	95
실시예2(1:2혼합)	0.3440, 0.3780	5100	85
실시예3(1:3혼합)	0.3758, 0.3827	4100	92
실시예4(1:3혼합)	0.3400. 0.3380	5500	88
실시예5(2:3혼합)	0.3600, 0.3705	4500	93

상기 표에서와 같이, 본 발명에 의한 백색 발광장치를 사용하면 종래의 YAG계 백색 발광장치가 제공할 수 없는 녹색 및 적색 영역을 제공할 수 있으므로 다양한 색을 제공하는 백색 발광장치를 구현할 수 있음을 알 수 있다.

본 발명에 따라 제작된 백색 발광장치의 CIE 색좌표는 x=0.35, y=0.35 이상으로 순수한 백색 쪽에 위치하고 있다. 또한 상기의 백색 발광장치는 연색지수 85 %이상으로써 종래의 YAG계 백색발광장치의 연색지수 80%와 비교하여 우수한 연색성을 가진다. 이는 종래의 YAG계 백색 발광장치가 제공하지 못하는 녹색 및 적색 발 광 영역을 본 발명의 백색 발광장치가 제공하기 때문이다.

또한 종래의 YAG계열의 백색 발광장치의 색온도가 7000 캘빈 이상으로써 차가운 백색임에 반하여 본 발명에 의한 백색 발광장치는 5000 캘빈 이하의 따뜻한 백색을 나타낸다.

본 발명은 상술한 바와 같은 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 혼합형광체는 종래의 청색/황색으로 조합된 백색발광소자가 표시하지 못하는 녹색 및 적색 영역에서의 발광을 제공함으로써 천연색을 고루 갖춤으로써 우수한 연색성을 갖는다.

또한 본 발명의 형광체를 적용한 백색발광소자는 고연색성을 보임으로써, LCD 백라이트에 적용하면 색재현 능력이 보다 우수한 천연색을 제공할 수 있으며, 옥내 백색 조명에서 요구되는 높은 연색성을 갖춘 백색 조명으로 응용될 수 있다.

또한, 본 발명의 혼합 형광체는 두 형광체의 혼합비율에 따라 다양한 색좌표를 가지는 백색을 제공할 수 있어 본 발명에 따른 혼합형광체로 제작된 백색발광소자는 다양한 종류의 멀티미디어 매체의 백라이트 및 여러 용도의 백색 조명 장치에 적용 가능하다.

Claims (11)

1. 황녹색 발광영역의 형광체와 청황적색 발광영역의 형광체를 x : y 의 몰비 (0< y < 10x)로 혼합한 것을 특징으로 하는 혼합 형광체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 황녹색 발광 영역의 형광체는 M₂SiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} , M₃SiO₅: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} , 또는 이들 혼합물( M은 Ba, Sr, Ca, 및 Mg 으로 부터 선택되는 1종 이상의 금속임)중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 혼합 형광체.
3. 상기 제 1 항에 있어서,

   상기 청황적색 발광영역의 형광체는 M₃MgSi₂O₈: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}, MMg₂Si₂O₇: Eu^{2 +}, Mn²⁺, MMgSi₂O₆: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}, MMgSiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} , 또는 이들 혼합물 (M은 Ba, Sr, 및 Ca 으로 부터 선택되는 1종 이상의 금속임) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 혼합 형광체.
4. 제 1 내지 제 3항에 있어서,

   상기 x : y 의 몰비는 0< y < 5x인 것을 특징으로 하는 혼합 형광체.
5. 제 1 내지 제 3항에 있어서,

   상기 x : y 의 몰비는 0< x < 7y인 것을 특징으로 하는 혼합 형광체.
6. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,

   상기 형광체의 부활제는 Li, Na, K, Sc, Y, Ti Zr, Hf, V, Nb, Ta, Zn, Cd, B, Al, Ga, In ,Ti, Ge, Sn ,Pb, N, P, S, F, Cl, Br, I, Ce, Gd, Tb, Ho 으로 부터 선택되는 1 종 이상의 원소를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 혼합 형광체.
7. 발광소자 칩으로부터 방출된 광을 흡수하여 파장 전환시키는 형광체가 광투과성 수지에 혼합되어 발광소자 칩을 덮도록 몰딩된 발광장치에 있어서,

   상기 발광 소자 칩은 350nm 내지 470nm 영역의 광을 방출하고,

   상기 형광체는 황녹색 발광영역의 형광체와 청황적색 발광영역의 형광체를 x : y 의 몰비 (0< y < 10x)로 혼합한 혼합 형광체인 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
8. 발광소자 칩으로부터 방출된 광을 흡수하여 파장 전환시키는 형광체가 광투과성 수지에 혼합되어 발광소자 칩을 덮도록 몰딩된 발광장치에 있어서,

   상기 발광 소자 칩은 350nm 내지 470nm 영역의 광을 방출하고,

   상기 형광체는 황녹색 발광영역의 형광체와 청황적색 발광영역의 형광체를 x : y 의 몰비 (0< y < 10x)로 각각 상기 발광 소자 칩의 전면 또는 후면에 수직 적층되는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
9. 발광소자 칩으로부터 방출된 광을 흡수하여 파장 전환시키는 형광체가 광투과성 수지에 혼합되어 발광소자 칩을 덮도록 몰딩된 발광장치에 있어서,

   상기 발광 소자 칩은 350nm 내지 470nm 영역의 광을 방출하고,

   상기 형광체는 황녹색 발광영역의 형광체와 청황적색 발광영역의 형광체를 x : y 의 몰비 (0< y < 10x)로 각각 상기 발광 소자 칩의 전면 또는 후면에 수평 적층되는 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
10. 제 7 항 내지 제 9 항에 있어서,

    상기 황녹색 발광 영역의 형광체는 M₂SiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} , M₃SiO₅: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} , 또는 이들 혼합물( M은 Ba, Sr, Ca, 및 Mg 으로 부터 선택되는 1종 이상의 금속임)중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.
11. 제 7 항 내지 제 9 항에 있어서,

    상기 청황적색 발광영역의 형광체는 M₃MgSi₂O₈: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}, MMg₂Si₂O₇: Eu^{2 +}, Mn²⁺, MMgSi₂O₆: Eu^{2 +}, Mn^{2 +}, MMgSiO₄: Eu^{2 +}, Mn^{2 +} , 또는 이들 혼합물 (M은 Ba, Sr, 및 Ca 으로 부터 선택되는 1종 이상의 금속임) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 백색 발광 장치.

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