KR20090065646A - 형광체, 코팅 형광체 조성물, 형광체 제조방법 및 발광소자 - Google Patents

형광체, 코팅 형광체 조성물, 형광체 제조방법 및 발광소자 Download PDF

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Abstract

실시예에서는 형광체, 코팅 형광체 조성물, 형광체 제조방법 및 발광 소자에 관해 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체 (단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0.01≤x＜1, 0.02≤y≤0.40, 1<z≤3.95 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)를 포함한다.
형광체, 발광다이오드

Description

형광체, 코팅 형광체 조성물, 형광체 제조방법 및 발광소자{PHOSPHOR, PHOSPHOR COMPOSITION, METHOD FOR A PHOSPHOR AND LIGHT EMITTING DEVICE}
실시예에서는 형광체, 코팅 형광체 조성물, 형광체 제조방법 및 발광소자에 관해 개시된다.
최근에 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있는 질화갈륨(GaN)계 백색 발광다이오드(LED)의 제작방법은 청색, 녹색, 적색 LED 칩을 동시에 점등하여 LED의 밝기를 조정함으로써 가변 혼색이 이루어져 백색을 나타내는 방법과, 청색과 황색 또는 주황색의 LED칩의 밝기를 적절하게 조절하여 동시 점등하는 방법이 있다.
그러나, 상기 두 가지의 멀티 칩 형태의 백색 발광다이오드 제작방법은 각각의 칩마다 동작 전압의 불균일성, 주변 온도에 따라 각각의 칩의 출력이 변화에 의해 색 좌표가 달라지는 등의 문제점이 있다.
다른 방법으로, 청색 또는 근자외선(Ultra Violet:UV) LED 칩 위에 형광체를 도포하여 백색 발광다이오드를 제작하는 방법이 있다.
상기 형광체를 도포하여 백색 발광다이오드를 제작하는 방법은 멀티 칩 형태의 백색 발광다이오드 제작방법보다 공정이 단순하고 경제적이며, 청색, 녹색, 및 적색 형광체를 사용하여 삼색의 가변혼색을 통해 원하는 색의 광원을 좀 더 단순하게 제조할 수 있다.
그러나, 형광체를 도포하는 방법은 발광소자로부터의 발생된 1차 광을 형광체를 이용하여 2차 광으로 변화시키는 만큼, 형광체를 이용한 광원은 형광체의 성능과 적용방법에 따라 밝기(Brightness), 상관 색온도(CCT:Correlated Color Temperature) 및 연색성지수(CRI:Color Rendering Index)가 달라진다.
현재 사용되는 대다수의 백색 발광다이오드는 주로 약 460nm의 파장으로 청색 발광하는 (In)GaN LED와, 황색 발광하는 YAG(Yttrium Aluminum Garnet):Ce3+ 형광체와의 편성에 따라 제작된다.
그러나, 종래의 YAG:Ce3+ 형광체는 좁은 폭을 가진 청색의 여기광이 방출되기 때문에 다양한 색상을 띠는 발광장치를 개발하기가 어렵고, 청색광의 파장 변화에 따라 백색광의 변화가 심한 단점이 있다. 또한, UV 여기광에서 매우 낮은 발광 효율을 나타내는 단점이 있다.
본 발명의 실시예는 새로운 형광체와 형광체 조성물, 형광체 제조방법 및 형광체를 이용한 발광소자를 제공한다.
본 발명의 실시예는 높은 색온도 및 연색성 지수를 가지고, 다양한 컬러를 구현할 수 있는 형광체 및 이를 이용한 형광체 조성물과 발광소자, 그리고 형광체 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체 (단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0.01≤x＜1, 0.02≤y≤0.40, 1<z≤3.95 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 제1 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0＜x≤3.95, 0＜y≤1, 0≤z＜3.95, x+y+z＜4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)와, 가넷계 제2 형광체가 혼합된 형광체가 포함된다.
본 발명의 실시예에 따른 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO· 2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 제1 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0＜x≤3.95, 0＜y≤1, 0≤z＜3.95, x+y+z＜4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)와, 질화물계 제2 형광체가 혼합된 형광체가 포함된다.
본 발명의 실시예에 따른 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 제1 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0＜x≤3.95, 0＜y≤1, 0≤z＜3.95, x+y+z＜4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)와, 황화물계 제2 형광체가 혼합된 형광체가 포함된다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 광을 방출하는 발광다이오드 칩; 상기 발광다이오드 칩을 전기적으로 연결하는 기판; 상기 발광다이오드 칩을 몰딩하는 몰딩부재; 및 상기 몰딩부재에 전체적으로 또는 부분적으로 분산되는 형광체가 포함되고, 상기 형광체는 적어도 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0.01≤x＜1, 0.02≤y≤0.40, 1<z≤3.95 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)가 포함된다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 광을 방출하는 발광다이오드 칩; 상기 발광다이오드 칩을 전기적으 로 연결하는 기판; 상기 발광다이오드 칩을 몰딩하는 몰딩부재; 및 상기 몰딩부재에 전체적으로 또는 부분적으로 분산되는 형광체가 포함되고, 상기 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 제1 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0＜x≤3.95, 0＜y≤1, 0≤z＜3.95, x+y+z＜4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)와, 가넷계 제2 형광체가 포함된다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 광을 방출하는 발광다이오드 칩; 상기 발광다이오드 칩을 전기적으로 연결하는 기판; 상기 발광다이오드 칩을 몰딩하는 몰딩부재; 및 상기 몰딩부재에 전체적으로 또는 부분적으로 분산되는 형광체가 포함되고, 상기 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 제1 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0＜x≤3.95, 0＜y≤1, 0≤z＜3.95, x+y+z＜4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)와, 질화물계 제2 형광체가 포함된다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 광을 방출하는 발광다이오드 칩; 상기 발광다이오드 칩을 전기적으로 연결하는 기판; 상기 발광다이오드 칩을 몰딩하는 몰딩부재; 및 상기 몰딩부재에 전체적으로 또는 부분적으로 분산되는 형광체가 포함되고, 상기 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이 트계 제1 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0＜x≤3.95, 0＜y≤1, 0≤z＜3.95, x+y+z＜4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)와, 황화물계 제2 형광체가 포함된다.
본 발명의 실시예에 따른 형광체, 형광체 조성물, 발광소자는 높은 색온도 및 연색성 지수를 가지고, 다양한 컬러를 구현할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 형광체, 형광체 조성물 및 발광소자 그리고 형광체 제조방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 발광소자의 구조를 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 발광소자는 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 광을 방출하는 InGaN계의 발광다이오드 칩(110)과, 상기 발광다이오드 칩(110)을 지지하고 상기 발광다이오드 칩(110)에서 방출된 광을 상측 방향으로 반사시키는 기판(120)과, 상기 발광다이오드 칩(110)에 전원을 제공하는 전기적으로 절연된 두개의 리드프레임(130)과, 상기 발광 다이오드 칩(110)과 상기 두개의 리드 프레임(130)을 전기적으로 연결하는 와이어(140)와, 상기 발광다이오드 칩(110)을 몰딩하는 무색 또는 착색된 광투과수지로 이루어진 몰딩부재(150)와, 상기 몰딩부재(150)에 전체 또는 부분적으로 분산되는 형광체(151)가 포함된다.
도 2는 발광소자의 다른 구조를 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 발광소자는 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 광을 방출하는 InGaN계의 발광다이오드 칩(110)과, 상기 발광다이오드 칩(110)을 지지하고 상기 발광다이오드 칩(110)에서 방출된 광을 상측 방향으로 반사시키는 기판(120)과, 상기 발광다이오드 칩(110)에 전원을 제공하는 전기적으로 절연된 두개의 리드프레임(130)과, 상기 발광 다이오드 칩(110)과 상기 두개의 리드 프레임(130)을 전기적으로 연결하는 와이어(140)와, 상기 발광다이오드 칩(110)을 몰딩하는 무색 또는 착색된 광투과수지로 이루어진 몰딩부재(150)와, 상기 몰딩부재(150)에 전체 또는 부분적으로 분산되는 형광체(151)가 포함된다.
도 2에 도시된 발광소자는 하나의 와이어(140)가 상기 발광다이오드 칩(110)과 하나의 리드프레임(130)을 전기적으로 연결한다. 상기 발광다이오드 칩(110)은 다른 하나의 리드프레임(130)에 실장됨으로써 직접 전기적으로 연결된다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 발광소자는 전원이 제공되는 발광다이오드 칩(110)과 상기 발광다이오드 칩(110)을 포위하는 형광체(151)가 포함되어 구성되며, 상기 발광다이오드 칩(110)에서 방출된 광이 상기 형광체(151)에 의해 여기되어 2차 광을 방출하게 된다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 발광소자는 광을 방출하는 광원과, 상기 광원을 지지하는 기판, 상기 광원 주위에 몰딩되는 몰딩부재를 포함한다.
상기 몰딩부재는 광투과 수지로서, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 요소수지, 아크릴 수지 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재는 단일 구조 또는 다중 구조로 형성될 수 있으며, 후술하는 제1 형광체 또는 상기 제1 형광체와 제2 형광체가 혼합된 혼합 형광체를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 형광체(151)와 투명 수지를 포함하는 발광 소자용 코팅 형광체 조성물을 제공한다. 상기 형광체 조성물은 상기 형광체(151)와 투명수지가 1:2 내지 1:10의 중량비로 혼합될 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 실리케이트계 황색 형광체, 실리케이트계 녹색 형광체, 실리케이트계 오렌지색 형광체, 상기 실리케이트계 황색 형광체와 실리케이트계 녹색 형광체의 혼합물, 상기 실리케이트계 황색 형광체와 실리케이트계 오렌지색 형광체의 혼합물, 상기 실리케이트계 녹색 형광체와 실리케이트계 오렌지색 형광체의 혼합물 및 상기 실리케이트계 황색 형광체와 실리케이트계 녹색 형광체와 실리케이트계 오렌지색 형광체의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 제1 형광체와 투명수지가 포함되는 코팅 형광체 조성물을 제공한다.
또한, 상기 제1 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체와 투명수지가 포함되는 코팅 형광체 조성물을 제공한다. 상기 투명수지는 투명 에폭시 수지, 실리콘 수지, 요소수지, 아크릴 수지 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다.
예를 들어, 도 6에서는 상기 녹색 형광체와 상기 투명 에폭시 수지가 1:3 또는 1:5의 비율로 배합된 것이 예시되어 있다.
즉, 실시예에 따른 발광 소자에서 상기 형광체(151)는 제1 형광체가 사용되거나 상기 제1 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체는 상기 제1 형광체와 제2 형광체가 1:1~1:9 또는 9:1~1:1의 중량비로 혼합될 수 있다. 상기 형광체(151)는 평균 입자의 크기가 20㎛ 이하가 된다.
상기 발광 소자는 상기 발광다이오드 칩(110)에서 1차 발광하는 광원을 에너지 소스로 하여 가시광, 백색광, 녹색광 등을 2차 발광하는 조명 유닛이다.
예를 들어, 상기 발광다이오드 칩(110)은 1차 광으로 청색광을 발광하고, 상기 형광체(151)는 상기 발광다이오드 칩(110)에서 방출되는 청색광에 여기되어 2차 광을 발광한다.
상기 형광체(151)는 발광 다이오드, 레이저 다이오드, 면 발광 레이저 다이오드, 무기 일렉트로루미네센스 소자(IEL), 유기 일렉트로루미네센스 소자(EL)에 적용될 수 있으며, 실시예에서는 상기 형광체(151)가 발광다이오드 칩(110)이 포함된 발광 소자에 적용된 것이 예시되어 있다.
실시예 1. 실리케이트계 제1 형광체, 제1 형광체의 제조방법 및 제1 형광체를 이용한 발광 소자의 제조
제1 형광체
도 1과 도 2에서 상기 발광 다이오드 칩(110)을 포위하는 형광체(151)는 다음과 같은 제1 형광체가 사용될 수 있다.
제1 형광체는 다음 화학식 1로 표시되는 실리케이트계 형광체이다.
[화학식 1]
(4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu
상기 화학식 1에서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0＜x≤3.95, 0＜y≤1, 0≤z＜3.95, x+y+z＜4, 0 ＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.
따라서, 상기 제1 형광체는 다음과 같이 표현될 수 있다.
[화학식 2] (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bY2O3 : yEu, [화학식 3] (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bCe2O3 : yEu, [화학식 4] (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bLa2O3 : yEu, [화학식 5] (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bNd2O3 : yEu, [화학식 6] (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bGd2O3 : yEu, [화학식 7] (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bTb2O3 : yEu, [화학식 8] (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bYb2O3 : yEu, [화학식 9] (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bLu2O3 : yEu
상기 화학식 1에서 x, y 및 z가 0.01≤x＜1.0, 0.02≤y≤0.40, 0≤z≤1 및 x+y+z＜4 를 만족하는 경우, 상기 제1 형광체는 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 1차 광에 의해 여기되어 2차 광이 540nm 내지 600nm의 파장범위에서 발광피크를 갖는 형광체이다. 본 발명의 명세서에서는 황색 형광체라고 지칭하도록 한다.
또한, 상기 화학식 1에서 x, y 및 z가 1.0≤x≤3.95, 0.02≤y≤0.40, z=0 및 x+y+z<4 를 만족하는 경우, 상기 제1 형광체는 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 1차 광에 의해 여기되어 2차 광이 480nm 내지 540nm의 파장범위에서 발광피크를 갖는 형광체이다. 본 발명의 명세서에서는 녹색 형광체라고 지칭 하도록 한다.
또한, 상기 화학식 1에서 x, y 및 z가 0.01≤x＜1, 0.02≤y≤0.40, 1<z≤3.95 및 x+y+z<4 를 만족하는 경우, 상기 제1 형광체는 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 1차 광에 의해 여기되어 2차 광이 570nm 내지 620nm의 파장범위에서 발광피크를 갖는 형광체이다. 본 발명의 명세서에서는 오렌지색 형광체라고 지칭하도록 한다.
또한, 상기 제1 형광체는 상기 황색 형광체, 녹색 형광체, 오렌지색 형광체, 상기 황색 형광체와 녹색 형광체의 혼합물, 상기 황색 형광체와 오렌지색 형광체의 혼합물, 상기 녹색 형광체와 오렌지색 형광체의 혼합물 및 상기 황색 형광체와 녹색 형광체와 오렌지색 형광체의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다. 여기서, 상기 녹색 형광체와 황색 형광체를 혼합하여 사용하는 경우에는, 발광특성을 고려하여 1:1 ~ 1:9 또는 9:1 ~ 1:1의 중량비로 혼합할 수 있으며, 예를 들어, 1:1~1:5 또는 5:1~1:1의 중량비로 혼합될 수 있다.
상기 제1 형광체는 Mg를 포함하고, Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군 중에서 선택된 적어도 1종 이상을 포함시킴으로써, YAG:Ce3+ 형광체 보다 성능이 우수한 형광체를 제공할 수 있다.
제1 형광체의 제조방법
제1 형광체는 다음과 같은 공정이 포함되어 제조된다.
상기 제1 형광체를 제조하는 공정은
(a) 알칼리 토금속의 산화물, 질화물 또는 카보네이트, SiO2, 희토류 금속의 산화물, 질화물 또는 할로겐화물, 활성제로서 Eu의 산화물 또는 할로겐화물, 및 플럭스로서 NH4F, BaF2, CaF2, 또는 MgF2 용매하에서 혼합하는 공정,
(b) 상기 혼합물을 3분 내지 24시간 동안 50-150℃에서 건조하는 공정,
(c) 상기 건조물을 1시간 내지 48시간 동안 800-1500℃에서 환원분위기하에 열처리하는 공정;
(d) 상기 얻어진 제1 형광체를 분쇄 및 분급하여 일정한 크기의 형광체 분말을 얻는 공정; 및
(e) 상기 제1 형광체 분말을 용매를 사용하여 세척하여 미반응 물질을 제거하는 공정을 포함한다.
상기 (a) 공정에서 각각의 물질의 사용량은 상기 화학식 1의 조건을 만족하도록 화학양론비로 적절히 조절될 수 있다.
상기 (c) 공정의 환원반응 온도는 반응 완결에 충분한 온도 이상으로 한다. 환원 분위기하에서 열처리 온도가 800℃ 미만이면 제1 형광체의 결정이 완전하게 생성되지 못하게 되어 발광 효율이 감소하게 되고, 1500℃를 초과하면 과반응에 의해 휘도가 저하되거나 고체상 형광체 분말을 생성하는 것이 어렵게 되는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 환원가스는 환원분위기를 위하여 수소가 2-25부피% 혼합된 질소가스가 사용될 수 있다.
상기 (d) 공정에서 얻어진 제1 형광체는 높은 열처리 온도로 인하여 응집되 어 있어 원하는 휘도와 크기를 가진 분말을 얻기 위해서는 분쇄 및 분급 공정이 필요하다.
상기 (e) 공정에서 미반응 물질의 제거는 알코올, 아세톤 또는 고분자용매 등의 미반응 물질이 용해되는 고분자용매를 한 가지 이상 사용한다. 세척 방법은 상기에 언급된 용매에 제1 형광체를 넣고 혼합 후 건조하는 방법이 제시될 수 있지만, 특별히 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 미반응 물질을 제거하는 (e) 공정을 먼저 거친 후에 제1 형광체의 분쇄 및 분급공정인 (d) 공정를 수행하여도 무방하다.
환원분위기에서 열처리하여 얻어진 제1 형광체는 미량의 할로겐 화합물을 포함한다. 상기 할로겐 화합물을 제거해 주지 않을 경우, 상기 제1 형광체를 이용하여 발광소자를 제조시 내습성이 떨어지는 경향을 갖는 문제가 발생한다.
제1 형광체 중 황색 형광체 제조방법의 구체적인 예
1.07g의 SrCO3, 0.43g의 BaCO3, 0.07g의 MgO, 0.33g의 SiO2, 0.25g의 Eu2O3, 0.05g의 Y2O3 그리고 0.07g의 La2O3를 아세톤에 넣어 볼밀을 이용하여 3시간 혼합하였다. 혼합물을 100℃ 건조기에 넣어 12시간 건조하여 용매를 완전히 휘발시켰다. 혼합된 재료를 알루미나 도가니에 넣어 1200℃에서 5시간 동안 열처리하였다. 이때 수소가 10 부피% 혼합된 질소 혼합가스를 400cc/min 흘려주면서 소결하였다. 열처리가 완료된 제1 형광체를 분쇄하고 20μm 분체를 이용하여 발광소자에 이용이 용 이한 크기의 형광체를 분급하였다. 분급이 완료된 제1 형광체는 미반응물이 함유되어 있기에 에틸알코올과 아세톤이 1:1의 비율로 혼합된 용액에 넣어 30분간 초음파세척을 한 후에 건조하여 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=0.65, y=0.05, z=0, a=1, b=0.2, 그리고 M=Y, La이다.)의 화학식을 갖는 알칼리 토류 실리케이트계 황색 형광체를 제조하였다.
제1 형광체 중 녹색 형광체 제조방법의 구체적인 예
1.32g의 SrCO3, 0.82g의 BaCO3, 0.13g의 MgO, 0.02g의 Eu2O3, 0.40g의 SiO2 그리고 0.03g의 Y2O3을 아세톤에 넣어 볼밀을 이용하여 3시간 혼합하였다. 혼합물을 150℃ 건조기에 넣고 12시간 건조하여 용매를 휘발시켰다. 혼합된 재료를 알루미나 도가니에 넣어 1400℃에서 6시간 열처리하였다. 이때 수소가 10부피%, 질소가 90부피%로 혼합된 혼합가스를 500cc/min 주입하며 열처리하였다. 열처리가 완료된 형광체를 분쇄하고 20μm 분체를 이용하여 발광소자 적용에 용이하도록 분급하였다. 분급이 끝난 제1 형광체는 에틸알코올과 에세톤이 1:1의 비율로 혼합된 용액에 넣어 30분간 초음파세척을 하여 미반응물을 제거하고 건조하여 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 녹색 형광체를 제조하였다.
제1 형광체 중 오렌지색 형광체 제조방법의 구체적인 예
0.73g의 SrCO3, 0.01g의 BaCO3, 0.13g의 MgO, 0.45g의 CaO, 0.4g의 SiO2, 0.03g의 Y2O3 그리고 0.17g의 Eu2O3를 아세톤에 넣어 볼밀을 이용하여 3시간 혼합하였다. 혼합물을 150℃ 건조기에 넣고 12시간 건조하여 용매를 휘발시켰다. 혼합된 재료를 알루미나 도가니에 넣어 1350℃에서 12시간 열처리 하였다. 이때 수소 25부피%, 질소 75부피%로 혼합된 혼합가스를 1000cc/min 흘려주며 열처리하였다. 열처리가 완료된 형광체를 분쇄하고 20μm 분체를 이용하여 발광소자 적용에 용이하도록 분급하였다. 분급이 끝난 제1 형광체는 에틸알코올과 에세톤이 1:1의 비율로 혼합된 용액에 넣어 30분간 초음파세척을 하여 미반응물을 제거하고 건조하여 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu (단, 상기 식에서, x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 오렌지색 형광체를 제조하였다.
제1 형광체 중 황색 형광체와 녹색 형광체가 혼합된 형광체 제조방법의 구체적인 예
상기와 같은 방법으로 제조한 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=0.65, y=0.05, z=0, a=1, b=0.2, 그리고 M=Y, La이다.)의 화학식을 갖는 황색 형광체와, (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2) ·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 녹색 형광체를 1:3 중량비로 혼합하였다.
제1 형광체 중 황색 형광체와 오렌지색 형광체가 혼합된 형광체 제조방법의 구체적인 예
상기와 같은 방법으로 제조한 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=0.65, y=0.05, z=0, a=1, b=0.2, 그리고 M=Y, La이다.)의 화학식을 갖는 황색 형광체와, (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu (단, 상기 식에서, x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 오렌지색 형광체를 1:1 중량비로 혼합하였다.
제1 형광체 중 녹색 형광체와 오렌지색 형광체가 혼합된 형광체 제조방법의 구체적인 예
상기와 같은 방법으로 제조한 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 녹색 형광체와, (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2) ·bM2O3 : yEu (단, 상기 식에서, x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 오렌지색 형광체를 9:1 중량비로 혼합하였다.
제1 형광체 중 황색 형광체와 녹색 형광체와 오렌지색 형광체가 혼합된 형광체 제조방법의 구체적인 예
상기와 같은 방법으로 제조한 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=0.65, y=0.05, z=0, a=1, b=0.2, 그리고 M=Y, La이다.)의 화학식을 갖는 황색 형광체와, (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 녹색 형광체와, (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu (단, 상기 식에서, x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 오렌지색 형광체를 5:2:3 중량비로 혼합하였다.
제1 형광체 중 황색 형광체를 이용한 발광 소자의 제조의 예
도 1과 도 2를 참조하면, 상술한 제1 형광체 중 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=0.65, y=0.05, z=0, a=1, b=0.2, 그리고 M=Y, La이다.)의 화학식을 갖는 알칼리 토류 실리케이트계 황색 형광체를 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 InGaN계의 발광 다이오드 칩(110)을 사용하여 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 광 투과 에폭시수지로 이루어진 상기 몰딩부재(150)에 상기 형광체(151)가 혼합되어 상기 발광다이오드 칩(110)을 포위하도록 성형하였다.
상기 형광체(151)는 상기 발광다이오드 칩(110)에서 발생되는 청색광(460nm)에 의해 여기되는 중심파장이 540-600nm 대인 2차 광을 발광한다.
도 3은 종래의 YAG:Ce3+ 형광체의 2차 광 발광 특성과 실시예에 따른 황색 형광체의 2차 광 발광 특성을 비교한 도면이다. 즉, 도 3에서는 화학식 1에서 M으로 Y, Ce 및 La 중 어느 하나를 선택하고, b의 값을 변화시킨 황색 형광체의 2차 광 발광 특성이 도시되어 있다.
상기 화학식 1에서 M으로 Y와 La를 선택하고, 그 함량을 각각 0.2mol과 0.1mol로 선택하여 상술한 제1 형광체 중 황색 형광체 제조방법의 구체적인 예에 의해 형광체를 제조하는 경우 중심파장이 550nm 대에서 최대의 광 방출효과를 얻을 수 있다. (그래프 e)
도 4는 실시예에 따른 제1 형광체 중 황색 형광체를 실시예에 따른 발광소자 제조방법에 따라 제조된 발광 소자와 종래의 YAG 형광체를 이용하여 제조된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 비교하여 도시한 도면이다.
상기 제1 형광체 중 황색 형광체는 2차 광의 중심 파장이 540nm-600nm 인 발광 특성을 가지며, 종래의 YAG 형광체에 비해 우수한 특성을 가진 것을 알 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 제1 형광체 중 황색 형광체에서 Ca 및 Ba의 함량을 변화시킴에 따라 변화되는 2차 광의 발광 스펙트럼이 변화되는 것을 도시한 도면이다.
실시예에 따른 제1 형광체 중 황색 형광체는 화학식 1에서 Ca, Ba 및 Sr의 함량 비율을 변화시켜 제조될 수 있으며, 결과적으로 상기 황색 형광체가 포함된 발광 소자는 청백색(bluish white)부터 적백색(reddish white)까지 다양한 발광 특성을 갖도록 제조될 수 있다.
상기 화학식 1에서 Ba의 함량(x값)이 1에 가까운 값을 가지고, Ca의 함량(z값)이 0에 가까운 값을 가질 때, 상기 황색 형광체에 의해 발광된 광은 중심파장이 540nm에 가까워진다.
중심파장이 540nm에 가까운 발광특성을 갖는 형광체를 사용하여 제조된 발광소자는 청백색에 가까운 광을 방출하며, 청백색 광을 방출하기 위해서 Ba의 함량(x값)은 0.95-0.75, Ca의 함량(z값)은 0-0.1이 선택될 수 있다.
반대로, 상기 화학식 1에서 Ba의 함량(x값)이 0.01에 가까운 값을 가지고, Ca의 함량(z값)이 1.0에 가까운 값을 가질 때, 상기 황색 형광체에 의해 발광된 광은 중심파장이 600nm에 가까워진다.
중심파장이 600nm에 가까운 발광특성을 갖는 형광체를 사용하여 제조된 발광소자는 적백색에 가까운 광을 방출하며, 적백색 광을 방출하기 위해서 Ba의 함량(x값)은 0.01-0.3, Ca의 함량(z값)은 0.5-0.8이 선택될 수 있다.
제1 형광체 중 녹색 형광체를 이용한 발광 소자의 제조의 예
도 1과 도 2를 참조하면, 상술한 제1 형광체 중 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 녹색 형광체를 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 InGaN계의 발광다이오드 칩(110)을 사용하여 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 광 투과 에폭시수지로 이루어진 상기 몰딩부재(150)에 상기 형광체(151)가 혼합되어 상기 발광다이오드 칩(110)을 포위하도록 성형하였다.
상기 형광체(151)는 상기 발광다이오드 칩(110)에서 발생되는 청색광(465nm)에 의해 여기되는 중심파장이 480-540nm 대인 광을 발광한다.
도 6은 실시예에 따른 제1 형광체 중 녹색 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 6에는 상기 녹색 형광체와 상기 몰딩부재(150)로 사용되는 에폭시 수지의 배합 비율에 따른 발광 스펙트럼이 도시되어 있다. 에폭시 수지 대비 녹색 형광체가 많이 포함될수록 광 강도가 증가되는 것을 알 수 있으며, 도 6에서는 중심파장이 505nm 대인 2차 광을 발광하는 것이 개시되어 있다.
도 7은 실시예에 따른 제1 형광체 중 녹색 형광체에서 Ba의 함량을 변화시킴에 따라 발광소자의 2차 광의 발광 스펙트럼이 변화되는 것을 도시한 도면이다.
실시예에 따른 제1 형광체 중 녹색 형광체는 화학식 1에서 Ba 및 Sr의 함량 비율에 따라 청녹색(bluish Green)부터 녹색(Green)까지 다양한 발광 특성을 갖도록 제조될 수 있다.
상기 화학식 1에서 Ba의 함량(x값)이 3.95에 가까운 값을 가질 때, 상기 녹색 형광체에 의해 발광된 광은 중심파장이 480nm에 가까워진다.
중심파장이 480nm에 가까운 발광특성을 갖는 형광체를 사용하여 제조된 발광소자는 청녹색에 가까운 광을 방출하며, 청녹색 광을 방출하기 위해서 Ba의 함량(x값)은 2.0-3.95이 선택될 수 있다.
반대로, 상기 화학식 1에서 Ba의 함량(x값)이 1에 가까운 값을 가질 때, 상기 녹색 형광체에 의해 발광된 광은 중심파장이 540nm에 가까워진다.
중심파장이 540nm에 가까운 발광특성을 갖는 형광체를 사용하여 제조된 발광소자는 녹색에 가까운 광을 방출하며, 녹색 광을 방출하기 위해서 Ba의 함량(x값)은 1.0-2.0이 선택될 수 있다.
제1 형광체 중 오렌지색 형광체를 이용한 발광 소자의 제조의 예
도 1과 도 2를 참조하면, 상술한 제1 형광체 중 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu (단, 상기 식에서, x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 오렌지색 형광체를 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 InGaN계의 발광다이오드 칩(110)을 사용하여 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 광 투과 에폭시수지로 이루어진 상기 몰딩부재(150)에 상기 형 광체(151)가 혼합되어 상기 발광 다이오드 칩(110)을 포위하도록 성형하였다.
상기 형광체(151)는 상기 발광다이오드 칩(110)에서 발생되는 청색광(465nm)에 의해 여기되는 중심파장이 570-620nm 대인 광을 발광한다.
도 8은 실시예에 따른 제1 형광체 중 오렌지색 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 8에서는 발광 소자에서 2차 광의 중심파장이 590nm 대인 광을 발광하는 것이 개시되어 있다.
제1 형광체 중 황색 형광체와 녹색 형광체의 혼합물을 이용한 발광 소자의 제조의 예
도 1과 도 2를 참조하면, 상술한 제1 형광체 중 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=0.65, y=0.05, z=0, a=1, b=0.2, 그리고 M=Y, La이다.)의 화학식을 갖는 황색 형광체와, (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 녹색 형광체를 1:3 중량비로 혼합한 형광체를 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 InGaN계의 발광 다이오드 칩(110)을 사용하여 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 광 투과 에폭시수지로 이루어진 상기 몰딩부재(150)에 상기 형광체(151)가 혼합되어 상기 발광 다이오드 칩(110)을 포위하도록 성형하였다.
상기 형광체(151)는 상기 발광다이오드 칩(110)에서 발생되는 청색광(465nm)에 의해 여기되는 중심파장이 480-540nm 및 540-600nm 대인 광을 발광한다.
상기 황색 형광체 및 녹색 형광체가 혼합된 형광체는 상기 발광다이오드 칩(110)에서 발생되는 청색광에 의해 여기되는데, 상기 황색 형광체에 의해 540-600nm 영역의 중심파장을 갖는 광이 방출되고, 상기 녹색 형광체에 의해 480-540nm 영역의 중심파장을 갖는 광이 방출된다. 또한, 상기 발광다이오드 칩(110)에서 방출된 청색광의 일부는 그대로 투과된다.
도 9에는 황색 형광체와 녹색 형광체의 혼합 비율에 따른 발광 소자의 발광 스펙트럼이 도시되어 있으며, 도 10에는 녹색 형광체 대비 황색 형광체의 혼합비율을 증가시킴에 따라 발광 소자에서 방출되는 2차 광의 발광 스펙트럼이 변화되는 것이 도시되어 있다.
이와 같이, 녹색 형광체와 황색 형광체의 혼합 비율을 변화시킴으로써 색좌표, 색온도 및 연색성 지수의 제어가 가능하다.
도 9에서는 발광 소자에서 2차 광의 중심파장이 510nm 및 575nm대인 광을 발광하는 것이 개시되어 있다.
제1 형광체 중 황색 형광체와 오렌지색 형광체의 혼합물을 이용한 발광 소자의 제조의 예
도 1과 도 2를 참조하면, 상술한 제1 형광체 중 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO· aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=0.65, y=0.05, z=0, a=1, b=0.2, 그리고 M=Y, La이다.)의 화학식을 갖는 황색 형광체와, (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu (단, 상기 식에서, x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 오렌지색 형광체를 1:1 중량비로 혼합한 형광체를 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 InGaN계의 발광 다이오드 칩(110)을 사용하여 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 광 투과 에폭시수지로 이루어진 상기 몰딩부재(150)에 상기 형광체(151)가 혼합되어 상기 발광 다이오드 칩(110)을 포위하도록 성형하였다.
도 11은 황색 형광체와 오렌지색 형광체가 혼합된 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면이다.
상기 형광체(151)는 상기 발광다이오드 칩(110)에서 발생되는 청색광(465nm)에 의해 여기되는 중심파장이 540-600nm 및 570-620nm 대인 광을 발광한다.
도 11에서는 발광 소자에서 2차 광의 중심파장이 590nm대인 광을 발광하는 것이 개시되어 있다.
제1 형광체 중 녹색 형광체와 오렌지색 형광체의 혼합물을 이용한 발광 소자의 제조의 예
도 1과 도 2를 참조하면, 상술한 제1 형광체 중 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO· aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 녹색 형광체와, (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu (단, 상기 식에서, x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 오렌지색 형광체를 9:1 중량비로 혼합한 형광체를 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 InGaN계의 발광 다이오드 칩(110)을 사용하여 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 광 투과 에폭시수지로 이루어진 상기 몰딩부재(150)에 상기 형광체(151)가 혼합되어 상기 발광 다이오드 칩(110)을 포위하도록 성형하였다.
도 12는 녹색 형광체와 오렌지색 형광체가 혼합된 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면이다.
상기 형광체(151)는 상기 발광다이오드 칩(110)에서 발생되는 청색광(465nm)에 의해 여기되는 중심파장이 480-540nm 및 570-620nm 대인 광을 발광한다.
도 12에서는 발광 소자에서 2차 광의 중심파장이 570nm대인 광을 발광하는 것이 개시되어 있다.
제1 형광체 중 황색 형광체와 녹색 형광체와 오렌지색 형광체의 혼합물을 이용한 발광 소자의 제조의 예
도 1과 도 2를 참조하면, 상술한 제1 형광체 중 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO· aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=0.65, y=0.05, z=0, a=1, b=0.2, 그리고 M=Y, La이다.)의 화학식을 갖는 황색 형광체와, (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 녹색 형광체와, (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu (단, 상기 식에서, x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 오렌지색 형광체를 5:2:3 중량비로 혼합한 형광체를 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 InGaN계의 발광 다이오드 칩(110)을 사용하여 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 광 투과 에폭시수지로 이루어진 상기 몰딩부재(150)에 상기 형광체(151)가 혼합되어 상기 발광다이오드 칩(110)을 포위하도록 성형하였다.
도 13은 황색 형광체와 녹색 형광체와 오렌지색 형광체가 혼합된 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면이다.
상기 형광체(151)는 상기 발광다이오드 칩(110)에서 발생되는 청색광(465nm)에 의해 여기되는 중심파장이 480-540nm, 540-600nm 및 570-620nm 대인 광을 발광한다.
도 13에서는 발광 소자에서 2차 광의 중심파장이 590nm대인 광을 발광하는 것이 개시되어 있다.
실시예 2. 가넷계 제2 형광체, 제2 형광체의 제조방법 및 제1 형광체와 제2 형광체를 혼합한 형광체를 이용한 발광 소자의 제조
제1 형광체
제1 형광체 및 제1 형광체의 제조방법은 상술한 실시예 1과 동일하다.
제2 형광체
제2 형광체는 다음 화학식 10으로 표시되는 가넷계 형광체이다.
[화학식 10]
x(M12O3)·y(M22O3) : zRE
상기 화학식 10에서 M1은 Y, Tb, La, Yb, Sm, Lu로 이루어지는 군 중에서 1종 이상 선택된 금속이고, M2는 Al, Ga 으로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택된 원소이고, RE=Pr, Gd, Ce으로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택된 원소이다. 그리고, 0<x≤1.5, 0<y≤2.5, 및 0<z≤1 이다.
따라서, 상기 화학식 10의 제2 형광체는 다음과 같이 표현될 수 있다.
[화학식 11] x(Y2O3)·y(Al2O3) : zPr, [화학식 12] x(Y2O3)·y(Al2O3) : zGd, [화학식 13] x(Y2O3)·y(Al2O3) : zCe, [화학식 14] x(Y2O3)·y(Ga2O3) : zPr, [화학식 15] x(Y2O3)·y(Ga2O3) : zGd, [화학식 16] x(Y2O3)·y(Ga2O3) : zCe, [화학식 17] x(Tb2O3)·y(Al2O3) : zPr, [화학식 18] x(Tb2O3)·y(Al2O3) : zGd, [화학식 19] x(Tb2O3)·y(Al2O3) : zCe, [화학식 20] x(Tb2O3)·y(Ga2O3) : zPr, [화학식 21] x(Tb2O3)·y(Ga2O3) : zGd, [화학식 22] x(Tb2O3)·y(Ga2O3) : zCe, [화학식 23] x(La2O3)·y(Al2O3) : zPr, [화학식 24] x(La2O3)·y(Al2O3) : zGd, [화학식 25] x(La2O3)·y(Al2O3) : zCe, [화학식 26] x(La2O3)·y(Ga2O3) : zPr, [화학식 27] x(La2O3)·y(Ga2O3) : zGd, [화학식 28] x(La2O3)·y(Ga2O3) : zCe, [화학식 29] x(Yb2O3)·y(Al2O3) : zPr, [화학식 30] x(Yb2O3)·y(Al2O3) : zGd, [화학식 31] x(Yb2O3)·y(Al2O3) : zCe, [화학식 32] x(Yb2O3)·y(Ga2O3) : zPr, [화학식 33] x(Yb2O3)·y(Ga2O3) : zGd, [화학식 34] x(Yb2O3)·y(Ga2O3) : zCe, [화학식 35] x(Sm2O3)·y(Al2O3) : zPr, [화학식 36] x(Sm2O3)·y(Al2O3) : zGd, [화학식 37] x(Sm2O3)·y(Al2O3) : zCe, [화학식 38] x(Sm2O3)·y(Ga2O3) : zPr, [화학식 39] x(Sm2O3)·y(Ga2O3) : zGd, [화학식 40] x(Sm2O3)·y(Ga2O3) : zCe, [화학식 41] x(Lu2O3)·y(Al2O3) : zPr, [화학식 42] x(Lu2O3)·y(Al2O3) : zGd, [화학식 43] x(Lu2O3)·y(Al2O3) : zCe, [화학식 44] x(Lu2O3)·y(Ga2O3) : zPr, [화학식 45] x(Lu2O3)·y(Ga2O3) : zGd, [화학식 46] x(Lu2O3)·y(Ga2O3) : zCe
제2 형광체의 제조방법
제2 형광체는 다음과 같은 공정이 포함되어 제조된다.
상기 제2 형광체를 제조하는 공정은
(a) 3가의 양이온을 가진 산화물, 활성제로써 희토류 3가 이온을 가진 산화물을 아세톤등을 이용하여 혼합하는 공정,
(b) 상기 혼합물을 3분 내지 24시간 동안 50-150℃에서 건조하는 공정,
(c) 상기 건조물을 1시간 내지 48시간 동안 1400-1700℃에서 수소와 질소가 혼합된 혼합 가스 분위에서 열처리하는 공정,
(d) 상기 얻어진 형광체를 분쇄 및 분급하여 일정한 크기의 형광체 분말을 얻는 공정, 및
(e) 상기 형광체 분말을 용매를 사용하여 세척하여 미반응 물질을 제거하는 공정을 포함한다.
제2 형광체 제조방법의 구체적인 예
1.52g의 Y2O3, 1.27g의 Al2O3 그리고 0.25g의 CeO2를 아세톤에 넣어 볼밀을 이용하여 5시간 혼합하였다. 혼합물을 100℃ 건조기에 넣어 12시간 건조하여 용매를 완전히 휘발시켰다. 혼합된 재료를 알루미나 도가니에 넣어 1500℃에서 5시간 동안 열처리하였다. 이때 수소가 15 부피% 혼합된 질소 혼합가스를 500cc/min 흘려주면서 소결하였다. 열처리가 완료된 형광체를 분쇄하고 20μm 분체를 이용하여 발광소자에 이용이 용이한 크기의 제2 형광체를 분급하여 x(M12O3)·y(M22O3) : zRE (단, 상기 화학식에서 x=1.35, y=2.5, z=0.3, 그리고 M1=Y, M2=Al, RE=Ce 이다.)의 화학식을 갖는 가넷계 형광체를 제조하였다.
제2 형광체의 발광 특성
도 14는 가넷계 제2 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 상기 제2 형광체는 상기 발광다이오드 칩에서 발생되는 청색광(465nm)에 의해 여기되는 2차 광의 중심파장이 530-600nm 대인 광을 발광한다.
제1 형광체 중 오렌지색 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체의 예
상기와 같은 방법으로 제조한 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu (단, 상기 식에서, x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 오렌지색 형광체와, x(M12O3)·y(M22O3) : zRE (단, 상기 화학식에서 x=1.35, y=2.5, z=0.3, 그리고 M1=Y, M2=Al, RE=Ce 이다.)의 화학식을 갖는 가넷계 형광체를 2:8의 중량비로 혼합하였다.
제1 형광체 중 오렌지색 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체를 이용한 발광 소자의 제조의 예
도 1과 도 2를 참조하면, 상술한 제1 형광체 중 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu (단, 상기 식에서, x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 오렌지색 형광체와, x(M12O3)·y(M22O3) : zRE (단, 상기 화학식에서 x=1.35, y=2.5, z=0.3, 그리고 M1=Y, M2=Al, RE=Ce 이다.)의 화학식을 갖는 가넷계 형광체를 2:8의 중량비로 혼합한 형광체를 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 InGaN계의 발광 다이오드 칩(110)을 사용하여 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 광 투과 에폭시수지로 이루어진 상기 몰딩부재(150)에 상기 형광체(151)가 혼합되어 상기 발광 다이오드 칩(110)을 포위하도록 성형하였다.
도 15는 오렌지색 형광체와 가넷계 형광체가 혼합된 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면이다.
상기 형광체(151)는 상기 발광다이오드 칩(110)에서 발생되는 청색광(465nm)에 의해 여기되는 2차 광의 중심파장이 530-600nm 및 570-620nm 대인 광을 발광한다.
도 15에서는 발광 소자에서 2차 광의 중심파장이 560nm대인 광을 발광하는 것이 개시되어 있다.
실시예 3. 질화물계 제2 형광체, 제2 형광체의 제조방법 및 제1 형광체와 제2 형광체를 혼합한 형광체를 이용한 발광 소자의 제조
제1 형광체
제1 형광체 및 제1 형광체의 제조방법은 상술한 실시예 1과 동일하다.
제2 형광체
제2 형광체는 다음 화학식 47 또는 화학식 48으로 표시되는 질화물계 형광체이다.
[화학식 47]
(2-a-b-c-d)SrNㆍaMgNㆍbCaNㆍcBaNㆍ(Si5N8) : dEu
상기 화학식 47에서 0≤a<2, 0≤b<2, 0≤c<2, 0<d≤1 및 a+b+c+d<2이다.
[화학식 48]
(3-a-b-c-d)CaNㆍaMgNㆍbSrNㆍcBaNㆍ3(XN)ㆍ(Z3N4) : dEu
상기 화학식 48에서 X는 Al, Ga 으로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택된 원소이며, Z=Si, Ge 으로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택된 원소이고, 0≤a<3, 0≤b<3, 0≤c<3, 0<d≤1 및 a+b+c+d<3이다.
따라서, 상기 화학식 48의 제2 형광체는 다음과 같이 표현될 수 있다.
[화학식 49] (3-a-b-c-d)CaNㆍaMgNㆍbSrNㆍcBaNㆍ3(AlN)ㆍ(Si3N4) : dEu [화학식 50] (3-a-b-c-d)CaNㆍaMgNㆍbSrNㆍcBaNㆍ3(AlN)ㆍ(Ge3N4) : dEu [화학식 51] (3-a-b-c-d)CaNㆍaMgNㆍbSrNㆍcBaNㆍ3(GaN)ㆍ(Si3N4) : dEu [화학식 52] (3-a-b-c- d)CaNㆍaMgNㆍbSrNㆍcBaNㆍ3(GaN)ㆍ(Ge3N4) : dEu
제2 형광체의 제조방법
제2 형광체는 다음과 같은 공정이 포함되어 제조된다.
상기 제2 형광체를 제조하는 공정은 (a) 알칼리 토금속의 질화물 또는 카보네이트, 3가 양이온의 질화물, 4가 양이온의 질화물, 활성제로서 Eu의 산화물 또는 할로겐화물을 아세톤을 이용하여 혼합하는 공정,
(b) 상기 혼합물을 3분 내지 24시간 동안 50-150℃에서 건조하는 공정,
(c) 상기 건조물을 1시간 내지 48시간 동안 1400-1700℃에서 수소와 질소가 혼합된 혼합가스 분위기하에 열처리하는 공정, 및
(d) 상기 얻어진 제2 형광체를 분쇄 및 분급하여 일정한 크기의 형광체 분말을 얻는 공정, 및
(e) 상기 제2 형광체 분말을 용매를 사용하여 세척하여 미반응 물질을 제거하는 공정을 포함한다.
제2 형광체 제조방법의 구체적인 예 1
1.59g의 Sr(NO3)2, 0.10g의 Ca3N2, 1.16g의 Si3N4 그리고 0.04g의 Eu2O3를 아세톤을 사용하여 막자사발을 이용하여 혼합하였다. 혼합물을 80℃ 건조기에 넣어 3시간 건조하여 용매를 완전히 휘발시켰다. 혼합된 재료를 알루미나 도가니에 넣어 1650℃에서 6시간 동안 열처리하였다. 이때 수소가 25% 혼합된 질소 혼합가스를 500cc/min 흘려주면서 소결하였다. 열처리가 완료된 형광체를 분쇄하고 20μm 분체를 이용하여 소자에 이용이 용이한 크기의 형광체를 분급하여 (2-a-b-c-d)SrNㆍaMgNㆍbCaNㆍcBaNㆍ(Si5N8) : dEu (단, 상기 화학식에서 a=0, b=0.45, c=0, d=0.05 이다.) 의 화학식을 갖는 질화물계 형광체를 제조하였다.
제2 형광체 제조방법의 구체적인 예 2
0.47g의 Ca3N2, 0.40g의 AlN, 0.46g의 Si3N4 그리고 0.05g의 Eu2O3를 아세톤을 사용하여 막자사발을 이용하여 혼합하였다. 혼합물을 80℃ 건조기에 넣어 3시간 건조하여 용매를 완전히 휘발시켰다. 혼합된 재료를 알루미나 도가니에 넣어 1500℃에서 6시간 동안 열처리하였다. 이때 수소가 25% 혼합된 질소 혼합가스를 500cc/min 흘려주면서 소결하였다. 열처리가 완료된 형광체를 분쇄하고 20μm 분체를 이용하여 소자에 이용이 용이한 크기의 제2 형광체를 분급하여 (3-a-b-c-d)CaNㆍaMgNㆍbSrNㆍcBaNㆍ3(XN)ㆍ(Z3N4) : dEu (단, 상기 화학식에서 a=0, b=0, c=0, d=0.03 그리고, X=Al, Z=Si 이다.)의 화학식을 갖는 질화물계 형광체를 제조하였다.
제2 형광체의 발광 특성
도 16은 질화물계 제2 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면이다.
상술한 제2 형광체 제조방법의 구체적인 예 1 및 제2 형광체 제조방법의 구체적인 예 2에 의해 제조된 질화물계 제2 형광체는 거의 동일한 발광 특성을 갖는다. 도 16에서는 (2-a-b-c-d)SrNㆍaMgNㆍbCaNㆍcBaNㆍ(Si5N8) : dEu (단, 상기 화학식에서 a=0, b=0.45, c=0, d=0.05 이다.) 의 화학식을 갖는 질화물계 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시하였다.
도 16에 도시된 바와 같이, 상기 제2 형광체는 상기 발광다이오드 칩에서 발생되는 청색광(465nm)에 의해 여기되는 2차 광의 중심파장이 620-690nm 대인 광을 발광한다.
제1 형광체 중 황색 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체의 예
제1 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체는 제1 형광체와 제2 형광체를 1:1~1:9 또는 9:1~1:1의 중량비로 혼합될 수 있다.
상술한 제1 형광체 중 황색 형광체 제조방법으로 제조한 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=0.65, y=0.05, z=0, a=1, b=0.2, 그리고 M=Y, La이다.)의 화학식을 갖는 황색 형광체와, (2-a-b-c-d)SrNㆍaMgNㆍbCaNㆍcBaNㆍ(Si5N8) : dEu (단, 상기 화학식에서 a=0, b=0.45, c=0, d=0.05 이다.)의 화학식을 갖는 질화물계 형광체를 1:1의 중량비로 혼합하였다.
제1 형광체 중 황색 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체를 이용한 발광 소자의 제조의 예
도 1과 도 2를 참조하면, 상술한 제1 형광체 중 황색 형광체와 제2 형광체를 1:1의 중량비로 혼합한 형광체(151)를 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 InGaN계의 발광 다이오드 칩(110)을 사용하여 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 광 투과수지로 이루어진 상기 몰딩부재(150)에 상기 형광체(151)가 혼합되어 상기 발광 다이오드 칩(110)을 포위하도록 성형하였다.
상기 형광체(151)는 상기 발광 다이오드 칩(110)에서 발생되는 청색광(460nm)에 의해 여기되는 2차 광의 중심파장이 540-600nm 및 620-690nm대인 광을 발광한다.
도 17는 상기 제1 형광체 중 황색 형광체와 제2 형광체를 혼합한 형광체를 이용하여 제조된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 17에서는 발광 소자에서 2차 광의 중심파장이 620nm대인 광을 발광하는 것이 개시되어 있다.
제1 형광체 중 녹색 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체의 예
제1 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체는 제1 형광체와 제2 형광체를 1:1~1:9 또는 9:1~1:1의 중량비로 혼합될 수 있다.
상술한 제1 형광체 중 녹색 형광체 제조방법으로 제조한 (4-x-y-z)SrO·xBaO ·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 녹색 형광체와, (2-a-b-c-d)SrNㆍaMgNㆍbCaNㆍcBaNㆍ(Si5N8) : dEu (단, 상기 화학식에서 a=0, b=0.45, c=0, d=0.05 이다.)의 화학식을 갖는 질화물계 형광체를 8.5:1.5의 중량비로 혼합하였다.
제1 형광체 중 녹색 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체를 이용한 발광 소자의 제조의 예
도 1과 도 2를 참조하면, 상술한 제1 형광체 중 녹색 형광체와 제2 형광체를 8.5:1.5의 중량비로 혼합한 형광체(151)를 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 InGaN계의 발광 다이오드 칩(110)을 사용하여 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 광 투과수지로 이루어진 상기 몰딩부재(150)에 상기 형광체(151)가 혼합되어 상기 발광 다이오드 칩(110)을 포위하도록 성형하였다.
상기 형광체(151)는 상기 발광 다이오드 칩(110)에서 발생되는 청색광(460nm)에 의해 여기되는 2차 광의 중심파장이 480-540nm 및 620-690nm대인 광을 발광한다.
도 18은 상기 제1 형광체 중 녹색 형광체와 제2 형광체를 혼합한 형광체를 이용하여 제조된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 18에서는 발광 소자에서 2차 광의 중심파장이 530nm 및 640nm대인 광을 발광하는 것이 개시되어 있다.
제1 형광체 중 황색 형광체 및 녹색 형광체가 혼합된 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체의 예
제1 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체는 제1 형광체와 제2 형광체를 1:1~1:9 또는 9:1~1:1의 중량비로 혼합될 수 있다.
상술한 제1 형광체 중 황색 형광체와 녹색 형광체가 혼합된 형광체 제조방법으로 제조한 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=0.65, y=0.05, z=0, a=1, b=0.2, 그리고 M=Y, La이다.)의 화학식을 갖는 황색 형광체와, (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 녹색 형광체와, (2-a-b-c-d)SrNㆍaMgNㆍbCaNㆍcBaNㆍ(Si5N8) : dEu (단, 상기 화학식에서 a=0, b=0.45, c=0, d=0.05 이다.)의 화학식을 갖는 질화물계 형광체를 9:3:1의 중량비로 혼합하였다.
제1 형광체 중 황색 형광체 및 녹색 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체를 이용한 발광 소자의 제조의 예
도 1과 도2를 참조하면, 상술한 제1 형광체 중 황색 형광체 및 녹색 형광체와 제2 형광체를 9:3:1의 중량비로 혼합한 형광체(151)를 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 InGaN계의 발광 다이오드 칩(110)을 사용하여 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 광 투과수지로 이루어진 상기 몰딩부재(150)에 상기 형광체(151)가 혼합되어 상기 발광 다이오드 칩(110)을 포위하도록 성형하였다.
상기 형광체(151)는 상기 발광 다이오드 칩(110)에서 발생되는 청색광(460nm)에 의해 여기되는 2차 광의 중심파장이 540-600nm, 480-540nm 및 620-690nm 대인 광을 발광한다.
도 19는 상기 제1 형광체 중 황색 형광체 및 녹색 형광체와 제2 형광체를 혼합한 형광체를 이용하여 제조된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 19에서는 발광 소자에서 2차 광의 중심파장이 620nm대인 광을 발광하는 것이 개시되어 있다.
실시예 4. 황화물계 제2 형광체, 제2 형광체의 제조방법 및 제1 형광체와 제2 형광체를 혼합한 형광체를 이용한 발광 소자의 제조
제1 형광체
제1 형광체 및 제1 형광체의 제조방법은 상술한 실시예 1과 동일하다.
제2 형광체
제2 형광체는 다음 화학식 53 또는 화학식 54로 표시되는 황화물계 형광체이다.
[화학식 53]
Sr(1-x)Ga2S4:Eux
상기 화학식 53에서 0<x<1 이다.
[화학식 54]
CaS(1-x-y)ㆍSrxS : Euy
상기 화학식 54에서 0≤x<1, 0<y<1 이다.
제2 형광체의 제조방법
제2 형광체는 다음과 같은 공정이 포함되어 제조된다.
상기 제2 형광체를 제조하는 공정은 (a) 알칼리 토금속의 황화물, 3가 양이온의 황화물, 활성제로서 Eu의 산화물 또는 할로겐화물을 아세톤을 이용하여 혼합하는 공정,
(b) 상기 혼합물을 3분 내지 24시간 동안 50-150℃에서 건조하는 공정,
(c) 상기 건조물을 1시간 내지 48시간 동안 1000-1400℃에서 수소와 질소가 혼합된 혼합가스 분위기하에 열처리하는 공정, 및
(d) 상기 얻어진 제2 형광체를 분쇄 및 분급하여 일정한 크기의 형광체 분말을 얻는 공정, 및
(e) 상기 제2 형광체 분말을 용매를 사용하여 세척하여 미반응 물질을 제거하는 공정을 포함한다.
제2 형광체 제조방법의 구체적인 예 1
1.01g의 SrS, 1.18g의 Ga2S3, 0.23g의 S 그리고 0.17g의 Eu2O3를 아세톤을 사용하여 막자사발을 이용하여 혼합하였다. 혼합물을 100℃ 건조기에 넣어 3시간 건조하여 용매를 완전히 휘발시켰다. 혼합된 재료를 알루미나 도가니에 넣어 1100℃에서 6시간 동안 열처리하였다. 이때 수소가 10% 혼합된 질소 혼합가스를 300cc/min 흘려주면서 소결하였다. 열처리가 완료된 제2 형광체를 분쇄하고 20μm 분체를 이용하여 소자에 이용이 용이한 크기의 형광체를 분급하여 Sr(1-x)Ga2S4:Eux (단, 상기 화학식에서 x=0.1 이다.)의 화학식을 갖는 황화물계 형광체를 제조하였다.
제2 형광체 제조방법의 구체적인 예 2
2.04g의 CaSO4, 0.73g의 SrSO4, 0.3g의 S 그리고 0.17g의 Eu2O3를 아세톤을 사용하여 막자사발을 이용하여 혼합하였다. 혼합물을 100℃ 건조기에 넣어 3시간 건조하여 용매를 완전히 휘발시켰다. 혼합된 재료를 알루미나 도가니에 넣어 900℃ 에서 6시간 동안 열처리하였다. 이때 수소가 10% 혼합된 질소 혼합가스를 300cc/min 흘려주면서 소결하였다. 열처리가 완료된 형광체를 분쇄하고 20μm 분체를 이용하여 소자에 이용이 용이한 크기의 제2 형광체를 분급하여 CaS(1-x-y)ㆍSrxS : Euy (단, 상기 화학식에서 x=0.2, y=0.05이다.)의 화학식을 갖는 황화물계 형광체를 제조하였다.
제2 형광체의 발광 특성
도 20은 황화물계 제2 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면이다.
상술한 제2 형광체 제조방법의 구체적인 예 1 및 제2 형광체 제조방법의 구체적인 예 2에 의해 제조된 황화물계 제2 형광체가 포함된 발광 소자는 거의 동일한 발광 특성을 갖는다. 도 20에서는 Sr(1-x)Ga2S4:Eux (단, 상기 화학식에서 x=0.1 이다.)의 화학식을 갖는 황화물계 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시하였다.
도 20에 도시된 바와 같이, 상기 제2 형광체는 상기 발광다이오드 칩에서 발생되는 청색광(465nm)에 의해 여기되는 2차 광의 중심파장이 630-670nm 대인 광을 발광한다.
제1 형광체 중 황색 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체의 예
제1 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체는 제1 형광체와 제2 형광체를 1:1~1:9 또는 9:1~1:1의 중량비로 혼합될 수 있다.
상술한 제1 형광체 중 황색 형광체 제조방법으로 제조한 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=0.65, y=0.05, z=0, a=1, b=0.2, 그리고 M=Y, La이다.)의 화학식을 갖는 황색 형광체와, 상술한 제2 형광체 제조방법으로 제조한 Sr(1-x)Ga2S4:Eux (단, 상기 화학식에서 x=0.1 이다.)의 화학식을 갖는 황화물계 형광체를 8:2의 중량비로 혼합하였다.
제1 형광체 중 황색 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체를 이용한 발광 소자의 제조의 예
도 1과 도 2를 참조하면, 상술한 제1 형광체 중 황색 형광체와 제2 형광체를 8:2의 중량비로 혼합한 형광체(151)를 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 InGaN계의 발광 다이오드 칩(110)을 사용하여 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 광 투과수지로 이루어진 상기 몰딩부재(150)에 상기 형광체(151)가 혼합되어 상기 발광 다이오드 칩(110)을 포위하도록 성형하였다.
상기 형광체(151)는 상기 발광 다이오드 칩(110)에서 발생되는 청색광(460nm)에 의해 여기되는 2차 광의 중심파장이 540-600nm 및 630-670nm대인 광을 발광한다.
도 21은 상기 제1 형광체 중 황색 형광체와 제2 형광체를 혼합한 형광체를 이용하여 제조된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 21에서는 발광 소자에서 2차 광의 중심파장이 610nm대인 광을 발광하는 것이 개시되어 있다.
제1 형광체 중 녹색 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체의 예
제1 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체는 제1 형광체와 제2 형광체를 1:1~1:9 또는 9:1~1:1의 중량비로 혼합될 수 있다.
상술한 제1 형광체 중 녹색 형광체 제조방법으로 제조한 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 녹색 형광체와, 상술한 제2 형광체 제조방법으로 제조한 Sr(1-x)Ga2S4:Eux (단, 상기 화학식에서 x=0.1 이다.)의 화학식을 갖는 황화물계 형광체를 9:1의 중량비로 혼합하였다.
제1 형광체 중 녹색 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체를 이용한 발광 소자의 제조의 예
도 1과 도 2를 참조하면, 상술한 제1 형광체 중 녹색 형광체와 제2 형광체를 9:1의 중량비로 혼합한 형광체(151)를 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 InGaN계의 발광 다이오드 칩(110)을 사용하여 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 광 투과수지로 이루어진 상기 몰딩부재(150)에 상기 형광 체(151)가 혼합되어 상기 발광 다이오드 칩(110)을 포위하도록 성형하였다.
상기 형광체(151)는 상기 발광 다이오드 칩(110)에서 발생되는 청색광(460nm)에 의해 여기되는 2차 광의 중심파장이 480-540nm 및 630-670nm대인 광을 발광한다.
도 22는 상기 제1 형광체 중 녹색 형광체와 제2 형광체를 혼합한 형광체를 이용하여 제조된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 22에서는 발광 소자에서 2차 광의 중심파장이 530nm 및 650nm대인 광을 발광하는 것이 개시되어 있다.
제1 형광체 중 황색 형광체 및 녹색 형광체가 혼합된 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체의 예
제1 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체는 제1 형광체와 제2 형광체를 1:1~1:9 또는 9:1~1:1의 중량비로 혼합될 수 있다.
상술한 제1 형광체 중 황색 형광체와 녹색 형광체가 혼합된 형광체 제조방법으로 제조한 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=0.65, y=0.05, z=0, a=1, b=0.2, 그리고 M=Y, La이다.)의 화학식을 갖는 황색 형광체와, (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu2 (단, 상기 식에서, x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1, 그리고 M=Y 이다.)의 화학식을 갖는 녹색 형광체와, 상술한 제2 형광체 제조방법으로 제조한 Sr(1-x)Ga2S4:Eux (단, 상기 화학식에서 x=0.1 이다.)의 화학식을 갖는 황화물계 형광체를 2:7:1의 중량비로 혼합하였다.
제1 형광체 중 황색 형광체 및 녹색 형광체와 제2 형광체가 혼합된 형광체를 이용한 발광 소자의 제조의 예
도 1과 도 2를 참조하면, 상술한 제1 형광체 중 황색 형광체 및 녹색 형광체와 제2 형광체를 2:7:1의 중량비로 혼합한 형광체(151)를 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 InGaN계의 발광 다이오드 칩(110)을 사용하여 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, 광 투과수지로 이루어진 상기 몰딩부재(150)에 상기 형광체(151)가 혼합되어 상기 발광 다이오드 칩(110)을 포위하도록 성형하였다.
상기 형광체(151)는 상기 발광 다이오드 칩(110)에서 발생되는 청색광(460nm)에 의해 여기되는 2차 광의 중심파장이 540-600nm, 480-540nm 및 630-670nm 대인 광을 발광한다.
도 23은 상기 제1 형광체 중 황색 형광체 및 녹색 형광체와 제2 형광체를 혼합한 형광체를 이용하여 제조된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 23에서는 발광 소자에서 2차 광의 중심파장이 545nm 및 645nm대인 광을 발광하는 것이 개시되어 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서 새로운 형광체의 광학적 특성은 Mg를 포함하고, Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu로 이루어지는 군에서 적어도 한 가지 이상 포함시킴으로써, 종래의 공지된 YAG:Ce3+ 형광체보다 우수한 성능을 제공한다. 즉, 본 발명은 첨가되는　희토류 및 알칼리 성분의 비율에 따라 발광 소자가 청백색에서부터 적백색까지 용이하게 발광할 수 있는 발광효과가 우수한 형광체를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 종래의 실리케이트계 형광체를 혼합 사용하여 색좌표 및 색온도, 연색성 지수를 제어할 때 보다 높은 성능으로 색좌표 및 색온도, 연색성 지수의 제어를 할 수 있다.
또한, 본 발명은 휴대 전화의 컬러 LCD용 백라이트, LED 램프, 열차 및 버스의 차내 표시용 LED나 형광등을 대신하는 절약 에너지 조명 광원으로 사용할 수 있는 실용성을 제공한다.
도 1은 발광소자의 구조를 예시한 도면.
도 2는 발광소자의 다른 구조를 예시한 도면.
도 3은 종래의 YAG:Ce3+ 형광체의 2차 광 발광 특성과 본 발명의 실시예에 따른 황색 형광체의 2차 광 발광 특성을 비교한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 형광체 중 황색 형광체를 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 제조방법에 따라 제조된 발광 소자와 종래의 YAG 형광체를 이용하여 제조된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 비교하여 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 형광체 중 황색 형광체에서 Ca 및 Ba의 함량을 변화시킴에 따라 변화되는 2차 광의 발광 스펙트럼이 변화되는 것을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 형광체 중 녹색 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제1 형광체 중 녹색 형광체에서 Ba의 함량을 변화시킴에 따라 발광소자의 2차 광의 발광 스펙트럼이 변화되는 것을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제1 형광체 중 오렌지색 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 황색 형광체와 녹색 형광체의 혼합 비율에 따른 발광 소자의 발광 스펙트럼이 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 녹색 형광체 대비 황색 형광체의 혼합비율을 증가시킴에 따라 발광 소자에서 방출되는 2차 광의 발광 스펙트럼이 변화되는 것이 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 황색 형광체와 오렌지색 형광체가 혼합된 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 녹색 형광체와 오렌지색 형광체가 혼합된 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 황색 형광체와 녹색 형광체와 오렌지색 형광체가 혼합된 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 가넷계 제2 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 오렌지색 형광체와 가넷계 형광체가 혼합된 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 질화물계 제2 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면.
도 17는 본 발명의 실시예에 따른 제1 형광체 중 황색 형광체와 제2 형광체를 혼합한 형광체를 이용하여 제조된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 측정한 결과를 나타내는 도면.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 제1 형광체 중 녹색 형광체와 제2 형광체를 혼합한 형광체를 이용하여 제조된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 측정한 결과를 나타내는 도면.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 제1 형광체 중 황색 형광체 및 녹색 형광체와 제2 형광체를 혼합한 형광체를 이용하여 제조된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 측정한 결과를 나타내는 도면.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 황화물계 제2 형광체가 포함된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 제1 형광체 중 황색 형광체와 제2 형광체를 혼합한 형광체를 이용하여 제조된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 측정한 결과를 나타내는 도면.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 제1 형광체 중 녹색 형광체와 제2 형광체를 혼합한 형광체를 이용하여 제조된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 측정한 결과를 나타내는 도면.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 제1 형광체 중 황색 형광체 및 녹색 형광체와 제2 형광체를 혼합한 형광체를 이용하여 제조된 발광 소자의 발광 스펙트럼을 측정한 결과를 나타내는 도면.

Claims (30)

  1. (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체.
    (단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0.01≤x＜1, 0.02≤y≤0.40, 1<z≤3.95 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)
  2. 제 1항에 있어서,
    (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0.01≤x＜1, 0.02≤y≤0.40, 0≤z≤1 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)가 혼합되는 형광체.
  3. 제 1항에 있어서,
    (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 1.0≤x≤3.95, 0.02≤y≤0.40, z=0 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)가 혼합되는 형광체.
  4. 제 1항에 있어서,
    (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0.01≤x＜1, 0.02≤y≤0.40, 0≤z≤1 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.) 및 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 1.0≤x≤3.95, 0.02≤y≤0.40, z=0 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)가 혼합되는 형광체.
  5. (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 제1 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0＜x≤3.95, 0＜y≤1, 0≤z＜3.95, x+y+z＜4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)와,
    가넷계 제2 형광체가 혼합된 형광체.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 가넷계 제2 형광체는 x(M12O3)·y(M22O3) : zRE 의 화학식으로 표시되는 형광체(단, 여기서 M1은 Y, Tb, La, Yb, Sm, Lu로 이루어지는 군 중에서 1종 이상 선택된 금속이고, M2는 Al, Ga 으로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택된 원소이고, RE는 Pr, Gd, Ce으로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택된 원소이다. 그리고, 0<x≤1.5, 0<y≤2.5, 및 0<z≤1 이다.)가 포함되는 형광체.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0.01≤x＜1, 0.02≤y≤0.40, 1<z≤3.95 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)인 형광체.
  8. (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 제1 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0＜x≤3.95, 0＜y≤1, 0≤z＜3.95, x+y+z＜4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)와,
    질화물계 제2 형광체가 혼합된 형광체.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 질화물계 제2 형광체는 (2-a-b-c-d)SrNㆍaMgNㆍbCaNㆍcBaNㆍ(Si5N8) : dEu의 화학식으로 표시되는 형광체(단, 여기서 0≤a<2, 0≤b<2, 0≤c<2, 0<d≤1 및 a+b+c+d<2이다.)가 포함되는 형광체.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 질화물계 제2 형광체는 (3-a-b-c-d)CaNㆍaMgNㆍbSrNㆍcBaNㆍ3(XN)ㆍ(Z3N4) : dEu의 화학식으로 표시되는 형광체(단, 여기서 X는 Al, Ga 으로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택된 원소이며, Z=Si, Ge 으로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택된 원소이고, 0≤a<3, 0≤b<3, 0≤c<3, 0<d≤1 및 a+b+c+d<3이다.)가 포함되는 형광체.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 실리케이트계 제1 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0.01≤x＜1, 0.02≤y≤0.40, 0≤z≤1 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)인 형광체.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 실리케이트계 제1 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2) ·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 1.0≤x≤3.95, 0.02≤y≤0.40, z=0 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)인 형광체.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 실리케이트계 제1 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0.01≤x＜1, 0.02≤y≤0.40, 0≤z≤1 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.) 및 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 1.0≤x≤3.95, 0.02≤y≤0.40, z=0 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)인 형광체.
  14. (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 제1 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0＜x≤3.95, 0＜y≤1, 0≤z＜3.95, x+y+z＜4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)와,
    황화물계 제2 형광체가 혼합된 형광체.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 황화물계 제2 형광체는 Sr(1-x)Ga2S4:Eux의 화학식으로 표시되는 형광체(단, 여기서 0<x<1 이다.)가 포함되는 형광체.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 황화물계 제2 형광체는 CaS(1-x-y)ㆍSrxS : Euy의 화학식으로 표시되는 형광체(단, 여기서 0≤x<1, 0<y<1 이다.)가 포함되는 형광체.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 실리케이트계 제1 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0.01≤x＜1, 0.02≤y≤0.40, 0≤z≤1 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)인 형광체.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 실리케이트계 제1 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2) ·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 1.0≤x≤3.95, 0.02≤y≤0.40, z=0 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)인 형광체.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 실리케이트계 제1 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0.01≤x＜1, 0.02≤y≤0.40, 0≤z≤1 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.) 및 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 1.0≤x≤3.95, 0.02≤y≤0.40, z=0 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)인 형광체.
  20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항의 형광체; 및
    투명수지가 포함되는 코팅 형광체 조성물.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 형광체와 투명수지는 1:2 내지 1:10의 질량비로 혼합된 코팅 형광체 조 성물.
  22. 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 광을 방출하는 발광다이오드 칩;
    상기 발광다이오드 칩을 전기적으로 연결하는 기판;
    상기 발광다이오드 칩을 몰딩하는 몰딩부재; 및
    상기 몰딩부재에 전체적으로 또는 부분적으로 분산되는 형광체가 포함되고,
    상기 형광체는 적어도 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0.01≤x＜1, 0.02≤y≤0.40, 1<z≤3.95 및 x+y+z<4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)를 포함하는 발광 소자.
  23. 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 광을 방출하는 발광다이오드 칩;
    상기 발광다이오드 칩을 전기적으로 연결하는 기판;
    상기 발광다이오드 칩을 몰딩하는 몰딩부재; 및
    상기 몰딩부재에 전체적으로 또는 부분적으로 분산되는 형광체가 포함되고,
    상기 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화 학식으로 표시되는 실리케이트계 제1 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0＜x≤3.95, 0＜y≤1, 0≤z＜3.95, x+y+z＜4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)와, 가넷계 제2 형광체를 포함하는 발광 소자.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 가넷계 제2 형광체는 x(M12O3)·y(M22O3) : zRE 의 화학식으로 표시되는 형광체(단, 여기서 M1은 Y, Tb, La, Yb, Sm, Lu로 이루어지는 군 중에서 1종 이상 선택된 금속이고, M2는 Al, Ga 으로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택된 원소이고, RE는 Pr, Gd, Ce으로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택된 원소이다. 그리고, 0<x≤1.5, 0<y≤2.5, 및 0<z≤1 이다.)가 포함되는 발광 소자.
  25. 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 광을 방출하는 발광다이오드 칩;
    상기 발광다이오드 칩을 전기적으로 연결하는 기판;
    상기 발광다이오드 칩을 몰딩하는 몰딩부재; 및
    상기 몰딩부재에 전체적으로 또는 부분적으로 분산되는 형광체가 포함되고,
    상기 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 제1 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0＜x≤3.95, 0＜y≤1, 0≤z＜3.95, x+y+z＜4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)와, 질화물계 제2 형광체가 포함되는 발광 소자.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 질화물계 제2 형광체는 (2-a-b-c-d-e)SrNaㆍMgNbㆍCaNcㆍBaNdㆍ(Si5N8) : Eue의 화학식으로 표시되는 형광체(단, 여기서 0<a<2, 0≤b<2, 0≤c<2, 0≤d<2, 0<e≤1 및 a+b+c+d+e<2이다.)가 포함되는 발광 소자.
  27. 제 25항에 있어서,
    상기 질화물계 제2 형광체는 (3-a-b-c-d-e)CaNaㆍMgNbㆍSrNc ㆍBaNdㆍ3M3NㆍM43N4 : Eue의 화학식으로 표시되는 형광체(단, 여기서 M3는 Al, Ga 으로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택된 원소이며, M4=Si, Ge 으로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택된 원소이고, 0<a<3, 0≤b<3, 0≤c<3, 0≤d<3, 0<e≤1 및 a+b+c+d+e<3이다.)가 포함되는 발광 소자.
  28. 430nm 내지 480nm의 파장범위에서 발광 피크를 갖는 광을 방출하는 발광다이오드 칩;
    상기 발광다이오드 칩을 전기적으로 연결하는 기판;
    상기 발광다이오드 칩을 몰딩하는 몰딩부재; 및
    상기 몰딩부재에 전체적으로 또는 부분적으로 분산되는 형광체가 포함되고,
    상기 형광체는 (4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3 : yEu의 화학식으로 표시되는 실리케이트계 제1 형광체(단, 여기서 M은 Y, Ce, La, Nd, Gd, Tb, Yb 및 Lu 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 0＜x≤3.95, 0＜y≤1, 0≤z＜3.95, x+y+z＜4, 0＜a＜2, 및 0＜b＜1이다.)와, 황화물계 제2 형광체가 포함되는 발광 소자.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 황화물계 제2 형광체는 Sr(1-x)Ga2S4:Eux의 화학식으로 표시되는 형광체(단, 여기서 0<x<1 이다.)가 포함되는 발광 소자.
  30. 제 28항에 있어서,
    상기 황화물계 제2 형광체는 CaS(1-x-y)ㆍSrxS : Euy의 화학식으로 표시되는 형광체(단, 여기서 0≤x<1, 0<y<1 이다.)가 포함되는 발광 소자.
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