KR20090108171A - White light emitting device for back light - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 백라이트용 백색 발광소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, LCD 등의 백라이트 광원으로 이용되며, 구동이 간단하고 넓은 색재현 범위를 갖는 백색 발광소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
정보 및 통신 산업의 발달에 따라 휴대용 정보처리기기 및 이동통신 단말기의 고성능화가 지속적으로 요구됨에 따라 시스템의 각종 부품의 고성능 및 고급화가 계속적으로 요구되고 있다. 노트북과 같은 중대형 단말기의 모니터에 일반적으로 적용되는 LCD는 그 후면에 백색 백라이트의 광원을 필요로 한다. 그와 같은 백라이트 광원으로는 냉음극형광램프(CCFL)가 많이 사용되어 왔는데, 냉음극형광램프는 높은 휘도를 갖는 균일한 백색광을 구현하는 등의 장점을 가지지만, 향후 수은 규제에 따라 그 사용에 어려움이 예상 된다. 따라서 CCFL을 대체할 수 있는 백라이트 광원의 연구가 활발히 진행되고 있으며, 그 중 발광 다이오드를 포함하는 백색 발광소자를 이용한 백라이트 광원이 기존의 냉음극형광램프를 대체하는 광원으로 각광받고 있다.As the information and communication industry develops, high performance of portable information processing devices and mobile communication terminals is continuously required, and high performance and high quality of various components of the system are continuously required. LCDs, which are commonly applied to monitors of medium and large terminals such as laptops, require a light source with a white backlight on the back. Cold cathode fluorescent lamps (CCFLs) have been widely used as such backlight sources. Cold cathode fluorescent lamps have advantages such as achieving uniform white light with high luminance, but may be used according to mercury regulations in the future. Difficulties are expected. Therefore, research into a backlight light source that can replace CCFL is being actively conducted, and a backlight light source using a white light emitting device including a light emitting diode is being spotlighted as a light source replacing a conventional cold cathode fluorescent lamp.
본 명세서에서, 발광소자는 반도체의 p-n 접합 구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)를 만들고 이들의 재결합에 의하여 소정의 빛을 발산하는 발광 다이오드를 포함하는 소자를 지칭하는 것으로, 발광소자는 소비 전력이 적고 수명이 길며, 협소한 공간에 설치 가능하고, 또한 진동에 강한 특성을 가짐에 따라, 각종 정보처리 및 통신기기의 부품으로의 이용이 증가하고 있다.In the present specification, the light emitting device refers to a device including a light emitting diode that makes a minority carrier (electron or hole) injected by using a pn junction structure of a semiconductor and emits a predetermined light by recombination thereof. As the power consumption is low, the service life is long, can be installed in a narrow space, and the vibration is strong, the use of various information processing and communication devices is increasing.
백색 발광소자를 이용한 LCD 백라이트 광원에 관한 종래 기술로, 대한민국 공개특허 제 2002-0041480호는 청색 발광 다이오드 칩의 청색광을 형광체에 의하여 백색광으로 변환한 다음 이를 도광판에 입사시킴으로써 LCD의 균일한 광분포 및 저전력 소모와 함께 높은 내구성을 갖도록 한 LCD 백라이트 광원 모듈을 개시한다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-0041480 discloses a uniform light distribution of an LCD by converting blue light of a blue light emitting diode chip into white light by a phosphor and then injecting the light into a light guide plate. Disclosed is an LCD backlight light source module that has high durability with low power consumption.
개시된 종래의 기술에 따른 백색 발광소자는, 청색 발광 다이오드 칩과 형광체를 이용함으로써, 높은 휘도를 갖는 균일한 백색광을 구현할 수 있으나, LCD의 백라이트 백색 광원으로 이용되는 경우, RGB 색필터를 투과했을 때 표현할 수 있는 색재현 범위가 상당히 좁기 때문에 보다 자연색에 가까운 화상을 구현하는데 큰 제약을 받는다. 특히 ADOBE RGB에서 규정하는 색재현 범위나 NTSC에서 규정하는 색재현 범위에 크게 못 미치기 때문에 보다 사실적인 색 구현에 어려움이 있다.The white light emitting device according to the related art disclosed herein can realize uniform white light having high luminance by using a blue light emitting diode chip and a phosphor, but when used as an backlight white light source of an LCD, Since the range of color reproduction that can be represented is very narrow, there is a big limitation in implementing an image closer to natural colors. In particular, it is difficult to realize more realistic colors because it is far below the color reproduction range defined by ADOBE RGB or the color reproduction range defined by NTSC.
그 밖의 다른 종래의 기술로서, 대한민국 공개특허 제2004-0087974호는 LCD 백라이트 조명으로, 백색 발광소자를 사용하거나 또는 적, 청, 녹의 3색 발광 다이오드 칩을 사용하여 백색의 백라이트 광원을 형성하고, 마이콤을 사용하여 각 발광 다이오드 칩들의 입력 전류, 색상을 측정하여 최종적으로 각 발광 다이오드 칩으로 공급되는 전류를 조절하는 방법을 개시한다.As another conventional technology, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-0087974 is an LCD backlight illumination, which uses a white light emitting element or a red, blue, green tricolor light emitting diode chip to form a white backlight light source, Disclosed is a method of measuring input current and color of each light emitting diode chip using a microcomputer to finally adjust a current supplied to each light emitting diode chip.
위의 개시된 종래의 기술은, 적, 청, 녹의 3색 발광 다이오드 칩을 사용함으 로써 기존의 CCFL에 비해 상당히 넓은 색재현 범위를 만족시킬 수 있으나, 각 발광 다이오드 칩들의 열적 또는 시간적 특성이 상이하기 때문에 사용 환경에 따라 색조가 변하고 특히, 색얼룩이 발생하는 등 균일한 혼색을 구현하지 못하는 단점이 있다. The conventional technology disclosed above can satisfy a considerably wider color gamut than conventional CCFLs by using red, blue, and green tricolor LED chips, but the thermal or temporal characteristics of the LED chips are different. As a result, the color tone is changed according to the use environment, and in particular, color uniformity may not be realized.
또한 주변 온도에 따라 각 발광 다이오드 칩의 출력이 변하여 색 좌표가 달라지는데, 특히, 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩에 비해 적색 발광 다이오드 칩의 주변 온도에 따른 출력 저하가 두드러진다. 또한, 각 발광 다이오드 칩의 열적 또는 시간적 특성이 상이함으로 인해 발생되는 색조의 변화를 보상하기 위해 별도의 칼라센서를 구비 해야 하는 등 회로 구성이 복잡하고 제조단가가 높아짐은 물론 공간상의 제약으로 인해 모바일 폰과 같은 소형 제품에 응용이 불가능한 단점이 있다.In addition, the output of each light emitting diode chip changes according to the ambient temperature, so that the color coordinates are different. In particular, the decrease in output according to the ambient temperature of the red light emitting diode chip is more noticeable than the blue and green light emitting diode chips. In addition, the circuit configuration is complicated, manufacturing costs are increased, and space is limited due to space constraints, such as a separate color sensor must be provided to compensate for color tone changes caused by different thermal or temporal characteristics of each LED chip. The disadvantage is that it is impossible to apply to small products such as phones.
본 발명의 하나의 기술적 과제는, 각각 청색광 및 녹색광을 발하는 발광 다이오드 칩들과, 그 발광 다이오드 칩들로부터의 광들을 흡수하여 적색광을 발하는 형광체를 이용함으로써, 균일한 백색광의 구현이 가능하고, 넓은 색재현 범위를 갖는 백라이트용 백색 발광소자를 제공하는 것이다.One technical problem of the present invention is to realize uniform white light by using light emitting diode chips emitting blue light and green light, and a phosphor emitting red light by absorbing light from the light emitting diode chips, thereby enabling wide color reproduction. It is to provide a white light emitting device for a backlight having a range.
본 발명의 다른 기술적 과제는, 백색광의 구현을 위해, 각각 청색광 및 녹색광을 발하는 발광 다이오드 칩들을 이용하되, 상대적으로 열적 또는 시간적 광출력 저하가 심한 적색 발광 다이오드 칩 대신에, 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩들로부 터 방출된 녹색 및 청색광을 흡수하여 적색을 발광할 수 있는, 열적 또는 시간적 광출력 저하가 적은 형광체를 이용함으로써, 백색광 구현을 위한 구동시 회로 구성이 복잡하지 않고, 별도의 색보정을 장치가 필요치 않아 소형 제품에도 적용이 쉬운 백색 발광소자를 제공하기 위한 것이다.Another technical problem of the present invention is to implement white light, using light emitting diode chips emitting blue light and green light, respectively, instead of the red light emitting diode chip having a relatively low thermal or temporal light output, blue and green light emitting diode chips By using a phosphor having a low thermal or temporal light output degradation that absorbs the green and blue light emitted from the light and emits red light, the circuit configuration is not complicated when driving for white light, and a separate color correction device is provided. There is no need to provide a white light emitting device that is easy to apply to small products.
본 발명의 일 측면에 따라 백라이트용 백색 발광소자가 제공된다. 상기 백색 발광소자는, 청색 발광 다이오드 칩 및 녹색 발광 다이오드 칩과, 상기 청색 발광 다이오드 칩으로부터의 광과 상기 녹색 발광 다이오드 칩으로부터의 광을 흡수하여 적색의 광을 발하는 적색 형광체를 포함한다. 이때, 상기 청색 발광 다이오드 칩과 상기 녹색 발광 다이오드 칩은 직렬 또는 병렬로 연결되는 것이 바람직하다. 상기 적색 형광체가 청색광과 녹색광을 흡수하여 적색광을 발하는 것에 의해, 백색광의 적색 영역을 더 강화시킬 수 있으며, 청색 발광 다이오드 칩과 녹색 발광 다이오드 칩의 직렬 또는 병렬 연결에 의해, 하나의 전류 흐름만으로 청색광 및 녹색광을 동시에 얻고, 그에 수반하여 적색광을 얻을 수 있다. 따라서, 위의 구성들은 백색광의 색 재현 범위를 넓히는데 기여하는 것들이다. 이때, 청색 발광 다이오드 칩과 녹색 발광 다이오드 칩은 위의 직렬 또는 병렬 연결을 위해, 2개의 전극, 즉, p형 전극과 n형 전극을 상면에 모두 구비하는 수평형 발광 다이오드 칩인 것이 바람직하다. According to an aspect of the present invention, a white light emitting device for a backlight is provided. The white light emitting device includes a blue light emitting diode chip and a green light emitting diode chip, and a red phosphor that absorbs light from the blue light emitting diode chip and light from the green light emitting diode chip to emit red light. In this case, the blue light emitting diode chip and the green light emitting diode chip may be connected in series or in parallel. The red phosphor absorbs blue light and green light and emits red light, thereby further strengthening the red region of white light, and by connecting a blue light emitting diode chip and a green light emitting diode chip in series or parallel, blue light with only one current flow. And green light at the same time, with which red light can be obtained. Therefore, the above configurations contribute to broadening the color reproduction range of the white light. In this case, the blue light emitting diode chip and the green light emitting diode chip are preferably horizontal light emitting diode chips having two electrodes, that is, a p-type electrode and an n-type electrode on the upper surface, in order to connect in series or in parallel.
상기 청색 발광 다이오드 칩과 상기 녹색 발광 다이오드 칩은 투광성 수지 재질의 봉지부재에 의해 봉지되며, 상기 봉지부재 내에는 상기 적색 형광체가 분산 되어 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 청색 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광과 상기 녹색 발광 다이오드 칩의 방출된 광의 스펙트럼 높이 비는 1:0.1 ~ 1:1.2인 것이 바람직하다. 여기에서, 높이 비라 함은 파장의 피크 높이의 비를 의미하는 것으로서, 청색광과 녹색광의 비가 위 범위에 있는 경우, 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩과 적색 형광체를 이용하여 얻어지는 백색광의 질(특히, 색재현성)이 가장 좋음을 확인할 수 있었다. The blue light emitting diode chip and the green light emitting diode chip may be encapsulated by an encapsulating member made of a light transmissive resin, and the red phosphor may be dispersed in the encapsulating member. In addition, the spectral height ratio of the light emitted from the blue light emitting diode chip and the light emitted from the green light emitting diode chip is preferably 1: 0.1 to 1: 1.2. Here, the height ratio means the ratio of the peak height of the wavelength, and when the ratio of the blue light and the green light is in the above range, the quality of the white light obtained by using the blue and green LED chips and the red phosphor (particularly, the color reproducibility) ) Was the best.
또한, 상기 청색 발광 다이오드 칩의 광 파장은 430nm~480nm 이고, 상기 녹색 발광 다이오드 칩의 광 파장은 500~560nm이며, 상기 적색 형광체의 광 파장은 590~700nm인 것이 바람직하다. 상기 적색 형광체는 질화물 계열 또는 황화물 계열의 형광체인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는, 상기 적색 형광체는 (Ca, Sr, Ba)2Si5N8:Eu, (Mg, Ca, Sr)AlSiN3:Eu, (Ca, Sr, Ba)Si7N10:Eu, (Ca, Sr, Ba)SiN2:Eu로부터 선택된 적어도 하나의 질화물계 형광체이다. 또한, 상기 봉지부재 내에는 0.1 ~ 20㎛ 크기의 산란재가 더 포함되는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는, 상기 산란재는 SiO2, AL2O3, TiO2, Y2O3, CaCO3, MgO로부터 선택된 적어도 하나가 이용된다.The light wavelength of the blue light emitting diode chip is 430 nm to 480 nm, the light wavelength of the green light emitting diode chip is 500 to 560 nm, and the light wavelength of the red phosphor is 590 to 700 nm. The red phosphor is preferably a nitride-based or sulfide-based phosphor, and more preferably, the red phosphor is (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu, (Mg, Ca, Sr) AlSiN 3 : At least one nitride-based phosphor selected from Eu, (Ca, Sr, Ba) Si 7 N 10 : Eu, (Ca, Sr, Ba) SiN 2 : Eu. In addition, the encapsulation member may further include a scattering material of 0.1 ~ 20㎛ size, more preferably, the scattering material is SiO 2 , AL 2 O 3 , TiO 2 , Y 2 O 3 , CaCO 3 , MgO At least one selected from is used.
본 발명에 따르면, 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩들과, 그 발광 다이오드 칩들로부터 방출된 청색 및 녹색광을 동시에 흡수하여 적색광을 방출하는 형광체를 이용하여, 균일한 백색광을 구현하고, 넓은 요구 색재현 범위의 백색광을 구현할 수 있다. 특히, 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩들로부터의 청색광과 녹색광을 동시에 흡수하여 적색광을 발광할 수 있는 형광체를 적색 발광 다이오드 칩 대신 이용함으로써, 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩들에 비해 상대적으로 열적 또는 시간적 광출력 저하가 심한 적색 발광 다이오드 칩의 생략이 가능하고, 이에 의해, 회로 구성이 복잡하지 않고 별도의 색보정 장치가 필요치 않은, LCD 등의 백라이트 광원(특히, 소형 백라이트 광원)의 구현이 가능하다.According to the present invention, a uniform white light is realized by using blue and green light emitting diode chips and a phosphor which simultaneously absorbs blue and green light emitted from the light emitting diode chips and emits red light. Can be implemented. In particular, by using a phosphor that can simultaneously absorb blue and green light from the blue and green light emitting diode chips and emit red light, instead of the red light emitting diode chip, a decrease in thermal or temporal light output is relatively lower than that of the blue and green light emitting diode chips. It is possible to omit a severe red light emitting diode chip, thereby realizing a backlight light source (especially a small backlight light source) such as an LCD, in which a circuit configuration is not complicated and a separate color correction device is not required.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided as examples to ensure that the spirit of the present invention can be fully conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And, in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트용 백색 발광소자를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예의 백색 발광소자(1)는, 베이스(2) 상의 제 1 및 제 2 리드단자(11, 12)와, 상기 제 1 및 제 2 리드단자(11, 12)와 본딩와이어(W)에 의해 전원(미도시됨)과 전기적으로 연결된, 청색 발광다이오드 칩(21) 및 녹색 발광 다이오드 칩(22)을 포함한다. 또한, 상기 백색 발광소자(1)는, 상기 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩(21, 22)으로부터 각각 방출된 청색광과 녹색광을 흡수하여, 적색광을 발하는 적색 형광체(31)를 포함한다. 위의 청색광, 녹색광, 그리 고 적색광의 혼합에 의해 백색광이 만들어진다.1 is a cross-sectional view showing a white light emitting device for a backlight according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the white
여기에서, 상기 베이스(2)는, 인쇄회로기판, 하우징(또는, 리플렉터), 또는, 기타 LED칩 및/또는 리드단자를 지지하는 모든 수단일 수 있다. 베이스(2)로서의 인쇄회로기판은, 일반적인 PCB, 메탈 PCB 또는 도전성 패턴을 갖는 세라믹 기판 등일 수 있으며, 이 경우, 제 1 및 제 2 리드단자(11, 12)는 인쇄회로기판에 형성되는 도전성 전극 패턴일 수 있다. 또한, 베이스(2)로서의 하우징은, 사출 성형된 플라스틱 재질의 하우징 또는 적층 형성된 세라믹 기판들로 된 하우징일 수 있으며, 이때, 제 1 및 제 2 리드단자(11, 12)는 리드프레임 또는 도전성 전극 패턴일 수 있다.Here, the
본 실시예에서, 상기 청색 발광 다이오드 칩(21) 및 녹색 발광 다이오드 칩(22)은, p형 전극과 n형 전극을 모두 상면에 구비하는 수평형 발광다이오드 칩들로서, 투-본딩 방식으로 본딩와이어(W)들에 의해 제 1 및 제 2 리드단자(11, 12) 사이에서 직렬로 연결되어 있다.In the present embodiment, the blue light
도 1을 계속 참조하면, 청색 발광 다이오드 칩(21)의 한 전극과 제 1 리드단자(11) 사이가 하나의 본딩와이어(W)에 의해 연결되고, 그 청색 발광 다이오드 칩(21)의 다른 전극이 다른 본딩와이어(W)에 의해 녹색 발광 다이오드 칩(22)의 한 전극에 연결되며, 상기 녹색 발광 다이오드 칩(22)의 다른 전극과 제 2 리드 단자(12) 사이는 또 다른 본딩와이어(W)에 의해 연결된다. 그와 같이, 청색 발광 다이오드 칩(21)과 녹색 발광 다이오드 칩(22)이 각각 (+) 단자 및 (-) 단자인 제 1 및 제 2 리드단자(11, 12) 사이에서 직렬로 전기 연결됨으로써, 상기 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩(21, 22)은 하나의 전류 흐름에 의하여 청색광과 녹색광을 실질적으로 동시에 발하게 된다.1, between one electrode of the blue light
한편, 상기 적색 형광체(31)는, 상기 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩(21, 22)을 모두 함께 봉지하는 투광성 수지 재질의 봉지부재(30) 내에 넓게 분산되어 위치하며, 그 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩(21, 22)으로부터 동시에 발해진 청색광과 녹색광을 동시에 흡수하여, 각각 적색광을 방출한다. 이때, 상기 적색 형광체(31)가 청색광과 녹색광을 동시에 흡수하여 적색광을 발하는 것에 의해, 백색광의 적색 영역을 더 강화시킬 수 있다. 이에 더하여, 상기 봉지부재(30) 내에는 0.1 ~ 20㎛ 크기의 산란재(미도시됨)가 더 포함될 수 있으며, 가장 바람직하게는, 상기 산란재는, SiO2, AL2O3, TiO2, Y2O3, CaCO3, MgO로부터 선택된 적어도 하나가 이용될 수 있다.On the other hand, the
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트용 백색 발광소자(1)를 보여주며, 도 2를 참조하면, 청색 발광 다이오드 칩(21)과 녹색 발광 다이오드 칩(22) 사이가 직렬로 연결되고, 적색 형광체(31)가 봉지부재(30) 내에서 청색광과 녹색광을 동시에 흡수하여 적색광을 발하는 것 등, 본 실시예의 백색 발광소자(1)는 앞선 실시예의 백색 발광소자의 거의 모든 구성을 그대로 따른다. 다만, 본 실시예의 백색 발광소자(1)는, 앞선 실시예의 구성요소들에 더하여, 청색 발광 다이오드 칩(21)과 녹색 발광 다이오드 칩(22) 모두를 정전기로부터 보호하기 위한 용도로, 제너다이오드(23)를 더 포함한다. 본 실시예에서, 제너다이오드(23)는 직렬로 연결 된 청색 발광 다이오드 칩(21)과 녹색 발광 다이오드 칩(22) 사이에 위치하고 있으며, 그 또한, 각 발광 다이오드 칩(21, 22)들에 대해 직렬로 연결되어 있다.2 shows a white
위 실시예들과 달리, 청색 발광 다이오드 칩(21)과 녹색 발광 다이오드 칩(22)이 도 3에 도시된 실시예와 같이, 병렬로 연결될 수 있다. 이 경우에도, 하나의 전류 흐름에 의해, 청색 발광 다이오드 칩(21)과 녹색 발광 다이오드 칩(22)은 동시에 청색광과 녹색광을 발하게 된다. 도 3에는, (+) 단자인 제 1 리드단자(11)가 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩(21, 22)의 전극들과 본딩와이어(W, W)에 의해 연결되고, (-) 단자인 제 2 리드단자(12)가 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩(21, 22)의 다른 전극들에 다른 본딩와이어(W, W)에 의해 연결된 구조가 잘 도시되어 있다.Unlike the above embodiments, the blue light emitting
앞선 실시예들에 있어서, 청색 발광 다이오드 칩(21)은, InGaN 화합물 반도체로서, 430~480nm 범위 파장의 청색광을 발하고, 녹색 발광 다이오드 칩(22)은, 500~560nm 범위 파장의 녹색광을 발하며, 적색 형광체(31)는 위의 광들을 동시에 흡수하여, 각각 590~700nm 범위 파장의 적색광을 발한다. 그리고, 위 파장의 범위들로 광을 방출할 때, 최적의 색재현성 범위의 백색광을 얻을 수 있음을 실험을 통해 확인할 수 있었다(도 4 및 도 5 참조). In the above embodiments, the blue light emitting
또한, 상기 적색 형광체(31)는, 질화물 계열 또는 황화물 계열의 형광체인 것이 바람직한데, 특히, 상기 적색 형광체(31)로는 열적 또는 시간적 색 편차를 방지하기 위해, 온도에 따른 광출력 변화가 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩들(21, 22)과 흡사한, (Ca, Sr, Ba)2Si5N8:Eu, (Mg, Ca, Sr)AlSiN3:Eu, (Ca, Sr, Ba)Si7N10:Eu, (Ca, Sr, Ba)SiN2:Eu 또는 그와 유사한 질화물 계열 형광체로부터 선택된 적어도 하나가 이용되는 것이 바람직하다. 도 6을 참조하면, 녹색 발광 다이오드 칩과 청색 발광 다이오드 칩 그리고 CaAlSiN3:Eu 적색 형광체의 온도에 따른 광출력 변화 양상이 거의 유사한데 반해, 종래에 이용되던 적색 발광 다이오드 칩의 경우, 시간의 증가에 따라 광출력이 큰 기울기로 저하되어, 위의 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩의 시간에 따른 광출력 양상과 크게 상이함을 확인할 수 있다.In addition, the
도 4의 (a), (b), (c)는, 청색 발광 다이오드 칩, 녹색 발광 다이오드 칩, 그리고, 그 청색 및 녹색 발광다이오드 칩의 광들을 동시에 흡수하여 적색광을 발하는 적색 형광체가 백색광을 구현하는 원리를 보여주는 주는 것으로, 도 4의 (a),는 청색 발광 다이오드 칩에 전류가 인가되어 청색광을 발하고, 적색 형광체가 그 청색광을 흡수하여 적색광을 발하는 경우의 스펙트럼을 나타낸 것이고, 도 4의 (b)는 녹색 발광 다이오드 칩에 전류가 인가되어 녹색광을 발하고, 적색 형광체가 그 녹색광 흡수하여 적색광을 발하는 경우의 스펙트럼을 나타낸 것이며, 도 4의 (c)는, 위의 두 경우((a) 및 (b)의 경우)가 동시에 일어나는 본 발명의 특징에 의해, 청색광, 녹색광, 적색광의 혼색에 의한 백색광이 발생하는 경우의 스펙트럼을 나타낸다. 이때, 상기 청색 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광과 상기 녹색 발광 다이오드 칩의 방출된 광의 스펙트럼 높이 비는 1:0.1 ~ 1:1.2인 것이 바람직하며, 그와 같은 범위에 있는 경우, 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩과 적색 형광체를 이 용하여 얻어지는 백색광의 질(특히, 색재현성)이 가장 좋다. (A), (b), and (c) of FIG. 4 show that the red phosphor emitting red light by simultaneously absorbing the light of the blue light emitting diode chip, the green light emitting diode chip, and the blue and green light emitting diode chips realizes white light. 4A shows a spectrum in which a current is applied to a blue light emitting diode chip to emit blue light, and the red phosphor absorbs the blue light to emit red light. (b) shows a spectrum in which a green light is applied when a current is applied to the green light emitting diode chip, and the red phosphor absorbs the green light and emits red light. FIG. 4 (c) shows the above two cases ((a According to the features of the present invention in which both) and (b) occur simultaneously, the spectrum in the case where white light due to a mixture of blue light, green light and red light is generated is shown. At this time, the spectral height ratio of the light emitted from the blue light emitting diode chip and the light emitted from the green light emitting diode chip is preferably 1: 0.1 to 1: 1.2, and in such a range, the blue and green light emitting diodes The quality of white light (particularly color reproducibility) obtained by using a chip and a red phosphor is the best.
도 5는 일반적으로 LCD TV 정도에 사용되는 RGB 색 필터의 투과도와 함께 종래의 청색 발광 다이오드 칩과 황색 형광체 조합과 대비하여, 청색, 녹색 발광 다이오드 칩과 적색 형광체를 이용한 본 발명에 따른 백색 발광소자의 백색 스펙트럼을 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 종래의 청색 발광 다이오드 칩과 황색 형광체 조합인 경우, 녹색과 적색 영역의 스펙트럼이 충분치 않고 또한 RGB 색 필터의 투과도와 일치도가 매우 낮아 녹색과 적색을 표현하는데 한계가 있음을 확인할 수 있다. 이에 반해 본 발명에 따른 백색 발광소자의 백색 스펙트럼은 청색뿐 아니라 녹색과 적색의 스펙트럼이 충분하고 RGB 색 필터의 투과도와 일치도가 높아 보다 넓은 색재현 범위를 표현할 수 있다.5 is a white light emitting device according to the present invention using a blue, a green light emitting diode chip and a red phosphor, as compared with a conventional blue light emitting diode chip and a yellow phosphor combination with the transmittance of an RGB color filter generally used in LCD TVs. The white spectrum of is shown. Referring to FIG. 5, in the case of the conventional blue light emitting diode chip and the yellow phosphor combination, the spectrum of the green and red regions is not sufficient, and the transmittance and consistency of the RGB color filter are very low, so that there is a limit in expressing green and red. Can be. On the contrary, the white spectrum of the white light emitting device according to the present invention has a sufficient spectrum of green and red as well as blue, and has high transmittance and correspondence with the RGB color filter, thereby representing a wider color gamut.
도 7은 CIE 1976 색좌표 계에 종래의 청색 발광 다이오드 칩과 황색 형광체 조합과 대비하여, 녹색 및 청색 발광다이오드 칩 그리고 적색 형광체의 조합에 의한 본 발명에 따른 발광소자의 백색 스펙트럼을 일반적으로 LCD TV 정도에 사용되는 RGB 색 필터를 투과되었을 때의 나타나는 색재현 범위를 도시하였다. 도 7을 참조하면, 종래의 청색 발광 다이오드 칩과 황색 형광체를 통해 얻을 수 있는 색재현 범위에 비해, 본 발명에 따른 백색 발광소자의 색재현 범위가 크게 개선되며, 특히 녹색과 적색 영역의 개선이 두드러진다는 것을 확인할 수 있다.FIG. 7 shows a white spectrum of a light emitting device according to the present invention by a combination of a green and blue LED chip and a red phosphor in comparison with a conventional blue LED chip and yellow phosphor combination in a CIE 1976 color coordinate system. The color reproducing range which appears when transmitted through the RGB color filter used in FIG. Referring to FIG. 7, the color reproduction range of the white light emitting device according to the present invention is significantly improved, compared with the color reproduction range obtained through the conventional blue light emitting diode chip and the yellow phosphor. You can see that it stands out.
도 1은 청색 발광 다이오드 칩과 녹색 발광 다이오드 칩이 직렬로 연결된 구성을 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 백색 발광소자를 도시한 도면.1 is a view showing a white light emitting device according to an embodiment of the present invention, including a configuration in which a blue light emitting diode chip and a green light emitting diode chip are connected in series.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트용 백색 발광소자를 도시한 도면.2 is a view showing a white light emitting device for a backlight according to another embodiment of the present invention.
도 3은 청색 발광다이오드 칩과 녹색 발광 다이오드 칩이 직렬로 연결된 본 발명의 또 따른 실시예에 따른 백라이트용 백색 발광소자를 도시한 도면.3 is a view illustrating a white light emitting device for a backlight according to another embodiment of the present invention in which a blue light emitting diode chip and a green light emitting diode chip are connected in series.
도 4의(a), (b) 및 (c) 각각은 청색 발광 다이오드 칩과 적색 형광체에 의한 스펙트럼과, 녹색 발광 다이오드 칩과 적색 형광체에 의한 스펙트럼과, 청색 및 녹색 발광 다이오드 칩과 적색 형광체에 의한 스펙트럼을 각각 도시한 도면.(A), (b) and (c) of FIG. 4 respectively show spectra of blue light emitting diode chips and red phosphors, spectra of green light emitting diode chips and red phosphors, and blue and green light emitting diode chips and red phosphors. Fig. 1 shows the spectra by respectively.
도 5는 LCD TV에 사용되는 RGB 색 필터의 투과도와 함께 종래의 청색 발광 다이오드 칩과 황색 형광체 조합과 대비하여, 본원발명의 백색 발광소자의 백색광 스펙트럼을 나타낸 도면.5 is a view showing a white light spectrum of the white light emitting device of the present invention, as compared with a conventional blue light emitting diode chip and yellow phosphor combination with the transmittance of an RGB color filter used in an LCD TV.
도 6은 온도 변화에 따른 발광 다이오드 칩들과 적색 형광체의 광 출력 변화를 비교하기 위한 그래프.6 is a graph for comparing light output changes of LED chips and red phosphors according to temperature change.
도 7은 CIE 1976 색좌표 계에 종래의 백색 발광소자와 본 발명의 백색 발광소자를 비교하여 나타낸 색좌표 그래프.7 is a color coordinate graph illustrating a comparison between a conventional white light emitting device and a white light emitting device of the present invention in a CIE 1976 color coordinate system.
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2008
- 2008-04-11 KR KR20080033460A patent/KR20090108171A/en not_active Application Discontinuation
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