KR20100015323A - Led 용도에 사용되는 적색선 방출 인광체 - Google Patents
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Abstract
광원 및 (A) A2[MF5]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다); (2) A3[MF6]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다); (3) Zn2[MF7]:Mn4+ (여기서, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다); 및 (4) A[In2F7]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택된다) 중 적어도 하나를 포함할 수 있는 Mn4+ 로 활성화된 복합 플루오라이드 인광체를 포함하는 인광체 물질을 보유하는 백라이트를 포함하는 발광 장치.
조명 장치, LED, 적색선 방출 인광체, 백라이트
Description
본 출원은 2005년 2월 2일 및 2005년 11월 11일에 각각 출원된 미국 특허출원 번호 11/049,598 및 11/285,442의 일부연속출원인 2006년 2월 28일에 출원된 미국 특허출원 11/364,611의 우선권을 주장하는 출원이며 일부연속출원이다.
본 발명은 예시적 양태로서 인광체 조성물, 특히 조명 용도에 사용되는 인광체에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 적색 발광성 인광체 및 이 인광체를 이용하는 조명 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 다른 광원, 예컨대 백열등의 대용으로 종종 사용되는 반도체 발광소자이다. 이는 특히 디스플레이 빛, 경고등 및 표시등으로서, 또는 유색광이 필요한 여타 용도들에 특히 유용하다. LED에 의해 생성된 빛 색깔은 제조에 사용된 반도체 물질의 종류에 의존적이다.
유색 반도체 발광 장치, 예컨대 발광 다이오드 및 레이저(둘 모두 본 명세서에서는 일반적으로 LED라 불림)는 질화갈륨(GaN)과 같은 III족-V족 합금으로 제조되었다. GaN계 LED에 관하여, 일반적으로 빛은 전자기 스펙트럼의 UV 내지 녹색 범위에서 방출된다. 꽤 최근까지도 LED는 LED에 의해 생긴 빛의 고유 색으로 인해 밝 은 백색광이 필요한 조명 용도에는 적합하지 않았다.
최근, LED로부터 방출된 빛을 조명 목적에 유용한 빛으로 전환시키는 기술이 개발되었다. 한 기술로서, LED가 인광체 층으로 코팅되거나 피복되었다. 인광체는 전자기 스펙트럼의 일부분에서 복사 에너지를 흡수하고 전자기 스펙트럼의 다른 부분에서 에너지를 방출하는 발광 물질이다. 중요한 한 인광체 클래스는 화학적 순도가 매우 높고 효과적인 형광물질로의 전환을 위해 소량의 다른 원소("활성제(activator)"라 불림)가 첨가된, 조성이 조절된 결정형 무기 화합물이다. 활성제와 무기 화합물의 적당한 조합에 의해, 방출 색은 조절될 수 있다. 가장 유용하고 공지된 인광체는 가시광선 범위 외측의 전자기 복사선에 의한 여기에 반응하여 전자기 스펙트럼의 가시부에서 복사선을 방출한다.
LED에 의해 발생된 복사선에 의해 여기되는 인광체를 중재시킴으로써, 스펙트럼의 가시광선 범위에서와 같은 다른 파장의 빛이 발생될 수 있다. 유색 LED는 종종 장난감, 표시등 및 여타 소자들에 사용된다. 연속적인 성능의 개선은 교통신호, 비상구 표시, 상점 간판 등에 포화 색의 LED가 사용될 수 있게 하는 신규 용도를 제공했다.
유색 LED 외에도, LED 발생 빛과 인광체 발생 빛의 조합이 백색광의 생산에 사용될 수도 있다. 가장 대중적인 백색 LED는 청색 방출성 GaInN 칩으로 구성된 것이다. 청색 방출성 칩은 청색 복사선의 일부를 보색, 예컨대 황색빛 방출로 전환시키는 인광체로 코팅된다. 동시에, 청색 및 황색빛 복사선은 백색광을 생산한다. 또한, UV 복사선을 가시광선으로 전환하도록 설계된 적색, 녹색 및 청색 방출성 인광 체를 포함하는 인광체 블렌드와 근자외선 방출성 칩을 이용하는 백색 LED도 있다.
공지된 백색 발광 소자는 세륨(III) 첨가된 이트륨 알루미늄 가넷("YAG:Ce"), 세륨(III) 첨가된 터븀 알루미늄 가넷("TAG:Ce") 또는 유로퓸(II) 첨가된 바륨 오르토실리케이트("BOS")와 같은 황색 발광 인광체와 배합된, 청색 부근 범위(약 440nm 내지 약 480nm)에서 최고 방출 파장을 보유하는 청색 발광성 LED를 포함한다. 이 인광체는 LED로부터 방출된 복사선의 일부를 흡수하고 흡수된 복사선을 황색으로 전환시킨다. LED에 의해 방출된 나머지 청색광은 인광체를 통해 투과되고 인광체에 의해 방출된 황색빛과 혼합된다. 관찰자는 청색과 황색 광의 혼합을 백색광으로서 인지한다. 인광체 물질과 LED 칩으로부터 방출되는 광 전체는 해당 색좌표(x 및 y)가 있는 색점 및 관련 색온도(CCT)를 제공하고, 그 분광 분포는 연색지수(CRI)로 측정되는 연색능을 제공한다.
이러한 시스템은 >4500K의 CCT 및 약 70 내지 82 범위의 CRI를 보유하고 약 330 Im/Wopt의 복사선 발광 효율("LER", 광도라고도 불림)을 보유하는 백색 광원을 제조하는데 사용될 수 있다. 이러한 범위는 다양한 용도들에 적합하지만, 일반 조명원은 보통 더 낮은 CCT와 더 높은 CRI, 바람직하게는 유사하거나 양호한 LER을 필요로 한다.
청색 방출 칩과 황색 방출 인광체로 제조된 백색 LED 소자의 특히 바람직한 1가지 용도는 이동전화, 개인 휴대 정보 단말기 등에 사용되는 백라이트용이다. 이러한 용도들은 위에서 언급한 LED에 의해 쉽게 제공되는 높은 CCT 값(5000K 초과) 및 280 Im/Wopt 이상의 LER 값을 필요로 한다. 하지만, 황색 인광체(예컨대, 최고 방출이 550nm 내지 610nm 사이에서 나타남)의 사용으로 인해, 상기 LED의 스펙트럼은 이 스펙트럼의 황색 영역에서의 과도한 방출을 함유하여 백라이트의 색상범위를 강력하게 감소시킨다.
색상 범위(color gamut)는 색도도, 예컨대 CIE 1931 x, y 색도도에서 디스플레이의 적색, 녹색 및 청색 픽셀의 색점 간에 걸쳐진 영역이다. 디스플레이의 역사적인 "황금 기준(golden standard"는 3가지 색점 좌표 세트로 한정되는 NTSC 전범위(gamut)이다(CIE 1931 x,y 색도도에서 적색은 x=0.674 및 y=0.326, 녹색은 x=0.218 및 y=0.712, 및 청색은 x=0.140 및 y=0.080). 일반적으로 NTSC의 70%를 초과하는 전범위는 많은 백라이팅 용도에 허용성으로 간주되고 있고, NTSC의 90%를 초과하는 전범위는 대부분의 이러한 임의의 용도에 허용성으로 간주되고 있다.
황색 인광체를 이용하여 LED 백라이트의 전범위를 향상시키고 하면, 황색광은 여과 제거하여 LED 백라이트의 효과적인 LER을 감소시킨다. 따라서, 패키지에 황색 인광체를 사용함이 없이 CCT>5000K에서 280 Im/Wopt 이상의 LER을 제공할 수 있는 LED 백라이트의 개발이 유익할 것이다. 적색선 방출성 인광체는 특히 청색 또는 근자외선 LED 칩과 함께 사용되고, 필요한 경우 적어도 녹색 방출성 및 청색 방출성 인광체와 함께 사용될 때 상기한 값의 LER 및 CCT를 동시에 수득하는데 특히 적합할 것이다.
다른 백색광 LED 조명 시스템은 근자외선 복사선에 의해 효과적으로 여기되 어 백색광을 제조할 수 있는 적색, 녹색 및/또는 청색 인광체의 블렌드와 함께 UV 또는 가시광선 LED 칩을 이용한다.
CRI는 14가지 표준 색 샘플이 국제적으로 특정되어 있고 이들의 평균값으로서 더 넓은 CRI(R1-14)를 계산할 수 있을지라도 일반적으로 일반연색지수(General Color Rendering Index)로 불리고 Ra 로 약칭되는 8가지 표준 색 샘플(R1-8)의 평균값으로 일반적으로 정의된다. 구체적으로, 강한 적색에 대한 연색성을 측정하는 R9 값은 다양한 용도, 특히 의료계에 매우 중요하다.
CCT는 낮고(낮거나) CRI는 증가할수록 LER 값은 일반적으로 감소하여, "차가운 백색" LED에 대한 LER 값(CCT >4500K)보다 훨씬 낮은 "따뜻한 백색" LED에 대한 값(CCT <4500K)을 초래한다. LER 값은 광대역 방출성이 있는 적색 인광체과 대조적으로, 선 방출 스펙트럼을 보유하는 적색 인광체를 사용함으로써 향상시킬 수 있다. 광대역 방출 인광체의 방출 에너지 중 상당 부분은 육안 감도가 매우 낮은 스펙트럼의 심적색 부분으로 분류되는 경향이 있어, LER 값을 감소시킨다.
많은 백색 광 용도에서, 선 방출 스펙트럼을 보유하는 인광체(예, Y2O3:Eu3+)은 당해의 CCT 범위(예, 3000-6500K) 상에서 허용되는 CRI 값(예, 80-86)에서 LER을 최대화하기 때문에 적색 성분으로서 바람직하다. 현재 사용되는 Eu3+ 가 첨가된 적색 형광 램프 인광체는 근자외선(370-420nm) 빛을 거의 흡수하지 않아 인광체에 의한 산란으로 인해 허용할 수 없는 소광을 야기하기 때문에 UV LED 램프에는 성공 적으로 사용될 수 없다. 심적색 선 방출성 옥시플루오라이드 인광체, 예컨대 3.5MgO*0.5MgF2*GeO2: Mn4+ (MFG)는 LED 램프에 사용될 수 있으나, 스펙트럼의 적색 영역에서 너무 떨어진 영역에서 대부분의 방출이 일어나기 때문에 LER에 상당한 영향을 미친다. 또한, Mn4+ 이 첨가된 옥사이드 및 옥시할라이드 주격자(host lattice)를 기초로 한 다른 유사 인광체도 650nm 초과 파장에서 주요 방출 피크를 나타낸다. UV 내지 청색 범위에서 방출하는 LED 칩에 대해 양호한 흡수성을 나타내는, 낮은 파장, 예컨대 610 내지 650nm 범위에서 최대 선 방출을 나타내는 적색 인광체를 사용하는 것이 바람직할 것이다. 이는 일반 CRI를 80 이상으로 유지시키면서 LER을 향상시킨다.
즉, 최소 황색 방출과 높은 LER을 보유하는 백라이트 LED 뿐만 아니라 임의의 주어진 CCT에서 향상된 LER과 높은 CRI를 모두 보유하는 백색광 LED를 생산하는 높은 다량의 효율을 나타내는 UV 및 가시광선 LED 칩과 함께 사용하기 위한 신규 적색선 방출성 인광체 및 이의 블렌드의 필요성은 여전히 계속되고 있다.
개요
제1 관점에서, 본 발명은 반도체 광원을 포함하는 백라이트 방출성 소자로서, 이 백라이트가 610과 650nm 사이에서 최고 방출 파장을 보유하는 적색선 방출성 인광체; 510과 550nm 사이에서 최고 방출 파장을 보유하는 녹색 방출성 인광체; 및 a) 440과 480nm 사이에서 최고 방출 파장을 보유하는 청색 LED 칩 또는 b) 440과 480nm 사이에서 최고 방출 파장을 보유하는 청색 방출성 인광체 및 약 370nm와 약 440nm 사이에서 최고 방출 파장을 보유하는 보라색 내지 근자외선 방출성 LED 칩 중 어느 하나를 포함하는 백라이트 방출 소자를 제공한다. 특정 구체예에서, Mn4+ 로 활성화된 복합 플루오라이드 인광체 물질은 적색선 방출성 인광체로 사용된다.
제2 관점에서, 본 발명은 반도체 광원 및 Mn4+ 으로 활성화된 복합 플루오라이드 인광체 물질을 포함하는 발광 소자를 제공한다. 일 구체예에서, 이 복합 플루오라이드 인광체는 다음 중 적어도 하나를 포함할 수 있다: (1) A2[MF5]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다); (2) A3[MF6]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다); (3) Zn2[MF7]:Mn4+ (여기서, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다); 또는 (4) A[In2F7]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택된다).
제3 관점에서, 본 발명은 Mn4+으로 활성화된 상기 복합 플루오라이드 인광체 중 적어도 하나와 또 다른 적어도 하나의 인광체를 포함하는 인광체 블렌드를 제공 한다.
제4 관점에서, 본 발명은 (1) A2[MF5]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다); (2) A3[MF6]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다); (3) Zn2[MF7]:Mn4+ (여기서, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다); 또는 (4) A[In2F7]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택된다) 중 적어도 하나를 포함하는 인광체 물질을 제공한다.
도 1은 본 발명의 제1 구체예에 따른 조명 시스템의 모식적 황단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 구체예에 따른 조명 시스템의 모식적 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 구체예에 따른 조명 시스템의 모식적 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 제4 구체예에 따른 조명 시스템의 절단된 측면 투시도이다.
도 5는 본 발명의 일 양태에 따른 K3[AlF6]:Mn4+ 인광체의 여기 및 방출 스펙트럼 그래프이다.
도 6은 청색 칩 및 K2[TiF6]:Mn4+ 인광체과 STG 인광체의 블렌드를 이용하는 LED의 실험적 분광분포이다.
도 7은 청색 칩 및 인광체 K2[TiF6]:Mn4+ 와 STG의 블렌드를 이용하는 LED 및 NTSC 표준물질의 전범위를 CIE 1931 x,y 색도도에서 도시한 도면이다.
도 8은 표면 실장 부품(SMD) 백라이트 LED의 모식도이다.
인광체는 방사선(에너지)을 가시광선으로 전환시킨다. 인광체의 여러 조합물은 여러 색의 발광을 제공한다. 본 발명은 신규 인광체 조성물 및 블렌드, 뿐만 아니라 이들의 LED 및 다른 광원에서의 용도를 제공한다.
발생된 가시광선의 색은 인광체 물질의 특정 성분에 의존적이다. 인광체 물질은 단일 인광체 조성물만을 포함하거나, 또는 기본색의 2 이상의 인광체, 예컨대 1 이상의 황색 및 적색 인광체를 보유하는 특정 혼합물을 포함하여 원하는 색(색조)의 빛을 방출할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "인광체" 및 "인광체 물질"이란 용어는 단일 인광체 조성물뿐만 아니라 2종 이상의 인광체 조성물의 블렌드를 나타내는데 사용될 수 있다.
백색광을 생산하는 LED 램프는 광원으로서 LED에 원하는 품질을 부여하는데 유용하게 사용될 수 있는 것으로 측정되었다. 따라서, 한 구체예에 따르면, 백색광을 제공하기 위해 발광물질 인광체 전환 물질 블렌드(인광체 블렌드)가 코팅된 LED 칩이 개시된다. 이러한 구체예에서 제시되는 인광체 블렌드는 근자외선 내지 녹색 LED에 의해 방출되듯이 약 250 내지 550nm의 복사선에 의해 여기되었을 때 당해의 임의의 CCT에서 CRI와 LER의 최적 조합을 가진 백색광을 가능하게 한다.
도 1에 관하여, 예시적인 LED 기반의 발광 어셈블리 또는 램프(10)가 본 발명의 바람직한 한 구조에 따라 제시되어 있다. 발광 어셈블리(10)는 반도체 UV 또는 가시광선 급원, 예컨대 발광 다이오드(LED) 칩(12) 및 이 LED 칩에 전기적으로 부착된 납(14)을 포함한다. 납(14)은 두꺼운 납 프레임(들)(16)에 의해 지지된 얇은 와이어를 포함할 수 있고, 또는 납은 납 프레임 없이 자립형 전극을 포함할 수 있다. 납(14)은 LED 칩(12)으로 전류를 제공하여, LED 칩(12)이 복사선을 방출하게 한다.
램프는 이의 방출된 복사선이 인광체 위로 유도될 때 백색광을 생산할 수 있는 임의의 반도체 가시광선 또는 자외선 급원을 포함할 수 있다. 본 발명에서 LED 칩의 바람직한 최고 방출은 개시된 구체예 중의 인광체의 종류에 따라 달라지며, 예컨대 250 내지 550nm 범위일 수 있다. 하지만, 바람직한 한 구체예에 따르면, LED의 방출은 근자외선 내지 청색-녹색 영역에서 일어날 것이며, 약 370 내지 약 500nm 범위에서 최고 파장을 보유할 것이다. 그 다음, 전형적으로 반도체 광원은 다양한 불순물이 첨가된 LED를 포함한다. 따라서, LED는 임의의 적합한 III-V, II-VI 또는 IV-IV 반도체 층을 기본으로 하고 약 250 내지 550nm의 최고 방출 파장을 보유하는 반도체 다이오드를 포함할 수 있다.
LED는 바람직하게는 GaN, ZnO 또는 SiC를 포함하는 적어도 하나의 반도체 층을 함유할 수 있다. 예를 들어, LED는 약 250nm 초과 약 550nm 미만의 최고 방출 파장을 보유하는, 화학식 IniGajAlkN(여기서, 0≤i; 0≤j; 0≤k 및 i+j+k=1)으로 표시되는 질화 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 이러한 LED 반도체는 당업계에 공지되어 있다. 복사선 급원은 본 명세서에서 편의상 LED라 기술한다. 하지만, 본 발명에 사용된 바와 같이, 이 용어는 모든 반도체 복사선 급원, 예컨대 반도체 레이저 다이오드를 포함하는 것을 의미한다.
여기서 논의된 본 발명의 예시적 구조의 일반적인 논의는 무기 LED계 광원에 대한 것이지만, 이 LED 칩은 다른 언급이 없는 한 유기 발광 구조 또는 다른 복사선 급원으로 교체될 수 있으며, LED 칩 또는 반도체에 대한 모든 언급은 단지 임의의 적당한 복사선 급원을 나타낸 것으로 이해되어야 한다.
LED 칩(12)은 이 LED 칩과 봉지재(encapsulant)(20)를 둘러싸는 외피(18) 내에 캡슐화되어 있을 수 있다. 외피(18)는 예컨대 유리 또는 플라스틱일 수 있다. LED(12)는 봉지재(20) 내의 거의 중심에 위치하는 것이 바람직하다. 봉지재(20)는 에폭시, 플라스틱, 저온 유리, 폴리머, 열가소성 재료, 열경화성 재료, 수지 또는 당업계에 공지된 다른 종류의 LED 캡슐화 재료인 것이 바람직하다. 경우에 따라, 봉지재(20)는 고굴절률의 스핀온(spin-on) 유리 또는 일부 다른 재료이다. 한 구체예에서, 봉지재(20)는 에폭시, 실리콘 또는 실리콘 에폭시와 같은 폴리머 재료이지만, 다른 유기 또는 무기 봉지재가 사용되어도 좋다. 외피(18) 및 봉지재(20)는 LED 칩(12) 및 인광체 물질(22)(이하에 기술됨)에 의해 생성된 빛의 파장에 관하여 투명하거나 실질적으로 광학적 투과성인 것이 바람직하다. 대안적 구체예에 따르면, 램프(10)는 외측 외피(18) 없이 봉지재 물질만을 포함할 수 있다. LED 칩(12)은 예컨대 납 프레임(16), 자립성 전극, 외피(18)의 바닥 또는 외피나 납 프레임에 탑재된 받침대(도시되지는 않음)에 의해 지지될 수 있다.
조명 시스템의 구조는 LED 칩(12)에 복사선 연결된 인광체 물질(22)을 포함한다. 복사선 연결된 이란, 한 구성요소에서 방출된 복사선의 적어도 일부가 다른 구성요소로 전달되도록 구성요소들이 서로 회합되어 있는 것을 의미한다.
이러한 인광체 물질(22)은 임의의 적당한 방법에 의해 LED(12) 위에 침착된다. 예를 들어, 인광체(들) 현탁액이 제조되어 LED 표면에 인광체 층으로서 적용될 수 있다. 이러한 방법 중 하나로서, 실리콘, 에폭시 또는 다른 기질 물질이 인광체 입자가 불규칙하게 현탁되고 LED 주위에 위치하는 슬러리를 생성하도록 사용된다(직접 또는 아세톤, MIBK 또는 부틸 아세테이트와 같은 유기 용매로 희석되어). 이 방법은 단지 인광체 물질(22)과 LED(12)의 가능한 위치를 예시한 것이다. 즉, 인광체 물질(22)은 LED 칩(12) 상에 인광체 현탁액을 코팅하고 건조 또는 경화시켜 LED 칩(12)의 발광 표면 상에 또는 발광 표면에 직접 코팅할 수 있다. 외피(18) 및 봉지재(20)는 모두 빛(24)이 이 요소들을 통해 투과되도록 투명해야 한다. 광산란법을 사용하거나 현미경(전자 또는 광학) 측정으로 측정한 인광체 물질의 중간 입자 크기는 약 1 내지 약 20 미크론 범위일 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 관점에 따르는 제2의 바람직한 시스템 구조를 도시한 것이다. 도 1 내지 4의 대응 번호들(예컨대, 도 1의 12와 도 2의 112)은 다른 언급이 없는 한, 각 도면의 대응 구조에 관한 것이다. 도 2에 도시한 구체예의 구조는 인광체 물질(122)이 LED 칩(112) 위에 직접 형성되는 대신에 봉지재 물질(120) 내에 산재된 것을 제외하고는 도 1의 구조와 유사하다. 인광체 물질(파우더 형태)은 봉지재(120)의 단일 구역 내에 산재되어 있을 수 있고, 또는 더욱 바람직하게는 봉지재 전역에 걸쳐 산재되어 있을 수 있다. LED 칩(112)에 의해 방출된 복사선(126)은 인광체 물질(122)에 의해 방출된 빛과 혼합되고, 혼합된 빛은 백색광(124)으로 나타난다. 인광체가 봉지재 물질(120) 내에 산재되어야 한다면, 인광체 파우더는 고분자 전구체에 첨가되어 LED 칩(112) 주위에 적재될 수 있고, 그 다음 고분자 전구체를 경화시켜 고분자 물질을 고화시킬 수 있다. 또한, 다른 공지된 인광체 산재 방법, 예컨대 트랜스퍼 성형(transfer molding)도 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 관점에 따르는 시스템의 바람직한 제3 구조를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 구체예의 구조는 인광체 물질(222)이 LED 칩(212) 위에 형성되는 대신에 외피(218)의 표면 위에 코팅되는 것을 제외하고는 도 1의 구조와 유사하다. 이 인광체 물질은 외피(218)의 내면에 코팅되는 것이 바람직하나, 필요하다면 외피의 외측면에 코팅될 수도 있다. 인광체 물질(222)은 외피의 전면에 코팅될 수도 있고, 또는 외피 표면 중 상단부에만 코팅될 수도 있다. LED 칩(212)에 의해 방출된 복사선(226)은 인광체 물질(222)에 의해 방출된 빛과 혼합하고 혼합된 빛은 백색광(224)으로 나타난다. 물론, 도 1 내지 3의 구조들은 조합될 수도 있고, 인광체는 임의의 2곳 또는 3곳 모두에 배치될 수도 있으며, 또는 외피에서 이격되거나 LED 내에 통합된 위치와 같은 임의의 다른 적당한 위치에 존재할 수 있다.
전술한 구조들 중 어느 한 구조에서, 램프(10)는 또한 복수의 산란 입자(도시되지는 않음)를 봉지재 물질 내에 매립된 상태로 포함할 수 있다. 산란 입자는 예컨대 Al2O3 입자(예, 알루미나 파우더) 또는 TiO2 입자를 포함할 수 있다. 산란 입자는 LED 칩으로부터 방출된 부합빛(coherent light)을 효과적으로 산란시키고, 흡수량은 무시할 정도의 양인 것이 바람직하다.
도 4의 바람직한 제4 구조에 도시된 바와 같이, LED 칩(412)은 반사성 컵(430)에 탑재될 수 있다. 컵(430)은 반사 물질, 예컨대 알루미나, 티타니아 또는 당업계에 공지된 다른 유전 파우더로 제조되거나 코팅될 수 있다. 바람직한 반사성 재료는 Al2O3이다. 도 4의 구체예에 따른 구조의 나머지는 이전 도면들과 동일하고 2개의 납(416), 제2 납과 LED 칩(412)을 전기적으로 연결시키는 전도성 와이어(432) 및 봉지재(420)를 포함한다.
다른 바람직한 구조(특히, 백라이트용)는 도 8에 도시된 바와 같은, 표면 실장 부품("SMD")형 발광 다이오드(550)이다. 이 SMD는 "사이드 방출형(side-emitting type)"이며 도광 부재(554)의 돌출부 위에 발광창(552)을 보유한다. 이 SMD형 발광 다이오드(550)는 흐름 땜납(flow soldering) 등에 의해 사전에 제조한 LED를, 전도성 패턴이 표면에 형성되어 있는 유리 에폭시 기판 위에 배치하고, 이 LED를 창(552)으로 피복하여 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 구체예들에 사용하기에 적합한 당업계에 공지된 "탑 방출형(top-emitting)" SMD 패키지도 있으며, 그 예로는 니치아 코포레이션 제품이 있다. SMD 패키지는 전술한 바와 같은 LED 칩, 및 이 LED 칩으로부터 방출된 빛에 의해 여기되는 이하에 논의되는 바와 같은 인광체 물질을 포함할 수 있다.
한 구체예로서, 전술한 부품에서 인광체 조성물에 사용될 수 있는 신규 인광체 물질이 제공된다. 이 인광체 물질은 Mn4+에 의해 활성화된 복합 플루오라이드 인광체이며, (1) A2[MF5]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다); (2) A3[MF6]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다); (3) Zn2[MF7]:Mn4+ (여기서, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다); 또는 (4) A[In2F7]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택된다) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, 또 다른 비제한적 인광체 조성물은 4가 배위 중심의 복합 플루오라이드, 예컨대 A2[MF6]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Ge, Si, Sn, Ti, Zr 및 이의 조합물 중에서 선택된다)이다.
"복합 플루오라이드 인광체"란, 이 인광체가 리간드로서 작용하는 플루오라이드 이온에 의해 둘러싸이고 필요한 경우 반대 이온(예컨대, 상기 예들에서 A)에 의해 하전-보상되는, 적어도 하나의 배위 중심(예컨대, 상기 1번 인광체에서 Al)을 함유하는 배위 화합물인 것을 의미한다. 복합 플루오라이드는 때로 단순한 이원 플루오라이드의 조합물(예컨대, Na3[AlF6]가 아닌 3NaF*AlF3)로 기재되기도 하나, 이러한 표현은 배위 중심 주위에 리간드의 배위 수(본 예에서는 6)를 나타내지 않는다. 각괄호(간결화를 위해 때로 생략됨)는 이들이 내포하는 복합체 이온이 단순 플루오라이드 이온과 다른, 새로운 화학종이라는 것을 나타낸다. 또한, 활성제 이온(Mn4+)은 배위 중심으로서, 주 격자의 중심부, 예컨대 Al3+ 를 치환시키는 작용을 한다. 주 격자(반대 이온을 포함함)는 추가로 활성제 이온의 여기 및 방출 성질을 변화시킬 수 있다.
250 내지 550nm 사이에서 방출하는 LED 칩 및 하나 이상의 추가 인광체(예컨대, 청색 및 녹색 방출성 인광체)와 함께 사용될 때, 상기 인광체 물질의 사용은 백색 LED를 제공한다. 전술한 인광체들과 함께 사용될 수 있는 추가 인광체에 대해서는 이하에 더 상세하게 설명한다.
이러한 구체예의 예시적인 Mn4+ 활성화된 조성물은 이하 표 1에 상세히 설명한다.
표 1
ID# | 인광체 | 원료 |
1 | K2[AlF5]:Mn4+ | Al(OH)3, K2CO3, K2[MnF6] |
2 | K3[AlF6]:Mn4+ | Al(OH)3, K2CO3, K2[MnF6] |
3 | K3[GaF6]:Mn4+ | Ga2O3, K2CO3, K2[MnF6] |
4 | Zn2[AlF7]:Mn4+ | ZnO, Al(OH)3, K2[MnF6] |
5 | K[In2F7]:Mn4+ | In2O3, K2CO3, K2[MnF6] |
도 5는 K3[AlF6]:Mn4+ 인광체의 여기 및 방출 스펙트럼을 도시한 것이다.
Mn4+에 의해 활성화된 전술한 복합 플루오라이드 인광체 조성물은 적당한 원료를 활성제 이온의 원하는 혼입 수준을 제공하기에 충분한 비율로 취하여 제조할 수 있다(예컨대, 총 M 함량의 0.1 내지 30mol% 사이, 더욱 바람직하게는 2 내지 15mol% 사이). 예시적 제조방법에서, 원료는 함께 플루오르화수소산 수용액(예컨대, HF 30 내지 50중량%) 중에 용해하고, 이 반응 혼합물을 플라스틱 또는 테플론 내면처리된 용기에서, 바람직하게는 용액의 비등점 이하에서 연속 가열하면서, 예컨대 수조에서 무수상태로 증발시켜 인광체를 생산한다. 미정제 인광체는 그 다음 원하는 입자 크기로 밀링(바람직하게는 드라이 밀링)하고, 유기 용매(예컨대,에탄올 또는 아세톤)로 세척하여 남아있는 임의의 양의 HF를 제거하고 LED에 사용하기 전에 공기 중에서 건조한다.
이러한 구체예의 복합 플루오라이드 인광체는 다양한 다른 출발 물질을 사용하여 생산할 수 있으며, 그 예로 적당한 산화상태(+4)의 Mn 활성제를 제공하기 위해 화학량론적 양의 H2O2 또는 다른 퍼옥사이드를 이용한 HF 및/또는 다른 플루오라이드(예컨대, 금속 성분의 옥사이드, 하이드록사이드, 알콕사이드, 카보네이트 및 이원 플루오라이드 또는 플루오르화 수소로부터 동일계내 또는 동일계외에서 제조된 것) 및 과망간산염 또는 망간산염으로부터의 공결정화를 통해 생산할 수 있다. 여기서 제시한 Mn4+이 첨가된 복합 플루오라이드 인광체의 예는 한정하려는 것이 아니다. Mn4+ 에 의해 활성화 시에 인광체 여기 및/또는 방출에 유해한 전자 또는 진동 전이를 유입시키지 않는다면, 다른 성분의 이온이 복합 플루오라이드 주 격자(배위 중심이나 반대 이온으로서)의 형성에 사용될 수 있다.
인광체 물질 중에 각 인광체의 상대적 양은 분광 중량(spectral weight)에 의거하여 나타낼 수 있다. 분광 중량은 인광체 블렌드의 총 방출 스펙트럼에 각 인광체가 기여하는 상대적 양이다. 모든 각 인광체의 분광 중량의 양은 합계가 최고 1이어야 한다. 바람직한 블렌드는 분광 중량이 0.01 내지 0.80인 약 500 내지 610nm의 최고 방출을 보유하는 인광체, 선택적으로 0 내지 0.19인 약 430 내지 500nm의 최고 방출을 보유하는 인광체(약 430 내지 약 500nm의 최고 방출을 보유하는 청색 또는 청색-녹색 LED로의 여기에는 필요하지 않을 수 있다) 및 블렌드의 나머지로, 목표한 CCT 값을 달성하는데 필요한 만큼의 전술한 복합 플루오라이드 인광체 중 하나를 포함한다. 상기 파장 범위에서 방출하고 근자외선 내지 녹색 LED 시스템에 사용하기에 적합한 공지된 인광체는 모두 사용할 수 있다. 특히, 적어도 Ce3+ 로 활성화된 가넷(예컨대, YAG:Ge, TAG:Ce 및 당업계에 공지된 이들의 조성 변형물)은 약 500 내지 610nm에서 최대 방출을 나타내는 특히 바람직한 인광체이다. 이러한 범위에서 최고 방출을 나타내는 다른 특히 바람직한 인광체는 적어도 Eu2+ 에 의해 활성화된 알칼리 토류 오르토실리케이트, 예컨대 (Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu2+("BOS") 및 이의 당업계에 공지된 조성 변형물이다.
물론 본원에서는 다양한 인광체가 괄호안에 여러 원소가 콤마로 나뉘어 포함되어, 예컨대 (Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu2+ 로 기술되어 있다. 당업자라면 이해할 수 있듯이, 이러한 유형의 표기는 인광체가 포뮬레이션 중의 임의의 특정 원소 또는 모든 원소를 임의의 비율로 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 즉, 상기 인광체에 대한 표기 유형은 예컨대 (BaaSrbCa1-a-b)2SiO4:Eu2+ (여기서, a와 b는 0과 1의 값을 포함하여 0 내지 1 사이에서 변동될 수 있다)와 동일한 의미를 나타낸다.
610 내지 650nm 사이에서 최고 방출 파장을 보유하는 적색선 방출 인광체는 적어도 녹색 방출성 인광체(예, 최고 방출 파장이 510nm와 550nm 사이인 것)과 다음 중 어느 하나, 즉 청색 LED 칩 또는 청색 방출성 인광체(예컨대, 440nm와 480nm 사이에서 최고 방출 파장을 보유함)과 보라색 내지 근자외선 방출성 LED 칩(예컨대 약 370nm와 약 440nm 사이에 최고 방출 파장을 보유함)과 함께 백라이트 LED를 제조하는데 사용될 수 있다.
Mn4+에 의해 활성화된 거의 모든 복합 플루오라이드 인광체는 유리하게는 상기 적색선 방출 인광체의 적당한 예이다. 적당한 적색선 방출 인광체의 비제한적 예에는 본 명세서에 기술된 인광체, 뿐만 아니라 참고로 전문이 본 발명에 인용된 특허 출원, 미국 특허출원 11/364,611, 11/049,598 및 11/285,442에 기술된 인광체가 포함된다. 이러한 인광체의 특히 바람직한 예는 배위수가 6인 복합 플루오라이드, 예컨대 A2[MF6]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Ge, Si, Sn, Ti, Zr 및 이의 조합물 중에서 선택된다)이다. 적당한 녹색 방출성 인광체의 비제한적 예는 Eu2+ 에 의해 활성화된 알칼리 토류 티오갈레이트, 티오알루미네이트 또는 이의 고용체(solid solution), 예컨대 Eu2+ 에 의해 활성화된 스트론튬 티오갈레이트, ("STG") SrGa2S4:Eu2+ 이며, 적당한 청색 방출성 인광체의 비제한적 예는 Eu2+ 에 의해 활성화된 스트론튬 클로로아파타이트 ("SECA") Sr5(PO4)3Cl:Eu2+ 이다.
Mn4+ 에 의해 활성화된 복합 플루오라이드 인광체로 제조된 백라이트는 전형적인 청색 칩/황색 인광체 LED(예컨대, 5000K보다 높은 CCT에서 280 초과 Im/Wopt)과 동일하거나 이보다 우수한 LER을 보유할 수 있다. 하지만, 이들은 황색 인광체 기반의 LED와 달리, 앞서 설명한 바와 같이, 백라이트 용도에 바람직하지 않은 스펙트럼의 황색 영역에서의 방출이 매우 적을 것이다. 이러한 백라이트는 CIE 1931 x,y 색도도에서 NTSC 표준보다 70% 초과, 더욱 바람직하게는 90% 초과의 전범위를 갖는 것이 바람직하다.
청색 칩과 인광체 K2[TiF6]:Mn4+과 STG의 블렌드를 사용하는 LED의 실험적 스펙트럼은 도 6에 도시했다. 이 LED는 색도 좌표 x=0.315 및 y=0.335(6300K의 CCT에 해당함), 292 Im/Wopt의 LER 및 도 7에 도식으로 나타낸 바와 같은 CIE 1931 x,y 색도도에서의 NTSC의 101% 전범위를 나타낸다.
또한, 본 발명에 기술된 인광체과 실질적으로 다른 파장에서 가시광선 스펙트럼 영역을 통해 방출하는 다른 인광체도 최종 빛의 백색을 맞추고 광질(light quality)이 향상된 급원을 제공하기 위해 상기 블렌드 중에 사용될 수 있다. 이러한 블렌드에 본 발명의 인광체과 함께 사용하기에 적합한 인광체는 다음을 포함하지만, 이에 국한되는 것은 아니다:
본 발명의 목적 상, 인광체가 2개 이상의 도판트 이온을 보유할 때(즉, 상기 조성물에서 콜론 다음의 이온들), 이는 그 물질 내의 해당 도판트 이온 중 적어도 하나(반드시 전부일 필요는 없다)를 보유한다는 것을 의미하는 것이다. 즉, 당업자라면 이해할 수 있듯이, 이러한 유형의 표기는 인광체가 포뮬레이션 중의 도판트로서 임의의 특정 이온 또는 그 특정 이온 전부를 포함할 수 있음을 의미한다.
인광체 조성물이 2 이상의 인광체 블렌드를 포함할 때, 인광체 블렌드 중에 개별 인광체 각각의 비는 원하는 광출력의 특성에 따라 달라질 수 있다. 다양한 구체예의 인광체 블렌드 중의 개별 인광체의 상대적 비율은 이들의 방출이 배합되어 조명 부품에 이용될 때 상기 CIE 색도도에서 소정의 x 및 y값의 가시광선이 생성되도록 조정할 수 있다. 언급한 바와 같이, 백색광이 생성되는 것이 바람직하다. 이러한 백색광은 예를 들어, x값이 약 0.30 내지 약 0.55 범위, y값이 약 0.30 내지 약 0.55 범위일 수 있다. 백색광의 색점은 플랭키안(흑체라고도 알려져 있음) 궤적 상에 또는 실질적으로 플랭키안 궤적 상에 존재하는 것이 바람직하며, 예컨대 CIE 1931 색도도의 수직(y) 방향에서 0.020 유닛 내에, 더욱 바람직하게는 수직 방향에서 0.010 유닛 내에 위치하는 것이 좋다. 하지만, 전술한 바와 같이, 인광체 조성물 내에 각 인광체의 종류와 양은 최종 사용자의 필요에 따라 달라질 수 있다. 개별 인광체의 효율은 공급자 간에 큰 차이가 있을 수 있기 때문에, 필요한 각 인광체의 정확한 양은 표준 실험설계(DOE) 기술 등을 통해 실험적으로 결정하는 것이 최선책이다.
인광체 조성물에는 안료 또는 필터를 첨가하는 것이 바람직할 수 있다. LED가 UV 방출성 LED인 경우에는 인광체 층(22)은 200nm와 450nm 사이의 파장을 보유하는 UV 복사선을 흡수하거나 반사할 수 있는 다른 UV 흡수제 물질이나 안료를 0 내지 최고 약 10중량%(인광체의 총 중량을 기준으로)로 포함할 수 있다.
적당한 안료 또는 필터는 200nm와 450nm 사이에서 발생된 복사선을 흡수할 수 있는 것으로, 당업자에게 공지된 모든 것을 포함한다. 이러한 안료에는 예컨대 니켈 티타네이트 또는 프라세오디뮴 지르코네이트를 포함한다. 안료는 200nm 내지 500nm 범위에서 발생된 복사선을 10% 내지 100% 여과하기에 효과적인 양으로 사용될 수 있다.
실시예 1 - K
2
[AlF
5
]:Mn
4+
인광체의 제조
50% HF 수용액 40ml가 담긴 테플론 접시를 핫플레이트 상에서 가열 및 교반하면서 여기에 원료(Al(OH)3 3.52g과 K2CO3 6.23g)를 서서히 조심스럽게 첨가하여 용해시킨다. 이 용액을 무수상태로 증발시켜 K2[AlF5] 주 복합체를 수득하고, 그 다음 이것을 보데 방법[H.Bode, H.Jenssen, F.Bandte, Angew. Chem., N11(1953), 304]에 따라 제조된 K2[MnF6] 0.97g과 함께, 가열 하에 교반중인 50% HF 50ml에 용해시킨다. 이 두번째 용액을 수조 상에서 무수상태로 증발시킨다.
실시예 2 - K
3
[AlF
6
]:Mn
4+
인광체의 제조
이 인광체를 위해서, 50% HF 수용액 40ml가 담긴 테플론 접시를 핫플레이트 상에서 가열 및 교반하면서 여기에 Al(OH)3 2.79g과 K2CO3 7.41g을 서서히 조심스럽게 첨가하여 용해시킨다. 이 용액을 무수상태로 증발시켜 K3[AlF6] 주 복합체를 형성시키고, 그 다음 이것을 K2[MnF6] 0.77g과 함께 50% HF 50ml에 용해하고 수조 상 에서 무수상태로 증발시킨다.
실시예 3 - K
3
[GaF
6
]:Mn
4+
인광체의 제조
본 제조는 제1 단계(50% HF 50ml에서의 용해)에서 Ga2O3 2.91g과 K2CO3 6.43g을 사용하고, 그 다음 제2 단계에서 K2[MnF6] 0.67g을 사용하여 앞의 실시예에서와 같은 방식으로 수행한다.
실시예 4 - Zn
2
[AlF
7
]:Mn
4+
인광체의 제조
본 인광체는 Al(OH)3 2.57g과 K2[MnF6] 0.34g을 45% HF 50ml에 용해하고 이 용액을 수조에서 60℃로 가열하여 제조한다. 그 다음, ZnO 5.37g을 소량씩 천천히 첨가하고, 형성된 용액을 건조상태로 증발시킨다.
실시예 5 - K[In
2
F
7
]:Mn
4+
인광체의 제조
In2O3 6.91g 샘플을 수조 상에서 가열 중인 50% HF 100ml에 용해하고, 그 다음 K2CO3 3.44g을 소량씩 천천히 첨가한다. 이 용액을 수조 상에서 무수상태로 증발시키고 과량의 KF를 100ml 에탄올로 침전시킨 뒤 여과하여 제거한다. 여과액을 수거하여 무수상태로 증발시키고, 가열 및 교반 중인 40% HF 50ml에 K2[MnF6] 0.51g과 함께 용해한다. 최종 용액을 다시 무수상태로 증발시킨다.
이러한 인광체는 일반 조명용 백색광 블렌드 외에도 교통 신호, 표지판 및 특히 LCD 백라이트 용도용 LED에 개별적으로 또는 블렌드로서 사용될 수 있다. 좁은 적색선 방출은 이러한 용도들에 매우 바람직한 포화색을 허용한다.
전술한 인광체 물질은 LED 외에도 추가 용도로 사용될 수 있다. 예를 들어, 이 물질은 형광 램프, 음극선관, 플라즈마 디스플레이 장치 또는 액정 디스플레이(LCD) 중의 인광체로서 사용될 수 있다. 이러한 용도들은 단지 예시하는 것이며 배타적인 것이 아니다.
본 발명은 다양한 예시적 구체예를 참조로 하여 설명하였다. 본 명세서를 읽고 이해한 다른 자들은 변형과 변경을 생각할 수 있을 것이다. 본 발명은 이러한 변형과 변경이 후속 청구의 범위 또는 이의 등가물 내에 속하는 한 그러한 변형과 변경을 포함하고자 한다.
Claims (30)
- 반도체 광원; 및이 광원에 복사선적 연결되고, 다음 인광체,(A) A2[MF5]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다);(2) A3[MF6]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다);(3) Zn2[MF7]:Mn4+ (여기서, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다); 및(4) A[In2F7]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택된다)으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 인광체를 포함하는 인광체 물질을 포함하는 백색광을 방출하는 조명 장치.
- 제1항에 있어서, 광원이 약 370 내지 약 500nm 범위에서 파장을 보유하는 복사선을 방출하는 반도체 발광 다이오드(LED)인 조명 장치.
- 제1항에 있어서, 반도체 광원이 화학식 IniGajAlkN(여기서, 0≤i; 0≤j; 0≤k 및 i+j+k=1)으로 표시되는 질화 화합물 반도체를 포함하는 조명 장치.
- 제1항에 있어서, 광원이 유기 방출성 구조인 조명 장치.
- 제1항에 있어서, 인광체 물질이 광원의 표면 위에 코팅된 조명 장치.
- 제1항에 있어서, 광원과 인광체 물질을 둘러싼 봉지재(encapsulant)를 추가로 포함하는 조명 장치.
- 제1항에 있어서, 인광체 물질이 봉지재 내에 분산되어 있는 조명 장치.
- 제1항에 있어서, 반사체 컵을 추가로 포함하는 조명 장치.
- 제1항에 있어서, 인광체 물질이 하나 이상의 다른 인광체를 추가로 포함하는 조명 장치.
- 제9항에 있어서, 하나 이상의 다른 인광체가 430 내지 500nm 범위에서 최대 방출을 나타내는 조명 장치.
- 제9항에 있어서, 하나 이상의 다른 인광체가 500 내지 610nm 범위에서 최대 방출을 나타내는 조명 장치.
- 제11항에 있어서, 하나 이상의 추가 인광체가 Ce3+ 로 활성화된 가넷 또는 Eu2+ 로 활성화된 알칼리 토류 오르토실리케이트 중 하나 이상인 조명 장치.
- 제9항에 있어서, 백색광을 생산하는 조명 장치.
- 제14항에 있어서, 백색광이 4500K 미만의 CCT를 보유하는 조명 장치.
- 제14항에 있어서, 백색광이 일반 CRI(Ra)가 80보다 큰 조명 장치.
- 제14항에 있어서, 백색광이 일반 CRI가 90보다 큰 조명 장치.
- 제14항에 있어서, 백색광이 LER이 330 Im/Wopt 보다 큰 조명 장치.
- 제14항에 있어서, 백색광이 플랭키안 궤적에 존재하거나 실질적으로 존재하는 색점을 보유하는 조명 장치.
- 제19항에 있어서, 백색광의 색점이 CIE 1931 색도도에서 수직 방향으로 플랭키안 궤적으로부터 0.01 이내에 있는 조명 장치.
- (A) A2[MF5]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다);(2) A3[MF6]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다);(3) Zn2[MF7]:Mn4+ (여기서, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다); 및(4) A[In2F7]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택된다)으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 적어도 하나의 인광체를 포함하 는 인광체 물질.
- 하기 (A) 내지 (D)로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 적어도 하나의 인광체 물질, 및 적어도 하나의 다른 인광체를 포함하는 인광체 블렌드:(A) A2[MF5]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다);(2) A3[MF6]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택되고, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다);(3) Zn2[MF7]:Mn4+ (여기서, M은 Al, Ga, In 및 이의 조합물 중에서 선택된다); 및(4) A[In2F7]:Mn4+ (여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 및 이의 조합물 중에서 선택된다).
- 610과 650nm 사이에서 최고 방출 파장을 보유하는 Mn4+ 로 활성화된 적색선 방출성 복합 플루오라이드 인광체 물질; 510과 550nm 사이에서 최고 방출 파장을 보유하는 녹색 방출성 인광체; 및 a) 440과 480nm 사이에서 최고 방출 파장을 보유하는 청색 LED 칩 또는 b) 440과 480nm 사이에서 최고 방출 파장을 보유하는 청색 방출성 인광체 및 약 370nm와 약 440nm 사이에서 최고 방출 파장을 보유하는 보라색 내지 근자외선 방출성 LED 칩 중 어느 하나를 포함하는 백라이트 소자.
- 제23항에 있어서, Mn4+ 로 활성화된 인광체 물질이 배위수가 6인 복합 플루오라이드를 포함하는 백라이트 소자.
- 제24항에 있어서, Mn4+ 로 활성화된 인광체 물질이 A2[MF6]:Mn4+ 를 포함하고, 여기서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4 또는 이의 조합물 중에서 선택되고; M은 Ge, Si, Sn, Ti, Zr 또는 이의 조합물 중에서 선택되는 백라이트 소자.
- 제23항에 있어서, CCT가 5000K 초과이고 LER이 280 Im/Wopt 초과인 백라이트 소자.
- 제23항에 있어서, 녹색 방출성 인광체가 알칼리 토류 티오갈레이트, 티오알루미네이트 또는 이의 Eu2+ 로 활성화된 고용체를 포함하는 백라이트 소자.
- 제27항에 있어서, 녹색 방출성 인광체가 Eu2+ 로 활성화된 스트론튬 티오갈 레이트를 포함하는 백라이트 소자.
- 제23항에 있어서, CIE 1931 x, y 색도도에서 NTSC의 70% 초과 범위를 보유하는 백라이트 소자.
- 제23항에 있어서, CIE 1931 x, y 색도도에서 NTSC의 90% 초과 범위를 보유하는 백라이트 소자.
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