KR20130024874A - Led lighting apparatus - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An LED lighting device is provided to prevent the degradation of light emitting intensity and light emitting efficiency when using for long hours by separating a fluorescent substance layer including a fluorescent substance from an LED chip. CONSTITUTION: A fixed frame(10) is disposed at the rear of the LED lighting device and functions as a total frame. An LED module(20) is connected to the fixed frame. The LED module comprises multiple LED elements(23) respectively including LED chips(236). A light diffusion cover(30) is connected to the fixed frame and surrounds the front side of the LED module. A fluorescent substance layer(40) absorbs a part of light coming out from the LED chip and emits a predetermined light emitting spectrum. The fluorescent substance layer is formed in the shape of a plate covering the front of the LED module.

Description

발광다이오드 조명 장치{LED lighting apparatus}Light emitting diode lighting device {LED lighting apparatus}

본 발명은 발광다이오드 소자를 이용하는 발광다이오드 조명 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode illumination device using a light emitting diode element.

발광다이오드는 소형이고, 효율적으로 선명한 색의 광을 발광할 수 있고, 반도체 소자이므로 소실의 염려가 없고, 초기 구동특성 및 내진성이 우수하고, ON/OFF 점등의 반복에 강하다는 특징을 가진다. 이러한 특징으로 발광다이오드는 여러 가지 광원으로 널리 이용되고 있다.The light emitting diode is compact, can efficiently emit light of vivid color, and is a semiconductor device, so there is no fear of loss, excellent initial driving characteristics and vibration resistance, and strong resistance to repeated ON / OFF lighting. As a result, light emitting diodes are widely used as various light sources.

최근에는 발광다이오드를 이용하여 백색 발광광원이 대량으로 생산되고 있다. 발광 다이오드를 이용하여 백색광을 얻기 위해서는, 발광다이오드가 단색성 피크파장을 가지고 있기 때문에, 예를 들면, R, G, B의 3가지 발광소자를 근접하게 설치하고, 이것들을 발광시켜서 확산 혼색시킬 필요가 있다. 이러한 구성으로 백색광을 발생시키고자 하는 경우, 발광소자의 색조나 휘도 등의 분산으로 인해 소망하는 백색을 발생시키기 어렵다는 문제점이 있었다. 또, 발광소자가 각각 상이한 재료로 형성되어 있는 경우, 각 발광소자의 구동전력 등이 달라 각각에 소정의 전압을 인가해야 할 필요가 있기 때문에 구동회로가 복잡하게 된다는 문제점이 있었다. 또한, 발광소자가 반도체 발광소자이기 때문에, 각각의 온도특성이나 시간경과에 따른 변화가 달라, 색조가 사용환경에 따라 변화하거나 각 발광소자에 의해서 발생되는 광을 균일하게 혼색시킬 수 없어 색 얼룩이 생기는 등 많은 문제점을 가지고 있었다. 즉, 발광다이오드는 각각의 색을 발광시키는 발광장치로서는 유효하지만, 발광소자를 이용하여 백색광을 발생시킬 수 있는 만족할 만한 광원을 얻기는 어려웠다.
Recently, a large amount of white light emitting sources have been produced using light emitting diodes. In order to obtain white light using a light emitting diode, since the light emitting diode has a monochromatic peak wavelength, it is necessary to provide three light emitting elements close to each other, for example, R, G, and B, and emit light by mixing them. There is. In order to generate white light with such a configuration, there is a problem that it is difficult to generate a desired white color due to dispersion of color tone, luminance, etc. of the light emitting device. In addition, when the light emitting elements are formed of different materials, there is a problem in that the driving circuit is complicated because it is necessary to apply a predetermined voltage to each of the light emitting elements due to different driving powers. In addition, since the light emitting device is a semiconductor light emitting device, the change in temperature characteristics and time elapses, so that the color tone changes according to the use environment or the color generated by each light emitting device cannot be uniformly mixed, resulting in color unevenness. There were many problems. That is, although the light emitting diode is effective as a light emitting device that emits each color, it is difficult to obtain a satisfactory light source capable of generating white light using the light emitting element.

*또 발광다이오드를 이용하여 백색광을 얻는 또 다른 방법으로는 청색 발광다이오드 칩을 형광체와 조합하여, 파장을 변환하여 백색광을 얻는 방법 등이 일본 특개평5-152609호 공보, 일본 특개평7-99345호 공보, 일본 특개평7-176794호 공보, 일본 특개평 8-7614호 공보, 일본 특허 3700502호 등에 기재된 바 있다. 이 문헌들에 개시된 발광다이오드는 1종류의 발광소자를 이용하여 백색계 등 다른 발광색을 발광시킬 수 있는 것으로서, 주로 다음과 같이 구성되어 있다.Another method of obtaining white light using a light emitting diode is to combine a blue light emitting diode chip with a phosphor, and to convert white light by converting wavelengths. Japanese Patent Laid-Open No. 7-176794, Japanese Patent Laid-Open No. 8-7614, Japanese Patent No. 3700502 and the like. The light emitting diodes disclosed in these documents can emit other light emitting colors such as white light by using one type of light emitting device, and are mainly configured as follows.

상기 문헌에 개시된 발광다이오드는, 구체적으로는, 발광층의 에너지 밴드 갭이 큰 발광소자를 합성수지 프레임의 선단에 설치된 컵 위에 배치하고, 발광소자를 피복하는 수지 몰드 부재 내에, 발광소자로부터의 광을 흡수하여 흡수한 광과 파장이 다른 광을 발광시키는(파장 변환) 형광체를 함유시켜 구성한다. 즉, 발광다이오드 칩 근처에 형광체가 함유된 에폭시 수지 또는 실리콘 수지가 직접 도포되어, 형광체 성분이 칩에서 발생하는 고온을 직접적으로 접촉되어 있다.The light emitting diode disclosed in the above document specifically includes a light emitting element having a large energy band gap of a light emitting layer on a cup provided at a tip of a synthetic resin frame, and absorbs light from the light emitting element in a resin mold member covering the light emitting element. And a phosphor that emits light (wavelength conversion) that is different from the light absorbed by the wavelength. That is, an epoxy resin or a silicone resin containing phosphor is directly applied near the light emitting diode chip, and the phosphor component is in direct contact with the high temperature generated in the chip.

또한, 상기 문헌들에 소개된 또 다른 발광다이오드는 양자 우물 구조를 취함과 아울러 발광층이 In을 포함하는 질화갈륨계 반도체로 이루어지고, 발광다이오드 칩과 형광체를 구비한다. 발광다이오드 칩은 420~490nm의 범위에 발광 스펙트럼의 피크를 가진다. 형광체는 발광다이오드 칩에서 발산된 광을 일부 흡수하며, 530~570nm에 피크를 가지며, 적어도 700nm까지 점차 줄어드는 발광 스펙트럼을 발광 가능한 세륨으로 활성화된 가넷계 형광체로 이루어진다. 그리고 발광다이오드 칩에서 발생하여 형광체에 흡수되지 않고 통과한 광의 발광 스펙트럼과 형광체에서 발생한 광의 발광 스펙트럼이 서로 겹쳐지고, 양 발광 스펙트럼의 혼합에 의해서 백색계의 광을 발광 가능한 것을 특징으로 한다. 즉, 발광다이오드 칩 근처에 형광체가 함유된 에폭시 수지 또는 실리콘 수지가 직접 도포되어, 형광체 성분이 발광다이오드 칩에서 발생하는 고온에 직접적으로 접촉되어 있다. In addition, another light emitting diode introduced in the above documents has a quantum well structure, and the light emitting layer is made of a gallium nitride-based semiconductor including In, and includes a light emitting diode chip and a phosphor. The light emitting diode chip has a peak in the emission spectrum in the range of 420 to 490 nm. The phosphor absorbs some of the light emitted from the light emitting diode chip, has a peak at 530 to 570 nm, and consists of a garnet-based phosphor activated by light emitting cerium, which emits a light emission spectrum gradually decreasing to at least 700 nm. The light emission spectrum of the light generated by the light emitting diode chip and passing through without being absorbed by the phosphor and the light emission spectrum of the light generated by the phosphor overlap each other, and the white light can be emitted by mixing both light emission spectra. That is, an epoxy resin or a silicone resin containing phosphor is directly applied near the light emitting diode chip, so that the phosphor component is in direct contact with the high temperature generated in the light emitting diode chip.

형광체층이 청색 발광을 하는 발광다이오드 칩 근처에 있게 되면, 청색 발광다이오드 칩을 구동할 때 발생하는 고온의 열에 의하여 이 형광체층이 시간에 따라 황변 및 열화 등의 특징을 지니게 되며, 더더욱 인쇄회로기판에 다수 열의 백색 발광다이오드 소자를 배열하는 발광다이오드 조면 장치에 있어서는 근접되어 있는 소자에 의하여 열이 폭주함으로써 보다 빠른 열화가 발생할 수 있다.When the phosphor layer is near a light emitting diode chip that emits blue light, the phosphor layer is characterized by yellowing and deterioration with time due to the high temperature heat generated when driving the blue light emitting diode chip. In a light emitting diode roughening device in which a plurality of rows of white light emitting diode elements are arranged in a row, heat may be expelled by an adjacent element, thereby causing a faster deterioration.

즉, 이러한 하나의 패키지 내부에 형광체가 도포되어 있는 백색 발광다이오드를 사용하여 조명 장치를 만들게 되면, 발열 등에 의하여 신뢰성을 보장할 수 없게 되며 이로써 발광다이오드 조명 장치의 품질을 장담하기 어렵다.That is, when a lighting device is made using a white light emitting diode coated with a phosphor in one such package, reliability cannot be ensured by heat generation, thereby making it difficult to guarantee the quality of the light emitting diode lighting device.

이러한 구조의 발광다이오드 소자는 형광체가 함유된 에폭시 수지 또는 실리콘 수지가 발광다이오드 칩 상에 직접 도포되어 노출되기 때문에, 초기 광속 효율은 우수하지만, 장시간 사용되는 경우 형광체 성분이 발광다이오드 칩에서 발생하는 고온에 의해 형광체의 열화(劣化)가 발생하고 이로 인하여 색조가 변하거나 또는 형광체가 거무스름해져서 광의 외부 추출 효율이 저하되는 경우가 있다는 신뢰성상의 문제점이 있었다. 여기서, 거무스름해진다는 것은, 예를 들면, (Cd,Zn)S 형광체 등의 무기계 형광체를 이용한 경우에는, 이 형광체를 구성하는 금속원소의 일부가 석출되거나 변질되어 착색되는 것을 말하고, 또 유기계 형광체 재료를 이용한 경우에는 2중 결합이 끊어지는 등에 의해서 착색되는 것을 말한다. 또한, YAG:Ce계 형광체 또한 형광체 자체 열화로 인한 신뢰성 저하 문제를 해결하기가 곤란하다. 특히, 발광소자인 고에너지 밴드 갭을 가지는 반도체를 이용하여 형광체의 변환효율을 향상시킨 경우(즉, 반도체에 의해서 발광되는 광의 에너지가 높아지게 되어 형광체가 흡수할 수 있는 한계값(threshold) 이상의 광이 증가하여 보다 많은 광이 흡수됨), 또는 형광체의 사용량을 줄인 경우(즉, 상대적으로 형광체에 조사되는 에너지량이 많아지게 됨) 등의 경우에 있어서는 형광체가 흡수하는 광의 에너지가 필연적으로 높아지기 때문에 형광체의 열화가 현저하다. 또, 발광소자의 발광강도를 더 높여서 장기간에 걸쳐 사용하면, 형광체의 열화가 더욱더 심해지게 된다.The light emitting diode device having such a structure is excellent in initial luminous efficiency because an epoxy resin or a silicone resin containing a phosphor is directly coated and exposed on the light emitting diode chip, but a high temperature at which a phosphor component is generated in the light emitting diode chip when used for a long time is used. Due to this, there is a problem in reliability that the deterioration of the phosphor occurs, and thus, the color tone is changed or the phosphor is darkened and the external extraction efficiency of the light is lowered. Here, blackening means, for example, that when inorganic phosphors such as (Cd, Zn) S phosphors are used, a part of the metal elements constituting the phosphors are precipitated or deteriorated and colored. In the case of using, it means coloring by breaking of a double bond or the like. In addition, the YAG: Ce-based phosphor is also difficult to solve the problem of reliability deterioration due to phosphor itself deterioration. In particular, when the conversion efficiency of the phosphor is improved by using a semiconductor having a high energy band gap as a light emitting device (that is, the energy of the light emitted by the semiconductor is increased so that the light having a threshold or more that can be absorbed by the phosphor is absorbed). Increasing the amount of light absorbed by the phosphor, or decreasing the amount of phosphor used (i.e., the amount of energy irradiated to the phosphor is relatively high), inevitably increases the energy of the light absorbed by the phosphor. Is remarkable. Further, if the light emission intensity of the light emitting device is further increased and used for a long time, the deterioration of the phosphor becomes more severe.

또, 발광다이오드 칩 근방에 설치된 형광체는, 발광다이오드 칩의 온도 상승이나 외부 환경(예를 들면, 옥외에서 사용된 경우의 태양광에 의한 것 등)에 의해서 고온 상태로 되고, 이 열에 의해서 열화될 수도 있다. 또한, 형광체에 따라서는 외부에서 침입하는 수분이나 제조 시에 내부에 함유된 수분과 상기 광 및 열에 의해서 열화가 촉진되는 것도 있다. 또한, 이온성 유기염료를 사용하면, 칩 근방에서는 직류전계에 의해서 전기영동(electrophoresis)을 일으켜 색조가 변하는 경우도 있다.In addition, the phosphor provided in the vicinity of the light emitting diode chip is brought to a high temperature state due to the temperature rise of the light emitting diode chip or an external environment (for example, due to sunlight when used outdoors) and deteriorated by this heat. It may be. In addition, depending on the phosphor, deterioration may be promoted by moisture penetrating from the outside or by moisture contained in the inside at the time of manufacture and the light and heat. In addition, when an ionic organic dye is used, in the vicinity of a chip | tip, electrophoresis may be caused by a direct current electric field, and color tone may change.

이와 같이 청색 발광다이오드 칩과 형광체를 이용하여 백색광을 구현하는 발광다이오드 소자의 경우 형광체의 열화에 의한 여러 가지 문제점을 가지고 있었다.As described above, a light emitting diode device that implements white light using a blue light emitting diode chip and a phosphor has various problems due to deterioration of the phosphor.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 형광체의 열화를 방지함으로써 장시간의 사용 환경 하에서도 발광 강도 및 발광 효율의 저하나 색 편향(color shift)이 극히 작은 발광다이오드 조명 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems described above, and the problem to be solved by the present invention is to prevent the degradation of the phosphor to reduce the luminous intensity and luminous efficiency or color shift even under a long time use environment (color shift) This extremely small light emitting diode illumination device is provided.

본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명 장치는, 고정 프레임, 상기 고정 프레임에 체결되며 발광다이오드 칩을 각각 포함하는 복수의 발광다이오드 소자를 구비하는 발광다이오드 모듈, 상기 고정 프레임에 체결되어 상기 발광다이오드 모듈의 전면을 둘러싸는 광 확산 커버, 그리고 상기 발광다이오드 칩에 직접 접촉하지 않도록 설치되며 상기 발광다이오드 칩에서 나온 광의 일부를 흡수하여 소정의 발광 스펙트럼을 방출하는 형광체층을 포함한다.The light emitting diode lighting apparatus according to the embodiment of the present invention, a light emitting diode module having a plurality of light emitting diode elements each of which is fastened to the fixed frame, the fixed frame and including a light emitting diode chip, the light emitting diode is fastened to the fixed frame It includes a light diffusion cover surrounding the front surface of the module, and a phosphor layer which is installed so as not to be in direct contact with the light emitting diode chip and absorbs a part of the light emitted from the light emitting diode chip to emit a predetermined emission spectrum.

상기 형광체층은 상기 발광다이오드 모듈의 전방을 덮는 플레이트 형태를 가지도록 형성될 수 있다.The phosphor layer may be formed to have a plate shape covering the front of the light emitting diode module.

상기 형광체층은 상기 광 확산 커버의 내면에 접촉하는 커버의 형태로 형성될 수 있다.The phosphor layer may be formed in the form of a cover in contact with the inner surface of the light diffusion cover.

상기 형광체층은 상기 광 확산 커버와 상기 발광다이오드 모듈 사이의 공간에 채워지도록 형성될 수 있다.The phosphor layer may be formed to fill a space between the light diffusion cover and the light emitting diode module.

상기 형광체층은 상기 광 확산 플레이트에 일체로 형성될 수 있다.The phosphor layer may be integrally formed on the light diffusion plate.

상기 광 확산 커버와 상기 고정 프레임은 일체로 형성될 수 있다.The light diffusion cover and the fixing frame may be integrally formed.

상기 형광체층은 형광체가 함유된 수지, 플라스틱 재질, 또는 유리로 형성될 수 있다.The phosphor layer may be formed of a resin containing a phosphor, a plastic material, or glass.

상기 발광다이오드 칩은 질화물계 화합물 반도체(일반식: IniGajAlkN, 단 0≤i, 0≤j, 0≤k, i+j+k=1)로서는 InGaN이나 각종 불순물이 도프된 GaN을 포함할 수 있다.The light emitting diode chip may be formed of a nitride compound semiconductor (General Formula: In i Ga j Al k N, where 0 ≦ i, 0 ≦ j, 0 ≦ k, and i + j + k = 1) doped with InGaN or various impurities. GaN may be included.

상기 발광다이오드 칩은 청색 광을 발산하는 청색 발광다이오드 칩일 수 있고, 상기 형광체층에 함유된 형광체는 상기 청색 광의 일부를 흡수하여 500 내지 590nm의 피크를 가지며 적어도 720 내지 810nm까지 점차 줄어드는 발광 스펙트럼을 발광할 수 있는 형광체일 수 있다.The light emitting diode chip may be a blue light emitting diode chip that emits blue light, and the phosphor contained in the phosphor layer absorbs a part of the blue light to emit a light emission spectrum having a peak of 500 to 590 nm and gradually decreasing to at least 720 to 810 nm. It may be a phosphor capable of.

상기 형광체층에 함유된 형광체는 Y, Lu, Sc, La, Gd 및 Sm으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소, 그리고 Al, Ga 및 In으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하고, 세륨으로 활성화된 가넷(garnet)계 형광체를 포함할 수 있다.The phosphor contained in the phosphor layer includes at least one element selected from the group consisting of Y, Lu, Sc, La, Gd, and Sm, and at least one element selected from the group consisting of Al, Ga, and In, It may include a garnet-based phosphor activated by cerium.

상기 형광체층에 함유된 형광체는 Y3Al5O12:Ce 또는 Gd3In5O12:Ce일 수 있다.The phosphor contained in the phosphor layer may be Y 3 Al 5 O 12 : Ce or Gd 3 In 5 O 12 : Ce.

상기 형광체층에 함유된 형광체는 Sr 및 Ca으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소, 그리고 Al, Si 및 N으로 이루어진 군에서 선택되어진 적어도 하나의 원소를 포함하고, Eu(유료퓸)으로 활성된 실리케이트(Silicate)계 형광체를 포함할 수 있다.The phosphor contained in the phosphor layer includes at least one element selected from the group consisting of Sr and Ca, and at least one element selected from the group consisting of Al, Si, and N, and is activated with Eu It may include a silicate (Silicate) -based phosphor.

상기 형광체층에 함유된 형광체는 SrOXBaOZCaO 및 MgO2(SiO2)bM2O3 (여기서, 0≤x≤1, 0≤z≤1, 0≤b 임)로 구성되며, Eu(유료퓸)으로 활성된 실리케이트(Silicate)계 형광체를 포함할 수 있다.The phosphor contained in the phosphor layer is composed of SrO X BaO Z CaO and MgO 2 (SiO 2 ) b M 2 O 3 (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, 0 ≦ b ), and Eu It may include a silicate (Silicate) -based phosphor activated by (paid fume).

상기 형광체층에 함유된 형광체는 Si6 - gAlgOgN8 -g(여기서 0≤g≤3 임)로 구성되며, Eu(유료퓸)으로 활성된 실리케이트(Silicate)계 형광체를 포함할 수 있다.The phosphor contained in the phosphor layer is Si 6 - g Al g O g N 8 -g ( where Im 0≤g≤3) consist of, comprise a silicate (Silicate) based fluorescent material activated with Eu (Pay-per-fume) Can be.

상기 형광체층에 함유된 형광체는 CarEut(Si,Al)12 (O,N)12 (여기서 0≤r≤2, 0≤t≤2임) 조성계의 형광체일 수 있다.The phosphor contained in the phosphor layer may be a phosphor having a Ca r Eu t (Si, Al) 12 (O, N) 12 (where 0 ≦ r ≦ 2 and 0 ≦ t ≦ 2) composition.

상기 형광체층은 두 개 이상의 서로 조성이 다른 형광체를 포함할 수 있다.The phosphor layer may include two or more phosphors having different compositions.

상기 광 확산 커버는 형광체를 함유할 수 있고, 상기 형광체층에 함유된 형광체와 상기 광 확산 커버에 함유된 형광체는 조성이 서로 다를 수 있으며, 상기 형광체층에 함유된 형광체와 상기 광 확산 커버에 함유된 형광체 중 어느 하나는 580 내지 700nm의 피크를 갖는 적색 계열의 형광체이고 나머지 하나는 500 내지 590nm의 피크를 갖는 형광체일 수 있다.The light diffusion cover may contain a phosphor, the phosphor contained in the phosphor layer and the phosphor contained in the light diffusion cover may have a different composition, the phosphor contained in the phosphor layer and the light diffusion cover contained in Any one of the phosphors may be a red phosphor having a peak of 580 to 700 nm and the other one may be a phosphor having a peak of 500 to 590 nm.

본 발명에 의하면, 형광체를 함유한 형광체층이 발광다이오드 칩에서 이격되므로 형광체의 열화를 방지할 수 있고 그에 따라 장시간의 사용 환경 하에서도 발광 강도 및 발광 효율의 저하나 색 편향(color shift)이 극히 작은 발광다이오드 조명 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, since the phosphor layer containing the phosphor is spaced apart from the light emitting diode chip, it is possible to prevent deterioration of the phosphor, and therefore, even in a long-term use environment, the degradation of luminescence intensity, luminous efficiency and color shift are extremely low. It is possible to provide a small light emitting diode illumination device.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광다이오드 조명 장치의 개략적인 일부 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광다이오드 조명 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광다이오드 조명 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광다이오드 조명 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광다이오드 조명 장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광다이오드 조명 장치의 단면도이다.
1 is a perspective view of a light emitting diode lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic partially exploded perspective view of the LED lighting apparatus of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in Fig.
4 is a cross-sectional view of a light emitting diode lighting apparatus according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a light emitting diode lighting apparatus according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a light emitting diode lighting apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a light emitting diode lighting apparatus according to another embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view of a light emitting diode lighting apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 발광다이오드 조명 장치의 개략적인 일부 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절개한 단면도이다.1 is a perspective view of a light emitting diode lighting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial exploded perspective view of the light emitting diode lighting apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is a cutaway view taken along line III-III of FIG. 2. It is a cross section.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명 장치는 종래의 형광등과 유사한 대략 막대 형상을 가지는 직관형 조명등일 수 있다.Referring to FIG. 1, a light emitting diode lighting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention may be a linear lighting lamp having a substantially bar shape similar to a conventional fluorescent lamp.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 조명 장치는 고정 프레임(10)을 포함한다.2 and 3, the light emitting diode lighting apparatus according to the embodiment of the present invention includes a fixing frame 10.

이하에서 설명한 각종 부품들이 고정 프레임(10)에 장착되며, 고정 프레임(10)은 발광다이오드 조명 장치의 후방에 배치되어 전체적인 프레임 역할을 한다.Various components described below are mounted to the fixed frame 10, and the fixed frame 10 is disposed behind the light emitting diode lighting device to serve as an overall frame.

고정 프레임(10)은 방열 특성이 양호한 알루미늄 합금 등과 같은 금속 재질로 형성될 수 있으며, 필요에 따라 합성수지 재질로 형성될 수도 있다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 고정 프레임(10)의 후면에는 복수의 방열 홈(11)이 형성될 수 있으며, 방열 홈(11)이 형성됨으로써 외부로 노출되는 단면적이 증가하여 방열 효과가 향상된다.The fixed frame 10 may be formed of a metal material such as aluminum alloy having good heat dissipation characteristics, and may be formed of a synthetic resin material as necessary. In this case, as shown in FIG. 3, a plurality of heat dissipation grooves 11 may be formed on the rear surface of the fixing frame 10, and the heat dissipation grooves 11 are formed to increase the cross-sectional area exposed to the outside, thereby increasing heat dissipation effect. Is improved.

발광다이오드 모듈(20)이 고정 프레임(10)에 체결된다. 발광다이오드 모듈(20)은 복수의 발광다이오드 소자(23)를 포함하며, 발광다이오드 소자(23)는 발광다이오드 칩(236)을 각각 포함한다. 이때, 도 2를 참조하면, 복수의 발광다이오드 소자(23)는 고정 프레임(10)의 길이 방향을 따라 일렬로 배열될 수 있다.The light emitting diode module 20 is fastened to the fixed frame 10. The light emitting diode module 20 includes a plurality of light emitting diode elements 23, and the light emitting diode elements 23 each include a light emitting diode chip 236. In this case, referring to FIG. 2, the plurality of light emitting diode elements 23 may be arranged in a line along the length direction of the fixed frame 10.

발광다이오드 소자(23)는 인쇄회로기판(21) 상에 설치될 수 있다. 인쇄회로기판(21)은 발광다이오드 소자(23)에 전기를 인가할 수 있도록 형성된다. 인쇄회로기판(21)은 고정 프레임(10)과 유사하게 막대 형상을 가질 수 있으며, 복수의 발광다이오드 소자(23)는 인쇄회로기판(21) 상에 길이방향을 따라 일렬로 배열될 수 있다.
The light emitting diode element 23 may be installed on the printed circuit board 21. The printed circuit board 21 is formed to apply electricity to the light emitting diode element 23. The printed circuit board 21 may have a rod shape similar to the fixed frame 10, and the plurality of light emitting diode elements 23 may be arranged in a line along the length direction on the printed circuit board 21.

*이때, 고정 프레임(10)의 내측에 안착턱(12)이 형성될 수 있으며, 인쇄회로기판(21)은 양단이 안착턱(12)에 올려지는 상태로 고정 플레임(10)에 설치될 수 있다.* At this time, the mounting jaw 12 may be formed inside the fixing frame 10, and the printed circuit board 21 may be installed in the fixing frame 10 with both ends mounted on the mounting jaw 12. have.

발광다이오드 소자(23)는 한 쌍의 전극 리드(231, 232)를 포함할 수 있으며, 한 쌍의 전극 리드(231, 232)는 서로 전기적으로 절연되도록 배치된다. 그리고 한 쌍의 전극 리드(231, 232)는 합성수지 프레임(235)에 의해 고정된다. 합성수지 프레임(235)은 반사컵(239)을 형성하며, 발광다이오드 칩(236)이 반사컵(239) 내부에 배치된다. 예를 들어, 발광다이오드 칩(236)은 반사컵(239) 내에 노출된 전극 리드(231)에 접착제에 의해 고정될 수 있으며, 발광다이오드 칩(236)에서 발산되는 빛 중 일부는 반사컵(239)의 내면에 반사되어 대략 전방으로 진행하게 된다. 반사컵(239)은 에폭시 또는 실리콘과 같은 투명 수지로 채워질 수 있다.The light emitting diode element 23 may include a pair of electrode leads 231 and 232, and the pair of electrode leads 231 and 232 are arranged to be electrically insulated from each other. The pair of electrode leads 231 and 232 are fixed by the synthetic resin frame 235. The synthetic resin frame 235 forms a reflective cup 239, and the light emitting diode chip 236 is disposed inside the reflective cup 239. For example, the light emitting diode chip 236 may be fixed by an adhesive to the electrode lead 231 exposed in the reflecting cup 239, and some of the light emitted from the light emitting diode chip 236 may be reflected by the reflecting cup 239. Reflected on the inner surface of the) will proceed approximately forward. The reflective cup 239 may be filled with a transparent resin such as epoxy or silicon.

이때, 발광다이오드 칩(236)은 한 쌍의 와이어(237, 238)에 의해 한 쌍의 전극 리드(231, 232)에 각각 전기적으로 연결된다. 그리고 한 쌍의 전극 리드(231, 232)는 도전성 접착제(233, 234)에 의해 인쇄회로기판(21)에 전기적으로 연결되는 상태로 접착된다. 이에 의해 외부 전원이 인쇄회로기판(21), 도전성 접착제(233, 234)를 통해서 발광다이오드 칩(236)에 인가될 수 있다.In this case, the light emitting diode chip 236 is electrically connected to the pair of electrode leads 231 and 232 by a pair of wires 237 and 238, respectively. The pair of electrode leads 231 and 232 are bonded to each other by the conductive adhesives 233 and 234 in an electrically connected state to the printed circuit board 21. As a result, an external power source may be applied to the light emitting diode chip 236 through the printed circuit board 21 and the conductive adhesives 233 and 234.

한편, 외부전원을 적절한 형태로 변환하여 인쇄회로기판(21)으로 공급하기 위한 소자들이 구비될 수 있다. 예를 들어, 극성 전원을 무극성 전원으로 변환하는 브릿지 다이오드(103), 그리고 전극부를 연결해 주는 컨넥터(101)가 구비될 수 있다.On the other hand, elements for converting an external power source into a suitable form and supplied to the printed circuit board 21 may be provided. For example, a bridge diode 103 for converting a polarity power source into a nonpolar power source and a connector 101 connecting the electrode part may be provided.

그리고 외부 전원을 인가받기 위한 외부 전원 인가부(104)가 고정 프레임(10)의 양측에 체결될 수 있으며, 외부 전원 인가부(104)는 외측으로 노출된 한 쌍의 전극 단자(101)를 구비할 수 있다.In addition, an external power supply unit 104 for receiving external power may be fastened to both sides of the fixed frame 10, and the external power supply unit 104 includes a pair of electrode terminals 101 exposed to the outside. can do.

발광다이오드 모듈(20)의 전면을 둘러싸는 광 확산 커버(30)가 고정 프레임(10)에 체결된다.The light diffusion cover 30 surrounding the front surface of the light emitting diode module 20 is fastened to the fixed frame 10.

광 확산 커버(30)는 광 투과성이 양호하고 광 확산 효과를 가지는 폴리카보네이트와 같은 합성수지 재질로 형성될 수 있으며, 필요에 따라 열경화성 수지 또는 유리 등의 재질로 형성될 수도 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 광 확산 커버(30)는 단면이 대략 일측이 절단된 원형의 형태를 가지는 껍질 형태로 형성될 수 있으며, 광 확산 커버(30)와 고정 프레임(10)이 합쳐져 대략 원형의 단면 형상을 이루도록 할 수 있다. 광 확산 커버(30)의 단면 형상은 이에 한정되는 것을 아니며 타원형, 다각형 등 다양하게 변경될 수 있다.The light diffusion cover 30 may be formed of a synthetic resin material such as polycarbonate having good light transmission and light diffusion effect, and may be formed of a material such as thermosetting resin or glass, if necessary. As shown in the figure, the light diffusing cover 30 may be formed in a shell shape having a circular shape in which one side is cut approximately, and the light diffusing cover 30 and the fixing frame 10 are combined to form a substantially circular shape. It is possible to achieve the cross-sectional shape of. The cross-sectional shape of the light diffusion cover 30 is not limited thereto, and may be variously changed, such as an ellipse or a polygon.

고정 프레임(10)의 양쪽 외측면에는 서로 마주하도록 형성되는 돌출부(14, 15)가 형성될 수 있으며, 돌출부(14, 15) 사이에 형성되는 공간에 광 확산 커버(30)의 끝단이 삽입되어 광 확산 커버(30)가 고정 프레임(10)에 체결될 수 있다.Protruding portions 14 and 15 formed to face each other may be formed on both outer surfaces of the fixing frame 10, and ends of the light diffusion cover 30 are inserted into a space formed between the protruding portions 14 and 15. The light diffusion cover 30 may be fastened to the fixed frame 10.

발광다이오드 칩(236)에서 나온 광의 일부를 흡수하여 소정의 발광 스펙트럼을 방출하는 형광체층(40)이 구비된다. 형광체층(40)은 발광다이오드 칩(236)에 직접 접촉하지 않도록 설치된다.A phosphor layer 40 is provided that absorbs a portion of the light emitted from the LED chip 236 and emits a predetermined emission spectrum. The phosphor layer 40 is provided so as not to directly contact the LED chip 236.

형광체층(40)은 발광다이오드 칩(236)에서 발산된 광의 일부를 흡수하여 이를 여기하는 형광체를 포함한다. 예를 들어, 발광다이오드 조명 장치는 백색 광을 발산하는 조명 장치일 수 있으며, 이때 발광다이오드 칩(236)은 청색 광을 발산하는 청색 발광다이오드 칩일 수 있고, 형광체층(40)의 형광체는 발광다이오드 칩(236)에서 발산된 청색 광의 일부를 흡수하여 소정 발광 스펙트럼을 발광할 수 있으며, 발광다이오드 칩(236)에서 발산되어 형광체에 흡수되지 않고 외부로 방출되는 광과 형광체층(40)에 흡수되어 발산되는 광의 조합에 의해 백색 광이 발광될 수 있다.The phosphor layer 40 includes a phosphor that absorbs a part of light emitted from the light emitting diode chip 236 and excites it. For example, the light emitting diode illumination device may be a lighting device that emits white light, wherein the light emitting diode chip 236 may be a blue light emitting diode chip that emits blue light, and the phosphor of the phosphor layer 40 is a light emitting diode. A portion of the blue light emitted by the chip 236 may be absorbed to emit a predetermined emission spectrum, and the light emitted by the LED chip 236 may be absorbed by the phosphor layer 40 and the light emitted to the outside instead of being absorbed by the phosphor. White light can be emitted by the combination of light emitted.

형광체층(40)은 에폭시와 같은 수지, 기타 플라스틱 수지, 또는 유리 등에 형광체를 함유시켜 형성될 수 있다.The phosphor layer 40 may be formed by containing a phosphor such as a resin such as epoxy, other plastic resin, or glass.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에서는, 형광체층(40)이 플레이트(plate)의 형태를 가질 수 있으며, 플레이트 형태의 형광체층(40)이 발광다이오드 모듈(20)의 전면을 덮도록 고정 프레임(10)에 설치된다. 이에 따라 발광다이오드 모듈(20)의 발광다이오드 칩(236)에서 발산된 빛을 모두 형광체층(40)을 통과한 후 전방으로 진행하게 되며, 빛이 형광체층(40)을 통과하는 과정에서 일부의 빛은 형광체층(40)의 형광체에 흡수되어 여기된다.2 and 3, in this embodiment, the phosphor layer 40 may have the form of a plate, and the phosphor layer 40 in the form of a plate covers the entire surface of the light emitting diode module 20. It is installed on the fixed frame 10 so that. Accordingly, all the light emitted from the light emitting diode chip 236 of the light emitting diode module 20 passes through the phosphor layer 40, and then moves forward. In the process of passing light through the phosphor layer 40, a part of the light is emitted. Light is absorbed and excited by the phosphor of the phosphor layer 40.

예를 들어, 고정 프레임(10)의 전방 선단의 양측에는 평평한 안착부(13)가 구비되고, 플레이트 형태의 형광체층(40)이 안착부(13)에 설치됨으로써 형광체층(40)이 고정 프레임(10)에 설치된다. 이때, 고정 프레임(10)의 안착부(13)가 발광다이오드 모듈(20)의 선단보다 전방으로 더 돌출되어 형성됨으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 형광체층(40)이 발광다이오드 모듈(20)에서 이격된다. 이에 따라 형광체층(40)에 함유된 형광체가 발광다이오드 칩(236)에 직접 접촉하지 않게 된다. 이에 따라 형광체가 발광다이오드 칩(236)의 열에 직접 노출되는 것을 막을 수 있고 이에 따라 열에 의한 형광체의 열화 및 그에 따른 각종 문제점을 최소화할 수 있다.For example, flat mounting portions 13 are provided at both sides of the front end of the fixed frame 10, and the phosphor layer 40 is provided on the mounting portion 13 by the plate-like phosphor layer 40. It is installed at (10). At this time, the mounting portion 13 of the fixing frame 10 is formed to protrude further forward than the front end of the light emitting diode module 20, the phosphor layer 40 as shown in Figure 3 the light emitting diode module 20 Is spaced from As a result, the phosphor contained in the phosphor layer 40 does not directly contact the LED chip 236. Accordingly, it is possible to prevent the phosphor from being directly exposed to the heat of the LED chip 236, thereby minimizing the degradation of the phosphor due to heat and various problems thereof.

한편, 발광다이오드 칩(236)은 In을 포함하는 질화물계 반도체로서 440 내지 480nm의 범위에 발광 스펙트럼의 피크를 가지는 청색 발광다이오드 칩일 수 있다. 예를 들어, 질화갈륨계 화합물 반도체(일반식: IniGajAlkN, 단 0≤i, 0≤j, 0≤k, i+j+k=1)로서는 InGaN이나 각종 불순물이 도프된 GaN을 비롯하여 여러 가지 반도체일 수 있다.On the other hand, the light emitting diode chip 236 is a nitride-based semiconductor including In may be a blue light emitting diode chip having a peak of the emission spectrum in the range of 440 ~ 480nm. For example, as a gallium nitride compound semiconductor (General Formula: In i Ga j Al k N, where 0≤i, 0≤j, 0≤k, and i + j + k = 1), InGaN or various impurities are doped. GaN may be a variety of semiconductors.

이때, 형광체층(40)에 함유된 형광체는 발광다이오드 칩(236)에서 발산된 청색 광의 일부를 흡수하여 500 내지 590nm의 피크를 가지며 적어도 720 내지 810nm까지 점차 줄어드는 발광 스펙트럼을 발광할 수 있는 형광체일 수 있다.In this case, the phosphor contained in the phosphor layer 40 is a phosphor capable of absorbing a part of the blue light emitted from the light emitting diode chip 236 and having a peak of 500 to 590 nm and emitting light emission spectrum gradually decreasing to at least 720 to 810 nm. Can be.

구체적으로, 형광체층(40)에 함유된 형광체는 Y, Lu, Sc, La, Gd 및 Sm으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소, 그리고 Al, Ga 및 In으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하고, 세륨으로 활성화된 가넷(garnet)계 형광체를 포함할 수 있다.Specifically, the phosphor contained in the phosphor layer 40 is at least one element selected from the group consisting of Y, Lu, Sc, La, Gd and Sm, and at least one selected from the group consisting of Al, Ga and In It may include a garnet-based phosphor containing an element, and activated with cerium.

한편, 형광체층(40)에 함유된 형광체는 Y3Al5O12:Ce 또는 Gd3In5O12:Ce일 수도 있다.Meanwhile, the phosphor contained in the phosphor layer 40 may be Y 3 Al 5 O 12 : Ce or Gd 3 In 5 O 12 : Ce.

다른 한편, 형광체층(40)에 함유된 형광체는 Sr 및 Ca으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소, 그리고 Al, Si 및 N으로 이루어진 군에서 선택되어진 적어도 하나의 원소를 포함하고, Eu(유료퓸)으로 활성된 실리케이트(Silicate)계 형광체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 형광체는 (SrCa)AlSiN3:Eu)일 수 있다.On the other hand, the phosphor contained in the phosphor layer 40 contains at least one element selected from the group consisting of Sr and Ca, and at least one element selected from the group consisting of Al, Si, and N, And silicate-based phosphors activated with fume). For example, the phosphor may be (SrCa) AlSiN 3 : Eu).

한편, 형광체층(40)에 함유된 형광체는 SrOXBaOZCaO 및 MgO2(SiO2)bM2O3 (여기서, 0≤x≤1, 0≤z≤1, 0≤b 임)로 구성될 수 있으며, Eu(유료퓸)으로 활성된 실리케이트(Silicate)계 형광체를 포함할 수 있다.On the other hand, the phosphor contained in the phosphor layer 40 is SrO X BaO Z CaO and MgO 2 (SiO 2 ) b M 2 O 3 (where 0≤x≤1, 0≤z≤1, 0≤b) It may be configured, and may include a silicate (Silicate) -based phosphor activated by Eu (Pigarium).

한편, 형광체층(40)에 함유된 형광체는 Si6 - gAlgOgN8 -g(여기서 0≤g≤3 임)로 구성될 수 있으며, Eu(유료퓸)으로 활성된 실리케이트(Silicate)계 형광체를 포함할 수 있다.On the other hand, the phosphor contained in the phosphor layer 40 may be composed of Si 6 - g Al g O g N 8- g (where 0≤g≤3), silicate activated with Eu (paid fume) (Silicate ) May include a phosphor.

한편, 형광 수지층(80)에 함유된 형광체는 CarEut(Si,Al)12(O,N)12 (여기서 0≤r≤2, 0≤t≤2 임) 조성계의 형광체일 수 있다.Meanwhile, the phosphor contained in the fluorescent resin layer 80 may be a phosphor having a Ca r Eu t (Si, Al) 12 (O, N) 12 (where 0 ≦ r ≦ 2 and 0 ≦ t ≦ 2) composition. .

한편, 형광체로서, 일반식 (Re1 - rSmr)3(Al1 - sGas)5O12:Ce (단, 0≤r<1, 0≤s≤1, Re는 Y, Gd에서 선택되는 적어도 일종)로 표시되는 형광체를 사용할 수 있으며, 이트륨ㆍ알루미늄ㆍ가넷계 형광체를 사용한 경우와 동일한 우수한 특성을 얻을 수 있다.On the other hand, as the phosphor, the general formula (Re 1 - r S m r ) 3 (Al 1 - s Ga s ) 5 O 12 : Ce (where 0≤r <1, 0≤s≤1, Re is Y, Gd Phosphors represented by at least one selected) can be used, and the same excellent characteristics as in the case of using the yttrium aluminum garnet-based phosphor can be obtained.

또한, 발광파장이나 발광강도 등의 발광특성의 온도 의존성을 줄이기 위해서, 형광체로서, 일반식 (Y1 -p-q- rGdpCeqSmr)3(Al1 - sGas)5O12 (단, 0≤p≤0.8, 0.003≤q≤0.2, 0.0003≤r≤0.08, 0≤s≤1)로 표시되는 형광체를 사용할 수도 있다.Further, in order to reduce temperature dependence of light emission characteristics of the light emission such as wavelength or light emission intensity, the phosphor represented by the general formula (Y 1 -pq- r Gd p Ce q Sm r) 3 (Al 1 - s Ga s) 5 O 12 ( However, phosphors represented by 0 ≦ p ≦ 0.8, 0.003 ≦ q ≦ 0.2, 0.0003 ≦ r ≦ 0.08, and 0 ≦ s ≦ 1) may be used.

또한, 형광체는 각각 Y과 Al을 포함하여 이루어지는 서로 조성이 다른 2이상의, 세륨으로 활성화된 이트륨ㆍ알루미늄ㆍ가넷계 형광체를 포함할 수도 있다. 이것에 의해서, 발광소자의 특성(발광파장)에 대응하여 형광체의 발광 스펙트럼을 조정함으로써 소망하는 발광색을 발광시킬 수 있다.The phosphor may also include two or more yttrium-aluminum-garnet-based phosphors activated by cerium, each having a composition different from each other including Y and Al. As a result, a desired emission color can be emitted by adjusting the emission spectrum of the phosphor corresponding to the characteristics (light emission wavelength) of the light emitting element.

또한, 발광파장을 소정의 값으로 설정하기 위해서, 형광체는 각각 일반식 (Re1-rSmr)0(Al1-sGas)5O12:Ce (단, 0≤r<1, 0≤s≤1, Re는 Y, Gd에서 선택되는 적어도 일종)로 표시되는 형광체일 수 있고, 서로 조성이 다른 2이상의 형광체를 포함할 수도 있다.In addition, in order to set the emission wavelength to a predetermined value, the phosphors are each represented by the general formula (Re 1-r S m r ) 0 (Al 1-s Ga s ) 5 O 12 : Ce (where 0 ≦ r <1, 0 ≤ s ≤ 1, Re may be a phosphor represented by at least one selected from Y, Gd), and may include two or more phosphors having different compositions from each other.

또한, 발광파장을 조정하기 위해서, 형광체는 일반식 Y3(Al1 - sGas)5O12:Ce로 표시되는 제 1 형광체, 그리고 일반식 Re3Al5O12:Ce로 표시되는 제 2 형광체를 포함할 수도 있다. 여기서, 0≤s≤1이고, Re는 Y, Gd, La에서 선택되는 적어도 일종이다.In addition, the phosphor has a general formula Y 3 in order to adjust the emission wavelength (Al 1 - s Ga s) 5 O 12: The represented by Ce: a first phosphor represented by Ce, and the general formula Re 3 Al 5 O 12 It may also contain two phosphors. Here, 0 ≦ s ≦ 1, and Re is at least one selected from Y, Gd, and La.

또한, 발광파장을 조정하기 위해서, 형광체는, 각각 이트륨ㆍ알루미늄ㆍ가넷계 형광체에 있어서, 이트륨의 일부가 가돌리늄(Gd)으로 치환되고, 서로 치환량이 다른 제 1 형광체와 제 2 형광체를 포함할 수도 있다. 또한, 발광다이오드 소자의 발광 스펙트럼의 주(主) 피크가 400nm에서 530nm 범위 내에 설정되고, 또한 형광체의 주(主) 발광파장이 발광다이오드 소자의 주 피크 파장보다 길게 되도록 설정할 수 있다. 이것에 의해서, 백색계의 광을 효율 좋게 발광시킬 수 있다.In addition, in order to adjust the light emission wavelength, each of the phosphors may include a first phosphor and a second phosphor in which yttrium is partially replaced by gadolinium (Gd) in the yttrium-aluminum-garnet-based phosphor, and the substitution amounts are different from each other. have. Further, the main peak of the emission spectrum of the light emitting diode element can be set within the range of 400 nm to 530 nm, and the main light emission wavelength of the phosphor can be set longer than the main peak wavelength of the light emitting diode element. As a result, the white light can be efficiently emitted.

또한, 발광다이오드 소자의 발광층이 In을 포함하는 질화갈륨계 반도체를 포함하여 이루어지고, 형광체가 이트륨ㆍ알루미늄ㆍ가넷계 형광체에 있어서 Al의 일부가 Ga에 의해서 Ga:Al이 1:1에서 4:6의 범위 내의 비율이 되도록 치환되고, 또한 Y의 일부가 Gd에 의해서 Y:Gd가 4:1 에서 2:3의 범위 내의 비율이 되도록 치환될 수 있다. 이와 같이 조정된 형광체의 흡수 스펙트럼은, 발광층으로서 In을 포함하는 질화갈륨계 반도체를 가지는 발광다이오드 소자가 발광하는 광의 파장과 매우 잘 일치하므로, 변환효율(발광효율)을 좋게 할 수 있다. 또, 발광다이오드 소자의 청색광과 상기 형광체의 형광 광의 혼색에 의한 광은 연색성(color rendering)이 좋은 양질의 백색이 되며, 이 점에서 매우 우수한 발광장치를 제공할 수 있다.In addition, the light emitting layer of the light emitting diode element includes a gallium nitride-based semiconductor containing In, and the phosphor is a yttrium-aluminum-garnet-based phosphor in which a part of Al is Ga, and Ga: Al is 1: 1 to 4: It may be substituted so that it becomes a ratio within the range of 6, and a part of Y may be substituted so that Y: Gd may become a ratio within a range of 4: 1 to 2: 3 by Gd. The absorption spectrum of the phosphor thus adjusted is very well matched with the wavelength of light emitted by the light emitting diode element having a gallium nitride based semiconductor including In as a light emitting layer, so that the conversion efficiency (luminescence efficiency) can be improved. In addition, the light generated by the mixture of the blue light of the light emitting diode element and the fluorescent light of the phosphor is a white color having good color rendering and can provide a very excellent light emitting device in this respect.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 발광효율의 향상 및 수명의 연장을 위해, 발광다이오드 칩(236)의 발광 스펙트럽의 주 피크를 가시광 중에서 비교적 단파장인 440 내지 480nm 범위의 짧은 범위 내로 설정하고, 형광체층(40)의 형광체의 주 발광파장을 발광다이오드 칩(236)의 주 피크 파장보다 길게 설정하였다. 또한 이와 같이 함으로써 형광체에 의해서 변환된 광은 발광다이오드 칩(40)에서 발광하는 광보다 장파장이기 때문에 형광체 등에 의해서 변환된 후의 광이 발광다이오드 칩(40)에 조사되더라도 발광다이오드 소자(236)에 의해서 흡수되지 않는다. 이는 발광다이오드 칩(236)의 밴드 캡 에너지보다 변환된 광의 에너지가 작기 때문이다.In addition, according to the embodiment of the present invention, in order to improve the luminous efficiency and extend the lifespan, the main peak of the light emission spectrum of the light emitting diode chip 236 is set within a short range of 440 to 480 nm, which is a relatively short wavelength in visible light, The main light emission wavelength of the phosphor of the phosphor layer 40 was set longer than the main peak wavelength of the light emitting diode chip 236. In this way, since the light converted by the phosphor is longer in wavelength than the light emitted from the light emitting diode chip 40, the light emitting diode element 236 is used by the light emitting diode element 236 even if the light converted by the phosphor or the like is irradiated onto the light emitting diode chip 40. FIG. It is not absorbed. This is because the energy of the converted light is smaller than the band cap energy of the light emitting diode chip 236.

도 4 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 발광다이오드 조명 장치의 단면도이다. 본 발명의 다른 실시예들에 따르면 형광체층은 다양한 형태를 가질 수 있으며 다양한 위치에 배치될 수 있다. 이하에서 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예들을 설명한다. 위에서 설명한 실시예에서와 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다.4 to 8 are cross-sectional views of light emitting diode lighting apparatuses according to other embodiments of the present invention. According to other embodiments of the present invention, the phosphor layer may have various shapes and may be disposed at various positions. Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 8. The same reference numerals are used for the same parts as in the above-described embodiment, and description of the overlapping parts will be omitted.

먼저, 도 4를 참조하변, 고정 프레임(110)의 후면 양측에 마주하는 돌출부(114, 115)가 구비되고, 이 돌출부(114, 115) 사이의 공간에 광 확산 커버(130)의 끝단이 삽입된다. 이때, 광 확산 커버(130)의 끝단에 돌기(131)가 구비되고, 이 돌기(131)가 돌출부(114, 115) 사이의 공간에 억제 끼움 방식으로 끼워진다.First, with reference to FIG. 4, protrusions 114 and 115 facing both sides of the rear side of the fixing frame 110 are provided, and an end of the light diffusion cover 130 is inserted into a space between the protrusions 114 and 115. do. At this time, the projection 131 is provided at the end of the light diffusion cover 130, the projection 131 is fitted in the space between the protrusions 114, 115 in a suppression fitting manner.

그리고 고정 프레임(110)의 전방 선단 근처에는 서로 마주하는 한 쌍의 안착부(112)가 구비되고, 발광다이오드 모듈(23)의 인쇄회로기판(21)이 안착부(112)에 안착된다.In addition, a pair of seating parts 112 facing each other are provided near the front end of the fixed frame 110, and the printed circuit board 21 of the light emitting diode module 23 is seated on the seating part 112.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 형광체층(140)은 광 학산 커버(130)의 내면에 접촉하는 커버의 형태로 형성된다. 즉, 형광체층(140)은 일정한 두께를 가지는 일측이 절단된 원형 껍질의 형태를 가지며, 광 확산 커버(130)의 내면에 밀착된다.And, as shown in Figure 4, the phosphor layer 140 is formed in the form of a cover in contact with the inner surface of the optical cover cover 130. That is, the phosphor layer 140 has a form of a circular shell in which one side having a predetermined thickness is cut and is in close contact with the inner surface of the light diffusion cover 130.

한편, 도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 형광체층(140)이 광 확산 커버(130)에 일체로 형성된다. 즉, 형광체층(140)과 광 확산 커버(130)의 하나의 부재로 형성되며, 이는 형광체 및 확산제가 함유된 에폭시 수지, 열경화성 수지, 유리 등으로 형성될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 5, according to another embodiment of the present invention, the phosphor layer 140 is integrally formed on the light diffusion cover 130. That is, it is formed of one member of the phosphor layer 140 and the light diffusion cover 130, which may be formed of an epoxy resin, a thermosetting resin, glass, etc. containing the phosphor and the diffusion agent.

한편, 도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 형광체층(240)이 광 확산 커버(130)와 발광다이오드 모듈(20) 사이의 공간에 채워지도록 형성된다. 이때, 발광다이오드 칩(236)의 반사컵(239)은 실리콘이나 에폭시와 같은 투명 수지로 채워질 수 있으며, 이에 따라 형광체층(240)의 형광체가 발광다이오드 칩(236)에 직접 접촉하는 것이 방지된다.Meanwhile, referring to FIG. 6, according to another embodiment of the present invention, the phosphor layer 240 is formed to be filled in the space between the light diffusion cover 130 and the light emitting diode module 20. In this case, the reflective cup 239 of the light emitting diode chip 236 may be filled with a transparent resin such as silicon or epoxy, thereby preventing the phosphor of the phosphor layer 240 from directly contacting the light emitting diode chip 236. .

한편, 도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 형광체층(340)은 높이가 가변되는 다단 형태로 형성되며, 서로 마주하는 후단부(341)가 고정 프레임(110)의 선단에 형성된 안착면에 고정된다. 이때 발광다이오드 칩(23)이 고정 프레임(10)의 선단보다 약간 돌출되어 형성된다.On the other hand, referring to Figure 7, according to another embodiment of the present invention, the phosphor layer 340 is formed in a multi-stage shape of varying height, the rear end portion 341 facing each other the front end of the fixed frame 110 It is fixed to the seating surface formed in the. At this time, the light emitting diode chip 23 is formed to protrude slightly from the tip of the fixed frame 10.

한편, 도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 별도의 고정 플레임이 구비되는 것이 아니라, 광 확산 커버(230)와 고정 프레임이 일체로 형성된다. 즉, 광 확산 커버(230)가 위에서 설명한 광 확산 커버의 기능 및 고정 프레임의 기능을 동시에 수행한다. 도면에 도시된 바와 같이 광 확산 커버(230)는 대략 원형의 단면을 가지도록 형성될 수 있다. 이때, 광 확산 커버(230)는 폴리카보네이트 등의 수지로 형성될 수도 있으며, 광 확산제가 함유된 에폭시 수지 등으로 형성될 수도 있다.Meanwhile, referring to FIG. 8, according to another embodiment of the present invention, the light diffusion cover 230 and the fixing frame are integrally formed instead of a separate fixing frame. That is, the light diffusion cover 230 simultaneously performs the function of the light diffusion cover and the function of the fixed frame described above. As shown in the figure, the light diffusion cover 230 may be formed to have a substantially circular cross section. In this case, the light diffusion cover 230 may be formed of a resin such as polycarbonate, or may be formed of an epoxy resin containing a light diffusing agent.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 형광체층(40, 140, 240, 340)은 두 개 이상의 서로 조성이 다른 형광체를 포함할 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, the phosphor layers 40, 140, 240, and 340 may include two or more phosphors having different compositions.

나아가, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 형광체가 함유된 형광체층(40, 140, 240, 340)이 구비되고 나아가 광 확산 플레이트(30, 130, 230)에도 형광체가 함유될 수 있다. 형광체층(40, 140, 240, 340)에 함유된 형광체와 광 확산 커버(30, 130, 230)에 함유된 형광체는 조성이 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 형광체층(40, 140, 240, 340)에 함유된 형광체는 580 내지 700nm의 피크를 갖는 적색 계열의 형광체이고, 광 확산 커버(30, 130, 230)에 함유된 형광체는 500 내지 590nm의 피크를 갖는 형광체일 수 있다. 한편, 형광체층(40, 140, 240, 340)에 함유된 형광체와 광 확산 커버(30, 130, 230)에 함유된 형광체가 이와 반대일 수 있다.Furthermore, according to another embodiment of the present invention, the phosphor layers 40, 140, 240, and 340 containing phosphors may be provided, and the phosphors may also be contained in the light diffusion plates 30, 130, and 230. The phosphor contained in the phosphor layers 40, 140, 240, and 340 and the phosphor contained in the light diffusion covers 30, 130, and 230 may have different compositions. For example, the phosphors contained in the phosphor layers 40, 140, 240, and 340 are red phosphors having peaks of 580 to 700 nm, and the phosphors contained in the light diffusion covers 30, 130, and 230 are 500 to It may be a phosphor having a peak of 590 nm. Meanwhile, the phosphor contained in the phosphor layers 40, 140, 240, and 340 and the phosphor contained in the light diffusion covers 30, 130, and 230 may be opposite to each other.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And all changes and modifications to the scope of the invention.

10: 고정 프레임
20: 발광다이오드 모듈
30, 130, 230: 광 확산 커버
40, 140, 240, 340: 형광체층
10: fixed frame
20: light emitting diode module
30, 130, 230: light diffusion cover
40, 140, 240, 340: phosphor layer

Claims (7)

고정 프레임,
상기 고정 프레임에 체결되며 발광다이오드 칩을 각각 포함하는 복수의 발광다이오드 소자를 구비하는 발광다이오드 모듈,
상기 고정 프레임에 체결되어 상기 발광다이오드 모듈의 전면을 둘러싸는 광 확산 커버, 그리고
상기 발광다이오드 칩에 직접 접촉하지 않도록 설치되며 상기 발광다이오드 칩에서 나온 광의 일부를 흡수하여 소정의 발광 스펙트럼을 방출하는 형광체층을 포함하는 발광다이오드 조명 장치.
Fixed frame,
A light emitting diode module fastened to the fixed frame and having a plurality of light emitting diode elements each including a light emitting diode chip;
A light diffusion cover fastened to the fixing frame and surrounding the front surface of the light emitting diode module;
And a phosphor layer disposed so as not to directly contact the light emitting diode chip and absorbing a portion of the light emitted from the light emitting diode chip to emit a predetermined emission spectrum.
제1항에서,
상기 형광체층은 상기 발광다이오드 모듈의 전방을 덮는 플레이트 형태를 가지도록 형성되는 발광다이오드 조명 장치.
In claim 1,
The phosphor layer is formed to have a plate shape covering the front of the light emitting diode module.
제1항에서,
상기 형광체층은 상기 광 확산 커버의 내면에 접촉하는 커버의 형태로 형성되는 발광다이오드 조명 장치.
In claim 1,
The phosphor layer is formed in the form of a cover in contact with the inner surface of the light diffusion cover.
제1항에서,
상기 형광체층은 상기 광 확산 커버와 상기 발광다이오드 모듈 사이의 공간에 채워지도록 형성되는 발광다이오드 조명 장치.
In claim 1,
The phosphor layer is formed to fill the space between the light diffusion cover and the light emitting diode module.
제1항에서,
상기 형광체층은 상기 광 확산 플레이트에 일체로 형성되는 발광다이오드 조명 장치.
In claim 1,
The phosphor layer is integrally formed on the light diffusion plate.
제1항에서,
상기 광 확산 커버와 상기 고정 프레임은 일체로 형성되는 발광다이오드 조명 장치.
In claim 1,
The light diffusing cover and the fixing frame are integrally formed with a light emitting diode lighting device.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에서,
상기 형광체층은 형광체가 함유된 수지, 플라스틱 재질, 또는 유리로 형성되는 발광다이오드 조명 장치.
In any one of claims 1 to 6,
The phosphor layer is a light emitting diode illumination device is formed of a resin containing a phosphor, a plastic material, or glass.
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