KR20140062414A - 발광 다이오드의 발광 장치 및 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 발광 장치 및 구동 방법을 제공한다. 발광 장치는 적어도 하나의 청색 발광 다이오드 다이, 적어도 하나의 적색 발광 다이오드 다이 및 전기 연결 구조를 포함하며, 청색 발광 다이오드 다이는 제1 색광을 방출할 수 있고, 적색 발광 다이오드 다이는 제2 색광을 방출할 수 있으며, 전기 연결 구조는 청색 발광 다이오드 다이 및 적색 발광 다이오드 다이를 전기적으로 연결하여 빛을 방출하도록 한다. 청색 및 적색 발광 다이오드 다이가 빛을 방출할 때, 청색 발광 다이오드 다이 및 적색 발광 다이오드 다이는 각각 제1 공률( WB) 및 제2 공률(WR)을 소모하며, 또한 발광 장치의 상관색온도는 (TN) 절대 온도이며; 출력비(RW)는 제1 공률(WB)과 제2 공률(WB)의 비 값이며, 출력비(RW)는 약 7.67*ln(TN)-56.6에서 5.01*ln(TN)-37.2 사이에 있다.

Description

발광 다이오드의 발광 장치 및 구동 방법{LIGHTING APPARATUSES AND DRIVING METHODS REGARDING TO LIGHT-EMITTING DIODES}
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것이며, 특히 발광 다이오드를 이용하여 높은 연색성 지수를 생성하는 발광 장치 및 구동 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(light emitting diodes, LEDs)는 반도체를 재료로 하는 발광 장치이다. LED는 자체의 수명이 길고 전기 절약 및 경량 등 장점으로 의해, 점차 텅스텐 전구 등의 일부 전통 발광 장치를 대체하고 있다. LED가 방출하는 빛의 컬러는 보통 제조시 사용되는 반도체 재료에 의해 결정된다.
일부 LED가 채용하는 반도체 재료는 질화갈륨(gallium nitride, GaN)과 같은 3-5 족 금속이다. LED 제조 과정은 보통 이러한 금속을 에피택셜의 방식으로 탄화 규소(silicon carbide) 기저 또는 사파이어(sapphire)에 한층 한층 증착한다. 이러한 합금은 p형 또는 n형의 도핑으로 전기 특성을 조절할 수 있다. GaN을 기초로 하는 LED가 방출하는 빛의 컬러는 빛의 스펙트럼에서 대체로 자외선(UV) 또는 청색 부근에 위치한다.
조명에 사용하기 위하여, LED 상에 한층의 형광체 분말을 피복할 수 있다. 형광체 분말은 일종의 광 유도 발광 물체이며, 빛의 스펙트럼 중의 일부분의 전자파를 흡수한 후 빛의 스펙트럼 중의 다른 일부분의 전자파를 발생한다. 따라서 LED에 한층의 형광체 분말을 피복할 때, LED 중 형광체 분말층에 의해 흡수되지 않은 광 및 형광체 분말이 발생하는 광이 서로 혼합된 후, 원하는 컬러와 밝기를 얻을 수 있다.
백색광을 예로 들어, 백색 LED는 InGaN을 발광층으로 하는 청색 LED이며, 해당 청색 LED 상에는 형광체 분말이 도포되어 있어, 청색 LED가 방출하는 일부분의 청색광을 황색광 또는 황녹색광으로 전환할 수 있다. 상기 백색 LED에 전기가 공급될 때, 청색 LED 중의 반도체는 전기 에너지를 전환하여 청색광(또는 UV광)을 방출하며, 그 중 일부분은 형광체 분말에 의해 흡수되며 황녹색광(또는 황색광)으로 전환된다. 황색 또는 황녹색은 대체로 청색의 보색이므로, 육안으로는 이러한 황색광과 청색광의 조합을 전반적으로 백색광으로 판단한다. 백색광원에 관해 상관색온도(correlated color temperature, CCT) 및 연색 지수(color rendering index CRI) 등과 같은 여러가지 특성을 고려하여야 하는데 이는 모두 해당 백색광원이 방출하는 백색광이 자연계의 백색광에 접근하는 것을 묘사하는데 사용된다.
색온도는 켈빈온도(°K)로 표시하며, 이상적인 흑체가 그 온도에서 발생하는 컬러의 조합을 대표한다. 일반적으로 빛의 스펙트럼에 있어서, 텅스텐 전구는 이상적인 흑체에 많이 접근한다. 텅스텐 전구가 2000°K까지 가열되었을 때, 적색 광선을 방출한다. 온도가 올라감에 따라, 점차 주황색, 황색으로 변하며, 5000°K에 도달할 때, 대체로 백색이며, 8000°K에 도달할 때 청색이다. 쉽게 말하면, 온도가 높을수록 청색 성분이 점점 많아지며, 온도가 낮을수록 적색 성분이 점점 많아진다. 여러가지 인공 광원의 빛의 스펙트럼 분토는 이상적 흑체의 빛의 스펙트럼과 서로 다르기 때문에 상관색온도(CCT)로 그 색온도를 표시한다. 만약 일종의 인공 관원이 방출하는 빛 컬러의 조합이 이상적 흑체가 어느 한 색온도에서의 컬러 조합에 접근하면, 그 인공 관원의 CCT를 그 색온도로 정의한다. 여러가지 방법으로 색도 좌표(chromaticity coordinates)에서의 위치로부터 백색광의 CCT를 추리할 수 있다. 방법은 다르지만, 추리해 낸 CCT의 오차는 크지 않다.
CRI의 일반적인 정의는 8가지의 선정 컬러가 그 백색 광원의 조사하에서의 표현 결과이다. 하나의 백색 광원의 CRI 최고치는 100이며, 8가지 컬러가 완전히 재현되었음을 표시한다. CRI가 낮을수록 8가지 컬러에 있어서, 그 백색 광원의 조사하에서 더 큰 편차가 있음을 표시한다. 어떤 CRI의 정의는 14가지 선정 컬러를 채용한다. 본 명세서에 있어서, CRI의 정의는 상기 또는 임의의 유사한 정의에서의 결과를 의미한다.
현재 사람들한테 잘 알려진 백색 LED는 중심 발광 파장 (peak-emission wavalenght)이 약 440nm에서 480nm 인 청색 발광 다이오드와 속칭 YAG 형광체 분말(그 조성성분은 cerium doped yttrium aluminum)의 조합이다. YAG 형광체 분말은 일부분의 청색광을 황녹색광으로 전환할 수 있다. 육안으로는 청색광 및 황녹색 광의 조합을 볼 때, 백색광으로 보인다.
현재, YAG 형광체 분말 또는 유사 형광체 분말을 이용하는 백색 LED는 바람직한 CRI 및 CCT에 도달하기 어렵다. 그것은 이러한 백색 LED가 방출하는 빛은 빛의 스펙트럼에서 2개의 피크만 가지고 있으며, 각각 청색광 근처와 황녹색광 근처에 위치하며, CRI 및 CCT 조절에 필요한 낮은 파장의 적색 부분이 부족하기 때문에, 이러한 백색 LED는 5000°K이하로 낮아지기 어려우며, CRI는 보통 75보다 낮다.
백색 LED의 CCT를 낮추고 그 CRI를 증가시키는 방법은 형광체 분말의 성분을 변화시키는 것이다. 예를 들어, 형광체 분말층은 2가지 이상의 형광체 분말을 이용하는데 한가지는 YAG 형광체 분말이며, 황색광을 생성하는데 사용되며, 다른 한가지는 전문적으로 적색광을 생성하는데 사용되는 형광체 분말이다. 이러한 백색 LED는 빛의 스펙트럼에서 청색광, 황녹색광 및 적색광 근처에서의 주파수는 각각 하나의 피크를 가지고 있다. 피크의 비율 및 크기를 조절하는 것을 통해 바람직한 CCT 및 CRI를 얻을 수 있다. 그러나 적색광을 생성하는 형광체 분말의 에너지의 전환 효율은 낮아서, 전체 백색 LED의 발광 효율은 저하된다.
본 발명의 실시예는, 적어도 하나의 청색 발광 다이오드 다이, 적어도 하나의 적색 발광 다이오드 다이 및 전기 연결 구조를 포함하는 발광 장치를 제공한다. 청색 발광 다이오드 다이는 제1 색광을 방출할 수 있다. 적색 발광 다이오드 다이는 제2 색광을 방출할 수 있다. 전기 연결 구조는 청색 발광 다이오드 다이 및 적색 발광 다이오드 다이를 전기적으로 연결하여 빛을 방출하도록 한다. 청색 및 적색 발광 다이오드 다이가 빛을 방출할 때, 청색 발광 다이오드 다이 및 적색 발광 다이오드 다이는 각각 제1 공률 (WB) 및 제2 공률 (WR)을 소모하며, 또한 발광 장치의 상관색온도는 TN 절대 온도이다. 출력비 RW는 제1 공률(WB)과 제2 공률(WB)의 비 값이며, 출력비는 약 7.67*ln(TN)-56.6에서 5.01*ln(TN)-37.2 사이에 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 백색 LED를 나타내는 도이다.
도 2는 도 1의 백색 LED의 등가 광경로도(Equivalent light path)이다.
도 3은 도 1의 백색 LED을 예시하는 단면 모식도이다.
도 4는 발광 다이오드 다이를 예시하는 도이다.
도 5는 도 1의 백색 LED의 상관색온도(TN)와 출력비(RW) 사이의 관계를 나타내는 도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 도이다.
도 7은 청색 발광 다이오드 다이와 적색 발광 다이오드 다이를 서로 다른 평면에서 마련하는 것을 나타내는 도이다.
도 8은 백색 LED가 복수 개의 광학 렌즈를 가지는 것을 나타내는 도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 백색 LED(10)를 나타낸다. 백색 LED(10)는 COB(ciecuit-on-board) 패키지일 수 있으며, 패키지 기판(submount)(12), 정류기(31), 4개의 발광 다이오드 다이(32a~32d), 필터 커패시터(34), 한류 저항(36), 본딩 패드(bonding pad)(38) 및 전기 연결 구조를 포함한다. 전기 연결 구조는 패키지 기판(12) 상의 전도성 스트립( conductive strips)(39)과 본딩 와이어(bonding wire)(37)로 구성되었다. 도 2는 도 1의 백색 LED의 등가 광경로도이다.
교류의 고압 전기(High voltage electricity)(예를 들어 110ACV 또는 120ACV)(AC)는 패키지 기판(12) 상의 본딩 패드(38)로부터 입력하여, 백색 LED(10)에 전기 에너지를 공급한다. 정류기(31)는 브리지 정류기일 수 있으며, 패키지 기판(12) 상에 부착하며, 교류의 고압 전기(AC)를 직류 전기로 전환하는데 사용된다. 한류 저항(36)은 백색 LED(10)에서 흐르는 전류량을 제어할 수 있다. 필터 커패시터(34)는 정류기(31)의 양 출력단의 전압을 안정시키는데 사용되며, 안전된 전압을 발광 다이오드 다이에 제공하도록 한다. 발광 다이오드 다이(32a~32d)는 패키지 기판(12)상에 마련되며, 본딩 와이어(37)를 통해 연결되어 발광 다이오드 다이(32a~32d)는 직렬 연결 구조가 되며, 각 발광 다이오드 다이에서 흐르는 전류가 같도록 한다. 발광 다이오드 다이(32a~32d) 중 적어도 하나는 적색 발광 다이오드 다이이며, 나머지는 청색 발광 다이오드 다이이다. 전기 연결 구조를 통해 필터 커패시티(34) 상의 직류 전원은 전압을 공급하여 발광 다이오드 다이(32a~32d)가 빛을 방출하도록 한다.
도 3은 도 1의 백색 LED를 예시하는 단면 모식도이다. 패키지 기판(12)는 우수한 열전도 계수를 가지는 세라믹 기판일 수 있으며, 그 기술은 후막(thick film)제조 공정, 저온 동시 소성 세라믹(LTCC) 및 박막 제조 공정 등 방식을 통해 제작될 수 있다. 패키지 기판(12)상에는 인쇄 제판 또는 포토리소그래핑 제조 공정을 통해 형성된 금속 스트립(metal strip)(29)이 형성될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 패키지 기판(12)상의 그루브(13) 중에 청색 발광 다이오드 다이(20) 및 적색 발광 다이오드 다이(22)를 놓는다. 본 실시예에 있어서, 청색 발광 다이오드 다이는 일종의 발광 다이오드이며, 제1 색광을 방출할 수 있으며, 중심 발광 파장은 약 430nm에서 480nm사이에 위치하며, 적색 발광 다이오드 다이는 다른 일종의 발광 다이오드이며, 제2 색광을 방출할 수 있으며, 중심 발광 파장은 약 600nm에서 630nm사이에 위치한다. 청색 발광 다이오드 다이(20) 상에 형광체 분말층(24)이 마련되어 있어, 청색 발광 다이오드 다이(20)에서 방출하는 제1 색광, 예를 들어 청색광 또는 UV를 통해 여기되어 제3 색광, 예를 들어 황색광 또는 황녹색광(중심 발광 파장은 약 540nm에서 590nm사이에 위치)을 방출한다. 도 3의 실시예에 있어서, 형광체 분말층(24)은 적색 발광 다이오드 다이(22) 상에 마련되지 않는다. 투명 또는 반투명 수지(18)는 청색 발광 다이오드 다이(20) 및 적색 발광 다이오드 다이(22)를 그루브(13) 내에 밀폐한다. 수지(18)은 하나의 광학 렌즈가 되어 백색LED의 광 사출 각도를 제어한다. 다른 실시예에 있어서, 형광체 분말은 대체로 균일하게 수지(18)에 분포하는 동시에 청색 발광 다이오드 다이(20) 및 적색 발광 다이오드 다이(22) 상에 피복된다. 광반사층(15)는 그루브(13) 상에 형성되며, 청색 발광 다이오드 다이(20) 및 적색 발광 다이오드 다이(22)가 광반사층(15)를 향해 방출하는 광선을 반사할 수 있으며, 따라서 수지(18) 방향의 조명 밝기를 증가시켰다. 청색 발광 다이오드 다이(20) 및 적색 발광 다이오드 다이(22)는 금 또는 동의 본딩 와이어(bonding wire)(26)을 통해 연결된다. 본딩 와이어(26)는 청색 발광 다이오드 다이(20) 및 적색 발광 다이오드 다이(22)와 패키지 기판(12) 상의 금속 스트립(29)의 전기적 연결에도 제공된다. 전기 소자(14)는 정류기, 저항, 또는 커패시터 등 일수 있으며, 2개의 금속 스트립(29) 상에 마련된다. 일부 금속 스트립(29)은 본딩 패드(28)로 사용되고, 일부는 고압 전기(AC)의 출력으로 사용된다.
도 4는 발광 다이오드 다이(40)을 예시하며, 이는 도 1 중의 발광 다이오드 다이(32a~32d) 중의 하나일 수 있다. 기저(substrate)(42)는 사파이어 기저일 수 있으며, 그 위에는 반도체 제조 공정을 통해 형성된 복수 개의 LED 유닛(44),도선(46) 및 본딩 패드(48)가 마련된다. LED 유닛(44)는 기저(42)에 어레이로 배열되며, 대체로 서로 같은 빛의 스펙트럼의 광선을 방출한다. 각 LED 유닛(44)는 하나의 발광 접면(50)을 가지며, 그 반도체 재료는 LED 유닛(44)의 발광 컬러를 결정할 수 있다. 예를 들어, AlGaInP는 적색 LED 유닛에 적합하고, InGaN는 암록색, 청색, 자색 및 자외선 LED 유닛에 적합하다. 도선(46)은 LED 유닛(44)과 직렬 연결되며, 또한 LED 유닛(44)을 본딩 패드(48)에 전기적으로 연결한다.
도 5는 도 1의 백색 LED(10)의 상관색온도(TN)과 출력비(RW) 사이의 관계를 나타내며, 그 중, TN은 절대 온도를 표시한다. 본 명세서에 있어서, 출력비(RW)는 백색 LED 중, 모든 청색 발광 다이오드 다이가 소모한 공률(WB로 가정)과 모든 적색 발광 다이오드 다이가 소모한 공률(WR로 가정)의 비, 즉 RW=WB/WR이다. 도 5에 있어서, 곡선(60)(방사형), 곡선(61)(능형) 및 곡선(62)(사각형)은 본 발명의 실시예의 3가지 백색 LED의 측량 결과이다. 본 실시예에 있어서, 청색광 발광 효율 (EFB)은 청색 발광 다이오드가 소모한 각 유닛의 공률이며, 생성된 청색광의 광속이며, 백색광 발광 효율(EFw)은 청색 발광 다이오드가 소모한 각 유닛의 공률이며, 생성된 청색광(제1 색광) 및 형광체 분말이 생성한 황녹색광(제3 색광)을 혼합한 후의 광속이며, 적색 발광 효율(EFR)은 적색광 발광 다이오드가 소모한 각 유닛의 공률이며, 생성된 적색광(제2 색광)의 광속이다. 발광 효율비는 백색광 발광 효율(EFW)과 적색 발광 효률(EFR)의 비이다. 도 5에서 측정된 발광 효율비(EFW/EFR)는 각각 0.8(곡선(60)),1(곡선(61)),1.2(곡선(62))이다. 곡선(60)은 RW=7.67*ln(TN)-56.6을 표시하며, 곡선(62)은 RW=5.01*ln(TN)-37.2를 표시한다. 곡선 구역(64)은 곡선(60) 및 곡선(62) 사이에 위치한다. 얻고자 하는 상관색온도(또는 출력비RW)에 근거하여, 곡선(61,62,63)을 이용하여,백색 LED(10)의 출력비(RW)(또는 상관색온도TN)가 사선 부분(64)에 위치하도록 하며, 동시에 백색 LED(10)의 CRI도 85이상에 도달한다.
조명 시스테이 상관색온도에 도달할 때, 도 5는 백색 LED 중의 청색 발광 다이오드 다이와 적색 발광 다이오드 다이의 수량을 결정한다. 예를 들어, 각 청색 발광 다이오드 다이에 12개의 청색 LED 유닛이 있다고 설정하면, 각 청색 LED 유닛의 순시침 방향 조작 전압(VF)은 약 3.1볼트이며, 각 적색 발광 다이오드 다이에 6개의 적색 LED 유닛이 있으면, 각 적색 LED 유닛의 순시침 방향 조작 전압(VF)은 약 2볼트이다. 이와 같이, 각 청색 발광 다이오드 다이의 순시침 방향 조작 전압(VF)이 약 37.2볼트(3.1V*12)이며, 각 적색 발광 다이오드 다이의 순시침 방향 조작 전압(VF)이 약 12볼트(2V*6)인 것을 추리할 수 있다. 만약 도달하고자 하는 상관색온도(TN)가 4000°K일 때,도 5에 근거하여, 출력비(RW)는 7.015에서 4.353 사이에 있다. 따라서, 5개의 청색 발광 다이오드 다이와 3개의 적색 발광 다이오드 다이를 직렬 연결하면, 발생하는 출력비(RW)는 약 5.16(=37.2*5/(12*3))이고, 전체의 순시침 방향 조작 전압은 약 222V(=37.2*5+12*3)이므로, 교류 전압이 220 또는 240ACV인 전등 조명에 적합할 수 있으며, 상관색온도는 4000°K이며, 높은 CRI를 가진다.
도 2 중의 실시예에 있어서, 모든 LED 유닛은 전부 직렬 연결되어 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타내며, 그 중, 청색 발광 다이오드 유닛(70)은 직렬 연결되어, 정전류(66)에 의해 구동되며, 적색 발광 다이오드 유닛(72)은 직렬 연결되어, 정전류(68)에 의해 구동된다. 청색 발광 다이오드 유닛(70) 및 적색 발광 다이오드 유닛(72)은 공통으로 패키지 기판 상에 마련되며, 패키지 기판 상의 금속 도선 또는 본딩 와이어를 통해 직렬 또는 병렬 구조를 이룰 수 있다. 정전류(66) 및 정전류(68)은 청색 발광 다이오드 유닛(70)과 적색 발광 다이오드 유닛(72)의 출력비(RW)가 도 5 중의 사선 구역(64)에 위치하도록 하며, 희망 상관색온도 및 CRI에 도달할 수 있다. 청색 발광 다이오드 유닛(70)은 모두 하나의 청색 발광 다이오드 다이에 있을 수도 있고 또는 복수 개의 청색 발광 다이오드 다이에 나뉘어 있을 수도 있다. 마찬가지로, 적색 발광 다이오드 유닛(72)은 모두 하나의 적색 발광 다이오드 다이에 있을 수도 있고 또는 복수 개의 적색 발광 다이오드 다이에 나뉘어 있을 수도 있다. 따라서 청색 발광 다이오드 유닛(70)을 통과하는 전류와 적색 발광 다이오드 유닛(72)을 통과하는 전류는 서로 독립하기 때문에, 적당한 다이오드 수량 및 정전류 크기를 선택하기만 하면 출력비(RW)를 사선구역(62) 내에 조절할 수 있으며, 바람직한 상관색온도에 도달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 청색 발광 다이오드 다이가 생성한 청색광(제1 색광) 및 형광체 분말층이 생성한 황녹색광(제3 색광)은 백색광으로 혼합된다. 백색광의 백생광 발광효율(EFW)은 매 와트 100루멘에서 200루멘 사이에 있으며, 각 적색 발광 다이오드 다이가 방출하는 적색광(제2 색광)의 적색광 발광효율(EFR)은 매 와트 100루멘에서 200루멘 사이에 있으며, 백색 LED의 패키지 기판의 온도는 60 섭씨(온도)에서 100 섭씨(온도) 사이에 있도록 한다. 일 실시예에 있어서, 적색광 발광 효율(EFR) 및 백색광 발광 효율(EFW)은 모두 매 와트 100루멘보다 크다.
본 발명의 실시예에 있어서, 청색 발광 다이오드 다이가 발생하는 청색을 황색 또는 황녹색으로 전환하기 위한 형광체 분말층의 형광체 분말은 Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Pr,Nd, Zn, Pr, Nd, Dy, Er, Ho, Y, Ce, Al로 구성된 그룹 중의 적어도 하나를 포함한다. 형광체 분말층은 한가지 화학 조성의 형광체 분말 재료일 수 있으며, 2가지 또는 그 이상의 다른 화학 조성의 형광체 분말 재료일 수 있다.
도 3 중의 청색 발광 다이오드 다이(20) 및 적색 발광 다이오드 다이(22)는 동일한 평면에서 패키지 기판(12) 상에 고정되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 도 7의 실시예에 있어서, 청색 발광 다이오드 다이(20) 및 적색 발광 다이오드 다이(22)는 서로 다른 평면에 마련되며, 또한 적색 발광 다이오드 다이(22)와 패키지 기판의 상대 거리가 청색 발광 다이오드 다이(20)와 패키지 기판의 상대거리보다 크다. 청색 발광 다이오드 다이(20) 및 적색 발광 다이오드 다이(22)의 패키지 기판상의 위치를 적하하게 설정하면, 전체 발광 장치의 발광형을 변화시킬 수 있다.
본 발명의 실시예 중의 발광 다이오드 다이는 도 3 중의 하나의 광학 렌즈에만 제한된다. 본 발명의 다른 실시에는 복수 개의 광학 렌즈를 가지며, 일대일로 발광 다이오드 다이에 마련되며, 도 8에 나타낸 바와 같다.
이상의 서술은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 특허청구 범위에 근거하여 진행한 변화 및 수식은 모두 본 발명의 범위 내에 속한다.
10 백색 LED 12 패키지 기판
13 그루브 14 전자 소자
15 광반사층 18 수지
20 청색 발광 다이오드 다이 22 적색 발광 다이오드 다이
24 형광체 분말층 26 본딩 와이어
28 본딩 패드 29 금속 스트립
31 정류기 32a~32d 발광 다이오드 다이
34 필터 커패시터 36 한류 저항
37 본딩 와이어 38 본딩 패드
39 전도성 스트립 40 발광 다이오드 다이
42 기저 44 LED 유닛
46 도선 48 본딩 패드
50 발광 접면 60,61,62 곡선
64 사선 구역 66,68 안정 전류
70 청색 발광 다이오드 유닛 72 적색 발광 다이오드 유닛

Claims (10)

  1. 제1 색광을 방출할 수 있는 적어도 하나의 청색 발광 다이오드 다이,
    제2 색광을 방출할 수 있는 적어도 하나의 적색 발광 다이오드 다이, 및
    상기 청색 발광 다이오드 다이 및 상기 적색 발광 다이오드 다이를 전기적으로 연결하여 빛을 방출하도록 하는 전기 연결 구조를 포함하며,
    상기 청색 발광 다이오드 다이 및 적색 발광 다이오드 다이가 빛을 방출할 때, 상기 청색 발광 다이오드 다이 및 상기 적색 발광 다이오드 다이는 각각 제1 공률(WB)및 제2 공률(WR)을 소모하며, 또한 상기 발광 장치의 상관색온도는 (TN) 절대 온도이며;
    출력비(RW)는 제1 공률(WB)과 제2 공률(WB)의 비 값이며,
    상기 출력비(RW)는 약 7.67*ln(TN)-56.6에서 5.01*ln(TN)-37.2 사이에 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 색광은 청색광 또는 자외선인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 청색 발광 다이오드 다이에 광학적으로 결합하여 상기 제1 색광에 의해 여기되어 제3 색광의 빛을 방출하는 형광체 분말층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 형광체 분말층은 동시에 상기 청색 발광 다이오드 다이와 상기 적색 발광 다이오드 다이에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 형광체 분말층은 상기 청색 발광 다이오드 다이에 위치하지만, 상기 적색 발광 다이오드 다이에 위치하지 않는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 형광체 분말층은 적어도 2가지 서로 다른 화학 조성의 형광체 분말 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 색광과 제3 색광은 백색광으로 혼합되며, 상기 제2 색광의 발광 효율 및 상기 백색광의 발광 효율은 모두 100 Lumen/W보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 청색 발광 다이오드 다이와 상기 적색 발광 다이오드 다이가 모두 동일한 평면에서 고정되는 패키지 기판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 청색 발광 다이오드 다이와 상기 적색 발광 다이오드 다이가 서로 다른 평면에서 고정되는 패키지 기판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적색 발광 다이오드 다이와 상기 패키지 기판의 상대 거리가 상기 청색 발광 다이오드 다이와 상기 패키지 기판의 상대거리보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 장치.
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