KR20150115208A - 형광체 담지용 유리 조성물 및 파장 변환기, 그것을 포함하는 발광 장치 - Google Patents
형광체 담지용 유리 조성물 및 파장 변환기, 그것을 포함하는 발광 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 저온 소성이 가능한 형광체 담지용 유리 조성물 및 파장 변환 및 그것을 포함하는 발광 장치에 대한 것이다. 본 발명에 따른 형광체 담지용 유리 조성물은 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리를 포함하되, 상기 SiO2는 10 내지 20mol%로, 상기 B2O3는 30 내지 40mol%로, 상기 Al2O3는 0 내지 5mol%로, 상기 ZnO는 15 내지 35mol%로, 상기 Na2O는 15 내지 30mol%로 포함하고, 상기 SiO2/Na2O의 비율은 0.4 내지 1.1이고, 상기 SiO2/ZnO의 비율은 0.4 내지 0.6이다.
Description
본 발명은 형광체 담지용 유리 조성물 및 파장 변환기, 그것을 포함하는 발광 장치에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 저온 소성이 가능한 형광체 담지용 유리 조성물 및 파장 변환기, 그것을 포함하는 발광 장치에 대한 것이다.
발광 다이오드(light emitting diode)는 에너지 변환 효율이 높고, 수명이 길며, 저 전압 구동이 가능하며, 복잡한 구동회로가 필요하지 않는 장점이 있다. 따라서, 발광 다이오드는 가까운 미래에 백열등, 형광등 및 수은등과 같은 기존의 광원을 대체할 고체 조명(solid-state lighting)으로 기대를 모으고 있다. 특히, 백색 발광 다이오드는 차세대 광원으로서의 효용 가치가 높다.
일반적으로 발광 다이오드는 그 발광 원리상 좁은 파장 범위의 단색광 밖에는 방출 할 수 없으므로, 백색 발광 다이오드를 구현하기 위해서는 둘 이상의 다른 색을 방출하는 발광 다이오드들을 조합하거나, 하나의 발광 다이오드에서 둘 이상의 활성 영역을 갖도록 하거나, 발광 다이오드와 파장 변환 물질, 예를 들어, 형광체, 반도체 또는 염료 등을 조합하는 기술 등이 사용된다. 이들 중에서 파장 변환 물질을 이용하여, 변환된 파장의 광과 변환되지 않는 광이 혼색되어 백색광을 구현하는 기술이 통상적으로 사용된다.
상기 파장 변환 물질 중에서 형광체가 일반적으로 사용되며, 형광체는 실리케이트(silicate)계, YAG(yttrium aluminium garnet), TAG(terbium aluminium garnet), 나이트라이드(nitride)계 등의 형광체가 사용된다. 이들 형광체는 분말형태로 제조되어 레진(resin), 실리콘(silicon) 등의 합성 유기 소재에 담지되어 파장 변환 물질로서 사용된다. 종래의 형광체 담지체인 유기 합성 수지는 장시간 소용 시, 자외선 및 수분 등의 외부적 요인과 발광 다이오드 자체의 열 및 빛 등의 내부적 요인으로 인해 소재 자체가 황변 또는 갈변되거나 열화되는 문제가 있었다.
이로 인해, 발광 다이오드의 신뢰성이 떨어지고 수명이 감소되어 그 사용이 제한되었다. 하지만, 무기물을 담지체로 사용하는 경우, 기존의 유기물을 사용하는 경우와 같이 형광체의 조절이 용이하고, 기존의 유기물 소재가 갖는 변색, 열화 등의 문제점이 개선될 수 있다.
다만, 유리를 형광체 담지체로서 사용하기 위해서는 형광체를 담지하기에 적합한 유리 프릿(frit)이 제공되어야 한다. 예컨대, 실리케이트계 및 나이트라이트계 형광체는 고온에서 활성이온의 변질로 인한 효율 전하가 손쉽게 발생하므로, 형광체를 담지하기 위한 유리 프릿은 550℃ 이하의 소성 온도가 요구되고, 소성 시 형광체와의 반응이 최소화되어야 하며, 소성 온도에서 높은 유동성을 가져야 공정 시간이 단축되고 기포의 발생이 억제된다. 또한, 소성 후에도 높은 투과도를 가져야 발광 다이오드의 파장 변환 물질로 사용될 수 있다.
종래의 유리 소재는 높은 소성온도를 요구하므로, 공정 비용이 높고, 사용이 가능한 형광체가 제한적인 단점이 있다. 또한, 종래의 유리 소재 중 저온 소성이 가능한 유리 소재의 경우에는, P2O5의 함량이 높기 때문에, 화학적 안정성이 떨어지고 소성 후의 투과도 개선이 어려운 단점이 있다.
따라서, 550℃ 이하의 온도에서 소성이 가능하고, 열적 및 화학적으로 안정된 유리 소재의 개발이 요구된다.
일본 공개특허 2008-255362호에 개시된 SiO2-B2O3계 유리, SiO2-B2O3-BaO계 유리 및 ZnO-B2O3-SiO2 계 유리는 그 소성 온도가 높아 다양한 형광체에 적용하기 힘든 단점이 있다. 그리고, 대한민국 공개 특허 10-2009-0026754호 및 대한민국 공개 특허 10-2013-0127716호에 각각 개시된 SnO-P2O5-B2O3계 유리와 P2O5-ZnO-SiO2계 유리는 저온 소성이 가능하지만, P2O5가 반드시 40mol% 이상 함유되어야 한다. 이 경우, P2O5의 높은 흡습성으로 인해 제조공정 상으로는 양산이 어렵고, 제조된 유리는 화학적 내구성이 취약하여 장기적인 내구성이 문제된다. 또한, 유리 프릿(frit)으로 제조하기 위해서는 일반적으로 분쇄 공정을 거친다. P2O5를 다량 함유한 유리는 분쇄 시, 대기와의 화학작용 등에 의한 착색 형상 및 이물질 유입현상이 발생할 수 있다. 따라서, P2O5를 다량 함유한 유리는 투명도가 문제된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 안정성 및 신뢰성이 높은 형광체 담지용 유리 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 낮은 소성온도를 가지는 형광체 담지용 유리 조성물, 구체적으로, 소성온도가 550℃ 이하인 형광체 담지용 유리 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 열적 및 화학적으로 안정한 형광체 담지용 유리 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 흡습성이 낮고, 상분리의 가능성이 낮은 형광체 담지용 유리 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 다양한 종류의 형광체를 담지할 수 있는 형광체 담지용 유리 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 공정 조건의 민감도 및 양산성이 개선된 형광체 담지용 유리 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 상기 형광체 담지용 유리 조성물 포함하는 파장 변환기를 제공하여, 신뢰성 및 수명이 개선된 발광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 형광체 담지용 유리 조성물은 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리를 포함하되, 상기 SiO2는 10 내지 20mol%로, 상기 B2O3는 30 내지 40mol%로, 상기 Al2O3는 0 내지 5mol%로, 상기 ZnO는 15 내지 35mol%로, 상기 Na2O는 15 내지 30mol%로 포함하고, 상기 SiO2/Na2O의 비율은 0.4 내지 1.1이고, 상기 SiO2/ZnO의 비율은 0.4 내지 0.6일 수 있다. 본 발명에 따른 형광체 담지용 유리 조성물은 P2O5 및 SnO를 포함하지 않으므로, 제조 공정의 민감도가 개선되고, 제조된 유리의 화학적 및 열적 안정성이 높아 신뢰성이 향상된다.
또한,
소성 온도가 550℃ 이하일 수 있다.
나아가, MgO, WO3, SrO, BaO, Al2O3, Y2O3, Ga2O3, In2O3, WO3, GeO2 및 La2O3 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다
또한, R2O를 더 포함하되, 상기 R은 Li, Na, K, Rb 및 Cs 중 어느 하나이며, 상기 R2O는 20 mol%이하로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파장 변환기는 상술한 형광체 담지용 유리 조성물; 및 상기 유리 조성물에 담지된 형광체를 포함할 수 있다.
나아가, 상기 형광체는 YAG계 형광체, TAG계 형광체, 실리케이트(Silicate)계 형광체, 나이트라이드(Nitride)계 형광체, 플로우라이드(Fluoride)계 형광체, 옥시설파이드(Oxysulfide)계 형광체, 옥시나이트라이드(Oxynitride)계 형광체, 및 옥시플루오라이드(Oxyfluoride)계 형광체에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는 발광 다이오드; 및 상기 발광 다이오드에서 방출된 광의 파장을 변환하는 파장 변환기를 포함하되, 상기 파장 변환기는 청구항 1 내지 4의 어느 한 항에 따른 형광체 담지용 유리 조성물; 및 상기 유리 조성물에 담지된 형광체를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파장 변환기 제조 방법은 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리 프릿 및 형광체를 혼합하고, 혼합된 상기 유리 프릿 및 상기 형광체를 소정의 소성 온도에서 소성하는 것을 포함하되, 상기 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리 프릿은, 상기 SiO2는 10 내지 20mol%로, 상기 B2O3는 30 내지 40mol%로, 상기 Al2O3는 0 내지 5mol%로, 상기 ZnO는 15 내지 35mol%로, 상기 Na2O는 15 내지 30mol%로 포함할 수 있다.
또한, 상기 소성하는 것은 대기 분위기 또는 환원 분위기에서 수행될 수 있다.
나아가, 상기 소성 온도는 550℃ 이하일 수 있다.
상기 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리 프릿은 R2O를 더 포함하되, 상기 R은 Li, Na, K, Rb 및 Cs 중 어느 하나이며, 상기 R2O는 20mol%이하로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 형광체 담지용 유리 조성물은, 균일하게 형광체를 담지할 수 있고, 착색이 적어 투과도가 높으며, 화학적 및 물리적으로 안정하여 변성, 변색 및 열화 발생이 효과적으로 억제될 수 있으므로, 신뢰성 및 효율이 높고 수명이 길다. 또한, 본 발명에 따른 형광체 담지 유리 조성물은 550℃ 이하의 온도에서 소성이 가능하여 공정 적용성이 우수하고, 다양한 형광체를 적용하여 파장 변환기를 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 파장 변환기는 상기 형광체 담지용 유리 조성물이 SnO 및 P2O5를 포함하지 않으므로, 흡습성이 낮고, 저온에서 유동성이 높다. 또한, 파장 변화기의 제조가 대기 분위기 또는 환원 분위기에서 수행될 수 있어 제조 공정이 용이하다.
또한, 본 발명에 따른 발광 장치는 상기 파장 변환기 및 상기 형광체 담지용 유리 조성물을 포함하므로, 신뢰성이 향상되고, 장기간 사용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 전형적인 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체 담지용 유리 조성물에 대하여 상세히 설명한다.
형광체 담지용 유리 조성물은 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리를 포함하고, SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리는 SiO2는 10 내지 20mol%로, B2O3는 30 내지 40mol%로, Al2O3는 0 내지 5mol%로, ZnO는 15 내지 35mol%로, Na2O는 15 내지 30mol%로 포함할 수 있다. 상기의 조성비를 가지는 형광체 담지용 유리는 SnO 및 P2O5를 포함하지 않으므로, 흡습성이 낮고, 저온에서 유동성이 높아 소성 공정이 용이해진다. 이에 대하여는 후술하여 상세히 설명한다.
상기 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리의 소성 온도는 550℃ 이하일 수 있다. 이와 같이 저온에서 소성 가능한 유리를 사용함으로써 소성 공정이 용이해지고, 고온에서 활성이온의 변질로 효율 저하가 일어나는 형광체, 예컨대, 실리케이트계 형광체 및 나이트라이드계 형광체의 담지체로도 사용될 수 있다.
또한, 형광체 담지용 유리 조성물은 SnO 및 P2O5를 포함하지 않으며, 이로 인해 소성 공정에 있어서 흡습성과 유동성을 개선할 수 있고 공정 분위기의 제한이 감소된다. 예컨대, 상기 형광체 담지용 저온 소성 유리 조성물은 대기 분위기 또는 환원 분위기에서 소성될 수 있다.
형광체 담지용 유리 조성물이 포함하는 SiO2는 유리 망목 형성제들 중 하나로서 유리 내에서 3차원 망목 구조를 형성할 수 있다. 이를 통하여, 유리의 안정성을 높일 수 있다. 그러나, SiO2 함유량이 증가할수록 연화점(Tg)이 높아지고, 점도가 증가할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 형광체 담지용 유리 조성물이 포함하는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O 계 유리는 SiO2를 10 내지 20mol%로 포함한다. SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리가 SiO2를 10mol% 미만으로 포함하는 경우에는 유리의 안정성이 감소할 수 있고, SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O 계 유리가 SiO2를 20mol% 초과하여 포함하는 경우에는 점도가 높아져 유동성이 부족하여, 유리의 소성이 어려운 단점이 있다.
형광체 담지용 유리 조성물이 포함하는 B2O3는 유리 망목 형성제들 중 하나로서, 유리 내에서 1차원 또는 2차원 및 3차원 기본 구조를 형성할 수 있다. B2O3를 포함하는 유리는 소성 시, 유리의 유동성이 증가하여 제조 공정을 용이하게 만들 수 있다. 그러나, B2O3 함유량이 증가할수록 유리의 화학적 내구성이 약해질 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 형광체 담지용 유리 조성물이 포함하는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리는 B2O3를 30 내지 40mol%로 포함한다. SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리가 B2O3를 40mol%초과로 포함하는 경우에는 유리의 상분리가 발생할 수 있어, 유리의 화학적 안정성이 낮아질 수 있다. 반면, SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리가 B2O3를 30mol% 미만으로 포함하는 경우에는 SiO2의 함유량이 높아지므로, 유리의 유동성이 떨어져 제조 공정이 불리해진다.
형광체 담지용 유리 조성물이 포함하는 Al2O3는 그 함유량이 높은 경우에는 망목 구조를 단절시키는 망목 변형제 역할을 할 수 있고, 함유량이 낮은 경우에는 일부 SiO2 및 B2O3와 함께 유리 구조를 형성할 수 있다. 또한, Al2O3는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리를 안정화 시키고, 열팽창 계수를 저하시키는 역할을 한다.
본 발명의 실시예에 따른 형광체 담지용 유리 조성물이 포함하는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리는 Al2O3를 0 내지 2mol%로 포함한다. SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리가 Al2O3를 2mol% 초과하여 포함하는 경우에는 유리의 유동성이 작아지고, 상분리가 발생할 수 있다.
형광체 담지용 유리 조성물이 포함하는 ZnO는 망목 구조를 단절시키는 망목 변형제 역할을 할 수 있고, 함유량이 높은 경우에는 SiO2의 일부와 함께 유리 구조를 형성할 수 잇다. ZnO는 유리를 안정화 시키고, 유리의 열팽창 계수를 저하시키는 역할을 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 형광체 담지용 유리 조성물이 포함하는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리는 ZnO를 15 내지 35mol%로 포함하되, SiO2/ZnO의 비율은 0.4 내지 0.5 일 수 있다.
SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리가 ZnO를 15mol%로 포함하는 경우에는 상분리가 쉽게 발생할 수 있다. SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리가 ZnO를 35mol% 초과하여 포함하는 경우에는 유리의 형성이 어려울 수 있다. SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리가 ZnO를 15 내지 35mol%로 포함함과 동시에, SiO2/ZnO의 비율이 0.4 미만인 경우에는 상분리가 쉽게 발생하여 유리의 안정성이 떨어질 수 있다. SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리가 ZnO를 15 내지 35mol%로 포함함과 동시에, SiO2/ZnO의 비율이 0.6 초과인 경우에는 유리가 결정화되거나, 소성 시 결정화 될 수 있으며, 유리의 유동성이 떨어져 제조 공정이 불리해질 수 있다.
형광체 담지용 유리 조성물이 포함하는 Na2O는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리가 포함하는 SiO2 및 B2O3 로 이루어진 망목을 단절시켜 유리 전이 온도(Tg) 및 연화점(Ts)을 저하시킬 수 있다. 이에 따라, SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리의 유동성을 증가시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 형광체 담지용 유리 조성물이 포함하는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리는 Na2O를 15 내지 30mol%로 포함할 수 있고, SiO2/Na2O의 비율은 0.4 내지 0.6 일 수 있다.
SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리가 Na2O를 15mol% 미만으로 포함하는 경우에는, 유리 형성이 어렵거나, 유리의 유동성이 떨어질 수 있다. SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리가 Na2O를 30mol% 초과로 포함하는 경우에는, 유리의 상분리가 발생할 수 있다.
SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리가 Na2O를 15 내지 30mol% 로 포함함과 동시에, SiO2/Na2O의 비율이 0.4 미만인 경우에는, 유리의 상분리가 발생하기 쉽고, 유리의 소성 온도가 증가할 수 있다. SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리가 Na2O를 15mol% 내지 30mol% 내로 포함함과 동시에, SiO2/Na2O의 비율이 0.5 초과하는 경우에는, 유리의 유동성 및 안정성이 떨어지고, 유리 소성 후에 착색이 쉽게 발생할 수 있다.
Na2O는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리에 추가적 또는 대체적으로 더 포함될 수 있다. Na2O는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리의 SiO2의 일부를 대체할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시예에 따른 형광체 담지용 유리 조성물은 R2O를 더 포함할 수 있다. 상기 R은 Li, Na, K, Rb 및 Cs 중 어느 하나일 수 있다. R2O는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리에 추가적 또는 대체적으로 포함될 수 있다. R2O는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리의 SiO2 또는 ZnO의 일부를 대체하여 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
R2O가 SiO2를 대체하는 경우에는, 소성 시 유리의 결정화가 발생되거나, 소성 후 유리 조성물의 결정화가 발생될 수 있다. R2O가 ZnO를 대체하는 경우에는, 유리의 소정의 소성온도에서 유동성이 개선될 수 있다. 따라서 상기 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리에 R2O가 더 포함됨으로써 공정 적용성이 개선될 수 있다.
R2O는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리의 SiO2 및 B2O3로 형성된 망목을 단절시켜 유리 전이 온도(Tg) 및 연화점(Ts)을 저하시킬 수 있다. 이에 따라, 유리의 소성 시, 유동성을 증가시킬 수 있다. 소성 시 유동성이 증가되면, 유리의 성형이 용이하고, 기포의 발생이 적어 유리의 광 투과도가 개선될 수 있다. 따라서, 다양한 발광 장치에 적용이 가능하고, 발광 장치의 제조 공정에 용이하게 적용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 형광체 담지용 유리 조성물이 포함하는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리는 R2O를 20mol% 이하로 포함할 수 있으며, 20mol% 초과로 포함하는 경우에는, 유리의 안정성이 떨어지므로, 소성 후 유리의 수율이 저하되고, 유리 조성물이 쉽게 발생할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 형광체 담지용 유리 조성물은 MgO, WO3, SrO, BaO, Al2O3, Y2O3, Ga2O3, In2O3, GeO2, 및 La2O3에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다. MgO, WO3, SrO, BaO, Al2O3, Y2O3, Ga2O3, In2O3, GeO2, 및 La2O3 는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리의 안정성을 개선시켜 소성 공정의 공정 적용성을 개선할 수 있다. MgO, WO3, SrO, BaO, Al2O3, Y2O3, Ga2O3, In2O3, GeO2, 및 La2O3 는 상기 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리에 0 내지 5mol% 로 더 포함될 수 있고, 5mol%를 초과하여 포함되는 경우에는, 유리의 결정화가 발생할 수 있고 유동성이 저하되어 공정 용이성이 저해될 수 있다. 다만, 상기 범위에 한정되는 것은 아니다.
SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O 계 유리는 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Sn, Sb, 또는 Bi와 같은 전이 금속의 산화물을 포함하지 않을 수 있다. 전이 금속은 전자 천이에 의한 가시광선 흡수 현상을 야기할 수 있으며, 이는 유리의 착색 현상을 발생시켜 형광체 담지용 유리 조성물의 투과도를 저하시킬 수 있다. 다만, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도들이다.
먼저 도 1을 참조하면, 발광 장치는, 본체(10), 제1 리드(11), 제2 리드(12), 상기 본체(10)에 일체로 형성되는 측벽(13), 발광 다이오드(21), 상기 발광 다이오드(21)과 제2 리드(12)를 전기적으로 연결하는 와이어(14), 및 파장 변환기(30)를 포함한다.
본체(10) 상면에 측벽(13)이 배치될 수 있고, 측벽(13)으로 둘러싸여 발광 다이오드(21)가 본체(10) 상에 실장될 수 있는 캐비티가 제공된다. 본체(10) 및 측벽(13)은 고분자 수지, 또는 세라믹 등으로 형성될 수 있으며, 그 재료는 한정되지 않는다. 또한, 본체(10)는 발광 다이오드(21)로부터 발생되는 열을 배출하기 위한 히트 싱크(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
캐비티를 형성하는 측벽(13)은 소정의 기울기를 갖도록 제공될 수 있고, 또한, 기울기를 갖는 측벽(13) 상에 반사부(도시하지 않음)가 더 형성될 수 있다. 반사부는 발광 다이오드(21)으로부터 방출된 빛을 반사하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 제1 리드(11) 및 제2 리드(12)는 발광 다이오드(21)에 전기적으로 연결되도록 형성되어 외부 전원에 연결될 수 있다. 제1 리드(11) 및 제2 리드(12)는 서로 대향하여 배치될 수 있고, 본체(10) 외부로 측면으로부터 돌출되어 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 본체(10)를 상하로 관통하는 비아(via)를 통해 외부로 돌출될 수도 있다. 제1 리드(11) 및 제2 리드(12)는 도전성 재료이면 제한되지 않으며, 예컨대 Cu 또는 Al을 포함하는 금속, 또는 합금으로 형성될 수 있다.
발광 다이오드(21)는 본체(10) 및 측벽(13)에 의해 형성된 캐비티 내에 실장되고, 제1 리드(11) 상에 접촉되어 형성될 수 있다. 이때, 발광 다이오드(21)와 제1 리드(11)는 도전성 접착제, 예컨대 Ag 에폭시로 상호 접착될 수 있다. 또한, 발광 다이오드(21)와 제2 리드(12)는 와이어(14)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
발광 다이오드(21)와 리드들(11, 12)간의 전기적 연결 형태는 상술한 바에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 발광 다이오드(21)는 본체(10)에 접착되도록 형성될 수도 있고, 발광 다이오드(21)과 상기 제1 리드(11)는 와이어(도시하지 않음)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
발광 다이오드(21)은 그 형태가 제한되지 않으며, 예컨대 수평형 발광 다이오드, 또는 수직형 발광 다이오드일 수 있다.
한편, 캐비티 내에 형광체 담지용 유리 조성물(31) 및 형광체(32)를 포함하는 파장 변환기(30)가 형성된다. 파장 변환기(30)는 발광 다이오드(21)으로부터 방출된 광의 파장의 일부를 변화시켜 외부로 다른 파장의 빛이 방출되도록 한다. 이로 인해, 본 실시예에 따른 발광 장치는 여러 가지의 다른 파장의 빛들이 혼합되어 다양한 색의 광을 방출할 수 있다.
파장 변환기(30)는 형광체 담지용 유리 조성물(31)에 형광체(32)가 담지되어 형성된다. 형광체(32)가 유기 합성 수지 등의 재료가 아닌 유리에 담지되므로, 파장 변환기(30)는 내, 외부적 요인에 의해 변색, 변성, 또는 열화되지 않는다. 따라서, 파장 변환기(30)를 포함하는 본 발명에 따른 발광 장치는 신뢰성이 높아질 수 있고, 수명이 길어질 수 있다. 또한 광 효율이 증가될 수 있어 고출력 발광원이나 조명용으로 이용할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
형광체(32)는 YAG계 형광체, TAG계 형광체, Silicate계 형광체, Nitride계 형광체, Fluoride계 형광체, Oxysulfide계 형광체, Oxynitride계 형광체, 및 Oxyfluoride계 형광체에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있다. 형광체(32)가 담지되는 형광체 담지용 유리 조성물(31)은 소성 온도가 550℃ 이하일 수 있어 다양한 형광체를 이용할 수 있다. 따라서 담지될 수 있는 형광체는 상술 형광체들에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 장치는 도 1을 참조하여 설명한 발광 장치와 대체로 유사하나, 봉지부(15)를 더 포함하는 것에서 차이가 있다. 이하, 차이점에 대해서만 설명한다.
발광 장치는 캐비티 내에 봉지부(15), 및 봉지부(15)상에 형성되며 형광체 담지용 유리 조성물(41) 및 형광체(42)를 포함하는 파장 변환기(40)를 포함한다. 봉지부(15)는 에폭시, 실리콘, 또는 유리 소재로 형성될 수 있다. 파장 변환기(40)는 막 형태로 봉지부(15)상에 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 봉지부(15) 내에 형성될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 장치는 도 2를 참조하여 설명한 발광 장치와 대체로 유사하나, 형광체 담지용 유리 조성물(51) 및 형광체(52)를 포함하는 파장 변환기(50)가 발광 다이오드(21) 상에 접착되어 형성되는 것에 차이가 있다.
파장 변환기(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 발광 다이오드(21) 상면에 형성될 수 있고, 또한 발광 다이오드(21) 측면에 더 형성될 수도 있다.
본 실시예들에 있어서, 발광 장치는 표면 실장형(SMD type)으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고 THT(through-hole technology)패키지 발광 장치, 또는 다양한 고출력 발광 다이오드 장치에 본 발명에 따른 파장 변환기가 적용될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 변환기 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파장 변환기 제조 방법은, SiO2는 10 내지 20mol% 로, B2O3는 30 내지 40mol% 로, Al2O3는 0 내지 5mol% 로, ZnO는 15 내지 35 mol% 로, Na2O는 15 내지 30mol% 로 포함하며, SiO2/Na2O의 비율은 0.4 내지 1.1 이고, SiO2/ZnO의 비율은 0.4 내지 0.6를 만족하는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2계 유리 프릿(frit) 및 형광체를 혼합하고, 혼합된 유리 프릿 및 상기 형광체를 소정의 소성 온도에서 소성하는 것을 포함한다.
상기 소성은 유리 프릿 및 형광체 혼합물을 가열하여 성형하는 것을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 압착하는 것을 더 포함하여 성형할 수 있다. 또한, 상기 방법 외에 다양한 형태의 소성이 가능하다. 이하 예를 들어 상세하게 제조 방법을 설명한다.
파장 변환기 제조 방법은, 예컨대, 유리 프릿 및 형광체를 목표하는 양을 칭량하여 혼합한다. 이때, 용매를 이용하여 혼합할 수 있으며, 상기 용매는 에탄올일 수 있다. 이후, 밀링 공정을 이용하여 유리 프릿 및 형광체를 균일하게 혼합하고, 밀링 공정은, 예를 들어, 볼 밀링기를 이용하여 수행될 수 있다. 그 다음으로, 혼합된 유리 프릿 및 형광체 혼합물을 상기 소정의 소성 온도로 가열 용융하여 성형한 후 냉각하면 상기 파장 변환기가 제공된다. 상기 성형 공정과 가열 용융 공정을 동시에 수행할 수도 있으며, 이때 가압하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 유리 프릿은 SiO2는 10 내지 20mol%로, B2O3는 30 내지 40mol%로, Al2O3는 0 내지 5mol% 로, ZnO는 15 내지 35 mol% 로, Na2O는 15 내지 30 mol% 로 포함하며, SiO2/Na2O의 비율은 0.4 내지 1.1 이고, SiO2/ZnO의 비율은 0.4 내지 0.6을 만족하므로, 유리 프릿의 소성 과정에서 유리의 결정화가 일어나지 않고, 상분리가 발생되지 않으며, 흡습성이 낮아 공정이 용이해진다. 또한, 유리 프릿으로부터 소성된 유리 조성물은 투명도가 높게 형성된다.
유리 프릿은 P2O5 및 SnO를 포함하지 않음으로써 유리 프릿의 안정성이 높아 소성 공정에서 유리 조성물이 안정적으로 형성될 수 있다. 또한, SnO가 포함되지 않은 유리 프릿은 대기 분위기 또는 환원 분위기에서도 소성이 가능하다. 한편, 유리 프릿은 P2O5를 포함하지 않음으로써 흡습성이 개선될 수 있다.
이와 같이, SnO 및 P2O5를 포함하지 않는 상기 유리 프릿은 공정이 용이하고, 소성된 유리 조성물의 유리 안정성과 투과도가 우수한 장점이 있다.
상기 소정의 소성 온도는 550℃ 이하일 수 있다. 상기 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리 프릿은 550℃ 이하에서 높은 유동성을 보여 550℃이하의 온도에서 공정이 용이하여 양산성이 개선되는 장점이 있다. 또한, 550℃이하에서 소성이 가능하므로 고온에서 활성이온의 변질로 인한 효율 저하가 발생되는 형광체를 포함하는 다양한 형광체, 예컨대, YAG계 형광체, TAG계 형광체, Silicate계 형광체, Nitride계 형광체, Fluoride계 형광체, Oxysulfide계 형광체, Oxynitride계 형광체, 및 Oxyfluoride계 형광체 등과 함께 혼합되어 파장 변환기를 형성할 수 있다. 상기 파장 변환기에 포함되는 형광체는 이에 한정되지 않으며 상기 소정의 소성 온도에서 소성이 가능한 다른 형광체들이 포함될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 파장 변환기는 R2O를 더 포함하여 제조 될 수 있으며, 상기 R은 Li, Na, K, Rb, 및 Cs 중 어느 하나일 수 있다. R2O는 상기 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리 프릿에 추가적으로 더 포함될 수 있고, 또는 상기 R2O는 상기 SiO2 또는 상기 ZnO의 일부를 대체하여 포함될 수도 있다.
상기 R2O(R=Li, Na, K, Rb, 또는 Cs)는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리 내에서 B2O3 및 SiO2 로 이루어진 망목을 단절시켜 유리 전이 온도(Tg) 및 연화점(Ts)을 저하시켜 유리 프릿의 소성 시 유동성을 증가시킬 수 있다. 소성 시 유동성이 증가되면 유리 프릿의 성형이 용이해지고 기포의 발생이 적어 광 투과도가 개선될 수 있고, 다양한 발광 장치에 적용이 가능하여 공정 적용성이 개선된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리 프릿은 상기 R2O를 0 내지 20 mol% 로 더 포함하는 것이 바람직하며, 20mol% 초과로 더 포함하는 경우 유리 프릿의 안정성이 떨어져 소성 후 유리의 수율이 저하될 수 있고, 소성 후 유리 조성물의 착색이 더 쉽게 발생할 수 있다.
상기 R2O는 상기 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리 프릿에 추가적, 또는 대체적으로 더 포함될 수 있고, 이때 상기 R2O는 상기 ZnO의 일부 또는 전부를 대체하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 R2O가 SiO2를 대체하는 경우 소성 시 유리 프릿의 결정화가 발생되거나, 소성 후 유리 조성물의 결정화가 발생될 수 있으나, 반면, 상기 R2O가 ZnO를 대체하는 경우 유리 프릿의 유리상이 안정적으로 될 수 있고, 상기 소정의 소성 온도에서의 유동성이 개선될 수 있다. 따라서, SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리 프릿에 R2O가 더 포함됨으로써 공정 적용성이 개선될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 파장 변환기 제조 방법에 있어서, 상기 유리 프릿은 MgO, WO3, SrO, BaO, Al2O3, Y2O3, Ga2O3, In2O3, GeO2, 및 La2O3에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다. MgO, WO3, SrO, BaO, Al2O3, Y2O3, Ga2O3, In2O3, GeO2, 및 La2O3 는 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리 프릿의 안정성을 개선시켜 소성 공정의 공정 적용성을 개선할 수 있다.
MgO, WO3, SrO, BaO, Al2O3, Y2O3, Ga2O3, In2O3, GeO2, 및 La2O3 는 상기 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리 프릿에 0 내지 5mol%로 더 포함되는 것이 바람직하고, 5mol%를 초과하여 포함되는 경우에는, 유리의 결정화가 발생할 수 있고 유동성이 저하되어 공정용이성이 저해될 수 있다. 다만, 상기 범위에 한정되는 것은 아니다.
또한, SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O 계 유리 프릿은 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Sn, Sb, 또는 Bi와 같은 전이 금속의 산화물을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 상기 전이 금속은 전자 천이에 의한 가시광선 흡수 현상을 야기할 수 있으며, 이는 유리 프릿의 착색 현상을 발생시켜 소성 후 유리 조성물의 투과도를 저하시킬 수 있다. 다만, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
이하, 본 발명에 따른 구체적인 실험예를 표를 참조하여 상세히 설명한다.
실험예 1
SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리를 하기 표에 나타난 바와 같이 각 시료에 따라 조성별로 칭량한다.
| 유리 시료 | SiO2 | B2O3 | ZnO | Na2O | Al2O3 | SiO2 /Na2O |
SiO2 /ZnO |
용융결과 | 550℃ 소성결과 |
비고 |
| 1 | 20 | 30 | 32.5 | 17.5 | 0 | 1:1.1 | 1:0.6 | O | O | |
| 2 | 20 | 30 | 25 | 25 | 0 | 1:0.8 | 1:0.8 | △ | X | 유동미발생 |
| 3 | 20 | 30 | 20 | 30 | 0 | 1:0.7 | 1:1 | O | X | 유동미발생 |
| 4 | 20 | 30 | 17.5 | 32.5 | 0 | 1:0.6 | 1:1.1 | O | 유동 미발생 | 유동 미발생 |
| 5 | 15 | 30 | 41.25 | 13.75 | 0 | 1:1.1 | 1:0.4 | X | - | 상분리 |
| 6 | 15 | 30 | 37 | 18 | 0 | 1:0.8 | 1:0.4 | X | - | 상분리 |
| 7 | 15 | 30 | 33 | 22 | 0 | 1:0.7 | 1:0.5 | X | - | 상분리 |
| 8 | 15 | 30 | 27.5 | 27.5 | 0 | 1:0.5 | 1:0.5 | △ | X | 유동 미발생 |
| 9 | 15 | 30 | 22 | 33 | 0 | 1:0.5 | 1:0.7 | △ | X | 유동 미발생 |
| 10 | 15 | 30 | 18 | 37 | 0 | 1:0.4 | 1:0.8 | △ | X | 유동 미발생 |
| 11 | 15 | 30 | 13.75 | 41.25 | 0 | 1:0.4 | 1:1.1 | △ | X | 유동 미발생 |
| 12 | 15 | 35 | 23 | 25 | 2 | 1:0.6 | 1:0.7 | △ | X | 유동 미발생 |
| 13 | 15 | 30 | 25.5 | 27.5 | 2 | 1:0.5 | 1:0.6 | O | O | |
| 14 | 15 | 30 | 23 | 30 | 2 | 1:0.5 | 1:0.7 | O | △ | 유동 미발생 |
| 15 | 15 | 28 | 27.5 | 27.5 | 2 | 1:0.5 | 1:0.5 | O | △ | 유동 미발생 |
| 16 | 15 | 28 | 26.5 | 28.5 | 2 | 1:0.5 | 1:0.6 | O | △ | 유동 미발생 |
| 17 | 15 | 28 | 25.5 | 29.5 | 2 | 1:0.5 | 1:0.6 | X | - | 상분리 |
| 18 | 15 | 30 | 28 | 25 | 2 | 1:0.6 | 1:0.5 | O | O | |
| 19 | 13 | 30 | 27.5 | 27.5 | 2 | 1:0.5 | 1:0.5 | O | 유동 미발생 | 유동 미발생 |
| 20 | 13 | 30 | 26.5 | 28.5 | 2 | 1:0.5 | 1:0.5 | X | 상분리 | 상분리 |
| 21 | 13 | 30 | 25.5 | 29.5 | 2 | 1:0.4 | 1:0.5 | O | O | |
| 22 | 13 | 28 | 29.5 | 27.5 | 2 | 1:0.5 | 1:0.4 | X | - | 상분리 |
| 23 | 13 | 28 | 28.5 | 28.5 | 2 | 1:0.5 | 1:0.5 | X | - | 상분리 |
| 24 | 13 | 28 | 27.5 | 29.5 | 2 | 1:0.4 | 1:0.5 | X | - | 상분리 |
| 25 | 13 | 28 | 26.5 | 30.5 | 2 | 1:0.4 | 1:0.5 | X | - | 상분리 |
| 26 | 13 | 28 | 25.5 | 31.5 | 2 | 1:0.4 | 1:0.5 | X | - | 상분리 |
| 27 | 10 | 35 | 28 | 25 | 2 | 1:0.4 | 1:0.4 | X | - | 상분리 |
| 28 | 10 | 30 | 33 | 25 | 2 | 1:0.4 | 1:0.3 | X | - | 상분리 |
| 29 | 10 | 40 | 23 | 25 | 2 | 1:0.4 | 1:0.4 | O | O |
(용융결과 : ○ - 우수, △ - 보통, X - 결정화 또는 미용융)
(소성결과 : ○ - 우수, △ - 보통, X - 결정화 또는 유동 미발생)
표 1은 본 발명에 따른 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리의 조성별 용융 결과 및 소성 결과를 나타낸다. 표 1의 첫 번째 세로줄은 유리 시료의 번호를, 두 번째 세로줄은 SiO2의 몰비(mol%)를, 세 번째 세로줄은 B2O3의 몰비(mol%)를, 네 번째 세로줄은 ZnO 의 몰비(mol%)를, 다섯 번째 세로줄은 Na2O의 몰비(mol%)를, 여섯 번째 세로줄은 Al2O3의 몰비(mol%)를, 일곱 번째 세로줄은 SiO2/Na2O의 비율을, 여덟 번째 세로줄은 SiO2/ZnO의 비율을, 아홉 번째 세로줄은 용융 결과를, 열 번째 세로줄은 소성 결과를, 열한 번째 세로줄은 유리 시료의 실험 결과를 간략히 나타내었다.
표 1의 용융 결과에서 O 표시는 우수하게 용융되었음을, △ 표시는 보통으로 용융되었음을, X 표시는 결정화되었거나 용융되지 않았음을 의미한다. 표 1의 소성 결과에서 O 표시는 우수하기 소성되었음을, △ 표시는 보통으로 소성되었음을, X 표시는 결정화되었거나 유동이 발생되지 않았음을 의미한다.
유리 시료 1 내지 29를 공기중의 전기로에서 1400℃로 가열하여 1시간 동안 용융 후 급냉하여 유리를 제조하였다. 그 결과, 표 1에 나타난 것과 같이, SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2계 유리를 포함하는 유리 시료들 중, SiO2는 10 내지 20mol%로, B2O3는30내지 40mol%로, Al2O3는 0 내지 5mol% 로, ZnO는 15 내지 35 mol%로, Na2O는 15 내지 30 mol% 로 포함하며, SiO2/Na2O의 비율은 0.4 내지 1.1이고, SiO2/ZnO의 비율은 0.4 내지 0.6을 만족하는 유리 시료는 투명하다.
이후, 상기 시료 1 내지 29을 각각을 100㎛이하의 분말로 형성하여 유리 프릿을 제조한 후, 상기 시료 1 내지 29의 유리를 550℃로 가열하여 30분간 소성하였다. 표 1에 나타난 것과 같이 소성 결과, SiO2가 10 내지 20mol% 포함된 유리 시료들에서 주로 우수한 소성결과가 나타났으며, 다른 조성에서는 흡습성이 높거나, 소성 후 결정화 되거나, 또는 상분리를 나타내었다.
본 발명에 따른 SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2계 유리를 포함하는 유리 시료들 중, SiO2는 10 내지 20mol% 로, B2O3는 30 내지 40mol%로, Al2O3는 0 내지 5mol% 로, ZnO는 15 내지 35 mol%로, Na2O는 15 내지 30 mol%로 포함하며, SiO2/Na2O의 비율은 0.4 내지 1.1 이고, SiO2/ZnO의 비율은 0.4 내지 0.6을 만족하는 유리로 제조된 유리 프릿 조성물이 우수한 소성 결과를 나타냈으며, 특히, SiO2를 10 내지 20mol%로 포함하는 유리 조성물에서 보다 우수한 소성 결과를 나타냈다.
따라서, 본 발명에 따른 형광체 담지용 유리 조성물은 저온에서 소성이 가능할 뿐만 아니라, 우수한 용융 결과 및 소성 결과를 보인다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 본체
11: 제1 리드
12: 제2 리드
13: 측벽
14: 와이어
15: 봉지부
21: 발광 다이오드
30, 40, 50: 파장 변환기
31, 41, 51: 형광체 담지용 유리 조성물
32, 42, 52: 형광체
11: 제1 리드
12: 제2 리드
13: 측벽
14: 와이어
15: 봉지부
21: 발광 다이오드
30, 40, 50: 파장 변환기
31, 41, 51: 형광체 담지용 유리 조성물
32, 42, 52: 형광체
Claims (7)
- SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-Na2O계 유리를 포함하되,
상기 SiO2는 10 내지 20mol%로, 상기 B2O3는 30 내지 40mol%로, 상기 Al2O3는 0 내지 5mol%로, 상기 ZnO는 15 내지 35mol%로, 상기 Na2O는 15 내지 30mol%로 포함하고,
상기 SiO2/Na2O의 비율은 0.4 내지 1.1이고, 상기 SiO2/ZnO의 비율은 0.4 내지 0.6인 형광체 담지용 유리 조성물. - 청구항 1에 있어서,
소성 온도가 550℃ 이하인 형광체 담지용 유리 조성물. - 청구항 1에 있어서,
MgO, WO3, SrO, BaO, Al2O3, Y2O3, Ga2O3, In2O3, WO3, GeO2 및 La2O3 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합을 더 포함하는 형광체 담지용 유리 조성물. - 청구항 1에 있어서,
R2O를 더 포함하되,
상기 R은 Li, Na, K, Rb 및 Cs 중 어느 하나이며, 상기 R2O는 20mol%이하로 포함하는 형광체 담지용 유리 조성물. - 청구항 1 내지 청구항 4의 어느 한 항에 따른 형광체 담지용 유리 조성물; 및
상기 유리 조성물에 담지된 형광체를 포함하는 파장 변환기. - 청구항 5에 있어서,
상기 형광체는 YAG계 형광체, TAG계 형광체, 실리케이트(Silicate)계 형광체, 나이트라이드(Nitride)계 형광체, 플로우라이드(Fluoride)계 형광체, 옥시설파이드(Oxysulfide)계 형광체, 옥시나이트라이드(Oxynitride)계 형광체, 및 옥시플루오라이드(Oxyfluoride)계 형광체에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합인 파장변환기. - 발광 다이오드; 및
상기 발광 다이오드에서 방출된 광의 파장을 변환하는 파장 변환기를 포함하되,
상기 파장 변환기는 청구항 1 내지 4의 어느 한 항에 따른 형광체 담지용 유리 조성물; 및
상기 유리 조성물에 담지된 형광체를 포함하는 발광 장치.
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|---|---|
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| KR20180057797A (ko) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | 공주대학교 산학협력단 | 유리 조성물을 포함하는 색변환필터, 그것을 이용한 백색 led 및 백라이트 유닛 |
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