KR20160041469A - Light emitting diode package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광 다이오드 패키지에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 좁은 반치폭을 가지는 형광체를 포함하는 발광 다이오드 패키지에 대한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode package. More particularly, the present invention relates to a light emitting diode package including a phosphor having a narrow half width.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패키지는 반도체의 p-n 접합 구조를 가지는 화합물 반도체로서 소수 캐리어(전자 또는 정공)들의 재결합에 의하여 소정의 광을 발산하는 소자를 지칭한다. 발광 다이오드 패키지는 소비 전력이 적고 수명이 길며, 소형화가 가능하다. A light emitting diode (LED) package is a compound semiconductor having a p-n junction structure of a semiconductor, and refers to a device that emits predetermined light by recombination of minority carriers (electrons or holes). The light emitting diode package has low power consumption, long life, and miniaturization.
발광 다이오드 패키지는 파장 변환 수단인 형광체를 사용하여 백색광을 구현할 수 있다. 즉, 형광체를 발광 다이오드 칩 상에 배치하여, 발광 다이오드 칩의 1차 광의 일부와 형광체에 의해 파장 변환된 2차 광의 혼색을 통하여 백색광을 구현할 수 있다. 이런 구조의 백색 발광 다이오드 패키지는 가격이 싸고, 원리적 및 구조적으로 간단하기 때문에 널리 이용되고 있다.The light emitting diode package can realize white light by using a phosphor as a wavelength converting means. That is, the phosphor may be disposed on the light emitting diode chip, and white light may be realized by mixing a part of the primary light of the light emitting diode chip and the secondary light that is wavelength-converted by the phosphor. A white light emitting diode package having such a structure is widely used because it is inexpensive, simple in principle, and structurally simple.
구체적으로, 청색 발광 다이오드 칩 상에 청색광의 일부를 여기광으로 흡수하여 황록색 또는 황색을 발광하는 형광체를 도포하여 백색광을 얻을 수 있다. 대한민국 공개특허 10-2004-0032456호를 참조하면, 청색으로 발광하는 발광 다이오드 칩 위에 그 광의 일부를 여기원으로서 황록색 내지 황색 발광하는 형광체를 부착하여 발광 다이오드의 청색 발광과 형광체의 황록색 내지 황색 발광에 따라 백색 발광하는 발광 다이오드를 개시하고 있다.Specifically, white light can be obtained by applying a phosphor emitting yellow-green or yellow light by absorbing a part of blue light on the blue light-emitting diode chip as excitation light. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2004-0032456 discloses that a phosphor emitting yellow-green to yellow light is attached as an excitation source to a part of the light emitting diode chip which emits blue light, so that the blue light emission of the light emitting diode and the yellow- Thereby emitting white light.
그러나, 이러한 방식을 사용하는 백색 발광 다이오드 패키지는 황색 형광체의 발광을 활용하므로, 방출되는 광의 녹색 및 적색 영역의 스펙트럼 결핍으로 인해 연색성이 낮다. 특히, 백라이트 유닛(backlight unit)으로 사용 시, 색 필터를 투과한 이후의 낮은 색순도로 인하여 자연색에 가까운 색 구현이 어렵다.However, the white light emitting diode package using this method utilizes the emission of the yellow phosphor, so that the color rendering property is low due to the spectrum deficiency of the green and red regions of the emitted light. Particularly, when used as a backlight unit, it is difficult to realize a color close to natural color due to low color purity after passing through a color filter.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 청색 발광 다이오드 칩과 청색광을 여기광으로 하여 녹색 및 적색을 발광하는 형광체들을 사용하여 발광 다이오드를 제조한다. 즉, 청색광과 청색광에 의해 여기되어 나오는 녹색광 및 적색광의 혼색을 통하여, 높은 연색성을 가지는 백색광을 구형할 수 있다. 이러한, 백색 발광 다이오드를 백라이트 유닛으로 사용할 경우, 색 필터와의 일치도가 매우 높기 때문에, 보다 자연색에 가까운 영상을 구현할 수 있다. 그러나, 형광체의 여기를 통하여 방출되는 광은 발광 다이오드 칩과 비교하여, 넓은 반치폭(full width at half maximum)을 가진다. 또한, 대한민국 등록특허 10-0961324호를 참조하면, 질화물 형광체와 그 제조 방법 및 발광 장치가 개시되어 있다. 질화물 형광체를 포함하는 발광 장치의 발광 스펙트럼을 검토하면, 적색 영역에서 넓은 반치폭을 가짐을 알 수 있다. 넓은 반치폭을 가지는 광은 색재현성이 떨어지므로, 디스플레이에서 원하는 색좌표를 구현하기 어렵다.In order to solve such a problem, a blue light emitting diode chip and blue light are used as excitation light and phosphors emitting green and red light are used to manufacture a light emitting diode. That is, the white light having high color rendering property can be spherically shaped by mixing the green light and the red light excited by the blue light and the blue light. When such a white light emitting diode is used as a backlight unit, since the degree of matching with the color filter is very high, images closer to natural colors can be realized. However, the light emitted through the excitation of the phosphor has a full width at half maximum compared to the light emitting diode chip. Further, referring to Korean Patent No. 10-0961324, a nitride phosphor, a method for producing the same, and a light emitting device are disclosed. Examination of the luminescence spectrum of the light emitting device including the nitride phosphor shows a wide half width in the red region. Since light having a wide half width has poor color reproducibility, it is difficult to realize a desired color coordinate in a display.
따라서, 보다 높은 색재현성을 가지는 백색광을 구현하기 위해서는, 보다 좁은 반치폭을 가지는 형광체의 사용이 필요하다. 이를 위해, 좁은 반치폭을 가지는 적색광을 방출하는 형광체로 불화물계 형광체가 사용된다. 그러나, 불화물계 형광체는 수분에 취약할 뿐만 아니라, 열 안정성도 떨어지므로 신뢰성이 문제된다. 형광체를 포함하는 발광 다이오드 패키지가 다양한 제품에 적용되기 위해서는 높은 신뢰성이 보장되어야 한다. 발광 다이오드 패키지의 신뢰성이 결국에 발광 다이오드 패키지가 적용된 제품의 신뢰성을 좌우하기 때문이다. 따라서, 좁은 반치폭을 가지면서도 높은 신뢰성이 가지는 형광체를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 개발이 요구된다.Therefore, in order to realize white light having higher color reproducibility, it is necessary to use a phosphor having a narrower half width. For this purpose, a fluoride-based fluorescent material is used as a fluorescent material that emits red light having a narrow half width. However, the fluoride-based phosphor is not only susceptible to moisture but also has low thermal stability, so reliability is a problem. In order for a light emitting diode package including a phosphor to be applied to various products, high reliability must be ensured. The reliability of the light emitting diode package ultimately determines the reliability of the product to which the light emitting diode package is applied. Therefore, it is required to develop a light emitting diode package including a phosphor having a narrow half width and high reliability.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 고온 및/또는 고습 환경에서도 높은 신뢰성을 유지하는 형광체를 포함하는 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting diode package including a phosphor which maintains high reliability even in a high temperature and / or high humidity environment.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 좁은 반치폭을 가지는 형광체를 포함하여, 색재현성이 향상된 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light emitting diode package including a phosphor having a narrow half width and having improved color reproducibility.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 하우징; 상기 하우징에 배치되는 발광 다이오드 칩; 상기 발광 다이오드 칩을 덮는 봉지부; 상기 봉지부 내에 분포되어, 녹색광을 방출하는 제1 형광체; 상기 봉지부 내에 분포되어, 적색광을 방출하는 제2 형광체 및 제3 형광체를 포함하되, 상기 제2 형광체는 A2MF6: Mn4+의 화학식을 가지는 형광체이고, 상기 A는 Li, Na, K, Rb, Ce 및 NH4 중 하나이고, M은 Si, Ti, Nb 및 Ta 중 하나이며, 상기 제3 형광체는 봉지부에 대하여 0.1 내지 1 wt%의 질량범위 가질 수 있다.A light emitting diode package according to an embodiment of the present invention includes a housing; A light emitting diode chip disposed in the housing; An encapsulant covering the light emitting diode chip; A first phosphor dispersed in the sealing portion to emit green light; Wherein the second phosphor is a phosphor having a formula of A 2 MF 6 : Mn 4+ , wherein A is at least one element selected from the group consisting of Li, Na, K , Rb, Ce and NH 4 , M is one of Si, Ti, Nb and Ta, and the third phosphor may have a mass range of 0.1 to 1 wt% with respect to the sealing portion.
또한, 상기 제2 형광체 및 제3 형광체 각각 방출하는 피크 파장은 서로 다를 수 있다.The peak wavelengths emitted from the second phosphor and the third phosphor may be different from each other.
나아가, 상기 제1 형광체는 BAM(Ba-Al-Mg) 계열의 형광체, 양자점(quantum dot) 형광체, 실리케이트(Silicate) 계열, 베타-사이알론(beta-SiAlON) 계열, 가넷(Garnet) 계열, LSN 계열 형광체 중 적어도 하나일 수 있다.Further, the first phosphor may be a BAM (Ba-Al-Mg) phosphor, a quantum dot phosphor, a silicate series, a beta-SiAlON series, a Garnet series, an LSN Type fluorescent material.
한편, 상기 제3 형광체는 질화물계 형광체, 황화물계 형광체 및 양자점 형광체 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.Meanwhile, the third fluorescent material may include at least one of a nitride-based fluorescent material, a sulfide-based fluorescent material, and a quantum dot fluorescent material.
나아가, 상기 질화물계 형광체는 MSiN2, MSiON2 및 M2Si5N8 화학식으로 표현되는 형광체들 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 M은 Ca, Sr, Ba, Zn, Mg 및 Eu 중 하나일 수 있다.Further, the nitride-based fluorescent material includes at least one of phosphors represented by the following formulas: MSiN 2 , MSiON 2, and M 2 Si 5 N 8 , wherein M is one of Ca, Sr, Ba, Zn, have.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제2 형광체 및 제3 형광체가 방출하는 적색광은 15nm 이하의 반치폭(FWMH)을 가질 수 있다.In some embodiments, the red light emitted by the second phosphor and the third phosphor may have a half-width (FWMH) of 15 nm or less.
또한, 상기 제1 형광체의 녹색광의 피크 파장은 500 내지 570nm 범위 내에 위치하고, 상기 제2 형광체의 적색광의 피크 파장은 610 내지 650nm 범위 내에 위치하며, 상기 제3 형광체의 적색광의 피크 파장은 630 내지 670nm 범위 내에 위치할 수 있다.The peak wavelength of the green light of the first phosphor is located within a range of 500 to 570 nm, the peak wavelength of the red light of the second phosphor is located within the range of 610 to 650 nm, and the peak wavelength of the red light of the third phosphor is 630 to 670 nm Lt; / RTI >
한편, 상기 봉지부는 실리콘, 에폭시, PMMA, PE 및 PS 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Meanwhile, the sealing part may include at least one of silicon, epoxy, PMMA, PE, and PS.
상기 발광 다이오드 칩, 상기 제1 형광체, 상기 제2 형광체 및 상기 제3 형광체에서 방출되는 광의 합성에 의해 백색광이 형성되고, 상기 백색광은 85% 이상의 NTSC(national television system committee) 색채 포화도를 가질 수 있다..The white light is formed by combining light emitted from the light emitting diode chip, the first phosphor, the second phosphor and the third phosphor, and the white light may have a national television system committee (NTSC) color saturation of 85% or more ..
나아가, 상기 백색광은 백색광은 CIE 색도도 상의 영역 내에 있는 지점을 형성하는 x 및 y 색좌표를 가지며, 상기 x 색좌표는 0.25 내지 0.32이고, 상기 y 색좌표는 0.22 내지 0.32일 수 있다.Further, the white light may have x and y color coordinates that form a spot in the region of the CIE chromaticity diagram, the x color coordinates may be from 0.25 to 0.32, and the y color coordinates may be from 0.22 to 0.32.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩은 청색 발광 다이오드 칩 또는 자외선 발광 다이오드 칩일 수 있다.In some embodiments, the light emitting diode chip may be a blue light emitting diode chip or an ultraviolet light emitting diode chip.
또한, 상기 봉지부와 상기 발광 다이오드 칩 사이에 배치되는 버퍼부를 더 포함하되, 상기 버퍼부는 상기 봉지부보다 낮은 경도를 가질 수 있다.The buffer unit may further include a buffer unit disposed between the encapsulation unit and the LED chip, wherein the buffer unit has a lower hardness than the encapsulation unit.
상기 봉지부는 상기 발광 다이오드 칩을 덮는 제1 봉지부; 및 상기 제1 봉지부를 덮는 제2 봉지부를 포함하되, 상기 제1 봉지부는 상기 제2 형광체 및 제3 형광체를 함유하고, 상기 제2 봉지부는 상기 제1 형광체를 함유할 수 있다.Wherein the encapsulation part comprises: a first encapsulation part covering the LED chip; And a second encapsulant covering the first encapsulant, wherein the first encapsulant contains the second fluorescent material and the third fluorescent material, and the second encapsulant may contain the first fluorescent material.
상기 하우징은 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 반사하는 리플렉터를 포함할 수 있다.The housing may include a reflector that reflects light emitted from the light emitting diode chip.
상기 하우징은 상기 리플렉터를 덮는 베리어 리플렉터를 더 포함할 수 있다.The housing may further include a barrier reflector covering the reflector.
본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 고온 및/또는 고습 환경에서도 열화 현상이 방지되는 형광체를 포함한다. 따라서, 상기 형광체는 우수한 신뢰성을 보이며, 이에 따라 상기 발광 다이오드 패키지의 신뢰성 역시 향상될 수 있다. 또한, 상기 형광체는 좁은 반치폭을 가지므로, 상기 형광체를 포함하는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 우수한 색재현성을 구현할 수 있다.The light emitting diode package according to the present invention includes a phosphor which is prevented from deterioration even in a high temperature and / or high humidity environment. Accordingly, the phosphor exhibits excellent reliability, and thus the reliability of the LED package can be improved. In addition, since the phosphor has a narrow half width, the LED package according to the present invention including the phosphor can realize excellent color reproducibility.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에" 또는 "상에" 있다고 기재된 경우 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라 각 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can sufficiently convey the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. It is also to be understood that when an element is referred to as being "above" or "above" another element, But also includes the case where there are other components in between. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, exemplary embodiments of the present invention will be described below, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto, and various modifications may be made by those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다. 도 1를 참조하면, 발광 다이오드 패키지는 하우징(101), 발광 다이오드 칩(102), 제1 형광체(105), 제2 형광체(106), 제3 형광체(107) 및 봉지부(104)를 포함한다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention. 1, the light emitting diode package includes a
상기 하우징(101) 상에 발광 다이오드 칩(102), 제1 형광체(105), 제2 형광체(106), 제3 형광체(107) 및 봉지부(104)가 배치될 수 있다. 발광 다이오드 칩(102)은 하우징(101)의 바닥면에 배치될 수 있다, 하우징(101)에는 발광 다이오드 칩(102)에 전력을 입력하기 위한 리드 단자들(미도시)이 설치될 수 있다. 봉지부(104)는 제1, 제2 및 제3 형광체(105, 106, 107)들을 포함하고, 발광 다이오드 칩(102)을 덮을 수 있다.A light
하우징(101)은 일반적인 플라스틱(폴리머) 또는 ABS(acrylonitrile butadiene styrene), LCP(liquid crystalline polymer), PA(polyamide), IPS(polyphenylene sulfide), TPE(thermoplastic elastomer)등으로 형성될 수 있고, 메탈 또는 세라믹으로 형성될 수 있다. 발광 다이오드 칩(102)이 자외선 발광 다이오드 칩인 경우에는, 하우징(101)은 세라믹으로 형성될 수 있다. 하우징(101)이 세라믹인 경우에는, 자외선 발광 다이오드 칩에서 방출된 자외선 광에 의해 세라믹을 포함하는 하우징(101)이 변색되거나 변질될 우려가 없어, 발광 다이오드 패키지의 신뢰성을 유지할 수 있다. 하우징(101)이 메탈인 경우에는, 하우징(101)은 둘 이상의 금속 프레임들을 포함할 수 있고, 금속 프레임들은 서로 절연될 수 있다. 메탈을 포함하는 하우징(101)을 통해, 발광 다이오드 패키지의 방열 능력을 향상시킬 수 있다. 하우징(101)을 형성할 수 있는 물질들을 상기에 언급하였지만, 하우징(101)은 이에 제한되지 않고 다양한 물질들로 형성할 수 있다.The
하우징(101)은 발광 다이오드 칩(102)에서 방출되는 광의 반사를 위하여 경사진 내벽을 포함할 수 있다.The
봉지부(104)는 높은 경도를 가지는 물질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 봉지부(104)의 경도는 쇼어 경도(Shore hardness)로 측정했을 시, 측정 수치는 69 내지 71이고, 인덱터(indentor) 유형은 D type일 수 있다. 봉지부(104)는 고경도를 가지기 위하여, 실리콘(silicone), 에폭시(epoxy), PMMA(polymethyl methacrylate), PE(polyethylene) 및 PS(polystyrene) 중 적어도 하나를 포함하는 물질로 형성될 수 있다. The sealing
봉지부(104)는 상술한 물질과 제1, 제2 및 제3 형광체(105, 106, 107)들의 혼합물을 이용한 사출 공정을 통해 형성할 수 있다. 또한 별도의 주형을 이용하여 제작한 다음, 이를 가압 또는 열처리하여 봉지부(104)를 형성할 수 있다. 봉지부(104)는 볼록 렌즈 형태, 평판 형태(미도시) 및 표면에 소정의 요철을 갖는 형태 등 다양한 형상으로 형성할 수 있다. 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 볼록 렌즈 형태를 가지는 봉지부(104)를 개시하였지만, 봉지부(104)의 형상은 이에 국한되지 않는다.The sealing
발광 다이오드 칩(102)은 자외선 발광 다이오드 칩 또는 청색 발광 다이오드 칩일 수 있다. 발광 다이오드 칩(102)이 청색 발광 다이오드 칩인 경우에는, 방출하는 광의 피크 파장은 410 내지 490nm 범위 내에 위치할 수 있다. 발광 다이오드 칩(102)이 방출하는 청색광의 피크 파장의 반치폭(full width at half maximum: FWHM)은 40nm 이하 일 수 있다. 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 하나의 발광 다이오드 칩(102)이 배치된 형태를 개시하였지만, 배치되는 발광 다이오드 칩(102)의 개수 및 배치 형태는 이에 제한되지 않는다.The light emitting
제1 형광체(105)는 발광 다이오드 칩(102)에 여기되어 녹색광을 방출할 수 있다. 제2 형광체(106) 및 제3 형광체(107)는 발광 다이오드 칩(102)에 여기되어 적색광을 방출할 수 있다.The
제1 형광체(105)가 방출하는 녹색광의 피크 파장은 500 내지 570nm 범위 내에 위치할 수 있다. 제1 형광체(105)는 35nm이하의 반치폭을 가지는 녹색광을 방출할 수 있다. 제1 형광체(105)는 BAM(Ba-Al-Mg) 계열의 형광체, 양자점(quantum dot) 형광체, 실리케이트(Silicate) 계열, 베타-사이알론(beta-SiAlON) 계열, 가넷(Garnet) 계열, LSN 계열 및 불화물 계열 형광체에서 선택된 적어도 하나의 형광체를 포함할 수 있다. 상기 불화물 계열 형광체는 A2MF6:Mn4+의 화학식을 가지는 형광체일 수 있다. 상기 화학식에서 상기 A는 Li, Na, K, Ba, Rb, Cs, Mg, Ca, Ce, Se, NH4 및 Zn 중 하나이고, 상기 M은 Ti, Nd, Ta, Si, Zr, Sn 및 Ge 중 하나일 수 있다. 상기에 제1 형광체(105)의 종류를 서술하였지만, 본 발명에 따른 제1 형광체(105)의 종류는 이로 인해 제한되는 것은 아니다. The peak wavelength of the green light emitted by the
녹색광의 반치폭이 좁을수록 높은 색 순도를 가지는 녹색광을 구현할 수 있다. 반치폭이 35㎚ 이상인 경우에는, 발광하는 광의 색 순도가 낮기 때문에 컬러 텔레비전의 방송 방식으로서 채용되고 있는 NTSC(National Television System Committee) 방식의 규격으로 정해져 있는 전체 색 재현 범위의 85% 이상을 재현하기 어렵다. 따라서, 본 발명에 따른 발광 소자가 방출하는 백색광의 85% 이상의 NTSC 색채 포화도를 구현하기 위해, 상기 제1 형광체는 35㎚ 이하의 반치폭을 가지는 녹색광을 방출한다.Green light having a high color purity can be realized as the half width of the green light is narrow. When the half width is 35 nm or more, since the color purity of light emitted is low, it is difficult to reproduce 85% or more of the entire color reproduction range defined by the National Television System Committee (NTSC) standard adopted as a color television broadcasting system . Therefore, in order to realize an NTSC saturation degree of 85% or more of the white light emitted by the light emitting device according to the present invention, the first phosphor emits green light having a half width of 35 nm or less.
제2 형광체(106)는 발광 다이오드 칩(102)에 의해 여기되어 적색광을 방출할 수 있다. 제2 형광체(106)가 방출하는 적색광의 피크 파장은 610 내지 650㎚ 범위 내에서 위치할 수 있다. 제2 형광체(106)는 양자점(quantum dot) 형광체, 황화물계 형광체 및 불화물 계열 형광체에서 선택된 적어도 하나의 형광체를 포함할 수 있다. 불화물 계열 형광체는 A2MF6:Mn4+의 화학식을 가지는 형광체일 수 있다. 상기 화학식에서 상기 A는 Li, Na, K, Ba, Rb, Cs, Mg, Ca, Se 및 Zn 중 하나이고, 상기 M은 Ti, Si, Zr, Sn 및 Ge 중 하나일 수 있다. 제2 형광체(106)는 좁은 반치폭을 가지는 적색광을 방출할 수 있다. 구체적으로, 양자점 형광체의 경우에는 30 내지 40㎚의 반치폭을, 황화물계 형광체인 경우에는 65㎚ 이하의 반치폭을, 불화물 계열 형광체의 경우에는 15㎚ 이하의 반치폭을 가지는 적색광을 방출할 수 있다. 즉, 제2 형광체(106)가 불화물 계열 형광체인 경우에, 가장 좁은 반치폭을 가지는 적색광을 방출할 수 있다.The
제3 형광체(107)는 발광 다이오드 칩(102)에 의해 여기되어 적색광을 방출할 수 있다. 제3 형광체(107)가 방출하는 적색광의 피크 파장은 제2 형광체(106)이 방출하는 적색광의 피크 파장과 다를 수 있다. 구체적으로, 제3 형광체(107)가 방출하는 적색광의 피크 파장은 630 내지 670nm 범위 내에서 위치할 수 있다. 제3 형광체(107)는 질화물계 형광체일 수 있다. 상기 질화물계 형광체는 MSiN2, MSiON2 및 M2Si5N8 화학식으로 표현되는 형광체들 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 M은 Ca, Sr, Ba, Zn, Mg 및 Eu 중 하나일 수 있다. 또한, 상기 제3 형광체(107)는 양자점(quantum dot) 형광체, 황화물계 형광체 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
본 실시예에 있어서, 제3 형광체(107)는 봉지부(104)에 대하여, 0.1 내지 1wt%의 질량범위를 가질 수 있다. 제3 형광체(107)가 상기 질량범위를 가지므로, 본원 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 85% 이상의 색재현성(NTSC)를 가질 수 있다. 제2 형광체(106)가 불화물 형광체인 경우에, 불화물 형광체는 상대적으로 습기 및 열에 취약하다. 그러나, 제3 형광체(107)이 상술한 형광체들 중 하나인 경우에는 불화물 형광체와 비교하여 상대적으로 습기 및 열에 강하다. 따라서, 제3 형광체(107)가 제2 형광체(106)의 일부를 대신하여 봉지부(104)에 포함되면, 전체적인 형광체들의 내습성 및 내열성을 향상시켜 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 제3 형광체(107)를 봉지부(104) 내에, 제2 형광체(106)를 대신하여 과도하게 포함시키면, 제3 형광체(107) 및 제2 형광체(106)가 방출하는 적색광의 반치폭이 넓어지므로, 발광 다이오드 패키지의 색재현성이 저하될 수 있다.In the present embodiment, the
따라서, 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 제3 형광체(107)가 봉지부(104)에 대하여, 0.1 내지 1wt%의 질량범위를 가지고 봉지부(104) 내에 분포되면, 신뢰성을 확보함과 동시에, 85% 이상의 색재현성(NTSC)을 확보할 수 있다. 즉, 제3 형광체(107)가 봉지부(104)에 대하여, 0.1wt% 미만의 질량으로 봉지부(104) 내에 분포되면, 형광체의 신뢰성이 문제될 수 있다. 또한, 제3 형광체(107)가 봉지부(104)에 대하여, 1wt% 초과되는 질량으로 봉지부(104) 내에 분포되면, 형광체가 방출하는 광의 반치폭이 넓어지므로 발광 다이오드 패키지의 색재현성이 문제될 수 있다. Accordingly, when the
상술한 질량 범위 내의 제3 형광체(107)를 포함하는 발광 다이오드 패키지가 방출하는 백색광은 백색광은 CIE 색도도 상의 영역 내에 있는 지점을 형성하는 x 및 y 색좌표를 가지며, 상기 x 색좌표는 0.25 내지 0.32이고, 상기 y 색좌표는 0.22 내지 0.32일 수 있다.The white light emitted by the light emitting diode package including the
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 발광 다이오드 패키지는 하우징(101), 발광 다이오드 칩(102), 봉지부(104), 제1 형광체(105), 제2 형광체(106), 제3 형광체(107) 및 버퍼부(109)를 포함한다. 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 버퍼부(109)를 제외하면, 상기 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지와 대체로 유사하며, 따라서 중복되는 설명은 생략한다.2 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention. 2, the light emitting diode package includes a
버퍼부(109)는 발광 다이오드 칩(102)과 봉지부(104) 사이에 배치될 수 있다. 버퍼부는 silicone, epoxy, PMMA(polymethyl methacrylate), PE(polyethylene) 및 PS(polystyrene) 중 적어도 하나를 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 버퍼부(109)의 경도는 봉지부(104)보다 작을 수 있다. 버퍼부(109)을 이용하여, 발광 다이오드 칩(102)에서 발생하는 열로 인한 봉지부(104)의 열적 스트레스를 방지할 수 있다. 본 실시예에 따른 버퍼부(109)는 발광 다이오드 칩(102) 주변 영역에 배치된 경우를 개시하였지만, 버퍼부(109)는 하우징(101)의 좌측벽과 우측벽 모두와 접하도록 넓은 영역에 배치될 수 도 있다.The
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다. 도 3를 참조하면, 발광 다이오드 패키지는 하우징(101), 발광 다이오드 칩(102), 봉지부(104), 제1 형광체(105), 제2 형광체(106), 제3 형광체(107), 리플렉터(111) 및 베리어 리플렉터(112)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 리플렉터(111) 및 베리어 리플렉터(112)를 제외하면, 상기 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지와 대체로 유사하며, 따라서 중복되는 설명은 생략한다.3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention. 3, the light emitting diode package includes a
리플렉터(111)는 발광 다이오드 칩(102)과 이격되어 측면에 배치될 수 있다. 리플렉터(111)는 발광 다이오드 칩(102), 제1, 제2 및 제3 형광체(105, 106, 107)에서 방출되는 광의 반사를 극대화하여 발광 효율을 증대시킬 수 있다. 리플렉터(111)는 반사 코팅 필름 및 반사 코팅 물질층 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 리플렉터(111)는 내열성 및 내광성이 우수한 무기 재료, 유기 재료, 금속 재료 및 금속 산화물 재료 중에서 적어도 하나로 형성될 수 있다. 일례로, 리플렉터(111)는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 이산화 티타늄(TiO2) 등과 같이 높은 반사율을 가지는 금속 또는 금속 산화물을 포함하여 구성될 수 있다. 리플렉터(111)는 하우징(101) 상에 금속 또는 금속 산화물을 증착 또는 코팅하여 형성할 수 있으며, 금속 잉크를 인쇄하여 형성할 수도 있다. 또한, 리플렉터(111)는 하우징(101) 상에 반사 필름 또는 반사 시트(sheet)를 접착하여 형성할 수도 있다.The
베리어 리플렉터(112)는 리플렉터(111)를 덮을 수 있다. 베리어 리플렉터(112)는 발광 다이오드 칩(102)에서 방출되는 열로 인한 리플렉터(111)의 열화 등을 방지할 수 있다. 베리어 리플렉터(112)는 내광성 및 반사율이 높은 무기 재료 또는 금속 재료로 형성될 수 있다.The
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타내는 단면도이다. 도 4를 참조하면, 발광 소자는 하우징(101), 발광 다이오드 칩(102), 봉지부(104), 제1 형광체(105), 제2 형광체(106) 및 제3 형광체(107)를 포함하고, 봉지부(104)는 제1 봉지부(104b) 및 제2 봉지부(104a)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 제1 봉지부(104b) 및 제2 봉지부(104a)를 제외하면, 상기 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지와 대체로 유사하며, 따라서 중복되는 설명은 생략한다.4 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode package according to another embodiment of the present invention. 4, the light emitting device includes a
제1 봉지부(104b)는 발광 다이오드 칩(102)을 덮을 수 있다. 제2 봉지부(104a)는 제1 봉지부(104b)를 덮을 수 있다. 제1 봉지부(104b)는 제2 봉지부(104a)와 동일한 경도를 가지는 물질로 형성되거나, 다른 경도를 가지는 물질로 형성될 수 있다. 제1 봉지부(104b)의 경도는 제2 봉지부(104a)보다 낮을 수 있고, 이 경우, 상술한 실시예의 버퍼부(109)와 동일하게, 발광 다이오드 칩(102)에 인한 열 스트레스를 완화할 수 있다. The
제1 봉지부(104b)는 적색광을 방출하는 제2 형광체(106) 및 제3 형광체(107)를 함유할 수 있다. 제2 봉지부(104a)는 녹색광을 방출하는 제1 형광체(105)를 함유할 수 있다. 장파장을 방출하는 형광체들을 하부에 배치하고, 단파장을 방출하는 형광체들을 상부에 배치하여, 제1 형광체(105)에서 발광된 녹색광이 제2 형광체(106) 및 제3 형광체(107)에 다시 흡수되어 손실되는 것을 방지할 수 있다. The
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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
101: 하우징
102: 발광 다이오드 칩
104: 봉지부
104a: 제1 봉지부
104b: 제2 봉지부
105: 제1 형광체
106: 제2 형광체
107: 제3 형광체
109: 버퍼부
111: 리플렉터
112: 베리어 리플렉터
118: 형광체 플레이트101: Housing
102: Light emitting diode chip
104:
104a: first bag portion
104b: second bag portion
105: First phosphor
106: Second phosphor
107: Third phosphor
109: buffer unit
111: Reflector
112: Barrier reflector
118: phosphor plate
Claims (15)
상기 하우징에 배치되는 발광 다이오드 칩;
상기 발광 다이오드 칩을 덮는 봉지부;
상기 봉지부 내에 분포되어, 녹색광을 방출하는 제1 형광체;
상기 봉지부 내에 분포되어, 적색광을 방출하는 제2 형광체 및 제3 형광체를 포함하되,
상기 제2 형광체는 A2MF6: Mn4+의 화학식을 가지는 형광체이고, 상기 A는 Li, Na, K, Rb, Ce 및 NH4 중 하나이고, 상기 M은 Si, Ti, Nb 및 Ta 중 하나이며,
상기 제3 형광체는 봉지부에 대하여 0.1 내지 1 wt%의 질량범위를 가지는 발광 다이오드 패키지.housing;
A light emitting diode chip disposed in the housing;
An encapsulant covering the light emitting diode chip;
A first phosphor dispersed in the sealing portion to emit green light;
A second phosphor and a third phosphor which are distributed in the sealing portion and emit red light,
Wherein A is at least one of Li, Na, K, Rb, Ce and NH 4 , and M is at least one of Si, Ti, Nb and Ta, and the second phosphor is a phosphor having the formula A 2 MF 6 : Mn 4+ One,
And the third phosphor has a mass range of 0.1 to 1 wt% with respect to the encapsulant.
상기 제2 형광체 및 제3 형광체 각각 방출하는 피크 파장은 서로 다른 발광 다이오드 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the second phosphor and the third phosphor emit different peak wavelengths.
상기 제1 형광체는 BAM(Ba-Al-Mg) 계열의 형광체, 양자점(quantum dot) 형광체, 실리케이트(Silicate) 계열, 베타-사이알론(beta-SiAlON) 계열, 가넷(Garnet) 계열, LSN 계열 형광체 중 적어도 하나인 발광 다이오드 패키지.The method according to claim 1,
The first phosphor may be a BAM (Ba-Al-Mg) phosphor, a quantum dot phosphor, a silicate series, a beta-SiAlON series, a Garnet series, The light emitting diode package comprising:
상기 제3 형광체는 질화물계 형광체, 황화물계 형광체 및 양자점 형광체 중에서 적어도 하나를 포함하는 발광 다이오드 패키지. The method according to claim 1,
And the third phosphor includes at least one of a nitride-based fluorescent material, a sulfide-based fluorescent material, and a quantum dot fluorescent material.
상기 질화물계 형광체는 MSiN2, MSiON2 및 M2Si5N8 화학식으로 표현되는 형광체들 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 M은 Ca, Sr, Ba, Zn, Mg 및 Eu 중 하나인 발광 다이오드 패키지.The method of claim 4,
Wherein the nitride-based fluorescent material comprises at least one of phosphors represented by the following formulas: MSiN 2 , MSiON 2, and M 2 Si 5 N 8 , wherein M is one of Ca, Sr, Ba, Zn, Mg, .
상기 제2 형광체 및 제3 형광체가 방출하는 적색광은 15nm 이하의 반치폭(FWMH)을 가지는 발광 다이오드 패키지.The method according to claim 1,
And the red light emitted by the second phosphor and the third phosphor has a full width at half maximum (FWMH) of 15 nm or less.
상기 제1 형광체의 녹색광의 피크 파장은 500 내지 570nm 범위 내에 위치하고,
상기 제2 형광체의 적색광의 피크 파장은 610 내지 650nm 범위 내에 위치하며,
상기 제3 형광체의 적색광의 피크 파장은 630 내지 670nm 범위 내에 위치하는 발광 다이오드 패키지.The method according to claim 1,
The peak wavelength of the green light of the first phosphor is within a range of 500 to 570 nm,
The peak wavelength of the red light of the second phosphor is within a range of 610 to 650 nm,
And the peak wavelength of the red light of the third phosphor is within a range of 630 to 670 nm.
상기 봉지부는 실리콘, 에폭시, PMMA, PE 및 PS 중 적어도 하나를 포함하는 발광 다이오드 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the encapsulant comprises at least one of silicon, epoxy, PMMA, PE and PS.
상기 발광 다이오드 칩, 상기 제1 형광체, 상기 제2 형광체 및 상기 제3 형광체에서 방출되는 광의 합성에 의해 백색광이 형성되고,
상기 백색광은 85% 이상의 NTSC(national television system committee) 색채 포화도를 가지는 발광 다이오드 패키지.The method according to claim 1,
Wherein white light is formed by combining light emitted from the light emitting diode chip, the first phosphor, the second phosphor and the third phosphor,
Wherein the white light has a national television system committee (NTSC) color saturation of 85% or more.
상기 백색광은 백색광은 CIE 색도도 상의 영역 내에 있는 지점을 형성하는 x 및 y 색좌표를 가지며,
상기 x 색좌표는 0.25 내지 0.32이고, 상기 y 색좌표는 0.22 내지 0.32인 발광 다이오드 패키지.The method of claim 9,
Wherein the white light has x and y chromatic coordinates which form a point in the region of the CIE chromaticity diagram,
Wherein the x color coordinates are 0.25 to 0.32 and the y color coordinates are 0.22 to 0.32.
상기 발광 다이오드 칩은 청색 발광 다이오드 칩 또는 자외선 발광 다이오드 칩인 발광 다이오드 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the light emitting diode chip is a blue light emitting diode chip or an ultraviolet light emitting diode chip.
상기 봉지부와 상기 발광 다이오드 칩 사이에 배치되는 버퍼부를 더 포함하되,
상기 버퍼부는 상기 봉지부보다 낮은 경도를 가지는 발광 다이오드 패키지.The method according to claim 1,
And a buffer unit disposed between the encapsulation unit and the light emitting diode chip,
Wherein the buffer portion has a lower hardness than the sealing portion.
상기 봉지부는 상기 발광 다이오드 칩을 덮는 제1 봉지부; 및
상기 제1 봉지부를 덮는 제2 봉지부를 포함하되,
상기 제1 봉지부는 상기 제2 형광체 및 제3 형광체를 함유하고,
상기 제2 봉지부는 상기 제1 형광체를 함유하는 발광 다이오드 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the encapsulation part comprises: a first encapsulation part covering the LED chip; And
And a second encapsulation part covering the first encapsulation part,
Wherein the first encapsulant contains the second fluorescent material and the third fluorescent material,
And the second encapsulant contains the first phosphor.
상기 하우징은 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 반사하는 리플렉터를 포함하는 발광 다이오드 패키지.The method according to claim 1,
And the housing includes a reflector that reflects light emitted from the light emitting diode chip.
상기 하우징은 상기 리플렉터를 덮는 베리어 리플렉터를 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.15. The method of claim 14,
Wherein the housing further comprises a barrier reflector covering the reflector.
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