KR20180106209A - 형광체 구조물, 이를 포함하는 발광 소자 패키지 및 조명 장치 - Google Patents

형광체 구조물, 이를 포함하는 발광 소자 패키지 및 조명 장치 Download PDF

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Abstract

실시예는 형광체 구조물, 이를 포함하는 발광 소자 패키지 및 조명 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 형광체, 상기 형광체 상에 중간층 및 상기 중간층 상에 보호층을 포함하고 상기 형광체는 특정 구조로 표시되는 적색 형광체 입자를 포함하며, 상기 중간층은 실란(Silane)을 포함하여 형성됨으로써 높은 색 재현율을 나타내면서 고온, 고습 조건에서 광속 및 색 좌표의 변화량 등의 광 특성 감소를 줄임으로써 향상된 동작 신뢰성을 나타내는 형광체 구조물, 이를 포함하는 발광 소자 패키지 및 조명 장치에 관한 것이다.

Description

형광체 구조물, 이를 포함하는 발광 소자 패키지 및 조명 장치{PHOSPHOR, LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND LIGHTING APPARATUS COMPRISING THE SAME}
실시예는 형광체 구조물, 이를 포함하는 발광 소자 패키지 및 조명 장치에 관한 것으로, 특히 높은 색 재현율을 나타내면서 고온, 고습 조건에서 동작 신뢰성이 향상된 형광체 구조물, 이를 포함하는 발광 소자 패키지 및 조명 장치에 관한 것이다.
반도체의 -Ⅴ족 또는 -Ⅵ족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저다이오드와 같은 발광 소자는 박막 성장기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색광도 구현이 가능하며 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
백색광을 구현하는 방법에 있어서는 단일 칩 형태의 방법으로 청색이나 자외선(UV: Ultra Violet) 발광 다이오드 칩 위에 형광물질을 결합하는 것과 멀티 칩 형태로 제조하여 이를 서로 조합하여 백색광을 얻는 방법으로 나누어진다.
멀티 칩 형태의 경우 대표적으로 RGB(Red, Green, Blue)의 3 종류의 칩을 조합하여 제작하는 방법이 있으며, 이는 각각의 칩마다 동작전압의 불균일 하거나, 주변 환경에 의한 각각의 칩의 출력의 차이로 인하여 색 좌표가 달라지는 문제점을 가진다.
또한, 단일칩으로 백색광을 구현하는 경우에 있어서, 청색 LED로부터 발광하는 빛과 이를 이용해서 적어도 하나의 형광체들을 여기 시켜 백색광을 얻는 방법이 사용되고 있다.
이러한 형광체를 이용한 백색광의 구현에 있어서, 휘도와 연색지수(Color Rendering Index:CRI)를 개선하는 시도가 계속되고 있으며, 특히 고품질의 광 특성을 얻기 위하여 새로운 형광체의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
불소계 형광체는 반치폭이 좁은 특성으로 인해 청색광 발광다이오드에서 WCG(Wide Color Gamut) 모델에 적용되는 형광체이나, 고온, 고습 조건에서 활성 이온이 산화되어 형광 특성이 열화 됨에 따라 신뢰성이 현저히 저하되는 문제가 있어왔다. 따라서, 광 특성이 우수한 신규 형광체 개발에 있어서 온도나 습도 에 대한 신뢰성을 확보하는 등 해결책이 요구되는 실정이다.
실시예는 높은 색 재현율을 확보하면서도 동시에 고온, 고습 조건에서 동작 신뢰성이 향상된 형광체 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예는 상기 형광체 구조물이 적용된 발광 소자 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 실시예는 상술한 발광 소자 패키지가 적용된 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예의 형광체 구조물은 형광체, 상기 형광체 상에 중간층 및 상기 중간층 상에 보호층을 포함하고, 상기 형광체는 하기 화학식 1로 표시되는 적색 형광체 입자를 포함하며 상기 중간층은 실란(Silane)을 포함하는 소수성 물질로 형성될 수 있다.
[화학식 1]
AxByCz:Mn4+
(식 중, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, Ba, Sr, Ca 및 Zn 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이고, B는 Sc, Y, La, Si, Nb, Ta, Al, Ti, Ge, Ga 및 In로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이며, C는 F, Cl 및 O로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이고, x는 1 내지 3이며 y는 0.01 내지 0.99이고, z는 5 내지 7임).
일 실시예에 따르면, 상기 적색 형광체 입자의 발광 중심 파장은 600 nm 내지 660 nm 일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 중간층의 두께는 10 nm 내지 1 ㎛ 일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보호층은 SiO2, TiO2, Al2O3, MgO 및 In2O3 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보호층의 두께는 0.1 ㎛ 내지 3 ㎛ 일 수 있다.
실시예의 발광 소자 패키지는 몸체부, 상기 몸체부 상에 형성된 캐비티, 상기 캐비티 내에 배치된 발광 소자, 상기 발광 소자를 둘러싸고 상기 캐비티 내에 배치된 몰딩부 및 상기 몰딩부 상에 배치되는 전술한 실시예의 형광체 구조물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 몰딩부는 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기 되어 녹색 파장 영역의 광을 방출하는 녹색 형광체를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 녹색 형광체는 루악(LuAG:Ce3+) 계열 또는 β-사이알론(SiAlON:Eu2+) 계열 중 적어도 하나를 포함 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 발광 소자는 청색 또는 자외선 파장 영역의 광을 방출 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 발광 소자 패키지는 백색광을 방출 할 수 있다.
실시예의 조명 장치는 전술한 실시예의 발광 소자 패키지를 광원으로 포함 할 수 있다.
실시예의 형광체 구조물은 높은 색 재현율을 나타내면서 고온, 고습 조건에서 광속 및 색 좌표의 변화량 등의 광 특성 감소를 줄임으로써 향상된 동작 신뢰성을 가질 수 있다.
또한, 상기 형광체 구조물은 형광체 상에 중간층, 보호층을 순차로 배치함에 따라 보호층이 형광체 구조물 표면에 균일하게 형성되도록 함으로써 동작 신뢰성 향상 정도를 현저하게 한다.
실시예의 발광 소자 패키지는 고온, 고습 조건에서도 광 특성(광속)이 향상될 수 있다.
또한, 상기 보호층 형성 시간을 조절함으로써 상기 발광 소자 패키지의 동작 시간이 경과한 후에도 개선된 광 특성을 나타낼 수 있다.
실시예의 조명 장치는 광속 및 색 재현율이 개선된 효과를 가질 수 있다. 또한 고온 고습 등의 가혹한 조건에서 광속 및 색 좌표의 변화량 등의 광 특성 감소를 줄여 신뢰성을 개선할 수 있다.
도 1은 일 실시예의 형광체 구조물을 개략적으로 단면도이다.
도 2는 일 실시예의 발광 소자 패키지의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 3은 발광 소자의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 7은 각각 비교예 1 내지 3 및 실시예 1의 형광체 구조물에 관한 SEM 사진이다.
도 8는 실시예 2 및 비교예 1의 색 좌표이다.
도 9는 실시예 2 및 비교예 1의 여기 및 발광 스펙트럼이다.
도 10은 실시예 3 및 비교예 1의 색 좌표이다.
도 11은 실시예 3 및 비교예 1의 여기 및 발광 스펙트럼이다.
도 12 내지 14는 85 ℃에서의 발광 소자 패키지의 신뢰성 평가 결과를 나타낸 도면이다.
도 15 내지 17은 85 ℃ 및 85% 습도 조건에서의 발광 소자 패키지의 신뢰성 평가 결과를 나타낸 도면이다.
도 18 내지 20은 85 ℃에서의 발광 소자 패키지의 신뢰성 평가 결과를 나타낸 도면이다.
도 21 내지 23은 85 ℃ 및 85% 습도 조건에서의 발광 소자 패키지의 신뢰성 평가 결과를 나타낸 도면이다.
실시예의 설명에 있어서, 각 층, 막, 전극, 판 또는 기판 등이 각 층, 막, 전극, 판 또는 기판 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한 각 구성요소의 상, 옆 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
형광체 구조물
도 1은 일 실시예의 형광체 구조물을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예의 형광체 구조물(100)은 형광체(101), 상기 형광체(101) 상에 중간층(103), 상기 중간층(103) 상에 보호층(104)을 포함하고, 상기 형광체(101)는 하기 화학식 1로 표시되는 적색 형광체 입자(102)를 포함하며, 상기 중간층(103)은 실란(Silane)을 포함하여 형성될 수 있다.
실시예에 따른 형광체(101)는 하기 화학식 1로 표시되는 적색 형광체 입자(102)를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
AxByCz: Mn4+
식 중, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, Ba, Sr, Ca 및 Zn 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이고, B는 Sc, Y, La, Si, Nb, Ta, Al, Ti, Ge, Ga 및 In로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이며, C는 F, Cl 및 O로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 또한, x는 1 내지 3이고, y는 0.01 내지 0.99이며, z는 5 내지 7일 수 있다.
일 실시예로, 상기 적색 형광체 입자(102)의 발광 중심 파장은 약 600 nm 내지 660 nm일 수 있다. 예를 들어, 상기 적색 형광체 입자(102)는 약 630 nm 내외의 좁은 파장 대역에서 샤프한 발광 중심 파장을 가질 수 있다.
또한, 상기 적색 형광체 입자(102)는 좁은 반치폭(Full Width at Half Maximum)을 가지는바, 높은 색 재현율을 나타낼 수 있다.
실시예에 따른 보호층(104)은 후술하는 중간층(103) 상에 배치될 수 있다.
일 실시예로, 상기 보호층(104)은 중간층(103) 표면에서 중간층(103)과 접촉하며 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 보호층(104)은 상기 형광체(101) 상에 배치된 중간층(103) 상에 배치되는바, 중간층(103)은 상기 형광체(101)와 상기 보호층(104) 사이에 샌드위치 되는 구조일 수 있다.
상기 보호층(104)은 외부로부터 전달받은 에너지로 빛을 내는 활성 이온을 보호함으로써 활성 이온이 고온, 고습 조건에서 산화되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 상기 보호층(104)은 외부의 열과 습기로부터 상기 형광체(101)를 보호하는바, 고온, 고습 조건의 경우에도 광속 및 색 좌표의 변화량 등의 광 특성 감소를 줄여 신뢰성을 개선할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 실시예는 형광체(101)에 특정 구조의 적색 형광체 입자를 포함하므로, 상기 보호층(104)이 형광체(101) 외부에서 침투할 수 있는 수분을 차단하여 실시예의 형광체 구조물(100)은 고온 고습조건에 노출된 경우에도 높은 색 재현율을 나타낼 수 있다.
다시 말해, 실시예의 형광체 구조물(100)은 상기 화학식 1로 표시되는 적색 형광체 입자(102)를 포함함에 따라 높은 색 재현율을 확보하면서도 고온, 고습 조건에서 형광 특성의 열화를 방지하여 동작 신뢰성 저하 문제를 개선할 수 있다.
일 실시예로, 상기 보호층(104)은 상기 중간층(103) 상에서 상기 형광체(101)의 상부면과 바닥면뿐 아니라 측면까지 감싸도록 배치되어 수분 침투 방지 효과를 현저히 할 수 있다.
일 실시예로, 상기 보호층(104)은 SiO2, TiO2, Al2O3, MgO 및 In2O3 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 보호층(104)은 SiO2, TiO2, Al2O3, MgO 및 In2O3 중 적어도 하나를 포함한 액상 물질을 상기 중간층(103) 상에 코팅(Coating)하고 이를 경화하여 제조될 수 있다.
일 실시예로, SiO2, TiO2, Al2O3, MgO 또는 In2O3 등의 공급원과 용매를 혼합하여 액상물질을 제조한 후 이를 중간층(103) 상에 코팅할 수 있다.
구체적으로, 상기 보호층(104)은 테트라에틸오르소실리케이트(Tetraethyl orthosilicate), 알루미늄나이트레이트(Aluminium nitrate) 등으로 형성될 수 있다.
구체적으로 상기 용매의 예를 들면 초순수(DI water), 에탄올 등일 수 있다.
상기 중간층(103)은 상기 형광체(101) 및 상기 보호층(104) 사이에서 균일한 두께로 층을 이루어 형성될 수 있다.
일 실시예로, 상기 보호층(104)의 두께는 약 0.1 ㎛ 내지 3 ㎛ 일 수 있다. 보호층(104)의 두께가 상술한 범위 내인 경우, 고온, 고습 조건 하에서 동작 신뢰성 저하 문제를 현저히 개선할 수 있다.
실시예에 따른 중간층(103)은 상기 형광체(101) 상에 배치될 수 있다.
일 실시예로, 상기 중간층(103)은 상기 형광체(101) 표면에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 중간층(103)은 상기 형광체(101)과 직접 접촉하며 배치될 수 있다.
전술한 바와 같이 실시예는 보호층(104)을 포함하는데, 상기 형광체 상에 직접 보호층을 형성하는 경우, 보호층이 형광체 상에 고르게 형성되지 못할 수 있다. 예를 들면, 형광체의 모서리 부분(A)에는 보호층이 균일하게 형성되지 않을 수 있다(도 4 참조).
이에, 실시예는 상기 형광체(101) 상에 실란(Silane)을 포함하는 소수성(hydrophobic) 물질로 형성되는 중간층(103)을 배치하여 상기 형광체(101)의 표면을 안정화시키는바, 상기 형광체(101)의 모서리 부분(C)을 포함하여 상기 형광체(101) 상에 보호층(104)이 고르게 배치될 수 있다(도 7 참조).
상기 중간층(103)은 실란을 포함하는 소수성 물질로 형성될 수 있다.
상기 중간층(103)은 보호층(104) 배치 전에 상기 형광체(101) 상에 형성될 수 있다.
상기 중간층(103)은 실란을 포함하는 소수성 물질을 포함한 액상 물질을 형광체(101) 상에 코팅(Coating)하고 이를 경화하여 제조될 수 있다.
일 실시예로, 테트라에틸오르소실리케이트(Tetraethyl orthosilicate) 및 NH4OH 등의 반응물과 용매를 혼합하여 액상물질을 제조한 후 이를 형광체(101) 상에 코팅할 수 있다.
구체적으로 상기 용매의 예를 들면 에탄올 등일 수 있다.
상기 중간층(103)은 상기 형광체(101) 및 상기 보호층(104) 사이에서 균일한 두께로 층을 이루어 형성될 수 있다. 일 실시예로, 상기 중간층(103)의 두께는 약 10 nm 내지 1 ㎛ 일 수 있다.
중간층(103)의 두께가 전술한 범위 내일 경우 형광체 구조물이 지나치게 두꺼워지는 것을 방지하면서 형광체(101) 상에 보호층(104)이 균일하게 형성되도록 할 수 있다.
실시예의 형광체 구조물(100)은 상기 화학식 1로 표시되는 특정 구조의 적색 형광체 입자(102)를 포함함에 따라 높은 색 재현율을 나타낼 수 있다.
이와 동시에, 실시예의 형광체 구조물(100)은 형광체(101) 상에 보호층(104)을 포함함으로써 고온, 고습 조건에서 광속 및 색 좌표 변화량 등의 광 특성 감소 정도를 줄임에 따라 향상된 동작 신뢰성을 나타낸다.
또한, 실시예의 형광체 구조물(100)은 형광체(101) 상에 중간층(103), 보호층(104)을 순차로 배치함에 따라 보호층(104)이 형광체(101) 표면에 균일하게 형성되도록 하는바, 동작 신뢰성 향상 정도를 현저하게 할 수 있다.
발광 소자 패키지
도 2는 발광 소자 패키지(200)의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
실시예의 발광 소자 패키지(200)는 몸체부(130), 몸체부(130) 상에 형성된 캐비티(150) 및 캐비티 내에 배치되는 발광 소자(110)를 포함하고, 몸체부(130)에는 발광 소자(110)와의 전기적 연결을 위한 리드 프레임(142, 144)을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(110)는 캐비티(150) 내에서 캐비티의 바닥면에 배치될 수 있고, 캐비티 내에는 발광 소자를 둘러싸고 몰딩부가 배치될 수 있다.
상기 몰딩부에는 전술한 실시예의 형광체 구조물(100)이 포함될 수 있다.
상기 몸체부(130)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상부가 개방되고 측면과 바닥면으로 이루어진 캐비티(150)를 가질 수 있다.
상기 캐비티(150)는 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 캐비티(150)의 측면은 바닥면에 대하여 수직이거나 경사지게 형성될 수 있으며, 그 크기 및 형태가 다양할 수 있다.
상기 캐비티(150)를 위에서 바라본 형상은 원형, 다각형, 타원형 등일 수 있으며, 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나, 실시예의 목적을 벗어나지 않는 범위 내라면 반드시 이에 제한되지 않는다.
상기 몸체부(130)에는 제1 리드 프레임(142) 및 제2 리드 프레임(144)이 포함되어 상기 발광 소자(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 몸체부(130)가 금속 재질 등 도전성 물질로 이루어지는 경우, 도시되지는 않았으나 몸체부(130)의 표면에 절연층이 코팅되어 제1, 2 리드 프레임(142, 144) 간의 전기적 단락을 방지할 수 있다.
상기 제1 리드 프레임(142) 및 제2 리드 프레임(144)은 서로 전기적으로 분리되며, 발광 소자(110)에 전류를 공급 할 수 있다. 또한, 상기 제1 리드 프레임(142) 및 제2 리드 프레임(144)은 발광 소자(110)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광 소자(110)에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수도 있다.
상기 발광 소자(110)는 캐비티(150) 내에 배치될 수 있으며, 몸체부(130) 상에 배치되거나 제1 리드 프레임(142) 또는 제2 리드 프레임(144) 상에 배치될 수 있다. 배치되는 발광 소자(110)는 수직형 발광 소자 외에 수평형 발광 소자 등일 수도 있다.
다른 실시예에서는 발광 소자(110)가 제1 리드 프레임(142) 상에 배치되며, 제2 리드 프레임(144)과는 와이어(146)를 통하여 연결될 수 있으나, 발광 소자(110)는 와이어 본딩 방식 외에 플립칩 본딩 또는 다이 본딩 방식에 의하여서도 리드 프레임과 연결될 수 있다.
도 2의 발광 소자 패키지(200) 실시예에서 몰딩부는 발광 소자(110)를 감싸고 캐비티(150) 내부를 채우며 형성될 수 있다.
또한, 상기 몰딩부는 복수의 형광체 구조물(100, 160)과 수지를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 몰딩부는 수지와 형광체 구조물(100, 160)을 포함할 수 있으며, 발광 소자(110)를 포위하도록 배치되어 발광 소자(110)를 보호할 수 있다.
상기 몰딩부에서 형광체 구조물과 같이 혼합되어 사용될 수 있는 수지는 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지 중 어느 하나 또는 그 혼합물의 형태일 수 있다.
또한, 상기 형광체 구조물(100, 160)은 발광 소자(110)에서 방출된 광에 의하여 여기 되어 파장 변환된 광을 발광할 수 있다.
예를 들어, 발광 소자에서 방출된 광은 청색광일 수 있으며, 발광 소자 패키지의 몰딩부에는 청색광에 의하여 여기 되어 녹색 광을 방출하는 녹색 형광체(160), 청색광에 의하여 여기 되어 적색광을 방출하는 실시예의 적색 형광체 구조물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 포함되는 녹색 형광체(160)는 루악(LuAG:Ce3+)계열 또는 β-사이알론(β-SiAlON:Eu2+) 계열 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 루악 계열의 녹색 형광체는 Lu3Al5O12:Ce3+일 수 있고, β-사이알론 계열의 녹색 형광체는 Si6-zAlzOzN8-z : Eu2+(여기서, 0 <z< 2 이다) 일 수 있다.
이때, 발광 소자에 의하여 여기 되어 발광하는 녹색 형광체의 발광 중심 파장은 약 525nm 내지 555nm 일 수 있다.
또한, 도면에 도시되지는 않았으나 몰딩부는 캐비티(150)를 채우고 캐비티(150)의 측면부 높이보다 높게 돔(dome) 형상으로 배치될 수 있으며, 발광 소자 패키지(200)의 광 출사각을 조절하기 위하여 변형된 돔 형상으로 배치될 수도 있다. 몰딩부는 발광 소자(110)를 포위하여 보호하고, 발광 소자(110)로부터 방출되는 빛의 경로를 변경하는 렌즈로 작용할 수도 있다.
실시예의 발광 소자 패키지는 전술한 형광체 구조물을 포함함으로써 광속 및 색 재현율이 개선된 효과를 가질 수 있다. 또한 고온 고습 등의 가혹한 조건에서 광속 및 색 좌표의 변화량 등의 광 특성 감소를 줄여 신뢰성을 개선할 수 있다.
또한, 상기 발광 소자 패키지는 고온, 고습 조건의 경우에도 높은 광 특성(광속)을 유지하는 효과를 가질 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, Mn이온은 상기 적색 형광체 입자 표면에서 Mn4+ 뿐만 아니라 Mn2+, Mn3+ 와 같이 다양한 원자가 상태로 존재할 수 있는데, 활성 이온인 Mn4+을 제외한 Mn2+, Mn3+ 이온은 적색 형광체 입자 내에서 발광에 참여하지 못하거나(non-radiative site) 또는 결함 부분(defect site)으로 작용할 수 있다. 그러나, 실시예의 형광체 구조물(100)은 상기 보호층(104)을 포함함에 따라 상기 보호층(104)이 결함 부분의 표면을 보호(passivation) 하는바 광 특성이 증가할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 발광 소자 패키지는 일정한 경우 동작 시간이 경과한 후라도 광 특성이 개선될 수 있다. 보호층(104) 형성 시간이 증가할수록, 제조공정에서 사용되는 반응물 내 존재하는 유기물이 형광체층 표면에 다량으로 잔존하는데, 고온, 고습의 가혹한 환경에서는 상기 발광 소자 패키지의 상기 형광체층 표면에 잔존하는 유기물이 번-아웃(burn-out) 될 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 소자 패키지의 동작 시간이 경과한 후에도 개선된 광 특성을 나타낼 수 있다.
발광 소자
도 3은 발광 소자(110)의 일 실시예를 나타낸 도면으로, 발광 소자(110)는 지지기판(70), 발광 구조물(20), 오믹층(40), 제1 전극(80)을 포함할 수 있다.
발광 구조물(20)은 제1 도전형 반도체층(22)과 활성층(24) 및 제2 도전형 반도체층(26)을 포함하여 이루어진다.
제1 도전형 반도체층(22)은 -Ⅴ족, -Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(22)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(22)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(22)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
활성층(24)은 제1 도전형 반도체층(22)과 제2 도전형 반도체층(26) 사이에 배치되며, 단일 우물 구조(Double Hetero Structure), 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
활성층(24)은 -Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층, 예를 들면 AlGaN/AlGaN, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, AlGaN/GaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(26)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(26)은 -Ⅴ족, -Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(26)은 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaN AlInN, AlGaAs,GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 제2 도전형 반도체층(26)이 AlxGa(1-x)N으로 이루어질 수 있다.
제2 도전형 반도체층(26)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(26)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제1 도전형 반도체층(22)의 표면이 패턴을 이루어 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 도전형 반도체층(22)의 표면에는 제1 전극(80)이 배치될 수 있으며, 도시되지는 않았으나 제1 전극(80)이 배치되는 제1 도전형 반도체층(22)의 표면은 패턴을 이루지 않을 수 있다. 제1 전극(80)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
발광 구조물(20)의 둘레에는 패시베이션층(90)이 형성될 수 있다. 패시베이션층(90)은 절연물질로 이루어질 수 있으며, 절연물질은 비전도성인 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 패시베이션층(90)은 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있다.
발광 구조물(20)의 하부에는 제2 전극이 배치될 수 있으며, 오믹층(40)과 반사층(50)이 제2 전극으로 작용할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(26)의 하부에는 GaN이 배치되어 제2 도전형 반도체층(26)으로 전류 내지 정공 공급을 원활히 할 수 있다.
오믹층(40)은 약 200 옹스트롱(Å)의 두께일 수 있다. 오믹층(40)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정하지 않는다.
반사층(50)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt), 로듐(Rh), 혹은 Al이나 Ag이나 Pt나 Rh를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 반사층(50)은 활성층(24)에서 발생된 빛을 효과 적으로 반사하여 반도체 소자의 광추출 효율을 크게 개선할 수 있다.
지지기판(support substrate, 70)은 금속 또는 반도체 물질 등 도전성 물질로 형성될 수 있다. 전기 전도도 내지 열전도도가 우수한 금속을 사용할 수 있고, 반도체 소자 작동 시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열 전도도가 높은 물질(ex. 금속 등)로 형성될 수 있다.
예를 들어, 지지기판(70)은 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예를 들어, GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 중 어느 하나일 수 있다) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
지지기판(70)은 전체 질화물 반도체에 휨을 가져오지 않으면서, 스크라이빙(scribing) 공정 및 브레이킹(breaking) 공정을 통하여 별개의 칩으로 잘 분리시키기 위한 정도의 기계적 강도를 가지기 위하여 50㎛ 내지 200㎛의 두께로 이루어질 수 있다.
접합층(60)은 반사층(50)과 지지기판(70)을 결합하는데, 금(Au), 주석(Sn), 인듐(In), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다.
도 3에 도시된 발광 소자(110)의 실시예는 수직형 발광 소자의 실시예이나, 도 2에 도시된 발광 소자 패키지(200)의 실시예에는 도 3에 도시된 수직형 발광 소자 이외에 수평형 발광 소자, 플립칩 타입의 발광 소자가 배치될 수 있으며, 이때 발광 소자(110)는 청색 또는 자외선 파장 영역의 광을 발광할 수 있다.
도 3에 도시된 일 실시예의 발광 소자를 포함하는 도 2의 발광 소자 패키지의 실시예는 백색광을 방출할 수 있다.
조명 장치
이하에서는 전술한 발광 소자 패키지(200)가 배치된 조명 시스템의 일 실시예로서 영상 표시장치 및 조명 장치를 설명한다.
실시예의 발광 소자 패키지(200)는 복수 개가 기판 상에 어레이 될 수 있고, 발광 소자 패키지(200)의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지(200), 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다.
또한, 실시예의 발광 소자 패키지(200)를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 장치로 구현될 수 있다.
여기서, 표시 장치는 바텀 커버와, 바텀 커버 상에 배치되는 반사판과, 광을 방출하는 발광 모듈과, 반사판의 전방에 배치되며 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하는 도광판과, 도광판의 전방에 배치되는 프리즘 시트들을 포함하는 광학 시트와, 광학 시트 전방에 배치되는 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널과 연결되고 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하는 화상 신호 출력 회로와, 디스플레이 패널의 전방에 배치되는 컬러 필터를 포함할 수 있다. 여기서 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
또한, 조명 장치는 기판과 실시예에 따른 발광 소자 패키지(200)를 포함하는 광원 모듈, 광원 모듈의 열을 발산시키는 방열체, 및 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈로 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 장치는, 램프, 헤드 램프, 또는 가로등을 포함할 수 있다.
헤드 램프는 기판 상에 배치되는 발광 소자 패키지들(200)을 포함하는 발광 모듈, 발광 모듈로부터 조사되는 빛을 일정 방향, 예컨대, 전방으로 반사시키는 리플렉터(reflector), 리플렉터에 의하여 반사되는 빛을 전방으로 굴절시키는 렌즈 및 리플렉터에 의하여 반사되어 렌즈로 향하는 빛의 일부분을 차단 또는 반사하여 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 쉐이드(shade)를 포함할 수 있다.
실시예의 영상 표시장치 및 조명 장치의 경우 전술한 형광체 구조물(100)을 포함한 발광 소자 패키지(200)를 적용함으로써, 광속 및 색 재현율이 개선된 효과를 가질 수 있다. 또한 고온 고습 등의 가혹한 조건에서 광속 및 색 좌표의 변화량 등의 광 특성 감소를 줄여 신뢰성을 개선할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예 및 비교예를 통해서, 본 발명에 따른 작용과 효과를 더욱 상세히 설명하기로 한다.
실시예 1
K2SiF6:Mn4+ 파우더 20g을 에탄올 100 내지 150 mL, TEOS 1 내지 5 mL, NH4OH 1 내지 5 mL의 혼합액에 넣고 20 ℃ 내지 30 ℃에서 1 내지 3 시간 교반 한 후, 이에 Trimethyl orthosilicate 1 내지 5 mL를 첨가하고, 20 ℃ 내지 30 ℃에서 1 내지 3 시간 교반 하여 형광체 상에 두께 500 nm의 실란 중간층을 형성하였다.
이어서, DI water 10 내지 50 mL, 에탄올 10 내지 50 mL, TEOS(Tetraethyl orthosilicate) 1 내지 5 mL, NH4OH 0.01 내지 0.05 mL에 실란층이 형성된 K2SiF6:Mn4+ 파우더 1 내지 5g을 넣고 30 내지 60 ℃에서 10 시간 반응시킨다. 후에, 아세톤으로 세척 후 70℃에서 1시간 건조하여 두께 1 ㎛의 SiO2 보호층을 형성하여 형광체 구조물을 제조하였다.
실시예 2
실란층이 형성된 K2SiF6:Mn4+ 파우더를 2 시간 반응시키는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 형광체 구조물을 제조하였다.
실시예 3
실란층이 형성된 K2SiF6:Mn4+ 파우더를 5 시간 반응시키는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 형광체 구조물을 제조하였다.
실시예 4
실란층이 형성된 K2SiF6:Mn4+ 파우더를 20 시간 반응시키는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 형광체 구조물을 제조하였다.
실시예 5
실시예 1과 동일한 방법으로 형광체 구조물을 제조하였다.
비교예 1
실란층, SiO2 보호층을 불포함 하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 형광체 구조물을 제조하였다.
비교예 2
실란층을 불포함 하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 형광체 구조물을 제조하였다.
비교예 3
SiO2 보호층을 불포함 하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 형광체 구조물을 제조하였다.
실험예 1
실시예 1, 비교예 1 내지 3의 형광체 구조물에 대해 SEM 촬영하여 중간층 및 보호층을 관찰하였다.
도 4 내지 도 7은 각각 비교예 1 내지 3 및 실시예 1의 형광체 구조물에 관한 SEM 사진이다.
상기 도면들을 참조하여 설명하면, 비교예 1은 모서리 부분(A)에 형광체 만이 존재하고, 형광체 상에 보호층이 형성된 비교예 2는 보호층이 불균일하게 형성된 것을 확인할 수 있다. 특히, 모서리 부분(B) 에 보호층이 미 형성되었다.
한편, 형광체 상에 중간층, 보호층이 모두 형성된 실시예 1의 도 7을 살펴보면 모서리 부분(C)을 포함하여 형광체 표면에 보호층이 균일하게 형성됨을 알 수 있었다. 이는 중간층의 표면안정화 효과에 기인한 것이다.
실험예 2: 발광 소자 패키지 특성
(1)색 좌표 및 스펙트럼
실시예 2 및 실시예 3의 형광체 구조물을 포함하는 발광 소자 패키지의 색 좌표 및 스펙트럼을 확인하였으며 이를 도 8 내지 도 11에 도시하였다.
상기 도면들을 살펴보면, 비교예와 실시예들의 색 좌표, 스펙트럼이 거의 일치한다. 이에 따라, 실시예의 발광 소자 패키지는 형광체 상에 중간층 및 보호층을 포함하더라도 구현되는 색과 발광 파장이 비교예와 유사함을 확인할 수 있었다.
(2) 광속(Flux)
실시예 2,3 및 비교예의 광속을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
구분 비교예 1 실시예 2 실시예 3
Flux (%) 100 100.1 100.8
상기 표 1을 참조하면, 실시예들의 광속이 비교예 1에 비해 오히려 증가된 것을 확인할 수 있다. 이는, 전술한 바와 같이 실시예에 따른 보호층의 결함 부분 표면 보호 효과에 기인한 것이다.
실험예 3: 고온 동작 신뢰성 평가 1
실시예 1 내지 4 및 비교예 1의 형광체 구조물을 포함하는 발광 소자 패키지를 온도 85 ℃에서 1000 시간 동안 작동시켜 광속, Cx 및 Cy의 변화 정도를 살펴보았다.
이 때, 광속은 각 실시예 및 비교예의 발광 소자 패키지 작동 시간이 0일 때의 값을 100%로 하여 산출된 상대 값으로 계산하였고, 그 결과를 하기 표 2 및 도 12 내지 14에 나타내었다.
구분 광속
0 시간 250 시간 500 시간 750 시간 1000 시간
비교예 1 100.0% 92.6% 91.3% 90.0% 89.6%
실시예 1 100.0% 112.0% 110.2% 108.8% 108.1%
실시예 2 100.0% 94.5% 93.9% 91.9% 90.9%
실시예 3 100.0% 96.8% 95.7% 94.2% 93.3%
실시예 4 100.0% 109.6% 108.2% 105.6% 105.4%
구분 dCx
0 시간 250 시간 500 시간 750 시간 1000 시간
비교예 1 0.000 -0.012 -0.014 -0.016 -0.017
실시예 1 0.000 -0.010 -0.011 -0.014 -0.015
실시예 2 0.000 -0.011 -0.013 -0.016 -0.018
실시예 3 0.000 -0.011 -0.013 -0.015 -0.017
실시예 4 0.000 -0.012 -0.014 -0.017 -0.018
구분 dCy
0 시간 250 시간 500 시간 750 시간 1000 시간
비교예 1 0.000 -0.012 -0.014 -0.017 -0.018
실시예 1 0.000 0.004 0.002 0.001 0.001
실시예 2 0.000 -0.005 -0.005 -0.007 -0.008
실시예 3 0.000 -0.003 -0.004 -0.006 -0.006
실시예 4 0.000 0.001 0.000 -0.001 -0.001
상기 표 2 내지 4 및 도 12 내지 14를 참조하면, 실시예들은 비교예에 비하여 광속 및 색좌표 변화 정도가 감소되었다. 즉, 실시예는 고온 조건에서 신뢰성이 개선됨을 확인할 수 있었다.
또한, 보호층 형성시간이 10시간, 20시간이었던 실시예 1 및 4는 광속이 오히려 처음보다 증가되었는바, 실시예들은 중간층 및 보호층을 포함함으로써 광 특성이 개선됨을 알 수 있었다.
실험예 4: 고온 및 고습 동작 신뢰성 평가 1
발광 소자 패키지를 온도 85 ℃, 상대습도 85 %에서 작동 시킨 것을 제외하고는, 실험예 3과 동일한 방법으로 광속, Cx 및 Cy의 변화 정도를 살펴보았다.
그 결과를 하기 표 5 내지 7 및 도 15 내지 17에 나타내었다.
구분 광속
0 시간 250 시간 500 시간 750 시간 1000 시간
비교예 1 100.0% 91.6% 89.5% 83.5% 79.4%
실시예 1 100.0% 110.0% 106.2% 99.1% 92.5%
실시예 2 100.0% 94.4% 91.1% 86.5% 81.1%
실시예 3 100.0% 94.4% 91.5% 86.5% 74.9%
실시예 4 100.0% 105.4% 101.4% 95.6% 90.5%
구분 dCx
0 시간 250 시간 500 시간 750 시간 1000 시간
비교예 1 0.000 -0.012 -0.015 -0.019 -0.023
실시예 1 0.000 -0.011 -0.014 -0.018 -0.023
실시예 2 0.000 -0.011 -0.015 -0.019 -0.023
실시예 3 0.000 -0.013 -0.016 -0.019 -0.029
실시예 4 0.000 -0.015 -0.019 -0.023 -0.026
구분 dCy
0 시간 250 시간 500 시간 750 시간 1000 시간
비교예 1 0.000 -0.007 -0.009 -0.013 -0.018
실시예 1 0.000 0.005 0.002 -0.003 -0.009
실시예 2 0.000 -0.005 -0.008 -0.012 -0.017
실시예 3 0.000 -0.005 -0.007 -0.011 -0.023
실시예 4 0.000 -0.001 -0.004 -0.010 -0.015
상기 표 5 내지 7 및 도 15 내지 17를 참조하면, 실시예들은 비교예에 비하여 광속 및 색좌표 변화 정도가 감소되었다. 즉, 실시예는 고온 및 고습 조건에서 신뢰성이 개선됨을 확인할 수 있었다.
또한, 보호층 형성시간이 10시간, 20시간이었던 실시예 1 및 4는 광속이 오히려 처음보다 증가되었는바, 실시예들은 중간층 및 보호층을 포함함으로써 광 특성이 개선됨을 알 수 있었다.
실험예 5: 고온 동작 신뢰성 평가 2
실시예 5, 비교예 1 및 2 의 형광체 구조물을 포함하는 발광 소자 패키지를 온도 85 ℃에서 500시간 동안 작동시켜 광속, Cx 및 Cy의 변화 정도를 살펴보았다.
그 결과를 하기 표 8 내지 10 및 도 18 내지 20에 나타내었다.
구분 광속
0 시간 250 시간 500 시간
비교예 1 100.0% 94.0% 92.7%
비교예 2 100.0% 95.9% 94.8%
실시예 5 100.0% 98.3% 97.0%
구분 dCx
0 시간 250 시간 500 시간
비교예 1 0.000 -0.009 -0.011
비교예 2 0.000 -0.008 -0.010
실시예 5 0.000 -0.008 -0.009
구분 dCy
0 시간 250 시간 500 시간
비교예 1 0.000 -0.005 -0.006
비교예 2 0.000 -0.004 -0.005
실시예 5 0.000 -0.004 -0.005
상기 표 8 내지 10 및 도 18 내지 20을 참조하면, 실시예들은 비교예에 비하여 광속 및 색좌표 변화 정도가 감소되었다. 즉, 실시예는 고온 조건에서 신뢰성이 개선됨을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 2와 실시예 5를 비교할 때, 실시예는 보호층과 중간층을 모두 포함함으로써 신뢰성 개선 정도가 현저히 상승됨을 알 수 있었다.
실험예 6: 고온 및 고습 동작 신뢰성 평가 2
발광 소자 패키지를 온도 85 ℃, 상대습도 85 %에서 작동 시킨 것을 제외하고는, 실험예 5와 동일한 방법으로 광속, Cx 및 Cy의 변화 정도를 살펴보았다.
그 결과를 하기 표 11 내지 13 및 도 21 내지 23에 나타내었다.
구분 광속
0 시간 250 시간 500 시간
비교예 1 100.0% 93.8% 91.9%
비교예 2 100.0% 96.6% 95.1%
실시예 5 100.0% 100.0% 98.0%
구분 dCx
0 시간 250 시간 500 시간
비교예 1 0.000 -0.009 -0.012
비교예 2 0.000 -0.008 -0.010
실시예 5 0.000 -0.007 -0.009
구분 dCy
0 시간 250 시간 500 시간
비교예 1 0.000 -0.005 -0.007
비교예 2 0.000 -0.004 -0.005
실시예 5 0.000 -0.003 -0.005
상기 표 11 내지 13 및 도 21 내지 23을 참조하면, 실시예들은 비교예에 비하여 광속 및 색좌표 변화 정도가 감소되었다. 즉, 실시예는 고온 및 고습 조건에서 신뢰성이 개선됨을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 2와 실시예 5를 비교할 때, 실시예는 보호층과 중간층을 모두 포함함으로써 신뢰성 개선 정도가 현저히 상승됨을 알 수 있었다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 형광체 구조물
101: 형광체
102: 적색 형광체 입자
103: 중간층
104: 보호층
110: 발광 소자
130: 몸체부
150: 캐비티
160: 녹색 형광체
170: 차단층
200: 발광 소자 패키지

Claims (11)

  1. 형광체;
    상기 형광체 상에 중간층; 및
    상기 중간층 상에 보호층;을 포함하고,
    상기 형광체는 하기 화학식 1로 표시되는 적색 형광체 입자를 포함하며
    상기 중간층은 실란(Silane)을 포함하는 소수성 물질로 형성된 것인, 형광체 구조물:
    [화학식 1]
    AxByCz:Mn4+
    (식 중, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, Ba, Sr, Ca 및 Zn 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이고, B는 Sc, Y, La, Si, Nb, Ta, Al, Ti, Ge, Ga 및 In로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이며, C는 F, Cl 및 O로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이고, x는 1 내지 3이며 y는 0.01 내지 0.99이고, z는 5 내지 7임).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 적색 형광체 입자의 발광 중심 파장은 600 nm 내지 660 nm인, 형광체 구조물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 중간층의 두께는 10 nm 내지 1 ㎛ 인, 형광체 구조물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 보호층은 SiO2, TiO2, Al2O3, MgO 및 In2O3 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 형광체 구조물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 보호층의 두께는 0.1 ㎛ 내지 3 ㎛인, 형광체 구조물.
  6. 몸체부;
    상기 몸체부 상에 형성된 캐비티;
    상기 캐비티 내에 배치된 발광 소자;
    상기 발광 소자를 둘러싸고 상기 캐비티 내에 배치된 몰딩부; 및
    상기 몰딩부 상에 배치되는 형광체 구조물;을 포함하고,
    상기 형광체 구조물은,
    형광체와, 상기 형광체 상에 중간층과, 상기 중간층 상에 보호층을 포함하고,
    상기 형광체는 하기 화학식 1로 표시되는 적색 형광체 입자를 포함하며
    상기 중간층은 실란(Silane)을 포함하는 소수성 물질로 형성된 것인, 발광 소자 패키지:
    [화학식 1]
    AxByCz:Mn4+
    (식 중, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, Ba, Sr, Ca 및 Zn 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이고, B는 Sc, Y, La, Si, Nb, Ta, Al, Ti, Ge, Ga 및 In로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이며, C는 F, Cl 및 O로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이고, x는 1 내지 3이며 y는 0.01 내지 0.99이고, z는 5 내지 7임).
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 몰딩부는 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기 되어 녹색 파장 영역의 광을 방출하는 녹색 형광체를 포함하는, 발광 소자 패키지.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 녹색 형광체는 루악(LuAG:Ce3+) 계열 또는 β-사이알론(SiAlON:Eu2+) 계열 중 적어도 하나를 포함하는, 발광 소자 패키지.
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 발광 소자는 청색 또는 자외선 파장 영역의 광을 방출하는, 발광 소자 패키지.
  10. 청구항 6에 있어서, 백색광을 방출하는, 발광 소자 패키지.
  11. 발광 소자 패키지를 광원으로 포함하고,
    상기 발광 소자 패키지는,
    몸체부;
    상기 몸체부 상에 형성된 캐비티;
    상기 캐비티 내에 배치된 발광 소자;
    상기 발광 소자를 둘러싸고 상기 캐비티 내에 배치된 몰딩부; 및
    상기 몰딩부 상에 배치되는 형광체 구조물;을 포함하며,
    상기 형광체 구조물은,
    형광체와, 상기 형광체 상에 중간층과, 상기 중간층 상에 보호층을 포함하고,
    상기 형광체는 하기 화학식 1로 표시되는 적색 형광체 입자를 포함하며
    상기 중간층은 실란(Silane)을 포함하는 소수성 물질로 형성된 것인, 조명 장치:
    [화학식 1]
    AxByCz:Mn4+
    (식 중, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, Ba, Sr, Ca 및 Zn 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이고, B는 Sc, Y, La, Si, Nb, Ta, Al, Ti, Ge, Ga 및 In로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이며, C는 F, Cl 및 O로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나이고, x는 1 내지 3이며 y는 0.01 내지 0.99이고, z는 5 내지 7임).
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