KR20240078634A - 발광 장치 - Google Patents

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KR20240078634A
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KR1020240065832A
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겐지 가와노
아츠시 야마모토
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니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

청색 광을 발광하는 발광 소자와, 상기 발광 소자가 발광하는 청색 광의 일부를 흡수하여, 녹색 광을 발광하는 양자 도트와, 그 조성이 하기 화학식 1로 표시되고, 상기 발광 소자가 발광하는 청색 광의 일부를 흡수해서 적색 광을 발광하는 KSF 형광체 및 그 조성이 하기 화학식 2로 표시되고, 상기 발광 소자가 발광하는 청색 광의 일부를 흡수해서 적색 광을 발광하는 MGF 형광체 중 적어도 한쪽을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치이다.
[화학식 1]
Figure pat00007

[화학식 2]
Figure pat00008

Description

발광 장치{LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 개시는, 발광 장치, 특히 청색 광을 발광하는 발광 소자와, 상기 발광 소자가 발광하는 청색 광의 일부를 흡수하여, 녹색 광을 발광하는 양자 도트를 포함하는 발광 장치에 관한 것이다.
백색 광을 발광하는 발광 장치로서, 청색 광을 발광하는 발광 소자와, 발광 소자가 발광한 청색 광의 일부를 흡수하여, 녹색 광을 발광하는 녹색 형광체(또는 황녹색을 발광하는 황녹색 형광체)와, 발광 소자가 발광한 청색 광의 일부를 흡수하여, 적색 광을 발광하는 적색 형광체를 포함하는 발광 장치가 종래로부터 알려져 있다. 이러한 백색 광을 발광하는 발광 장치는, 액정 디스플레이 등의 각종 디스플레이의 백라이트 및 조명 장치를 비롯한 다양한 용도로 사용되고 있다.
최근 들어, 형광체의 전부 또는 일부를 양자 도트(QD: quantum dot)로 치환한 발광 장치가 개발되었다. 양자 도트는, 수㎚ 내지 수십㎚의 직경을 갖는 반도체 입자이며, 형광체와 마찬가지로, 예를 들어 발광 소자가 발광한 청색 광과 같은 광을 흡수하여, 흡수한 광과 다른 광을 발광한다.
녹색 형광체와 적색 형광체를 포함하지 않고, 발광 소자가 발광한 청색 광을 흡수하여, 녹색 광을 발광하는 녹색 양자 도트와, 발광 소자가 발광한 청색 광을 흡수하여, 적색 광을 발광하는 적색 양자 도트를 포함하는 발광 장치가 알려져 있다. 또한, 특허문헌 1은, 황녹색 형광체와 적색 양자 도트를 포함하는 발광 장치를 개시하고 있다.
양자 도트는, 그 발광 피크가 날카로운, 즉 발광 피크의 반값폭이 작다(좁다)고 하는 특징을 갖고 있다. 이로 인해, 양자 도트를 사용한 발광 장치는, 액정 디스플레이 등의 컬러 필터와 조합하는 경우에, 색재현 범위가 넓어진다고 하는 이점을 갖는다. 또한, 컬러 필터의 피크 파장(투과율이 피크가 되는 파장)을 양자 도트의 발광 피크와 대응시킴으로써, 보다 많은 광이 컬러 필터를 통과할 수 있는 점에서, 컬러 필터를 사용했을 때에 광의 감쇠가 적어, 광 취출 효율이 향상된다.
특히 종래의 녹색 형광체 및 황녹색 형광체는 그 발광 피크가 넓었기 때문에, 녹색 양자 도트를 사용함으로써 이들 효과를 보다 현저하게 얻을 수 있다.
일본 특허 공개 제2008-544553호 공보
그러나, 이와 같은 양자 도트를 사용한 종래의 발광 장치에서는, 적색의 양자 도트를 사용하고 있고, 이로 인해, 2차 흡수를 발생한다는 문제가 있었다. 즉, 청색 광을 흡수한 녹색 양자 도트 또는 녹색 형광체(또는 황녹색 형광체)가 발광한 녹색 광(또는 황녹색 광)의 일부를 적색 양자 도트가 흡수하여 적색 광을 발광한다. 이러한 2차 흡수가 발생하면 발광 장치 전체의 발광 효율이 저하된다고 하는 문제가 있었다.
한편, 디스플레이 및 조명 장치 등의 많은 용도로는, 더 적은 전력 소비로 보다 밝은 광을 발할 수 있는, 즉 보다 발광 효율이 높은 발광 장치가 요구되고 있다.
본 개시는, 이러한 요망에 부응하기 위해 이루어진 것으로, 양자 도트, 특히 녹색 양자 도트를 사용하고, 또한 높은 발광 효율을 갖는 발광 장치를 제공하는 것이다.
청색 광을 발광하는 발광 소자와, 상기 발광 소자가 발광하는 청색 광의 일부를 흡수하여, 녹색 광을 발광하는 양자 도트와, 그 조성이 하기 화학식 1로 표시되고, 상기 발광 소자가 발광하는 청색 광의 일부를 흡수해서 적색 광을 발광하는 KSF 형광체 및 그 조성이 하기 화학식 2로 표시되고, 상기 발광 소자가 발광하는 청색 광의 일부를 흡수해서 적색 광을 발광하는 MGF 형광체 중 적어도 한쪽을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치이다.
[화학식 1]
Figure pat00001
(화학식 1 중, A는, K+, Li+, Na+, Rb+, Cs+ 및 NH4+로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이고, M은 제4족 원소 및 제14족 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소이고, a는 0＜a＜0.2를 만족한다.)
[화학식 2]
Figure pat00002
(화학식 2 중, x, y, z, a, b, c는, 2.0≤x≤4.0, 0＜y＜1.5, 0＜z＜0.05, 0≤a＜0.5, 0＜b＜0.5, 0≤c＜1.5, y+c＜1.5를 만족하고, Mt는 Al, Ga, In에서 선택된 적어도 1종이다.)
양자 도트, 특히 녹색 양자 도트를 사용한 발광 장치이며, 높은 발광 효율을 갖는 발광 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 실시 형태 1에 따른 발광 장치(100)의 개략 단면도이다.
도 2는 발광 소자 패키지(10)로부터 출사하는 광의 바람직한 색도 범위를 색도 좌표 상에 도시한 도면이다.
도 3a는 제작한 발광 소자 패키지(10)의 단면의 일부를 나타내는 SEM상이다.
도 3b는 도 3a의 A부의 확대 SEM상이다.
도 3c는 도 3a의 B부의 확대 SEM상이다.
도 3d는 도 3a의 C부의 확대 SEM상이다.
도 3e는 도 3b의 D부의 확대 SEM상이다.
도 4는 얻어진 발광 소자 패키지(10)의 발광 스펙트럼이다.
도 5는 실시 형태 2에 따른 발광 장치(100A)의 개략 단면도이다.
도 6a는 발광 장치(100)의 이점을 설명하기 위한 모식 단면도이며, 적색 형광체(14)가 밀봉 수지(12)의 내부에 배치되어 있는 실시 형태를 나타낸다.
도 6b는 발광 장치(100)의 이점을 설명하기 위한 모식 단면도이며, 적색 형광체(14)가 투광성 재료(22)의 내부에 배치되어 있는 실시 형태를 나타낸다.
도 7은 실시 형태 3에 따른 발광 장치(100B)를 사용한 액정 디스플레이(200)를 도시하는 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 단, 이하에 설명하는 실시 형태는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 것으로, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것을 의도한 것이 아님에 유의하기 바란다. 하나의 실시 형태에 있어서 설명하는 구성은, 특별한 언급이 없는 한, 다른 실시 형태에도 적용 가능하다. 이하의 설명에서는, 필요에 따라서 특정한 방향이나 위치를 나타내는 용어(예를 들어, 「상」, 「하」, 「우」, 「좌」 및 그들 용어를 포함하는 별도의 용어)를 사용하는데, 그들 용어의 사용은 도면을 참조한 발명의 이해를 용이하게 하기 위함이며, 그들 용어의 의미에 의해 본 발명의 기술적 범위가 제한되는 것은 아니다.
각 도면이 나타내는 부재의 크기나 위치 관계 등은, 설명을 명확히 하기 위해서, 과장되어 있는 것이 있음에 유의하기 바란다. 또한, 복수의 도면에 나타나는 동일 부호의 부분은 동일한 부분 또는 부재를 나타낸다. 또한, 예를 들어 참조 부호 「10A」와 같이, 숫자와 알파벳으로 이루어지는 부호에 의해 나타나는 부재는, 특별한 언급이 없는 사항에 대해서는, 예를 들어 부호 「10」과 같이 동일한 숫자를 갖고 알파벳을 갖지 않는 부호에 의해 나타나는 부재 및 동일한 숫자와 다른 알파벳을 갖는 부호에 의해 나타나는 부재와 동일한 구성을 가져도 된다.
본 발명자는 예의 검토한 결과, 적색 양자 도트를 사용하는 대신에, 적색 형광체로서, KSF 형광체 및 MGF 형광체 중 적어도 한쪽을 사용함으로써 녹색 양자 도트를 사용한, 높은 발광 효율을 갖는 발광 장치를 제공할 수 있는 것을 알아내었다. 상세를 후술하는 KSF 형광체 및 MGF 형광체는, 발광 소자가 발광하는 청색 광을 흡수하여, 적색 광을 발광하지만, 녹색 양자 도트가 발광하는 녹색 광을 거의 흡수하지 않는다. 즉, 2차 흡수를 일으키지 않는다. 이로 인해, 본 발명의 실시 형태에 따른 발광 장치는 높은 발광 효율을 갖는다. 또한, KSF 형광체 및 MGF 형광체의 발광 스펙트럼에 있어서의 피크는 반값폭이, 10 내지 20㎚ 정도로 좁다. 이로 인해, 적색 파장 영역의 거의 전역을 투과하는 컬러 필터를 통과시킨 경우에도, 반값폭이 좁은 적색이 얻어지므로, 색순도가 높은 적색 광을 얻을 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「양자 도트」란, 반도체 미립자(반도체 나노 입자)의 양자 사이즈 효과를 사용한 파장 변환 물질을 의미한다. 반도체의 미립자는 그 입경이 예를 들어 수십㎚ 이하가 되면 양자 사이즈 효과가 발현하는 것이 알려져 있다. 양자 사이즈 효과란, 벌크 입자에서는 연속이라고 간주되는 가전자대와 전도대의 각각의 밴드가, 입경을 나노사이즈로 했을 때 이산적으로 되어, 입경에 따라서 밴드갭 에너지가 변화하는 현상을 가리킨다. 이러한, 양자 사이즈 효과를 갖는 반도체 나노 입자는, 광을 흡수하여, 그 밴드 갭 에너지에 대응하는 광을 발광하므로, 발광 디바이스에 있어서의 파장 변환 물질로서 사용할 수 있다.
이하에 본 발명의 복수 실시 형태에 따른 발광 장치에 대해서 상세하게 설명한다.
1. 실시 형태 1
도 1은 실시 형태 1에 따른 발광 장치(100)의 개략 단면도이다. 발광 장치(100)는 청색 광을 발광하는 발광 소자(1)와, 발광 소자(1)가 발하는 청색 광의 일부를 흡수하여, 녹색 광을 발광하는 녹색 양자 도트(24)와, 발광 소자(1)가 발하는 청색 광의 일부를 흡수하여, 적색 광을 발광하는 적색 형광체(14)를 포함하고 있다. 적색 형광체(14)는 상세를 후술하는, KSF 형광체 및 MGF 형광체 중 적어도 한쪽이다.
본 개시에 따른 발광 장치에서는, 발광 소자(1)에 대한, 적색 형광체(14) 및 녹색 양자 도트(24)의 위치 관계는 특별히 한정되지 않는다. 즉, (1) 발광 소자(1)에 대하여 적색 형광체(14)쪽이, 녹색 양자 도트(24)보다 가까이 위치해도 되고, (2) 발광 소자(1)에 대하여 적색 형광체(14)쪽이, 녹색 양자 도트(24)보다 멀리 위치해도 되고, 또한 (3) 후술하는 실시 형태 2와 같이, 발광 소자(1)에 대해서, 적색 형광체(14)와 녹색 양자 도트(24)가 대략 동일한 거리에 위치해도 된다.
실시 형태 1에서는, 발광 소자(1)에 대해서, 적색 형광체(14)쪽이, 녹색 양자 도트(24)보다 가까이에 위치하고 있다.
발광 장치(100)는 발광 소자 패키지(10)를 포함한다. 발광 소자 패키지(10)는 저면과, 측벽과, 그 저면과 그 측벽에 둘러싸여 상부가 개구된 캐비티를 구비한 수지 패키지(3)와, 수지 패키지(3)의 캐비티 저면에 배치된 발광 소자(1)와, 수지 패키지(3)의 캐비티에 충전된 밀봉 수지(12)를 갖는다. 발광 소자(1)는 그 정극 및 부극이, 예를 들어 금속 와이어, 금속 범프, 도금 등의 도전 수단을 통해서 외부 전원과 접속되어 있고, 외부 전원으로부터 전류(전력)를 공급함으로써 청색 광을 발광한다.
수지 패키지(3)의 캐비티의 저면에 리드를 배치하여, 발광 소자(1)를 이 리드 위에 배치해도 된다. 리드를 사용하는 경우, 리드와 발광 소자의 부극 및/또는 정극을 금속 와이어로 접속하고, 리드를 통해서 발광 소자(1)를 외부 전원에 접속해도 된다. 또한, 금속 와이어를 사용하지 않고, 땜납 등으로 플립 칩 접속해도 된다. 또한, 리드는 필요에 따라서 표면에 도금층을 가져도 된다.
밀봉 수지(12)는 발광 소자(1) 주위(도 1에 도시하는 실시 형태에서는, 발광 소자(1)의 저면을 제외한, 상면 및 측면)를 덮고 있다. 밀봉 수지(12)는 적색 형광체(14)를 포함한다. 즉, 밀봉 수지(12) 내부에는, 적색 형광체(14)가 분산 배치되어 있다.
또한, 도 1에 도시하는 실시 형태에서는, 적색 형광체(14)는 밀봉 수지(12) 내에 균일하게 분산하고 있지만, 적색 형광체의 분산 배치의 형태는 여기에 한정되는 것은 아니다. 적색 형광체(14)는, 예를 들어 발광 소자(1)의 근방에 있어서, 높은 밀도로 배치되어 있는 등, 밀봉 수지(12) 내의 일부에 있어서, 더 높은 밀도로 배치되어도 된다. 이러한 배치로서, 적색 형광체의 분산 밀도가, 밀봉 수지의 상부에서 작고, 밀봉 수지(12) 저부(발광 소자(1)의 바로 위를 포함함)에서 높게 되어 있는, 소위 침강 배치가 있다. 침강 배치는, 예를 들어 적색 형광체(14)를 균일하게 분산시킨, 경화 전의 밀봉 수지(12)를 수지 패키지(3)의 캐비티에 충전한 후, 밀봉 수지(12)를 미경화인 채로 소정 시간 방치하고, 밀봉 수지(12) 내의 적색 형광체(14)가 중력에 의해 이동하고, 그 분포가 밀봉 수지(12)의 저부에 있어서 높아지고 나서, 밀봉 수지(12)를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 원심력에 의해 침강시켜도 된다.
또한, 밀봉 수지(12)의 내부에, 적색 형광체(14)에 더하여, 필러를 배치해도 된다.
발광 소자 패키지(10)는 그 상면을 출사면으로 하여, 청색 광과 적색 광을 발광한다. 보다 상세하게는, 발광 소자(1)로부터 나온 청색 광의 일부는, 밀봉 수지(12)를 투과해서 밀봉 수지(12)의 상면부터 외측을 향해서 출사한다. 이들 발광 소자 패키지(10)로부터 출사하는 청색 광의 일부는, 밀봉 수지(12)의 내부를 나아갈 때 수지 패키지(3)의 측면 및/또는 저면에서 반사한 후, 밀봉 수지(12)의 상면으로부터 출사해도 된다. 또한, 발광 소자(1)로부터 나온 청색 광의 다른 일부는, 밀봉 수지(12)의 내부를 나아가는 도중에 적색 형광체(14)에 흡수되며, 적색 형광체(14)는 적색 광을 발광한다. 그리고, 적색 형광체(14)로부터 발해진 적색 광은, 밀봉 수지(12)를 투과해서 밀봉 수지(12)의 상면으로부터 외측을 향해서 출사한다. 이들 적색 형광체(14)가 발하는 적색 광의 일부는, 밀봉 수지(12)의 내부를 나아갈 때 수지 패키지(3)의 측면 및/또는 저면에서 반사한 후, 밀봉 수지(12)의 상면으로부터 출사해도 된다.
밀봉 수지(12)의 외측, 즉 도 1에 있어서는, 밀봉 수지(12)(또는 수지 패키지(3))의 상부에는, 녹색 양자 도트 함유층(20)이 배치되어 있다. 녹색 양자 도트 함유층(20)은 투광성 재료(22)와 녹색 양자 도트(24)를 포함한다. 즉, 녹색 양자 도트(24)는 투광성 재료(22) 내에 분산 배치되어 있다. 녹색 양자 도트 함유층(20)은 임의의 형태를 가져도 된다. 바람직한 형태 중 하나는, 도 1에 도시한 바와 같은 시트 형상(또는 필름 형상)이다. 녹색 양자 도트 함유층(20)의 두께를 균일하게 할 수 있어, 색 얼룩을 억제할 수 있기 때문이다.
이와 같은 구성을 가짐으로써, 발광 장치(100)에서는, 발광 소자(1)에 대하여, 적색 형광체(14)쪽이, 녹색 양자 도트(24)보다 가까이에 위치하고 있다. 입경(또는 직경)이 예를 들어, 20 내지 50㎛로 큰, KSF 형광체 또는 MGF 형광체를 발광 소자 가까이에 배치하고, 입경(또는 직경이)이 예를 들어 2 내지 10㎚인 녹색 양자 도트(24)를 발광 소자(1)의 가까이에 배치함으로써, 광의 산란, 특히 적색 형광체(14)에 의한 녹색 광의 산란을 억제할 수 있고, 그 결과, 광의 취출 효율(즉, 발광 효율)을 더욱 향상시킬 수 있다.
이 광의 취출 효율 향상에 대해서는, 후술하는 실시 형태 2의 구성을 설명한 후에, 상세를 설명한다.
발광 소자 패키지(10)의 상면으로부터 출사한 적색 광의 대부분은, 녹색 양자 도트 함유층(20)의 하면으로부터 내부로 진입하여, 녹색 양자 도트 함유층(20)의 투광성 재료(22)를 투과한 후, 녹색 양자 도트 함유층(20) 상면으로부터 외측으로 나간다.
발광 소자 패키지(10)의 상면으로부터 출사한 청색 광의 대부분은, 녹색 양자 도트 함유층(20)의 하면으로부터 내부로 진입한다. 녹색 양자 도트 함유층(20)의 하면으로부터 내부로 진입한 청색 광의 일부는, 녹색 양자 도트 함유층(20)의 투광성 재료(22)를 투과한 후, 녹색 양자 도트 함유층(20) 상면으로부터 외측으로 나간다. 녹색 양자 도트 함유층(20)의 하면으로부터 내부로 진입한 청색 광의 다른 일부는, 녹색 양자 도트(24)에 흡수되어, 녹색 양자 도트(24)가 녹색 광을 발광한다. 녹색 양자 도트(24)가 발한 녹색 광의 대부분은, 투광성 재료(22)의 내부를 나아가고, 녹색 양자 도트 함유층(20) 상면으로부터 외측으로 나간다. 이 결과, 녹색 양자 도트 함유층(20) 상면의 외측에서는, 청색 광과 적색 광과 녹색 광이 혼합되어 백색 광을 얻을 수 있다.
또한, 녹색 양자 도트(24)가 발하는 녹색 광의 일부는, 하방으로 나아가고, 녹색 양자 도트 함유층(20)의 하면으로부터 나와서, 발광 소자 패키지(10)의 상면으로부터 밀봉 수지(12)의 내부로 진입한다. 그러나, KSF 형광체 및 MGF 형광체 중 적어도 한쪽인 적색 형광체(14)는 녹색 광을 흡수하기 어렵다. 이로 인해, 예를 들어 수지 패키지(3)의 내면에 의해 반사된 후, 발광 소자 패키지(10)의 상면으로부터 출사하여, 녹색 양자 도트 함유층(20)의 하면으로부터 진입하여, 녹색 양자 도트 함유층(20)의 상면으로부터 출사하는 녹색 광이 있다. 이러한, 녹색 광이 존재하는 것은, 발광 장치(100)의 취출 효율의 향상에 기여한다.
도 1에 도시하는 실시 형태에서는 녹색 양자 도트 함유층(20)과 밀봉 수지(12)(또는 수지 패키지(3))와는 이격되어 있다. 이에 의해, 열에 약한 녹색 양자 도트(24)에 발광 소자(1)의 발열이 전해지는 것을, 보다 확실하게 억제할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다.
그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 녹색 양자 도트 함유층(20)과 밀봉 수지(12)(또는 수지 패키지(3))와는 접촉되어 있어도 된다. 이 경우, 발광 소자 패키지(10)로부터 출사한 광이, 보다 많이 녹색 양자 도트 함유층(20)으로 진입하여, 취출 효율을 더 높게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 녹색 양자 도트 함유층(20)과 밀봉 수지(12)(또는 수지 패키지(3))와는 접촉하고 있어도 발광 소자(1)와 녹색 양자 도트(24)는 어느 정도, 거리가 떨어져 있기 때문에, 녹색 양자 도트(24)의 열 열화를 억제하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1에 도시하는 실시 형태에서는, 발광 소자 패키지(10)는 그 실장면이 저면(하면)으로 되어 있고, 광 취출면과 반대측 면을 실장면으로 하는(예를 들어, 상면을 광 취출면이라 하고, 하면을 실장면이라 함) 톱 뷰형의 발광 소자 패키지이다. 그러나, 여기에 한정되는 것은 아니고, 발광 소자 패키지(10)는 광 취출면에 인접하는 면을 실장면으로 하는, 소위 사이드 뷰형으로서 구성되어도 된다.
또한, 도 1에 도시하는 실시 형태에서는, 수지 패키지(3)를 포함하는 발광 소자 패키지(10)를 사용하고 있지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 발광 소자 패키지(10) 대신에, 수지 패키지를 사용하지 않고, 발광 소자(1)의 표면에, 적색 형광체(14)를 포함하는 형광체층을 형성한, 소위 무패키지의 형태여도 된다.
도 2는 발광 소자 패키지(10)로부터 출사하는 광(녹색 양자 도트 함유층(20)에 입사하는 광)의 바람직한 색도 범위를 색도 좌표 상에 도시한 도면이다. 발광 소자 패키지(10)로부터 출사하는 광의 색도가 도 2 중에 점선으로 나타낸 사각형의 범위(즉, CIE1931 색도도의 xy 색도 좌표계에 있어서, (0.4066, 0.1532), (0.3858, 0.1848), (0.1866, 0.0983) 및 (0.1706, 0.0157)의 네점을 연결해서 생긴 사각형의 범위) 내인 것이 바람직하다.
발광 소자 패키지(10)로부터 출사하는 광의 색도가 도 2 중에 실선으로 나타낸 사각형의 범위(즉, CIE1931 색도도의 xy 색도 좌표계에 있어서, (0.19, 0.099779), (0.19, 0.027013), (0.3, 0.09111) 및 (0.3, 0.14753)의 네점을 연결해서 생긴 사각형의 범위) 내인 것이 보다 바람직하다.
색도를 이러한 범위로 함으로써, 녹색 양자 도트 함유층(20)과 함께 사용했을 때, 백라이트로서 바람직한 색조를 얻을 수 있다.
출사광의 색도가 이러한 범위 내에 들어가는 발광 소자 패키지(10)를 실제로 제작하여, 발광 스펙트럼을 측정한 예를 이하에 나타내었다.
도 3a는 제작한 발광 소자 패키지(10)의 단면의 일부를 나타내는 SEM상이고, 도 3b는 도 3a의 A부의 확대 SEM상이고, 도 3c는 도 3a의 B부의 확대 SEM상이고, 도 3d는 도 3a의 C부의 확대 SEM상이고, 도 3e는 도 3b의 D부의 확대 SEM상이다.
상면에서 볼 때 코너부에 둥그스름한 대략 사각형의 캐비티를 구비하여, 세로 4㎜, 가로 1.4㎜, 높이 0.6㎜의 외형 치수를 갖는 수지 패키지(3)를 사용하였다. 수지 패키지(3)는 캐비티의 저면에 한 쌍의 리드(5)를 갖고, 리드(5)는 표면에 도금층(15)을 갖는다. 한 쌍의 리드(5)의 한쪽 위에, 투광성 기판(13)과 반도체층(11)을 갖는 발광 소자(1)를 배치하였다. 발광 소자(1)와 한 쌍의 리드를 금와이어에 의해 전기적으로 접속하였다. 발광 소자(1)가 발하는 광은, 435㎚ 내지 465㎚의 사이에 발광 강도의 피크를 갖는다.
밀봉 수지(12)는 적색 형광체(14)와 필러(15)를 분산시킨 실리콘 수지를 수지 패키지(3)의 캐비티 내에 배치하고, 적색 형광체(14)와 필러(15)를 원심 침강시켜서 형성하였다. 적색 형광체(14)로서 KSF 형광체(K2SiF6:Mn4+)를 사용하였다. 필러(15)로서 실리카 필러와 나노실리카 필러를 사용하였다. 밀봉 수지(12)는 실리콘 수지 100중량부에 대해, KSF 형광체 약 17중량부와, 실리카 필러 약 5중량부와, 나노실리카 필러를 약 0.4중량부를 함유하고 있었다.
도 3c에 도시한 바와 같이, 발광 소자(1)의 측면 상부는, 적색 형광체(14) 및 필러(16)에 의해 덮여 있지 않았다.
도 4는 얻어진 발광 소자 패키지(10)의 발광 스펙트럼이다. 발광 소자(1)는 주로 430㎚ 내지 480㎚의 파장의 광을 방출하고, 적색 형광체(14)는 주로 600㎚ 내지 660㎚의 파장의 광을 방출하였다. 447㎚에 발광 소자(1)의 발광 강도의 최댓값을 나타내는 제1 피크 파장을 갖고, 631㎚에 적색 형광체(14)의 발광 강도의 최댓값을 나타내는 제2 피크 파장을 갖는다. 제1 피크 파장에 있어서의 발광 강도와 제2 피크 파장에 있어서의 발광 강도의 비는, 제1:제2=100:67이다.
CIE1931에 있어서의 색도 좌표의 값은, x=0.216, y=0.054였다.
다음으로 발광 장치(100)의 각 요소의 상세를 나타낸다.
1) 발광 소자
발광 소자(1)는 청색광(발광 피크 파장이 435 내지 465㎚의 범위 내임)을 발광하는 한, 기지의 임의의 발광 소자여도 되고, 청색 LED 칩이여도 된다. 발광 소자(1)는 반도체 적층체를 구비해도 되고, 질화물 반도체 적층체를 구비하는 것이 바람직하다. 반도체 적층체(바람직하게는 질화물 반도체 적층체)는 순서대로, 제1 반도체층(예를 들어, n형 반도체층), 발광층 및 제2 반도체층(예를 들어, p형 반도체층)을 가져도 된다.
바람직한 질화물 반도체 재료로서, 구체적으로는, InXAlYGa1-X-YN(0≤X, 0≤Y, X+Y≤1)을 사용해도 된다. 각 층의 막 두께 및 층 구조는, 당해 분야에서 기지의 것을 사용해도 된다.
2) 적색 형광체
적색 형광체(14)는 KSF 형광체 및 MGF 형광체 중 적어도 한쪽이다. KSF 형광체 및 MGF 형광체는, 녹색 광을 거의 흡수하지 않고, 따라서 2차 흡수를 거의 발생하지 않다는 이점을 갖는다. 또한, 발광 피크의 반값폭이 35㎚ 이하, 바람직하게는 10㎚ 이하로 작은 것을 특징으로 한다. 이하에, KSF 형광체 및 MGF 형광체에 대해서 상세하게 설명한다.
(KSF 형광체)
KSF 형광체는, 그 발광 파장의 피크가 610 내지 650㎚의 범위에 있는 적색 형광체이다. 그 조성은, 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
Figure pat00003
(화학식 1 중, A는, K+, Li+, Na+, Rb+, Cs+ 및 NH4+로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이고, M은, 제4족 원소 및 제14족 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소이고, a는 0＜a＜0.2를 만족한다.)
KSF 형광체의 발광 피크의 반값폭은, 10㎚ 이하이다.
또한, 이 KSF 형광체에 대해서는, 본원 출원인이 먼저 특허 출원한 일본 특허 출원 제2014-122887호를 참조해도 된다.
KSF 형광체의 제조 방법의 일례를 설명한다. 먼저, 원하는 조성비로 되도록 KHF2, K2MnF6을 칭량한다. 칭량한 KHF2를 HF 수용액에 용해하고, 용액 A를 조제한다. 또한, 칭량한 K2MnF6을 HF 수용액에 용해시켜서 용액 B를 조제한다. 또한, H2SiF6을 포함하는 수용액을 원하는 조성비로 되도록 조제해서 H2SiF6을 포함하는 용액 C로 한다. 그리고, 용액 A를, 실온에서 교반하면서, 용액 B와 용액 C를 각각 적하한다. 얻어진 침전물을 고액 분리 후, 에탄올 세정을 행하고, 건조함으로써, KSF 형광체를 얻을 수 있다.
(MGF 형광체)
MGF는 진한 적색의 형광을 발하는 적색 형광체이다. 즉, 그 발광 파장의 피크가 KSF 형광체보다도 장파장측의 650㎚ 이상이며, Mn4+로 활성화된 형광체이다. 조성식의 일례로서 3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn4+로 표현된다. MGF 형광체의 반값폭은, 15㎚ 이상 35㎚ 이하이다.
MGF 형광체는, 그 조성 중 MgO의 Mg 원소의 일부를 Li, Na, K, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W 등의 다른 원소로 치환해도 되고, 또한 GeO2 중 Ge 원소의 일부를 B, Al, Ga, In 등의 다른 원소로 치환함으로써 발광 효율을 향상시켜도 된다. 바람직하게는, Mg와 Ge의 양 원소를, 각각 Sc와 Ga의 양 원소로 치환함으로써, 진한 적색이라고 불리는 600 내지 670㎚의 파장 영역의 광 발광 강도를 보다 한층 향상시킬 수 있다.
MGF 형광체는, 하기 화학식 2로 표시되는 형광체이다.
[화학식 2]
Figure pat00004
(화학식 2 중, x, y, z, a, b, c는, 2.0≤x≤4.0, 0＜y＜1.5, 0＜z＜0.05, 0≤a＜0.5, 0＜b＜0.5, 0≤c＜1.5, y+c＜1.5를 만족하고, Mt는 Al, Ga, In에서 선택된 적어도 1종이다.)
화학식 2에 있어서, 0.05≤a≤0.3, 0.05≤b＜0.3으로 함으로써, 발광하는 적색 광의 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, MGF 형광체에 대해서는, 본원 출원인이 먼저 특허 출원한 일본 특허 출원 제2014-113515호를 참조해도 된다.
본 발명의 실시 형태에 따른 MGF 형광체의 제조 방법의 일례를 설명한다. 먼저, 원료로서 MgO, MgF2, Sc2O3, GeO2, Ga2O3, MnCO3을 원하는 조성비가 되도록 칭량한다. 이들 원료를 혼합한 후, 이 혼합한 원료를 도가니에 충전한 후, 대기 중에 있어서 1000 내지 1300℃로 소성함으로써 얻을 수 있다.
발광 소자의 피크 파장에 있어서의 발광 강도와 적색 형광체의 피크 파장에 있어서의 발광 강도의 비는, 제1:제2=100:55 내지 70인 것이 바람직하다.
3) 녹색 양자 도트
녹색 양자 도트(24)는 반도체 재료, 예를 들어 II-VI족, III-V족 또는 IV-VI족 등의 화합물 반도체, 보다 구체적으로는, CdSe, 코어셸형의 CdSxSe1-x/ZnS, GaP 등의 나노 사이즈의 입자를 들 수 있다. 녹색 양자 도트(24)는, 예를 들어 1 내지 20㎚의 입경(평균 입경)을 갖는다. 녹색 양자 도트(24)는, 예를 들어 그 발광 파장의 피크가 510 내지 560㎚의 범위에 있는 녹색 광을 발광한다. 녹색 양자 도트(24)의 발광 피크의 반값폭은 40㎚ 이하, 바람직하게는 30㎚ 이하로 작다.
녹색 양자 도트는, 예를 들어 PMMA(폴리메타크릴산메틸)와 같은 수지 등으로 표면 수식 또는 안정화해도 된다. 이 경우, 입경이란, 표면 수식 및 안정화를 위해서 첨부한 수지 등의 부분을 포함하지 않는, 반도체 재료를 포함하는 코어 부분의 입경을 의미한다.
4) 투광성 재료
투광성 재료(22)는 청색 광, 녹색 광 및 적색 광을 투과시킬 수 있다. 투광성 재료는, 발광 소자(1)로부터 출사되어 투광성 재료(22)에 입사한 광 중, 바람직하게는 60% 이상, 보다 바람직하게는 70% 이상, 80% 이상 또는 90% 이상을 투과한다.
바람직한 투광성 재료(22)로서, 고왜곡점 유리, 소다유리(Na2O·CaO·SiO2), 붕규산 유리(Na2O·B2O3·SiO2), 포르스테라이트(2MgO·SiO2), 납유리(Na2O·PbO·SiO2), 무알칼리 유리를 예시할 수 있다. 또는, 폴리메틸메타크릴레이트(폴리메타크릴산메틸, PMMA)나 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐페놀(PVP), 폴리에테르술폰(PES), 폴리이미드, 폴리카르보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 환상 비정질 폴리올레핀, 다관능 아크릴레이트, 다관능 폴리올레핀, 불포화 폴리에스테르, 에폭시 수지, 실리콘 수지에 예시되는 유기 중합체(고분자 재료로 구성된 가요성을 갖는 플라스틱·필름이나 플라스틱·시트, 플라스틱 기판과 같은 고분자 재료의 형태를 갖는다)를 들 수 있다.
5) 밀봉 수지
밀봉 수지(12)는 청색 광 및 적색 광을 투과시킬 수 있고, 바람직하게는 녹색 광도 투과시킬 수 있다. 투광성 재료는, 발광 소자(1)로부터 출사되어 투광성 재료(22)에 입사한 광 중, 바람직하게는 60% 이상, 보다 바람직하게는 70% 이상, 80% 이상 또는 90% 이상을 투과한다.
바람직한 밀봉 수지(12)로서, 실리콘 수지, 실리콘 변성 수지, 에폭시 수지, 에폭시 변성 수지, 페놀 수지, 폴리카르보네이트 수지, 아크릴 수지, TPX 수지, 폴리노르보르넨 수지 또는 이들 수지를 1종 이상 포함하는 하이브리드 수지 등의 수지를 들 수 있다. 그 중에서도 실리콘 수지 또는 에폭시 수지가 바람직하고, 특히 내광성, 내열성이 우수한 실리콘 수지가 보다 바람직하다.
6) 수지 패키지
수지 패키지(3)는 임의의 종류의 수지에 의해 구성되어도 된다. 바람직한 수지로서, 방향족 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 액정 수지 중 적어도 1종 이상 포함하는 열가소성 수지 또는 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 하이브리드 수지, 아크릴레이트 수지, 우레탄 수지, 이들 수지를 적어도 1종 이상 포함하는 열경화성 수지 등을 예시할 수 있다. 수지 패키지(3)는 바람직하게는 백색의 수지를 포함한다. 밀봉 수지(12)의 내부를 나아가는 광 중, 수지 패키지(3)에 도달한 광을 보다 많이 반사할 수 있기 때문이다.
2. 실시 형태 2
도 5는, 실시 형태 2에 따른 발광 장치(100A)의 개략 단면도이다. 상술한 발광 장치(100)에서는, 밀봉 수지(12)가 적색 형광체(14)를 포함하고 있었다. 그러나, 발광 장치(100A)에서는, 밀봉 수지(12)가 적색 형광체(14)를 포함하는 대신에, 투광성 재료(22)가 적색 형광체(14)를 포함하였다. 따라서, 투광성 재료(22)의 내부에는, 적색 형광체(14)와 녹색 양자 도트(24)가 배치되어 있고, 이에 의해, 발광 소자(1)에 대하여 적색 형광체(14)와 녹색 양자 도트(24)가 대략 동일한 거리에 위치하게 된다.
발광 소자 패키지(10A)는 밀봉 수지(12)가 적색 형광체(14)를 포함하지 않는 것을 제외하면, 실시 형태 1의 발광 소자 패키지(10)와 동일한 구성을 가져도 된다. 또한, 녹색 양자 도트 함유층(20A)은 녹색 양자 도트(24)에 더하여 적색 형광체(14)를 포함하는 것을 제외하면, 실시 형태 1의 녹색 양자 도트 함유층(20)과 동일한 구성을 가져도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 1에 따른 발광 장치(100)에서는, 발광 소자(1)에 대하여 적색 형광체(14)쪽이, 녹색 양자 도트(24)보다 가깝게 위치하고 있고, 실시 형태 2에 따른 발광 장치(100A)에서는, 발광 소자(1)에 대하여 적색 형광체(14)와 녹색 양자 도트(24)가 대략 동일한 거리에 위치하고 있다. 각각의 실시 형태는 다른 이점을 갖는다. 이하에, 그 이점을 설명한다.
1) 발광 장치(100)의 이점
도 6a, 도 6b는 발광 장치(100)의 이점을 설명하기 위한 모식 단면도로, 도 6a는 적색 형광체(14)가 밀봉 수지(12)의 내부에 배치되어 있는 실시 형태를 나타내는 모식 단면도이고, 도 6b는 적색 형광체(14)가 투광성 재료(22)의 내부에 배치되어 있는 실시 형태를 나타내는 모식 단면도이다. 상술한 바와 같이, 적색 형광체(14)의 입경은 20 내지 50㎛이고, 녹색 양자 도트(24)의 입경은 2 내지 10㎚이고, 입경에 2자리 정도의 큰 차이가 있다.
도 6a, 도 6b는 이 입경의 차이에 기초한 발광 장치(100)의 이점을 보다 명확하게 나타내는 것을 목적으로 하는 모식도로, 도 1 및 도 5에 비교하면, 적색 형광체(14)와 녹색 양자 도트(24)의 입경 차이를 보다 명확하게 나타내고 있다.
도 6a의 참조 부호 114는 복수의 적색 형광체(14) 중 하나인 적색 형광체(14X)가 발광한 적색 광(일부)을 모식적으로 도시하고, 참조 부호 124는 복수의 녹색 양자 도트(24) 중 하나인 녹색 양자 도트(24X)가 발광한 녹색 광(일부)을 모식적으로 도시하고 있다. 마찬가지로, 도 6b의 참조 부호 114A는 복수의 적색 형광체(14) 중 하나인 적색 형광체(14Y)가 발광한 적색 광(일부)을 모식적으로 도시하고, 참조 부호 124A는 복수의 녹색 양자 도트(24) 중 하나인 녹색 양자 도트(24Y)가 발광한 녹색 광(일부)을 모식적으로 도시하고 있다.
도 6b에 도시한 바와 같이, 투광성 재료(22) 내에 입경이 큰 적색 형광체(14)가 배치되어 있으면, 녹색 양자 도트(24Y)로부터 나온 녹색 광(124A)은 그 진로에 존재하는 적색 형광체(14)에 의해 산란되어 녹색 양자 도트 함유층(20A)의 상면에 도달하지 않는다(도 6b에서는, 적색 광(114A)은 녹색 양자 도트 함유층(20A)의 상면으로부터 외측으로 나와 있지만, 녹색 광(124A)은 녹색 양자 도트 함유층(20A)의 상면에 도달하지 않았다). 입자 직경이 큰 적색 형광체(14)가 녹색 양자 도트 함유층(20A)에 존재함으로써 녹색 광의 일부에 이러한 산란이 발생하는 것은, 발광 효율이 약간 저하되는 요인으로 될 수 있다.
이에 비해, 도 6a에 도시한 바와 같이, 녹색 양자 도트 함유층(20)은 입경이 큰 적색 형광체(14)를 포함하고 있지 않고, 투광성 재료(22)를 제외하면, 녹색 양자 도트(24)밖에 함유하고 있지 않다. 그리고, 녹색 양자 도트 함유층(20)을 나아가는 녹색 광이 입경이 매우 작은 녹색 양자 도트(24)에 의해 산란될 가능성은 상당히 낮다(도 6a에서는, 적색 광(114) 및 녹색 광(124)이 녹색 양자 도트 함유층(20)의 상면으로부터 외측으로 나와 있다). 이로 인해, 보다 높은 발광 효율을 얻을 수 있다.
2) 발광 장치(100A)의 이점
발광 장치(100A)의 녹색 양자 도트 함유층(20A)은 상술한 바와 같이 적색 형광체(14)와 녹색 양자 도트(24)의 양쪽을 포함하고 있다. 적색 형광체(14)는 녹색 양자 도트(24)에 비하면 열에 의한 열화가 적기는 하지만, 이러한, 구성을 취함으로써 적색 형광체(14)에 대해서도 발광 소자(1)의 발열이 전해지는 것을 억제할 수 있어, 적색 형광체(14)의 열화를 보다 확실하게 억제할 수 있다.
또한, 적색 형광체(14)와 녹색 양자 도트(24)를 투광성 재료(22)의 내부에 배치하기 위해서, 파장 변환 재료를 배치하는 것이 투광성 재료(22)만으로 해결되어, 밀봉 수지(12)에 적색 형광체(14)를 배치하지 않고 완성되기 때문에, 제조 공정이 간편해진다.
또한, 상술한 바와 같이 발광 장치(100A)는 녹색 양자 도트 함유층(20A)의 투광성 재료(22)가 적색 형광체(14)를 포함하고, 발광 소자 패키지(10A)의 밀봉 수지(12)는 적색 형광체(14)를 포함하고 있지 않지만, 녹색 양자 도트 함유층(20A)의 투광성 재료(22)와 발광 소자 패키지(10A)의 밀봉 수지(12) 양쪽이 적색 형광체(14)를 포함해도 된다.
3. 실시 형태 3
도 7은, 실시 형태 3에 따른 발광 장치(100B)를 사용한 액정 디스플레이(200)를 도시하는 개략 단면도이다. 발광 장치(100B)는 발광 소자 패키지(10)와, 녹색 양자 도트 함유층(20)과, 발광 소자 패키지(10)와 녹색 양자 도트 함유층(20) 사이에 배치된 도광판(52)을 포함한다.
도 7에 나타내는 실시 형태에서는, 발광 소자 패키지(10)의 밀봉 수지(12)와, 녹색 양자 도트 함유층(20) 사이에 도광판(52)이 배치되어 있다. 보다 상세하게는, 밀봉 수지(12)가 도광판(52)의 하나의 측면에 대향해서 배치되고, 녹색 양자 도트 함유층(20)이 도광판(52)의 상면에 대향해서 배치되어 있다. 도 7에 나타내는 실시 형태에서는 발광 소자 패키지(10)는 톱 뷰형이지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상술한 사이드 뷰형 등의 다른 형태를 가져도 된다.
발광 장치(100B)는 발광 소자 패키지(10)로부터 도광판(52)으로 입사한 광 중, 도광판(52)의 하면에 도달한 광을 상방으로 반사시키고, 도광판(52)의 상면을 향하도록, 도광판(52)의 하면 위에 반사판(리플렉터)(51)을 구비해도 된다.
도 7에 나타내는 실시 형태에서는, 발광 소자 패키지(10)는 도광판(52)으로부터 이격해서 배치되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 밀봉 수지(12) 또는 수지 패키지(3)를 도광판(52)의 측면에 접촉시키는 것 등에 의해, 발광 소자 패키지(10)와 도광판(52)을 접촉시켜도 된다.
녹색 양자 도트 함유층(20)은 도광판(52)의 상면에 접촉해서 배치되어도 되고, 또한 도광판(52)으로부터 이격해서 배치되어도 된다.
녹색 양자 도트 함유층(20) 위에는, 하부 편광 필름(53A)이 배치된다. 하부 편광 필름(53A) 위에는, 액정 셀(54)이 배치되고, 액정 셀(54) 위에는 컬러 필터 어레이(55)가 배치된다. 컬러 필터 어레이(55)는, 예를 들어 적색 컬러 필터부(55A), 녹색 컬러 필터부(55B) 및 청색 컬러 필터부(55C)와 같이, 특정한 색의 광만을 투과하는, 다른 색에 대응한 복수 종류의 컬러 필터부를 구비한다. 컬러 필터 어레이(55) 위에는 상부 편광 필름(53B)이 배치되어 있다.
다음으로 액정 디스플레이(200)의 동작에 대해서 설명한다.
발광 소자(1)가 발광한 청색 광의 일부는, 밀봉 수지(12)로부터 나온다. 또한 발광 소자(1)가 발광한 청색 광의 일부는, 밀봉 수지(12) 내에 배치된 적색 형광체(14)에 흡수되어, 적색 형광체(14)로부터 적색 광이 발광되고, 이 적색 광은 밀봉 수지(12)로부터 나온다. 즉, 발광 소자 패키지(10)로부터는, 청색 광과 적색 광이 섞인 자색 광이 출사되고, 이 자색 광(청색 광+적색 광)은 도광판(52)을 통해서, 녹색 양자 도트 함유층(20)으로 진입한다. 녹색 양자 도트 함유층(20)으로 들어간 청색 광의 일부는, 녹색 양자 도트(24)에 흡수되고, 녹색 양자 도트(24)는 녹색 광을 발광한다. 이 결과, 녹색 양자 도트 함유층(20)의 상면으로부터는, 청색 광과 녹색 광과 적색 광이 섞인 백색 광이 출사되고, 이 백색 광은 하부 편광 필름(53A)로 들어간다. 하부 편광 필름(53A)로 들어간 백색 광(청색 광+녹색 광+적색 광)의 일부는, 하부 편광 필름(53A)을 통과하여, 액정 셀(54)로 진입한다. 액정 셀(54)로 들어간 백색 광의 일부는, 액정 셀(54)을 통과하여, 컬러 필터 어레이(55)에 도달한다.
컬러 필터 어레이(55)에 도달한, 청색 광, 녹색 광 및 적색 광 각각은, 대응한 필터부를 통과할 수 있다. 예를 들어, 적색 광은 적색 컬러 필터부(55A)를 통과하고, 녹색 광은 녹색 컬러 필터부(55B)를 통과하고, 청색 광은 청색 컬러 필터부(55C)를 통과한다. 컬러 필터 어레이(55)를 통과한 청색 광, 녹색 광 및 적색 광, 각각의 일부는 상부 편광 필름(53B)을 통과한다. 이에 의해 액정 디스플레이(200)는 원하는 화상을 표시할 수 있다.
상술한 바와 같이 적색 형광체(14)가 발하는 적색 광 및 녹색 양자 도트(24)가 발하는 녹색 광은, 그 발광 피크의 반값폭이 좁으며, 따라서 색 순도가 높다. 또한, 보다 많은 광이 적색 컬러 필터부(55A) 및 녹색 컬러 필터부(55B)를 통과할 수 있기 때문에 효율을 향상시킬 수 있다.
1 : 발광 소자
3 : 수지 패키지
5 : 리드
10, 10A : 발광 소자 패키지
11 : 반도체층
12 : 밀봉 수지
13 : 투광성 기판
14 : 적색 형광체
15 : 도금층
16 : 필러
20, 20A : 녹색 양자 도트 함유층
22 : 투광성 재료
24, 24X, 24Y : 녹색 양자 도트
51 : 반사판
52 : 도광판
53A : 하부 편광 필름
53B : 상부 편광 필름
54 : 액정 셀
55 : 컬러 필터 어레이
55A : 적색 컬러 필터부
55B : 녹색 컬러 필터부
55C : 청색 컬러 필터부
100, 100A, 100B : 발광 장치
114, 114A : 적색 광
124, 124A : 녹색 광
200 : 액정 디스플레이

Claims (10)

  1. 발광 장치로서,
    발광 소자;
    상기 발광소자로부터 광이 입사되는 도광판; 및
    시트 형상 또는 필름 형상의 투광성 재료로서, 상기 발광 소자가 발광하는 청색 광의 일부를 흡수하여 적색 광을 발광하는 적색 형광체; 및 상기 발광 소자가 발광하는 청색 광의 일부를 흡수하여 녹색 광을 발광하는 녹색 양자 도트를 포함하고, 상기 발광 소자를 덮는 밀봉 수지로부터 이격되어 있는, 상기 투광성 재료
    를 포함하고,
    상기 도광판은 상기 밀봉 수지와 상기 투광성 재료 사이에 배치되는, 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투광성 재료는 유기 폴리머인, 발광 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 투광성 재료는 폴리메타크릴산메틸 수지인, 발광 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적색 형광체의 발광 피크의 반값폭은 35nm 이하인, 발광 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 녹색 양자 도트의 발광 파장의 피크는 510~560nm인, 발광 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 녹색 양자 도트의 발광 피크의 반값폭은 40nm 이하인, 발광 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 녹색 양자 도트의 입경은 1~20nm인, 발광 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적색 형광체는 KSF 형광체 및 MGF 형광체 중 적어도 하나인, 발광 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 적색 형광체는 KSF 형광체이고, 그 조성이 하기 화학식(1)로 표시되는, 발광 장치.
    [화학식 1]

    (화학식 1 중, A는, K+, Li+, Na+, Rb+, Cs+ 및 NH4+로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이고, M은, 제4족 원소 및 제14족 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소이고, a는 0＜a＜0.2를 만족한다.)
  10. 제8항에 있어서, 상기 적색 형광체는 MGF 형광체이고, 그 조성이 하기 화학식(2)로 표시되는, 발광 장치.
    [화학식 2]

    (화학식 2 중, x, y, z, a, b, c는, 2.0≤x≤4.0, 0＜y＜1.5, 0＜z＜0.05, 0≤a＜0.5, 0＜b＜0.5, 0≤c＜1.5, y+c＜1.5를 만족하고, Mt는 Al, Ga, In으로부터 선택된 적어도 1종이다.)
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