WO2017043851A1 - 발광 장치 - Google Patents

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WO2017043851A1
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유영길
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a light emitting device comprising a light emitting diode.
  • LEDs Light emitting diodes are one of the next-generation light emitting device candidates that can replace fluorescent lamps, which can be said to be the most representative of conventional general lighting.
  • LEDs consume less power than conventional light sources, and unlike fluorescent lamps, they do not contain mercury and are therefore environmentally friendly. In addition, it has the advantage of longer life and faster response speed than the conventional light source.
  • Such LEDs can be used with phosphors that absorb light emitted from the LEDs and emit light of various colors.
  • phosphors can usually emit yellow, green and red light.
  • White LEDs are currently manufactured with a blue light emitting LED and a phosphor for converting light emission wavelengths. As the use range of such white LEDs increases, more efficient LEDs are required, and for this purpose, improvement in luminous efficiency of phosphors is required. In addition, the demand for more reliable LEDs is increasing accordingly.
  • YAG (Yttrium Aluminum Garnet) phosphor represented by US Patent No. 5998925 which is an oxide phosphor as a yellow phosphor, is known as a phosphor used in LEDs, but such a YAG phosphor has a low thermal stability and a high luminance, a change in color coordinate, etc. May cause problems.
  • the emission hue is limited, the color reproduction range is narrow, and the phosphor absorbs a part of the blue LED light.
  • oxide phosphors and silicate-based phosphors are known as yellow-green phosphors, but they may adversely affect the reliability of the LED package because of their relatively low thermal stability and poor moisture resistance.
  • the wavelength can be shifted to the shorter wavelength side. Accordingly, development of a yellow light emitting phosphor having high excitation efficiency even in the short wavelength is required.
  • the present invention provides a light emitting device having a high efficiency and high color rendering.
  • a light emitting device As a first aspect for achieving the above technical problem, the present invention, a light emitting device; A first phosphor that is excited by the light emitted from the light emitting device and emits light having a center wavelength in a band of more than 520 and 550 nm; And a second phosphor that is excited by the light emitted from the light emitting device and emits light having a center wavelength of 560 to 600 nm, wherein the second wavelength is excited by light emitted from the light emitting device and the center wavelength is 500 to At least one of a third phosphor emitting light located in a band of 520 nm and a fourth phosphor excited by light emitted from the light emitting device and emitting a light having a center wavelength of 620 nm to 660 nm It may include.
  • the first phosphor is BaYSi 4 N 7 : Eu, Ba 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu, CaSi 2 O 2 N 2 : Eu, SrYSi 4 N 7 : E, ⁇ type having a metal component as a metal component At least one of SiAlON (Ca- ⁇ -SiAlON: Yb), LuAG (Lu 3 Al 5 O 12 : Ce), and SrSi 2 O 2 N 2 : Eu.
  • the first phosphor may have a content of 50.6 to 67.7 wt% when the sum of the first to fourth phosphors is 100 wt%.
  • the second phosphor is ⁇ -SiAlON (Li- ⁇ -SiAlON: Eu) having Li as a metal component, ⁇ -SiAlON (Ca- ⁇ -SiAlON: Eu) having Ca as a metal component and Ba 2 Si 5 It may include at least any one of N 8 : Eu.
  • the second phosphor is represented by the following formula (1),
  • M and n may satisfy at least one condition of 0 ⁇ m ⁇ 2 and 0 ⁇ n ⁇ 1.
  • the second phosphor may have a content of 16.7 to 28.7 wt% when the sum of the first to fourth phosphors is 100 wt%.
  • the third phosphor, BaSi may include at least one of the 2 O 2 N 2, BaAl 2 O 4 and SrAl 2 O 4.
  • the third phosphor may have a content of 21.4 to 27.5 wt% when the sum of the first to fourth phosphors is 100 wt%.
  • the fourth phosphor is CaAlSiN 3 : Eu, (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu, Sr 2 Si 5 N 8 : Eu, K 2 SiF 6 : Mn, La 3 Si 6 N 11 : Ce, SrAlSiN 3 It may include at least one of: Eu, SrCN 2 : Eu, Ca 2 Si 5 N 8 : Eu, SrAlSi 4 N 7 : Eu, and (Sr, Ba) SiN 2 : Eu.
  • the fourth phosphor may have a content of 3.6 to 11.3 wt% when the sum of the first to fourth phosphors is 100 wt%.
  • the mixture of at least one of the first phosphor and the second phosphor, and at least one of the third phosphor and the fourth phosphor may have a CRI index of 82 to 97.
  • a light emitting device As a second aspect for achieving the above technical problem, the present invention, a light emitting device; A first phosphor that is excited by the light emitted from the light emitting device and emits light having a center wavelength in a band of more than 520 and 550 nm; A second phosphor which is excited by the light emitted from the light emitting device and emits light having a center wavelength of 560 to 600 nm; A third phosphor which is excited by light emitted from the light emitting device and emits light having a center wavelength in a band of 500 to 520 nm; And a fourth phosphor which is excited by the light emitted from the light emitting device and emits light having a center wavelength of 620 to 660 nm.
  • the weight ratio of the first phosphor, the second phosphor, the third phosphor, and the fourth phosphor is 21.4 wt, respectively, when the sum of the first phosphor, the second phosphor, the third phosphor, and the fourth phosphor is 100 wt%. %, 50.6 wt%, 16.7 wt% and 11.3 wt%.
  • the fourth phosphor is excited by the light emitted from the light emitting device so that the center wavelength may be located in the 640 to 660 nm band.
  • the present invention can provide a light emitting device including a yellow light emitting phosphor having excellent light emission characteristics, and the yellow light emitting phosphor can minimize luminous flux (luminance) decrease and improve color rendering index (CRI).
  • the color rendering index can be improved by the continuous spectrum design of the present invention, and by providing an optimal mixing ratio of phosphors, the color of the wide gamut can be expressed in the display through the implementation of a light emitting device having a broad spectrum. .
  • 1 is a graph showing the visual characteristics of a person.
  • FIG. 2 is a graph showing an emission spectrum by a conventional light emitting device.
  • FIG 3 is a graph showing an emission spectrum according to an example of a light emitting device.
  • FIG. 4 is a graph showing an emission spectrum according to another example of a light emitting device.
  • 5 is a graph showing an example of an excitation (absorption) spectrum according to the red light emission wavelength.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a light emitting device package using the yellow light emitting phosphor of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example of a light emitting device package using the yellow light emitting phosphor of the present invention.
  • FIG. 8 is an enlarged view of a portion of FIG. 6 for explaining a process of implementing white light using the yellow light-emitting phosphor of the present invention.
  • first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers, and / or regions, such elements, components, regions, layers, and / or regions It will be understood that it should not be limited by these terms.
  • a blue and green phosphor further includes at least one of short-wavelength green and red phosphors in green and amber (Amber) phosphors excellent in excitation efficiency due to near-ultraviolet and blue excitation sources.
  • Green and amber green and amber
  • These phosphors form a yellow light emitting phosphor, and are excited by a blue light emitting element, and the first phosphor (green phosphor) that emits light having a center wavelength in the band of more than 520 and 550 nm and a center wavelength in the 560 to 600 nm band.
  • a second phosphor (amber phosphor) for emitting light located therein, wherein a third phosphor (short wavelength green phosphor) for emitting light having a center wavelength of 500 to 520 nm and a center wavelength of 620 to 660 nm It may further comprise at least one of the fourth phosphor for emitting light located in the band of.
  • the first phosphor is referred to as a green phosphor
  • the second phosphor is an amber phosphor
  • the third phosphor is a short wavelength green phosphor
  • the fourth phosphor is referred to as a red phosphor.
  • Such green phosphor, amber phosphor, short wavelength green phosphor, and red phosphor may include the following materials.
  • Such a green phosphor can emit light in which the above-mentioned center wavelength is located in the band of more than 520 and 550 nm.
  • Amber phosphors include ⁇ -type SiAlON (Li- ⁇ -SiAlON: Eu) having Li as a metal component, ⁇ -type SiAlON (Ca- ⁇ -SiAlON: Eu) having Ca as a metal component and Ba 2 Si 5 N 8 : Eu It may include at least one of.
  • Such an amber phosphor can emit light in which the above-mentioned center wavelength is located in the 560 to 600 nm band.
  • the short wavelength green phosphor may include at least one of BaSi 2 O 2 N 2 , BaAl 2 O 4, and SrAl 2 O 4 .
  • the short wavelength green phosphor may emit light having a center wavelength of 500 to 520 nm.
  • the red phosphor is CaAlSiN 3 : Eu, (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu (SCASN), Sr 2 Si 5 N 8 : Eu, K 2 SiF 6 : Mn, La 3 Si 6 N 11 : Ce, SrAlSiN 3 : Eu, SrCN 2 : Eu, Ca 2 Si 5 N 8 : Eu, SrAlSi 4 N 7 : Eu, and (Sr, Ba) SiN 2 : Eu.
  • Such a red phosphor may emit light having a center wavelength of 620 nm to 660 nm.
  • Such green phosphors, amber phosphors, short wavelength green phosphors and red phosphors mainly include nitride phosphors or oxynitride phosphors, but other phosphors may be used.
  • amber phosphor is represented by the following formula (1), x is 0.01 ⁇ x ⁇ 0.1, m and n, may satisfy at least one condition of 0 ⁇ m ⁇ 2 and 0 ⁇ n ⁇ 1.
  • the red phosphor may have a light absorption at a wavelength of 550 nm of 50% or less. That is, the ratio excited by the light of the wavelength of 550 nm may be 50% or less. This will be described later in detail.
  • the yellow light emitting phosphor realized by the mixing of the phosphor including at least one of the short wavelength green phosphor and the red phosphor has an emission spectrum of 480 nm to 780 nm wavelength band.
  • the half width of may be greater than or equal to 120 nm. This may mean that the color rendering of light is greatly increased.
  • the green phosphor may have a content of 50.6 to 67.7 wt% when the sum of these green phosphor, amber phosphor, short wavelength green phosphor and red phosphor is 100 wt% (weight ratio).
  • the amber phosphor may have a content of 16.7 to 28.7 wt% when the sum of these green phosphors, amber phosphors, short wavelength green phosphors, and red phosphors is 100 wt%.
  • the short wavelength green phosphor may have a content of 21.4 to 27.5 wt% when the sum of these green phosphors, amber phosphors, short wavelength green phosphors, and red phosphors is 100 wt%.
  • the red phosphor may have a content of 3.6 to 11.3 wt% when the sum of these green phosphors, amber phosphors, short wavelength green phosphors, and red phosphors is 100 wt%.
  • a mixture realized by the mixing of a phosphor further comprising at least one of a short wavelength green phosphor and a red phosphor is excited by near ultraviolet light or blue light to generate high luminance yellow light. It can emit light.
  • such yellow light may be mixed with blue light as excitation light to emit white light having high luminance and high color rendering.
  • the excitation rate is excellent in such near ultraviolet light or blue light, thereby exhibiting high-efficiency phosphor properties.
  • the ⁇ -type SiAlON having Ca as a metal component has a light emission center wavelength of about 600 nm, as described above, when the Li- ⁇ -SiAlON having a center wavelength of 550 to 590 nm is used, the light having the same peak intensity is examined. Properties can be as high as 25%. More preferably, the luminous properties can be further improved by allowing light having a center wavelength of 578 to 588 nm to be emitted. In addition, it is possible to further improve the color rendering properties by increasing the luminance by mixing the red phosphor of which the absorption amount is adjusted in the 550 to 560 nm band. However, as mentioned above, in some cases, the characteristics of the present invention can be achieved even in the case of a phosphor emitting light having a center wavelength located in the 560 to 600 nm band.
  • 1 is a photonic curve showing the visual characteristics of a person.
  • the value of human visibility has a maximum at approximately 555 nm wavelength. That is, for light of the same intensity, a person perceives light of the 555 nm wavelength band as the strongest.
  • Li- ⁇ -SiAlON having a center wavelength of 550 to 590 nm band used in the present invention may be superior in viewing characteristics as compared to ⁇ -type SiAlON having a light emission central wavelength of about 600 nm.
  • Li- ⁇ -SiAlON which may be used as the amber phosphor of the present invention, may have a 25% improvement in viewing characteristics compared to Ca- ⁇ -SiAlON for light emission of the same peak intensity.
  • the amount of substitution of Li and the amount of oxygen (Oxygen) may be controlled during SiAlON synthesis.
  • Table 1 shows emission wavelengths (peak wavelengths) and emission luminances of phosphors obtained by adjusting the oxygen content (n; a value in Formula 1) when the amber phosphor is implemented.
  • m and n in Formula 1 may satisfy at least one condition of 0 ⁇ m ⁇ 2 and 0 ⁇ n ⁇ 1.
  • x represents the content of the activator (Eu), and is usually substituted with metal ions (lithium (Li) and aluminum (Al)) within a range of 10%. In other words, x may have a value between 0.01 and 0.1.
  • Oxygen content (n) Emission wavelength (nm) Luminance luminance 0 588 95% 0.1 583 100% 0.25 581 92% 0.5 581 91% One 578 85% 2 560 60%
  • the emission wavelength can be changed depending on the content of oxygen (Oxygen) of the amber phosphor. That is, when the content (n) of oxygen (0) is 0, it can be seen that the emission wavelength is 588 nm and the emission luminance is 95%. When the content (n) of oxygen is 1, the emission wavelength It can be seen that can be lowered to 578 nm.
  • n of oxygen oxygen
  • oxygen oxygen
  • by adjusting the content of oxygen it may be easy to shift the emission wavelength to short wavelengths, in particular by increasing the content of oxygen.
  • the emission luminance is the highest when the content of oxygen (n) is 0.1 and the emission wavelength is 583 nm.
  • yellow light having excellent luminance may be realized by mixing the first phosphor which is a green light emitting phosphor and the second phosphor which is an amber color light emitting phosphor.
  • the light emission luminance can be improved by adjusting the light emission wavelength and the mixing ratio of each of the green phosphor and the amber phosphor.
  • a color rendering index (CRI) indicating color rendering of the light source may be improved together.
  • the characteristic can be adjusted between the luminance of the phosphor and the color rendering index.
  • the emission wavelength is 583 nm
  • a phosphor having an emission wavelength of 580 nm may be used to improve the color rendering index.
  • the color rendering index is an index for indicating the color rendering of the light source, and is a numerical value quantifying the degree to which the color perception of the object under the sample light source matches the color perception of the same object under a prescribed reference light.
  • Table 2 shows that the luminance and the CRI can be improved by mixing the green phosphor and the amber phosphor.
  • the green of the present invention ( Green) It can be seen that the emission luminance and CRI can be improved as compared with the conventional yellow phosphor by using the phosphor (when having a 535 nm peak wavelength) and the Amber (when having a 583 nm peak wavelength).
  • this phenomenon is different from the spectral region A between 480 and 530 nm and the color information in the region B between 630 nm and 730 nm. It is relatively insufficient compared to the wavelength region, and thus, distorted colors such as light transmitted through cellophane can be expressed.
  • FIG 3 is a graph showing an emission spectrum according to an example of a light emitting device.
  • the color information (spectrum) in the spectral region C between 480 and 530 nm and the region D between 630 nm and 730 nm is improved than in the case of FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing a spectrum showing another example of a light emitting device.
  • the light emitting device of FIG. 4 includes at least one of a short-wavelength green phosphor and a red phosphor in a green phosphor emitting light having a wavelength of 520 to 550 nm and an amber phosphor emitting light having a wavelength of 560 to 600 nm. It is to use a phosphor containing more. As an example, FIG. 4 shows the spectrum in the case where both the green phosphor and the amber phosphor contain both the short wavelength green phosphor and the red phosphor.
  • a yellow phosphor including such a green phosphor and an amber phosphor, and further comprising at least one of a short wavelength green phosphor and a red phosphor is 480 to 480 compared to a case where a yellow phosphor is obtained by mixing a green phosphor and an amber phosphor. It can be seen that the color information is rich in the spectral region C between 530 nm and the region D between 630 nm and 730 nm.
  • the light emitting device package implementing yellow light emission by using a combination of a green phosphor and an amber phosphor has a strong intensity of a peak around a wavelength of 555 nm with excellent luminous efficiency.
  • the half width of the wavelength in the 500 to 600 nm band may not be wide enough in terms of high quality illumination.
  • the color rendering index (CRI) of light is expressed.
  • the color rendering properties can be improved to a level close to sunlight.
  • this color rendering index is an index intended to represent the color rendering of a light source, which is the degree to which the color perception of an object under the sample light source matches the color perception of the same object under a defined reference light. Is a digitized value.
  • the color rendering index in illumination is a measure of how much the visual environment in which color is perceived is similar to the environment under sunlight. Specifically, the color rendering index is a measure of the degree to which the reflection color of the object in the test light source matches the reflection color in the reference light. The numerical value indicates the quality of the illumination.
  • the yellow phosphor including the green phosphor and the amber phosphor is obtained by mixing the green phosphor and the amber phosphor as described above.
  • Color rendering characteristics can be improved. At this time, the color rendering characteristics can be improved without deteriorating the light efficiency.
  • a short wavelength green phosphor or a long wavelength red phosphor may be added to the green phosphor and an amber phosphor, or both of the short wavelength green phosphor and the long wavelength red phosphor may be mixed to implement the phosphor.
  • the red phosphor can absorb (excite) and emit light of the green phosphor and the amber phosphor, and yellow light, which is a mixed light of these, in addition to the blue excitation light.
  • Such a red phosphor may use a phosphor of 630 nm wavelength band or a phosphor of 650 nm wavelength band.
  • the dotted line on the left represents an excitation spectrum, that is, the spectrum of light absorbed by the red phosphor, and the solid line on the right represents the emission spectrum.
  • the absorption of light other than the blue excitation light by the red phosphor can be minimized.
  • the luminous efficiency of the yellow phosphor may not be reduced, and as a result, the luminous efficiency may be increased together with improving the color rendering property.
  • the absorption intensity (Intensity) at 550 nm wavelength of the red phosphor can be adjusted to 50% or less. That is, the point at which 50% of the absorption spectrum intensity of the red phosphor is adjusted to 550 nm or less can be minimized to minimize the absorption of light emitted by the green, amber, and yellow phosphors.
  • red phosphors are mixed in order to improve luminescence properties such as color rendering, as shown in FIG. nm and yellow (560 nm) of light, so that the brightness of the light can be reduced.
  • the excitation spectrum of the red phosphor may be shifted to a short wavelength so that the absorption amount of light is 50% in the 550 nm band or less, thereby minimizing the absorption of light other than the excitation light.
  • the red phosphor having a 610 nm peak wavelength has an absorption of 50% or less at the 550 nm wavelength. Exactly, the absorption becomes 50% at the 547 nm wavelength.
  • the red phosphor having a 630 nm peak wavelength has a 50% absorption at 564 nm wavelength
  • the red phosphor having a 650 nm peak wavelength has a 50% absorption at 585 nm wavelength and a red phosphor having a 660 nm peak wavelength. It can be seen that the absorption becomes 50% at 600 nm wavelength.
  • red phosphor having a 610 nm peak wavelength having an absorption of 50% or less at a wavelength of 550 nm absorption by light other than excitation light can be minimized.
  • red phosphors having peak wavelengths of 630 nm, 650 nm and 660 nm may be used in the above example.
  • the absorption rate of the red phosphor can be adjusted, and the luminous efficiency can be increased together with the color rendition improved by selecting the phosphor according to the peak wavelength of the adjusted red phosphor.
  • Table 3 shows the CRI according to the content ratio of the phosphors used in the light emitting device of the present invention.
  • Table 3 shows a mixture of short wavelength green phosphors with a peak wavelength of 500 nm, green phosphors with a peak wavelength of 530 nm, Amber phosphors with a peak wavelength of 580 nm and 600 nm, and red phosphors with a peak wavelength of 630 nm and 650 nm. Yellow phosphor is embodied and CRI is shown according to the content of these phosphors.
  • green phosphors with peak wavelengths of 530 nm may be combined in various phosphors.
  • Amber phosphors with peak wavelengths of 580 nm and 600 nm may be combined in various phosphors.
  • red phosphors with peak wavelengths of 630 nm and 650 nm may be combined in various phosphors. Can be implemented.
  • high color rendering emission of CRI index 82 can be obtained using a green phosphor, an amber phosphor having a peak wavelength of 580 nm, and a long wavelength red phosphor having a peak wavelength of 650 nm, and in condition 8, a short wavelength green phosphor, a green phosphor, and a peak Using a red phosphor having a wavelength of 630 nm, high color rendering emission of CRI index 83 can be obtained.
  • a short wavelength green phosphor, a green phosphor, and an amber phosphor having a peak wavelength of 580 nm can be used to obtain high color rendering emission of CRI index 86.
  • a phosphor and a red phosphor having a peak wavelength of 650 nm high color rendering emission of CRI index 97 can be obtained.
  • the weight ratio of the short wavelength green fluorescent substance, green fluorescent substance, amber fluorescent substance, and red fluorescent substance at this time is as showing in Table 3, respectively.
  • the ratio of Table 3 shows a weight ratio.
  • the emission is enhanced in the spectral region C between 480 and 530 nm and the region D between 630 nm and 730 nm, excited by near ultraviolet or blue light.
  • the present invention can provide a yellow light emitting phosphor having excellent light emission characteristics, and the yellow light emitting phosphor can be seen to minimize luminous flux (luminance) decrease and improve color rendering index (CRI). .
  • the color rendering index can be improved by the continuous spectrum design of the present invention, and by providing an optimal mixing ratio of phosphors for this purpose, a wide color gamut in a display can be realized by realizing a light emitter (for example, a light emitting device package) having a broad spectrum. It can express the color of.
  • a light emitter for example, a light emitting device package
  • 6 is a cross-sectional view showing an example of a light emitting device package using the yellow light emitting phosphor of the present invention. 6 shows an example of a lamp-shaped light emitting device package 100 according to an embodiment of the present invention. Such a light emitting device package may form a light emitting device.
  • the lamp type white light emitting device package 100 includes a pair of lead frames 110 and 120 and a light emitting device 130 that generates light according to application of a voltage.
  • the light emitting device 130 is electrically connected to the lead frames 110 and 120 by the wire 140, and the light transmitting resin 150 is molded on the light emitting device 130.
  • the light emitting device 130 may emit near ultraviolet light or blue light.
  • the light emitting device having the main emission peak in the same wavelength region instead of the near ultraviolet light emitting device, a laser diode, a surface emitting laser diode, an inorganic electroluminescent device, an organic electroluminescent device, or the like may be used.
  • a laser diode, a surface emitting laser diode, an inorganic electroluminescent device, an organic electroluminescent device, or the like may be used.
  • a nitride semiconductor light emitting diode is used as a preferred application is shown.
  • the light emitting device 130 is schematically represented, and either a horizontal or vertical nitride semiconductor light emitting diode may be used.
  • Phosphors 170, 171, 172, and 173 may be dispersed in the light transmissive resin 150, and the exterior material 160 finishing the external space of the entire device may be provided on the light transmissive resin 150. It may be provided.
  • the phosphors 170, 171, 172, and 173 used herein are the first phosphor (green phosphor; 170), the second phosphor (amber phosphor; 171), and the third phosphor (short wavelength green phosphor) and the fourth phosphor (described above), respectively.
  • a red phosphor 173 may be emitted by the emission irradiation 130 to emit yellow light.
  • the first to fourth phosphors are all provided, as described above, only the third phosphor (short wavelength green phosphor) and the fourth phosphor (red phosphor; 173) may be used. It may be.
  • phosphors may be further mixed and used. In some cases, two or more kinds of such phosphors may be provided.
  • a light transmitting epoxy resin As the light transmitting resin 150 used as the molding member, a light transmitting epoxy resin, a silicone resin, a polyimide resin, a urea resin, an acrylic resin, or the like may be used. Preferably, a light transmitting epoxy resin or a light transmitting silicone resin may be used.
  • the light transmissive resin 150 of the present embodiment may also be molded around the light emitting device 130 as a whole, but may be partially molded to the light emitting part as necessary.
  • the high output light emitting device when molding as a whole due to the enlargement of the light emitting device 130, it may be disadvantageous to uniform dispersion of the phosphors 170, 171, 172 and 173 dispersed in the light transmitting resin 150. to be. In this case it may be advantageous to partially mold the light emitting site.
  • 7 is a cross-sectional view showing another example of a light emitting device package using the yellow light emitting phosphor of the present invention. 7 illustrates a surface mount light emitting device package 200.
  • the surface mounted light emitting device package 200 includes lead frames 210 and 220 of positive and negative electrodes, and lead frames 210 of the positive and negative electrodes. And a light emitting device 240 positioned on any one of the 220 and generates light according to the application of a voltage.
  • the light emitting device 240 may use a light emitting diode or a laser diode.
  • FIG. 7 illustrates an example of the light emitting device 240 having a horizontal structure
  • a light emitting device having a vertical structure may be used.
  • the light emitting device 240 is electrically connected to the lead frames 210 and 220 by the wire 250, and the light transmitting resin 260 is molded on the light emitting device 240.
  • the lead frames 210 and 220 may be fixed by the package body 230, and the package body 230 may provide a reflection cup shape.
  • the phosphors 270, 271, 272, and 273 may be dispersed in the light transmitting resin 260.
  • the phosphors 270, 271, 272, and 273 used herein include the first phosphor 270 and the second phosphor 271 described above, and at least one of the third phosphor 272 and the fourth phosphor 273 is used.
  • the mixture may be mixed and used, and other phosphors may be dispersed together. In some cases, two or more kinds of such phosphors may be provided.
  • a light transmitting epoxy resin a silicone resin, a polyimide resin, a urea resin, an acrylic resin, or the like may be used.
  • a light transmitting epoxy resin or a light transmitting silicone resin may be used.
  • the light transmissive resin 260 may be molded around the light emitting device 240 as a whole, it is also possible to partially mold the light emitting part as necessary.
  • the light emitting device packages 100 and 200 according to the present invention described in detail above may be implemented as a white light emitting package.
  • FIG. 8 is an enlarged view of a portion of FIG. 6, which describes a process of implementing white light. This description can be applied to the case shown in FIG. 7 as it is.
  • Blue light having a wavelength of 400 to 480 nm corresponding to near ultraviolet light or blue light emitted from the light emitting device 130 passes through the phosphors 170, 171, 172, and 173.
  • some light excites the phosphors 170, 171, 172, and 173 to generate light having a main peak in the emission wavelength center in the range of 500 to 600 nm, as shown in FIG. Permeate as it is.
  • the light emitted from the light emitting element 130 excites each of the phosphors 170, 171, 172, and 173, as shown in the figure, and emits light (a, b, c, d) from these phosphors and mixes them.
  • the yellow light may be emitted, and the yellow light may be mixed with the blue light of the light emitting device 130 to emit white light.
  • the present invention it is possible to provide a light emitting device including a yellow light emitting phosphor having excellent light emission characteristics, and the yellow light emitting phosphor can minimize luminous flux (luminance) decrease and improve color rendering index (CRI). Therefore, it is possible to provide a light emitting device having excellent optical characteristics.

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Abstract

본 발명은 발광 장치에 관한 것으로 특히, 발광 다이오드를 포함하는 발광 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 발광 소자; 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 520 초과 550 nm의 대역에 위치하는 광을 방출하는 제1형광체; 및 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 560 내지 600 nm 대역에 위치하는 광을 발광하는 제2형광체를 포함하고, 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 500 내지 520 nm의 대역에 위치하는 광을 방출하는 제3형광체 및 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 620 내지 660 nm 대역에 위치하는 광을 발광하는 제4형광체 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.

Description

발광 장치
본 발명은 발광 장치에 관한 것으로 특히, 발광 다이오드를 포함하는 발광 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(light emitting diode; LED)는 기존의 일반 조명 중 가장 대표적이라 할 수 있는 형광등을 대체 할 수 있는 차세대 발광 소자 후보 중의 하나이다.
LED는 기존의 광원보다 소비전력이 적으며, 형광등과 달리 수은을 포함하지 않아 친환경적이라 할 수 있다. 또한, 기존의 광원과 비교하여 수명이 길며 응답 속도가 빠르다는 장점을 가진다.
이러한 LED는 이 LED로부터 방출되는 광을 흡수하여 여러 색상의 광을 발광하는 형광체와 함께 이용될 수 있다. 이와 같은 형광체는 보통 황색, 녹색 및 적색 광을 발광할 수 있다.
백색 LED는 현재 청색 발광 LED와 발광 파장을 변환하는 형광체의 구성으로 제작되고 있다. 이러한 백색 LED의 사용 범위가 커질수록 더욱 효율적인 LED가 요구되고 있으며, 이를 위해서는 형광체의 발광 효율 개선이 요구되고 있다. 또한, 이에 따라 더 신뢰성이 우수한 LED의 요구가 높아지고 있다.
LED에 이용되는 형광체로는 황색 형광체로 산화물 형광체인 미국 특허 등록 제5998925호로 대표되는 YAG(Yttrium Aluminium Garnet) 형광체가 알려져 있지만, 이러한 YAG 형광체는 열 안정성이 떨어지고 고온이 되면 휘도 저하, 색좌표의 변화 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 발광 색조가 한정되어 색의 재현 범위가 좁고, 형광체가 청색 LED 광의 일부를 흡수하는 문제점이 있다.
또한, 황색 내지 녹색 계열의 형광체로서 산화물 형광체 및 실리케이트계 형광체가 알려져 있지만, 이들은 열 안정성이 상대적으로 낮으며 내 습성이 나쁘기 때문에 LED 패키지의 신뢰성에 악영향을 줄 수 있다.
따라서, LED와 함께 백색광을 만들 수 있는 고효율의 신뢰성이 우수한 형광체의 개발이 요구된다.
더욱이, 청색 발광 LED가 고출력화 될수록 파장이 단파장 측으로 이동할 수 있는데 이에 따라 단파장에서도 여기 효율이 높은 황색 발광 형광체의 개발이 요구된다.
또한, LED와 함께 사용되어 백색광을 만드는 경우에 연색 특성이 우수한 형광체의 개발이 요구된다.
본 발명은 발광 장치에 있어서, 고효율 및 고연색성을 가지는 발광 장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 발광 소자; 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 520 초과 550 nm의 대역에 위치하는 광을 방출하는 제1형광체; 및 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 560 내지 600 nm 대역에 위치하는 광을 발광하는 제2형광체를 포함하고, 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 500 내지 520 nm의 대역에 위치하는 광을 방출하는 제3형광체 및 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 620 내지 660 nm 대역에 위치하는 광을 발광하는 제4형광체 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1형광체는, BaYSi4N7:Eu, Ba3Si6O12N2:Eu, CaSi2O2N2:Eu, SrYSi4N7:Eu, Ca을 금속성분으로 가지는 α형 SiAlON(Ca-α-SiAlON:Yb), LuAG(Lu3Al5O12:Ce) 및 SrSi2O2N2:Eu 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1형광체는, 상기 제1형광체 내지 제4형광체의 합을 100 wt%로 했을 때, 50.6 내지 67.7 wt%의 함량을 가질 수 있다.
여기서, 상기 제2형광체는, Li을 금속성분으로 가지는 α형 SiAlON(Li-α-SiAlON:Eu), Ca을 금속성분으로 가지는 α형 SiAlON(Ca-α-SiAlON:Eu) 및 Ba2Si5N8:Eu 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2형광체는, 하기의 화학식 1로 표현되고,
<화학식 1>
Figure PCTKR2016009999-appb-I000001
상기 m 및 n은, 0 ≤ m ≤ 2 및 0 ≤ n ≤ 1 중 적어도 하나의 조건을 만족할 수 있다.
여기서, 상기 제2형광체는, 상기 제1형광체 내지 제4형광체의 합을 100 wt%로 했을 때, 16.7 내지 28.7 wt%의 함량을 가질 수 있다.
여기서, 상기 제3형광체는, BaSi2O2N2, BaAl2O4 및 SrAl2O4 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제3형광체는, 상기 제1형광체 내지 제4형광체의 합을 100 wt%로 했을 때, 21.4 내지 27.5 wt%의 함량을 가질 수 있다.
여기서, 상기 제4형광체는, CaAlSiN3:Eu, (Sr,Ca)AlSiN3:Eu, Sr2Si5N8:Eu, K2SiF6:Mn, La3Si6N11:Ce, SrAlSiN3:Eu, SrCN2:Eu, Ca2Si5N8:Eu, SrAlSi4N7:Eu 및 (Sr,Ba)SiN2:Eu 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제4형광체는, 상기 제1형광체 내지 제4형광체의 합을 100 wt%로 했을 때, 3.6 내지 11.3 wt%의 함량을 가질 수 있다.
여기서, 상기 제1형광체 및 제2형광체, 그리고 제3형광체 및 제4형광체 중 적어도 어느 하나의 혼합물은 CRI 지수가 82 내지 97일 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 발광 소자; 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 520 초과 550 nm의 대역에 위치하는 광을 방출하는 제1형광체; 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 560 내지 600 nm 대역에 위치하는 광을 발광하는 제2형광체; 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 500 내지 520 nm의 대역에 위치하는 광을 방출하는 제3형광체; 및 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 620 내지 660 nm 대역에 위치하는 광을 발광하는 제4형광체를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제1형광체, 제2형광체, 제3형광체 및 제4형광체의 중량비는, 상기 제1형광체, 제2형광체, 제3형광체 및 제4형광체의 합을 100 wt%로 했을 때 각각 21.4 wt%, 50.6 wt%, 16.7 wt% 및 11.3 wt%일 수 있다.
여기서, 상기 제4형광체는, 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 640 내지 660 nm 대역에 위치할 수 있다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
먼저, 본 발명을 통해 우수한 발광 특성을 가지는 황색 발광 형광체를 포함하는 발광 장치를 제공할 수 있고, 이러한 황색 발광 형광체는 광속(휘도)저하를 최소화하고 연색 평가 지수(CRI)를 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 연속 스펙트럼 설계에 의하여 연색 평가 지수를 향상시킬 수 있고, 이를 위한 형광체의 최적의 혼합 비율을 제공함으로써 넓은 스펙트럼을 가지는 발광 장치의 구현을 통해 디스플레이에서 광색역의 색을 표현할 수 있다.
도 1은 사람의 시감 특성을 나타내는 그래프이다.
도 2는 종래의 발광장치에 의한 발광 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 3은 발광장치의 일례에 의한 발광 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 4는 발광장치의 다른 예에 의한 발광 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 5는 적색 발광 파장에 따른 여기(흡수) 스펙트럼(Excitation spectrum)의 예를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 황색 발광 형광체가 이용된 발광 소자 패키지의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 황색 발광 형광체가 이용된 발광 소자 패키지의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 황색 발광 형광체를 이용하여 백색광이 구현되는 과정을 설명하기 위한 도 6의 일부 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
본 발명에 의하면, 청색 발광 소자 상에, 근 자외선 및 청색 여기원에 의한 여기 효율이 우수한 녹색 및 호박색(Amber; 이하, 앰버라 칭함) 형광체에, 단파장 녹색 및 적색 형광체 중 적어도 어느 하나를 더 포함하여 구비함으로써 휘도가 우수하고 연색성이 높은 황색 광을 구현할 수 있다.
이러한 형광체는 황색 발광 형광체를 이루게 되며, 청색 발광 소자에 의하여 여기되어 중심파장이 520 초과 550 nm의 대역에 위치하는 광을 방출하는 제1형광체(녹색 형광체) 및 중심파장이 560 내지 600 nm 대역에 위치하는 광을 발광하는 제2형광체(앰버 형광체)를 포함하고, 여기에 중심파장이 500 내지 520 nm 대역에 위치하는 광을 발광하는 제3형광체(단파장 녹색 형광체) 및 중심파장이 620 내지 660 nm의 대역에 위치하는 광을 발광하는 제4형광체 중 적어도 어느 하나를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
이하, 제1형광체는 녹색 형광체, 제2형광체는 앰버 형광체, 제3형광체는 단파장 녹색 형광체, 그리고 제4형광체는 적색 형광체로 칭하여 설명한다.
이와 같은 녹색 형광체, 앰버 형광체, 단파장 녹색 형광체 그리고 적색 형광체는 아래와 같은 물질을 포함할 수 있다.
즉, 녹색 형광체는, BaYSi4N7:Eu, Ba3Si6O12N2:Eu, CaSi2O2N2:Eu, SrYSi4N7:Eu, Ca을 금속성분으로 가지는 α(알파)형 SiAlON(Ca-α-SiAlON:Yb), LuAG(Lu3Al5O12:Ce) 및 SrSi2O2N2:Eu 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이와 같은 녹색 형광체는 위에서 언급한 중심파장이 520 초과 550 nm의 대역에 위치하는 광을 방출할 수 있다.
앰버 형광체는, Li을 금속성분으로 가지는 α형 SiAlON(Li-α-SiAlON:Eu), Ca을 금속성분으로 가지는 α형 SiAlON(Ca-α-SiAlON:Eu) 및 Ba2Si5N8:Eu 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이와 같은 앰버 형광체는 위에서 언급한 중심파장이 560 내지 600 nm 대역에 위치하는 광을 발광할 수 있다.
단파장 녹색 형광체는 BaSi2O2N2, BaAl2O4 및 SrAl2O4 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이러한 단파장 녹색 형광체는 중심파장이 500 내지 520 nm 대역에 위치하는 광을 발광할 수 있다.
또한, 적색 형광체는, CaAlSiN3:Eu, (Sr,Ca)AlSiN3:Eu(SCASN), Sr2Si5N8:Eu, K2SiF6:Mn, La3Si6N11:Ce, SrAlSiN3:Eu, SrCN2:Eu, Ca2Si5N8:Eu, SrAlSi4N7:Eu 및 (Sr,Ba)SiN2:Eu 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이와 같은 적색 형광체는 중심파장이 620 내지 660 nm 대역에 위치하는 광을 발광할 수 있다.
이러한 녹색 형광체, 앰버 형광체, 단파장 녹색 형광체 및 적색 형광체는 주로 질화물 형광체 또는 산질화물 형광체를 예로 들었으나, 그 이외의 다른 형광체도 이용될 수 있음은 물론이다.
여기서, 앰버 형광체는, 하기의 화학식 1로 표현되고, x는 0.01 ≤ x ≤ 0.1, m 및 n은, 0 ≤ m ≤ 2 및 0 ≤ n ≤ 1 중 적어도 하나의 조건을 만족할 수 있다.
<화학식 1>
Figure PCTKR2016009999-appb-I000002
한편, 적색 형광체는 550 nm 파장에서의 광 흡수율이 50 % 이하일 수 있다. 즉, 550 nm의 파장의 광에 의하여 여기되는 비율은 50 % 이하일 수 있다. 이에 대하여는 자세히 후술한다.
이와 같은 특징을 가지는 녹색 형광체, 앰버 형광체를 근간으로 하여, 단파장 녹색 형광제 및 적색 형광체 중 적어도 어느 하나를 포함하는 형광체의 혼합에 의하여 구현되는 황색 발광 형광체는 480 nm 내지 780 nm 파장 대역의 발광 스펙트럼의 반치폭이 120 nm 이상일 수 있다. 이는 광의 연색성이 크게 증가함을 의미할 수 있다.
여기서, 녹색 형광체는, 이들 녹색 형광체, 앰버 형광체, 단파장 녹색 형광체 및 적색 형광체의 합을 100 wt%(중량비)로 했을 때, 50.6 내지 67.7 wt%의 함량을 가질 수 있다.
여기서, 앰버 형광체는, 이들 녹색 형광체, 앰버 형광체, 단파장 녹색 형광체 및 적색 형광체의 합을 100 wt%로 했을 때, 16.7 내지 28.7 wt%의 함량을 가질 수 있다.
여기서, 단파장 녹색 형광체는, 이들 녹색 형광체, 앰버 형광체, 단파장 녹색 형광체 및 적색 형광체의 합을 100 wt%로 했을 때, 21.4 내지 27.5 wt%의 함량을 가질 수 있다.
여기서, 적색 형광체는, 이들 녹색 형광체, 앰버 형광체, 단파장 녹색 형광체 및 적색 형광체의 합을 100 wt%로 했을 때, 3.6 내지 11.3 wt%의 함량을 가질 수 있다.
이와 같은 녹색 형광체 및 앰버 형광체에 더하여, 단파장 녹색 형광제 및 적색 형광체 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 형광체의 혼합에 의하여 구현되는 혼합물은, 근 자외선 또는 청색 광에 의하여 여기되어 높은 휘도의 황색 광을 발광할 수 있다. 또한, 이러한 황색 광은 여기광인 청색 광과 혼합되어 높은 휘도와 높은 연색성을 가지는 백색 광을 발광할 수 있다. 이러한 근 자외선 또는 청색 광에서 여기율이 우수하여 고 효율의 형광체 특성을 발휘할 수 있다.
금속성분으로 Ca을 가지는 α형 SiAlON은 발광 중심파장이 600 nm 정도이나, 위에서 설명한 바와 같이, 중심파장이 550 내지 590 nm 대역인 Li-α-SiAlON을 이용하면 동일한 피크 세기를 가지는 발광에 대하여 시감 특성이 25 % 정도 높아질 수 있다. 더 좋게는 중심 파장이 578 내지 588 nm 대역에 위치하는 광이 발광될 수 있도록 하면 시감 특성은 더 향상될 수 있다. 또한, 550 내지 560 nm 대역에서 흡수량이 조절된 적색 형광체를 혼합하여 휘도를 높이면서 연색성을 더 향상시킬 수 있다. 그러나, 위에서 언급한 바와 같이, 경우에 따라, 중심파장이 560 내지 600 nm 대역에 위치하는 광을 방출하는 형광체의 경우에도 본 발명의 특성을 이룰 수 있다.
도 1은 사람의 시감(視感) 특성을 나타내는 그래프(Photonic curve)이다.
도시하는 바와 같이, 사람의 시감도의 값은 대략 555 nm 파장에서 최대값을 가진다. 즉, 동일한 강도의 빛에 대하여 사람은 555 nm 파장 대역의 빛을 가장 강한 것으로 감지한다.
따라서, 통상 600 nm 정도의 발광 중심파장을 가지는 α형 SiAlON에 비하여, 본 발명에서 이용되는 중심파장이 550 내지 590 nm 대역인 Li-α-SiAlON은 시감 특성에서 우수할 수 있다.
즉, 동일한 강도의 빛에 대하여 보다 밝게 감지할 수 있으므로, 이와 같은 발광 파장의 조절은 휘도가 증가하는 효과로 작용할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 앰버 형광체로 이용될 수 있는 Li-α-SiAlON은, 동일한 피크 세기의 발광에 대하여 Ca-α-SiAlON에 비하여 시감 특성이 25 % 정도 향상될 수 있다.
본 발명에서는 중심 파장이 550 내지 590 nm 대역인 발광을 구현하기 위하여 SiAlON 합성시 Li의 치환량을 조절하고 산소(Oxygen)의 양을 조절할 수 있다.
표 1은 이러한 앰버 형광체 구현시 산소의 함량(n; 화학식 1에서의 값)을 조절하여 얻은 형광체의 발광 파장(피크 파장) 및 발광 휘도를 나타내고 있다.
이러한 발광을 위하여 화학식 1에서 m 및 n은, 0 ≤ m ≤ 2 및 0 ≤ n ≤ 1 중 적어도 하나의 조건을 만족할 수 있다. 또한, 화학식 1에서 x는 활성제(Eu)의 함량을 나타내며, 금속 이온(리튬(Li) 및 알루미늄(Al))과 10% 이내의 범위에서 치환되는 것이 보통이다. 즉, x는 0.01 내지 0.1 사이의 값을 가질 수 있다.
Oxygen 함량 (n) 발광 파장 (nm) 발광 휘도
0 588 95%
0.1 583 100%
0.25 581 92%
0.5 581 91%
1 578 85%
2 560 60%
표 1에서 나타내는 바와 같이, 앰버 형광체의 산소(Oxygen)의 함량에 따라 발광 파장이 변경될 수 있음을 알 수 있다. 즉, 산소(Oxygen)의 함량(n)이 0인 경우에 588 nm의 발광 파장을 가지고 이때의 발광 휘도는 95%를 가짐을 알 수 있고, 산소의 함량(n)이 1인 경우, 발광 파장은 578 nm까지 낮아질 수 있음을 알 수 있다.
그리고 추가적인 시감 특성을 통한 발광효율 개선을 위해 산소(Oxygen)의 함량(n)을 1 ≤ n ≤ 2 사이로 변화시킬 경우, 발광파장을 560 nm까지 변화시키는 것이 가능하다. 이와 같이, 산소의 함량을 조정함에 따라, 특히 산소의 함량을 증가시키는 것에 의해 발광 파장을 단파장으로 이동하는 것이 용이할 수 있다.
표 1에서 보면 산소(Oxygen)의 함량(n)이 0.1이고 발광파장이 583 nm일 때 발광 휘도가 가장 높음을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 녹색 발광 형광체인 제1형광체와 앰버 색상 발광 형광체인 제2형광체를 혼합하여 휘도가 우수한 황색 광을 구현할 수 있다.
또한, 녹색 형광체 및 앰버 형광체 각각의 발광 파장 및 혼합 비율을 조절함으로써 발광 휘도를 향상시킬 수 있다. 이와 함께 광원의 연색성을 나타내는 연색 평가 지수(color rendering index; CRI)가 함께 개선될 수 있다.
이를 위하여, 형광체의 휘도와 연색 평가 지수 사이에서 특성을 조절할 수 있다. 예를 들어, 발광파장이 583 nm일 경우에 발광 휘도가 높더라도 연색 평가 지수의 향상을 위하여 580 nm의 발광파장을 가지는 형광체를 이용할 수 있다.
이러한 연색 평가 지수(CRI)는 광원의 연색성을 나타내는 것을 목적으로 한 지수로서 시료 광원 아래에서 물체의 색 지각이 규정된 기준 광 아래서 동일한 물체의 색 지각에 합치되는 정도를 수치화한 것이다.
표 2는 이와 같이 녹색 형광체와 앰버 형광체를 혼합하여 휘도 및 CRI가 향상될 수 있음을 나타내고 있다.
형광체 색좌표 CRI 발광 휘도
CIEx CIEy
Yellow 형광체 0.454 0.531 36.5 100
535nm Green (%) 600nm Amber (%) 0.458 0.513 48.5 89
535nm Green (%) 583nm Amber (%) 0.444 0.527 39.7 103.8
즉, 종래의 황색 형광체(Yellow 형광체; 통상적으로 많이 사용되는 YAG(Yttrium Aluminium Garnet) 형광체를 나타낸다.)와 Ca-α-SiAlON를 이용하여 황색 발광 형광체를 구현한 것에 대비하여, 본 발명의 녹색(Green) 형광체(535 nm 피크 파장을 가지는 경우) 및 앰버(Amber) 형광체(583 nm 피크 파장을 가지는 경우)를 사용함으로써 발광 휘도 및 CRI가 종래의 황색 형광체에 비하여 향상될 수 있음을 알 수 있다.
한편, 위에서 설명한 바와 같이 종래의 LED를 이용한 발광장치 또는 조명장치는 청색 광과 황색 형광체의 조합으로 백색광을 구현하기 때문에 녹색 및 적색 광 요소(스펙트럼)의 부족으로 고 연색 조명(자연광 혹은 백열등)에서 인지한 색과 저 연색성 LED 조명에서의 사람이 느끼는 색상이 차이가 나는 단점이 있다.
이러한 현상은 도 2에서 도시하는 바와 같이 종래의 LED 발광 장치의 경우, 480 내지 530 nm 사이의 스펙트럼 영역(A)과 630 nm 이상 730 nm 이하의 영역(B)에서의 색 정보(spectrum)가 다른 파장 영역에 비해 상대적으로 부족하여 셀로판지를 투과한 빛과 같이 왜곡된 색을 표현할 수 있다.
도 3은 발광장치의 일례에 의한 발광 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 청색 LED 상에 520 내지 550 nm 대역의 파장의 광을 발광하는 녹색 형광체 및 560 내지 600 nm 대역의 파장의 광을 발광하는 앰버 형광체를 이용하여 발광장치를 구현한 경우 스펙트럼을 나타내고 있다.
도시하는 바와 같이, 480 내지 530 nm 사이의 스펙트럼 영역(C)과 630 nm 이상 730 nm 이하의 영역(D)에서의 색 정보(spectrum)가 도 2의 경우보다 향상되는 것을 알 수 있다.
도 4는 발광장치의 다른 예를 나타내는 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
이러한 도 4의 발광장치는, 520 내지 550 nm 대역의 파장의 광을 발광하는 녹색 형광체 및 560 내지 600 nm 대역의 파장의 광을 발광하는 앰버 형광체에, 단파장 녹색 형광제 및 적색 형광체 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 형광체를 이용한 것이다. 일례로서, 도 4에서는 녹색 형광체 및 앰버 형광체에 단파장 녹색 형광체 및 적색 형광체를 모두 포함한 경우의 스펙트럼을 나타내고 있다.
도 4에서 도시하는 바와 같이, 청색 여기광 및 이 청색광에 의하여 황색 발광 형광체가 여기되어 발광한 황색광이 혼합되어 우수한 품질의 백색 광을 발산할 수 있음을 알 수 있다.
즉, 이러한 녹색 형광체 및 앰버 형광체를 포함하고, 여기에 단파장 녹색 형광체 및 적색 형광체 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 황색 형광체는, 녹색 형광체 및 앰버 형광체를 혼합하여 황색 형광체를 구현한 경우에 비하여 480 내지 530 nm 사이의 스펙트럼 영역(C)과 630 nm 이상 730 nm 이하의 영역(D)에서의 색 정보가 풍부한 것을 알 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 녹색 형광체와 앰버 형광체의 조합으로 황색 발광을 구현한 발광 소자 패키지는 시감 효율이 우수한 555 nm 파장 주변에서 피크(peak)의 세기가 강한 장점이 있다.
그러나, 500 내지 600 nm 대역의 파장의 반치폭이 고품질 조명 관점에서 충분히 넓지 않을 수 있다.
따라서, 조명에서 고품위 컬러 표현을 구현하기 위하여 480 내지 530 nm 사이의 스펙트럼 영역(C)과 630 nm 이상 730 nm 이하의 영역(D)의 스펙트럼을 개선함으로써, 광의 연색 평가 지수(CRI)로 표현되는 연색 특성을 태양광에 가까운 수준으로 개선할 수 있다.
또한, 이와 같은 넓은 스펙트럼을 가지는 발광 소자 패키지의 구현을 통해 이를 이용하는 디스플레이에서 광 색역의 색을 표현할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 이러한 연색 평가 지수(CRI)는 광원의 연색성을 나타내는 것을 목적으로 한 지수로서, 이는 시료 광원 아래에서 물체의 색 지각이 규정된 기준 광 아래서 동일한 물체의 색 지각에 합치되는 정도를 수치화한 것이다.
조명에서의 연색 평가 지수는 색을 인식하는 시각적 환경이 얼마나 태양광 아래에서의 환경과 흡사한가를 나타낸 수치로서, 구체적으로, 테스트 광원에서 물체의 반사색이 기준 광에서의 반사 색과 일치하는 정도를 수치화하여 조명의 품질을 나타내고 있다.
이와 같이, 녹색 형광체 및 앰버 형광체를 포함하고, 여기에 단파장 녹색 형광체 및 적색 형광체 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 황색 형광체는, 위에서 설명한 녹색 형광체와 앰버 형광체의 혼합을 통하여 황색 형광체를 구현하는 경우보다 연색 특성을 개선할 수 있다. 이때 광 효율이 저하되지 않으면서 연색 특성을 개선할 수 있는 것이다.
즉, 이와 같은 형태로 스펙트럼을 개선하기 위해 녹색 형광체와 앰버 형광체에, 단파장 녹색 형광체 또는 장파장의 적색 형광체를 첨가하거나, 이들 단파장 녹색 형광체 및 장파장의 적색 형광체 모두를 혼합하여 형광체를 구현할 수 있다. 이를 통하여 연색성이 크게 향상될 수 있고, 고른 피크 세기가 구현될 수 있다.
한편, 도 5에서 도시하는 같이, 적색 형광체는 청색 여기광 이외에 녹색 형광체 및 앰버 형광체의 발광, 그리고 이들 발광의 혼합광인 황색 발광을 흡수(여기)하여 발광할 수 있다.
이러한 적색 형광체는 630 nm 파장 대역의 형광체 또는 650 nm 파장 대역의 형광체를 이용할 수 있다.
도 5에서, 좌측의 점선은 여기(Excitation) 스펙트럼, 즉, 적색 형광체가 흡수하는 빛의 스펙트럼을 나타내고, 우측의 실선은 발광(Emission) 스펙트럼을 나타내고 있다.
따라서, 이러한 적색 형광체의 여기 스펙트럼을 조절하여 구현함으로써, 이 적색 형광체에 의한 청색 여기광 이외의 광의 흡수를 최소화할 수 있다. 이를 통하여 황색 형광체의 발광 효율이 감소하지 않도록 할 수 있으며, 결과적으로, 연색성을 향상시키면서 발광 효율을 함께 증가시킬 수 있다.
이를 위하여, 적색 형광체의 550 nm 파장에서의 흡수 강도(Intensity)를 50% 이하가 되도록 조정할 수 있다. 즉, 적색 형광체의 흡수 스펙트럼 강도의 50%가 되는 지점을 550 nm 파장 이하로 조정하여 녹색, 앰버 및 황색 형광체의 발광의 흡수를 최소화할 수 있다.
이러한 적색 형광체의 설계를 자세히 설명하면 다음과 같다.
위에서 언급한 바와 같이, 연색성을 개선하는 등의 발광 특성 향상을 위해 적색 형광체를 혼합할 경우, 도 5에서 도시하는 바와 같이, 여기광 이외의 형광체에 의한 발광 파장 대역(예를 들면, 녹색의 530 nm 및 황색의 560 nm)의 빛을 흡수하게 되므로 광의 휘도 저하를 가져올 수 있다.
이러한 현상을 최소화하기 위해 적색 형광체의 여기 스펙트럼을 단파장으로 이동시켜 550 nm 대역 이하에서 광의 흡수량을 50%가 되도록 하여 여기광 이외의 광의 흡수를 최소화하여 설계할 수 있다.
도 5에서는 각 적색 발광 파장에 따른 여기(흡수) 스펙트럼(Excitation spectrum)의 예를 나타내고 있다.
이러한 예에서, 610 nm 피크 파장을 가지는 적색 형광체는 550 nm 파장에서 흡수율이 50% 이하임을 알 수 있다. 정확히, 547 nm 파장에서 흡수율이 50%가 되는 것을 알 수 있다. 또한, 630 nm 피크 파장을 가지는 적색 형광체는 564 nm 파장에서 흡수율이 50%가 되고, 650 nm 피크 파장을 가지는 적색 형광체는 585 nm 파장에서 흡수율이 50%가 되며, 660 nm 피크 파장을 가지는 적색 형광체는 600 nm 파장에서 흡수율이 50%가 되는 것을 알 수 있다.
이러한 설계를 통하여, 550 nm 파장에서 흡수율이 50% 이하인 610 nm 피크 파장을 가지는 적색 형광체를 이용하면 여기광 이외의 광에 의한 흡수를 최소화할 수 있음을 알 수 있다. 그러나, 경우에 따라, 위의 예에서 630 nm, 650 nm 및 660 nm 피크 파장을 가지는 적색 형광체를 이용할 수도 있다.
이와 같이, 적색 형광체의 흡수율을 조절할 수 있고, 또한 조절된 적색 형광체의 피크 파장에 따른 형광체를 선택하여 연색성을 향상시키면서 발광 효율을 함께 증가시킬 수 있다.
<실시예>
표 3은 본 발명의 발광장치에서 이용한 형광체의 함량비에 따른 CRI를 나타낸다.
조건 형광체 함량비 (%) CRI
Green형광체 (500nm) Green형광체 (530nm) Amber형광체 (600nm) Amber형광체 (580nm) Red형광체 (630nm) Red형광체 (650nm)
1 - 77.56% 22.44% - - 74
2 - 59.7% - 40.3% - - 71
3 - 76.5% - 21.0% 2.5% - 74
4 - 67.7% - 32.3% - - 72
5 71.3% - 28.7% - - 70
6 - 67.7% - 28.7% 3.6% 82
7 27.5% 72.5% - - - - 54
8 27.5% 67.1% - - 5.4% - 83
9 27.5% 52.1% - 20.4% 86
10 21.4% 50.6% - 16.7% 11.3% 97
표 3에서는 피크 파장 500 nm의 단파장 녹색 형광체, 피크 파장 530 nm의 녹색(Green) 형광체, 피크 파장 580 nm 및 600 nm의 앰버(Amber) 형광체 및 피크 파장 630 nm 및 650 nm의 적색 형광체를 혼합하여 황색 형광체를 구현하고, 이들 형광체의 함량에 따른 CRI를 나타내고 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 단파장 녹색 형광체, 피크 파장 530 nm의 녹색(Green) 형광체, 피크 파장 580 nm 및 600 nm의 앰버(Amber) 형광체 및 피크 파장 630 nm 및 650 nm의 적색 형광체는 다양한 형광체를 조합하여 구현할 수 있다.
일례로서, 녹색 형광체로서 LuAG, 앰버 형광체로서 Li-α-SiAlON, 단파장 녹색 형광체로 BaSi2O2N2, 그리고 적색 형광체로서 피크 파장 630 nm의 SCASN((Sr,Ca)AlSiN3:Eu) 이외에 피크 파장 650 nm의 장파장 적색 형광체를 조합하여 이용한 예를 나타내고 있다.
이러한 물질을 이용한 경우, 조건 6, 조건 8, 조건 9 및 조건 10에서 CRI 80 이상의 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
즉, 조건 6에서는 녹색 형광체, 피크 파장 580 nm의 앰버 형광체 그리고 피크파장 650 nm의 장파장 적색 형광체를 이용하여 CRI 지수 82의 고연색성 발광을 얻을 수 있고, 조건 8에서는 단파장 녹색 형광체, 녹색 형광체 및 피크 파장 630 nm의 적색 형광체를 이용하여 CRI 지수 83의 고연색성 발광을 얻을 수 있다.
또한, 조건 9에서는 단파장 녹색 형광체, 녹색 형광체 및 피크 파장 580 nm의 앰버 형광체를 이용하여 CRI 지수 86의 고연색성 발광을 얻을 수 있고, 조건 10에서는 단파장 녹색 형광체, 녹색 형광체, 피크 파장 580 nm의 앰버 형광체 및 피크 파장 650 nm의 적색 형광체를 이용하여 CRI 지수 97의 고연색성 발광을 얻을 수 있다.
또한, 이때의 단파장 녹색 형광체, 녹색 형광체, 앰버 형광체 및 적색 형광체의 중량 비율은 각각 표 3에서 나타내는 바와 같다. 표 3의 비율은 중량 비율을 나타낸다.
비교예로서, 조건 1 내지 조건 5 및 조건 7에서 나타내는 각 조합의 형광체는 CRI 지수가 50 내지 70 대로 본 발명의 경우보다 낮은 것을 알 수 있다.
이와 같이, 비교예에 비하여 광의 강도 및 시감도가 저하되지 않음을 알 수 있으며, 근자외선 또는 청색 발광 소자와 함께 고 품질의 백색 광을 만들어낼 수 있다.
이러한 비교예의 경우는 도 3에서 본 바와 같이, 이미 YAG와 같은 통상의 황색 형광체에 비하여 향상된 특성을 보인다.
그런데, 도시하는 바와 같이, 본 발명의 황색 발광 형광체에 의한 스펙트럼은 가시광 파장 영역(380 nm 내지 780 nm)에서 상대적으로 고른 피크 세기가 분포되는 것을 알 수 있으며, 이와 같이, 발광 스펙트럼이 더 넓은 형태로 변경되어 연색 특성이 향상됨을 알 수 있다.
이와 같이, 근 자외선 또는 청색 광에 의하여 여기되어 480 내지 530 nm 사이의 스펙트럼 영역(C)과 630 nm 이상 730 nm 이하의 영역(D)에서 발광이 향상됨을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명을 통해 우수한 발광 특성을 가지는 황색 발광 형광체를 제공할 수 있고, 이러한 황색 발광 형광체는 광속(휘도)저하를 최소화하고 연색 평가 지수(CRI)가 향상되는 것을 알 수 있다.
또한, 이와 같은 방법으로 CRI 80 이상 고연색성을 가지는 발광체 설계에 이용될 수 있으며, 이를 통해 연색 특성(CRI)을 태양광에 가까운 수준으로 개선할 수 있을 것으로 보인다.
그리고 본 발명의 연속 스펙트럼 설계에 의하여 연색 평가 지수를 향상시킬 수 있고, 이를 위한 형광체의 최적의 혼합 비율을 제공함으로써 넓은 스펙트럼을 가지는 발광체(예를 들면, 발광 소자 패키지) 구현을 통해 디스플레이에서 광색역의 색을 표현할 수 있다.
<발광 소자 패키지>
도 6은 본 발명의 황색 발광 형광체가 이용된 발광 소자 패키지의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 램프형의 발광 소자 패키지(100)의 예를 나타내고 있다. 이러한 발광 소자 패키지는 발광 장치를 이룰 수 있다.
이러한 램프형의 백색 발광 소자 패키지(100)는 한 쌍의 리드 프레임(110, 120)과, 전압의 인가에 따라 빛을 발생시키는 발광 소자(130)를 포함한다.
발광 소자(130)는 리드 프레임(110, 120)과 와이어(140)에 의하여 전기적으로 연결되고, 발광 소자(130) 상에는 광 투과성 수지(150)가 몰딩된다. 이러한 발광 소자(130)는 근 자외선 또는 청색 광을 발광할 수 있다.
또한, 근 자외선 발광 소자 대신 동일한 파장 영역에 주 발광 피크를 가지는 발광 소자로서, 레이저 다이오드, 면 발광 레이저 다이오드, 무기 전계 발광 소자, 유기 전계 발광 소자 등을 사용할 수도 있다. 본 발명에서는 바람직한 응용 예로서 질화물 반도체 발광 다이오드가 이용되는 예를 나타내고 있다. 도 6에서 발광 소자(130)는 개략적으로 표현되고 있으며, 수평형 또는 수직형 질화물 반도체 발광 다이오드가 모두 이용될 수 있다.
이러한 광 투과성 수지(150)에는 형광체(170, 171, 172, 173; 도 9 참고)가 분산되어 구비될 수 있고, 광 투과성 수지(150) 상에는 소자 전체의 외부 공간을 마감하는 외장재(160)가 구비될 수 있다.
여기서 사용되는 형광체(170, 171, 172, 173)는 각각 위에서 설명한 제1형광체(녹색 형광체; 170), 제2형광체(앰버 형광체; 171) 및 제3형광체(단파장 녹색 형광체) 및 제4형광체(적색 형광체; 173)를 포함하여 발광 조사(130)에 의해 발광되어 황색 광을 발광할 수 있다.
도 8에서는 제1형광체 내지 제4형광체가 모두 구비된 상태가 도시되어 있으나, 위에서 설명한 바와 같이, 제3형광체(단파장 녹색 형광체) 및 제4형광체(적색 형광체; 173)는 그 중 어느 하나만 이용될 수도 있다.
여기에 경우에 따라 다른 형광체가 더 혼합되어 이용될 수 있다. 이러한 형광체는 경우에 따라 두 종류 이상이 구비될 수 있다.
몰딩 부재로 사용되는 광 투과성 수지(150)는 광 투과 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지, 아크릴 수지 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는 광 투과 에폭시 수지 또는 광 투과 실리콘 수지 등이 사용될 수 있다.
본 실시예의 광 투과성 수지(150)도 발광 소자(130) 주위를 전체적으로 몰딩할 수도 있지만 필요에 따라 발광 부위에 부분적으로 몰딩되어 구비될 수도 있다.
즉, 고출력 발광 소자의 경우에는 발광 소자(130)의 대형화로 인해 전체적으로 몰딩할 경우, 광 투과성 수지(150)에 분산되는 형광체(170, 171, 172, 173)의 균일 분산에 불리할 수 있기 때문이다. 이 경우 발광 부위에 부분적으로 몰딩하는 것이 유리할 수 있다.
도 7은 본 발명의 황색 발광 형광체가 이용된 발광 소자 패키지의 다른 예를 나타내는 단면도이다. 도 7은 표면 실장 형 발광 소자 패키지(200)를 나타내고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표면 실장 형 발광 소자 패키지(200)는 도 8에 도시된 바와 같이, 양극 및 음극의 리드 프레임(210, 220)이 구비되고, 이 양극 및 음극의 리드 프레임(210, 220) 중 어느 하나의 위에 위치하여 전압의 인가에 따라 빛을 발생시키는 발광 소자(240)를 포함한다. 이러한 발광 소자(240)는 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드를 이용할 수 있다.
도 7에서는 수평형 구조를 가지는 발광 소자(240)의 예를 도시하고 있으나, 수직형 구조의 발광 소자가 이용될 수 있음은 물론이다.
이러한 발광 소자(240)는 리드 프레임(210, 220)과 와이어(250)에 의하여 전기적으로 연결되고, 발광 소자(240) 상에는 광 투과성 수지(260)가 몰딩된다. 이러한 리드 프레임(210, 220)은 패키지 몸체(230)에 의하여 고정될 수 있고, 패키지 몸체(230)는 반사컵 형상을 제공할 수 있다.
또한, 이러한 광 투과성 수지(260)에는 형광체(270, 271, 272, 273)가 분산되어 구성될 수 있다.
여기에 사용되는 형광체(270, 271, 272, 273)는 위에서 설명한 제1형광체(270) 및 제2형광체(271)에, 제3형광체(272) 및 제4형광체(273) 중 적어도 어느 하나가 혼합되어 분산되어 사용될 수 있으며, 이외에 다른 형광체가 함께 분산되어 구비될 수 있다. 이러한 형광체는 경우에 따라 두 종류 이상이 구비될 수 있다.
몰딩 부재로 사용되는 광 투과성 수지(260)는 광 투과 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지, 아크릴 수지 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는 광 투과 에폭시 수지 또는 광 투과 실리콘 수지 등이 사용될 수 있다.
이러한 광 투과성 수지(260)는 발광 소자(240) 주위를 전체적으로 몰딩할 수도 있지만 필요에 따라 발광 부위에 부분적으로 몰딩하는 것도 가능하다.
그 외에 설명되지 않은 부분은 도 6을 참조하여 설명한 사항과 동일한 사항이 적용될 수 있다.
위에서 상세히 설명한 본 발명에 따른 발광 소자 패키지(100, 200)는 백색 발광 패키지로 구현될 수 있다.
도 8은 도 6의 일부 확대도로서, 백색광이 구현되는 과정을 설명하면 다음과 같다. 이러한 설명은 도 7에서 도시하는 경우에도 그대로 적용될 수 있다.
발광 소자(130)에서 출사되는 근 자외선 또는 청색 광에 해당하는 400 내지 480 nm 파장 영역의 푸른 빛이 형광체(170, 171, 172, 173)를 통과하게 된다.
여기에 일부 빛은 형광체(170, 171, 172, 173)를 여기시켜 도 6에서 도시하는 바와 같은 발광 파장 중심이 500 내지 600 nm 범위의 주요 피크를 갖는 광을 발생시키고, 나머지 빛은 푸른 빛으로 그대로 투과시킨다.
이때, 발광 소자(130)에서 방출되는 빛은, 도시하는 바와 같이, 각각의 형광체(170, 171, 172, 173)를 여기시켜 이들 형광체로부터 광(a, b, c, d)이 방출되어 혼합되어 황색 광이 방출될 수 있으며, 이러한 황색 광은 발광 소자(130)의 청색 광과 혼합되어 백색 광이 방출될 수 있다.
그 결과, 400 내지 700 nm의 넓은 파장의 스펙트럼을 갖는 백색광을 발광하게 된다. 이때, 단파장 녹색 형광체(172) 및 적색 형광체(173) 중 적어도 어느 하나에 의하여 더 넓은 스펙트럼이 형성되며, 이를 통하여 연색성이 우수한 고품질의 광을 구현할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
본 발명을 통해 우수한 발광 특성을 가지는 황색 발광 형광체를 포함하는 발광 장치를 제공할 수 있고, 이러한 황색 발광 형광체는 광속(휘도)저하를 최소화하고 연색 평가 지수(CRI)를 향상시킬 수 있다. 따라서 우수한 광 특성을 가지는 발광 장치를 제공할 수 있다.

Claims (18)

  1. 발광 소자;
    상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 520 초과 550 nm의 대역에 위치하는 광을 방출하는 제1형광체; 및
    상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 560 내지 600 nm 대역에 위치하는 광을 발광하는 제2형광체를 포함하고,
    상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 500 내지 520 nm의 대역에 위치하는 광을 방출하는 제3형광체 및 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 620 내지 660 nm 대역에 위치하는 광을 발광하는 제4형광체 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1형광체는, BaYSi4N7:Eu, Ba3Si6O12N2:Eu, CaSi2O2N2:Eu, SrYSi4N7:Eu, Ca을 금속성분으로 가지는 α형 SiAlON(Ca-α-SiAlON:Yb), LuAG(Lu3Al5O12:Ce) 및 SrSi2O2N2:Eu 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1형광체는, 상기 제1형광체 내지 제4형광체의 합을 100 wt%로 했을 때, 50.6 내지 67.7 wt%의 함량을 가지는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2형광체는, Li을 금속성분으로 가지는 α형 SiAlON(Li-α-SiAlON:Eu), Ca을 금속성분으로 가지는 α형 SiAlON(Ca-α-SiAlON:Eu) 및 Ba2Si5N8:Eu 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2형광체는, 하기의 화학식 1로 표현되고,
    <화학식 1>
    Figure PCTKR2016009999-appb-I000003
    x는 0.01 ≤ x ≤ 0.1, 상기 m 및 n은, 0 ≤ m ≤ 2 및 0 ≤ n ≤ 1 중 적어도 하나의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2형광체는, 상기 제1형광체 내지 제4형광체의 합을 100 wt%로 했을 때, 16.7 내지 28.7 wt%의 함량을 가지는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제3형광체는, BaSi2O2N2, BaAl2O4 및 SrAl2O4 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제3형광체는, 상기 제1형광체 내지 제4형광체의 합을 100 wt%로 했을 때, 21.4 내지 27.5 wt%의 함량을 가지는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제4형광체는, CaAlSiN3:Eu, (Sr,Ca)AlSiN3:Eu, Sr2Si5N8:Eu, K2SiF6:Mn, La3Si6N11:Ce, SrAlSiN3:Eu, SrCN2:Eu, Ca2Si5N8:Eu, SrAlSi4N7:Eu 및 (Sr,Ba)SiN2:Eu 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제4형광체는, 상기 제1형광체 내지 제4형광체의 합을 100 wt%로 했을 때, 3.6 내지 11.3 wt%의 함량을 가지는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1형광체 및 제2형광체, 그리고 제3형광체 및 제4형광체 중 적어도 어느 하나의 혼합물은 CRI 지수가 82 내지 97인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  12. 발광 소자;
    상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 520 초과 550 nm의 대역에 위치하는 광을 방출하는 제1형광체;
    상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 560 내지 600 nm 대역에 위치하는 광을 발광하는 제2형광체;
    상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 500 내지 520 nm의 대역에 위치하는 광을 방출하는 제3형광체; 및
    상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 620 내지 660 nm 대역에 위치하는 광을 발광하는 제4형광체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1형광체, 제2형광체, 제3형광체 및 제4형광체의 중량비는, 상기 제1형광체, 제2형광체, 제3형광체 및 제4형광체의 합을 100 wt%로 했을 때 각각 21.4 wt%, 50.6 wt%, 16.7 wt% 및 11.3 wt%인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제4형광체는, 상기 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 여기되어 중심파장이 640 내지 660 nm 대역에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제1형광체는, BaYSi4N7:Eu, Ba3Si6O12N2:Eu, CaSi2O2N2:Eu, SrYSi4N7:Eu, Ca을 금속성분으로 가지는 α형 SiAlON(Ca-α-SiAlON:Yb), LuAG(Lu3Al5O12:Ce) 및 SrSi2O2N2:Eu 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 제2형광체는, Li을 금속성분으로 가지는 α형 SiAlON(Li-α-SiAlON:Eu), Ca을 금속성분으로 가지는 α형 SiAlON(Ca-α-SiAlON:Eu) 및 Ba2Si5N8:Eu 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 제3형광체는, BaSi2O2N2, BaAl2O4 및 SrAl2O4 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  18. 제12항에 있어서, 상기 제4형광체는, CaAlSiN3:Eu, (Sr,Ca)AlSiN3:Eu, Sr2Si5N8:Eu, K2SiF6:Mn, La3Si6N11:Ce, SrAlSiN3:Eu, SrCN2:Eu, Ca2Si5N8:Eu, SrAlSi4N7:Eu 및 (Sr,Ba)SiN2:Eu 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
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