KR100665221B1 - White light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 백색 발광 장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다. 1 is a conceptual diagram schematically showing a conventional white light emitting device.
도 2는 본 발명의 백색 발광 장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다. 2 is a conceptual diagram schematically showing a white light emitting device of the present invention.
도 3은 본 발명의 백색 발광 장치의 동작 원리를 나타낸 모식도이다.3 is a schematic diagram showing an operating principle of the white light emitting device of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시형태의 백색 발광 장치에 사용되는 형광체들간의 에너지 전이를 개략적으로 나타낸 모식도이다. 4 is a schematic diagram schematically showing energy transfer between phosphors used in the white light emitting device of one embodiment of the present invention.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 일 실시형태에서 사용되는 적색 형광체의 여기 스펙트럼과 발광 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.5A and 5B are graphs showing excitation spectra and emission spectra of the red phosphors used in one embodiment of the present invention, respectively.
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 일 실시형태에서 사용되는 녹색 형광체의 여기 스펙트럼과 발광 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.6A and 6B are graphs showing excitation spectra and emission spectra of the green phosphors used in one embodiment of the present invention, respectively.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 백색 발광 장치를 나타내는 측단면도이다. 7 is a side sectional view showing a white light emitting device according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1: 청색 광원 2: 청색광1: blue light source 2: blue light
4, 5: 녹색광 6, 7;: 적색광4, 5:
8: 백색광 9: 관찰자8: white light 9: observer
31, 32: 형광체31, 32: phosphor
본 발명은 백색 발광 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 청색 LED 등의 청색 광원과 이로부터 방출되는 청색광을 변환시켜 발광하는 형광 물질들을 구비하는 백색 발광 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a white light emitting device, and more particularly, to a white light emitting device including a blue light source such as a blue LED and fluorescent materials for converting and emitting blue light emitted therefrom.
백색 LED 장치는 종래의 소형 램프 또는 형광 램프 대신에 액정 표시 장치의 백라이트(backlight)로서 사용되고 있다. S. Nakamura 외의 "The Blue Laser", pp. 216-221 (Springer 1997)의 Chapter 10.4에서 논의된 바와 같이, 백색 LED 장치는 청색 LED의 출사면 상에 세라믹 형광체층을 형성함으로써 제조될 수 있다. White LED devices are used as backlights of liquid crystal displays instead of conventional small lamps or fluorescent lamps. S. Nakamura et al. "The Blue Laser", pp. As discussed in Chapter 10.4 of 216-221 (Springer 1997), white LED devices can be fabricated by forming a ceramic phosphor layer on the exit face of a blue LED.
종래의 대표적인 백색 LED 장치는, 청색 LED로서 InGaN 단일 양자 우물을 갖는 LED를 사용하고, 형광체로서 '세륨이 도핑된 이트륨 알루미늄 가넷(YAG:Ce)', 즉 Y3Al5O12:Ce3+를 사용한다. 청색 LED로부터 방출된 청색광은 상기 형광체를 여기시킴으로써 황색광을 방출시킨다. 청색 LED로부터 방출된 일부 청색광은 형광체를 투과하여 상기 형광체에 의해 방출된 황색광과 혼합된다. 이러한 청색광과 황색광의 혼색은, 관찰자(보는 사람)에게는 백색광으로 인식하게 된다. 청색 LED는 약 420 내지 480nm의 파장을 갖는 빛(청색광)을 방출한다. 이러한 청색광이 황색 형광체와 결합되면, 약 6000-8000K의 색온도와 약 77의 연색 지수(color rendering index(CRI))를 갖는 백색광이 생기게 된다. Conventional representative white LED devices use an LED having an InGaN single quantum well as a blue LED, and use a 'cerium doped yttrium aluminum garnet (YAG: Ce)', that is, Y 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ as a phosphor. Use The blue light emitted from the blue LED emits yellow light by exciting the phosphor. Some blue light emitted from the blue LED is transmitted through the phosphor and mixed with the yellow light emitted by the phosphor. Such a mixture of blue light and yellow light is perceived by the observer (viewer) as white light. Blue LEDs emit light (blue light) with a wavelength of about 420-480 nm. When such blue light is combined with a yellow phosphor, white light has a color temperature of about 6000-8000K and a color rendering index (CRI) of about 77.
또한, 청색 LED는, 청색광을 적색광으로 변환시키는 형광체 및 청색광을 녹색광으로 변환시키는 형광체와 결합함으로써, 백색광을 발생시킬 수 있다. 적절한 형광체는 약 420 내지 480nm의 범위에서 높은 여기 효율과 넓은 색도 영역(chromaticity zone)을 가져야 한다. 이에 사용되는 각각의 형광체는 전자기 스펙트럼의 소정 영역에서 에너지를 흡수하여 다른 영역의 방사 에너지를 방출한다. 통상, 방출되는 광자의 에너지는 흡수되는 광자의 에너지보다 낮다. In addition, the blue LED can generate white light by combining the phosphor converting blue light into red light and the phosphor converting blue light into green light. Suitable phosphors should have high excitation efficiency and a wide chromaticity zone in the range of about 420-480 nm. Each phosphor used for this absorbs energy in a given region of the electromagnetic spectrum and emits radiant energy in another region. Typically, the energy of photons emitted is lower than the energy of photons that are absorbed.
그러나, 실제로 백색광을 얻기 위해, 청색광에 의해 여기되어 각각 적색 및 녹색 영역의 빛을 발하는 적절한 2개의 형광체를 찾기가 매우 어렵다. 일반적으로, 적색 형광체의 양자 수율(quantum yield)은 녹색 형광체에 비하여 매우 낮다. 따라서, 우수한 연색 지수를 갖는 고품질의 백색광을 얻지 못하고 있는 실정이다. However, to actually obtain white light, it is very difficult to find two suitable phosphors that are excited by blue light and emit light in the red and green regions, respectively. In general, the quantum yield of red phosphors is very low compared to green phosphors. Therefore, high quality white light having an excellent color rendering index has not been obtained.
도 1은 청색 LED를 사용한 종래의 백색 발광 장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다. 도 1을 참조하면, 청색 LED 광원에서 방출되는 청색광(420 내지 480nm)의 일부에 의해 녹색 형광체 및 적색 형광체가 각각 여기되어 각각 490-550nm(녹색) 및 580-650nm(적색) 파장대의 가시광선을 방출한다. 이러한 녹색광 및 적색광은 형 광체를 통과한 청색광과 혼색되어 백색광이 출력된다. 그러나, 이러한 종래 기술의 백색 발광 장치에 따르면, 녹색 형광체에 비하여 적색 형광체의 양자 수율이 너무 낮다. 이에 따라, 전체 휘도와 연색 지수가 낮아 고품질의 출력광을 얻기가 힘들다.1 is a conceptual diagram schematically showing a conventional white light emitting device using a blue LED. Referring to FIG. 1, the green phosphor and the red phosphor are excited by a part of the blue light (420 to 480 nm) emitted from the blue LED light source, respectively, to generate visible light in the 490-550 nm (green) and 580-650 nm (red) wavelength bands, respectively. Release. The green light and the red light are mixed with the blue light passing through the phosphor to output white light. However, according to this white light emitting device of the prior art, the quantum yield of the red phosphor is too low compared to the green phosphor. As a result, it is difficult to obtain high quality output light due to low overall luminance and color rendering index.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 적색 형광체의 양자 수율이 높고 연색 지수가 개선된 고품질 고휘도의 백색 발광 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a high-quality high-brightness white light emitting device having a high quantum yield of red phosphor and an improved color rendering index.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 백색 발광 장치는, 청색광을 방출하는 청색 광원과; 490 내지 550nm의 피크 방출 파장(peak emission wavelength)을 갖는 제1 형광체와; 580 내지 650nm의 피크 방출 파장을 갖는 제2 형광체를 포함하고, 상기 제1 형광체는 상기 청색광에 의해 여기되어 녹색광을 방출하고, 상기 제2 형광체는 상기 청색광과 상기 녹색광에 의해 여기되어 적색광을 방출하고, 상기 제1 형광체와 제2 형광체는 분리되어 상기 청색 광원 상에 불연속적인 층 구조로 형성되어 있으며, 상기 제1 형광체는 상기 제2 형광체 위에 있다.In order to achieve the above technical problem, a white light emitting device according to the present invention comprises a blue light source for emitting blue light; A first phosphor having a peak emission wavelength of 490-550 nm; A second phosphor having a peak emission wavelength of 580-650 nm, wherein the first phosphor is excited by the blue light to emit green light, and the second phosphor is excited by the blue light and the green light to emit red light The first phosphor and the second phosphor are separated to form a discontinuous layer structure on the blue light source, and the first phosphor is on the second phosphor.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 청색 광원은 420 내지 480nm의 피크 방출 파장을 갖는다. 바람직하게는, 상기 청색 광원은 420 내지 480nm의 피크 방출 파장을 갖는 청색 LED이다. According to a preferred embodiment of the present invention, the blue light source has a peak emission wavelength of 420 to 480 nm. Preferably, the blue light source is a blue LED having a peak emission wavelength of 420-480 nm.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 제2 형광체는 420 내지 550nm의 파장 범위에서 피크 여기 파장(peak excitation wavelength)을 가진다. According to a preferred embodiment of the present invention, the second phosphor has a peak excitation wavelength in the wavelength range of 420 to 550 nm.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 제1 형광체는 SrGa2S4:Eu2+를 포함한다.According to a preferred embodiment of the invention, the first phosphor comprises SrGa 2 S 4 : Eu 2+ .
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 제2 형광체는 SrxCa1-xS:Eu2+(x는 0이상 1이하임)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 화학식에서 x는 0.3이상 0.8이하이다. According to a preferred embodiment of the present invention, the second phosphor comprises Sr x Ca 1-x S: Eu 2+ (x is 0 or more and 1 or less). Preferably, x in the above formula is 0.3 or more and 0.8 or less.
또한, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 제2 형광체는 SrxCa1-xS:Eu2+,Z(x는 0이상 1이하이고, Z는 원자 또는 이온 형태로 된 하나 이상의 할로겐임)을 포함한다. 바람직하게는, 상기 화학식에서 x는 0.3이상 0.8이하이다.Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the second phosphor is Sr x Ca 1-x S: Eu 2+ , Z (x is 0 or more and 1 or less, Z is one or more halogens in the form of atoms or ions ). Preferably, x in the above formula is 0.3 or more and 0.8 or less.
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본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 제1 형광체와 제2 형광체는 몰딩 물질 내에 함유되어 있다. 이 경우, 상기 몰딩 물질로는 에폭시 수지 또는 실리콘 수지등을 사용할 수 있다.According to an embodiment of the invention, the first phosphor and the second phosphor are contained in a molding material. In this case, an epoxy resin or a silicone resin may be used as the molding material.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 청색 광원 상에 형성된 몰딩 물질을 더 포함하며, 상기 제1 및 2 형광체는 상기 몰딩 물질에 분산되어 함유되어 있고, 상기 제1 및 2 형광체는 상기 몰딩 물질 내에서 층 형태로 배치되어 있고, 상기 제1 형광체는 상기 제2 형광체 위에 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, further comprising a molding material formed on the blue light source, wherein the first and second phosphors are dispersed and contained in the molding material, and the first and second phosphors are contained in the molding material. In the form of a layer, wherein the first phosphor is above the second phosphor.
본 발명은 청색 LED 등의 청색 광원과 결합되어 백색광을 발생시키는 형광체들의 조합을 제공한다. 상기 형광체들의 조합은 녹색 형광체(제1 형광체)와 적색 형광체(제2 형광체)로 구성된다. 이 형광체들은 청색 광원이 방출하는 청색광에 의해 여기된다. 또한, 상기 형광체들 중 적색 형광체(제2 형광체)는 녹색 형광체(제1 형광체)의 방출광(약 490 내지 550nm의 피크 방출 파장을 가짐)에 의해서도 추가적으로 여기되어 적색광을 방출한다. 이에 따라, 약 420 내지 770nm의 파장 범위에서 가시광선을 출력하여 백색광을 발하게 된다.The present invention provides a combination of phosphors combined with a blue light source such as a blue LED to generate white light. The combination of the phosphors is composed of a green phosphor (first phosphor) and a red phosphor (second phosphor). These phosphors are excited by the blue light emitted by the blue light source. In addition, among the phosphors, the red phosphor (second phosphor) is further excited by the emission light (having a peak emission wavelength of about 490 to 550 nm) of the green phosphor (first phosphor) to emit red light. Accordingly, visible light is emitted in the wavelength range of about 420 to 770 nm to emit white light.
본 발명에 따르면, 적색 형광체는 청색 광원과 녹색 형광체에 의해 2중 여기 된다. 이에 따라, 적색 형광체의 양자 수율은 더욱 커지게 되고, 백색 LED 장치의 전체 휘도(또는 발광 효율) 및 연색지수가 향상된다.According to the present invention, the red phosphor is double excited by the blue light source and the green phosphor. Accordingly, the quantum yield of the red phosphor is further increased, and the overall luminance (or luminous efficiency) and color rendering index of the white LED device are improved.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2은 본 발명의 발광 장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다. 도 2를 참조하면, 청색 광원로부터 청색광이 방출된다. 바람직하게는, 상기 청색 광원은 420 내지 480nm의 피크 방출 파장을 가진다. 특히 상기 청색 광원으로는, 420 내지 480nm의 피크 방출 파장을 갖는 청색 LED를 사용할 수 있다. 녹색 및 적색 형광체는 청색 광원으로부터 방출된 청색광에 의해 여기되어 각각 녹색 및 적색의 가시광을 방출한다. 방출된 녹색 및 적색의 가시광선은 상기 형광체를 투과한 청색광(상기 청색 광원의 방출광)과 혼색되어 백색광을 출력하게 된다. 녹색 형광체는 490 내지 550nm의 피크 방출 파장(peak emission wavelength)을 가지며, 적색 형광체는 580 내지 650nm의 피크 방출 파장을 가진다. 바람직하게는, 상기 형광체들은 청색 광원의 특정 방출 파장에서 높은 광자 효율을 갖는다. 또한, 바람직하게는, 각 형광체들은 다른 형광체에 의해 방출된 가시광에 대해 상당한 투광성을 갖는다. 2 is a conceptual diagram schematically showing a light emitting device of the present invention. Referring to FIG. 2, blue light is emitted from the blue light source. Preferably, the blue light source has a peak emission wavelength of 420 to 480 nm. In particular, as the blue light source, a blue LED having a peak emission wavelength of 420 to 480 nm can be used. The green and red phosphors are excited by the blue light emitted from the blue light source to emit green and red visible light, respectively. The emitted green and red visible light is mixed with the blue light transmitted through the phosphor (emission light of the blue light source) to output white light. The green phosphor has a peak emission wavelength of 490-550 nm and the red phosphor has a peak emission wavelength of 580-650 nm. Preferably, the phosphors have high photon efficiency at a particular emission wavelength of the blue light source. Also, preferably, each phosphor has a significant light transmittance to visible light emitted by other phosphors.
적색 형광체는 청색 광원에 의해 방출되는 청색광에 의해 여기될 뿐만 아니라 녹색 형광체의 방출광(녹색광)에 의해서도 여기되어 적색광을 방출한다. 바람직하게는, 청색광 및 녹색광에 의해 충분히 효율적으로 여기될 수 있도록 상기 적색 형광체는 420 내지 550nm의 범위에서 피크 여기 파장(peak excitation wavelength) 을 갖는다. The red phosphor is excited not only by the blue light emitted by the blue light source but also by the emitted light (green light) of the green phosphor to emit red light. Preferably, the red phosphor has a peak excitation wavelength in the range of 420-550 nm so that it can be excited sufficiently by blue light and green light.
적색 형광체는 청색 광원 뿐만 아니라 녹색 형광체에 의해서도 여기되므로(즉, 적색 형광체는 2중 여기됨), 적색 형광체의 양자 수율이 향상된다. 특히 종래 문제가 되었던 적색 형광체의 낮은 양자 수율은 본 발명에 따라 극복 또는 경감될 수 있다. 이러한 적색 형광체의 양자 수율 향상에 의해 전체적인 발광 효율, 휘도 및 연색 지수도 개선된다. 더욱이, 종래에 쓸데없이 버려지는 녹색광(예컨대, 출사면의 후방으로 빠져 나가는 녹색 방출광)이 적색 형광체를 여기시키는 데에 사용된다면, 전체적인 발광 효율은 더욱 더 커지게 된다.Since the red phosphor is excited not only by the blue light source but also by the green phosphor (that is, the red phosphor is double excited), the quantum yield of the red phosphor is improved. In particular, the low quantum yield of the red phosphor, which has been a conventional problem, can be overcome or reduced according to the present invention. By improving the quantum yield of the red phosphor, the overall luminous efficiency, luminance and color rendering index are also improved. Moreover, if conventionally discarded green light (eg, green emission light exiting behind the exit surface) is used to excite the red phosphor, the overall luminous efficiency becomes even greater.
본 발명에 따르면, 종래에 비하여 적색 형광체의 양자 수율이 약 10 내지 15% 증가할 것으로 기대된다. 또한, 이러한 양자 수율의 증가에 의하여, 백색 발광 장치의 전체 휘도는 약 10 내지 15% 정도 증가하고 연색 지수 또한 약 10 내지 15% 정도 향상될 것으로 예상된다.According to the present invention, the quantum yield of the red phosphor is expected to be increased by about 10 to 15% compared to the conventional art. In addition, the increase in quantum yield is expected to increase the overall luminance of the white light emitting device by about 10 to 15% and the color rendering index to about 10 to 15%.
도 3은 본 발명의 백색 발광 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 모식도이다. 도 3을 참조하면, 청색 LED와 같은 청색 광원(1)에 의해 청색광(2)이 방출되어 형광체들(30), 즉 형광체Ⅰ(31)과 형광체Ⅱ(32)에 입사된다. 이 형광체들(30)은 서로 분리된 층 구조를 형성하는 것이 바람직하다. 이는, 형광체들의 혼합물을 이용하는 것보다 각각 분리된 층구조의 형광체를 이용하는 것이, 출사면 후방으로 방출되는 방출광을 효율적으로 이용하기에 더 적합하기 때문이다.3 is a schematic view for explaining the operation principle of the white light emitting device of the present invention. Referring to FIG. 3,
청색 광원(1)에서 방출되는 청색광(2)은 육안으로 감지되며, 예를 들어 420 내지 480nm의 파장을 갖질 수 있다. 바람직하게는, 상기 청색 광원(1)은 420 내지 480nm의 피크 방출 파장을 갖는 청색 LED이다. The
형광체Ⅰ(31)은 상기 청색광(2)을 흡수한 후, 490 내지 550nm의 피크 방출 파장을 갖는 녹색광(4, 5)을 방출한다. 형광체Ⅱ(32)는 상기 청색광(2)과 형광체Ⅰ(31)의 방출광(녹색광(5))을 흡수한 후, 580 내지 650nm의 피크 방출 파장을 갖는 적색광(6, 7)을 방출한다. 특히 형광체Ⅱ(32)는 420 내지 550nm의 범위에서 피크 여기 파장을 가질 경우, 상기 청색광(2)과 녹색광(5)을 효과적으로 흡수할 수 있다(즉, 상기 청색광(2)과 녹색광(5)에 의해 효과적으로 여기될 수 있음). 적색광(6)은 형광체Ⅰ(31)의 방출광(5)의 흡수로 인해 형광체Ⅱ(32)에 의해 방출되는 적색광이다. 적색광(7)은 청색 광원(1)의 방출광(2)의 흡수로 인해 형광체Ⅱ(32)에 의해 방출되는 적색광이다. 관찰자(9)는 녹색광(4), 청색광(2) 및 적색광(6, 7)의 조합을 백색광(8)으로 감지하게 된다. Phosphor I (31) absorbs the blue light (2), and then emits green light (4, 5) having a peak emission wavelength of 490 to 550 nm. Phosphor II (32) absorbs the blue light (2) and the emission light (green light (5)) of the phosphor I (31), and then emits red light (6, 7) having a peak emission wavelength of 580 to 650nm. Particularly, when the
이상 설명한 바와 같이, 형광체Ⅱ(32)는 청색 광원(1) 및 형광체Ⅰ(31)에 의해 2중 여기되어 적색광을 방출한다. 따라서, 적색 형광체(형광체Ⅱ(32))의 광자 수율이 향상된다. 이에 따라, 발광 장치의 전체적인 휘도가 증가하고 연색 지수가 개선된다.As described above, the
상기 형광체Ⅰ(31)은, 청색 광원(1)의 방출광(2)에 응하여 490 내지 550nm의 피크 방출 파장을 갖는 녹색광을 방출하는 어떠한 형광체도 가능하다. 청색 광원(1)으로서, 420 내지 480nm의 피크 방출 파장을 갖는 청색 LED를 사용할 경우, 상기 형광체Ⅰ(31)로는, 490 내지 550의 피크 방출 파장을 가지면서 상기 청색 LED의 방출광(420 내지 480nm의 피크 방출 파장을 갖는 청색광)에 대한 높은 양자 효율(quantum efficiency)을 갖는 형광체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 형광체Ⅰ(31)로서, SrGa2S4;Eu2+ 형광체를 사용할 수 있다. 이 형광체는 420 내지 480nm의 파장을 갖는 입사광에 대해 85%이상의 양자 효율을 갖고 있으며 420 내지 480nm의 파장을 갖는 입사광에 대한 선택적인 흡수가 거의 없다. The phosphor I 31 may be any phosphor that emits green light having a peak emission wavelength of 490 to 550 nm in response to the
상기 형광체Ⅱ(32)는, 청색 광원(1)의 방출광(2) 및 형광체Ⅰ(31)의 방출광(5)에 응하여 580 내지 650nm의 피크 방출 파장을 갖는 적색광을 방출하는 어떠한 형광체도 가능하다. 바람직하게는, 상기 형광체Ⅱ(32)는 420 내지 480nm의 청색 LED광 뿐만 아니라 490 내지 550nm의 형광체Ⅰ(31)의 방출광도 함께 흡수하여 580 내지 650nm의 적색광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 형광체Ⅱ(32)로서, SrxCa1-xS:Eu2+ 형광체(x는 0이상 1이하임)를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 x는 0.3 내지 0.8이다. 또한, 바람직한 형광체Ⅱ(32)로서, SrxCa1-xS:Eu2+,Z(x는 0이상 1이하이고, Z는 원자 또는 이온 형태로 된 하나 이상의 할로겐임) 형광체를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 x는 0.3 내지 0.8이다. 이들 형광체는 청색광(2)과 녹색광(5)에 의해 2중 여기될 수 있다. 이에 따라, 적색 형광체(형광체Ⅱ(32))의 양자 수율이 높아지고 전체적인 발광 효율, 휘도 및 연색 지수가 개선된다. The
도 4는 본 발명의 일 실시형태의 백색 발광 장치에 사용되는 녹색 형광체(형광체Ⅰ)와 적색 형광체(형광체Ⅱ) 간의 에너지 전이를 개략적으로 나타낸 모식도이다. 도 4를 참조하면, 형광체Ⅰ은 460nm 정도의 청색광에 의해 여기되어 530nm 정도의 녹색광을 방출한다. 또한, 형광체Ⅱ는 460nm 정도의 청색광뿐만 아니라 형광체Ⅱ의 방출광(녹색광) 일부를 흡수하여 630nm 정도의 적색광을 방출한다. 이와 같이 형광체Ⅱ는 2중 여기에 의해 적색광을 방출한다.4 is a schematic diagram schematically showing energy transfer between the green phosphor (phosphor I) and the red phosphor (phosphor II) used in the white light emitting device of one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, phosphor I is excited by blue light of about 460 nm and emits green light of about 530 nm. In addition, the phosphor II absorbs not only the blue light of about 460 nm but also a part of the emitted light (green light) of the phosphor II and emits red light of about 630 nm. Thus, phosphor II emits red light by double excitation.
도 5a는 본 발명의 일 실시형태에서 사용되는 적색 형광체(형광체Ⅱ)의 여기 스펙트럼(excitation spectrum)을 나타내며, 도 5b는 그 발광 스펙트럼(emission spectrum)을 나타낸다. 특히, 도 5a 및 도 5b는 여러가지 조성((1) 내지 (6)의 조성)을 갖는 SrxCa1-xS:Eu2+의 여기 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 나타낸다. 도 5b의 발광 스펙트럼은 청색광에 해당하는 460nm 파장의 여기광을 사용하여 측정한 발광 스펙트럼이다.FIG. 5A shows an excitation spectrum of a red phosphor (phosphor II) used in one embodiment of the present invention, and FIG. 5B shows its emission spectrum. In particular, FIGS. 5A and 5B show excitation spectra and emission spectra of Sr x Ca 1-x S: Eu 2+ having various compositions (compositions of (1) to (6)). The emission spectrum of FIG. 5B is an emission spectrum measured using excitation light having a wavelength of 460 nm corresponding to blue light.
도 5a에 나타난 바와 같이, SrxCa1-xS:Eu2+은 420 내지 550nm의 여기 파장 범위에서 상대적으로 높은 강도를 나타낸다. 따라서, SrxCa1-xS:Eu2+은 420 내지 480nm의 청색광에 의해 충분히 여기될 뿐만 아니라 490 내지 550nm의 녹색광에 의해서도 충분히 여기된다. 특히 도 5a에서 (2) 내지 (4) 조성의 SrxCa1-xS:Eu2+((2) 내지 (4) 조성에서는 0.3≤x≤0.8을 만족함)은 420 내지 550nm 내의 전 범위에 걸쳐 높은 상대 강도를 나타낸다. 또한, 도 5a에 나타난 바와 같이, SrxCa1-xS:Eu2+은 420 내지 550nm 범위에서 피크 여기 파장을 갖는다.As shown in FIG. 5A, Sr x Ca 1-x S: Eu 2+ exhibits relatively high intensity in the excitation wavelength range of 420-550 nm. Therefore, Sr x Ca 1-x S: Eu 2+ is sufficiently excited not only by blue light of 420 to 480 nm but also sufficiently excited by green light of 490 to 550 nm. In particular, in FIG. 5A, Sr x Ca 1-x S: Eu 2+ (which satisfies 0.3 ≦ x ≦ 0.8 in (2) to (4) compositions) of (2) to (4) is in the entire range within 420 to 550 nm. High relative strength over time. In addition, as shown in FIG. 5A, Sr x Ca 1-x S: Eu 2+ has a peak excitation wavelength in the range of 420 to 550 nm.
또한, 도 5b에 나타난 바와 같이, SrxCa1-xS:Eu2+은 580 내지 650 nm의 범위에서 피크 방출 파장을 가진다. 특히, (2) 내지 (4) 조성의 SrxCa1-xS:Eu2+은 610 내지 630nm의 범위에서 피크 방출 파장을 가진다.In addition, as shown in Figure 5b, Sr x Ca 1-x S: Eu 2+ has a peak emission wavelength in the range of 580 to 650 nm. In particular, Sr x Ca 1-x S: Eu 2+ of the composition (2) to (4) has a peak emission wavelength in the range of 610 to 630 nm.
도 6a는 본 발명의 일 실시형태에서 사용되는 녹색 형광체(형광체Ⅰ)의 여기 스펙트럼을 나타내며, 도 6b는 그 발광 스펙트럼을 나타낸다. 특히, 도 6a 및 6b 는 SrGa2S4:Eu2+의 여기 스펙트럼과 방출 스펙트럼을 나타낸다. 도 6b의 발광 스펙트럼은 청색광에 해당하는 460nm 파장의 여기광을 사용하여 측정한 발광 스펙트럼이다.FIG. 6A shows an excitation spectrum of the green phosphor (phosphor I) used in one embodiment of the present invention, and FIG. 6B shows its emission spectrum. In particular, FIGS. 6A and 6B show excitation spectra and emission spectra of SrGa 2 S 4 : Eu 2+ . The emission spectrum of FIG. 6B is an emission spectrum measured using excitation light of 460 nm wavelength corresponding to blue light.
도 6a에 나타난 바와 같이, SrGa2S4:Eu2+은 420 내지 480nm의 여기 파장 범위에서 상대적으로 높은 강도를 나타낸다. 따라서, SrGa2S4:Eu2+은 420 내지 480nm의 청색광에 의하여 충분히 여기되어 녹색광을 방출한다. 특히, SrGa2S4:Eu2+은 420 내지 480nm의 범위에서 피크 여기 파장을 갖는다.As shown in FIG. 6A, SrGa 2 S 4 : Eu 2+ exhibits relatively high intensity in the excitation wavelength range of 420 to 480 nm. Therefore, SrGa 2 S 4 : Eu 2+ is sufficiently excited by blue light of 420 to 480 nm to emit green light. In particular, SrGa 2 S 4 : Eu 2+ has a peak excitation wavelength in the range of 420 to 480 nm.
도 6b에 나타난 바와 같이, SrGa2S4:Eu2+은 490 내지 550nm의 범위에서 피크 방출 파장을 가진다. 따라서, SrGa2S4:Eu2+은 본 발명의 백색 발광 장치의 녹색 형광체로 유용하게 사용될 수 있다.As shown in FIG. 6B, SrGa 2 S 4 : Eu 2+ has a peak emission wavelength in the range of 490 to 550 nm. Therefore, SrGa 2 S 4 : Eu 2+ can be usefully used as the green phosphor of the white light emitting device of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 형광체Ⅰ(31) 및 형광체Ⅱ(32)는 각각 분리되어 배치되며, 청색 광원(1) 상에 불연속적인 층 구조를 형성한다. 바람직하게는, 형광체Ⅰ(31)은 형광체Ⅱ(32) 위에 있다. 즉, 형광체Ⅱ(32)는 청색 LED 등의 청색 광원(1) 위에 배치되고, 형광체Ⅰ(31)은 형광체Ⅱ(32) 위에 배치된다. According to a preferred embodiment of the present invention, the phosphors I 31 and the
이렇게 함으로써, 형광체Ⅰ(31)로부터 후방으로 방출된 빛(5)은 형광체Ⅱ(32)에 의해 용이하게 흡수되어 적색광(6)을 방출한다. 이에 따라, 형광체Ⅱ(32)의 추가적인 방출광(6)은 발광 장치의 전체 휘도를 더욱 높이고 연색 지수도 더욱 향상시키게 된다. 또한, 후방으로 방출되어 버려질 빛(5)은 형광체Ⅱ(32)에 의해 효과적으로 이용된다. 이러한 층 구조의 형광체 배치는, 각각의 형광체가 분산되어 있는 몰딩 수지의 층을 형성함으로써 용이하게 구현될 수 있다.In this way, the
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 백색 발광 장치를 나타내는 측단면도이다. 도 7을 참조하면, 백색 발광 장치(100)는 케이싱(101)의 오목부에 청색 LED(104)가 배치되어 있다. 케이싱(101)에 설치된 단자 전극(103)은 본딩 와이어(105)를 통해서 청색 LED(104)와 전기적으로 접속하게 된다. LED(104) 상에는 전술한 형광체Ⅱ(적색 형광체)가 분산되어 있는 제1 몰딩층(130) 및 형광체Ⅰ(녹색 형광체)가 분산되어 있는 제2 몰딩층(120)이 순차적으로 적층되어 있다. 이러한 백색 발광 장치(100)에 의해, 적색 형광체의 양자 수율, 전체 휘도 및 연색지수가 개선된 고품질의 백색광을 얻을 수 있게 된다.7 is a side sectional view showing a white light emitting device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, in the white
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. The present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims, and various forms of substitution, modification, and within the scope not departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to those skilled in the art that changes are possible.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 청색광과 녹색광에 의해 2중 여기되는 적색 형광체를 사용함으로, 적색 형광체의 양자 수율을 높이고 전체 휘도를 향상시키고 연색지수를 개선할 수 있다. 이에 따라, 고품질 고휘도의 백색 발광을 얻게 된다.As described above, according to the present invention, by using the red phosphor which is double-excited by the blue light and the green light, it is possible to increase the quantum yield of the red phosphor, to improve the overall luminance, and to improve the color rendering index. As a result, white light emission of high quality and high brightness is obtained.
Claims (13)
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|---|---|---|---|---|
| US20110248624A1 (en) * | 2010-04-07 | 2011-10-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Illuminating device and vehicle headlamp |
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2005
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Non-Patent Citations (2)
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| 1020050067855 - 681125 * |
| 1020050067855 - 681127 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110248624A1 (en) * | 2010-04-07 | 2011-10-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Illuminating device and vehicle headlamp |
| US9816677B2 (en) | 2010-10-29 | 2017-11-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light emitting device, vehicle headlamp, illumination device, and laser element |
| US10281102B2 (en) | 2010-10-29 | 2019-05-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light emitting device, vehicle headlamp, illumination device, and laser element |
| US10465873B2 (en) | 2010-10-29 | 2019-11-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light emitting device, vehicle headlamp, illumination device, and laser element |
| CN105449074A (en) * | 2014-09-24 | 2016-03-30 | 日亚化学工业株式会社 | Light-emitting device |
| CN105449074B (en) * | 2014-09-24 | 2020-07-03 | 日亚化学工业株式会社 | Light emitting device |
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