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KR20060114523A - 백색 ｌｅｄ - Google Patents

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KR20060114523A
KR20060114523A KR1020050036685A KR20050036685A KR20060114523A KR 20060114523 A KR20060114523 A KR 20060114523A KR 1020050036685 A KR1020050036685 A KR 1020050036685A KR 20050036685 A KR20050036685 A KR 20050036685A KR 20060114523 A KR20060114523 A KR 20060114523A
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장은주
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삼성전기주식회사
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Abstract

높은 발광효율을 가지도록 구조가 개선된 백색 LED가 개시된다. 본 발명에 따르면, 광원소자 및 상기 광원소자 주위에서 상기 광원에 의해 여기되어 백색광을 발광하는 것으로 발광나노입자와 무기형광체를 포함하는 형광체를 구비하는 백색 LED가 제공된다.

Description

백색 ＬＥＤ{White light emitting device}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 백색 LED의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 백색 LED의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 백색 LED의 개략적인 단면도이다.
도 4는 UV광 흡수에 따른 발광나노입자의 PL특성을 보여주는 그래프이다.
도 5a 내지 도 5c는 각각 적색발광 나노입자, 녹색 무기형광체 및 청색 무기형광체의 PL특성을 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 백색 LED의 PL특성을 보여주는 그래프이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10:광원소자 11:적색발광 나노입자
14:제1형광체층 22:녹색 무기형광체
24:제2형광체층 32:청색 무기형광체
34:제3형광체층 40:제4형광체층
100, 110, 120:형광체
본 발명은 백색 LED에 관한 것으로, 보다 상세하게는 높은 발광효율을 가지도록 구조가 개선된 백색 LED에 관한 것이다.
최근 질화물 반도체 계열의 청색 및 녹색 LED와 InGaAlP를 이용한 적색 LED의 발광 효율이 급속히 증가되면서 기존의 display 위주의 사용 범위를 뛰어 넘어 조명으로 사용하고자 하는 노력이 전세계적으로 급속히 확산되고 있는 추세이다. LED 광원은 기존의 광원에 비해 극소형이며, 소비 전력이 적고 (1/10), 수명이 기존의 전구에 비해 10배 이상이며, 빠른 반응속도 (기존의 1000배)로 기존의 광원에 비해 매우 우수한 특성을 나타낸다. 이와 더불어 자외선과 같은 유해파 방출이 없고, 수은 및 기타 방전용 가스를 사용하지 않는 환경 친화적인 광원이다. 특히 지구의 온난화를 방지하기 위해 1997년 12월 채택된 교토의정서를 통해 이산화탄소 가스방출량을 2010년까지는 1990년 수준으로 줄이자는 노력이 전 세계적으로 확산됨에 따라, 일본과 미국을 포함한 각국들이 에너지 절약에 심혈을 기울이고 있다. 이러한 분위기에서 LED가 차세대 광원으로 서서히 두각을 나타내면서 LED기반의 차세대 조명시장이 급성장하고 있다.
일반 조명으로의 응용을 위해서는 우선 LED를 이용한 백색광을 얻어야 한다. 백색 LED를 구현하는 방법은 크게 3가지로 나뉘어 진다. 첫째로, 빛의 삼원색인 적색, 녹색, 청색을 내는 3개의 LED를 조합하여 백색을 구현하는 방법이다. 이 방법은 하나의 백색광원을 만드는데 3개의 LED를 사용해야 하며, 각각의 LED를 제어해야 하는 기술이 개발되어야 한다. 둘째는, 청색 LED를 광원으로 사용하여 황색형광체를 여기 시킴으로써 백색을 구현하는 방법을 들 수 있다. 이 방법은 발광효율이 우수한 반면, CRI(color rendering index)가 낮으며, 전류밀도에 따라 CRI가 변하는 특징이 있기 때문에 태양광에 가까운 백색광을 얻기 위해서는 많은 연구가 필요하다. 마지막으로, 자외선 발광 LED를 광원으로 이용하여 삼원색 형광체를 여기 시켜 백색을 만드는 방법이다. 이 방법은 고전류 하에서의 사용이 가능하며, 색감이 우수하여 가장 활발하게 연구가 진행 중이다. 그러나, 이와 같은 백색 LED의 구현에 있어서, 종래 무기형광체로 이루어진 삼원색 형광체가 이용되었다. 그러나, 이러한 무기형광체, 특히 적색 무기형광체는 발광효율이 낮기 때문에 고효율 및 높은 발광효율의 백색 LED를 구현하는 데에 있어서 장애가 될 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 높은 발광효율을 가지도록 구조가 개선된 백색 LED를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 백색 LED는,
광원소자 및 상기 광원소자 주위에서 상기 광원에 의해 여기되어 백색광을 발광하는 것으로 발광나노입자와 무기형광체를 포함하는 형광체를 구비한다.
여기에서, 상기 발광나노입자는 적색발광 나노입자, 녹색발광 나노입자 및 청색발광 나노입자로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함한다. 그리고, 상기 무기형광체는 적색 무기형광체, 녹색 무기형광체 및 청색 무기형광체로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함한다.
상기 발광나노입자는 양자고립효과(quantum confinement effect)를 가지는 소정크기의 반도체 입자(양자점)를 말하며, 이러한 양자점의 직경은 1 내지 10nm의 범위에 있으며 양자점의 크기를 조절하여 원하는 파장의 발광을 얻을 수 있다.
즉, 상기 양자점으로부터 양자점 크기 효과(quantum size effect)에 따른 다양한 파장의 광, 즉 그 크기에 따라 적색, 녹색 및 청색을 포함한 다양한 색을 용이하게 얻을 수 있다. 그래서 각각의 파장으로 발광하는 LED를 만들 수도 있고, 혼합하여 사용하면 백색 및 다양한 색을 구현할 수도 있다.
상기 양자점은 화학적 습식방법에 의해 합성될 수 있다. 여기에서, 상기 화학적 습식방법은 유기용매에 전구체 물질을 넣어 입자를 성장시키는 방법으로, 화학적 습식방법에 의한 양자점의 합성방법은 이미 공지된 기술이다. 상기 양자점의 일례로는, CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 또는 HgS 등의 II-VI 화합물이 있다.
또한, 상기 양자점은 코어-쉘 구조(core-shell)를 가질 수 있다. 여기에서, 상기 코어는 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 한 물질을 포함하고, 상기 쉘은 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 한 물질을 포함한다. 아울러 InP 등의 III-V 화합물도 가능하다. 상기 발광나노입자의 첨가량은 발광나노입자에 의한 UV 흡광도가 50% 이하가 되도록 한다.
본 발명의 적색, 녹색, 청색 무기형광체의 재질은 특별히 제한되지 않으며 공지된 무기형광체를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 적색 무기형광체는 (Sr,Ca,Ba,Mg)P2O7:Eu2+,Mn2+,; CaLa2S4:Ce3+; SrY2S4: Eu2+ ; (Ca,Sr)S: Eu2+; SrS:Eu2+ ; Y2O3: Eu3+,Bi3+; YVO4: Eu3+,Bi3+;Y2O2S:Eu3+,Bi3+; Y2O2S:Eu3+등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나이고, 녹색 무기형광체는 YBO3: Ce3+,Tb3+; BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+;(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu2+; ZnS:Cu,Al; Ca8Mg(SiO4)4Cl2: Eu2+,Mn2+; Ba2SiO4: Eu2+; (Ba,Sr)2SiO4:Eu2+; Ba2(Mg, Zn)Si2O7:Eu2+; (Ba,Sr)Al2O4: Eu2+; Sr2Si3O8.2SrCl2:Eu2+; 등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나이며, 상기 청색 무기형광체는 (Sr,Mg,Ca)10(PO4)6Cl2:Eu2+; BaMgAl10O17:Eu2+ ; BaMg2Al16O27:Eu2+등 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 좋다.
상기 광원은 360nm~440nm의 파장범위를 가지며, 상기 광원소자로 GaN계 발광소자가 이용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 백색 LED는,
광원소자 및 상기 광원소자 주위에서 상기 광원에 의해 여기되어 백색광을 발광하는 것으로 발광나노입자와 무기형광체를 포함하는 형광체를 구비하고,
상기 형광체는,
상기 광원소자 위에 형성되는 것으로 적색발광 나노입자 및 적색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 제1형광체층;
상기 제1형광체층 위에 형성되는 것으로 녹색발광 나노입자 및 녹색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 제2형광체층; 및
상기 제2형광체층 위에 형성되는 것으로 청색발광 나노입자 및 청색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 제3형광체층;을 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 백색 LED는,
광원소자 및 상기 광원소자 주위에서 상기 광원에 의해 여기되어 백색광을 발광하는 것으로 발광나노입자와 무기형광체를 포함하는 형광체를 구비하고,
상기 형광체는,
상기 광원소자 위에 형성되는 것으로 적색발광 나노입자 및 적색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 제1형광체층; 및
상기 제1형광체층 위에 형성되는 것으로 녹색발광 나노입자 및 녹색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나와, 청색발광 나노입자 및 청색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 제4형광체층;을 구비한다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 구조가 개선되어 발광효율이 높은 백색 LED를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 백색 LED의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 백색 LED의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 백색 LED는 광원소자(10) 및 및 상기 광원소자(10) 위에 마련된 형광체(100)를 구비한다.
상기 광원소자(light source device, 10)는 상기 형광체(100)를 여기시키기 위하여 360nm~440nm 파장범위의 UV광원 또는 청색광을 발생시키는 것으로, UV 발광소자(UV LED;UV light emitting device)를 예로 들 수 있다. 상기 UV 발광소자의 기능, 종류 및 그 구조는 이미 널리 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명 및 도면제시는 생략하기로 한다. 특히, 상기 UV 발광소자로서 GaN계 발광소자가 이용될 수 있다. 일반적으로, 상기 GaN계 발광소자는 사파이어(Al2O3) 기판 위에 순차적으로 적층된 n-GaN층, 활성층(active layer), p-GaN층 및 p-전극을 구비한다. 상기 p-전극에 대응하여 n-전극이 상기 n-GaN층 상에 마련된다. 여기에서 상기 활성층은 양자우물층(quantum well layer) 및 상기 양자우물층의 상하부에 각각 마련된 배리어층(barrier layer)층을 포함한다. 상기 활성층의 예로서, AlGaN/GaN/AlGaN, InAlGaN/InAlGaN/InAlGaN 또는 AlGaN/InGaN/AlGaN 등이 있으며, 이와 같은 활성층은 다중양자우물 또는 단일양자우물 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있다.
상기 형광체(100)는 상기 광원에 의해 여기되어 백색광을 발광한다. 본 명세서에서, 형광체(100)란 각각 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 발광특성을 가지는 형광체를 모두 포함하는 것으로, 상기 삼원색 즉, 적색, 녹색 및 청색의 조합에 의해 백색광을 발광하는 삼원색 형광체(Red-Green-Blue phosphor)물질을 통칭하 는 개념으로 이용하기로 한다.
본 발명에 따른 백색 LED에서, 상기 형광체(100)는 발광나노입자와 무기형광체의 적절한 조합을 통해 백색광을 내는 것을 특징으로 한다. 여기에서, 상기 발광나노입자는 적색발광 나노입자, 녹색발광 나노입자 및 청색발광 나노입자로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 무기형광체는 적색 무기형광체, 녹색 무기형광체 및 청색 무기형광체로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함한다.
상기 발광나노입자란 양자고립효과(quantum confinement effect)를 가지는 소정크기의 입자를 말하며, 예로서 양자점(QD;quantum dot)이 있다. 이러한 양자점의 직경은 1 내지 10nm의 범위에 있다. 상기 양자점은 화학적 습식방법에 의해 합성될 수 있다. 여기에서, 상기 화학적 습식방법은 유기용매에 전구체 물질을 넣어 입자를 성장시키는 방법으로, 화학적 습식방법에 의한 양자점의 합성방법은 이미 공지된 기술이다. 상기 양자점의 일례로는, CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 또는 HgS 등이 있다. 또한, 상기 양자점은 코어-쉘 구조(core-shell)를 가질 수 있다. 여기에서, 상기 코어는 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 한 물질을 포함하고, 상기 쉘은 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 한 물질을 포함한다.
상기 양자점으로부터 양자점 크기 효과(quantum size effect)에 따른 다양한 파장의 광, 즉 그 크기에 따라 적색, 녹색 및 청색을 포함한 7빛깔의 무지개색을 용이하게 얻을 수 있다. 그래서 각각 크기별로 발광하는 LED를 만들수도 있고, 혼합하여 사용하면 백색 및 다양한 색을 구현할 수도 있다.
특히, 상기 양자점은 발광특성이 우수한 것으로 알려져 있다. 일반적으로 무기형광체의 경우 발광효율이 낮은 것으로 알려져 있으나, 상기 무기형광체를 대체하여 또는 상기 무기형광체와 함께 발광나노입자가 적절히 이용될 경우 백색 LED의 발광특성이 향상될 수 있다.
따라서, 상기 형광체(100)는 상술한 바와 같은 발광나노입자와 무기형광체를 적절히 혼합함으로써 제조될 수 있으며, 형광체(100)는 스핀코팅, 딥코팅, 프린팅 또는 스프레이코팅 등과 같은 다양한 방법에 의해 상기 광원소자(10) 위에 도포될 수 있다. 바람직하게, 상기 형광체(100)는 다층 구조로 마련될 수 있다.
상기 도 1에서, 상기 형광체(100)는 적색발광 양자점(11), 녹색 무기형광체(22) 및 청색 무기형광체(32)를 포함한다. 여기에서, 상기 적색발광 양자점(11)으로 CdSe/CdS 코어/쉘 구조의 양자점이, 상기 녹색 무기형광체(22)로 BaMgAl10O17:Eu2＋,Mn2＋이, 상기 청색 무기형광체(32)로 Sr5(PO4)3Cl:Eu가 각각 이용되었다. 특히, 상기 적색발광 양자점(11)은 발광효율이 높은 것으로 알려져 있다. 따라서, 상기 적색발광 양자점(11)은 종래 발광효율이 낮은 것으로 알려져 있던 적색 무기형광체(22)를 대체하거나 또는 상기 적색 무기형광체(22)와 함께 이용됨으로써, 상기 백색 LED의 발광특성을 향상시킬 수 있다.
그러나, 상기 형광체(100) 내에 발광나노입자, 즉 양자점의 함유량이 높을 경우, 상기 양자점에 의한 자기흡수(self absorption)가 발생될 수 있다. 여기에서, 자기흡수란 상기 UV를 흡수한 양자점 또는 무기형광체로부터 발생된 가시광, 즉 적색, 녹색 또는 청색의 광이 상기 양자점에 재흡수되는 것을 말한다. 이와 같은 자기흡수는 상기 백색 LED의 발광효율을 떨어뜨릴 수 있다. 따라서, 상기 백색 LED가 높은 발광효율을 가지기 위해서는 상기 형광체(100) 내에 상기 양자점의 함유량이 최적화되어야 한다. 바람직하게는, 상기 양자점에 의한 UV 흡광도가 50% 이하가 되도록 양자점의 함유량이 제어되어야 할 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 백색 LED에 의하면, 무기형광체와 함께 발광효율이 높은 발광나노입자를 포함하는 형광체를 구비함으로써, 높은 발광효율을 가지는 백색 LED를 얻을 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 백색 LED의 개략적인 단면도이다. 여기에서, 도 1의 제1실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 그대로 사용하기로 하며, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상기 제2실시예에서, 형광체(110)는 다층구조로 마련되며, 상기 UV 발광소자(10) 위에 순차적으로 적층된 제1형광체층(14), 제2형광체층(24) 및 제3형광체층(34)을 포함한다. 여기에서, 상기 제1형광체층(14)은 적색발광 나노입자 및 적색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 제2형광체층(24)은 녹색발광 나노입자 및 녹색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 제3형광체층(34)은 청색발광 나노입자 및 청색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나를 포함한다. 도 2에서, 구체적으로 살펴보면, 상기 제1형광체층(14)은 적색발광 양자점(11) 을 포함하고, 상기 제2형광체층(24)은 녹색 무기형광체(22)를 포함하며, 상기 제3형광체층(34) 청색 무기형광체(32)를 포함한다. 상술한 바와 마찬가지로, 무기형광체와 함께 발광효율이 높은 발광나노입자를 포함하는 형광체를 구비함으로써, 발광효율이 높은 백색 LED를 얻을 수 있다. 특히, 상기 제2실시예와 같은 다층구조의 백색 LED에 의하면, 상기 제1형광체층(14)의 적색발광 양자점(11)에 의해 흡수되지 않은 과잉의 UV는 제2형광체층(24) 및 제3형광체층(34)의 녹색 무기형광체(22) 및 청색 무기형광체(32)에서 각각 흡수될 수 있다. 따라서, UV이용 효율을 높일 수 있다. 또 다른 효과로, UV를 흡수한 녹색 무기형광체(22) 및 청색 무기형광체(32)로부터 발생한 가시광 중 그 일부는 상기 형광체(110)의 외부로 방출되지 않고 그 내부, 즉 UV 발광소자(10)측 방향으로 진행할 수 있는데, 이와 같이 내부로 진행하는 일부광은 상기 적색발광 양자점(11)에 의해 흡수되어 상기 적색발광 양자점(11)을 여기시키는 광원으로 이용될 수 있다. 따라서, 광이용 효율을 높일 수 있다. 이와 같은 구조를 가지는 본 발명에 의하면, UV이용 효율 및 광이용 효율을 높일 수 있어, 결국 백색 LED의 발광효율을 개선할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 백색 LED의 개략적인 단면도이다. 여기에서, 도 1의 제1실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 그대로 사용하기로 하며, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상기 제3실시예에서, 형광체(120)는 다층구조로 마련되며, 상기 UV 발광소자(10) 위에 순차적으로 적층된 제1형광체층(14) 및 제4형광체층(40)을 포함한다. 여기에서, 상기 제1형광체층(14)은 적색발광 나노입자 및 적색 무기형광체 중의 적어 도 어느 하나를 포함하고, 상기 제4형광체층(40)은 녹색발광 나노입자 및 녹색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나와, 청색발광 나노입자 및 청색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나를 포함한다. 도 3에서, 구체적으로 살펴보면, 상기 제1형광체층(14)은 적색발광 양자점(11)을 포함하고, 상기 제4형광체층(40)은 녹색 무기형광체(22) 및 청색 무기형광체(32)를 포함한다. 상술한 바와 마찬가지로, 무기형광체와 함께 발광효율이 높은 발광나노입자를 포함하는 형광체를 구비함으로써, 발광효율이 높은 백색 LED를 얻을 수 있다. 특히, 상기 제3실시예와 같은 다층구조의 백색 LED에 의하면, 상기 제1형광체층(14)의 적색발광 양자점(11)에 의해 흡수되지 않은 과잉의 UV는 제4형광체층(40)의 녹색 무기형광체(22) 및 청색 무기형광체(32)에서 각각 흡수될 수 있다. 따라서, UV이용 효율을 높일 수 있다. 또 다른 효과로, UV를 흡수한 녹색 무기형광체(22) 및 청색 무기형광체(32)로부터 발생한 가시광 중 그 일부는 상기 형광체(120)의 외부로 방출되지 않고 그 내부, 즉 UV 발광소자(10)측 방향으로 진행할 수 있는데, 이와 같이 내부로 진행하는 일부광은 상기 적색발광 양자점(11)에 의해 흡수되어 상기 적색발광 양자점(11)을 여기시키는 광원으로 이용될 수 있다. 따라서, 광이용 효율을 높일 수 있다. 이와 같은 구조를 가지는 본 발명에 의하면, UV이용 효율 및 광이용 효율을 높일 수 있어, 결국 백색 LED의 발광효율을 개선할 수 있다.
도 4는 UV광 흡수에 따른 발광나노입자의 PL특성을 보여주는 그래프이다.
상기 그래프에서, UV 광 흡수에 따른 양자점의 PL특성이, 흡광도 50% 까지는 선형적으로 증가하다고, 50% 이상에서는 점차로 증가율이 감소되는 것으로 나타난 다. 이 같은 현상은 상기 양자점에 의한 자기흡수(self absorption)가 발생되었기 때문인 것으로 사료된다. 따라서, 형광체 내에 상기 양자점의 함유량은 UV 흡광도가 50% 이내로 되도록 제어되어야 할 것이다.
도 5a 내지 도 5c는 각각 적색발광 나노입자, 녹색 무기형광체 및 청색 무기형광체의 PL특성을 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 백색 LED의 PL특성을 보여주는 그래프이다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 백색 LED에 의하면, 무기형광체와 함께 발광효율이 높은 발광나노입자를 포함하는 형광체를 구비함으로써, 높은 발광효율을 가지는 백색 LED를 얻을 수 있다.
이러한 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 몇몇의 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었으나, 이러한 실시예들은 단지 넓은 발명을 예시하고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이며, 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 구조와 배열에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이며, 이는 다양한 다른 수정이 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.

Claims (16)

  1. 광원소자; 및
    상기 광원소자 주위에서 상기 광원에 의해 여기되어 백색광을 발광하는 것으로 발광나노입자와 무기형광체를 포함하는 형광체;를 구비하는 것을 특징으로 하는 백색 LED.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광나노입자는 II-VI족 반도체 화합물 양자점 또는 III-V 족 반도체 양자점으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나로 구성되며, 이 발광나노입자에 의한 UV 흡광도가 50% 이하인 것을 특징으로 하는 백색 LED.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광나노입자는 적색발광 나노입자, 녹색발광 나노입자 및 청색발광 나노입자로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하고,
    상기 무기형광체는 적색 무기형광체, 녹색 무기형광체 및 청색 무기형광체로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 LED.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 적색 무기형광체는 (Sr,Ca,Ba,Mg)P2O7:Eu2+,Mn2+,; CaLa2S4:Ce3+; SrY2S4: Eu2+ ; (Ca,Sr)S: Eu2+; SrS:Eu2+ ; Y2O3: Eu3+,Bi3+; YVO4: Eu3+,Bi3+;Y2O2S:Eu3+,Bi3+; Y2O2S:Eu3+등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나이고,
    상기 녹색 무기형광체는 YBO3: Ce3+,Tb3+; BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+;(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu2+; ZnS:Cu,Al; Ca8Mg(SiO4)4Cl2: Eu2+,Mn2+; Ba2SiO4: Eu2+; (Ba,Sr)2SiO4:Eu2+; Ba2(Mg, Zn)Si2O7:Eu2+; (Ba,Sr)Al2O4: Eu2+; Sr2Si3O8.2SrCl2:Eu2+; 등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나이며,
    상기 청색 무기형광체는 (Sr,Mg,Ca)10(PO4)6Cl2:Eu2+; BaMgAl10O17:Eu2+ ; BaMg2Al16O27:Eu2+등 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 백색 LED.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 광원은 360nm~440nm의 파장범위를 가지는 것을 특징으로 하는 백색 LED.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 광원소자는 GaN계 발광소자인 것을 특징으로 하는 백색 LED.
  7. 광원소자; 및
    상기 광원소자 주위에서 상기 광원에 의해 여기되어 백색광을 발광하는 것으로 발광나노입자와 무기형광체를 포함하는 형광체;를 구비하고,
    상기 형광체는,
    상기 광원소자 위에 형성되는 것으로 적색발광 나노입자 및 적색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 제1형광체층;
    상기 제1형광체층 위에 형성되는 것으로 녹색발광 나노입자 및 녹색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 제2형광체층; 및
    상기 제2형광체층 위에 형성되는 것으로 청색발광 나노입자 및 청색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 제3형광체층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 백색 LED.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 발광나노입자는 II-VI족 반도체 화합물 양자점 또는 III-V 족 반도체 양자점으로 구성되며, 이 발광나노입자에 의한 UV 흡광도가 50% 이하인 것을 특 징으로 하는 백색 LED.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 적색 무기형광체는 (Sr,Ca,Ba,Mg)P2O7:Eu2+,Mn2+,; CaLa2S4:Ce3+; SrY2S4: Eu2+ ; (Ca,Sr)S: Eu2+; SrS:Eu2+ ; Y2O3: Eu3+,Bi3+; YVO4: Eu3+,Bi3+;Y2O2S:Eu3+,Bi3+; Y2O2S:Eu3+등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나이고,
    상기 녹색 무기형광체는 YBO3: Ce3+,Tb3+; BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+;(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu2+; ZnS:Cu,Al; Ca8Mg(SiO4)4Cl2: Eu2+,Mn2+; Ba2SiO4: Eu2+; (Ba,Sr)2SiO4:Eu2+; Ba2(Mg, Zn)Si2O7:Eu2+; (Ba,Sr)Al2O4: Eu2+; Sr2Si3O8.2SrCl2:Eu2+; 등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나이며,
    상기 청색 무기형광체는 (Sr,Mg,Ca)10(PO4)6Cl2:Eu2+; BaMgAl10O17:Eu2+ ; BaMg2Al16O27:Eu2+등 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 백색 LED.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 광원은 360nm~440nm의 파장범위를 가지는 것을 특징으로 하는 백색 LED.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 광원소자는 GaN계 발광소자인 것을 특징으로 하는 백색 LED.
  12. 광원소자; 및
    상기 광원소자 주위에서 상기 광원에 의해 여기되어 백색광을 발광하는 것으로 발광나노입자와 무기형광체를 포함하는 형광체;를 구비하고,
    상기 형광체는,
    상기 광원소자 위에 형성되는 것으로 적색발광 나노입자 및 적색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 제1형광체층; 및
    상기 제1형광체층 위에 형성되는 것으로 녹색발광 나노입자 및 녹색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나와, 청색발광 나노입자 및 청색 무기형광체 중의 적어도 어느 하나를 포함하는 제4형광체층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 백색 LED.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 발광나노입자는 II-VI족 반도체 화합물 양자점 또는 III-V 족 반도체 양자점으로 구성되며, 이 발광나노입자에 의한 UV 흡광도가 50% 이하인 것을 특징으로 하는 백색 LED.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 적색 무기형광체는 (Sr,Ca,Ba,Mg)P2O7:Eu2+,Mn2+,; CaLa2S4:Ce3+; SrY2S4: Eu2+ ; (Ca,Sr)S: Eu2+; SrS:Eu2+ ; Y2O3: Eu3+,Bi3+; YVO4: Eu3+,Bi3+;Y2O2S:Eu3+,Bi3+; Y2O2S:Eu3+등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나이고,
    상기 녹색 무기형광체는 YBO3: Ce3+,Tb3+; BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+;(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu2+; ZnS:Cu,Al; Ca8Mg(SiO4)4Cl2: Eu2+,Mn2+; Ba2SiO4: Eu2+; (Ba,Sr)2SiO4:Eu2+; Ba2(Mg, Zn)Si2O7:Eu2+; (Ba,Sr)Al2O4: Eu2+; Sr2Si3O8.2SrCl2:Eu2+; 등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나이며,
    상기 청색 무기형광체는 (Sr,Mg,Ca)10(PO4)6Cl2:Eu2+; BaMgAl10O17:Eu2+ ; BaMg2Al16O27:Eu2+등 으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징 으로 하는 백색 LED.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 광원은 360nm~440nm의 파장범위를 가지는 것을 특징으로 하는 백색 LED.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 광원소자는 GaN계 발광소자인 것을 특징으로 하는 백색 LED.
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