(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１発光ダイオードチップ及び第１蛍光物質を含み、色温度が６０００Ｋ以上の光を放出する第１発光部と、
第２発光ダイオードチップ及び第２蛍光物質を含み、色温度が６０００Ｋ未満の光を放出する第２発光部と、
前記第１蛍光物質及び前記第２蛍光物質と分離され、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する第３発光ダイオードチップを含む第３発光部とを含み、
前記第２蛍光物質が５８０ｎｍ以上に発光ピークを有する赤色系列の蛍光物質を含み、
前記第２及び第３発光部は、前記第１発光部から独立的に駆動可能であり、
前記第２発光部から放出された光と前記第３発光部から放出された光によって、前記第２発光部が放出する光の色温度よりも低い色温度の光が具現される発光装置。
【請求項２】
第１発光ダイオードチップ及び第１蛍光物質を含み、第１の色温度の光を放出する第１発光部と、
第２発光ダイオードチップ及び第２蛍光物質を含み、前記第１の色温度よりも低い第２の色温度の光を放出する第２発光部と、
前記第１蛍光物質及び前記第２蛍光物質と分離され、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する第３発光ダイオードチップを含む第３発光部とを含み、
前記第２蛍光物質が５８０ｎｍ以上に発光ピークを有する赤色系列の蛍光物質を含み、
前記第２及び第３発光部は、前記第１発光部から独立的に駆動可能であり、
前記第２発光部から放出された光と前記第３発光部から放出された光によって、前記第２発光部が放出する光の色温度よりも低い色温度の光が具現される発光装置。
【請求項３】
前記第１発光部乃至第３発光部を互いに分離する隔壁をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第１発光部乃至第３発光部を共通的に封止するモルディング部をさらに含み、
前記第１発光部乃至第３発光部が一つのパッケージ内に形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記第１または第２発光部は、下記の化学式１で表現される蛍光物質を含み、
＜化学式１＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭII２Ｏ）・ｃ（ＭIIIＸ）・ｄＡｌ２Ｏ３・ｅ（ＭIIIＯ）・ｆ（ＭIV２Ｏ３）・ｇ（ＭVｏＯｐ）・ｈ（ＭVIｘＯｙ）
前記ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIVは、Ｓｃ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVIは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｏ、ｐ、ｈ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦２、０≦ｂ≦２、０≦ｃ≦２、０≦ｄ≦８、０≦ｅ≦４、０≦ｆ≦３、０≦ｇ≦８、１≦ｏ≦２、１≦ｐ≦５、０≦ｈ≦２、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第１または第２発光部は、下記の化学式２で表現される蛍光物質を含み、
＜化学式２＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭII２Ｏ）・ｃ（ＭIIＸ）・（４−ａ−ｂ−ｃ）（ＭIIIＯ）・７（Ａｌ２Ｏ３）・ｄ（Ｂ２Ｏ３）・ｅ（Ｇａ２Ｏ３）・ｆ（ＳｉＯ２）・ｇ（ＧｅＯ２）・ｈ（ＭIVｘＯｙ）
前記ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIVは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｉｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦４、０≦ｂ≦２、０≦ｃ≦２、０≦ｄ≦１、０≦ｅ≦１、０≦ｆ≦１、０≦ｇ≦１、０＜ｈ≦０．５、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第１または第２発光部は、下記の化学式３で表現される蛍光物質を含み、
＜化学式３＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭIIＯ）・ｃ（Ａｌ２Ｏ３）・ｄ（ＭIII２Ｏ３）・ｅ（ＭIVＯ２）・ｆ（ＭVｘＯｙ）
前記ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIIは、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIVは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦１、０≦ｂ≦２、０＜ｃ≦８、０≦ｄ≦１、０≦ｅ≦１、０＜ｆ≦２、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記第１または第２発光部は、下記の化学式４で表現される蛍光物質を含み、
＜化学式４＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭIIＯ）・ｃ（ＭIIIＸ）・ｄ（ＭIII２Ｏ）・ｅ（ＭIV２Ｏ３）・ｆ（ＭVｏＯｐ）・ｇ（ＳｉＯ２）・ｈ（ＭVIｘＯｙ）
前記ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIVは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVは、Ｇｅ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVIは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｏ、ｐ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦２、０＜ｂ≦８、０≦ｃ≦４、０≦ｄ≦２、０≦ｅ≦２、０≦ｆ≦２、０≦ｇ≦１０、０≦ｈ≦５、１≦ｏ≦２、１≦ｐ≦５、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記第１または第２発光部は、下記の化学式５で表現される蛍光物質を含み、
＜化学式５＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭII２Ｏ）・ｃ（ＭIIＸ）・ｄ（Ｓｂ２Ｏ５）・ｅ（ＭIIIＯ）・ｆ（ＭIVｘＯｙ）
前記ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIVは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｇｄを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦２、０≦ｂ≦２、０≦ｃ≦４、０＜ｄ≦８、０≦ｅ≦８、０≦ｆ≦２、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第１または第２発光部は、下記の化学式６で表現される蛍光物質を含み、
＜化学式６＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭII２Ｏ）・ｃ（ＭIIＸ）・ｄＧｅＯ２・ｅ（ＭIIIＯ）・ｆ（ＭIV２Ｏ３）・ｇ（ＭVｏＯｐ）・ｈ（ＭVIｘＯｙ）
前記ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIVは、Ｓｃ、Ｙ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌａを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVIは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｏ、ｐ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦２、０≦ｂ≦２、０≦ｃ≦１０、０＜ｄ≦１０、０≦ｅ≦１４、０≦ｆ≦１４、０≦ｇ≦１０、０≦ｈ≦２、１≦ｏ≦２、１≦ｐ≦５、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか１項に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記第１または第２発光部は、下記の化学式７で表現される蛍光物質を含み、
＜化学式７＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭII２Ｏ）・ｃ（ＭIIＸ）・ｄＰ２Ｏ５・ｅ（ＭIIIＯ）・ｆ（ＭIV２Ｏ３）・ｇ（ＭVＯ２）・ｈ（ＭVIｘＯｙ）
前記ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIVは、Ｓｃ、Ｙ、Ｂ、Ａｌ、Ｌａ、Ｇａ、Ｉｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVIは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｔｂを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｏ、ｐ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦２、０≦ｂ≦１２、０≦ｃ≦１６、０＜ｄ≦３、０≦ｅ≦５、０≦ｆ≦３、０≦ｇ≦２、０≦ｈ≦２、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか１項に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記第１または第２発光部は、複数個の蛍光物質を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のうち何れか１項に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記第１及び第２発光ダイオードチップは、青色またはＵＶ光を放出することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のうち何れか１項に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記第１発光部、第２発光部または第３発光部のうち少なくとも何れか一つに印加される電圧を調節する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のうち何れか１項に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記制御部は、外部から入力された電圧を時間によって調節することを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記制御部は、２４時間周期で外部から入力された電圧を調節することを特徴とする請求項１５に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記第１発光部乃至第３発光部が一つのパッケージ内に形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のうち何れか１項に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記パッケージは基板を含み、
前記第１乃至第３発光ダイオードチップは、前記基板の上部に実装され、
前記第１及び第２発光部の蛍光物質は、前記第１及び第２発光ダイオードチップの上部にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項１７に記載の発光装置。
【請求項１９】
前記パッケージは、前記発光ダイオードチップから発生する熱を放出するヒートシンクを含み、
前記第１乃至第３発光ダイオードチップは、前記ヒートシンクの上部に実装され、
前記第１及び第２蛍光物質は、前記第１及び第２発光ダイオードチップの上部にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項１７に記載の発光装置。
【請求項２０】
前記第２発光部は、前記第１及び第３発光部に比べて前記パッケージの中心に近く配置されたことを特徴とする請求項１７に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関するもので、より詳細には、一つのパッケージ内に多数の発光部を形成し、多様な光スペクトラム及び色温度を具現することができる発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）は、化合物半導体のＰ−Ｎ接合構造を用いて注入された少数キャリア（電子または正孔）を生成し、これらの再結合によって所定の光を発散する素子を示す。発光ダイオードは、既存の電球または蛍光灯に比べて消費電力が少なく、寿命が数乃至数十倍に至るので、消耗電力の節減及び耐久性側面で優れている。また、発光ダイオードは、狭い空間に設置可能であり、振動に強いという特性を提供する。このような発光ダイオードを用いた発光装置は、表示素子及びバックライトに用いられており、最近、これを一般の照明用途に適用するために活発な研究が進行中である。最近は、単一の色成分、例えば、赤色、青色または緑色発光ダイオードの他に、白色発光ダイオードが市販されている。白色発光ダイオードを用いた発光装置は、自動車用及び照明用製品に応用されながら、その需要が急速に増加することと予想される。
【０００３】
一方、人間は、約一日の周期で生体リズムが繰り返される日周期性リズム（ｃｉｒｃａｄｉａｎ  ｒｈｙｔｈｍ）を有する。例えば、ストレスホルモンとして知られたコルチゾール（ｃｏｒｔｉｓｏｌ）と睡眠ホルモンとして知られたメラトニン（ｍｅｌａｔｏｎｉｎ）は、活動性と睡眠に大きな影響を及ぼすが、一日活動量の基礎となるコルチゾール数値は、昼には増加するが、夜には再び減少して最小になる。その反面、睡眠を引き起こすメラトニン数値は、昼には減少して眠気をなくすが、夜には増加して健康な睡眠を誘導する。
【０００４】
一般的に、光は、このような人間の生体リズムに多くの影響を及ぼし、特に、日光は、このような効果に非常に大きな役割をする。日光の色温度は、午前には６０００Ｋより高い色温度を示すが、午後には漸次的に減少する。色温度は、光源の色に対する物理的な数値を示し、ケルビン温度（Ｋ）で表示されるもので、色温度が高いほど青色の光を帯び、色温度が低いほど赤黄色の強い光を放つようになる。また、色温度が高いほど、脳の活動性及び集中力が大きくなり、色温度が低いほど、感性が活発になって心が安らかになる。
【０００５】
上記のように、光は、波長または色温度などによって多様な感じを与えて、人間の生体リズムに多くの影響を及ぼし、生体リズムが充分に適応できない場合、消化機能の障害、慢性疲労などの多様な疾病を引き起こすようになる。したがって、人間の日周期性リズムを考慮した照明装置に対する研究が進行されつつある。
【０００６】
従来の発光ダイオードを用いた発光装置において、白色具現方式は多様に提案されている。通常、発光ダイオードチップの周囲に蛍光物質を配置し、発光ダイオードチップの１次発光の一部と、蛍光物質によって波長変換された２次発光との混色で白色を具現する。白色を具現するための蛍光物質として、ガーネット蛍光体、チオガレート、スルフィド、シリケートまたはオキシナイトライドなどが開示されている。しかしながら、このような蛍光物質を用いた発光装置は、色温度の範囲が狭く、演色性が非常に低く、ランプが不安定であるという問題点がある。すなわち、多様な光スペクトラムまたは色温度を提供する発光装置を製造することが困難である。さらに、赤色系列蛍光体の光効率が相対的に低いので、青色または紫外線発光ダイオードチップと蛍光体を用いて色温度の低い白色光を具現するためには、消耗電力及び蛍光体使用量を増加させるべきであるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を解決するためのもので、その目的は、一つのパッケージ内に多数の発光部を形成することで、多様な光スペクトラムまたは色温度の光を具現することができる発光装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、人間の生体リズムによって光の光スペクトラムまたは色温度を調節することができる発光装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、消耗電力及び蛍光体使用量を大いに増加せずにも、低い色温度の白色光を具現することができる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような技術的課題を解決するために、本発明は、多様な色温度を有する発光装置を提供する。本発明の各実施例に係る発光装置は、第１発光部、第２発光部及び第３発光部を含む。前記第１発光部は、第１発光ダイオードチップ及び第１蛍光物質を含み、色温度が６０００Ｋ以上の光を放出し、前記第２発光部は、第２発光ダイオードチップ及び第２蛍光物質を含み、色温度が６０００Ｋ未満の光を放出し、前記第３発光部は、前記第１蛍光物質及び前記第２蛍光物質と分離され、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する第３発光ダイオードチップを含む。また、前記第２蛍光物質が５８０ｎｍ以上に発光ピークを有する赤色系列の蛍光物質を含み、前記第２及び第３発光部は、前記第１発光部から独立的に駆動可能であり、前記第２発光部から放出された光と前記第３発光部から放出された光によって、前記第２発光部が放出する光の色温度よりも低い色温度の光が具現される。
また、前記第１発光部乃至第３発光部を互いに分離する隔壁をさらに含んでもよい。
また、前記第１発光部乃至第３発光部を共通的に封止するモルディング部をさらに含み、前記第１発光部乃至第３発光部が一つのパッケージ内に形成されてもよい。
【００１０】
前記第１または第２発光部は、下記の化学式１で表現される蛍光物質を含むことができる。
＜化学式１＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭII２Ｏ）・ｃ（ＭIIＸ）・ｄＡｌ２Ｏ３・ｅ（ＭIIIＯ）・ｆ（ＭIV２Ｏ３）・ｇ（ＭVｏＯｐ）・ｈ（ＭVIｘＯｙ）
ここで、前記ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIVは、Ｓｃ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVIは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｏ、ｐ、ｈ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦２、０≦ｂ≦２、０≦ｃ≦２、０≦ｄ≦８、０≦ｅ≦４、０≦ｆ≦３、０≦ｇ≦８、１≦ｏ≦２、１≦ｐ≦５、０≦ｈ≦２、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定されることができる。
【００１１】
前記第１または第２発光部は、下記の化学式２で表現される蛍光物質を含むことができる。
＜化学式２＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭII２Ｏ）・ｃ（ＭIIＸ）・（４−ａ−ｂ−ｃ）（ＭIIIＯ）・７（Ａｌ２Ｏ３）・ｄ（Ｂ２Ｏ３）・ｅ（Ｇａ２Ｏ３）・ｆ（ＳｉＯ２）・ｇ（ＧｅＯ２）・ｈ（ＭIVｘＯｙ）
ここで、前記ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIVは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｉｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦４、０≦ｂ≦２、０≦ｃ≦２、０≦ｄ≦１、０≦ｅ≦１、０≦ｆ≦１、０≦ｇ≦１、０＜ｈ≦０．５、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定されることができる。
【００１２】
前記第１または第２発光部は、下記の化学式３で表現される蛍光物質を含むことができる。
＜化学式３＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭIIＯ）・ｃ（Ａｌ２Ｏ３）・ｄ（ＭIII２Ｏ３）・ｅ（ＭIVＯ２）・ｆ（ＭVｘＯｙ）
ここで、前記ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIIは、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIVは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦１、０≦ｂ≦２、０＜ｃ≦８、０≦ｄ≦１、０≦ｅ≦１、０＜ｆ≦２、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定されることができる。
【００１３】
前記第１または第２発光部は、下記の化学式４で表現される蛍光物質を含むことができる。
＜化学式４＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭIIＯ）・ｃ（ＭIIIＸ）・ｄ（ＭIII２Ｏ）・ｅ（ＭIV２Ｏ３）・ｆ（ＭVｏＯｐ）・ｇ（ＳｉＯ２）・ｈ（ＭVIｘＯｙ）
ここで、前記ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIVは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVは、Ｇｅ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVIは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｏ、ｐ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦２、０＜ｂ≦８、０≦ｃ≦４、０≦ｄ≦２、０≦ｅ≦２、０≦ｆ≦２、０≦ｇ≦１０、０≦ｈ≦５、１≦ｏ≦２、１≦ｐ≦５、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定されることができる。
【００１４】
前記第１または第２発光部は、下記の化学式５で表現される蛍光物質を含むことができる。
＜化学式５＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭII２Ｏ）・ｃ（ＭIIＸ）・ｄ（Ｓｂ２Ｏ５）・ｅ（ＭIIIＯ）・ｆ（ＭIVｘＯｙ）
ここで、前記ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIVは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｇｄを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦２、０≦ｂ≦２、０≦ｃ≦４、０＜ｄ≦８、０≦ｅ≦８、０≦ｆ≦２、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定されることができる。
【００１５】
前記第１または第２発光部は、下記の化学式６で表現される蛍光物質を含むことができる。
＜化学式６＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭII２Ｏ）・ｃ（ＭIIＸ）・ｄＧｅＯ２・ｅ（ＭIIIＯ）・ｆ（ＭIV２Ｏ３）・ｇ（ＭVｏＯｐ）・ｈ（ＭVIｘＯｙ）
ここで、前記ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIVは、Ｓｃ、Ｙ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌａを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVIは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｏ、ｐ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦２、０≦ｂ≦２、０≦ｃ≦１０、０＜ｄ≦１０、０≦ｅ≦１４、０≦ｆ≦１４、０≦ｇ≦１０、０≦ｈ≦２、１≦ｏ≦２、１≦ｐ≦５、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定されることができる。
【００１６】
前記第１または第２発光部は、下記の化学式７で表現される蛍光物質を含むことができる。
＜化学式７＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭII２Ｏ）・ｃ（ＭIIＸ）・ｄＰ２Ｏ５・ｅ（ＭIIIＯ）・ｆ（ＭIV２Ｏ３）・ｇ（ＭVＯ２）・ｈ（ＭVIｘＯｙ）
ここで、前記ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭIVは、Ｓｃ、Ｙ、Ｂ、Ａｌ、Ｌａ、Ｇａ、Ｉｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ＭVIは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｔｂを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦２、０≦ｂ≦１２、０≦ｃ≦１６、０＜ｄ≦３、０≦ｅ≦５、０≦ｆ≦３、０≦ｇ≦２、０≦ｈ≦２、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定されることができる。
【００１７】
前記第１または第２発光部は、単一の蛍光物質または多数個の蛍光物質を含むことができる。
一方、前記第１及び第２発光ダイオードチップは、青色またはＵＶ光を放出することを特徴とする。
【００１８】
本発明の発光装置は、前記第１発光部、第２発光部または第３発光部のうち少なくとも何れか一つに印加される電圧を調節する制御部をさらに含むことができる。前記制御部は、外部から入力された電圧を時間によって調節することができ、特に、２４時間周期で外部から入力された電圧を調節することができる。
【００１９】
一方、前記第１発光部乃至第３発光部は、一つのパッケージ内に形成されることができる。前記パッケージは基板を含むことができ、前記第１乃至第３発光ダイオードチップは前記基板の上部に実装され、前記第１及び第２発光部の蛍光物質は、前記第１及び第２発光ダイオードチップの上部にそれぞれ配置される。また、前記パッケージは、前記発光ダイオードチップから発生する熱を放出するヒートシンクを含むことができ、前記第１乃至第３発光ダイオードチップは、前記ヒートシンクの上部に実装され、前記第１及び第２蛍光物質は、前記第１及び第２発光ダイオードチップの上部にそれぞれ配置される。
【００２０】
一方、前記第２発光部は、前記第１及び第３発光部に比べて前記パッケージの中心に近く配置されることができる。
以上では、前記第１発光部と第２発光部を色温度６０００Ｋを基準にして分離したが、前記第１発光部と第２発光部は、他の色温度を基準にして分離することもできる。すなわち、本発明の他の態様に係る発光装置は、第１発光ダイオードチップ及び第１蛍光物質を含み、第１の色温度の光を放出する第１発光部と、第２発光ダイオードチップ及び第２蛍光物質を含み、前記第１の色温度よりも低い第２の色温度の光を放出する第２発光部と、前記第１蛍光物質及び前記第２蛍光物質と分離され、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する第３発光ダイオードチップを含む第３発光部とを含む。また、前記第２蛍光物質が５８０ｎｍ以上に発光ピークを有する赤色系列の蛍光物質を含み、前記第２及び第３発光部は、前記第１発光部から独立的に駆動可能であり、前記第２発光部から放出された白色光と前記第３発光部から放出された光によって、前記第２発光部が放出する光の色温度よりも低い色温度の光が具現される。その結果、多様な色温度の白色光を具現することが可能である。
一方、前記第１発光部と第２発光部を分離する基準色温度は、４０００Ｋ〜６０００Ｋ範囲内でもある。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、一つのパッケージ内に多数の発光部を形成することで、多様な光スペクトラム及び色温度を有する白色光を具現し、所望の雰囲気及び用途に多様に適用することができる。特に、人間の日周期性リズムによって光の波長または色温度などを適切に調節することで、健康を増進させることができる。
【００２２】
また、従来の別途のパッケージで構成していたものを一つのパッケージに形成することで、工程の面倒さを減少させ、空間効率性を増大し、費用を節減することができる。
さらに、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する発光ダイオードチップを一緒に使用することで、消費電力及び蛍光体使用量を大いに増加せずにも低い色温度の白色光を具現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付された図面を参照して、本発明の実施例を一層詳細に説明する。しかし、本発明は、以下で開示される実施例に限定されるものでなく、他の多様な形態にも具現されうる。ただし、本実施例は、本発明の開示を完全にし、通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供される。図面における同一符号は、同一の要素を示している。
【００２４】
本発明に係る発光装置は、一つのパッケージ内に相対的に色温度の高い白色光を放出する第１発光部と、相対的に色温度の低い白色光を放出する第２発光部と、第３発光部とを含む。前記第１発光部は、第１発光ダイオードチップ及び第１蛍光物質を含み、色温度が６０００Ｋ以上の白色光、すなわち、昼光色として知られた白色光を放出する。前記第２発光部は、第２発光ダイオードチップ及び第２蛍光物質を含み、色温度が６０００Ｋ未満の白色光を放出する。一方、前記第３発光部は、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する第３発光ダイオードチップを含み、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する。前記第２及び第３発光部は、前記第１発光部から独立的に駆動可能であり、前記第２発光部から放出された白色光と前記第３発光部から放出された光によって温白色として知られた白色光が具現される。
【００２５】
前記第１発光部及び第２発光部は、発光ダイオードチップ及び蛍光物質を含む。前記発光ダイオードチップは、青色またはＵＶを放出する発光ダイオードチップであり、前記発光ダイオードチップから発光される青色光またはＵＶ光と、蛍光物質によって波長変換される光との混合で所望の光スペクトラム及び色温度特性を有する白色光を具現することができる。一方、前記第３発光部は、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する発光ダイオードチップを含む。このような発光ダイオードチップは、例えば、（Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ）Ｐ系列の化合物半導体で製造されたもので、消耗電力が低く、長波長領域の可視光線を放出する。したがって、前記第２発光部と前記第３発光部によって低い色温度の白色光を具現することができる。
【００２６】
前記第１発光部または第２発光部を構成する発光ダイオードチップ及び蛍光物質は多様に構成することができ、例えば、前記第１発光部または第２発光部は、一つの青色発光ダイオードチップと、一つの黄色発光蛍光物質とを含むことができる。すなわち、発光ダイオードチップから発光される青色光と、蛍光物質によって波長変換される黄色光との混合で白色光を具現する。また、前記第１発光部または第２発光部は、一つの青色発光ダイオードチップと、緑色発光蛍光物質と、オレンジ色発光蛍光物質とを含むことができる。すなわち、発光ダイオードチップから発光される青色光と、蛍光物質によって波長変換される緑色光及びオレンジ色光との混合で白色を具現する。この場合、前記青色発光ダイオードチップ及び黄色発光蛍光物質から構成される例に比べて、一層向上した演色性を得られるという長所がある。すなわち、発光ダイオードチップと多様な発光ピークを有する多数個の蛍光物質を用いることで、演色性を向上させることができる。多数個の蛍光物質を用いる場合、蛍光物質の組成のみならず、多数個の蛍光物質の組成比によって多様な色温度及び演色性を有する白色光を具現することができる。
【００２７】
前記蛍光物質は、多様な発光ピーク範囲を有する系列の物質、例えば、緑色から赤色の発光ピーク範囲を有するシリケート系蛍光物質などの物質を使用することを特徴とする。すなわち、発光ダイオードチップから放出される光を励起源として多様な色を具現し、これによって、多様な光スペクトラム及び色温度特性を有する白色光を具現することができる。また、多数個の蛍光物質を含む場合、同一系列の物質を使用することで、蛍光物質の相互間の影響力を最小化することができる。
【００２８】
前記蛍光物質は、アルミネート系、シリケート系、オキシナイトライド系、アンチモネート系、ゲルマネート系またはフォスフェート系を含む。特に、鉛または銅を含有する蛍光物質を使用することで、高い安定性及び優れた光励起特性を得ることができる。
【００２９】
前記アルミネート系蛍光物質は、下記の化学式１、化学式２及び化学式３で表現される蛍光物質を含む。
＜化学式１＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭII２Ｏ）・ｃ（ＭIIＸ）・ｄＡｌ２Ｏ３・ｅ（ＭIIIＯ）・ｆ（ＭIV２Ｏ３）・ｇ（ＭVｏＯｐ）・ｈ（ＭVIｘＯｙ）
前記化学式１で、ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIVは、Ｓｃ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭVは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭVIは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素である。
【００３０】
また、前記化学式１で、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｏ、ｐ、ｈ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦２、０≦ｂ≦２、０≦ｃ≦２、０≦ｄ≦８、０≦ｅ≦４、０≦ｆ≦３、０≦ｇ≦８、１≦ｏ≦２、１≦ｐ≦５、０≦ｈ≦２、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定される。
【００３１】
＜化学式２＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭII２Ｏ）・ｃ（ＭIIＸ）・（４−ａ−ｂ−ｃ）（ＭIIIＯ）・７（Ａｌ２Ｏ３）・ｄ（Ｂ２Ｏ３）・ｅ（Ｇａ２Ｏ３）・ｆ（ＳｉＯ２）・ｇ（ＧｅＯ２）・ｈ（ＭIVｘＯｙ）
前記化学式２で、ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIVは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｉｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素である。
【００３２】
また、前記化学式２で、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦４、０≦ｂ≦２、０≦ｃ≦２、０≦ｄ≦１、０≦ｅ≦１、０≦ｆ≦１、０≦ｇ≦１、０＜ｈ≦０．５、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定される。
【００３３】
＜化学式３＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭIIＯ）・ｃ（Ａｌ２Ｏ３）・ｄ（ＭIII２Ｏ３）・ｅ（ＭIVＯ２）・ｆ（ＭVｘＯｙ）
前記化学式３で、ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIIIは、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIVは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭVは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素である。
【００３４】
また、前記化学式３で、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦１、０≦ｂ≦２、０＜ｃ≦８、０≦ｄ≦１、０≦ｅ≦１、０＜ｆ≦２、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定される。
【００３５】
前記シリケート系蛍光物質は、下記の化学式４で表現される蛍光物質を含む。
＜化学式４＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭIIＯ）・ｃ（ＭIIIＸ）・ｄ（ＭIII２Ｏ）・ｅ（ＭIV２Ｏ３）・ｆ（ＭVｏＯｐ）・ｇ（ＳｉＯ２）・ｈ（ＭVIｘＯｙ）
前記化学式４で、ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIVは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭVは、Ｇｅ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭVIは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素である。
【００３６】
また、前記化学式４で、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｏ、ｐ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦２、０＜ｂ≦８、０≦ｃ≦４、０≦ｄ≦２、０≦ｅ≦２、０≦ｆ≦２、０≦ｇ≦１０、０≦ｈ≦５、１≦ｏ≦２、１≦ｐ≦５、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定される。
【００３７】
前記アンチモネート系蛍光物質は、下記の化学式５で表現される蛍光物質を含む。
＜化学式５＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭII２Ｏ）・ｃ（ＭIIＸ）・ｄ（Ｓｂ２Ｏ５）・ｅ（ＭIIIＯ）・ｆ（ＭIVｘＯｙ）
前記化学式５で、ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIVは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｇｄを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素である。
【００３８】
また、前記化学式５で、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦２、０≦ｂ≦２、０≦ｃ≦４、０＜ｄ≦８、０≦ｅ≦８、０≦ｆ≦２、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定される。
【００３９】
前記ゲルマネート系蛍光物質は、下記の化学式６で表現される蛍光物質を含む。
＜化学式６＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭII２Ｏ）・ｃ（ＭIIＸ）・ｄＧｅＯ２・ｅ（ＭIIIＯ）・ｆ（ＭIV２Ｏ３）・ｇ（ＭVｏＯｐ）・ｈ（ＭVIｘＯｙ）
前記化学式６で、ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIVは、Ｓｃ、Ｙ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌａを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭVは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭVIは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素である。
【００４０】
また、前記化学式６で、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｏ、ｐ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦２、０≦ｂ≦２、０≦ｃ≦１０、０＜ｄ≦１０、０≦ｅ≦１４、０≦ｆ≦１４、０≦ｇ≦１０、０≦ｈ≦２、１≦ｏ≦２、１≦ｐ≦５、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定される。
【００４１】
前記フォスフェート系蛍光物質は、下記の化学式７で表現される蛍光物質を含む。
＜化学式７＞
ａ（ＭIＯ）・ｂ（ＭII２Ｏ）・ｃ（ＭIIＸ）・ｄＰ２Ｏ５・ｅ（ＭIIIＯ）・ｆ（ＭIV２Ｏ３）・ｇ（ＭVＯ２）・ｈ（ＭVIｘＯｙ）
前記化学式６で、ＭIは、Ｐｂ、Ｃｕを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ、Ａｇを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭIVは、Ｓｃ、Ｙ、Ｂ、Ａｌ、Ｌａ、Ｇａ、Ｉｎを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭVは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、ＭVIは、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｔｂを含むグループから選択された少なくとも一つの元素で、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを含むグループから選択された少なくとも一つの元素である。
【００４２】
また、前記化学式７で、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｘ、ｙは、０＜ａ≦２、０≦ｂ≦１２、０≦ｃ≦１６、０＜ｄ≦３、０≦ｅ≦５、０≦ｆ≦３、０≦ｇ≦２、０≦ｈ≦２、１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦５の範囲に設定される。
【００４３】
図１は、本発明の一実施形態に係る発光装置を説明するための概念ブロック図である。
図１を参照すると、発光装置は、色温度６０００Ｋ以上の昼光色を放出する第１発光部と、色温度６０００Ｋ未満の白色光を放出する第２発光部と、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する発光ダイオードチップを含む第３発光部とを含む。前記第２及び第３発光部は、第１発光部から独立的に駆動可能であり、前記第２及び第３発光部によって色温度３０００Ｋ以下の温白色の白色光が具現される。
【００４４】
上記のような発光装置は、一つのパッケージＡで多数個の発光部がそれぞれ電気的に連結されるので、前記第１発光部乃至第３発光部を独立的に駆動することができる。例えば、第１発光部のみに電源を印加する場合、色温度が６０００Ｋ以上の昼光色の白色光を具現することができ、第２発光部のみに電源を印加する場合、色温度が６０００Ｋ未満の白色光を具現することができ、第３発光部のみに電源を印加する場合、５８０ｎｍ以上の可視光線を具現することができる。また、第２発光部と第３発光部を同時に駆動することで、色温度が３０００Ｋ以下の温白色の白色光を具現することができる。
【００４５】
発光ダイオードチップと赤色系列の蛍光物質を使用することで、３０００Ｋ以下の低い色温度の白色光を具現することができる。しかし、赤色系列の蛍光物質は、光効率が相対的に低いので、色温度を低下させるために蛍光物質の使用量及び駆動電力を増加させるべきであり、これによって、消耗電力が急激に増加する。しかし、リン化物系列の発光ダイオードチップは、発光効率が高く、長波長可視光線を放出するので、このような発光ダイオードチップを一緒に使用することで、低い色温度の白色光を低電力で容易に具現することができる。
【００４６】
一方、第１発光部と第２発光部のみに電源を印加したり、第１乃至第３発光部に同時に電源を印加することで、多様な光スペクトラムを有する白色光を具現することができ、広い範囲にかけて多様な色温度を具現することができる。
【００４７】
上記のような本発明の発光装置は、多様な光スペクトラム及び色温度を有する白色光を具現することができるので、一つのパッケージＡで所望の雰囲気及び用途に多様に適用することができる。例えば、昼には、第１発光部のみを駆動することで、６０００Ｋ以上の色温度を有する昼光色の白色光によって脳の活動性及び集中力を向上させ、夜には、第２発光部と第３発光部を駆動することで、３０００Ｋ以下の色温度を有する温白色の白色光によって安らかに休めるようにする。特に、人間の日周期性リズムによって光の波長または色温度などを適切に調節することで、健康を増進させることができる。
【００４８】
図２は、本発明の他の実施形態に係る発光装置を説明するための概念ブロック図である。
図２を参照すると、発光装置は、色温度が６０００Ｋ以上の昼光色を放出する第１発光部と、色温度が６０００Ｋ未満の白色光を放出する第２発光部と、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する発光ダイオードチップを含む第３発光部とを含む。また、発光装置は、前記第１発光部に連結される第１制御部と、前記第２発光部に連結される第２制御部と、前記第３発光部に連結される第３制御部とを含み、前記第１乃至第３制御部は、前記第１乃至第３発光部に印加される電圧を制御する。
【００４９】
前記第１乃至第３制御部は、第１乃至第３発光部にそれぞれ印加される電圧を制御するためのもので、例えば、前記第１乃至第３制御部は、外部電源から入力された電圧を時間によって調節して出力する。このために、前記第１乃至第３制御部は、タイマー及び電圧コントローラ回路を含むことができる。すなわち、外部電源から制御部に入力される電圧をタイマー及び電圧コントローラ回路を通して時間によって調節した後、これを第１乃至第３発光部に伝達する。
【００５０】
図３ａ及び図３ｂは、前記第１乃至第３制御部の一例を説明するためのもので、第１制御部（Ｉ）の場合、図３ａに示すように、１２時間の間には外部電源からの電圧をそのまま伝達し、その後の１２時間の間には電圧が印加されないようにする。これと反対に、第２制御部（II）の場合、図３ｂに示すように、１２時間の間には外部電源から電圧が印加されないようにし、その後の１２時間の間には外部電源からの電圧をそのまま伝達する。第３制御部は、第２制御部と同一の時間の間に外部電源からの電圧をそのまま伝達することができる。すなわち、一日中の１２時間の間には、外部電源を第１発光部にそのまま伝達し、第１発光部のみを駆動することができ、その後の１２時間の間には、外部電源を第２発光部及び第３発光部にそのまま伝達し、第２発光部及び第３発光部のみを駆動することができる。
【００５１】
以下、上記のような発光装置の動作を説明する。外部電源は第１乃至第３制御部に印加され、前記第１乃至第３制御部は、時間によって電圧を調節して第１乃至第３発光部に印加する。上述したように、一日中の１２時間の間には、外部から印加された電圧を第１発光部のみにそのまま伝達して第１発光部を駆動し、その後の１２時間の間には、外部電圧を第２及び第３発光部のみにそのまま伝達して第２及び第３発光部を駆動する。すなわち、一日中の１２時間の間、例えば、昼には、第１発光部のみを駆動することで、色温度が６０００Ｋ以上の昼光色の白色光を具現することができ、その後の１２時間の間、例えば、夜には、第２及び第３発光部のみを駆動することで、色温度が３０００Ｋ以下の温白色の白色光を具現することができる。
【００５２】
以上では、第１乃至第３発光部に印加される電源のオン／オフを例に挙げたが、本発明は、これに限定されずに多様に適用することができる。例えば、図４ａ及び図４ｂに示すように、時間によって電圧を増加または減少させることで、第１乃至第３発光部の発光強度を増加または減少させることができる。これによって、発光装置から放出される白色光の色温度が漸次的に上昇または低下するように形成することができる。
【００５３】
上記のような発光装置は、前記第１乃至第３制御部を通して第１乃至第３発光部の駆動を調節することができるので、望む通りに多様に適用することができる。すなわち、別途に入力する必要なしに、時間によって自動的に色温度が調節される発光装置を製造することができる。例えば、上述したように、昼には色温度が相対的に高い白色光を具現し、夜には色温度が相対的に低い白色光を具現するように形成することができる。特に、人間の日周期性リズムによって光の波長または色温度などが適切に調節されるように適用することで、健康を増進させることができる。
【００５４】
上述した例では、時間によって電圧を調節する制御部に対して説明したが、これに限定されることなく、前記制御部は、別途の入力部をさらに含み、使用者が望む通りに色温度を調節できるように形成することもできる。また、第１乃至第３制御部に外部電源が同時に印加される例を説明したが、これに限定されることなく、前記第１乃至第３制御部は、別途の外部電源に接続されて独立的に駆動することもできる。また、一つの制御部を用いて第２発光部と第３発光部が同一時間の間に駆動されるように制御することもでき、一つの制御部を用いて第１発光部乃至第３発光部をそれぞれ制御することもできる。また、第２発光部と第３発光部が同時に駆動される場合を説明したが、これに限定されることはない。すなわち、第２発光部と第３発光部が同時に駆動される時間帯の他に、第２発光部または第３発光部のみが駆動される時間帯を設けることもできる。
【００５５】
上記のような本発明の発光装置は、多様な光スペクトラム及び色温度を有する白色光を具現することができるので、一つのパッケージＡで所望の雰囲気及び用途に多様に適用することができる。例えば、昼には、第１発光部のみを駆動することで、６０００Ｋ以上の色温度を有する昼光色の白色光によって脳の活動性及び集中力を向上させ、夜には、第２発光部と第３発光部を駆動することで、３０００Ｋ以下の色温度を有する温白色の白色光によって安らに休めるようにする。特に、人間の日周期性リズムによって光の波長または色温度などを適切に調節することで、健康を増進させることができる。
【００５６】
また、従来の多様な光スペクトラム及び色温度を有する白色光を具現するために別途のパッケージで構成していたものを一つのパッケージに形成することで、工程の面倒さを減少させ、空間効率性を増大し、費用を節減することができる。
【００５７】
以下、本発明を下記の実施例を通して具体的に説明する。
［実施例１］
４５６ｎｍの青色光を放出する発光ダイオードチップと、５１５ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．１５Ｂａ１．８２Ｓｒ０．０３Ｓｉ０．９９Ｇｅ０．０１Ｏ４：Ｅｕの蛍光物質と、５９３ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．０５Ｓｒ１．７２Ｃａ０．２３Ｓｉ０．９９Ｇｅ０．０１Ｏ４：Ｅｕの蛍光物質を用いて第１発光部を構成する。
【００５８】
４５６ｎｍの青色光を放出する発光ダイオードチップと、５０８ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．１５Ｂａ１．８４Ｓｒ０．０１Ｓｉ０．９９Ｚｒ０．０１Ｏ４：Ｅｕの蛍光物質と、６０５ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．０５Ｓｒ１．８５Ｃａ０．１０ＳｉＯ４：Ｅｕの蛍光物質を用いて第２発光部を構成する。さらに、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する発光ダイオードチップで第３発光部を構成する。
【００５９】
図５は、第１発光部の発光スペクトラムを示した図で、図６は、第２発光部の発光スペクトラムを示した図である。図示したように、第１発光部は、青色発光領域の発光強度が相対的に高く、第２発光部は、黄色及び赤色発光領域の発光強度が相対的に高い。すなわち、第１発光部が相対的に高い色温度を有し、第２発光部が相対的に低い色温度を有することが分かる。
【００６０】
本実施例の第１発光部は、９５００Ｋの色温度を有し、演色指数８８の優れた演色性を有する白色光を具現する。また、第２発光部は、２６４０Ｋの色温度を有し、演色指数８３の優れた演色性を有する白色光を具現する。
【００６１】
上記のような第１発光部と第２発光部を選択的に駆動することで、演色性に優れており、多様な光スペクトラム及び色温度を有する白色光を具現することができる。例えば、昼には、第１発光部のみを駆動することで、９５００Ｋの相対的に高い色温度を有する白色光を具現し、夜には、第２発光部のみを駆動することで、２６４０Ｋの相対的に低い色温度を有する白色光を具現する。さらに、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する発光ダイオードチップを含む第３発光部を追加することで、２６４０Ｋより低い色温度の白色光が具現される。
【００６２】
［実施例２］
４５６ｎｍの青色光を放出する発光ダイオードチップと、５１５ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．１５Ｂａ１．８２Ｓｒ０．０３Ｓｉ０．９９Ｇｅ０．０１Ｏ４：Ｅｕの蛍光物質と、６００ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．０５Ｓｒ１．８Ｃａ０．１５ＳｉＯ４：Ｅｕの蛍光物質を用いて第１発光部を構成する。
【００６３】
４５６ｎｍの青色光を放出する発光ダイオードチップと、５１５ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．１５Ｂａ１．８２Ｓｒ０．０３Ｓｉ０．９９Ｇｅ０．０１Ｏ４：Ｅｕの蛍光物質と、６００ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．０５Ｓｒ１．８Ｃａ０．１５ＳｉＯ４：Ｅｕの蛍光物質を用いて第２発光部を構成し、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する発光ダイオードチップで第３発光部を構成する。
【００６４】
本実施例の第１及び第２発光部は、前記二つの蛍光物質の組成を調節し、異なる色温度及び演色性を有する白色光を具現することができる。
図７は、第１発光部の発光スペクトラムを示した図で、図８は、第２発光部の発光スペクトラムを示した図である。図示したように、第１発光部が相対的に高い色温度を有し、第２発光部が相対的に低い色温度を有することが分かる。
【００６５】
本実施例の第１発光部は、８８００Ｋの色温度を有し、演色指数９２の優れた演色性を有する白色光を具現する。また、第２発光部は、２５５０Ｋの色温度を有し、演色指数８０の優れた演色性を有する白色光を具現する。
【００６６】
上記のような第１発光部と第２発光部を選択的に駆動することで、演色性に優れており、多様な光スペクトラム及び色温度を有する白色光を具現することができる。例えば、昼には、第１発光部のみを駆動することで、８８００Ｋの相対的に高い色温度を有する白色光を具現し、夜には、第２発光部のみを駆動することで、２５５０Ｋの相対的に低い色温度を有する白色光を具現する。また、第２発光部と第３発光部を同時に駆動することで、２５５０Ｋより低い色温度の白色光を具現することができる。
【００６７】
［実施例３］
４０５ｎｍのＵＶ光を放出する発光ダイオードチップと、４４０ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．０２Ｂａ２．８Ｓｒ０．２Ｍｇ０．９８Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕの蛍光物質と、５０８ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．１５Ｂａ１．８４Ｓｒ０．０１Ｓｉ０．９９Ｚｒ０．０１Ｏ４：Ｅｕの蛍光物質と、５６５ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．０２Ｂａ０．９８Ｓｒ０．９８Ｃａ０．０２ＳｉＯ４：Ｅｕの蛍光物質と、６３０ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．１５Ｍｇ０．８５ＢａＰ２Ｏ７：Ｅｕ，Ｍｎの蛍光物質を用いて第１発光部を構成する。
【００６８】
４０５ｎｍのＵＶ光を放出する発光ダイオードチップと、４４０ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．０２Ｂａ２．８Ｓｒ０．２Ｍｇ０．９８Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕの蛍光物質と、５１５ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．１５Ｂａ１．８２Ｓｒ０．０３Ｓｉ０．９９Ｇｅ０．０１Ｏ４：Ｅｕの蛍光物質と、５９３ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．０５Ｓｒ１．７２Ｃａ０．２３Ｓｉ０．９９Ｇｅ０．０１Ｏ４：Ｅｕの蛍光物質と、６３０ｎｍの発光ピークを有するＣｕ０．１５Ｍｇ０．８５ＢａＰ２Ｏ７：Ｅｕ，Ｍｎの蛍光物質を用いて第２発光部を構成し、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する発光ダイオードチップで第３発光部を構成する。
【００６９】
図９は、第１発光部の発光スペクトラムを示した図で、図１０は、第２発光部の発光スペクトラムを示した図である。図示したように、第１発光部が相対的に高い色温度を有し、第２発光部が相対的に低い色温度を有することが分かる。
【００７０】
本実施例の第１発光部は、８８００Ｋの色温度を有し、演色指数８８の優れた演色性を有する白色光を具現する。また、第２発光部は、２６００Ｋの色温度を有し、演色指数９５の優れた演色性を有する白色光を具現する。
【００７１】
上記のような第１発光部と第２発光部を選択的に駆動することで、演色性に優れており、多様な光スペクトラム及び色温度を有する白色光を具現することができる。例えば、昼には、第１発光部のみを駆動することで、８８００Ｋの相対的に高い色温度を有する白色光を具現し、夜には、第２発光部のみを駆動することで、２６００Ｋの相対的に低い色温度を有する白色光を具現する。また、第２発光部と第３発光部を同時に駆動することで、２６００Ｋより低い色温度を有する白色光を具現することができる。
【００７２】
本実施例では、第２発光部が３０００Ｋ以下の色温度を有する白色光を具現する場合を示したが、前記第２発光部の赤色系列の蛍光物質使用量を減少させ、３０００Ｋ〜６０００Ｋの色温度を有するように構成することもでき、第２発光部と第３発光部を同時に駆動することで、３０００Ｋ以下の色温度を有する白色光を具現することができる。この場合、光効率の低い赤色系列の蛍光体使用量を減少させ、発光効率の高い第３発光部を用いることで、消耗電力を減少させることができる。
【００７３】
図１１乃至図１５は、本発明に係る発光装置を多様な構造に適用した例を示した図である。
図１１を参照すると、発光装置は、基板１０と、前記基板１０上に形成された第１発光部２００、第２発光部３００及び第３発光部４００とを含む。
【００７４】
前記第１発光部２００は、第１発光ダイオードチップ２０及び第１蛍光物質３０を含み、第１蛍光物質３０は、硬化性樹脂５０、例えば、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂に混合された形態で第１発光ダイオードチップ２０上にドッティングされて形成される。前記第１発光ダイオードチップ２０上には、ボンディングワイヤ４０がボンディングされる。前記第１発光部２００は、前記第１発光ダイオードチップ２０から発光される光と、第１蛍光物質３０によって波長変換される光との混合で色温度が６０００Ｋ以上の昼光色の白色光を具現する。
【００７５】
これと同様に、前記第２発光部３００は、第２発光ダイオードチップ６０及び第２蛍光物質７０を含み、前記第２蛍光物質７０は、硬化性樹脂９０に混合された形態で第２発光ダイオードチップ６０上にドッティングされて形成される。また、前記第２発光ダイオードチップ６０上には、ボンディングワイヤ８０がボンディングされる。前記第２発光部３００は、前記第２発光ダイオードチップ６０から発光される光と、第２蛍光物質７０によって波長変換される光との混合で色温度が６０００Ｋ未満の温白色の白色光を具現する。
【００７６】
一方、前記第３発光部４００は、第３発光ダイオードチップ６５を含む。前記第３発光ダイオードチップ６５は、その上に硬化性樹脂９５がドッティングされることで密封される。また、第３発光ダイオードチップ６５上には、ボンディングワイヤ８５がボンディングされる。前記第３発光ダイオードチップ６５は、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する。
【００７７】
前記基板１０は、第１乃至第３発光部２００，３００，４００が形成される領域に所定の溝１００を有することができ、前記溝１００の側壁面は、所定の勾配を有することができる。図１２を参照すると、発光装置は、溝１００が形成された基板１０と、前記溝１００の上部面に形成された第１発光部２００、第２発光部３００及び第３発光部４００とを含む。第１発光ダイオードチップ２０及び第１蛍光物質３０を含む第１発光部２００と、第２発光ダイオードチップ６０及び第２蛍光物質７０を含む第２発光部３００と、第３発光ダイオードチップ６５を含む第３発光部４００は、溝１００の上部面に形成され、前記第１及び第２蛍光物質３０，７０が混合された硬化性樹脂５０，９０と硬化性樹脂９５は、前記第１乃至第３発光ダイオードチップ２０，６０，６５の上部にそれぞれドッティングされて形成される。所定の勾配を有する溝１００の側壁面によって、発光ダイオードチップ２０，６０，６５から発光する光の反射を極大化し、発光効率を増大させることができる。図面に示していないが、前記第１乃至第３発光部２００，３００，４００を保護するために、前記溝１００の内部に透明な硬化性樹脂を充填したモルディング部がさらに形成されることもある。一方、前記第２発光部２００は、光効率が相対的に低い蛍光物質を含むので、第２発光部の光強さを確保するために、図示したように、第１及び第３発光部に比べて溝１００の側壁面から相対的に遠く離隔して配置される。すなわち、前記第２発光部３００は、前記第１発光部と第３発光部との間に配置されることが好ましい。
【００７８】
また、第１発光部２００乃至第３発光部４００が分離されるように、各発光部に対応する溝を形成することもできる。図１３を参照すると、各発光部２００，３００，４００を分離するように多数の溝１１０が形成された基板１０と、前記溝の上部面にそれぞれ分離形成された第１発光部２００、第２発光部３００及び第３発光部４００とを含む。すなわち、一つの溝１１０の上部面に第１発光ダイオードチップ２０が実装され、溝１１０の内部に第１蛍光物質３０と硬化性樹脂の混合物５０を充填することで第１発光部２００が形成され、これと同様に第２発光部３００が形成される。また、他の溝１１０の内部に第３発光ダイオードチップ６５が実装され、溝の内部に硬化性樹脂を充填することができる。このとき、前記各溝の側壁面に所定の勾配を形成することで、発光ダイオードチップ２０，６０，６５から発光する光の反射を極大化し、発光効率を増大させることができる。
【００７９】
前記溝の側壁面は、直線面でない曲面で形成されることもある。図１４を参照すると、発光装置は、曲面の側壁面を有する溝１２０が形成された基板１０と、前記溝１２０の上部面に形成された第１発光部２００、第２発光部３００及び第３発光部４００とを含む。また、溝１２０下部の所定領域には、前記第１乃至第３発光部２００，３００，４００を互いに分離する所定の隔壁１３０を含むことができる。前記隔壁１３０は、図１３の場合と同様に、基板１０と同一の高さで形成されることもできる。また、前記隔壁１３０は、図１４に示すように、基板１０より小さい高さで形成されて第１発光部２００乃至第３発光部３００を分離し、前記第１発光部２００乃至第３発光部３００を共通的に封止するモルディング部１４０がさらに形成される。その結果、第１乃至第３発光部２００，３００，４００を保護すると同時に、放出される光の混色を容易にするという利点がある。一方、第１乃至第３発光部２００，３００，４００を共通的に封止するモルディング部１４０が形成される場合、前記第３発光ダイオードチップ６５を密封する硬化性樹脂９５は省略されうる。
【００８０】
図１５は、発光ダイオードチップ２０，６０，６５からの熱を効果的に放出するための構造に適用した例を示した図で、発光装置は、ヒートシンク１６０と、前記ヒートシンク１６０上に形成された第１発光部２００、第２発光部３００及び第３発光部４００とを含み、前記ヒートシンク１６０を取り囲むハウジング１５０と、外部電源を供給するために前記ハウジング１５０の外部に突出形成されたリードフレーム１７０，１８０と、前記第１乃至第３発光部２００，３００，４００を封止するモルディング部１９０とを含む。このとき、ヒートシンク１６０は、熱伝導性に優れた材質、例えば、金属などの物質を使用し、発光ダイオードチップ２０，６０，６５から発散される熱を一層効果的に放出することができる。
【００８１】
前記ヒートシンク１６０は、硬化性樹脂５０，９０，９５が発光ダイオードチップ２０，６０の上部に容易にドッティングされるように、各発光部２００，３００，４００に対応して突出形成された突出部を含む。もちろん、これに限定されることなく、ヒートシンクの平らな面に発光部が形成されることもあり、ヒートシンクが所定の溝を含み、この溝の下部面に発光部が形成されることもある。
【００８２】
多様な適用例において、第２発光部と第３発光部を互いに離隔して配置する場合を説明したが、第２発光部と第３発光部は、同一の溝内に一緒に形成されることもあり、第２発光ダイオードチップ６０と第３発光ダイオードチップ６５の上部に第２蛍光物質を含む硬化性樹脂がドッティングされることもある。
【００８３】
以上では、第１乃至第３発光部を構成する発光ダイオードチップをそれぞれ１個ずつ形成した場合を示したが、これに限定されることなく、前記第１乃至第３発光部を構成する発光ダイオードチップを多数個に形成することができる。
【００８４】
上記のように、本発明は、多様な構造の製品に応用可能であり、一般の照明装置にも応用可能である。一般の照明装置に適用されるためには、約５０乃至８０個の多数の発光ダイオードが必要となる。このために、上述したように、基板上に多様な構造で製造されたパッケージを実装して構成することもでき、基板上に多数個の発光ダイオードチップを直接実装して構成することもできる。
【００８５】
図１６に示すように、多数個のドット５００を含む基板６００において、各ドット５００は、第１発光部乃至第３発光部を含んで構成することができる。すなわち、各ドット５００によって昼光色及び温白色の白色光を具現することができる。もちろん、これに限定されることなく、各ドット５００は、第１発光部乃至第３発光部のうち何れか一つを含んで構成することもできる。すなわち、第１発光部を含むドット、第２発光部を含むドット及び第３発光部を含むドットを隣接するように反復的に配置して構成したり、第１発光部を含む各ドットの密集領域、第２発光部を含む各ドットの密集領域及び第３発光部を含む各ドットの密集領域を区分して構成することができる。また、第２及び第３発光部を一つのドット内に一緒に形成することもできる。このように、工程上の便宜または所望の目的のために、発光部の配置を多様に設定することができる。
【００８６】
本発明の各実施例では、第１発光部と第２発光部がそれぞれ色温度６０００Ｋを基準にして昼光色及び温白色を具現する場合を説明したが、これに限定されることはない。すなわち、前記第１発光部は、第２発光部に比べて相対的に高い色温度を有することができ、前記第１発光部と第２発光部を分離する基準は、４０００Ｋ〜６０００Ｋ範囲内の色温度であることが好ましい。したがって、相対的に高い色温度を有する白色光を放出する第１発光部と、相対的に低い色温度を有する白色光を放出する第２発光部と、５８０ｎｍ以上の可視光線領域の光を放出する第３発光ダイオードチップを含む第３発光部とを含み、前記第２発光部と第３発光部によって色温度３０００Ｋ以下の温白色が具現される発光装置が提供される。その結果、多様な色温度の白色光を具現可能な発光装置が提供される。
【００８７】
以上では、本発明を好適な実施例に基づいて説明してきたが、該当の技術分野で通常の知識を有する者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域を逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更可能であることを理解可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置を説明するための概念ブロック図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る発光装置を説明するための概念ブロック図である。
【図３ａ】第１乃至第３制御部の一例を説明するためのグラフである。
【図３ｂ】第１乃至第３制御部の一例を説明するためのグラフである。
【図４ａ】第１乃至第３制御部の他の例を説明するためのグラフである。
【図４ｂ】第１乃至第３制御部の他の例を説明するためのグラフである。
【図５】実施例１に係る発光装置の発光スペクトラムを説明するためのグラフである。
【図６】実施例１に係る発光装置の発光スペクトラムを説明するためのグラフである。
【図７】実施例２に係る発光装置の発光スペクトラムを説明するためのグラフである。
【図８】実施例２に係る発光装置の発光スペクトラムを説明するためのグラフである。
【図９】実施例３に係る発光装置の発光スペクトラムを説明するためのグラフである。
【図１０】実施例３に係る発光装置の発光スペクトラムを説明するためのグラフである。
【図１１】本発明に係る発光装置を多様な構造に適用した例を示した概略断面図である。
【図１２】本発明に係る発光装置を多様な構造に適用した例を示した概略断面図である。
【図１３】本発明に係る発光装置を多様な構造に適用した例を示した概略断面図である。
【図１４】本発明に係る発光装置を多様な構造に適用した例を示した概略断面図である。
【図１５】本発明に係る発光装置を多様な構造に適用した例を示した概略断面図である。
【図１６】本発明に係る発光装置を多様な構造に適用した例を示した概略断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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