專利名稱：發光器件和采用該發光器件的液晶顯示器的背光單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發光器件和采用該發光器件的LCD背光單元。更具體地講，本發明涉及一種能夠實現均勻的白光并且色彩再現范圍寬的發光器件以及采用該發光器件的IXD背光單元。
背景技術：
因為隨著信息技術和通信技術的發展，不斷地需要高性能便攜式信息處理裝置和移動通信終端，所以在系統中不斷地需要具有高性能和高質量的各種類型的組件。通常應用到中等和大尺寸終端(例如，筆記本計算機)的監視器的液晶顯示器(LCD)在其后側需要白色背光源。在冷陰極熒光燈(CCFL)通常用作這種背光源的情況下，優點在于能夠實現具有高亮度的均勻白光等。然而，因為由于將來對汞的使用的限制而不能繼續采用CCFL，所以會難以繼續使用CCFL。因此，已經對可以代替CCFL的背光源進行了積極地研究。在背光源 中，利用發光器件的背光源作為能夠代替CCFL的光源而備受關注。發光二極管(LED)表示這樣一種器件，在該器件中，產生通過半導體的p-n結結構注入的少數載流子(電子或空穴)，由于載流子的復合而發光。由于LED的功耗低并且壽命長、可以被安裝在窄空間中并且具有強的抗震動性，所以LED已經越來越多地用作各種信息處理裝置和通信裝置中的組件。作為采用發光二極管的IXD背光源的現有技術，在第2002-0041480號韓國專利特開公布中已經公開了這樣一種IXD背光源模塊，在該模塊中，利用磷光體將從藍色發光二極管發射的藍光轉換成白光，然后使白光入射到用于使光均勻分布的導光板上，從而LCD可以具有均勻的光分布、低功耗和高耐久性。在該LCD背光源模塊中，可以采用藍色發光二極管和磷光體來實現具有高亮度的均勻的白光。然而，在采用該LCD背光源模塊作為位于LCD后面的白色光源的情況下，由于當光透射到RGB濾色器時可以表示的色彩再現范圍非常窄，所以在實現更接近自然色的圖像方面存在限制。具體地講，由于上述色彩再現范圍比由國家電視系統委員會(NTSC)提供的色彩再現范圍窄很多，所以難以產生更逼真的顏色。作為另一種現有技術，在第2004-0087974號韓國專利特開公布中公開了一種驅動LCD背光單元的方法，在該方法中，在LCD背光單元中采用單獨的白色發光二極管或者紅色發光二極管、藍色發光二極管和綠色發光二極管的三種發光二極管來形成白色背光源，并且使用微型計算機來測量每個LED的輸入電流和顏色，然后使用微型計算機來調節最終提供到每個LED的電流。與現有的CCFL相比，使用紅色發光二極管、藍色發光二極管和綠色發光二極管的三種發光二極管的背光源可以滿足相當寬的色彩再現范圍，但是由于各個LED的熱學特性或者時間特性彼此不同，所以缺點在于根據使用環境會改變色調，具體地講，由于存在不均勻的顏色等導致顏色不能被均勻地混合。另外，存在另外的缺點，即，由于每個芯片的輸出根據環境溫度而發生改變，所以色坐標發生變化，從而難以實現高亮度，并且在考慮到驅動每個LED芯片的情況下電路結構也變復雜。

發明內容
技術問題本發明意圖解決上述問題。因此，本發明的目標是提供一種能夠實現均勻的白光并且具有高亮度和寬的色彩再現范圍的發光器件。本發明的另一目標是提供一 種采用能夠實現均勻的白光并且具有寬的色彩再現范圍的發光器件的LCD背光單元，該LCD背光單元在LCD上具有均勻的光分布以及低功耗和高耐久性。技術方案根據用于實現上述目標的本發明的一方面，提供了一種發光器件，該發光器件包括至少一個藍色發光二極管(LED)芯片、至少一個紅色LED芯片以及至少一種通過從藍色LED芯片發射的光來發射綠光的磷光體。優選地，藍色LED芯片發射波長為430nm到500nm的光，紅色LED芯片發射波長為580nm到760nm的光，磷光體發射波長為500nm到580nm的光。更加優選地，藍色LED芯片發射波長為450nm到470nmn的光，紅色LED芯片發射波長為620nm到640nm的光，磷光體發射波長為515nm到540nm的光。硅酸鹽類磷光體或者硫代鎵酸鹽類磷光體可以用作上述磷光體。另外，用于發射綠光的兩種或者兩種以上不同的磷光體可以被結合采用。所述磷光體可以包括如在以下化學式中表示的磷光體〈化學式〉a (M 1 0) b (M11 0) .C(MmA) *d (Mm2O) M(Mw2O3) f (M v o0p) *g (SiO2) ^h(MwxOy)其中，M 1是從由Pb和Cu組成的組中選擇的至少一種元素，M11是從由Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd和Mn組成的組中選擇的至少一種元素,Mm是從由Li、Na、K、Rb、Cs、Au和Ag組成的組中選擇的至少一種元素,Mw是從由B、Al、Ga和In組成的組中選擇的至少一種元素，Mv是從由Ge、V、Nb、Ta、W、Mo、Ti、Zr和Hf組成的組中選擇的至少一種元素，Mw是從由Bi、Sn、Sb、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb 和 Lu 組成的組中選擇的至少一種元素,A是從由F、Cl、Br和I組成的組中選擇的至少一種元素，其中，a、b、c、d、e、f、g、h、o、p、x和y按照以下范圍設置，0〈a彡2，0〈b彡8，0彡c彡4，0彡d彡2，0彡e彡2，0 ^ f ^ 2，0〈g ( 10，0〈h彡5，1彡o彡2，1彡p彡5，1彡x彡2以及I彡y彡5。所述磷光體可以包括如在以下化學式中表示的磷光體〈化學式〉(A1TyEuxM1y) (B2_yM 11 y) S4其中，A是從由Ba、Sr和Ca組成的組中選擇的至少一種元素，B是從由Al、Ga和In組成的組中選擇的至少一種元素，M 1是從由Sc、Y、La、Gd和Lu組成的組中選擇的至少一種稀土元素，M 11是從由Mg、Zn和Be組成的組中選擇的至少一種元素，其中，x和y按照以下范圍設置，0. 005〈x〈0. 9，0〈y〈0. 995，以及 x+y〈l。所述磷光體可以包括如在以下化學式中表示的磷光體<化學式>(A1TyEux(M1a5M11a5)y)B2S4其中，A是從由Ba、Sr和Ca組成的組中選擇的至少一種元素，B是從由Al、Ga和In組成的組中選擇的至少一種元素，M 1是從由Sc、Y、La、Gd和Lu組成的組中選擇的至少一種稀土元素，M11是從由Li、Na和K組成的組中選擇的至少一種元素，其中，X和y按照以下范圍設置，0. 005〈x〈0. 9，0〈y〈0. 995，以及 x+y〈l。所述磷光體還可以包括如在以下化學式中的至少一個化學式中表示的磷光體<化學式>(2-x-y) SrO x (Bau, Cav) 0 (1-a-b-c-d) SiO2 aP205bAl203cB203dGe02: yEu2+其中，x、y、a、b、c、d、u和 v 按照以下范圍設置,0 < x<l. 6,0. 005 < y<0. 5,x+y ^ I. 6,0 ^ a〈0. 5,0 ^ b〈0. 5,0 ^ c〈0. 5,0 ^ d〈0. 5 以及 u+v=l ； <化學式>(2-x-y) BaO x (Sru, Cav) 0 (1-a-b-c-d) SiO2 aP205bAl203cB203dGe02: yEu2+其中，x、y、u和 v 按照以下范圍設置，0. 01<x<l. 6,0. 005<y<0. 5，u+v=l 以及x u彡0. 4, a、b、c和d中的至少一個的值大于0. 01。本發明的發光器件還可以包括尺寸為0. I ii m到20 ii m的散射劑。散射劑可以包括從由Si02、A1203、TiO2, Y2O3> CaCO3和MgO組成的組中選擇的至少一種。本發明的發光器件還可以包括主體，LED芯片安裝在所述主體上；成型構件，形成在所述主體的頂部上，用來包封發光二極管芯片，并且包含所述磷光體。所述主體可以是基底或者散熱器或者引線端。根據本發明的另一方面，提供了一種包括上述發光器件的IXD背光單元。有益效果根據本發明，可以利用藍色發光二極管芯片、紅色發光二極管芯片和通過藍光發射綠光的磷光體來制造能夠實現均勻的白光并且亮度高和色彩再現范圍寬的白色發光器件。具體地講，優點在于，由于實現了均勻的光和良好的白色發光特性以及寬的色彩再現范圍，所以本發明的發光器件可以應用到LCD背光單元。


圖I是示出根據本發明的發光器件的第一實施例的剖視圖。圖2是示出根據本發明的發光器件的第二實施例的剖視圖。圖3是示出根據本發明的發光器件的第三實施例的剖視圖。圖4是示出根據本發明的發光器件的第四實施例的剖視圖。圖5是示出根據本發明的發光器件的第五實施例的剖視圖。圖6是示出應用到本發明的硅酸鹽磷光體的激發光譜和發射光譜的曲線圖。圖7是示出應用到本發明的硫代鎵酸鹽(thiogallate)磷光體的激發光譜和發射光譜的曲線圖。圖8是示出包括藍色發光二極管芯片和紅色發光二極管芯片及硅酸鹽磷光體的發光器件的發射光譜以及普通RGB濾色器的透射率的曲線圖。圖9是示出包括藍色發光二極管芯片和紅色發光二極管芯片及硫代鎵酸鹽磷光體的發光器件的發射光譜以及普通RGB濾色器的透射率的曲線圖。圖10是示出在白色光源已經透射濾色器之后根據本發明的發光器件的色彩再現范圍的曲線圖。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖來詳細描述本發明的優選實施例。然而，本發明不限于這里闡述的實施例，而是可以以不同的形式來實現本發明。相反，提供優選實施例，僅是為了使得本發明在此描述得完整，并且將本發明的范圍充分傳達給本領域技術人員。在附圖中，相同的兀件用相同的標號表不。根據本發明的發光器件包括藍色發光二極管(LED)芯片、紅色發光二極管芯片和至少ー種或者多種磷光體，每種磷光體利用一部分藍光作為激發源來發射綠光，從而可以由LED芯片發射的藍光和紅光以及從磷光體發射的綠光的組合來得到白光。即，通過發射波長為430nm到500nm的光的藍色LED芯片、發射波長為580nm到760nm的光的紅色LED芯片以及可以利用藍光作為激發源產生波長為500nm到580nm的綠光的磷光體的組合來實現白光。更優選地，根據本發明的發光器件包括發射波長為450nm到470nm的光的藍色LED芯片、發射波長為620nm到640nm的光的紅色LED芯片以及可以利用藍光作為激發源產生波長為515nm到540nm的綠光的磷光體的組合。硅酸鹽類磷光體或者硫代鎵酸鹽類磷光體可以用作受到藍光激發而發射綠光的磷光體。另外，可以以磷光體彼此混合的狀態來采用兩種或者兩種以上不同的磷光體。硅酸鹽類磷光體具有如在以下化學圖I的化學式中表示的結構化學圖Ia (M 1 0) b (M11 0) .C(MmA) *d (Mm2O) M(Mw2O3) f (M v o0p) *g (SiO2) ^h(MwxOy)在化學圖I中，M1是從由Pb和Cu組成的組中選擇的至少ー種元素；Mn是從由Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd和Mn組成的組中選擇的至少ー種元素；Mm是從由Li、Na、K、Rb、Cs、Au和Ag組成的組中選擇的至少ー種元素；MW是從由B、Al、Ga和In組成的組中選擇的至 少ー種元素；MV是從由Ge、V、Nb、Ta、W、Mo、Ti、Zr和Hf組成的組中選擇的至少ー種元素；Mw是從由 Bi、Sn、Sb、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb 和 Lu 組成的組中選擇的至少ー種元素；A是從由F、Cl、Br和I組成的組中選擇的至少ー種元素。另外，在化學圖I中，a、b、C、d、e、f、g、h、o、p、x和y按照以下范圍設置，即，0〈a く 2，0〈b 彡 8，0 彡 c 彡 4，0 彡 d 彡 2，0 彡 e 彡 2，0 彡 f 彡 2，0〈g く 10，0〈h く 5，l^o^2,l^p^5,l^x^2 以及 I < y < 5。表I和表2示出了當具有如化學圖I的結構的硅酸鹽類磷光體包含銅時的效果。表I示出了不包含銅的磷光體和包含不同濃度的銅的其它磷光體之間的4電位和遷移率的變化，表2示出了包含銅的化合物以及不包含銅的化合物在85°C的溫度下以及100%的相対濕度下相對于時間的相對強度。表I
磷光體組成^電位遷移率
不包含銅的(Ca，Sr, Ba, Eu)-SiO4-3. 5mV-2. 4X lCT5cm2/Vs
包含 0. 005mol 銅的(Ca，Sr, Ba, Eu)-SiO4-3. 3mV-2. 3X lCT5cm2/Vs
權利要求
1.一種發光器件，所述發光器件包括 至少一個藍色發光二極管芯片； 至少一個紅色發光二極管芯片； 主體，發光二極管芯片安裝在主體上； 成型構件，形成在所述主體的頂部上，用來包封發光二極管芯片； 磷光體，利用從藍色發光二極管芯片發射的光來發射綠光， 其中，成型構件包含磷光體，藍色發光二極管芯片發射波長為430nm到500nm的光，紅色發光二極管芯片發射波長為580nm到760nm的光，所述磷光體發射波長為500nm到580nm的光。
2.根據權利要求I所述的發光器件，其中，所述磷光體為硅酸鹽類磷光體。
3.根據權利要求I所述的發光器件，其中，將至少兩種磷光體混合來形成用于發射綠光的磷光體。
4.根據權利要求3所述的發光器件，其中，所述磷光體包含硅酸鹽類磷光體和硫代鎵酸鹽類磷光體。
5.根據權利要求4所述的發光器件，其中，所述磷光體包括從硅酸鹽類磷光體、硫代鎵酸鹽類磷光體和YAG類磷光體中選擇的至少一種磷光體。
6.根據權利要求I所述的發光器件，所述發光器件還包括 第一電極，電連接到藍色發光二極管芯片； 第二電極，藍色發光二極管芯片和紅色發光二極管芯片安裝在第二電極上； 第三電極，電連接到紅色發光二極管芯片； 其中，第一電極、第二電極和第三電極彼此分隔開。
7.根據權利要求6所述的發光器件，所述發光器件還包括其上形成有第一電極、第二電極和第三電極的殼體，其中，所述殼體包括通孔。
8.根據權利要求7所述的發光器件，所述發光器件還包括形成在所述通孔處的散熱器，其中，所述散熱器的頂面接觸第二電極，所述散熱器的底面暴露到外部。
9.根據權利要求I所述的發光器件，其中，單獨驅動藍色發光二極管芯片和紅色發光二極管芯片。
10.根據權利要求I所述的發光器件，進一步包括由磷光體和樹脂的混合物形成的第一成型構件。
11.根據權利要求10所述的發光器件，其中，第一成型構件形成為至少包封藍色發光二極管芯片的頂面。
12.根據權利要求11所述的發光器件，進一步包括用于包封第一成型構件和紅色發光二極管芯片的第二成型構件。
13.根據權利要求12所述的發光器件，其中，第二成型構件包括散射劑。
14.根據權利要求10所述的發光器件，其中，通過注射工藝將第一成型構件形成為包封藍色發光二極管芯片和紅色發光二極管芯片。
15.根據權利要求14所述的發光器件,進一步包括位于第一成型構件上的第二成型構件，所述第二成型構件包含散射劑。
16.根據權利要求13或15所述的發光器件，其中，所述散射劑包括顆粒尺寸為0.Iym到 20iim 的 Si02、Al203、Ti02、Y203、CaCO3 和 MgO 中的至少一種。
全文摘要
本發明提供了一種發光器件和包括該發光器件的LCD背光單元，該發光器件包括藍色發光二極管(LED)芯片和紅色發光二極管芯片以及至少一種通過從藍色LED芯片發射的光來發射綠光的磷光體。根據本發明的發光器件，可以實現均勻的白光，并且還可以得到高亮度和寬的色彩再現范圍。因此，可以利用該發光器件來制造在LCD上均勻分布光并且功耗低、耐久性高的LCD背光單元。
文檔編號H01L33/56GK102709277SQ20121014711
公開日2012年10月3日 申請日期2006年9月29日 優先權日2005年9月30日
發明者樸祥美, 松岡富造, 金京南 申請人:首爾半導體株式會社