JP2017531818A - 発光ダイオードの色変換用基板及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、発光ダイオードの色変換用基板及びその製造方法に係り、より詳しくは、ＱＤ（ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ）だけでなくＱＤが担持された構造体もまた、白色光の実現のための色変換機能を持つ発光ダイオードの色変換用基板及びその製造方法に関する。このために、本発明は、発光ダイオード上に配置される第１ガラス基板；前記第１ガラス基板と対向するように形成される第２ガラス基板；前記第１ガラス基板と前記第２ガラス基板との間に配置され、中空部が形成されており、黄色蛍光体と低融点フリットガラスとの混合物からなる構造体；前記中空部に充填されるＱＤ；及び前記第１ガラス基板と前記構造体の下面との間及び前記第２ガラス基板と前記構造体の上面の間にそれぞれ形成される封止材を含むことを特徴とする発光ダイオードの色変換用基板を提供する。

Description

本発明は、発光ダイオードの色変換用基板及びその製造方法に係り、より詳しくは、ＱＤ（ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ）だけでなくＱＤが担持された構造体もまた、白色光の実現のための色変換機能を持つ発光ダイオードの色変換用基板及びその製造方法に関する。
発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）は、ガリウムヒ素などの化合物に通電して光を発散する半導体素子であって、半導体のｐ−ｎ接合構造を利用して電子や正孔のような少数キャリアを注入し、これらの再結合によって光を発光させる。
この種の発光ダイオードは消費電力が少なくて寿命が長く、且つ狭い空間に設置可能であり、振動にも強いという特性を持つ。また、発光ダイオードは表示素子及びそのバックライトとして利用されており、近年は、これを一般照明にも適用するための研究が進行中であり、赤色、青色、または緑色の単一色成分の発光ダイオードの他に白色発光ダイオードが発売されている。特に、白色発光ダイオードは、自動車及び照明用製品に応用されながら、その需要が急増することが予想される。
発光ダイオード技術において、白色を実現する方式は大きく二つに分けられる。第一は、赤色、緑色、青色発光ダイオードを隣接して設置し、各発光ダイオードから発光した光を混色させて白色を実現する方式である。しかし、各発光ダイオードは熱的または時間的特性が異なることから、使用環境によって色調が変わり、特に、色むらが発生するなど、色を均一に混合するには限界がある。第二は、蛍光体を発光ダイオードに配置させ、発光ダイオードの一次発光の一部と蛍光体によって波長変換された二次発光とが混色されて白色を実現する方式である。例えば、青色にて発光する発光ダイオード上にその光の一部を励起源として黄緑色または黄色発光する蛍光体を分布させ、発光ダイオードの青色発光と蛍光体の黄緑色または黄色発光によって白色を得ることができる。現在は、このように青色発光ダイオードと蛍光体を利用して白色光を実現する方法が普遍化している。
一方、近年は、通常の蛍光体よりも狭い波長帯で強い光を発生させるＱＤ（ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ）が白色光の実現のための色変換物質として使用されている。一般に、ＱＤ−ＬＥＤバックライトは黄色ＱＤに青色発光ダイオードから発光する青色光を照射して白色光を発生させ、これを液晶表示装置のバックライトに適用する。このようなＱＤ−ＬＥＤバックライトを使用した液晶表示装置は、既存の発光ダイオードだけを使用したバックライトとは異なって色再現性に優れ、ＯＬＥＤ（有機発光素子）に比べるほどの天然色の実現が可能であると共に、ＯＬＥＤ ＴＶよりも製造コストが低く且つ生産性が高いことから、新しいディスプレイとしての潜在力を持っている。
従来は、この種のＱＤ−ＬＥＤを作るために、樹脂（ｐｏｌｙｍｅｒ）にＱＤを混合してこれをシート（ｓｈｅｅｔ）状に作製し、該シートの表面を外部の水分などから保護し、寿命を保持するために、複数のバリア層（ｂａｒｒｉｅｒ ｌａｙｅｒ）をコートする方法を用いていた。しかし、このような従来の方法では、バリア層への複数回のコーティングに伴い、製造コストが多くかかり、且つ何よりもＱＤを完璧に外部から保護するのに限界があった。
また、従来は、ガラスの表面を一定の深さにエッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）し、そこにＱＤを入れ、カバーガラスで覆った後、周囲を低融点ガラスで塗布し、焼成し、レーザを使用して封止（ｓｅａｌｉｎｇ）するという方法を用いていたが、ガラスの表面をエッチングする工程により、製造コストが多くかかり、特に、薄板ガラスは使用が困難であるという不具合があった。
一方、ＱＤはそれ自体が短寿命であるため、長期間使用すればＱＤの劣化によってＱＤ−ＬＥＤの輝度が減少するという問題があった。すなわち、このようなＱＤを使用する場合、ＱＤ−ＬＥＤバックライトを使用した液晶表示装置の寿命を確保あるいは保障し難いという問題があった。
韓国公開特許第１０−２０１２−０００９３１５号公報
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ＱＤ（ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ）だけでなくＱＤが担持された構造体もまた、白色光の実現のための色変換機能を持つ発光ダイオードの色変換用基板及びその製造方法を提供することである。
このために、本発明は、発光ダイオード上に配置される第１ガラス基板；前記第１ガラス基板と対向するように形成される第２ガラス基板；前記第１ガラス基板と前記第２ガラス基板との間に配置され、中空部が形成されており、黄色蛍光体と低融点フリットガラスとの混合物からなる構造体；前記中空部に充填されるＱＤ；及び前記第１ガラス基板と前記構造体の下面との間及び前記第２ガラス基板と前記構造体の上面との間にそれぞれ形成される封止材を含むことを特徴とする発光ダイオードの色変換用基板を提供する。
ここで、前記黄色蛍光体は、ＹＡＧ系の蛍光体であってよい。
また、前記低融点フリットガラスは、６５０℃以下の軟化点を有するものであってよい。
そして、前記低融点フリットガラスは、１．７以上の屈折率を有するものであってよい。
しかも、前記封止材は、低融点フリットガラスからなるものであってよい。
また、前記構造体は、前記第１ガラス基板及び前記第２ガラス基板の間に複数配置されていてよい。
一方、本発明は、中空部が形成されており、黄色蛍光体と低融点フリットガラスからなる構造体を製造する構造体製造段階；前記構造体を第１ガラス基板上に配置する構造体配置段階；前記第１ガラス基板上に配置された前記構造体の中空部にＱＤを充填するＱＤ充填段階；前記構造体上に前記第１ガラス基板と対向する形態で第２ガラス基板を配置する第２ガラス基板配置段階；及び前記第１ガラス基板、前記構造体及び前記第２ガラス基板をシール（ｓｅａｌｉｎｇ）するシーリング段階を含むことを特徴とする発光ダイオードの色変換用基板の製造方法を提供する。
ここで、前記構造体製造段階は、前記低融点フリットガラス粉末に前記黄色蛍光体を混合して顆粒粉末を造粒する過程、及び前記顆粒粉末を四角枠状に成形し焼成する過程を含んでいてよい。
また、前記構造体配置段階では、低融点フリットガラスからなる第１封止材を介して前記第１ガラス基板上に前記構造体を固定していてよい。
そして、前記第２ガラス基板配置段階では、低融点フリットガラスからなる第２封止材を介して前記構造体上に前記第２ガラス基板を固定していてよい。
このとき、前記シーリング段階では、前記第１封止材及び前記第２封止材にレーザを照射して前記第１ガラス基板と前記構造体及び前記第２ガラス基板と前記構造体をレーザシールしていてよい。
さらに、本発明は、黄色蛍光体と低融点フリットガラスとを混合してペーストを調製するペースト調製段階；前記ペーストを第１ガラス基板上に印刷して中空部が形成されている構造体を形成する構造体形成段階；前記第１ガラス基板上に形成された前記構造体の中空部にＱＤを充填するＱＤ充填段階；前記構造体上に前記第１ガラス基板と対向する形態で第２ガラス基板を配置する第２ガラス基板配置段階；及び前記構造体及び前記第２ガラス基板をシール（ｓｅａｌｉｎｇ）するシーリング段階を含むことを特徴とする発光ダイオードの色変換用基板の製造方法を提供する。
ここで、前記第２ガラス基板配置段階では、低融点フリットガラスからなる封止材を介して前記構造体上に前記第２ガラス基板を固定していてよい。
このとき、前記シーリング段階では、前記封止材にレーザを照射して前記構造体と前記第２ガラス基板をレーザシールしていてよい。
また、前記黄色蛍光体としては、ＹＡＧ系の蛍光体を使用していてよい。
そして、前記低融点フリットガラスとしては、軟化点が６５０℃以下で、且つ屈折率が１．７以上のフリットガラスを使用していてよい。
本発明によれば、ＱＤが担持される構造体に黄色蛍光体を含ませることにより、ＱＤ（ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ）だけでなくＱＤが担持された構造体もまた、白色光の実現のための色変換機能を持つことができ、その結果、ＱＤの劣化などにより減少する発光ダイオードやこれをバックライトとして使用するディスプレイ装置の寿命を延長あるいは補償することができる。
また、本発明によれば、ＱＤが担持される構造体を黄色蛍光体及びこれと屈折率がほぼ同じの低融点フリットガラスから形成することにより、発光ダイオードの発光効率を向上させることができる。
また、本発明によれば、構造体と該構造体の上下側に配置される基板を低融点フリットガラスからなる封止材を介してレーザシールすることにより、製造される発光ダイオードの色変換用基板の気密封止（ｈｅｒｍｅｔｉｃ ｓｅａｌｉｎｇ）を実現することができ、これにより、色変換用基板の内部に担持されているＱＤを外部から完璧に保護することができる。
本発明の一実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の他の実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板を示す平面図である。 図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 本発明の一実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法を工程順に示す工程図である。 本発明の一実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法を工程順に示す工程図である。 本発明の一実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法を工程順に示す工程図である。 本発明の一実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法を工程順に示す工程図である。 本発明の他の実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の他の実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法を工程順に示す工程図である。 本発明の他の実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法を工程順に示す工程図である。 本発明の他の実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法を工程順に示す工程図である。
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板及びその製造方法について詳細に説明する。
なお、本発明を説明するにあたって、関連した公知機能あるいは構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にし得ると判断された場合、その詳細な説明は省略する。
図１及び図２に示したように、本発明の一実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板１００は、発光ダイオード上に配置され、これを封止すると共に、発光ダイオードから放出された光の一部を色変換させる基板である。これにより、色変換用基板１００と発光ダイオードを含む発光ダイオードパッケージは、例えば、青色発光ダイオードから放出された青色光と色変換用基板１００により色変換された光とが混合されてなる白色光を外部に放出するようになる。ここで、図示してはいないが、発光ダイオードは、本体及び発光ダイオードチップを含んでなるものであってよい。本体は、所定形状の開口部が形成された構造物であって、発光ダイオードチップが実装される構造的空間を提供する。このような本体には、発光ダイオードチップを外部電源と電気的に接続させるワイヤーとリードフレームが設置される。また、発光ダイオードチップは、外部から印加される電流によって光を放出する光源であって、本体に実装され、ワイヤーとリードフレームを介して外部電源と連結され、電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）を提供するｎ型半導体層と正孔（ｈｏｌｅ）を提供するｐ型半導体層の順方向接合で構成される。
このように、発光ダイオード上に配置される本発明の一実施例に係る色変換用基板１００は、第１ガラス基板１１０、第２ガラス基板１２０、構造体１３０、ＱＤ（ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ）１４０、及び封止材１５０を含んでなる。
第１ガラス基板１１０は、色変換用基板１００において発光ダイオードに隣接して配置される部分である。このような第１ガラス基板１１０は、発光ダイオード上に配置される。また、第２ガラス基板１２０は、第１ガラス基板１１０と対向するように形成され、色変換用基板１００において発光ダイオードと最も離れて配置される。すなわち、第１ガラス基板１１０と第２ガラス基板１２０とは、これらの間に配置される構造体１３０、ＱＤ１４０、及び封止材１５０によって互いに対向する構造を有するように離間する。このような第１ガラス基板１１０と第２ガラス基板１２０は、構造体１３０に担持されるＱＤ１４０を外部環境から保護すると共に、発光ダイオードから発せられた光を外部に放出させる通路となる。このために、第１ガラス基板１１０と第２ガラス基板１２０は、透明なガラス基板からなるものであってよい。本発明の一実施例において、第１ガラス基板１１０及び第２ガラス基板１２０は、ホウケイ酸ガラス（ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓ）またはソーダ石灰ガラス（ｓｏｄａ ｌｉｍｅ ｇｌａｓｓ）からなるものであってよい。
構造体１３０は、第１ガラス基板１１０と第２ガラス基板１２０との間に配置される。このような構造体１３０の中心部には、ＱＤ１４０を担持するための中空部が形成されている。すなわち、図示したように、構造体１３０は、略四角枠状に形成される。本発明の一実施例において、このような構造体１３０は、黄色蛍光体と低融点フリット（ｆｒｉｔ）ガラスとの混合物からなる。ここで、黄色蛍光体は、ＹＡＧ系の蛍光体であってよい。
このように、構造体１３０に黄色蛍光体が含まれていると、ＱＤ１４０だけでなく、ＱＤ１４０が担持された構造体１３０もまた、白色光の実現のための色変換機能を持つことができる。これにより、発光ダイオードの長期間の使用によりＱＤ１４０が劣化しても、黄色蛍光体が含まれている構造体１３０がＱＤ１４０の色変換機能を補完できるようになり、発光ダイオード及びこれをバックライトとして使用するディスプレイ装置の寿命を延長あるいは補償することができるようになる。
一方、黄色蛍光体と共に構造体１３０をなす低融点フリットガラスは、６５０℃以下の軟化点を有し、且つ１．７以上の屈折率を有するＢｉ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３系のフリットガラスからなるものであってよい。ここで、低融点フリットガラスの軟化点が６５０℃を超えると、第１ガラス基板１１０及び第２ガラス基板１２０との接着時にこれらの歪点（ｓｔｒａｉｎ ｐｏｉｎｔ）よりも高くなり、第１ガラス基板１１０及び第２ガラス基板１２０の変形を起こし易い。また、低融点フリットガラスの屈折率が１．７以上であってはじめて、ＹＡＧ系の黄色蛍光体の屈折率とほぼ等しくマッチング（ｍａｔｃｈｉｎｇ）されて、発光ダイオードの発光効率を向上させることができる。なお、低融点フリットガラスと黄色蛍光体との屈折率がマッチングしないと、光の散乱により、十分な発光効率を得ることができなくなる。
また、本発明の一実施例に係る構造体１３０は、封止材１５０をなす低融点ガラスと同じ成分の低融点フリットガラスを含むことにより、封止材１５０とのレーザシーリング（ｌａｓｅｒ ｓｅａｌｉｎｇ）による気密封止を実現することができ、これにより、内部に担持されるＱＤ１４０を外部から完璧に保護することができる。
このような構造体１３０は、粉末成形法にて製作後に第１ガラス基板１１０に接着するか、ペースト（ｐａｓｔｅ）状に調製後に印刷工程にて第１ガラス基板１１０に形成してよいが、これについては、下記の色変換用基板の製造方法のところでより詳細に説明することにする。
ＱＤ１４０は、構造体１３０の中空部に充填される。このとき、ＱＤ１４０は、レーザシールされる第１ガラス基板１１０、第２ガラス基板１２０、構造体１３０、及び封止材１５０により気密封止され、外部から完璧に保護できる。ここで、ＱＤ１４０は、略１〜１０ｎｍの径を有する半導体物質のナノ結晶（ｎａｎｏ ｃｒｙｓｔａｌ）であり、量子閉じ込め（ｑｕａｎｔｕｍ ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ）効果を示す物質である。このようなＱＤ１４０は、発光ダイオードから放出される光の波長を変換して波長変換光、すなわち、蛍光を発生させる。本発明の一実施例において、発光ダイオードには青色発光ダイオードが使用されるので、このような青色光との混色によって白色光を実現するために、ＱＤ１４０は、青色発光ダイオードから発光された光の一部を黄色に波長変換させるＱＤ物質からなるものであってよい。
封止材１５０は、第１ガラス基板１１０と構造体１３０の下面及び第２ガラス基板１２０と構造体１３０の上面との間にそれぞれ形成される。これにより、封止材１５０にレーザを照射するシーリング工程によって、ＱＤ１４０は、封止材１５０を介して付着された第１ガラス基板１１０と構造体１３０及び第２ガラス基板１２０と構造体１３０により気密封止され、外部から完璧に保護できる。本発明の一実施例において、このような封止材１５０は、第１ガラス基板１１０と第２ガラス基板１２０及び構造体１３０とのレーザシーリングが可能になるように、これらと同一又はほぼ同じの熱膨張係数（ＣＴＥ）を有するフリットガラスからなるものであってよい。また、封止材１５０は、第１ガラス基板１１０及び第２ガラス基板１２０に封止材１５０を形成する焼成工程時に第１ガラス基板１１０及び第２ガラス基板１２０が変形されることを防止するために、第１ガラス基板１１０及び第２ガラス基板１２０よりも軟化点（ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）が相対的に低いフリットガラスからなることが好ましい。例えば、封止材１５０は、８００〜９００ｎｍ波長帯のレーザ吸収率に優れるＶ２Ｏ５−Ｐ２Ｏ５系フリットガラスやＢｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系フリットガラスからなるものであってよい。すなわち、封止材１５０は、構造体１３０をなす低融点フリットガラスと同じ成分の低融点フリットガラスからなるものであってよい。
以下、本発明の他の実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板について、図３及び図４を参照して説明することにする。
図３は、本発明の他の実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板を示した平面図であり、図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
図３及び図４に示したように、本発明の他の実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板２００は、互いに対向する第１基板１１０と第２基板１２０との間に複数の構造体１３０が配置されている構造であって、本発明の一実施例に比べて、構造体１３０の個数及びこれに伴うＱＤ１４０の形成個数だけに違いがあるため、構成要素自体についての具体的な説明は重複することから省略することにする。
このような構造の色変換用基板２００は、大画面ディスプレイのバックライト光源や大面積照明装置の光源に使用される多数の発光ダイオードに適用される基板であってよく、または一つの構造体１３０を基準とするあるいは一つの構造体１３０で定義されるセル（ｃｅｌｌ）毎に多数個に分離され、分離されたセル毎にこれらに対応する数の発光ダイオードにそれぞれ適用される分離前段階の母基板であってよい。
以下、本発明の一実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法について、図５〜図９を参照して説明することにする。
図５に示したように、本発明の一実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法は、構造体製造段階（Ｓ１）、構造体配置段階（Ｓ２）、ＱＤ充填段階（Ｓ３）、第２ガラス基板配置段階（Ｓ４）、及びシーリング段階（Ｓ４）を含む。
先ず、図６に示したように、構造体製造段階（Ｓ１）は、中心部にＱＤ（図８の１４０）を担持するための中空部が形成されている構造体１３０を製造する段階である。当該構造体製造段階（Ｓ１）では、６５０℃以下の軟化点を有し、且つ１．７以上の屈折率を有するＢｉ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３系の低融点フリットガラス粉末にＹＡＧ系の黄色蛍光体を混合して顆粒粉末（ｇｒａｎｕｌｅ）を造粒した後、これを四角枠状に成形し、焼成して、四角枠状の構造体１３０を製造する。
次いで、図７に示したように、構造体配置段階（Ｓ２）は、製造された構造体１３０を第１ガラス基板１１０上に配置する段階である。構造体配置段階（Ｓ２）では、封止材１５０を介して第１ガラス基板１１０上に構造体１３０を固定していてよい。このとき、構造体配置段階（Ｓ２）では、ペースト状の封止材１５０を第１ガラス基板１１０と接合される接合面である構造体１３０の下面に塗布していてよい。また、構造体配置段階（Ｓ２）では、第１ガラス基板１１０上に構造体１３０の下面と対応する形態でペースト状の封止材１５０を印刷方式にて塗布していてもよい。
このように、第１ガラス基板１１０と構造体１３０とを連結する媒介体として作用する封止材１５０としては、第１ガラス基板１１０よりも軟化点が相対的に低い低融点フリットガラスを使用していてよい。例えば、封止材１５０としては、Ｖ２Ｏ５−Ｐ２Ｏ５系フリットガラスやＢｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系フリットガラスを使用していてよい。
次いで、図８に示したように、ＱＤ充填段階（Ｓ３）は、構造体１３０の中空部にＱＤ１４０を充填する段階である。ＱＤ充填段階（Ｓ３）では、青色発光ダイオードから発せられた光の一部を黄色に波長変換させるＱＤ１４０物質を構造体１３０の中空部に充填する。
次いで、図９に示したように、第２ガラス基板配置段階（Ｓ４）は、構造体１３０上に第１ガラス基板１１０と対向する形態で第２ガラス基板１２０を配置する段階である。第２ガラス基板配置段階（Ｓ４）では、第１ガラス基板１１０と構造体１３０との間に形成された封止材と同じ成分の低融点フリットガラスからなる封止材１５０を介して構造体１３０上に第２ガラス基板１２０を固定する。このとき、構造体配置段階（Ｓ２）と同様、第２ガラス基板配置段階（Ｓ４）では、ペースト状の封止材１５０を構造体１３０の上面に塗布するか、または第２ガラス基板１２０の下面に構造体１３０の上面と対応する形態でペースト状の封止材１５０を印刷方式にて塗布していてよい。
最後に、シーリング段階（Ｓ５）は、第１ガラス基板１１０、構造体１３０、及び第２ガラス基板１２０をシールする段階である。シーリング段階では、第１ガラス基板１１０と構造体１３０との間及び構造体１３０と第２ガラス基板１２０との間に形成されている封止材１５０にそれぞれレーザを照射して、第１ガラス基板１１０と構造体１３０及び構造体１３０と第２ガラス基板１２０をレーザシーリングによって気密封止させる。
このように、シーリング段階（Ｓ５）が完了すると、発光ダイオードの色変換用基板（図１の１００）が製造される。このような本発明の実施例に係る製造方法にて発光ダイオードの色変換用基板１００を製造すれば、従来のＱＤ保護のための多層コーティング工程が省略されることから、従来よりも製造コストが削減でき、且つ従来のＱＤ担持のためのエッチング工程が省略されることから、基板の厚さに対する制約から自由になることができ、特に、粉末成形法にて構造体１３０を製造することによって、少ない製造コストでも構造体１３０を大量生産することができる。
一方、本発明の一実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法では一つのセル（ｃｅｌｌ）を製造する方法について説明したが、複数個の構造体１３０を製造し、該構造体１３０を一つの第１ガラス基板１１０上に配列した後、前記したような一連のＱＤ充填段階（Ｓ３）、第２ガラス基板配置段階（Ｓ４）、及びシーリング段階（Ｓ５）を行って、ディスプレイのバックライト光源や大面積照明の光源に適用される複数個の発光ダイオードアレイの色変換用基板（図３の２００）として製造することもできる。また、前記した工程にて当該色変換用基板（図３の２００）を製造した後、構造体１３０で画成されるセル毎に切り出すことで、個別の発光ダイオードに適用される色変換用基板（図１の１００）に対する大量生産を容易にすることもできる。
以下、本発明の他の実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法について、図１０〜図１３を参照して説明することにする。
図１０に示したように、本発明の他の実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法は、ペースト製造段階（Ｓ１）、構造体形成段階（Ｓ２）、ＱＤ充填段階（Ｓ３）、第２ガラス基板配置段階（Ｓ４）、及びシーリング段階（Ｓ５）を含む。
先ず、ペースト製造段階（Ｓ１）では、低融点フリットガラス粉末にＹＡＧ系の黄色蛍光体を添加及び混合してペーストを調製する。次いで、図１１に示したように、構造体形成段階（Ｓ２）では、ペースト調製段階（Ｓ１）によって調製したペーストを第１ガラス基板１１０上に印刷して、中空部が形成されている構造体１３０を形成する。次いで、図１２及び図１３に示したように、ＱＤ充填段階（Ｓ３）、第２ガラス基板配置段階（Ｓ４）、及びシーリング段階（Ｓ５）のような一連の工程を順次行っていてよく、これらの工程は本発明の一実施例と同一のものであるため、これらの工程についての詳細な説明は省略することにする。
本発明の他の実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法では、本発明の一実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法において構造体１３０を粉末成形法にて製造する工程とは異なり、印刷工程にて第１ガラス基板１１０上に構造体１３０を形成する。このため、本発明の一実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法における、第１ガラス基板１１０と構造体１３０との間に形成されていた封止材１５０は、本発明の他の実施例では省略される。すなわち、本発明の他の実施例に係る発光ダイオードの色変換用基板の製造方法では、構造体１３０と第２ガラス基板１２０との間だけに封止材１５０を形成し、この部分だけをレーザシールする。
以上、本発明を限定された実施例や図面に基づいて説明してきたが、本発明は前記の実施例に限定されるものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であればこのような記載から種々の修正及び変形が可能である。
よって、本発明の範囲は説明された実施例に限定されて決められてはならず、後述する特許請求の範囲及び特許請求の範囲と均等なもの等によって決められるべきである。
１００、２００：色変換用基板
１１０：第１ガラス基板
１２０：第２ガラス基板
１３０：構造体
１４０：ＱＤ

Claims (16)

  1. 発光ダイオード上に配置される第１ガラス基板；
    前記第１ガラス基板と対向するように形成される第２ガラス基板；
    前記第１ガラス基板と前記第２ガラス基板との間に配置され、中空部が形成されており、黄色蛍光体と低融点フリットガラスとの混合物からなる構造体；
    前記中空部に充填されるＱＤ；及び
    前記第１ガラス基板と前記構造体の下面との間及び前記第２ガラス基板と前記構造体の上面との間にそれぞれ形成される封止材；
    を含むことを特徴とする発光ダイオードの色変換用基板。
  2. 前記黄色蛍光体は、ＹＡＧ系の蛍光体であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードの色変換用基板。
  3. 前記低融点フリットガラスは、６５０℃以下の軟化点を有することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードの色変換用基板。
  4. 前記低融点フリットガラスは、１．７以上の屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードの色変換用基板。
  5. 前記封止材は、低融点フリットガラスからなることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードの色変換用基板。
  6. 前記構造体は、前記第１ガラス基板及び前記第２ガラス基板との間に複数配置されることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードの色変換用基板。
  7. 中空部が形成されており、黄色蛍光体と低融点フリットガラスからなる構造体を製造する構造体製造段階；
    前記構造体を第１ガラス基板上に配置する構造体配置段階；
    前記第１ガラス基板上に配置された前記構造体の中空部にＱＤを充填するＱＤ充填段階；
    前記構造体上に前記第１ガラス基板と対向する形態で第２ガラス基板を配置する第２ガラス基板配置段階；及び
    前記第１ガラス基板、前記構造体、及び前記第２ガラス基板をシール（ｓｅａｌｉｎｇ）するシーリング段階；
    を含むことを特徴とする発光ダイオードの色変換用基板の製造方法。
  8. 前記構造体製造段階は、
    前記低融点フリットガラス粉末に前記黄色蛍光体を混合して顆粒粉末を造粒する過程、及び
    前記顆粒粉末を四角枠状に成形し焼成する過程を含むことを特徴とする請求項７に記載の発光ダイオードの色変換用基板の製造方法。
  9. 前記構造体配置段階では、低融点フリットガラスからなる第１封止材を介して前記第１ガラス基板上に前記構造体を固定することを特徴とする請求項７に記載の発光ダイオードの色変換用基板の製造方法。
  10. 前記第２ガラス基板配置段階では、低融点フリットガラスからなる第２封止材を介して前記構造体上に前記第２ガラス基板を固定することを特徴とする請求項９に記載の発光ダイオードの色変換用基板の製造方法。
  11. 前記シーリング段階では、前記第１封止材及び前記第２封止材にレーザを照射して前記第１ガラス基板と前記構造体、及び前記第２ガラス基板と前記構造体をレーザシールすることを特徴とする請求項１０に記載の発光ダイオードの色変換用基板の製造方法。
  12. 黄色蛍光体と低融点フリットガラスとを混合してペーストを調製するペースト調製段階；
    前記ペーストを第１ガラス基板上に印刷して中空部が形成されている構造体を形成する構造体形成段階；
    前記第１ガラス基板上に形成された前記構造体の中空部にＱＤを充填するＱＤ充填段階；
    前記構造体上に前記第１ガラス基板と対向する形態で第２ガラス基板を配置する第２ガラス基板配置段階；及び
    前記構造体及び前記第２ガラス基板をシール（ｓｅａｌｉｎｇ）するシーリング段階；
    を含むことを特徴とする発光ダイオードの色変換用基板の製造方法。
  13. 前記第２ガラス基板配置段階では、低融点フリットガラスからなる封止材を介して前記構造体上に前記第２ガラス基板を固定することを特徴とする請求項１２に記載の発光ダイオードの色変換用基板の製造方法。
  14. 前記シーリング段階では、前記封止材にレーザを照射して前記構造体と前記第２ガラス基板をレーザシールすることを特徴とする請求項１３に記載の発光ダイオードの色変換用基板の製造方法。
  15. 前記黄色蛍光体としては、ＹＡＧ系の蛍光体を使用することを特徴とする請求項７または請求項１２に記載の発光ダイオードの色変換用基板の製造方法。
  16. 前記低融点フリットガラスとしては、軟化点が６５０℃以下で、且つ屈折率が１．７以上のフリットガラスを使用することを特徴とする請求項７または請求項１２に記載の発光ダイオードの色変換用基板の製造方法。
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