KR100845089B1 - 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법 - Google Patents

발광다이오드의 인캡슐레이션 방법 Download PDF

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조용훈
왕하오
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충북대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법에 관한 것으로, 포토이니시에이터를 함유하는 감광성 에폭시를 디스펜스하는 단계와, 감광성 에폭시에 발광다이오드 칩을 담그는 단계와, 발광다이오드 칩에 전류를 인가하여 상기 발광다이오드 칩에서 빛이 발광되며, 상기 빛에 의해 상기 감광성 에폭시가 폴리머라이즈되어 상기 발광다이오드 칩 상에 소정 형태를 가지는 인캡슐런트를 형성하는 단계와, 인캡슐런트된 발광다이오드에 잔류한 폴리머라이즈되지 않은 감광성 에폭시를 제거하는 단계를 구비하는 방법을 제공한다.
발광다이오드, 인캡슐레이션, 감광성 에폭시

Description

발광다이오드의 인캡슐레이션 방법{Encapsulation Method of Light Emitting Diode}
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 의한 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법을 도시한 개념도들이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 칩 유형의 다양한 실장 모양들에 대한 도면들이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실험예에 의한 제조 공정에 의해 발광다이오드 칩을 인캡슐레이션하는 공정의 전후를 도시한 사진들이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4a 및 도 4b의 빔 프로파일을 각각 도시한 도면들이다.
본 발명은 발광다이오드 인캡슐레이션 방법에 관한 것으로, 몰딩과 가열을 하지 않으면서 신속하게 경화시켜 제조 효율을 향상시키고 공정 비용과 노력을 절감할 수 있는 발광다이오드 인캡슐레이션 방법에 관한 것이다.
광다이오드 제조 과정에서 인캡슐레이션 방법은 신뢰성을 위해 발광다이오드를 보호하는 공정이다. 종래 기술에 의하면, 우선 진한 점성의 유동성 에폭시 수지를 몰드에 주입하고 발광다이오드 칩을 몰드 내부에 배치한다. 그 후, 인캡슐런트 물질을 가열 퍼니스에 넣고 고온에서 가열하거나 에폭시에 조사를 한다. 그러면, 점성의 유동성 에폭시 고분자 수지는 경화되어 인캡슐레이션이 완료된다. 다음, 커팅, 테스트 및 패키징 단계를 수행한다. 종래기술에 의한 발광다이오드의 인켑슐레이션 방법은 미국등록특허 6114090, 6583444, 6958250, 6507049호, 미국공개특허공보 2001/0026011, 200300011140호 등에 개시되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래 기술에 의한 인캡슐레이션 공정들에서는 램프 모양이 채용하는 몰드에 따라 제어되므로 몰드가 반드시 필요하고, 설비 가격은 고가이므로 발광 다이오드의 인캡슐레이션시 공정 비용이 많이 소모되는 문제점이 있었다.
또한, 이와 같은 종래 기술에서는 에폭시 수지의 열적 팽창 계수들과 발광다이오드 칩들 사이의 열적 팽창계수의 불일치로 인해서, 경화 공정과 에폭시 수지의 냉각과 수축 공정 시 발생하는 내부 스트레스(internal stress)가 에폭시 수지와 발광다이오드의 칩 사이에 발생하여 에폭시 수지의 크랙을 발생시키고, 발광다이오드 칩에 균열을 만들고, 접착을 분리하게 하고 리드 프레임에 연결된 부품을 이동 또는 탈착되도록 하는 문제점이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 목적은 제작 공정시 몰드가 불필요한 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 열공정을 채용하지 않고 공정 시간을 절감할 수 있도록 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법을 제공하는 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제1 측면은 (a) 포토이니시에이터를 함유하는 감광성 에폭시를 디스펜스하는 단계; (b) 상기 감광성 에폭시에 LED 칩을 담그는 단계; (c) 상기 LED 칩에 전류를 인가하여 상기 LED 칩에서 빛이 발광되며, 상기 빛에 의해 상기 감광성 에폭시가 폴리머라이즈되어 상기 LED 칩 상에 소정 형태를 가지는 인캡슐런트를 형성하는 단계; 및 (d) 상기 인캡슐런트된 LED에 잔류한 폴리머라이즈되지 않은 감광성 에폭시를 제거하는 단계를 구비하는 LED의 인캡슐레이션 방법을 제공한다.
감광성 에폭시가 발광다이오드칩으로부터 발광되는 빛에 노출되어 감광성 에폭시의 자유 라디칼 폴리머라이제이션 반응을 일으키고, 실온에서 특정한 폴리머라이즈 캡을 형성하기 위해 발광다이오드 칩 상에 신속한 경화를 수행함으로써 발광다이오드의 인캡슐레이션 제조 공정 동안 몰드와 베이킹 공정이 불필요하게 되어 종래의 인캡슐레이션 공정을 간단하게 하고, 제조 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 감광성 에폭시는 2개의 필수 성분을 포함한다. 첫 번째 필수 성분은 애럴 아크릴레이트 및 애럴 메타크릴레이트(애럴 아크릴레이트 모노머)로 구성된 그룹으로부터 선택된 광감광성 에틸레니컬리(ethylenically) 불포화된 모노머이다.
애럴 아크릴레이트 모노머로는 애럴 디아크릴레이트(aryl diacrylates), 애럴 트리아크릴레이트(aryl triacrylates) 및 애럴 테트라아크릴레이트(aryl tetra acrylates)이며, 예를 들면 벤젠(benzene), 나프탈렌(naphthalene), 비스페놀-A(bisphenol-A), 바이페닐렌(biphenylene), 메탄 바이페닐렌(methane biphenylene), 트리플루오로메탄 바이페닐렌(trifluoromethane biphenylene), 및 페녹시페닐렌(phenoxyphenylene) 상에 염기로 치환된 디아크릴레이트, 트리아크릴레이트 및 테트라아크릴레이트이다.
바람직한 애럴 아크릴레이트 모노머는 복수의 작용기를 가진 애럴 아크릴레이트 및 메타크릴레이트이며, 더 바람직한 애럴 아크릴레이트 모노머는 비스페놀-A 구조 상에 염기로 치환된 디, 트리, 및 테트라 아크릴레이트이다. 더욱 더 바람직한 애럴 아크릴레이트 모노머는 알콕시레이티드 비스페놀-A 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트(alkoxylated bisphenol-A diacrylates and dimethacrylates)이며, 예를 들면 에톡시레이티드 비스페놀-A 디아크릴레이트와 디메타크릴레이트(ethoxylated bisphenol-A di-acrylate and dimethacrylates), 프로폭시레이티드 비스페놀 A 디아크릴레이트와 디메타크릴레이트(propoxylated bisphenol A diacrylates and dimethacrylates), 및 에톡시레이티드 헥사플루오로비스페놀-A 디 아크릴레이트와 디메타크릴레이트(ethoxylated hexafluorobisphenol-A diacrylates and dimethacrylates)이다. 선택된 애럴 아크릴레이트 모노머는 에톡시레이티드 비스페놀-A 디아크릴레이트와 디메타크릴레이트이다.
한편, 조성에서 애럴 아크릴레이트 모노머 양은 폭넓게 변할 수 있으며, 광전송 디바이스의 광전송요소와 같은 용도의 포토폴리머의 준비를 위한 감광성 에폭시 성분에 일반적으로 사용되는 양이 이용될 수 있다. 애럴 아크릴레이트 모노머 양은 일반적으로 조성 중량비로 35％ 내지 99.9％이며, 바람직하게는 60％ 내지 98％이고, 더 바람직하게는 65％ 내지 95％이다.
감광성 에폭시는 2개의 다른 필수 성분은 포토이니시에이터를 포함한다. 포토이니시에이터는 활성화된 핵종을 생성하기 화학선 방사(actinic radiation)에 의해 활성화된다. 포토이니시에이터는 빛의 조사시에 자유 래디칼로 분해시키는 화합물로, 그 래디칼들은 모노머와 프리폴리머의 폴리머라이즈를 유도한다. 포토이니시에이터는 2가지 종류가 있는데 자유 래디칼과 이오닉 포토이니시에이터들이다. 활성화된 핵종은 애럴 아크릴레이트 모노머의 포토 폴리머라이제이션을 유도한다.
바람직한 포토 이니시에이터는 1-히드록시-시클로헥실-페닐 케톤(1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone) (Irgacure184), 벤조인(benzoin), 벤조인 에틸 에테르(benzoin ethyl ether), 벤조인 이소프로필 에테르(benzoin isopropyl ether), 벤조페논(benzophenone), 벤지디메틸 케탈(benzidimethyl ketal) (Irgacure 651), a.a-디에틸록시 아세토페논(α,α-diethyloxy acetophenone), a,a-디메틸록시-a-히 드록시 아세토페논(α,α-dimethyloxy-α-hydroxy acetophenone) (Darocur 1173), 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸-프로판-1-온(1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-propan-1-one) (Darocur 2959), 2-메틸-1-[4-메틸싸이오]페닐-2-모포리노-프로판-1-온(2-methyl-1-[4-methylthio]phenyl-2-morpholino-propan-1-one) (Irgacure 907), 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모포리노페닐)-부탄-1-온(2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butan-1-one) (Irgacure 369), 폴리{1-[4-(1-메틸비닐)페닐]-2-히드록시-2-메틸-프로판-1-온}(poly{1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-propan-1-one}) (Esacure KIP), [4-(4-메틸페닐싸이오)-페닐]페닐메탄온([4-(4-methylphenylthio)-phenyl]phenylmethanone) (Quantacure BMS), 및 디-캠피어퀴논(di-campherquinone)을 포함한다.
더 바람직한 포토이니시에이터는 벤지디메틸 케탈(benzidimethyl ketal) (Irgacure 651), a,a-디에틸록시 아세토페논(α,α-diethyloxy acetophenone), a,a-디메틸록시-a-히드록시 아세토페논(α,α-dimethyloxy-α-hydroxy acetophenone) (Darocur1173), 1-히드록시-시클로헥실-페닐 케톤(1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone) (Irgacure 184), 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-드록시-2-메틸-프로판-1-온(1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-propan-1-one) (Darocur 2959), 2-메틸-1-4-(메틸싸이오)페닐}-2-모포리노-프로판-1-온(2-methyl-1-4-(methylthio)phenyl}-2-morpholino-propan-1-one) (Irgacure 907), 및 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모포리노페닐)부탄-1-온(2-benzyl-2- dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)butan-1-one) (Irgacure 369)을 포함한다.
한편, 포토이니시에이터의 양은 폭넓게 변할 수 있는데, 포토이니시에이터의 양은 조성 중량비로 0.1％ 내지 10.0％이 적당하고, 바람직하게는 포토이니시에이터의 양은 조성 중량비로 0.5％ 내지 10％이고, 더 바람직하게는 전체 조성 중량비로 0.5％ 내지 5％이다.
포토이니시에이터는 발광다이오드에서 조사되는 광의 파장 대역의 적어도 일부와 반응하도록 구성함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
또한, 감광성 에폭시의 스펙트럼 반응을 유용한 스펙트럼 영역, 예컨대 레이저가 여기하는 근자외선 영역 및 가시광선 스펙트럼 영역으로 확장하는 센시타이저(sensitizer)를 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명을 구현할 때, 물질 사이에 접착 강도를 증가시킬 수 있도록 0.1％ 내지 20％의 세일린 커플링 에이전트(saline coupling agent)가 첨가될 수 있다.
또한, 0.01％ 내지 15％의 자외선 흡수제가 자외선 디그러데이션에 대한 저항성을 증가시키기 위해 첨가될 수도 있다. 0.01％ 내지 20％의 힌더드 아민 광 스터빌라이저(Hindered Amine Light Stabilizer)가 자유 라디칼 화학적 구조 파괴를 피하기 위해 첨가될 수도 있다.
바람직하게는, 산화방지제를 추가로 구비할 수 있고, 산화방지제는 1,3,5-트릴메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-테르트-부틸)-4-히드록시벤질)벤젠(1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl)-4-hydroxybenzyl)benzene); 1,1,3-트리스-(2-메틸- 4-히드록시-5-테르트-부틸페닐)부탄(1,1,3-tris-(2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl)butane); 4,4'-부틸리덴-비스-(6-테르트-부틸-3-메틸페놀)(4,4'-butylidene-bis-(6-tert-butyl-3-methylphenol)); 4,4'-싸이오비스-(6-테르트-부틸-3-메틸페놀)(4,4'-thiobis-(6-tert-butyl-3-methylphenol)); 트리스-(3,5-디-테르트-부틸-4-히드록시벤질)이소시아뉴레이트(tris-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurate); 세틸-3,5-디-테르트-부틸-4-히드록시벤젠(cetyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzene); 3,5-디-테르트-부틸-4-히드록시벤조산(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoic acid); 1,3,5-트리스-테르트-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질(1,3,5-tris-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl); 스티얼-3-(3,5-디-테르트-부틸-4-히드록시페닐)프로피온네이트(stearyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate); 펜타에리트리톨-테트라비스(3,5-디-테르트-부틸-4-히드록시페닐)(pentaerythritol-tetrabis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)); 및 싸이오디에틸렌-비스-(3,5-디-테르트-부틸-4-히드록시)히드로신나메이트(thiodiethylene-bis-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy)hydrocinnamate)를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 치환된 페놀이다.
한편, 상기 감광성 에폭시 수지에 단일 또는 복수의 유기물 발광체 또는 무기물 발광체 (예: 다양한 형광 물질, 반도체 양자점, 유기물 반도체 등)를 포함시킴으로서, 상기 발광다이오드 칩에서 발광된 빛의 일부 또는 전부를 상기 유기물 및 무기물 발광체가 흡수하고, 상기 유기물 및 무기물 발광체가 2차적인 빛을 재발 광하도록 하여 넓은 스펙트럼을 갖는 다양한 파장의 빛 (예: 백색광)을 방출하도록 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법이 가능하다.
또한, 상기 감광성 에폭시 수지에 단일 또는 복수의 금속 미세 입자 (금속 나노 및 마이크로 입자)를 포함시킴으로서, 상기 발광다이오드 칩에서 발광된 빛의 일부 또는 전부를 상기 금속 미세 입자가 흡수, 산란 또는 증폭시키도록 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법도 가능하다.
그리고, 상기 감광성 에폭시 수지에 단일 또는 복수의 유기물 발광체 또는 무기물 발광체 (예: 다양한 형광 물질, 반도체 양자점, 유기물 반도체 등), 그리고 금속 미세 입자 (금속 나노 및 마이크로 입자)를 포함시킴으로서, 상기 발광다이오드 칩에서 발광된 빛의 일부 또는 전부를 상기 유기물 또는 무기물 발광체가 흡수하여 2차적인 빛을 재발광되고, 또한 이렇게 상기 발광다이오드 칩에서 발광된 빛의 일부 또는 전부, 그리고 상기 유기물 또는 무기물 발광체가 재발광된 빛을 금속 미세 입자가 흡수, 산란 또는 증폭시키도록 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법도 가능하다.
따라서, 상기 발광다이오드의 인갭슐레이션 방법을 통하여 상기 감광성 에폭시 수지에 유기물 및 무기물 발광체, 금속 입자 등을 다양하게 결합시킴으로써 다중 파장 특성 및 개선된 성능의 발광다이오드 제작이 가능해진다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명 의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 의한 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법을 도시하고 있다.
먼저, 유동성 있는 감광성 에폭시(100)를 용기에 디스펜스하고(도 1a), 인캡슐레이션 하고자 하는 발광다이오드 칩(10)을 감광성 에폭시(100)에 담근다(도 1b).
다음으로, 발광다이오드 칩(10)에 전류를 인가하여 발광다이오드 칩(10)에서 빛이 발광되어 그 빛에 의해 감광성 에폭시(100)가 폴리머라이즈되어 발광다이오드 칩(10) 상에 소정 형태를 가지는 인캡슐런트(20)를 형성한다(도 1c). 즉, 점성의 유동성 고분자 수지는 단단해지게 되고 발광다이오드 칩 상에 신속한 경화 공정은 특정한 폴리머라이즈 캡을 형성한다. 다음으로, 폴리머라이즈되지 않고 잔류한 감광성 에폭시(100)를 제거한다(도 1d). 이후에, 커팅, 테스트 및 패키징 등 공지의 단계를 수행한다.
본 발명의 특징적 구성 중 하나는 발광다이오드 칩(10)에서 조사되는 빛을 인캡슐레이션에 이용하므로 별도의 몰드를 채용할 필요가 없다는 점이고, 발광다이오드 칩(10)을 인캡슐레이션 하기 위해서 주입되는 전류는 DC 전류 또는 AC 전류를 인가할 수 있다.
본 발명에 의한 감광성 에폭시(100)는 발광다이오드 칩(10)으로부터 발광되는 빛에 노출되어 감광성 에폭시(100)의 자유 래디칼 폴리머라이제이션 반응을 일 으키며, 발광다이오드 칩(10)에 대한 신속한 경화공정은 특정한 폴리머라이즈 캡(20)을 형성한다.
인캡슐런트의 높은 분자 질량을 가진 감광성 에폭시(100)는 올리고머 또는 반응성 모노머 중 적어도 하나, 및 포토이니시에이터로 구성되는 감광성 에폭시를 포함한다.
감광성 에폭시(100)는 약 1분 이내에 발광다이오드 칩(10)으로부터 발광된 빛에 노출되어, 유동성 감광성 모노머 또는 폴리머의 자유 라디칼 폴리머라이제이션을 일으킨다. 그리고, 감광성 에폭시(100)는 특정하게 폴리머라이즈 캡을 형성하기 위해 발광다이오드 칩(100)상에 신속한 경화를 수행함으로써 발광다이오드 칩(100)의 인캡슐레이션 제조공정 동안 몰드의 필요성과 베이킹의 필요성이 필요 없게 하여 인캡슐레이션 공정을 간단하게 하고, 제조 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명은 다른 제조공정에 의해 제조된 발광다이오드 보다 훨씬 뛰어난 경도, 경화속도, 및 자외선 디그러데이션에 대한 저항성의 특성을 유지하는 인캡슐레이션 제조 공정을 제공할 수 있다.
본 발명에 개시된 제조공정에서 주목할 것은, 인캡슐레이션 공정 동안 유동성 감광성 에폭시 수지는 몰드 필요 없이 약 1 분내 발광다이오드 칩으로부터 발광된 빛에 노출되는 것만을 필요로 한다는 것이며, 이에 의해 신속한 경화가 실온 이하에서 이루어질 수 있다. 반면에, 종래의 제조 공정에서는 인캡슐레이션 동안 몰드가 필요했고 고온 공정이 필요했다. 따라서, 본 발명은 제조 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 공정 비용과 노력을 절감할 수 있는 효과를 달성할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 칩 유형의 다양한 실장 모양들에 대한 도면들이다.
도 2는 칩형 발광 다이오드를 설명하는 도면으로, 발광다이오드는 전극이 형성된 기판(1)과 기판(1) 상에 실장되는 발광다이오드 칩(2)을 포함하여 이루어진다. 발광 다이오드 칩(2)은 제1 전극(3) 상에 실장되고 와이어(7)를 통해 제2 전극(4)과 전기적으로 연결된다. 발광다이오드 칩(2)의 상부에는 발광 다이오드 칩(2)의 보호를 위해 인켑슐레이션이 필요함은 전술한 바와 같다.
도 3은 램프형 발광다이오드를 설명하는 도면으로, 발광 다이오드칩(12)은 선단에 반사부를 포함하는 제1 리드 단자(13)와 제1 리드 단자(13)와 소정 간격 이격된 제2 리드 단자(14)로 구성된다. 제1 리드 단자(13)의 반사부 내부에 발광다이오드칩(12)이 실장되고 발광 다이오드 칩(12)의 상부에는 발광 다이오드 칩(12)의 보호를 위해 인캡슐레이션이 수행된다. 발광 다이오드 칩(12)은 제2 리드 단자(14)와 와이어(17)로 연결된다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실험예에 의한 제조 공정에 의해 발광다이오드 칩을 인캡슐레이션하는 공정의 전후를 도시한 사진들이다.
도 4a를 참조하면, 티오- 캔(TO-CAN) 구조로 발광다이오드 칩이 내장된 구조의 일예를 사진으로 확인할 수 있고, 내부 삽입 그림은 발광다이오드 칩 부분을 특히 확대한 도면이다. 발광부와 배선들을 확인할 수 있다. 내부 사진의 붉은색 스케일 바는 0.1mm 의 크기이다.
도 4b를 참조하면, 발광다이오드 칩에서 발생한 광을 감광성 에폭시에 조사하여 그 빛에 의해 감광성 에폭시가 폴리머라이즈되어 발광다이오드 칩(10) 상에 소정 형태를 가지는 인캡슐런트를 형성한 상황을 실제 보여주는 사진이다. 내부 삽입 사진은 발광된 광에 의해 인캡슐런트가 발광다이오드 칩을 내부에 포함하는 형상으로 제조된 상황을 나타내고 있다.
다만, 도 4a 및 도 4b는 발광다이오드 칩이 마운트되어 있는 기판의 형상이 다소 상이하다. 이와 같이 다소 상이한 기판의 형상에 의하면 발광다이오드에서 발광되는 광의 프로파일도 다소 다른 양상을 가진다.
도 5a 및 도 5b는 도 4a 및 도 4b의 빔 프로파일을 각각 도시한 도면들이다.
도 5a를 참조하면 도 4a의 구조에서 서로 다른 전류가 유입될 때 빔 프로파일의 변화하는 모양을 나타낸 그래프이고, 도 5b를 참조하면 도 4b의 구조에서 서로 다른 전류가 유입될 때 빔 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 5a 및 도 5b에 의하면, 기판의 형상에 의해 빔 프로파일을 조절할 수 있고 적당한 빔 프로파일의 조절에 의하여 발광다이오드의 인캡슐레이션 모양을 변경하여 최적화할 수 있다. 또한, 발광다이오드에 인가되는 전류와 시간에 의해서도 인캡슐레이션 형상은 변화된다.
따라서, 발광다이오드에 인가되는 전류, 시간, 및 기판의 형상 등에 의해서 발광다이오드의 인캡슐레이션 형상은 조절가능하다.
본 발명의 사상이나 범위로부터 이탈됨이 없이 본 발명의 다양한 변경이 가 능해질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 구현예에 대한 상기의 설명은 예시의 목적으로만 제공될 것이며, 첨부된 청구 범위 및, 그것의 등가물에 의해서 한정되는 본발명을 제한하기 위한 목적을 위해서 제공되는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 종래 기술에 의한 인캡슐레이션 공정들에서는 램프 모양이 채용하는 몰드에 따라 제어되므로 몰드가 반드시 필요하고, 설비 가격은 고가이므로 발광다이오드 인캡슐레이션시 공정 비용이 많이 소모되는 문제점이 있었던 반면, 본 발명에 의하면 제작 공정시 몰드가 불필요하고, 열공정을 채용하지 않고 공정 시간을 절감할 수 있는 인캡슐레이션 방법을 제공하는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. (a) 포토이니시에이터를 함유하는 감광성 에폭시를 디스펜스하는 단계;
    (b) 상기 감광성 에폭시에 발광다이오드 칩을 담그는 단계;
    (c) 상기 발광다이오드 칩에 전류를 인가하여 상기 발광다이오드 칩에서 빛이 발광되며, 상기 빛에 의해 상기 감광성 에폭시가 폴리머라이즈되어 상기 발광다이오드 칩 상에 소정 형태를 가지는 인캡슐런트를 형성하는 단계; 및
    (d) 상기 인캡슐런트된 발광다이오드에 잔류한 폴리머라이즈되지 않은 감광성 에폭시를 제거하는 단계를 구비하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 감광성 에폭시 수지는 올리고머 및 포토이니시에이터를 함유하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 감광성 에폭시 수지는 반응성 모노머 및 포토이니시에이터를 함유하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 포토이니시에이터는 상기 발광다이오드 칩에서 발광되는 빛의 파장 대 역에 반응하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 감광성 에폭시는 상기 감광성 에폭시의 스펙트럼 반응을 확장하는 센시타이저(sensitizer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 감광성 에폭시는 중량비 0.1％ 내지 20％의 세일린 커플링 에이전트, 중량비 0.01％ 내지 15％의 자외선 흡수제, 또는 0.01％ 내지 20％의 힌더드 아민 광 스터빌라이저 중 적어도 하나를 포함하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 감광성 에폭시의 조성물은 1,6-헥사네디올(1,6-hexanediol diacrylate), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate), 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate), 에톡시레이티드 트리메틸프로판 트리아크릴레이트(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate), 글리세릴(glyceryl), 프로폭시레이티드 트리아크릴레이트(propoxylated triacrylate), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(pentaerythritol tetraacrylate), 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트(dipentaerythritol pentaacrylate), 및 디(트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트){di(trimethylolpropane) tetraacrylate}를 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 불포화 모노머; 및
    화학적 방사선에 노출되면 상기 모노머를 활성화할 수 있는 적어도 하나의 포토 이니시에이터를 구비하되,
    상기 포토이니시에이터는 에톡시레이티드 비스페놀 A 디아크릴레이트(ethoxylated bisphenol A diacrylate), 에톡시레이티드 헥사플루오로비스페놀(ethoxylated hexafluorobisphenol)로 구성된 그룹으로 부터 적어도 하나의 에티렌니컬리(ethylenically) 불포화 모노머의 포토폴리머라이즈 가능한 조성이 35% 내지 99.9%인 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 포토이니시에이터는 벤지디메틸 케탈(benzidimethyl ketal); a,a-디메틸록시-a-히드록시 아세토페논(α,α-dimethyloxy-α-hydroxy acetophenone); 1-히드록시-시클로헥실-페닐 케톤(1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone); 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸-프로판-1-온(1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-propan-1-one); 벤조페논(benzophenone); 벤조인(benzoin); 벤조인 에틸 에테르(benzoin ethyl ether); 벤조인 이소프로필 에테르(benzoin isopropyl ether); a,a-디에틸록시 아세토페논(α,α-diethyloxy acetophenone); 2-메틸-1-[4-메틸싸이오]페닐-2-모폴리노-프로판-1-온(2-methyl-1-[4-methylthio]phenyl-2-morpholino-propan-1-one); 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온(2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butan-1-one); 폴리{1-[4-(1-메틸비닐)페닐]2-메틸-프로판-1-온}(poly{1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]2-methyl-propan-1-one}); [4-(4-메틸페닐싸이오)-페닐]페닐메탄온([4-(4-methylphenylthio)-phenyl]phenylmethanone); 및 디-캠피어퀴논(di-campherquinone)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 포토이니시에이터는 벤지디메틸 케탈(benzidimethyl ketal); a,a-디에틸록시 아세토페논(α,α-diethyloxy acetophenone); a,a-디메틸록시-a-히드록시-아세토페논(α,α-dimethyloxy-α-hydroxy acetopheneone); 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤(1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone); 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸-프로판-1-온(1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-propan-1-one); 벤조페논(benzophenone); 2-메틸-1-[4-(메틸싸이오)페닐]-2-모폴리노-프로판-1-온(2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino-propan-1-one); 및 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온(2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butan-1-one)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 포토이니시에이터는 벤지디메틸 케탈(benzidimethyl ketal); a,a-디메틸록시-a-히드록시 아세토페논(α,α-dimethyloxy-α-hydroxy acetophenone); 1-히드록시-시클로헥실-페닐 케톤(1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone); 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸-프로판-1-온(1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-propan-1-one); 및 벤조페논(benzophenone)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 감광성 에폭시의 조성물은 지방족 에틸레니컬리 불포화된 모노머를 더 포함하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 지방족 에틸레니컬리 불포화된 모노머는 지방족 아크릴레이트 모노머 및 지방족 메타크릴레이트 모노머를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 지방족 에틸레니컬리 불포화된 모노머는 지방족 디아크릴레이트(aliphatic diacrylates), 지방족 트리아크릴레이트(aliphatic triacrylates), 지방족 테트라아크릴레이트(aliphatic tetraacrylates), 지방족 디메타크릴레이트(aliphatic dimethacrylates), 지방족 트리메타크릴레이트(aliphatic trimethacrylates), 및 지방족 테트라메타크릴레이트(aliphatic tetramethacrylates)를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 감광성 에폭시에는 산화방지제를 추가로 포함하고, 상기 산화방지제는 1,3,5-트릴메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-테르트-부틸)-4-히드록시벤질)벤젠(1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl)-4-hydroxybenzyl)benzene); 1,1,3-트리스-(2-메틸-4-히드록시-5-테르트-부틸페닐)부탄(1,1,3-tris-(2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl)butane); 4,4'-부틸리덴-비스-(6-테르트-부틸-3-메틸페놀)(4,4'-butylidene-bis-(6-tert-butyl-3-methylphenol)); 4,4'-싸이오비스-(6-테르트-부틸-3-메틸페놀)(4,4'-thiobis-(6-tert-butyl-3-methylphenol)); 트리스-(3,5-디-테르트-부틸-4-히드록시벤질)이소시아뉴레이트(tris-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurate); 세틸-3,5-디-테르트-부틸-4-히드록시벤젠(cetyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzene); 3,5-디-테르트-부틸-4-히드록시벤조산(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoic acid); 1,3,5-트리스-테르트-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질(1,3,5-tris-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl); 스티얼-3-(3,5-디-테르트-부틸-4-히드록시페닐)프로피온네이트(stearyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate); 펜타에리트리톨-테트라비스(3,5-디-테르트-부틸-4-히드록시페닐)(pentaerythritol-tetrabis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)); 및 싸이오디에틸렌-비스-(3,5-디-테르트-부틸-4-히드록시)히드로신나메이트(thiodiethylene-bis-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy)hydrocinnamate)를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 물질로 이루어지는 치환된 페놀인 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 감광성 에폭시 수지에 단일 또는 복수의 유기물 발광체 또는 무기물 발광체를 포함시킴으로서, 상기 발광다이오드 칩에서 발광된 빛의 일부 또는 전부를 상기 유기물 및 무기물 발광체가 흡수하고, 상기 유기물 및 무기물 발광체가 2차적인 빛을 재발광하도록 하여 넓은 스펙트럼을 갖는 다양한 파장의 빛을 방출하도록 하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 감광성 에폭시 수지에 단일 또는 복수의 금속 미세 입자를 포함시킴으로서, 상기 발광다이오드 칩에서 발광된 빛의 일부 또는 전부를 상기 금속 미세 입자가 흡수, 산란 또는 증폭시키도록 하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 감광성 에폭시 수지에 단일 또는 복수의 유기물 발광체 또는 무기물 발광체, 그리고 금속 미세 입자를 포함시킴으로서, 상기 발광다이오드 칩에서 발광된 빛의 일부 또는 전부를 상기 유기물 또는 무기물 발광체가 흡수하여 2차적인 빛을 재발광되고, 상기 발광다이오드 칩에서 발광된 빛의 일부 또는 전부, 그리고 상기 유기물 또는 무기물 발광체가 재발광된 빛을 금속 미세 입자가 흡수, 산란 또는 증폭시키도록 하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 인캡슐레이션 방법.
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