KR101615726B1 - 형광시트 성형장치 및 형광시트 - Google Patents

형광시트 성형장치 및 형광시트 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 형광체의 분포가 균일하게 형성되어 수율을 증가시킬 수 있는 대면적의 형광시트를 형성하는 형광시트 성형장치 및 형광시트를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 형광시트 성형장치는 서로 대향 배치되는 제1 가압 플레이트와 제2 가압 플레이트를 포함하며, 형광물질을 미리 설정된 압력으로 가압하는 가압부, 그리고 제2 가압 플레이트 상면에 결합되며, 형광물질이 위치되는 성형부를 갖고 가압부의 가압공정에 연동되어 형광물질을 형광시트로 성형하는 성형 플레이트를 포함하며, 성형 플레이트는 중심부에 배치되는 성형부, 그리고 성형부로부터 방사형으로 형성되어 성형부에서 발생된 가스를 외부로 안내하는 제1 배기통로를 포함한다.

Description

형광시트 성형장치 및 형광시트{FLUORESCENT SHEET PRESSURE MOLDING APPARATUS AND THE FLUORESCENT SHEET}
본 발명은 형광시트 성형장치 및 형광시트에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 차세대 조명용 광원 및 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 표시장치에 적용하는 백라이트용 광원으로 사용되고 있다.
이러한 발광 다이오드는 기판 상에 발광 다이오드 칩이 실장되는 패키지 형태로 형성할 수 있다. 그리고 발광 다이오드 칩의 외측에는 광효율 향상을 위한 형광층이 형성될 수 있다. 이때 종래에는 형광층을 형성하기 위해 발광 다이오드 패키지 상에 실장된 발광 다이오드 칩에 형광물질을 떨어뜨려 도포하는 방법이 사용되었다. 따라서 생산된 발광 다이오드 패키지마다 형광물질을 일일이 도포하여야 하므로 수율이 크게 떨어지는 문제가 있었다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 새로운 방식의 형광층 형성기술이 요구되고 있다.
본 발명의 일 실시예는 형광체의 분포가 균일하게 형성되어 수율을 증가시킬 수 있는 대면적의 형광시트를 형성하는 형광시트 성형장치 및 형광시트를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 형광시트 성형장치는 서로 대향 배치되는 제1 가압 플레이트와 제2 가압 플레이트를 포함하며, 형광물질을 미리 설정된 압력으로 가압하는 가압부, 그리고 제2 가압 플레이트 상면에 결합되며, 형광물질이 위치되는 성형부를 갖고 가압부의 가압공정에 연동되어 형광물질을 형광시트로 성형하는 성형 플레이트를 포함하며, 성형 플레이트는 중심부에 배치되는 성형부, 그리고 성형부로부터 방사형으로 형성되어 성형부에서 발생된 가스를 외부로 안내하는 제1 배기통로를 포함한다.
성형부는 이형 코팅층을 갖고 원형으로 형성되며, 성형부의 원주면에는 걸림턱이 외측으로 경사지게 형성될 수 있다. 성형부 주변에 원형으로 형성되어 성형부와 제1 배기통로를 연결하는 제2 배기통로를 더 포함할 수 있다. 성형부의 표면을 기준으로 걸림턱은 성형부의 표면보다 높게 형성되고, 제1 배기통로와 제2 배기통로는 성형부의 표면보다 낮게 형성될 수 있다. 성형부의 표면은 지름이 10mm~100mm이며, 깊이는 0.03mm~0.5mm로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 형광시트는 본 발명의 실시예에 따른 형광시트 성형장치에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 형광시트 성형장치는 다양한 형상의 형광시트 제작이 용이해지고, 나아가 대면적의 형광시트를 상대적으로 저가의 공정을 통해 대량 생산할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 형광시트 성형장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 성형 플레이트를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 성형 플레이트의 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 형광시트 성형장치에 의해 제조된 형광시트의 사진이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 형광시트 성형장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 성형 플레이트를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 성형 플레이트의 사진이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 형광시트 성형장치(10)는 가압부(40, 50), 그리고 성형 플레이트(30)를 포함한다. 형광시트 성형장치(10)는 상부 프레임(12)과 하부 프레임(18)의 결합구조로 틀을 형성한다. 상부 프레임(12)과 하부 프레임(18)은 수직 프레임으로 연결될 수 있다. 가압부(40, 50)의 가압동력을 제공하는 구동부(14)는 상부 프레임(12)에 결합된다. 구동부(14)는 정속과 정압을 유지할 수 있는 모터를 사용할 수 있으며, 3mm/분의 속도로 형광물질을 가압할 수 있다.
가압부(40, 50)는 서로 대향 배치되는 제1 가압 플레이트(40)와 제2 가압 플레이트(50)를 포함하며, 구동부(14)의 구동력을 전달받아 성형 플레이트(30)에 위치된 형광물질을 미리 설정된 압력으로 가압한다. 도 1을 참조하면, 제1 가압 플레이트(40)는 중량이 있는 제1 가압패널(42)을 사용할 수 있으며, 투명한 재질로 이루어진 제2 가압패널(44)로 형성할 수도 있다. 제1 가압패널(42)은 철판을 포함한 금속패널로 형성할 수 있으며, 제2 가압패널(44)은 유리패널로 형성할 수 있다. 제1 가압 플레이트(40)는 제1 가압패널(42)과 제2 가압패널(44)을 포함하는 복수개로 형성할 수도 있다. 따라서, 제1 가압 플레이트(40)는 도 1에 도시한 바와 같이 제1 가압패널(42)과 제2 가압패널(44)을 함께 사용할 수 있다. 제1 가압 플레이트(40)는 가이드부(16)에 지지된다. 가이드부(16)는 구동부(14)의 축에 연결되며, 구동부(14)의 구동에 따라 제1 가압 플레이트(40)를 가압하는 방향(화살표 방향)으로 이동되게 안내하거나 가압이 해제되는 방향으로 이동되게 안내하는 기능을 한다.
한편, 제1 가압 플레이트(40)는 이형필름을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 가압 플레이트(40)는 이형필름이 제2 가압패널(44)의 하부에 결합되고, 제2 가압패널(44)의 상부에 제1 가압패널(42)이 결합되는 구조로 형성할 수 있다. 이러한 결합구조는 제2 가압패널(44)을 우선 일정한 압력으로 누른 후, 제1 가압패널(42)로 다시 2차 압력을 가하여 균일성을 유지할 수 있다. 따라서, 제1 가압패널(42)과 제2 가압패널(44)을 통해 일정속도와 압력으로 형광물질을 2차로 가압할 수 있으며, 제2 가압패널(44)을 통하여 액상의 형광물질에 대한 흐름도를 파악할 수 있는 효과가 있다. 제1 가압 플레이트(40)는 이형필름이 제1 가압패널(42)의 하부에 바로 결합되는 구조로도 형성할 수 있다. 이러한 결합구조는 가압력을 정확히 파악한 후 사용하는 방법으로, 제2 가압패널(44)을 통해서 액상의 형광물질에 대한 흐름도를 파악할 필요가 없을 때 사용하는 방법이다. 또한, 제1 가압 플레이트(40)는 제1 가압패널(42)을 형광시트에 대응하는 형상인 원판형상으로 형성하여 사용할 수 있다. 이러한 결합구조는 형광시트의 두께가 두꺼울 때 사용할 수 있으며, 건조시간을 단축시킬 필요가 있는 경우에 사용하는 방법이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 형광시트 성형장치에 의해 제조된 형광시트의 사진이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 형광시트 성형장치(10)에 의해 형광물질의 가압 성형공정이 완료되면, 투명한 이형필름(102)에는 형광물질이 균일하게 분포되어 형성된 형광시트(100)가 부착된다. 이형필름(102)은 PET(polyethylene terephthalate) 필름으로 형성할 수 있다. 이형필름(102)은 제1 가압 플레이트(40)로부터 용이하게 분리될 수 있다. 그리고, 형광물질이 균일하게 분포된 형광시트(100)도 이형필름(102)으로부터 용이하게 분리될 수 있다. 형광시트(100)는 이형필름(102)에 결합된 상태에서 설정된 크기로 절단되어 사용될 수 있다.
한편, 제1 가압 플레이트(40)는 이형필름을 사용하지 않고 제1 가압패널(42) 또는 제2 가압패널(44)에 직접 이형처리를 하여 사용할 수도 있다. 이러한 경우는 플립칩 용도의 형광시트 제작시 용이하게 사용할 수 있다.
제2 가압 플레이트(50)는 하부 프레임(18)에 결합되며, 성형 플레이트(30)를 지지하는 기능을 한다. 즉, 제2 가압 플레이트(50) 상측에 성형 플레이트(30)가 결합된다. 제2 가압 플레이트(50)와 하부 프레임(18)은 슬라이딩 구조의 이동부(20)로 결합될 수 있다. 이러한 경우, 이동부(20)는 가이드 레일(22)과 가이드 블록(24)을 포함할 수 있다. 하부 프레임(18)의 상측에는 가이드 레일(22)이 결합될 수 있으며, 제2 가압 플레이트(50)의 하측에는 가이드 블록(24)이 결합될 수 있다. 가이드 레일(22)과 가이드 블록(24)은 서로 대응되는 형상을 가질 수 있다.
성형 플레이트(30) 상측에는 형광시트의 재료인 형광물질이 도포되거나 주입기를 통해 주입되어 위치될 수 있다. 즉, 제2 가압 플레이트(50) 상측에 성형 플레이트(30)가 결합되고, 성형 플레이트(30)에서 형광물질이 형광시트로 성형될 수 있다. 성형 플레이트(30)는 형광시트를 형성하는 기판으로서, 성형 기능과 배기 기능을 갖는 구조로 형성될 수 있다. 성형 플레이트(30)의 상측에 액상의 형광물질을 도포하여 위치시된 상태에서 가압부(40, 50)와 성형 플레이트(30)를 통해 가압 성형된 형광시트는 형광물질을 경화시키는 단계에서 형광물질을 완전히 경화시킬 수도 있다. 그리고 형광물질이 중력 등에 의해 스스로 변형되지 않을 정도까지만 반경화시키는 것도 가능하다. 이와 같이 형광물질을 반경화시키는 경우에는 형광시트 전체공정의 소요 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다. 필요한 경우, 성형 플레이트(30)는 소성 단계에서도 견딜 수 있는 내구성을 가질 수 있다.
한편, 형광시트를 자동화 공정으로 제조하는 경우를 가정하면, 가압부(40, 50)를 포함한 형광시트 성형장치(10)는 형광물질의 이동경로 중 형광시트 형성위치에 배치될 수 있다. 형광물질은 형광체 및 유기 바인더를 혼합하여 형성될 수 있다. 형광체는 분말 또는 액상을 포함하며, YAG계 형광체, 실리케이트계 형광체, 황화물계 형광체, 질화물계 형광체 또는 이들의 혼합물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 형광물질은 실리콘 액상에 형광체(YAG, TAG, 실리게이트 분말 또는 액상의 형광체)가 혼합된 물질을 사용할 수 있다. 또한, 에폭시 액상에 형광체(YAG, TAG, 실리게이트 분말 또는 액상의 형광체)가 혼합된 물질을 사용할 수도 있다. 또한, 액상이 가능한 물질과 형광체(YAG, TAG, 실리게이트 분말 또는 액상의 형광체)가 혼합된 물질을 사용할 수도 있다. 형광물질은 발광 다이오드 패키지의 종류에 따라 다양한 재료가 사용될 수 있으며, 이는 당업자에게 자명한 사항이므로 형광물질에 대한 자세한 설명은 생략한다. 형광물질은 액상으로 형성되어 성형 플레이트(30)의 성형부(32) 표면에 도포시 전체적으로 소정 두께를 가지도록 성형 플레이트(30)의 성형부(32) 표면 전체에 골고루 도포될 수 있다.
성형 플레이트(30)는 가압부(40, 50)의 제2 가압 플레이트(50) 상면에 결합되며, 형광물질이 위치되는 성형부(32)를 갖고 가압부(40, 50)의 가압공정에 연동되어 형광물질을 형광시트로 성형하는 기능을 한다. 성형 플레이트(30)는 성형부(32), 제1 배기통로(34), 제2 배기통로(36)를 포함한다. 성형부(32)는 성형 플레이트(30)의 중심부에 배치된다. 성형부(32)는 이형 코팅층을 갖고 원형으로 형성될 수 있다. 성형부(32)의 원주면에는 걸림턱(32a)이 외측으로 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 성형부(32)는 전체적으로 편평한 면을 가지며, 형광물질이 외부로 누출되지 않도록 원주면인 둘레부가 외측으로 상향 돌출되어 경사진 형태의 걸림턱(32a)을 가진다. 성형부(32)는 외측으로 상향 돌출되지 않은 상태로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 성형부(32)는 전체적으로 오목한 형태로 형성될 수도 있다. 또한, 성형부(32)는 둘레부인 걸림턱(32a)이 이중으로 형성되어 형광물질의 외부 누출을 더 방지할 수도 있다. 성형부(32)의 면을 기준으로 걸림턱(32a)은 성형부(32)의 면보다 높게 형성되고, 제1 배기통로(34)와 제2 배기통로(36)는 성형부(32)의 면보다 낮게 형성될 수 있다. 성형부(32)의 면은 지름이 10mm~100mm이며, 깊이(d1)는 0.03mm~0.5mm로 형성될 수 있다. 성형부(32)의 깊이(d1)가 0.03mm 미만인 경우 형광물질이 성형부(32)의 외부로 유출되기 쉽다. 또한, 성형부(32)의 깊이(d1)가 0.5mm를 초과하는 경우 형광시트의 두께가 두껍게 성형될 수 있으며, 가스의 배출이 어려울 수 있다.
제1 배기통로(34)는 성형부(32)로부터 방사형으로 형성되어 성형부(32)에서 발생된 가스를 외부로 안내한다. 제1 배기통로(34)는 길이방향으로 신장되며, 오목한 홈이 라운드(round)형상으로 형성될 수 있다. 제1 배기통로(34)의 형상은 성형부(32)에서 발생된 가스가 외부로 배출되는데 방해가 되지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 설계 변경될 수 있다. 예를 들어, 제1 배기통로(34)는 길이방향을 따라 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 제1 배기통로(34)의 높이는 성형부(32)의 면보다 낮은 상태에서 길이방향을 따라 점차 경사지게 형성될 수 있다. 또한, 제1 배기통로(34)는 길이방향을 따라 오목한 홈의 폭이 점점 더 넓어지는 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 경우 제1 배기통로(34)의 형상은 실질적으로 제1 배기통로(34)의 면적이 증대되는 효과가 있다. 따라서, 성형부(32)에서 발생된 가스는 좀 더 신속하게 외부로 배출될 수 있다.
제2 배기통로(36)는 성형부(32) 주변에 원형으로 형성되어 성형부(32)와 제1 배기통로(34)를 연결하는 완충기능을 한다. 제2 배기통로(36)는 오목한 홈이 라운드(round)형상으로 형성될 수 있다. 제2 배기통로(36)는 성형부(32)의 면보다 낮게 형성되며, 성형부(32)의 형상에 대응하는 원형으로 형성될 수 있다. 따라서, 성형부(32)에서 발생된 가스는 좀 더 신속하게 제2 배기통로(36)로 배출될 수 있다. 제1 배기통로(34)와 제2 배기통로(36)는 서로 연결되며, 각각의 높이는 성형부(32)의 면보다 낮게 형성될 수 있다. 따라서, 제2 배기통로(36)와 제1 배기통로(34)를 통해 성형부(32)에서 발생된 가스는 좀 더 신속하게 외부로 배출될 수 있다. 필요한 경우, 제1 배기통로(34)의 높이는 제2 배기통로(36)의 높이보다 더 낮게 형성할 수도 있다. 이러한 경우 제2 배기통로(36)와 제1 배기통로(34)의 전체적인 형상은 실질적으로 면적이 증대되는 효과가 있다. 따라서, 성형부(32)에서 발생된 가스는 제2 배기통로(36)와 제1 배기통로(34)를 거쳐 좀 더 신속하게 외부로 배출될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 형광시트 성형장치(10)는 발광 다이오드 패키지마다 형광물질을 일일이 도포함에 따라 수율이 크게 떨어지는 것을 방지하고자 발광 다이오드 패키지들에 각각 실장될 형광시트를 동시에 다량 제조할 수 있으므로 발광 다이오드 패키지 제조 수율을 크게 증가시킬 수 있다. 또한, 동일한 조건에서 복수의 형광시트를 제조하므로, 제조된 복수의 형광시트의 크기 및 품질을 균등하게 유지할 수 있으므로, 불량률을 크게 감소시킬 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이것도 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10 ; 형광시트 성형장치 20 ; 이동부
30 ; 성형 플레이트 32 ; 성형부
32a ; 걸림턱 34 ; 제1 배기통로
36 ; 제2 배기통로 40 ; 제1 가압 플레이트
42 ; 제1 가압패널 44 ; 제2 가압패널
40, 50 ; 가압부 50 ; 제2 가압 플레이트
100 ; 형광시트

Claims (5)

  1. 서로 대향 배치되는 제1 가압 플레이트와 제2 가압 플레이트를 포함하며, 형광물질을 미리 설정된 압력으로 가압하는 가압부, 그리고
    상기 제2 가압 플레이트 상면에 결합되며, 상기 형광물질이 위치되는 성형부를 갖고 상기 가압부의 가압공정에 연동되어 상기 형광물질을 형광시트로 성형하는 성형 플레이트
    를 포함하며,
    상기 성형 플레이트는
    중심부에 배치되는 성형부, 그리고
    상기 성형부로부터 방사형으로 형성되어 상기 성형부에서 발생된 가스를 외부로 안내하는 제1 배기통로
    를 포함하며,
    상기 성형부는 이형 코팅층을 갖고 원형으로 형성되며, 상기 성형부의 원주면에는 걸림턱이 외측으로 경사지게 형성되는 형광시트 성형장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에서, 상기 성형부 주변에 원형으로 형성되어 상기 성형부와 상기 제1 배기통로를 연결하는 제2 배기통로를 더 포함하며, 상기 성형부의 표면을 기준으로 상기 걸림턱은 상기 성형부의 표면보다 높게 형성되고, 상기 제1 배기통로와 상기 제2 배기통로는 상기 성형부의 표면보다 낮게 형성되는 형광시트 성형장치.
  4. 제3항에서, 상기 성형부의 표면은 지름이 10mm~100mm이며, 깊이는 0.03mm~0.5mm인 형광시트 성형장치.
  5. 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항의 형광시트 성형장치에 의해 제조된 형광시트.
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