KR20000007067A - 형광물질을 가진 엘이디 패키지 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파장이 짧은 광원을 이용하여 파장이 여러 개인 광원을 제조함에 있어서, 투명 에폭시로 광원인 LED 또는 LD를 감싸고, 그후에 형광물질을 몰딩(Molding) 하고, 투명 에폭시를 이용하여 렌즈를 형성하여 파장이 여러 개인 광원(LED 또는 LD)을 제조하는 기술이다.

Description

형광물질을 가진 엘이디 패키지 제조방법{Method of Manufacturing LED Package with fluorescent material}

본 발명은 파장이 여러 개인 LED 패키지의 제조방법에 관한 것으로 특히 LED와 형광물질을 이용한 파장이 여러 개인 LED 패키지 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 백색 LED 램프의 단면도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 리드 프레임(1)으로 두 개의 전극을 가지고 있고 그 중에 하나는 Blue LED 칩(2)에서 방출되는 빛을 효과적으로 모으기 위해서 홈이 파진 형태로 오목한 부분을 가지고 있다. 이 컵(cup) 상에 Blue LED 칩(2)을 배치하고 Blue LED 바닥에 Ag 에폭시(epoxy) 등으로 Blue LED를 고정한다. 사파이어 기판을 사용하는 Blue LED의 경우 사파이어 기판이 부도체이므로 칩(chip)의 윗면에 (+) 및 (-)의 두 개의 전극이 형성된다. 하나의 전극을 금 와이어(3)로 Blue LED 칩(chip)의 윗면에 형성된 오믹(ohmic) 전극과 칩(chip)이 놓여있는 리드 프레임(1)에 연결하고 다른 한 전극을 다른 리드 프레임에 전기적 연결을 한 다음 형광물질(phosphor)(6)로 몰딩을 한다. 이 후 마지막 단계로 투명 에폭시(4)를 사용하여 윗면이 볼록하게 하여 백색 LED 램프를 제조한다. Blue LED에서 방출된 빛은 형광물질에 흡수되어 재 방출(re-emitting)되거나 형광물질층을 그대로 통과하는 두 가지 현상이 나타난다. 재 방출된 빛은 적색(red) 및 녹-황색(yellow-green)을 띄기 때문에 그대로 통과한 파란색 빛과 함께 백색을 나타내게 된다.

도 2는 Blue LED와 형광물질을 이용하여 백색 광이 나오는 원리를 나타낸 그래프(graph)이다. Blue LED에서 방출(emitting)된 빛이 형광물질(CaYAG)을 통과하면서 일부 빛은 형광 물질에 흡수되고 일부 빛은 그대로 통과하게 된다. 이 과정에서 형광물질에 흡수되었던 빛에 재 방출(re-emitting)될 때 원래 흡수되었던 파장보다 긴 파장의 빛인 적색(red) 및 녹황색(yellow-green)이 방출되면서 원래의 파장인 파란색의 빛과 함께 백색 광을 만들게 된다.

이러한 기존의 방법의 형광물질의 몰딩형태는 칩의 위쪽으로 방출되는 파장이 짧은 빛과 칩의 측면으로 방출되어 컵(cup)의 반사면을 거쳐서 밖으로 나오는 빛의 광로에 차이가 있고, 따라서 측면으로 방출된 빛이 형광물질과 많은 반응을 하게되어 적색 및 녹황색 빛이 많아지게 된다. 따라서 이러한 흡수 및 방출 현상에 의해서 방출 특성이 방출 방향에 따라 백색 광이 아닌 다른 파장대의 빛이 생성되어 방출되는 현상이 나타나게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 백색 LED 패키지 제조 방법은 형광물질을 Blue LED 칩이 있는 리드프레임의 컵 전체에 몰딩을 하지 않고 에폭시로 1차 몰딩한 후 형광물질을 몰딩하고 그 후에 렌즈효과를 갖는 투명 에폭시로 몰딩하여 방사 각에 따른 색깔의 차이를 최소화하는 방법으로 하는데 목적이 있다.

도 1은 종래의 백색 엘이디(LED) 패키지 방법

도 2는 백색 광이 나오는 원리를 설명하는 그림

도 3은 본 발명에 따른 형광물질을 가진 엘이디(LED) 패키지 방법

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 7 : 리드 프레임

2, 8 : 파장이 짧은 칩

3, 5, 9, 11 : 리드선

4, 10, 12 : 에폭시

6, 13 : 형광물질

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 백색 LED 패키지 제조방법은 Blue LED 칩(8)을 에폭시(12)로 1차 몰딩한 후 형광물질(13)을 몰딩하고 그 후에 렌즈효과를 갖는 투명 에폭시(10)로 몰딩하여 형광물질에서 발생되는 빛의 방사각에 따른 방출 특성을 개선하여 백색 LED 램프의 방출 특성을 효과적으로 하는데 있다.

도 3은 본 발명에 따른 백색 LED 램프의 단면도를 보였다. 종래의 백색 LED 램프의 패키지 방법과는 다르게 리드프레임의 컵(cup) 부분에 부착되어 있는 Blue LED 칩에 에폭시로 몰딩을 한 후 형광물질을 몰딩하였다.

도 3에서 보이듯이 형광 물질의 몰딩 형태가 기존의 방법(도1)과 비교하여 Blue LED 칩 위에 균일(uniform)하게 되어 있어 칩의 위쪽으로 방출된 빛과 측면으로 방출된 빛의 경로차에 의한 형광물질과의 반응 정도의 차이가 거의 발생하지 않으므로 백색 LED의 방사 각에 따른 방출 특성을 효과적으로 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 백색 LED 패키지 제조방법은 백색 LED 램프의 실제적인 광원 역할을 하는 형광물질의 몰딩 형태를 도 3에서와 같이 LED의 위에 균일(uniform)하게 되어있어 칩의 위쪽으로 방출된 빛과 측면으로 방출되어 컵(cup)의 반사면을 거쳐 나오는 빛의 경로차에 의한 형광물질과의 반응정도의 차이가 거의 발생하지 않으므로 백색 LED 램프의 방사 각에 따른 방출 특성을 효과적으로 할 수 있다.

Claims (5)

1. 파장이 여러 개인 광원을 제조함에 있어서,

   파장이 짧은 광원(LED 또는 LD)을 에폭시로 1차 몰딩하고 형광물질을 몰딩한 다음 다시 에폭시로 몰딩하여 파장이 여러 개인 광원을 제조하는 방법
2. 제 1항에 있어서,

   1차 광원으로 LED(Light Emitting Diode) 또는 LD(Laser Diode) 또는 기타 발광소자로 하는 방법
3. 제 1항에 있어서,

   2차 광원으로 유기형광물질(organic phosphor) 또는 무기형광물질(inorganic phosphor)을 이용하는 방법
4. 제 1항 2항 3항에 있어서,

   1차 광원의 종류와 2차 광원의 종류와 농도에 따라서 여러 종류의 파장, 즉 여러 색깔을 가진 램프를 제조하는 방법
5. 제 1항 2항에 있어서,

   1차 몰딩 하는 에폭시의 굴절률과 1차 광원인 반도체의 굴절률을 비슷하게 하여 1차 광원의 방출을 효과적으로 하는 방법