KR20030093369A - 백색 발광 다이오드 및 그 제작 방법 - Google Patents

백색 발광 다이오드 및 그 제작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20030093369A
KR20030093369A KR1020020029739A KR20020029739A KR20030093369A KR 20030093369 A KR20030093369 A KR 20030093369A KR 1020020029739 A KR1020020029739 A KR 1020020029739A KR 20020029739 A KR20020029739 A KR 20020029739A KR 20030093369 A KR20030093369 A KR 20030093369A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
emitting diode
epoxy resin
garnet
phosphor
Prior art date
Application number
KR1020020029739A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100449502B1 (ko
Inventor
유재수
윤병호
임덕승
조재호
곽호동
Original Assignee
서울반도체 주식회사
유재수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울반도체 주식회사, 유재수 filed Critical 서울반도체 주식회사
Priority to KR10-2002-0029739A priority Critical patent/KR100449502B1/ko
Publication of KR20030093369A publication Critical patent/KR20030093369A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100449502B1 publication Critical patent/KR100449502B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

본 발명은 백색 발광 다이오드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분말 에폭시 수지에 적색 여기 발광 특성과 녹황색 여기 발광 특성을 갖는 가넷계 형광체를 혼합하여 제작함으로써 색도도, 피크 에미션 파장 등이 우수한 백색 발광 다이오드를 얻는 제작 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 백색 발광 다이오드는 발광 파장이 430㎚ 내지 530㎚인 청색 발광 다이오드 칩을 포함하며, 상기 발광 다이오드 칩을 봉지하는 경화부는 Cr3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체와, Tb3+및 Tm3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체가 소정 비율로 혼합된 분말 에폭시 수지를 청색 발광 다이오드 칩 상부에 도포한 후 급속 가열 경화시킴으로써 형성된다.
형광체들은 상기 분말 에폭시 수지에 대하여 3wt％-50wt％사이의 범위로 혼합된다.

Description

백색 발광 다이오드 및 그 제작 방법{White Light Emitting Diode and Methode for Manufacturing the same}
본 발명은 백색 발광 다이오드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분말 에폭시 수지에 Cr, Tm 및 Tb를 활성이온으로 하는 가넷계 형광체를 혼합함으로써 색도도, 피크 에미션 파장 등을 향상시킨 백색 발광 다이오드에 관한 것이다.
일반적으로, 백색 발광 다이오드는 화합물 반도체의 P·N-접합 다이오드로 전압을 인가하여 빛을 발광하는 발광소자로서, 발광 다이오드 칩으로부터 방출되는 일부의 빛을 형광체에 의해 파장 전환시킴으로써 백색광을 방출한다.
백색 발광 다이오드에는 상기 발광소자에 의해 발광된 광의 일부를 흡수해서 흡수한 광의 파장과는 다른 황색광을 발광하는 이트륨 알루미늄 가넷계 형광체(YAG)가 일반적으로 사용된다.
이와 같은 백색 발광 다이오드는 도 1에서 도시된 바와 같이, 반사기(11)가 별도로 부착된 리드 프레임(1)의 상기 반사기(11)의 내측에 발광 다이오드 칩(2)을 실장한 후, 칩과 리드 프레임을 와이어(3)로 연결한다.
그리고, 상기 반사기(11)의 내부에 액상 에폭시를 주입하고 상기 액상 에폭시 내에 형광체(4)를 디스펜서등에 의해 포팅(potting)시킨후, 소정 온도에서 일정 시간동안 경화시키면, 상기 반사기의 내부에 몰딩부(5)가 형성된다.
한편, 램프형 백색 발광 다이오드는 선단에 광반사용 반사컵(11)을 가진 제 1 리드 단자(1a)와, 상기 제 1리드 단자(1a)와 소정 간격 이격된 제 2리드단자(1b)를 포함한다.
제 1리드 단자의 반사컵(11)에 발광 다이오드 칩(2)을 실장하여 상기 반도체 칩(2)과 제 2 리드 단자(1b)를 와이어(3)로 와이어 본딩한 후, 상기 반사컵(11)의 내부에만 투명 또는 반투명 액상 수지를 도포하고, 상기 액상 수지내에 형광체(4)를 포팅(potting)한후, 소정 시간동안 경화시켜 경화부(5)를 형성한다.
이후, 리드 단자들(1a, 1b)을 반사컵(11)이 하향되도록 180°방향 전환하여, 소정 형태를 가진 성형용 틀(미도시)에 상기 리드 단자들의 선단부를 삽입하여 일정 시간 경화시켜, 렌즈 역할을 하는 외주 몰드부(6)를 형성한다.
이와 같은 과정에 의해 형성된 백색 발광 다이오드에 있어서, 발광 다이오드 칩으로부터 450㎚ 파장의 광이 방출되면, 그 중 일부는 몰드부(5, 6)를 그대로 통과하고, 일부는 형광체에 의해 가시광선으로 발광 파장이 변환되어, 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광과 변환된 광, 즉 청색광과 황색광이 조합되어 백색광이 형성된다.
그러나, 종래 백색 발광 다이오드는 칩을 봉지할 때 액상 에폭시를 사용하기 때문에 경화시간에 따라 급격한 비중의 감소를 보이는 에폭시에 비하여 형광체의 비중이 더 크다.
이에 따라, 상기 형광체가 발광 다이오드의 주변에 집중되고, 특히 매우 협소한 면적을 갖는 리드 단자의 반사컵내부에서 다량의 형광체가 칩의 주변에 집중되므로 광의 투과율을 떨어뜨려 발광 다이오드의 휘도가 저하되고, 형광체의 불균일한 분포로 인하여 발광 다이오드를 보는 각도마다 방출되는 광의 색이 달라지는등 균일한 백색을 구현하기 어렵다.
또한, 액상 에폭시 수지내에 형광체를 포팅하면 형광체는 에폭시내에 임의의 방향을 향하여 산재되어 균일하게 혼합되지 않으므로 개별 발광 다이오드 뿐만 아니라 한번의 공정에서 제작되는 각각의 발광 다이오드에서 방출되는 색이 분산(scaterring)되는 등의 문제점이 발생한다.
또, 액상 에폭시는 표면 장력에 의해 반사기의 내벽을 타고 오르기 때문에, 몰드 성형부의 상면이 평탄하게 형성되기 어려우며, 이에 따라 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광이 몰드 성형부 상면에서 난반사를 일으켜 휘도가 저하된다.
또한, 몰딩부의 상부 표면이 평평하지 않으면 개별 패키지마다 그 높이가 서로 다르게 되고, 이로 인해 패키지의 성능이 저하된다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은, 분말 에폭시 수지에 적색 여기 발광 특성과 녹황색 여기 발광 특성을 갖는 가넷 계열의 형광체를 소정 비율로 혼합한 혼합 분말을 반사기 또는 반사컵 내에 채워 급속 경화시킴으로써, 균일한 백색을 구현하여, 백색 발광 다이오드의 색도도 및 피크 에미션 등을 향상시키는데 있다.
더 나아가, 본 발명의 또 다른 목적은, 분말 에폭시 수지와 형광체의 혼합 분말을 이용하여 몰딩 성형부를 형성하여 형광체가 균일하게 몰딩 성형부내에 분포되도록 함으로써, 백색 발광 다이오드의 휘도를 향상시키고, 제품 수율을 증가시키는데 있다.
더 나아가, 본 발명의 다른 목적은, 분말 에폭시와 형광체의 혼합 분말로 발광 다이오드 칩을 경화시킴으로써 발광 다이오드의 제작 공정을 단순화시키는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드는 발광 다이오드 칩과, 상기 발광 다이오드를 봉지하는 에폭시 수지와, 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광을 흡수하여 파장 변환시키는 형광체를 구비한 백색 발광 다이오드에 있어서, 발광 파장이 430㎚ 내지 530㎚인 청색 발광 다이오드 칩과; Cr3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체와, Tb3+및 Tm3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체가 소정 비율로 혼합된 분말 에폭시 수지를 청색 발광 다이오드 칩 상부에 도포한 후 급속 가열 경화시켜 경화부를 형성한다.
바람직하게, 형광체들은 상기 분말 에폭시 수지에 대하여 3wt％-50wt％사이의 범위로 혼합된다.
보다 바람직하게, Cr3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체는 Y, Gd로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소와, Al, Ga로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하는 Cr3+이온으로 활성화된 적색 여기 발광 특성을 갖는 가넷계 형광체이다.
보다 바람직하게, Tb3+및 Tm3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체는 Y, Gd로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소와, Al, Ga로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하는 Tb3+및 Tm3+이온으로 활성화된 녹황색 여기 발광 특성을 갖는 가넷계 형광체이다.
더 바람직하게, 형광체의 일반식은 (Y1-pGdp)3(Al1-x-yGaxCry)5O12이고, 단, 0≤p≤0.9, 0≤x≤0.99, 0.001≤y≤0.1 또는, (Y1-x-a-bGdxTbaTmb)3(Al1-yGay)5O12이고, 단, 0≤x≤1.0, 0≤y≤1.0, 0≤a≤0.1, 0≤b≤0.03, 바람직하게 a≒0.05이면 b=0 이고, b≒0.05이면 a=0이다.
도 1은 종래 탑형 백색 발광 다이오드를 개략적으로 도시하는 종단면도;
도 2는 종래 램프형 백색 발광 다이오드를 개략적으로 도시하는 종단면도;
도 3은 본 발명에 따른 탑형 백색 발광 다이오드 구조를 개략적으로 도시하는 종단면도;
도 4는 본 발명에 따른 램프형 백색 발광 다이오드를 개략적으로 도시하는 종단면도;
도 5은 460㎚의 파장을 흡수하여 여기발광 되는 Cr3+의 스펙트럼;
도 6는 460㎚의 파장을 흡수하여 여기발광 되는 Tb3+, Tm3+의 조성비에 따른 스펙트럼;
도 7는 CIE 색도 좌표.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 10 : 리드 프레임 1a, 1b, 10a, 10b : 리드 단자
2, 20 : 발광 다이오드 칩 3, 30 : 와이어
4, 40 : 형광체 5, 50 : 몰딩 성형부
본 발명에 따른 백색 발광 다이오드는 하기에서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명된다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 탑형 및 램프형 백색 발광 다이오드 구조를 개략적으로 도시하는 종단면이고, 도 5 및 도 6은 460㎚의 파장을 흡수하여 여기발광 되는 Cr3+과, Tb3+, Tm3+의 조성비에 따른 스펙트럼이며, 도 7는 CIE 색도 좌표이다.
본 발명에 따른 백색 발광 다이오드는 도 3 및 도 4에서 도시된 바와 같이, 반사기(110)를 갖는 리드 프레임(10) 또는 리드 단자(10a, 10b)와, 상기 반사기(110)내에 실장되고 발광 파장이 430㎚ 내지 530㎚인 청색 발광 다이오드 칩(20)과, 상기 발광 파장을 흡수하여 적색 및 녹황색 여기 발광 특성을 갖는 가넷계 형광체(40)를 분말 에폭시 수지에 소정 비율로 혼합한 혼합 분말을 상기 반사기또는 반사컵에 채워 120℃ 내지 180℃의 온도로 1 내지 10분 동안 급속 가열 경화시켜 형성한 혼합물 경화부(50)를 갖는다.
분말 에폭시 수지에 혼입되는 형광체는 일반적으로 임자 결정(host lattice)과 적절한 위치에 불순물이 혼입된 활성이온(activator)으로 구성되는데, 활성이온들의 역할은 발광과정에 관여하는 에너지 준위를 결정함으로써 발광 색을 결정하며, 그 발광색은 결정구조 내에서 활성이온이 갖는 기저상태와 여기상태의 에너지 차(Energy gap)에 의해 결정된다.
활성이온을 갖는 형광체가 갖는 발광 중심 색은 궁극적으로 활성 이온들의 전자 상태 즉, 에너지 준위에 의해 결정된다.
Tb3+이온의 경우에는, 임자결정 내에서 5D → 7F 천이가 가장 용이하여 녹황색 발광현상이 나타내고, Tm3+이온은 청색 발광 현상을 나타내며, Cr3+이온은 적색 발광현상을 나타낸다.
본 발명에 따른 적색 여기 발광 특성을 갖는 형광체(50)는 가넷(Garnet)계 형광체로서, Y, Gd로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소와, Al, Ga로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하고 Cr3+이온으로 활성화된다.
상기 형광체의 일반식은 (Y1-pGdp)3(Al1-x-yGaxCry)5O12로 표시될 수 있고, 단 0≤p≤0.9, 0≤x≤0.99, 0.001≤y≤0.1이며, 바람직하게 p≒0.2, x≒0.001,y≒0.005이다.
그리고, 녹황색 여기 발광 특성을 갖는 형광체(50)도 가넷(Garnet)계 형광체로서, Y, Gd로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소와, Al, Ga로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하고 Tb3+및 Tm3+이온으로 활성화된다.
상기 녹황색 여기 발광 특성을 갖는 형광체의 일반식은 (Y1-x-a-bGdxTbaTmb)3(Al1-yGay)5O12이고, 단, 0≤x≤1.0, 0≤y≤1.0, 0≤a≤0.1, 0≤b≤0.03, 바람직하게 a≒0.05이면 b=0이고, 또는 b≒0.05이면 a=0이다.
이와 같은 형광체(50)는 Y원소를 포함하는 물질과, Al원소를 포함하는 물질과, Y을 치환하는 Gd, Tb 및 Tm과, Al을 치환하는 Ga, Cr가 소정 몰량만큼 혼합되도록 BaF, NH4F등의 융제를 함께 섞어 잘 혼합한 후, 1300℃내지 1800℃정도의 온도에서 바람직하게, 2시간에서 5시간동안 가열하여 반응시키면 생산될 수 있다.
한편, Cr3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체(50)는, 도 5에서 도시된 바와 같이, 430㎚-530㎚의 파장을 흡수하여 580㎚-720㎚ 파장의 적색으로 여기 발광되고, 예를 들어 460㎚파장의 광을 흡수하는 경우, 그 피크치의 파장은 712㎚의 영역이다.
이에 따라, 상기 가넷계 형광체에 의해 발광 다이오드 칩(20)에서 발광된 광은 장파장으로의 쉬프트가 이루어져 충분한 적색광을 나타낸다.
또한, 도 6에서 도시된 바와 같이, Tb3+및 Tm3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체(50)는 430㎚-530㎚의 파장을 흡수하여 550㎚-570㎚ 파장의 녹황색으로 여기 발광되고, 그 피크치의 파장은 Tb3+및 Tm3+이온의 몰분량에 따라 조금씩 다르나 대략 544㎚이다.
만약 적절하다면, 활성제로 쓰이는 Cr3+이온, Tb3+및 Tm3+이온외에, 소량의 다른 첨가물, 특히 빛의 강도를 높일 수 있는 Li 이온, Ce 이온, B 이온 등을 소정 비율로 추가할 수도 있다.
그리고, Cr3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체(50)에 의해 파장변환된 광은 도 7의 CIE 색도 좌표상에서 x= 0.5806, y= 0.2894의 좌표값을 갖고, Tb3+및 Tm3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체(50)에 의해 파장변환된 광은 상기 색도 좌표상에서 x= 0.368, y= 0.539의 좌표값을 갖는다.
따라서, 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 청색광과, Cr3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체(50)에 의해 파장변환된 적색광과, Tb3+및 Tm3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체(50)에 의해 파장변환된 녹황색광을 조합하여 만들어 낼 수 있는 색의 영역은 세 색이 만드는 삼각형 내부이고, 이에 따라 백색광이 구현된다.
즉, 사람의 눈에는 적색과 청색과 녹황색의 중간에 위치한 파장대 즉, 백색이 본 발명에 따른 발광 다이오드로부터 방출되는 것과 같이 보여지는 것이다.
이와 같은 형광체(40)들은 분말 에폭시 수지에 대하여 중량당 3％-50％사이의 범위로 골고루 혼합되어, 반사기 또는 반사컵(110)내부에 도포되고, 상기 리드 프레임(10) 또는 리드 단자를 120℃ 내지 180℃의 온도로 1 내지 10분 동안 가열함에 따라, 상기 혼합 분말이 10분이내에 급속하게 가열 경화되어 반사기와 반사컵내부에 경화부(50)가 형성된다.
본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 따라, 탑형 백색 발광 다이오드는 하기와 같은 방법으로 제작된다.
박막 패턴이 형성된 주면에 반사기(110)를 갖는 리드 프레임(10)에 발광 파장이 430㎚ 내지 530㎚까지인 청색 발광 다이오드 칩(20)을 실장한다.
상기 반사기(110)는 박막 패턴의 증착으로 형성된 리드 프레임의 정·부 극성을 에워싸는 일정 두께의 내벽을 갖는 다면체이고, 플라스틱 수지 또는 세라믹 등으로 형성된다.
그리고, 상기 반사기(110)의 내측벽은 발광 다이오드 칩(20)에서 방출되는 빛을 전반사하기 위하여 다소 경사지게 형성되거나 백색으로 도장되거나 또는 금속으로 증착되거나 또는 다른 형태의 반사기가 내부에 설치될 수도 있다.
상기 청색 발광 다이오드 칩(20)은 도전성 또는 비도전성 접착제에 의해 전극상(11)에 고정되고, 칩을 실장한 리드 프레임(10)은 접착제가 경화되도록 특성에 맞는 온도 조건하에서, 예를 들어 100℃ 내지 150℃의 온도로 30분 내지 1시간 정도 방치한다.
상기 전극과 발광 다이오드 칩(20)이 전기적으로 연결되도록 결합수단으로본딩한 후, 가넷계 형광체(40)가 혼합된 분말 에폭시 수지를 분사 장치를 통해 상기 반사기(110) 내부에 소정량 충진한다.
이 때, 상기 가넷계 형광체(40)는 에폭시 수지에 중량당 3％ 내지 50％로 혼합된다.
한편, 상기 분사 장치(미도시)는 규칙적으로 행과 열의 방식으로 소정 위치에 입력 물질을 주사하는 디스펜서로서, 분말 에폭시 수지를 담을 수 있는 유·고압 실린더와, 상기 에폭시의 분사 압력을 조절하는 압력 장치와, 상기 분사 압력을 감지하는 압력 감지 센서(미도시)등으로 이루어져 있다.
이후, 리드 프레임(10)을 120℃내지 180℃의 온도로 1 내지 10분 동안 가열하면, 분말 상태의 에폭시 수지가 단시간에 융해 경화되고, 에폭시 수지에 분포된 형광체(40)는 아래쪽으로 침전되지 않고 함께 경화되어 경화부(50)를 형성한다.
이와 같은 방법으로 경화부(50)가 형성된 리드 프레임(10)은 2차 경화를 위하여, 소정 온도로 가열된 오븐(미도시)내에 삽입되어진다.
이후, 상기 리드 프레임(10)을 절단 수단을 이용하여 개별 발광 다이오드로 분리한다.
한편, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따라, 램프형 백색 발광 다이오드의 제작방법은 하기와 같다.
램프형 발광 다이오드는 선단에 광반사용 반사컵(100)을 가진 제 1 리드 단자(10a)와, 상기 제 1리드 단자(10a)와 소정 간격 이격된 제 2리드 단자(10b)를 포함한다.
램프형 발광 다이오드는 상기에서 설명된 방법과 동일한 방법으로 상기 발광 다이오드 칩(20)이 실장된 리드 단자(10a)의 반사컵 내부에 경화부(50)를 형성하고, 상기 리드 단자의 선단부를 성형용 틀(미도시)을 이용하여 외주 몰딩부(60)를 형성하는 단계가 더 포함된다.
이 때, 색변환을 위하여 상기 발광 다이오드 칩(20)으로부터 방출되는 광에 의해 여기 발광되는 형광체(40)는 리드 단자(10a)의 상단부에 형성된 반사컵(110) 내부에만 도포되고, 외주 몰딩부(60)는 발광 다이오드 칩(20)에서 방출된 빛의 투과율을 향상시키기 위해 에폭시 수지가 사용된다.
상기 공정에서, 가넷계 형광체가 분포시켜 경화부(50)를 형성한 리드 단자(10a, 10b)를 180°회전시켜 리드 단자의 상단부를 성형용 틀에 삽입한 후, 상기 성형용 틀을 소정 온도로 가열하여 경화시킨다.
소정 온도의 오븐에 상기 리드 단자(10a, 10b)를 삽입하여 상기 에폭시를 소정 시간동안 경화시킨 후, 개별 발광 다이오드로 분리한다.
이와 같은 과정을 통해 형성된 백색 발광 다이오드에 있어서, 전류가 인가되어 청색 발광 다이오드 칩(20)으로부터 단파장의 청색광이 방출되면, 일부의 빛은 경화부(50)를 그대로 통과하고, 일부의 빛은 가넷계 형광체(40)에 흡수되어 적색 및 녹황색으로 파장 변환되어, 상기 청색광과 적색광 및 녹황색광의 중간색인 백색이 발현된다.
이 때, 급속 경화로 인하여 미립자인 형광체(40)가 에폭시 수지에 균일하게 분산되어 있으므로 발광 다이오드 칩(20)에서 발광되는 빛이 형광체에 균일하게 흡수되어 여기 발광되므로 색의 얼룩이 감소된다.
또한, 미세한 분말 형태의 에폭시 수지에 형광체가 소정 비율로 혼합된 혼합분말을 발광 다이오드 칩상부에 도막할 수 있기 때문에 색의 재현성뿐만 아니라 생산성과 전기적 특성 관리 등의 효율이 향상된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드는 분말 상태의 에폭시와 형광체를 발광 다이오드 칩상부에 분사한 후, 급속 경화시켜 경화부를 형성하므로 형광체가 균일하게 경화부내에 분산되어 발광 다이오드 칩에서 발광되는 칩이 형광체에 균일하게 여기 발광되므로 발광 다이오드의 색의 얼룩이 감소된다.
또한, 분말 상태의 에폭시 수지에 형광체가 균일하게 혼합되어 급속 경화되기 때문에 개별 발광 다이오드뿐만 아니라, 1회 제품 생산품에서 생산되는 발광 다이오드들마다 그 백색이 균일하게 발광되므로 제품 공급 수율 및, 발광 휘도가 향상된다.
그리고, 고체 상태의 에폭시 수지를 사용하기 때문에 액상의 에폭시 수지와 달리 에폭시 수용기, 돌출턱과 같은 가이드 등을 설치할 필요가 없으므로 그 공정이 단순화된다.

Claims (8)

  1. 발광 다이오드 칩과, 상기 발광 다이오드를 봉지하는 에폭시 수지와, 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광을 흡수하여 파장 변환시키는 형광체를 구비한 백색 발광 다이오드에 있어서,
    발광 파장이 430㎚ 내지 530㎚인 청색 발광 다이오드 칩과;
    Cr3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체와, Tb3+및 Tm3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체가 소정 비율로 혼합된 분말 에폭시 수지를 청색 발광 다이오드 칩 상부에 도포한 후 급속 가열 경화시켜 경화부를 형성하는 것을 특징으로 하는 백색 발광 다이오드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체들은 상기 분말 에폭시 수지에 대하여 3wt％-50wt％사이의 범위로 혼합되는 것을 특징으로 하는 백색 발광 다이오드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 Cr3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체는 Y, Gd로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소와, Al, Ga로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하는 Cr3+이온으로 활성화된 적색 여기 발광 특성을 갖는 가넷계 형광체인 것을 특징으로 하는 백색 발광 다이오드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 Tb3+및 Tm3+이온으로 활성화된 가넷계 형광체는 Y, Gd로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소와, Al, Ga로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하는 Tb3+및 Tm3+이온으로 활성화된 녹황색 여기 발광 특성을 갖는 가넷계 형광체인 것을 특징으로 하는 백색 발광 다이오드.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 형광체의 일반식은 (Y1-pGdp)3(Al1-x-yGaxCry)5O12이고, 단, 0≤p≤0.9, 0≤x≤0.99, 0.001≤y≤0.1인 것을 특징으로 하는 백색 발광 다이오드.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 형광체의 일반식은 (Y1-x-a-bGdxTbaTmb)3(Al1-yGay)5O12이고, 단, 0≤x≤1.0, 0≤y≤1.0, 0≤a≤0.1, 0≤b≤0.03, 바람직하게 a≒0.05이면 b=0 이고, b≒0.05 이면 a=0인 것을 특징으로 하는 백색 발광 다이오드.
  7. 반사기를 갖는 리드 프레임 또는 반사컵을 갖는 리드 단자 상에 발광 파장이430㎚ 내지 530㎚인 청색 발광 다이오드 칩을 도전성 또는 비도전성 접착제로 접착 고정하는 단계와; 분말 에폭시 수지에, 적색 및 녹황색 여기 발광 특성을 갖는 가넷계 형광체를 소정 비율로 혼합한 혼합 분말을 상기 반사기 또는 반사컵에 채우는 단계와; 상기 혼합 분말이 급속 가열 경화되도록 상기 리드 프레임 또는 리드 단자를 120℃ 내지 180℃의 온도로 1 내지 10분 동안 가열하는 단계;로 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 따른 백색 발광 다이오드 제작 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    분말 에폭시 수지를 이용하여 상기 반사컵을 갖는 리드 단자의 선단부를 봉지하는 외주 몰딩부를 형성하는 단계를 더 포함하는 백색 발광 다이오드 제작 방법.
KR10-2002-0029739A 2002-05-29 2002-05-29 백색 발광 다이오드 및 그 제작 방법 KR100449502B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0029739A KR100449502B1 (ko) 2002-05-29 2002-05-29 백색 발광 다이오드 및 그 제작 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0029739A KR100449502B1 (ko) 2002-05-29 2002-05-29 백색 발광 다이오드 및 그 제작 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030093369A true KR20030093369A (ko) 2003-12-11
KR100449502B1 KR100449502B1 (ko) 2004-09-22

Family

ID=32384783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0029739A KR100449502B1 (ko) 2002-05-29 2002-05-29 백색 발광 다이오드 및 그 제작 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100449502B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101216878B1 (ko) * 2003-12-19 2012-12-28 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 광 생성 장치, 발광 디바이스 및 백색 발광 디바이스
CN103855258A (zh) * 2014-01-26 2014-06-11 上海瑞丰光电子有限公司 一种led晶片制备方法及led

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW383508B (en) * 1996-07-29 2000-03-01 Nichia Kagaku Kogyo Kk Light emitting device and display
JP2000256591A (ja) * 1999-03-09 2000-09-19 Hitachi Maxell Ltd 蛍光顔料インクおよびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101216878B1 (ko) * 2003-12-19 2012-12-28 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 광 생성 장치, 발광 디바이스 및 백색 발광 디바이스
CN103855258A (zh) * 2014-01-26 2014-06-11 上海瑞丰光电子有限公司 一种led晶片制备方法及led

Also Published As

Publication number Publication date
KR100449502B1 (ko) 2004-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100816596B1 (ko) 파장을변환시키는밀봉재료,상기밀봉재료의용도및제조방법
EP2305776B1 (en) Alkaline earth metal sulfide based red phosphor and white light emitting device thereof
US20130020601A1 (en) Light emitting device
WO1998005078A1 (en) Light emitting device and display device
JP2012531043A (ja) 蛍光体変換赤外線ｌｅｄ関連アプリケーション
US20050264194A1 (en) Mold compound with fluorescent material and a light-emitting device made therefrom
KR20060000313A (ko) 대입경 형광 분말을 포함하는 색변환 발광 장치 그의 제조방법 및 그에 사용되는 수지 조성물
CN104851957B (zh) 发光二极管封装结构
KR100821684B1 (ko) 백색 발광 다이오드 소자
KR100449502B1 (ko) 백색 발광 다이오드 및 그 제작 방법
KR20050089490A (ko) 자색 발광 다이오드 광원을 이용한 백색 발광 다이오드
JP5194395B2 (ja) 酸窒化物系蛍光体及びこれを用いた発光装置
KR100554453B1 (ko) 백색 발광 소자
KR100567546B1 (ko) 핑크색 발광 다이오드 및 그 제조 방법
KR100567550B1 (ko) 핑크색 발광 다이오드 및 그 제조 방법
KR100632659B1 (ko) 백색 발광 다이오드
KR100449503B1 (ko) 백색 칩 발광 다이오드 및 그 제조 방법
KR20030063832A (ko) 백색 발광 다이오드 및 그 제조 방법
KR102396916B1 (ko) 발광 장치
KR200309261Y1 (ko) 백색 발광 소자
KR102354843B1 (ko) 발광 장치
KR200323472Y1 (ko) 사마륨을 포함하는 알루미늄산이트륨계 적색형광체를갖는 발광다이오드
KR101227403B1 (ko) 백색발광다이오드용 형광체 박막 및 이를 이용하여 제조한 백색발광다이오드
KR20030092766A (ko) 핑크색 발광 다이오드
KR20030088075A (ko) 발광 다이오드 및 그 제작 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110819

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee