KR20150002196A - 발광 디바이스 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

원하는 타겟 빈으로 색좌표를 보정할 수 있는 발광 디바이스가 개시된다.
개시된 발광 디바이스는 발광 다이오드 칩이 실장된 패키지 본체의 캐비티 내에 형광체를 포함하는 제1 수지를 형성하는 단계와, 발광 다이오드 칩과 제1 수지의 조합에 의해 방출되는 광의 색좌표를 측정하는 단계 및 제1 수지에 제2 수지를 혼합하여 색좌표를 보정하는 단계를 포함하여 발광 디바이스의 수율을 향상시킬 수 있다.

Description

발광 디바이스의 제조방법{FABRICATING METHOD OF LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 발광 디바이스의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 디바이스의 색좌표(또는 색온도) 보정에 관한 것이다.
발광 다이오드를 광원으로 사용하는 발광 디바이스는 저 전력 소모 및 긴 수명에 의해 다양한 분야에서 사용되고 있다. 특히, 발광 다이오드와 형광체의 조합에 의해 혼합광, 특히 백색광을 구현할 수 있어 액정 디스플레이의 백라이트 광원 및 다양한 종류의 조명 광원으로 사용된다.
일반적으로, 하나의 웨이퍼에서 복수의 발광 다이오드 칩이 동일 공정을 거쳐 제조되며, 형광체는 웨이퍼 레벨 또는 칩 레벨에서 발광 다이오드 칩에 코팅되거나 또는 패키지 레벨에서 몰딩 수지에 함유되어 발광 다이오드 칩 상에 배치된다. 발광 다이오드 칩에서 방출되는 광과 형광체에서 방출되는 광의 혼합에 의해 특정 색좌표의 색이 구현된다. 따라서, 발광 디바이스를 제작할 경우, 요구되는 색좌표를 구현하기 위해 발광 다이오드 칩 및 형광체의 조합이 정해진다.
한편, 발광 디바이스들은 동일 공정을 거쳐 양산된다. 예컨대, 동일한 특성을 갖는 수많은 발광 다이오드 칩이 동일 공정을 거쳐 제작되고, 이들 발광 다이오드 칩에 동일 종류 및 동일 농도의 형광체를 함유하는 몰딩 수지가 도포될 수 있다. 이들 발광 디바이스들은 원하는 색좌표를 나타내도록 동일 공정을 거쳐 제조되기 때문에 동일한 색좌표를 나타낼 것으로 기대된다. 그러나, 각 공정 단계에서의 공정 마진이 발생하기 때문에, 동일 공정을 거쳐 제조되었더라도, 발광 디바이스들의 색좌표는 필연적으로 분산된다.
도 1은 동일 공정을 거쳐 제조된 발광 디바이스들의 색좌표 분포를 나타내는 그래프이다.
여기서, 청색 발광 다이오드 칩과 황색 형광체를 사용하여 제조된 다수의 발광 디바이스의 색좌표 분포를 나타낸다. 색좌표 상의 사각형 박스는 원하는 색좌표 타겟 범위를 빈(Bin) 코드로 나타낸 것이다.
단일 종류의 황색 형광체를 사용하므로, 발광 디바이스들은 청색광이 상대적으로 강한 부분에서 황색광이 상대적으로 강한 부분에 걸쳐 분산되어 있다. 이러한 색좌표 분포를 갖는 발광 디바이스들 중, 타겟 빈(Bin) 내에 있는 발광 디바이스들이 양호한 것으로 선별되고, 나머지 발광 디바이스들은 불량품으로서 폐기된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 원하는 타겟 빈으로 색좌표를 보정하여 발광 디바이스의 수율을 향상시키는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 원하는 타겟 빈으로 색좌표를 보정한 발광 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 디바이스는 발광 다이오드 칩이 실장된 패키지 본체의 캐비티 내에 형광체를 포함하는 제1 수지를 형성하는 단계; 상기 발광 다이오드 칩과 상기 제1 수지의 조합에 의해 방출되는 광의 색좌표를 측정하는 단계; 및 상기 제1 수지에 제2 수지를 혼합하여 색좌표를 보정하는 단계를 포함하여 발광 디바이스의 수율을 향상시킬 수 있다.
상기 색좌표를 보정하는 단계는 형광체가 포함되거나 비포함된 제2 수지를 상기 제1 수지에 혼합하는 단계를 포함한다.
상기 제1 수지에 형광체를 포함하는 상기 제2 수지가 혼합되어 상기 제1 수지보다 형광체 농도가 높은 파장변환부가 형성된다.
상기 제1 수지에 형광체가 비포함된 상기 제2 수지가 혼합되어 상기 제1 수지보다 형광체 농도가 낮은 파장변환부가 형성된다.
상기 제1 및 제2 수지의 형광체는 동일한 종류일 수 있다.
상기 제1 및 제2 수지의 형광체는 서로 상이한 종류의 형광체를 포함한다.
상기 제1 수지를 형성하는 단계는 상기 제1 수지를 상기 발광 다이오드 칩 상에 도포한 후 대략 30분 이상 지연되어 형광체가 상기 발광 다이오드 칩의 주변으로 침전되는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 타겟 빈 범위를 벗어난 발광 디바이스들의 색좌표를 보정하여 발광 디바이스의 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 제1 수지를 발광 다이오드 칩 상에 형성하되 경화 공정을 생략한 후, 색좌표를 측정하여 보정한 후에 경화함으로써, 색좌표 보정을 간소화할 수 있는 장점을 갖는다.
도 1은 동일 공정으로 제조된 발광 디바이스들의 색좌표 분포를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 디바이스의 제조방법을 도시한 공정 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 색좌표 보정 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 디바이스의 제조방법을 도시한 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 디바이스를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 디바이스의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이고, 도 3은 본 발명에 따른 색좌표 보정 방법을 설명하기 위한 그래프이고, 도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 디바이스 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 디바이스의 제조방법의 제1 단계(110)는 발광 다이오드 칩이 실장된 패키지 본체의 캐비티에 형광체를 포함하는 제1 수지를 형성한다. 여기서, 상기 제1 수지는 캐비티 내에 형성된 후, 경화공정은 상기 제1 단계(110)에서 생략된다.
제2 단계(120)는 제1 수지가 형성된 발광 디바이스의 색좌표를 측정한다. 여기서, 상기 제2 단계(120)는 상기 제1 수지의 형광체가 발광 다이오드 칩의 주변으로 침전되는 일정 시간 동안 지연될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 단계(120)는 상기 제1 단계(110)가 완료된 후, 대략 30분 내지 1시간 후에 시작될 수 있다.
제3 단계(130)는 측정된 색좌표에 따라 보정을 위해 형광체가 포함되거나 비포함된 제2 수지를 혼합한다.
본 발명은 색좌표가 타겟 빈(bin)을 벗어나는 경우, 형광체가 포함되거나 비포함된 제2 수지를 상기 제1 수지에 혼합하여 색좌표를 보정할 수 있다.
제4 단계(140)는 경화공정을 통해서 제1 및 제2 수지를 경화하여 파장변환부의 형성 공정을 완료한다.
본 발명은 경화공정을 생략한 제1 수지의 색좌표를 측정하고, 타겟 빈을 벗어난 발광 디바이스를 보정한 후에 경화공정을 진행함으로써, 발광 디바이스의 수율을 향상시킬 수 있다.
도 2 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 디바이스의 제조방법을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명은 패키지 본체(21)에 실장된 발광 다이오드 칩(23) 상에 제1 수지(25)이 형성된다. 상기 패키지 본체(21)는 캐비티(22)를 가질 수 있으며, 발광 다이오드 칩(23)은 캐비티(22)의 바닥면에 실장될 수 있다. 상기 패키지 본체(21)는 리드 전극들(도시하지 않음)을 갖고 발광 다이오드 칩(23)은 리드 전극들에 전기적으로 연결된다.
상기 제1 수지(25)은 상기 캐비티(22)의 일정 높이만큼 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 수지(25)은 캐비티(22) 의 일부를 채우지 않고 남길 수 있다.
상기 제1 수지(25)은 제1 형광체(26)를 함유하는 몰딩 수지를 디스펜서를 이용하여 패키지 본체(21)의 캐비티(22) 내에 도포하여 형성될 수 있다. 이외에도 다양한 몰딩 방식을 이용하여 캐비티(22) 내에 제1 수지(25)을 형성할 수 있다. 상기 제1 수지(25)은 발광 다이오드 칩(23)을 덮는다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 일정 시간 동안 지연되어 제1 형광체(26)가 발광 다이오드 칩(23) 주변에 침전된 후, 발광 다이오드 칩(23)을 동작시켜 색좌표를 측정한다. 이에 따라, 상기 발광 디바이스가 타겟 빈을 벗어난 정도를 확인할 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 6을 참조하면, 상기 타겟 빈을 벗어난 색좌표의 발광 디바이스는 상기 제1 수지(도5의 25)에 형광체를 함유하지 않는 제2 수지가 혼합된다. 본 발명은 측정된 색좌표가 B 지점에 위치할 경우, 형광체가 비포함된 제2 수지를 제1 수지에 혼합하여 발광 다이오드 칩(23)의 주변에 위치한 제2 형광체(36)의 농도를 줄여 타겟 빈 내로 색좌표를 이동시킨다.
여기서, 상기 제2 수지가 제1 수지에 혼합되어 파장변환부(35)는 상기 캐비티(22)를 완전히 채울 수 있다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 본 발명은 패키지 본체(21)에 실장된 발광 다이오드 칩(23) 상에 제1 수지(25)이 형성된다. 상기 패키지 본체(21)는 캐비티(22)를 가질 수 있으며, 발광 다이오드 칩(23)은 캐비티(22)의 바닥면에 실장될 수 있다. 상기 패키지 본체(21)는 리드 전극들(도시하지 않음)을 갖고 발광 다이오드 칩(23)은 리드 전극들에 전기적으로 연결된다.
상기 제1 수지(25)은 제1 형광체(26)를 함유하는 몰딩 수지를 디스펜서를 이용하여 패키지 본체(21)의 캐비티(22) 내에 도포하여 형성될 수 있다. 이외에도 다양한 몰딩 방식을 이용하여 캐비티(22) 내에 제1 수지(25)을 형성할 수 있다. 상기 제1 수지(25)은 발광 다이오드 칩(23)을 덮는다.
도 2 및 도 8을 참조하면, 일정 시간 동안 지연되어 제1 형광체(26)가 발광 다이오드 칩(23) 주변에 침전된 후, 발광 다이오드 칩(23)을 동작시켜 색좌표를 측정한다. 이에 따라, 상기 발광 디바이스가 타겟 빈을 벗어난 정도를 확인할 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 9를 참조하면, 상기 타겟 빈을 벗어난 색좌표의 발광 디바이스는 상기 제1 수지(도8의 25)에 형광체를 함유한 제2 수지가 혼합되어 파장변환부(35)가 형성된다. 본 발명은 측정된 색좌표가 A 지점에 위치할 경우, 형광체가 포함된 제2 수지를 제1 수지에 혼합하여 발광 다이오드 칩(23)의 주변에 위치한 제2 형광체(36)의 농도를 높여 타겟 빈 내로 색좌표를 이동시킨다. 여기서, 상기 제2 수지에 포함된 형광체는 상기 제1 수지(도8의 25)의 제1 형광체(도8의 26)와 동일한 종류일 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명은 경화공정을 생략한 제1 수지의 색좌표를 측정하고, 타겟 빈을 벗어난 경우, 형광체를 함유하거나 함유하지 않은 몰딩 수지를 제1 수지에 혼합하여 보정한 후에 경화공정을 진행함으로써, 발광 디바이스의 수율을 향상시킬 수 있다.
한편, 제2 단계(120)에서 측정된 색좌표가 C 또는 D 지점에 위치할 경우에는, 색좌표를 보정하기에 적합한 형광체들을 함유하는 몰딩 수지를 제1 수지가 혼합할 수 있다. 색좌표가 타겟 빈을 벗어나 C 또는 D 지점에 위치하는 것은, 제1 수지가 두 종류 이상의 형광체를 함유할 경우에 보통 발생할 수 있다. 이 경우, 제1 수지에 함유된 복수의 형광체의 동일한 형광체를 사용하되 이들 형광체의 농도 비율을 조절하거나 제1 수지에 함유된 형광체와 다른 형광체를 혼합하여 타겟 빈 내로 색좌표를 이동시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 디바이스는 발광 다이오드 칩(23)이 실장된 패키지 본체(21)의 캐비티(22)에 일정 높이만큼 제1 수지(25)이 형성된다. 상기 제1 수지(25)은 제1 형광체(26)를 포함한다.
상기 발광 디바이스는 상기 제1 수지(25)의 경화공정을 생략한 상태에서 색좌표를 측정한다. 여기서, 상기 발광 디바이스는 제1 수지(25)를 형성하고, 일정 시간 동안 지연되어 제1 형광체(26)가 발광 다이오드 칩(23) 주변에 침전될 수 있다.
측정된 색좌표가 타겟 빈 내에 위치하는 경우, 별도의 보정단계를 진행하지 않고, 상기 제1 수지(25)을 경화한 후에 상기 제1 수지(25) 상부에 실리콘 등의 몰딩부(55)가 형성될 수 있다. 상기 몰딩부(55)는 상기 패키지 본체(21)의 상부면과 수평면을 이루도록 캐비티(22)를 완전히 채운다.
여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 디바이스의 제조방법은 색좌표 측정시에 타켓 빈 내에 색좌표가 위치한 경우, 제1 수지(25) 상에 몰딩부(55)가 형성됨을 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 몰딩부(55)는 생략될 수도 있다.
이상에서, 본 발명의 다양한 실시예들 및 특징들에 대해 설명하였지만, 본 발명은 위에서 설명한 실시예들 및 특징들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형될 수 있다.
25: 제1 수지 26: 제1 형광체
35: 파장변환부 36: 제2 형광체

Claims (7)

  1. 발광 다이오드 칩이 실장된 패키지 본체의 캐비티 내에 형광체를 포함하는 제1 수지를 형성하는 단계;
    상기 발광 다이오드 칩과 상기 제1 수지의 조합에 의해 방출되는 광의 색좌표를 측정하는 단계;
    상기 제1 수지에 제2 수지를 혼합하여 색좌표를 보정하는 단계를 포함하는 발광 디바이스의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 색좌표를 보정하는 단계는 형광체가 포함되거나 비포함된 제2 수지를 상기 제1 수지에 혼합하는 단계를 포함하는 발광 디바이스의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 수지에 형광체를 포함하는 상기 제2 수지가 혼합되어 상기 제1 수지보다 형광체 농도가 높은 파장변환부가 형성되는 발광 디바이스의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 수지에 형광체가 비포함된 상기 제2 수지가 혼합되어 상기 제1 수지보다 형광체 농도가 낮은 파장변환부가 형성되는 발광 디바이스의 제조방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 및 제2 수지의 형광체는 동일한 종류인 발광 디바이스의 제조방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 및 제2 수지의 형광체는 서로 상이한 종류의 형광체를 포함하는 발광 디바이스의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 수지를 형성하는 단계는 상기 제1 수지를 상기 발광 다이오드 칩 상에 도포한 후 대략 30분 이상 지연되어 형광체가 상기 발광 다이오드 칩의 주변으로 침전되는 단계를 더 포함하는 발광 디바이스의 제조방법.
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