KR20170081042A - 형광체 투명 세라믹 플레이트의 제조방법 - Google Patents

형광체 투명 세라믹 플레이트의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170081042A
KR20170081042A KR1020150191757A KR20150191757A KR20170081042A KR 20170081042 A KR20170081042 A KR 20170081042A KR 1020150191757 A KR1020150191757 A KR 1020150191757A KR 20150191757 A KR20150191757 A KR 20150191757A KR 20170081042 A KR20170081042 A KR 20170081042A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transparent ceramic
present
phosphor
yag phosphor
ceramic plate
Prior art date
Application number
KR1020150191757A
Other languages
English (en)
Inventor
이상준
정몽권
김영식
이성훈
손원배
Original Assignee
주식회사 효성
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 주식회사 효성 filed Critical 주식회사 효성
Priority to KR1020150191757A priority Critical patent/KR20170081042A/ko
Priority to PCT/KR2016/012929 priority patent/WO2017116000A1/ko
Priority to TW105138216A priority patent/TWI606745B/zh
Publication of KR20170081042A publication Critical patent/KR20170081042A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12041—LED

Abstract

본 발명은 제조방법이 간단하고, 제품 수율도 개선시킬 수 있는 형광체 투명 세라믹 플레이트의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 해결수단은 YAG 형광체를 1㎛ 이하로 밀링에 의해 분쇄하는 단계; 분쇄한 YAG 형광체를 오븐에서 건조하는 단계; 건조한 분쇄 YAG 형광체에 압력을 가하여 플레이트로 성형하는 단계 및 성형된 플레이트를 소성 및 후처리하는 단계로 이루어진다.

Description

형광체 투명 세라믹 플레이트의 제조방법{Process for preparing transparent ceramic plates of phosphorescent}
본 발명은 형광체 투명 세라믹 플레이트의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 제조방법이 간단하고, 제품 수율도 개선시킬 수 있는 형광체 투명 세라믹 플레이트의 제조방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 사용하는 용어 'LED'는 발광다이오드(Light Emitting Diode)의 약자로서 반도체의 pn 접합 구조를 이용하여 주입된 소수 개리어(전자 또는 전공)를 만들어 내고, 이들의 재결합에 의하여 발광하는 발광다이오드를 의미한다.
본 명세서에서 사용하는 용어 'LD'는 레이저 다이오드(Laser Diode)의 약자로서 반도체에 캐리어를 대량으로 주입했을 경우 전자와 전공이 에너지를 넘어서 재결합할 때 발광하는 효과를 이용하는 반도체로 만든 레이저 다이오드를 의미한다.
LED 장치나 LD 조사 장치 등의 광반도체 장치는 예컨대 LED 소자나 LD 등의 광반도체 소자 및 광반도체 소자의 위에 배치되는 형광체층을 구비한다. 이러한 광반도체 장치는 광 반도체 소자로부터 발광되고, 요컨대 형광체층을 투과한 청색광과, 형광체층에서 청색광의 일부가 파장 변환된 황색광의 혼색에 의해 백색광을 발광한다.
이러한 광반도체 장치는 LED가 투명 봉지재료로 봉지된 LED 패키지, 및 그의 상면에 적층되는 형광 테이프를 구비하는 LED 장치가 주류를 이루고 있는 바, 이러한 형광 테이프는 형광층, 및 그의 이면에 적층되는 아크릴 감압 접착층을 구비하고 형광층이 접착층을 통해 LED 패키지의 표면에 부착되어 있으나, 형광 테이프는 LED 발광에 수반하여 고온이 되기 쉬워서 열화되기 쉽고, 그 때문에 LED 장치의 휘도가 저하되는 문제가 있었다. 이러한 이유로 형광체 접착 시트에서 형광체층을 형광체의 세라믹으로부터 형광체의 세라믹 플레이트로 형성하고 있다.
그러나, 종래 투명 세라믹 플레이트는 도 2에 예시한 바와 같이 산화이트륨, 산화알루미늄, 산화가넷 입자로부터 원료 분말을 조제하고, 조제한 원료 분말과, 수용성 바인더 수지를 혼합하고 추가로 증류수를 가하여 습식 혼합하고 소성 단계를 거쳐 이트륨-알루미늄-가넷(Yttrium-Aluminum-Garnet, 이하 'YAG'라 칭함) 전구체를 제작한 후, 오븐 건조하고, 세라믹 그린 시트를 형성한 다음에 세라믹 그린 시트 적층체를 가열, 고온 진공로에서 가열 및 소성하는 방법으로 형광체 투명 세라믹 플레이트를 제작해 왔다. 하지만 이 경우 최종 플레이트 제작 기간이 오래 걸리며, 제품 수율에 대한 문제가 발생하고 있다.
이에 본 발명은 YAG 형광체를 고상 합성하여 분쇄 후, 투명 세라믹 플레이트를 제작 시 기존 고상법을 이용하여 제작하면 제조 방법이 간단하고 제품 수율 또한 개선시킬 수 있다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 한 구현예에 따르면, 형광체 투명 세라믹 플레이트는 작은 입자의 YAG 형광체를 1㎛ 이하로 분쇄한 후 플레이트 제작(성형) 및 소성하여서 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 형광체 투명 세라믹 플레이트의 제조방법에 의하면, 복잡한 공정을 최소화할 수 있고, 정밀 면가공으로 플레이트의 두께 균일도 우수하며, 100: 1 이상의 높은 색 대비와 동시에 낮은 색 산포를 구현할 수 있고, 열 색 좌표 이동을 감소시킬 수 있고, 우수한 발광각 균일도를 갖고, 플레이트의 실장 전 단계에서 형광 특성 스크린을 통한 바이닝(binning) 문제 해결할 수 있으며, 고출력 발광다이오드(LED) 및 레이저 다이오드(LD) 적용 시 안정성 및 신뢰성 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 투명 세라믹 플레이트의 제조 공정도이다.
도 2는 종래의 투명 세라믹 플레이트의 제조 공정도이다.
도 3은 분쇄하기 전의 입도 분석기를 이용한 YAG 분말 입도 분포 데이타이다.
도 4는 분쇄한 후에 입도 분석기를 이용한 YAG 분말 입도 분포 데이타이다.
도 5는 본 발명에 따른 투명 세라믹 플레이트와 종래의 방법(도 2)으로 제조된 투명 세라믹 플레이트 간의 세슘 농도에 따른 스펙트럼 비교 그래프이다.
이와 같은 본 발명을 다음에서 상세하게 설명하기로 하며, 다음의 구현예 또는 실시예는 단지 예시하기 위한 것으로 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 한 구현예에 따르면, 형광체 투명 세라믹 플레이트는 도 1에 예시한 바와 같이 작은 입자의 YAG 형광체를 1㎛ 이하로 밀링에 의해 분쇄하는 단계; 분쇄한 YAG 형광체를 오븐에서 건조하는 단계; 건조한 분쇄된 YAG 형광체에 압력을 가하여 플레이트로 성형하는 단계 및 성형된 플레이트를 소성 및 후처리하는 단계로 이루어진다.
본 발명에 의하면, 상기 YAG 형광체를 분쇄하는 단계는 볼밀을 이용하여 밀링에 의해 분쇄하는 것이 바람직하고, 만일 1㎛ 이하로 분쇄하지 않을 경우에는 플레이트의 두께 균일하지 않게되고, 결국, 고출력 발광다이오드(LED) 및 레이저 다이오드(LD) 적용 시 안정성 및 신뢰성 확보할 수 없게 된다. 도 3은 분쇄하기 전의 입도 분석기를 이용한 YAG 분말 입도 분포 데이타를 나타낸 것이고, 도 4는 분쇄한 후에 입도 분석기를 이용한 YAG 분말 입도 분포 데이타를 나타낸 것이다.
본 발명에 의하면, 상기 분쇄한 YAG 형광체를 오븐에서 건조하는 단계는 100 내지 150℃의 온도 범위 내에서 1 내지 24시간 동안 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 상기 압력을 가하여 성형하는 단계는 냉방등방압 가압법(CIP)를 이용하여 1,000 Mpa 내지 3,000 Mpa 사이의 압력 범위 내에서 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 상기 소성 단계는 분위기로를 이용하여 환원 또는 공기 중에서 1400 내지 1800℃ 사이의 온도 범위에서 8 내지 15시간의 범위내에서 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 상기 소성된 투명 세라믹 플레이트를 후처리하는 단계는 표면 연마하는 공정으로 자동연마기를 이용하여 표면 연마를 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 투명 세라믹 플레이트의 제조시 활성체로서 세슘을 0.01 내지 0.03몰농도로 사용하는 것이 바람직하며, 다음 표 1은 활성체의 농도에 따라 제조된 본 발명의 투명 세라믹 플레이트와 종래의 방법(도 2)의 방법으로 제조된 투명 세라믹 플레이트 간의 광량(lm)을 비교한 것이다. 표 1에 의하면 본 발명의 방법에 따라 제조된 투명 세라믹 플레이트의 광량이 상당히 양호하다는 것을 알 수 있다.
항목 Ce 농도
0.03 mol% 0.02 mol% 0.01 mol%
본 발명에 따른 투명 세라믹 플레이트 광량(lm) 51.98 83.08 131.01
종래의
투명 세라믹 플레이트 		광량(lm) 42.49 66.18 124.75
도 5는 본 발명에 따른 투명 세라믹 플레이트와 종래의 방법(도 2)으로 제조된 투명 세라믹 플레이트 간의 세슘 농도에 따른 스펙트럼을 비교한 것 도면이다.
이상에서 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 작은 입자의 YAG 형광체를 1㎛ 이하로 밀링에 의해 분쇄하는 단계; 분쇄한 YAG 형광체를 오븐에서 건조하는 단계; 건조한 분쇄 YAG 형광체에 압력을 가하여 플레이트로 성형하는 단계 및 성형된 플레이트를 소성 및 후처리하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 형광체 투명 세라믹 플레이트의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분쇄한 YAG 형광체를 오븐에서 건조하는 단계는 100 내지 150℃의 온도 범위 내에서 1 내지 24시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 압력을 가하여 성형하는 단계는 냉방등방압 가압법(CIP)를 이용하여 1,000 Mpa 내지 3,000 Mpa 사이의 압력 범위 내에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 소성 단계는 분위기로를 이용하여 환원 또는 공기 중에서 1400 내지 1800℃ 사이의 온도 범위에서 8 내지 15시간의 범위내에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020150191757A 2015-12-31 2015-12-31 형광체 투명 세라믹 플레이트의 제조방법 KR20170081042A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150191757A KR20170081042A (ko) 2015-12-31 2015-12-31 형광체 투명 세라믹 플레이트의 제조방법
PCT/KR2016/012929 WO2017116000A1 (ko) 2015-12-31 2016-11-10 형광체 투명 세라믹 플레이트의 제조방법
TW105138216A TWI606745B (zh) 2015-12-31 2016-11-22 用於製備透明磷光性陶瓷板的製程

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150191757A KR20170081042A (ko) 2015-12-31 2015-12-31 형광체 투명 세라믹 플레이트의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170081042A true KR20170081042A (ko) 2017-07-11

Family

ID=59224881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150191757A KR20170081042A (ko) 2015-12-31 2015-12-31 형광체 투명 세라믹 플레이트의 제조방법

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20170081042A (ko)
TW (1) TWI606745B (ko)
WO (1) WO2017116000A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200004572A (ko) * 2018-07-04 2020-01-14 한국광기술원 형광체 플레이트 및 그의 제조방법
CN112661512A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 新沂市锡沂高新材料产业技术研究院有限公司 一种室温下荧光粉与氧化钇陶瓷致密化的方法
KR20210060231A (ko) * 2019-11-18 2021-05-26 주식회사 에프씨씨 테이프 형태의 형광체 시트 제조방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4605829B2 (ja) * 1998-05-25 2011-01-05 京セラ株式会社 高強度、高硬度アルミナセラミックス及びその製造方法
JP2006315955A (ja) * 2000-07-10 2006-11-24 Toshiba Ceramics Co Ltd セラミックス部材
JP5159310B2 (ja) * 2005-08-31 2013-03-06 京セラ株式会社 耐食性部材、これを用いた処理装置
EP2744870B1 (en) * 2011-08-16 2017-11-22 Nitto Denko Corporation Phosphor compositions and methods of making the same
KR102255213B1 (ko) * 2013-12-10 2021-05-24 삼성전자주식회사 형광체와 이를 포함하는 발광 소자

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200004572A (ko) * 2018-07-04 2020-01-14 한국광기술원 형광체 플레이트 및 그의 제조방법
KR20210060231A (ko) * 2019-11-18 2021-05-26 주식회사 에프씨씨 테이프 형태의 형광체 시트 제조방법
CN112661512A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 新沂市锡沂高新材料产业技术研究院有限公司 一种室温下荧光粉与氧化钇陶瓷致密化的方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI606745B (zh) 2017-11-21
TW201735726A (zh) 2017-10-01
WO2017116000A1 (ko) 2017-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9995458B2 (en) Ceramic phosphor plate and lighting device including the same
US8298442B2 (en) Method of manufacturing phosphor translucent ceramics and light emitting devices
JP2010509764A (ja) モノリシックセラミック発光変換体を含む照明システム
CN104291796A (zh) 一种led用透明荧光陶瓷的制备方法
JP5928476B2 (ja) 発光素子、その製造方法、及び発光デバイス
TW201201420A (en) Phosphor ceramic and light-emitting device
TWI576410B (zh) 矽酸鹽磷光體
CN109896851B (zh) 具有浓度梯度的陶瓷复合体、制备方法及光源装置
CN111213075B (zh) 波长变换部件和发光装置
US10591137B2 (en) Wavelength converter and light-emitting device having same
CN102723424A (zh) 一种led用荧光薄片的制备方法
WO2018028265A1 (zh) 一种波长转换装置及其制备方法、发光装置和投影装置
KR20170081042A (ko) 형광체 투명 세라믹 플레이트의 제조방법
JP2018527600A (ja) 蛍光体セラミック
CN108503352A (zh) 一种石榴石基红色荧光陶瓷材料及其制备方法
US20220399480A1 (en) Phosphor plate, light emitting device, and method for manufacturing phosphor plate
US10604700B2 (en) Method for manufacturing nitride phosphor
CN109564308A (zh) 波长变换部件及其制造方法
JP5529932B2 (ja) 蛍光層、その製造方法およびその用途
CN106986626B (zh) 一种羟基磷灰石基荧光陶瓷材料及其制备方法
WO2016209871A1 (en) Glass composite wavelength converter and light source having same
Liu et al. Spectrum regulation of YAG: Ce/YAG: Cr/YAG: Pr phosphor ceramics with barcode structure prepared by tape casting
CN113024253B (zh) 用于激光照明的高显色性包边复合结构波长转换陶瓷及其制备方法
JP2018010188A (ja) 波長変換部材の製造方法及び波長変換部材群
CN103094263A (zh) 发光二极管装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment