WO2019107918A1 - Method for producing phosphor-in-glass color conversion element - Google Patents

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WO2019107918A1
WO2019107918A1 PCT/KR2018/014831 KR2018014831W WO2019107918A1 WO 2019107918 A1 WO2019107918 A1 WO 2019107918A1 KR 2018014831 W KR2018014831 W KR 2018014831W WO 2019107918 A1 WO2019107918 A1 WO 2019107918A1
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glass
green sheet
color conversion
conversion element
glass green
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PCT/KR2018/014831
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박태호
권광우
박재휘
이상근
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주식회사 베이스
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a PIG color conversion element, and more particularly, to a method of manufacturing a PIG color conversion element in which a phosphor is not exposed on a surface.
  • An element for converting the color of light emitted from a light emitting device such as a light emitting diode (LED) is a device in which a phosphor, an organic material, or a phosphor is dispersed in a glass.
  • the PIG (Phosphor in Glass) color conversion element in which the phosphor is dispersed in glass has less problems of deterioration due to high temperature than the color conversion element in which the phosphor or the organic material is mixed with the phosphor, and has excellent resistance to gas and moisture penetration And the range of applications including LED applications requiring high reliability is gradually widening.
  • the PIG color conversion element can be manufactured by mixing a phosphor with a glass frit, molding the phosphor into a plate form, and firing the phosphor.
  • this manufacturing method it is practically impossible to uniformize the distribution of the phosphors in the PIG color conversion element depending on the specific gravity and particle size of the phosphor and the glass, process parameters, and other environmental influences,
  • the phosphor may be exposed on the surface of the color conversion element.
  • the PIG color conversion device requires processes such as hole processing, surface processing, and cutting depending on the types of LED chips and LED packages used. At this time, if the phosphor is exposed on the surface of the PIG color conversion element, the phosphor exposed on the surface may be dropped during the processes such as hole processing, surface processing, cutting, and the like.
  • a step of preparing a first glass green sheet formed of a glass slurry and a second glass green sheet formed of a glass slurry not containing a phosphor, respectively, as a manufacturing method of a PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention 1) laminating a second glass green sheet on each side of the glass green sheet, pressing the laminate of the first glass green sheet and the second glass green sheet, and firing the pressed laminate.
  • a plurality of first glass green sheets can be laminated between the second glass green sheets.
  • the composition of the glass frit contained in the glass slurry forming the first glass green sheet and the glass frit included in the glass slurry forming the second glass green sheet may be the same.
  • the processing of the pressed laminate according to an embodiment of the present invention may include hole machining or cutting.
  • the thickness of the first glass green sheet according to an embodiment of the present invention may be 10 to 200 ⁇ ⁇ .
  • the second glass green sheet not including the phosphor is disposed on both sides of the first glass green sheet including the phosphor, the phosphor is not exposed on the surface of the phosphor, It is possible to prevent the problem of dropping the phosphor.
  • the phosphor is prevented from falling off, the light emitting efficiency and yield of the LED package using the PIG color conversion element can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the surface states of the PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention and the PIG color conversion element according to a comparative example.
  • FIG. 3 is a view sequentially illustrating a manufacturing process of a PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the results of measurement of color coordinate spread in an LED package using a PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention and a PIG color conversion element according to a comparative example.
  • the PIG color conversion element 100 includes a first glass green sheet 110, And a second glass green sheet 120 as shown in FIG.
  • the first glass green sheet 110 of the PIG color conversion element 100 may be formed by dispersing the fluorescent material 113 in the base material 111 formed of glass frit.
  • the phosphor 113 is used for color conversion of light emitted from the LED chip.
  • a YAG, LuAg, TAG, silicate, SiAlON, BOS, CaSiN, Rye system, KSF system, and the like can be used.
  • the glass frit component having a firing temperature suitable for each phosphor in order to exhibit the optimum color conversion efficiency.
  • the YAG fluorescent material is used as the fluorescent material 113 of the first glass green sheet 110
  • the components of the glass frit are not limited thereto, and suitable components among known components can be selected depending on the light transmittance, the firing temperature, the shape of the PIG color conversion element, the intended use, and the like.
  • the second glass green sheet 120 of the PIG color conversion element 100 may be formed of glass that does not include a phosphor, unlike the first glass green sheet 110.
  • the glass frit constituting the second glass green sheet 120 is preferably the same as the glass frit component of the first glass green sheet 110 in consideration of firing conditions, but the present invention is not limited thereto
  • the glass frit component constituting the second glass green sheet 120 can be selected from suitable components among known components.
  • a pair of second glass green sheets 120 are formed on both surfaces (upper and lower surfaces in the drawing) of the first glass green sheet 110, As shown in FIG.
  • the second glass green sheet 120 is formed on the first glass green sheet 110 even if the fluorescent material 113 is exposed on the surface of the first glass green sheet 110 in the process of manufacturing the first glass green sheet 110.
  • the phosphor is not exposed on the surface of the PIG color conversion element 100.
  • the phosphor 13 dispersedly disposed on the base material 11 composed of glass frit is exposed on the surface.
  • bubbles 15 are also formed on the surface of the PIG color conversion element 10 (see FIG. 2 (a)).
  • the second glass green sheet not including the phosphor functions as a cover glass, 100) (see Fig. 2 (b)).
  • the phosphor is not exposed on the surface and bubbles are not formed. Therefore, even if the PIG color conversion element 100 is subjected to hole processing, surface processing, or cutting, it is possible to prevent the phosphor from being dropped or damaged during such a processing step, and to have a smooth surface before and after processing. This not only leads to improvement in the yield of the PIG color conversion element, but also improves the luminous efficiency of the LED package using the PIG color conversion element.
  • a first glass green sheet 110 and a second glass green sheet 120 are prepared (S110).
  • the first glass green sheet 110 may be made of a glass slurry comprising a glass frit, a phosphor, a binder resin, and a solvent.
  • the glass slurry may contain 0.1 to 50 wt% of the phosphor, 0.5 to 50 wt% of the binder resin, and the remaining glass frit, and the solvent is volatilized and removed in the drying process.
  • the composition ratio of each component is not limited thereto.
  • Each prepared glass slurry may be formed into a first glass green sheet 110 and a second glass green sheet 120 by a method such as tape casting molding, injection molding, extrusion molding, press molding, screen printing or the like.
  • the glass slurry may be applied to the carrier film to be transported in one direction to a constant thickness, then dried while passing through a dryer to be formed into a respective glass green sheet.
  • the thickness of the first glass green sheet 110 may be 10 to 200 mu m.
  • the thickness of the first glass green sheet 110 is less than 10 ⁇ , the average particle size of the fluorescent material becomes smaller than the average particle size of the fluorescent material.
  • the thickness of the first glass green sheet 110 is greater than 200 ⁇ , So that it is difficult to uniformly arrange the distribution of the phosphor.
  • first glass green sheet 110 and the second glass green sheet 120 may be laminated in such a manner that both surfaces of the first glass green sheet 110 are covered with the second glass green sheet 120, 120 have the same size, that is, the same area.
  • the second glass green sheets are laminated on both sides of the first glass green sheet, they are pressed in the lamination direction (S130).
  • the pressing of the laminate of the first glass green sheet 110 and the second glass green sheet 120 can be carried out at 20 to 200 DEG C using an ISO press or a uni-axial press have.
  • a laminate of the first glass green sheet and the second glass green sheet is squeezed and then sintered (S140).
  • firing can be performed at 150 ° C to 1,000 ° C.
  • the specific firing temperature may vary depending on the softening temperature of the glass composition.
  • the firing temperature is lower than 150 ° C (that is, when the firing temperature is lower than the softening behavior temperature)
  • the light transmittance and the light extraction efficiency may be lowered.
  • the firing temperature is higher than 1,000 ° C. (that is, when the firing temperature is excessively higher than the softening behavior temperature)
  • the shape can not be controlled and the phosphor may be deteriorated to decrease the luminous efficiency.
  • the firing is carried out in the order of elevated temperature, holding and cooling, wherein the firing holding time is preferably 5 to 120 minutes. If the firing holding time is less than 5 minutes, the firing may not be sufficient. If the firing holding time exceeds 120 minutes, the phosphor properties may be deteriorated due to the reaction between the phosphor and the glass frit and excessive shape distortion, have.
  • the PIG color conversion element may require processes such as hole processing, surface processing, and cutting depending on the type of the LED chip and the LED package to be used.
  • processes such as hole processing, surface processing, cutting, and the like are generally performed after firing.
  • precision processing itself is difficult due to inherent characteristics of glass, that is, high brittleness and high hardness, and cracking of glass may occur during processing, and subsequent processing such as polishing must be followed And is not economical in terms of cost.
  • the laminated body of the first glass green sheet 110 and the second glass green sheet 120 may be pressed and then subjected to processes such as hole processing, surface processing, cutting, and the like necessary before firing.
  • processes such as hole processing, surface processing, cutting, and the like necessary before firing.
  • the slurry viscosity before firing is less than 10 2 poise, the shape may collapse during tape casting and post-processing. If the pre-firing viscosity is higher than 10 5 poise, the uniformity of the tape casting process is lowered. It is difficult to control the shape of the substrate.
  • the steps of hole processing, surface finishing, cutting, and the like are performed before firing, but the present invention is not necessarily limited to this, and firing may be performed first, Processing, cutting, and the like may be performed.
  • one or a plurality of first glass green sheets 110 containing phosphors are disposed between a pair of second glass green sheets 120 , Even if the phosphor is exposed on the surface of the first glass green sheet 110 or bubbles are formed on the surface thereof during the manufacturing process of the first glass green sheet 110, Or bubbles may not be exposed to the surface. That is, according to an embodiment of the present invention, the second glass green sheet 120 serves as a cover sheet of the first glass green sheet 110 containing the phosphor to prevent the phosphor from being exposed on the surface, It is possible to prevent the phosphors from falling off, thereby improving the luminous efficiency.
  • the PIG color conversion element 100 by manufacturing the PIG color conversion element 100 in such a manner that at least one first glass green sheet 110 and a second glass green sheet 120 are laminated,
  • the thickness of the PIG color conversion element 100 can be easily controlled by adjusting the thickness of the green sheet or adjusting the number of glass green sheets to be laminated.
  • a PIG color conversion element is manufactured by laminating and pressing a second glass green sheet containing no phosphor on both surfaces of a first glass green sheet containing a phosphor and then sintering the same.
  • the PIG color conversion element was manufactured by firing a glass green sheet containing a phosphor.
  • borosilicate glass having an optimum firing temperature of 650 ° C ⁇ 20 ° C was used as the glass frit used in the production of the glass green sheet.
  • a phosphor a combination of LuAG and amber phosphors was used, and 30 wt% of the glass frit was blended.
  • Table 1 shows the results of measurement of the color coordinate spread of each of the LED package using the PIG color conversion element according to the embodiment of the present invention and the PIG color conversion element according to the comparative example.
  • 4 shows the results of Table 1 on the coordinates.
  • the distribution at the upper right end and the distribution at the lower left end in FIG. 4 are the PIG color conversion element according to the embodiment of the present invention and the PIG color conversion element according to the comparative example, Shows the distribution of color coordinates of the LED package using the conversion element.
  • the color distribution of the LED package using the PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention is significantly smaller than that of the LED package using the PIG color conversion element according to the comparative example .
  • Table 2 shows the result of measuring the light efficiency of each of the PIG color conversion element according to the embodiment of the present invention and the LED package using the PIG color conversion element according to the comparative example .
  • the light efficiency of the LED package using the PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention is improved by about 14.3% as compared with the LED package using the PIG color conversion element according to the comparative example. This is because in the PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention, both sides of the glass sheet (i.e., the first glass green sheet) containing the phosphor with the cover glass sheet (i.e., the second glass green sheet) It is possible to maintain the smooth surface without dropping off the phosphor because it is processed and fired after covering.

Abstract

The present invention relates to a method for producing a PIG color conversion element. According to an embodiment of the present invention, a method for producing a PIG color conversion element comprises: a step for preparing each of a first glass green sheet formed using a glass slurry that includes phosphors, and second glass green sheets formed using a glass slurry that does not include phosphors; a step for laminating the second glass green sheets on both sides of the first glass green sheet; a step for compressing the laminate of the first glass green sheet and the second glass green sheets; and a step for firing the compressed laminate.

Description

형광체 함유 유리 색변환 소자의 제조 방법Method for manufacturing phosphor-containing glass color conversion element
본 발명은 PIG 색변환 소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면에 형광체가 노출되지 않는 PIG 색변환 소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a PIG color conversion element, and more particularly, to a method of manufacturing a PIG color conversion element in which a phosphor is not exposed on a surface.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)와 같은 발광소자에서 방출되는 광의 색을 변환하기 위한 소자로 수지, 유기 소재 또는 유리에 형광체를 분산시킨 소자가 사용되고 있다.An element for converting the color of light emitted from a light emitting device such as a light emitting diode (LED) is a device in which a phosphor, an organic material, or a phosphor is dispersed in a glass.
이 중 유리에 형광체를 분산시킨 PIG(Phosphor in Glass) 색변환 소자는 수지 또는 유기 소재에 형광체를 혼합한 형태의 색변환 소자에 비하여 고온에 따른 열화 문제가 적고 가스 및 수분 침투에 대한 저항성도 우수하여, 높은 신뢰성이 요구되는 LED 응용 분야를 비롯하여 사용 범위가 점차 넓어지고 있다.Among them, the PIG (Phosphor in Glass) color conversion element in which the phosphor is dispersed in glass has less problems of deterioration due to high temperature than the color conversion element in which the phosphor or the organic material is mixed with the phosphor, and has excellent resistance to gas and moisture penetration And the range of applications including LED applications requiring high reliability is gradually widening.
PIG 색변환 소자는 유리 프릿에 형광체를 혼합하고 플레이트 형태로 성형한 후 이를 소성하여 제조할 수 있다. 하지만, 이와 같은 제조 방법에 의할 때 형광체와 유리의 비중 및 입도의 차이, 공정 변수, 기타 환경의 영향에 따라 PIG 색변환 소자 내 형광체의 분포를 균일하게 하는 것은 실질적으로 불가능하며, 특히 소성 후 색변환 소자의 표면에 형광체가 노출될 수도 있다.The PIG color conversion element can be manufactured by mixing a phosphor with a glass frit, molding the phosphor into a plate form, and firing the phosphor. However, according to this manufacturing method, it is practically impossible to uniformize the distribution of the phosphors in the PIG color conversion element depending on the specific gravity and particle size of the phosphor and the glass, process parameters, and other environmental influences, The phosphor may be exposed on the surface of the color conversion element.
PIG 색변환 소자는 사용되는 LED 칩 및 LED 패키지의 종류에 따라 홀가공, 표면가공, 커팅 등의 공정이 필요하다. 이때, PIG 색변환 소자의 표면에 형광체가 노출되어 있다면 홀가공, 표면가공, 커팅 등의 공정을 진행하는 중에 표면에 노출된 형광체가 탈락할 수 있다.The PIG color conversion device requires processes such as hole processing, surface processing, and cutting depending on the types of LED chips and LED packages used. At this time, if the phosphor is exposed on the surface of the PIG color conversion element, the phosphor exposed on the surface may be dropped during the processes such as hole processing, surface processing, cutting, and the like.
이처럼 PIG 색변환 소자의 가공 중에 형광체가 탈락하는 경우 PIG 색변환 소자가 사용되는 LED 패키지의 발광 효율이 저하되고 색좌표가 변동될 수 있는 문제가 있다.If the phosphor falls off during the processing of the PIG color conversion element, there is a problem that the luminous efficiency of the LED package using the PIG color conversion element is lowered and the color coordinates may fluctuate.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 형광체의 표면에 형광체가 노출되지 않는 PIG 색변환 소자의 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a PIG color conversion element in which phosphors are not exposed on the surface of a phosphor.
또한, 본 발명은 LED 패키지의 발광 효율을 향상시킬 수 있는 PIG 색변환 소자의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a PIG color conversion element capable of improving the luminous efficiency of an LED package.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 PIG 색변환 소자의 제조 방법으로서, 유리 슬러리로 형성한 제1 유리 그린 시트와 형광체를 포함하지 않는 유리 슬러리로 형성한 제2 유리 그린 시트를 각각 준비하는 단계, 제1 유리 그린 시트의 양측에 각각 제2 유리 그린 시트를 적층하는 단계, 제1 유리 그린 시트 및 제2 유리 그린 시트의 적층체를 압착하는 단계 및 압착된 적층체를 소성하는 단계를 포함한다.A step of preparing a first glass green sheet formed of a glass slurry and a second glass green sheet formed of a glass slurry not containing a phosphor, respectively, as a manufacturing method of a PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention; 1) laminating a second glass green sheet on each side of the glass green sheet, pressing the laminate of the first glass green sheet and the second glass green sheet, and firing the pressed laminate.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1 유리 그린 시트의 양측에 각각 제2 유리 그린 시트를 적층하는 단계에서는, 제2 유리 그린 시트 사이에 제1 유리 그린 시트를 복수 적층할 수 있다.In the step of laminating the second glass green sheets on both sides of the first glass green sheet according to the embodiment of the present invention, a plurality of first glass green sheets can be laminated between the second glass green sheets.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면 제1 유리 그린 시트를 형성하는 유리 슬러리에 포함되는 유리 프릿과 제2 유리 그린 시트를 형성하는 유리 슬러리에 포함되는 유리 프릿의 조성이 동일할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the composition of the glass frit contained in the glass slurry forming the first glass green sheet and the glass frit included in the glass slurry forming the second glass green sheet may be the same.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면 압착된 적층체를 소성하는 단계 이전에 압착된 적층체를 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to further include processing the pressed laminated body before the step of baking the pressed laminated body.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 압착된 적층체의 가공은 홀 가공 또는 커팅을 포함할 수 있다.The processing of the pressed laminate according to an embodiment of the present invention may include hole machining or cutting.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1 유리 그린 시트의 두께는 10 ~ 200㎛인, 것을 포함할 수 있다.The thickness of the first glass green sheet according to an embodiment of the present invention may be 10 to 200 占 퐉.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 형광체를 포함하는 제1 유리 그린 시트의 양측에 형광체를 포함하지 않는 제2 유리 그린 시트가 배치됨으로써 형광체의 표면에 형광체가 노출되지 않아 PIG 색변환 소자의 가공 중 형광체 탈락의 문제를 방지할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the second glass green sheet not including the phosphor is disposed on both sides of the first glass green sheet including the phosphor, the phosphor is not exposed on the surface of the phosphor, It is possible to prevent the problem of dropping the phosphor.
또한, 형광체의 탈락 등을 방지함에 따라 PIG 색변환 소자가 사용되는 LED 패키지의 발광 효율 및 수율을 향상시킬 수 있다.In addition, since the phosphor is prevented from falling off, the light emitting efficiency and yield of the LED package using the PIG color conversion element can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자의 단면을 나타내는 도면이다.1 is a cross-sectional view of a PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자와 비교예에 따른 PIG 색변환 소자의 표면 상태를 나타낸 도면이다.2 is a view showing the surface states of the PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention and the PIG color conversion element according to a comparative example.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자의 제조 과정을 순차적으로 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a view sequentially illustrating a manufacturing process of a PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention.
도 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자와 비교예에 따른 PIG 색변환 소자를 사용한 LED 패키지에서의 색좌표 산포를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing the results of measurement of color coordinate spread in an LED package using a PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention and a PIG color conversion element according to a comparative example.
<부호의 설명><Description of Symbols>
100: PIG 색변환 소자100: PIG color conversion element
110: 제1 유리 그린 시트110: first glass green sheet
111: 모재111: base metal
113: 형광체113: phosphor
120: 제2 유리 그린 시트120: Second glass green sheet
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분은 그 설명을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In order to clearly illustrate the present invention, parts that are not related to the present invention are not described, and the same components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "위"에 있다고 기재된 경우, 이는 다른 구성요소 "바로 위"에 위치하는 경우뿐만 아니라 이들 사이에 또 다른 구성요소가 존재하는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기, 두께 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명은 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.Where an element is referred to herein as being "above" another element, it includes the case where it is located "directly" other element, as well as the presence of another element therebetween. In addition, the sizes, thicknesses, and the like of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, and the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.
즉, 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있으며 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.That is, the specific shapes, structures, and characteristics described in the specification can be implemented by changing from one embodiment to another embodiment without departing from the spirit and scope of the present invention. It is to be understood that changes may be made without departing from the scope. Therefore, the following detailed description is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention should be construed as encompassing the scope of the appended claims and all equivalents thereof.
PIG 색변환 소자PIG color conversion element
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자의 단면을 나타내는 도면으로서, 이를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자(100)는 제1 유리 그린 시트(110)와 제2 유리 그린 시트(120)를 포함하여 형성될 수 있다.1 is a cross-sectional view of a PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the PIG color conversion element 100 according to an embodiment of the present invention includes a first glass green sheet 110, And a second glass green sheet 120 as shown in FIG.
본 실시예에 따른 PIG 색변환 소자(100)의 제1 유리 그린 시트(110)는 유리 프릿으로 형성되는 모재(111)에 형광체(113)가 분산되어 형성될 수 있다.The first glass green sheet 110 of the PIG color conversion element 100 according to the present embodiment may be formed by dispersing the fluorescent material 113 in the base material 111 formed of glass frit.
형광체(113)는 LED칩에서 방출되는 광의 색변환을 위한 것으로서, 본 실시예에 따른 형광체(113)로는 YAG계, LuAg계, TAG계, 실리케이트계, SiAlON계, BOS계, CaSiN 계, 옥시나이트라이드계, KSF계 등 공지의 다양한 형광체를 사용할 수 있다.The phosphor 113 is used for color conversion of light emitted from the LED chip. As the phosphor 113 according to the present embodiment, a YAG, LuAg, TAG, silicate, SiAlON, BOS, CaSiN, Rye system, KSF system, and the like can be used.
형광체는 온도에 따라 특성이 급격히 저하하는 특성을 갖고 있기 때문에, 최적의 색변환 효율을 발현하기 위해 각 형광체별로 적합한 소성온도를 갖는 유리 프릿 성분을 선정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 유리 그린 시트(110)의 형광체(113)로 YAG 형광체를 사용하는 경우, 모재(111)를 구성하는 유리 프릿으로는 SiO2, Al2O3, 알칼리토금속산화물(MgO, CrO, SrO, BaO) 또는 B2O3를 주성분으로 하는 알루미노보로실리케이트 유리 성분을 사용할 수 있다. 물론, 유리 프릿의 성분이 이에 한정되는 것은 아니며, 광투과율, 소성 온도, PIG 색변환 소자의 형상, 사용 용도 등에 따라 공지의 성분 중 적합한 성분을 선정하여 사용할 수 있다.Since the phosphor has a characteristic in which the characteristics are rapidly lowered depending on the temperature, it is preferable to select the glass frit component having a firing temperature suitable for each phosphor in order to exhibit the optimum color conversion efficiency. For example, when the YAG fluorescent material is used as the fluorescent material 113 of the first glass green sheet 110, SiO 2 , Al 2 O 3 , an alkaline earth metal oxide (MgO, CrO, SrO, BaO) or an aluminoborosilicate glass component containing B 2 O 3 as a main component. Of course, the components of the glass frit are not limited thereto, and suitable components among known components can be selected depending on the light transmittance, the firing temperature, the shape of the PIG color conversion element, the intended use, and the like.
본 실시예에 따른 PIG 색변환 소자(100)의 제2 유리 그린 시트(120)는 제1 유리 그린 시트(110)와 달리 형광체를 포함하지 않는 유리로 형성될 수 있다. 제2 유리 그린 시트(120)를 구성하는 유리 프릿의 성분은 소성 조건을 고려하여 제1 유리 그린 시트(110)의 유리 프릿 성분과 동일한 것을 사용하는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제2 유리 그린 시트(120)를 구성하는 유리 프릿 성분은 공지의 성분 중 적합한 성분을 선정하여 사용할 수 있다.The second glass green sheet 120 of the PIG color conversion element 100 according to the present embodiment may be formed of glass that does not include a phosphor, unlike the first glass green sheet 110. The glass frit constituting the second glass green sheet 120 is preferably the same as the glass frit component of the first glass green sheet 110 in consideration of firing conditions, but the present invention is not limited thereto The glass frit component constituting the second glass green sheet 120 can be selected from suitable components among known components.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자(100)에서는 한 쌍의 제2 유리 그린 시트(120)가 제1 유리 그린 시트(110)의 양면(도면 상 상면과 하면)을 덮도록 배치될 수 있다. 이에 따라,제1 유리 그린 시트(110)의 제조 과정에서 형광체(113)가 제1 유리 그린 시트(110)의 표면에 노출되더라도 제2 유리 그린 시트(120)가 제1 유리 그린 시트(110)의 표면을 덮기 때문에 PIG 색변환 소자(100)의 표면에 형광체가 노출되지 않게 된다.As shown in the drawing, in the PIG color conversion element 100 according to an embodiment of the present invention, a pair of second glass green sheets 120 are formed on both surfaces (upper and lower surfaces in the drawing) of the first glass green sheet 110, As shown in FIG. The second glass green sheet 120 is formed on the first glass green sheet 110 even if the fluorescent material 113 is exposed on the surface of the first glass green sheet 110 in the process of manufacturing the first glass green sheet 110. [ The phosphor is not exposed on the surface of the PIG color conversion element 100. [
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자와 비교예에 따른 PIG 색변환 소자의 표면 상태를 나타낸 도면으로, 구체적으로 형광체를 포함하지 않는 제2 유리 그린 시트가 형광체를 포함하는 제1 유리 그린 시트의 양면을 덮도록 배치되는 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자(100)와 형광체를 포함하는 유리 그린 시트만으로 이루어진 비교예에 따른 PIG 색변환 소자(10)를 위에서 바라본 모습을 나타낸다.2 is a view showing the surface states of the PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention and the PIG color conversion element according to a comparative example. Specifically, a second glass green sheet, which does not include a phosphor, 1 A PIG color conversion element 10 according to a comparative example comprising only a PIG color conversion element 100 according to an embodiment of the present invention and a glass green sheet including a phosphor arranged to cover both sides of the glass green sheet, It shows the appearance.
도 2를 참조하면, 우선 비교예에 따른 PIG 색변환 소자(10)의 경우 유리 프릿으로 구성되는 모재(11)에 분산 배치되는 형광체(13)가 표면에 노출되어 있다. 뿐만 아니라, PIG 색변환 소자(10)의 표면에 기포(15)도 형성되어 있음을 확인할 수 있다(도 2의 (a) 참조).Referring to Fig. 2, in the case of the PIG color conversion element 10 according to the comparative example, the phosphor 13 dispersedly disposed on the base material 11 composed of glass frit is exposed on the surface. In addition, it can be seen that bubbles 15 are also formed on the surface of the PIG color conversion element 10 (see FIG. 2 (a)).
이에 비하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자(100)의 경우에는, 상술한 바와 같이, 형광체를 포함하지 않는 제2 유리 그린 시트가 커버 글라스 기능을 하여 형광체가 PIG 색변환 소자(100)의 표면에 노출되지 않음을 확인할 수 있다(도 2의 (b) 참조).On the other hand, in the case of the PIG color conversion element 100 according to the embodiment of the present invention, as described above, the second glass green sheet not including the phosphor functions as a cover glass, 100) (see Fig. 2 (b)).
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자(100)에서는 표면에 형광체가 노출되지 않고 기포도 형성되지 않는다. 따라서, PIG 색변환 소자(100)를 홀가공, 표면가공 또는 커팅하더라도 이러한 가공 공정 중에 형광체가 탈락되거나 손상되는 것을 방지할 수 있고, 가공 전 및 가공 후에 매끄러운 표면을 가질 수 있게 된다. 이는 PIG 색변환 소자의 수율 향상으로 이어질 뿐만 아니라, 이로 인해 이를 사용하는 LED 패키지의 발광 효율을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, in the PIG color conversion element 100 according to the embodiment of the present invention, the phosphor is not exposed on the surface and bubbles are not formed. Therefore, even if the PIG color conversion element 100 is subjected to hole processing, surface processing, or cutting, it is possible to prevent the phosphor from being dropped or damaged during such a processing step, and to have a smooth surface before and after processing. This not only leads to improvement in the yield of the PIG color conversion element, but also improves the luminous efficiency of the LED package using the PIG color conversion element.
PIG 색변환 소자의 제조 방법Method of manufacturing PIG color conversion element
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자의 제조 과정을 순차적으로 나타낸 도면으로, 이하에서는 이를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자의 제조 방법을 설명한다.FIG. 3 is a view sequentially illustrating a manufacturing process of a PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of manufacturing a PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자를 제조하기 위하여 우선 제1 유리 그린 시트(110)와 제2 유리 그린 시트(120)를 준비한다(S110).In order to manufacture the PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention, a first glass green sheet 110 and a second glass green sheet 120 are prepared (S110).
제1 유리 그린 시트(110)는 유리 프릿, 형광체, 바인더 수지 및 용매를 포함하는 유리 슬러리로 제조될 수 있다.The first glass green sheet 110 may be made of a glass slurry comprising a glass frit, a phosphor, a binder resin, and a solvent.
상술한 바와 같이, 유리 프릿은 제1 유리 그린 시트(110)를 형성하는 모재(111)의 역할을 하는 것으로서, SiO2, Al2O3, 알칼리토금속산화물(MgO, CrO, SrO, BaO) 또는 B2O3를 주성분으로 하는 알루미노보로실리케이트 유리 성분을 포함할 수 있으며, 이외에 공지의 유리 성분으로 구성될 수도 있다. 형광체(113)는 색변환을 위한 것으로서, YAG계, LuAg계, TAG계, 실리케이트계, SiAlON계, BOS계, CaSiN 계, 옥시나이트라이드계, KSF계 등 공지의 다양한 형광체를 사용할 수 있다. 바인더 수지는 유리 프릿 사이의 결합력을 제공하기 위해 첨가되며, PVB(polyvinyl butyral), PVA(polyvinyl alcohol), 아크릴계, 셀루로오스계 등 공지된 수지를 사용할 수 있다. 또한,용매는 유리 슬러리의 점도를 조절하는 역할을 하며, 알코올계 용매, 케톤계 용매 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.As described above, the glass frit serves as the base material 111 for forming the first glass green sheet 110, and is made of SiO 2 , Al 2 O 3 , an alkaline earth metal oxide (MgO, CrO, SrO, BaO) And an aluminoborosilicate glass component containing B 2 O 3 as a main component, or may be composed of a known glass component. The phosphor 113 is for color conversion, and various known phosphors such as YAG, LuAg, TAG, silicate, SiAlON, BOS, CaSiN, oxynitride and KSF can be used. The binder resin is added to provide a bonding force between the glass frit, and known resins such as polyvinyl butyral (PVB), polyvinyl alcohol (PVA), acryl, and cellulose can be used. In addition, the solvent serves to control the viscosity of the glass slurry, and alcoholic solvents, ketonic solvents, etc. may be used alone or in combination of two or more.
본 실시예에서는 유리 슬러리는형광체 0.1 ~ 50wt%, 바인더 수지 0.5 ~ 50wt% 와 나머지 유리 프릿을 포함할 수 있으며, 용매는 건조 과정에서 휘발되어 제거된다. 다만, 각 성분의 조성비가 이에 제한되는 것은 아니다.In this embodiment, the glass slurry may contain 0.1 to 50 wt% of the phosphor, 0.5 to 50 wt% of the binder resin, and the remaining glass frit, and the solvent is volatilized and removed in the drying process. However, the composition ratio of each component is not limited thereto.
제2 유리 그린 시트(120)는 제1 유리 그린 시트(110)와 달리 형광체를 포함하지 않을 수 있으며, 유리 프릿, 바인더 수지 및 용매를 포함하는 유리 슬러리로 제조될 수 있다. 제2 유리 그린 시트(120)를 제조하기 위한 유리 슬러리의 각 성분은 소성 조건을 고려하여 제1 유리 그린 시트(110)와 동일하게 할 수 있다. 물론, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 유리 그린 시트(110)에서와 다른, 공지의 유리 프릿, 바인더, 용매의 성분을 사용하는 것도 가능하다.The second glass green sheet 120 may not contain a phosphor, unlike the first glass green sheet 110, and may be made of a glass slurry including glass frit, a binder resin, and a solvent. Each component of the glass slurry for producing the second glass green sheet 120 can be made the same as the first glass green sheet 110 in consideration of the firing conditions. Of course, the present invention is not limited to this, and it is also possible to use components of known glass frit, binder and solvent, which are different from those of the first glass green sheet 110.
각각 준비된 유리 슬러리는 테이프 캐스팅 성형, 사출 성형, 압출 성형, 프레스 성형, 스크린 프린팅 등의 방식으로 제1 유리 그린 시트(110) 및 제2 유리 그린 시트(120)로 될 수 있다. 예를 들어,테이프 캐스팅 성형의 경우,유리 슬러리가 일 방향으로 이송되는 캐리어 필름 상에 일정한 두께로 도포된 후 건조기를 통과하면서 건조되어 각각의 유리 그린 시트로 성형될 수 있다.Each prepared glass slurry may be formed into a first glass green sheet 110 and a second glass green sheet 120 by a method such as tape casting molding, injection molding, extrusion molding, press molding, screen printing or the like. For example, in the case of tape casting, the glass slurry may be applied to the carrier film to be transported in one direction to a constant thickness, then dried while passing through a dryer to be formed into a respective glass green sheet.
한편, 제1 유리 그린 시트(110)의 두께는 10 ~ 200㎛로 형성할 수 있다. 제1 유리 그린 시트(110)의 두께가 10 ㎛보다 작은 경우 형광체의 평균 입도 보다 작게 되어 형광체 분포를 제어하는데 어려움이 있게 되고, 두께가 200㎛보다 큰 경우에는 성형 공정 중 중력에 의한 형광체 침강으로 인해 마찬가지로 형광체의 분포를 균일하게 배치함에 어려움이 있게 된다.Meanwhile, the thickness of the first glass green sheet 110 may be 10 to 200 mu m. When the thickness of the first glass green sheet 110 is less than 10 탆, the average particle size of the fluorescent material becomes smaller than the average particle size of the fluorescent material. When the thickness of the first glass green sheet 110 is greater than 200 탆, So that it is difficult to uniformly arrange the distribution of the phosphor.
제1 유리 그린 시트와 제2 유리 그린 시트를 각각 준비한 후에는 제1 유리 그린 시트와 제2 유리 그린 시트를 적층한다(S120).After preparing the first glass green sheet and the second glass green sheet, the first glass green sheet and the second glass green sheet are laminated (S120).
본 실시예에서는 제1 유리 그린 시트(110)의 양면을 제2 유리 그린 시트(120)로 덮는 방식으로 적층이 이루어질 수 있으며, 적층되는 제1 유리 그린 시트(110)와 제2 유리 그린 시트(120)는 동일한 크기, 즉 동일한 면적을 갖는 것이 바람직하다.In this embodiment, the first glass green sheet 110 and the second glass green sheet 120 may be laminated in such a manner that both surfaces of the first glass green sheet 110 are covered with the second glass green sheet 120, 120 have the same size, that is, the same area.
본 실시예에서는 하나의 제1 유리 그린 시트(110)의 양면에 한 쌍의 제2 유리 그린 시트(120)를 적층하는 것으로 설명하고 있으나, 이와 달리 한 쌍의 제2 유리 그린 시트(120) 사이에 복수의 제1 유리 그린 시트(110)를 적층하는 것도 가능하다. 한 쌍의 제2 유리 그린 시트(120) 사이에 복수의 제1 유리 그린 시트(110)를 적층하는 경우에는, 각각의 제1 유리 그린 시트(110)의 형광체 함량 분포를 판별한 후 적층 방향을 따라 형광체의 분포가 균일하도록 각각의 제1 유리 그린 시트(110)의 배치를 제어하는 것이 바람직하다.이 경우에도 적층되는 제1 유리 그린 시트(110)들은 동일한 면적을 갖는 것이 바람직하다.In the present embodiment, a pair of second glass green sheets 120 are laminated on both sides of one first glass green sheet 110. Alternatively, a pair of second glass green sheets 120 It is also possible to laminate a plurality of first glass green sheets 110 on the first glass green sheet 110. When a plurality of first glass green sheets 110 are laminated between a pair of second glass green sheets 120, the phosphor content distribution of each first glass green sheet 110 is determined, It is preferable to control the arrangement of the first glass green sheets 110 so that the distribution of the phosphors is uniform. In this case, it is also preferable that the first glass green sheets 110 to be laminated have the same area.
제1 유리 그린 시트의 양면에 제2 유리 그린 시트를 적층한 이후 이들을 적층 방향으로 압착한다(S130).After the second glass green sheets are laminated on both sides of the first glass green sheet, they are pressed in the lamination direction (S130).
본 실시예에서, 제1 유리 그린 시트(110)와 제2 유리 그린 시트(120)의 적층체의 압착은 ISO 프레스 또는 단축 프레스(uni-axial press)를 이용하여 20 ~ 200℃ 에서 수행할 수 있다.In this embodiment, the pressing of the laminate of the first glass green sheet 110 and the second glass green sheet 120 can be carried out at 20 to 200 DEG C using an ISO press or a uni-axial press have.
제1 유리 그린 시트와 제2 유리 그린 시트의 적층체를 압착한 다음 이를 소성한다(S140).A laminate of the first glass green sheet and the second glass green sheet is squeezed and then sintered (S140).
본 실시예에서는 소성을 150℃ ~ 1,000℃에서 수행할 수 있다. 구체적인 소성 온도는 유리 조성별 연화 온도에 따라 달라질 수 있는데, 소성 온도가 150℃보다 낮은 경우(즉, 소성 온도가 연화 거동 온도 보다 낮은 경우)에는 소성 과정에서 소성이 제대로 되지 않은 관계로 유리 내에 다량의 기포가 발생하여 광투과율 및 광추출 효율이 저하될 수 있다. 반대로, 소성 온도가 1,000℃보다 높은 경우(즉, 소성 온도가 연화 거동 온도 대비 과도하게 높은 경우)에는 형상을 제어하지 못하며 더불어형광체가 열화되어 발광 효율이 감소할 수 있다. 소성은 승온, 유지 및 냉각의 순서로 수행되는데, 소성 유지 시간은 5분 ~ 120분인 것이 바람직하다. 소성 유지 시간이 5분 미만일 경우에는 소성이 충분이 되지 않을 수 있으며, 120분을 초과하는 경우에는 형광체와 유리 프릿의 반응 및 과도한 형상 변형으로 인해 형광체 특성이 저하되거나 형상 불량 등의 문제가 있을 수 있다.In this embodiment, firing can be performed at 150 ° C to 1,000 ° C. The specific firing temperature may vary depending on the softening temperature of the glass composition. When the firing temperature is lower than 150 ° C (that is, when the firing temperature is lower than the softening behavior temperature) The light transmittance and the light extraction efficiency may be lowered. On the contrary, when the firing temperature is higher than 1,000 ° C. (that is, when the firing temperature is excessively higher than the softening behavior temperature), the shape can not be controlled and the phosphor may be deteriorated to decrease the luminous efficiency. The firing is carried out in the order of elevated temperature, holding and cooling, wherein the firing holding time is preferably 5 to 120 minutes. If the firing holding time is less than 5 minutes, the firing may not be sufficient. If the firing holding time exceeds 120 minutes, the phosphor properties may be deteriorated due to the reaction between the phosphor and the glass frit and excessive shape distortion, have.
한편, 상술한 바와 같이 PIG 색변환 소자는 사용되는 LED 칩 및 LED 패키지의 종류에 따라 홀가공, 표면가공, 커팅 등의 공정이 필요할 수 있다. 이러한 홀가공, 표면가공, 커팅 등의 공정은 일반적으로 소성 이후에 수행된다. 하지만, 소성 후에는 유리의 고유한 특성, 즉 높은 취성과 높은 경도에 기인하여 정밀 가공 자체가 어려우며,가공 중 유리의 깨짐 등이 발생할 수 있어 후속적으로 연마 등의 후공정이 수반되어야 하기에 시간과 비용면에서 경제적이지 못하다.On the other hand, as described above, the PIG color conversion element may require processes such as hole processing, surface processing, and cutting depending on the type of the LED chip and the LED package to be used. Such processes such as hole processing, surface processing, cutting, and the like are generally performed after firing. However, after firing, precision processing itself is difficult due to inherent characteristics of glass, that is, high brittleness and high hardness, and cracking of glass may occur during processing, and subsequent processing such as polishing must be followed And is not economical in terms of cost.
이에, 본 실시예에서는 제1 유리 그린 시트(110)와 제2 유리 그린 시트(120)의 적층체를 압착한 후 소성 전에 필요한 홀가공, 표면가공, 커팅 등의 공정을 수행할 수 있다. 이와 같이 소성 전 가공 공정을 수행하기 위하여는 소성 전 슬러리의 점도를 102 poise 내지 105 poise로 조절하는 것이 바람직하다. 소성 전 Slurry 점도가 102 poise 보다 작은 경우에는 테이프 캐스팅과 후 가공 공정에서 형상이 무너지는 문제가 발생할 수 있으며, 소성 전 점도가 105 poise 보다 큰 경우에는 테이프 캐스팅 공정의 균일성이 떨어지며 후가공 공정에서 형상제어가 어려운 단점이 있다.Thus, in this embodiment, the laminated body of the first glass green sheet 110 and the second glass green sheet 120 may be pressed and then subjected to processes such as hole processing, surface processing, cutting, and the like necessary before firing. In order to carry out the pre-firing step, it is preferable to adjust the viscosity of the slurry before firing to 10 2 poise to 10 5 poise. When the slurry viscosity before firing is less than 10 2 poise, the shape may collapse during tape casting and post-processing. If the pre-firing viscosity is higher than 10 5 poise, the uniformity of the tape casting process is lowered. It is difficult to control the shape of the substrate.
본 발명의 일 실시예에 따를 때 소성 전 홀가공, 표면가공, 커팅 등의 공정을 수행하는 것으로 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 소성을 먼저 수행한 후 홀가공, 표면가공, 커팅 등의 공정을 수행할 수도 있다.According to one embodiment of the present invention, the steps of hole processing, surface finishing, cutting, and the like are performed before firing, but the present invention is not necessarily limited to this, and firing may be performed first, Processing, cutting, and the like may be performed.
이상의 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자의 제조방법에 의하면, 형광체를 함유하는 하나 또는 복수의 제1 유리 그린 시트(110)를 한 쌍의 제2 유리 그린 시트(120) 사이에 배치, 적층함으로써, 만약 제1 유리 그린 시트(110)의 제조 과정에서 형광체가 제1 유리 그린 시트(110)의 표면에 노출되거나 표면에 기포가 형성되더라도 최종 산물인 PIG 색변화 소자(100)에서 형광체 또는 기포가 표면에 노출되지 않도록 할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 유리 그린 시트(120)가 형광체를 함유하는 제1 유리 그린 시트(110)의 커버 시트 역할을 하여 형광체가 표면에 노출되지 않도록 함으로써, 이어지는 가공 공정에서 형광체의 탈락을 방지하고, 이에 따라 발광 효율을 향상시킬 수 있다.According to the method of manufacturing a PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention, one or a plurality of first glass green sheets 110 containing phosphors are disposed between a pair of second glass green sheets 120 , Even if the phosphor is exposed on the surface of the first glass green sheet 110 or bubbles are formed on the surface thereof during the manufacturing process of the first glass green sheet 110, Or bubbles may not be exposed to the surface. That is, according to an embodiment of the present invention, the second glass green sheet 120 serves as a cover sheet of the first glass green sheet 110 containing the phosphor to prevent the phosphor from being exposed on the surface, It is possible to prevent the phosphors from falling off, thereby improving the luminous efficiency.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제1 유리 그린 시트(110)와 제2 유리 그린 시트(120)를 적층하는 방식으로 PIG 색변환 소자(100)를 제조함으로써, 각각의 유리 그린 시트의 두께를 조정하거나 적층되는 유리 그린 시트의 개수를 조정하는 방식으로 PIG 색변환 소자(100)의 두께를 용이하게 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by manufacturing the PIG color conversion element 100 in such a manner that at least one first glass green sheet 110 and a second glass green sheet 120 are laminated, The thickness of the PIG color conversion element 100 can be easily controlled by adjusting the thickness of the green sheet or adjusting the number of glass green sheets to be laminated.
실험예Experimental Example
이하에서는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 PIG 색변환 소자의 광특성 검사 결과를 통하여 본 발명의 효과를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the effects of the present invention will be described concretely with reference to the results of optical characteristic inspection of a PIG color conversion element according to an embodiment and a comparative example of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자는 형광체를 함유하는 제1 유리 그린 시트의 양면에 형광체를 함유하지 않는 제2 유리 그린 시트를 적층, 압착한 후 소성하여 제조하였으며, 비교예에 따른 PIG 색변환 소자는 형광체를 함유하는 유리 그린 시트를 소성하여 제조하였다. 여기에서 유리 그린 시트의 제조 시 사용한 유리 프릿으로는 최적의 소성온도가 650℃±20℃ 인 보로실리케이트 유리를 활용하였다. 형광체로는 LuAG와 Amber의 이종 형광체 조합을 사용하였으며, 유리 프릿 대비 30wt%를 배합하여 진행하였다.A PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention is manufactured by laminating and pressing a second glass green sheet containing no phosphor on both surfaces of a first glass green sheet containing a phosphor and then sintering the same. The PIG color conversion element was manufactured by firing a glass green sheet containing a phosphor. Here, borosilicate glass having an optimum firing temperature of 650 ° C ± 20 ° C was used as the glass frit used in the production of the glass green sheet. As a phosphor, a combination of LuAG and amber phosphors was used, and 30 wt% of the glass frit was blended.
표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자와 비교예에 따른 PIG 색변환 소자를 사용한 LED 패키지 각각의 색좌표 산포를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 그리고 도 4는 표 1의 결과를 좌표 상에 도시한 것으로서, 도 4에서의 우측 상단의 분포와 좌측 하단의 분포는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자와 비교예에 따른 PIG 색변환 소자를 사용한 LED 패키지의 색좌표 산포를 나타낸다.Table 1 shows the results of measurement of the color coordinate spread of each of the LED package using the PIG color conversion element according to the embodiment of the present invention and the PIG color conversion element according to the comparative example. 4 shows the results of Table 1 on the coordinates. The distribution at the upper right end and the distribution at the lower left end in FIG. 4 are the PIG color conversion element according to the embodiment of the present invention and the PIG color conversion element according to the comparative example, Shows the distribution of color coordinates of the LED package using the conversion element.
구분division CxCx CyCy
Min.Min. Max.Max. Avg.Avg. ΔCxΔCx Min.Min. Max.Max. Avg.Avg. ΔCyΔCy
실시예Example 0.2650.265 0.2730.273 0.2690.269 0.0080.008 0.2450.245 0.2600.260 0.2510.251 0.0150.015
비교예Comparative Example 0.2330.233 0.2550.255 0.2450.245 0.0220.022 0.1920.192 0.2290.229 0.2120.212 0.0360.036
표 1과 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자를 사용한 LED 패키지의 경우 비교예에 따른 PIG 색변환 소자를 사용한 LED 패키지에 비하여 색좌표 산포가 현저히 작아짐을 확인할 수 있다. 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자를 사용하는 경우 색변화 소자 표면에 형광체를 노출시키지 않아 균일한 품질의 LED 패키지 제조가 가능함을 의미하고, 따라서 본 발명의 일 실시예에 따를 때 제품 수율이 현저히 향상될 수 있음을 의미한다.표 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자와 비교예에 따른 PIG 색변환 소자를 사용한 LED 패키지 각각의 광효율을 측정한 결과를 나타낸 것이다.Referring to Table 1 and FIG. 4, it can be confirmed that the color distribution of the LED package using the PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention is significantly smaller than that of the LED package using the PIG color conversion element according to the comparative example . This means that when the PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention is used, the phosphor is not exposed to the surface of the color-changing element, and thus LED packages of uniform quality can be manufactured. Therefore, Table 2 shows the result of measuring the light efficiency of each of the PIG color conversion element according to the embodiment of the present invention and the LED package using the PIG color conversion element according to the comparative example .
구분division lmlm lm/wlm / w
실시예Example 120.5120.5 115.5115.5
비교예Comparative Example 105.4105.4 97.597.5
표 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자를 사용한 LED 패키지의 경우 비교예에 따른 PIG 색변환 소자를 사용한 LED 패키지에 비하여 광효율이 약 14.3% 정도 향상됨을 확인할 수 있다.이는 본 발명의 일 실시예에 따른 PIG 색변환 소자에서는 형광체를 함유하지 않는 커버 유리 시트(즉, 제2 유리 그린 시트)로 형광체를 함유하는 유리 시트(즉, 제1 유리 그린 시트)의 양면을 덮은 후 가공 및 소성이 이루어지기 때문에 형광체의 탈락이 없고 매끄러운 표면을 유지할 수 있음에 기인한 것으로 볼 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that the light efficiency of the LED package using the PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention is improved by about 14.3% as compared with the LED package using the PIG color conversion element according to the comparative example. This is because in the PIG color conversion element according to an embodiment of the present invention, both sides of the glass sheet (i.e., the first glass green sheet) containing the phosphor with the cover glass sheet (i.e., the second glass green sheet) It is possible to maintain the smooth surface without dropping off the phosphor because it is processed and fired after covering.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. It can be understood that It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

Claims (6)

  1. PIG 색변환 소자의 제조 방법으로서,A method of manufacturing a PIG color conversion element,
    형광체를 포함하는 유리 슬러리로 형성한 제1 유리 그린 시트와 형광체를 포함하지 않는 유리 슬러리로 형성한 제2 유리 그린 시트를 각각 준비하는 단계,Preparing a first glass green sheet formed from a glass slurry containing a phosphor and a second glass green sheet formed from a glass slurry containing no phosphor,
    상기 제1 유리 그린 시트의 양측에 각각 상기 제2 유리 그린 시트를 적층하는 단계,Laminating the second glass green sheets on both sides of the first glass green sheet,
    상기 제1 유리 그린 시트 및 상기 제2 유리 그린 시트의 적층체를 압착하는 단계 및Pressing the laminate of the first glass green sheet and the second glass green sheet,
    상기 압착된 적층체를 소성하는 단계Firing the squeezed laminate
    를 포함하고,Lt; / RTI &gt;
    표면에 형광체가 노출되지 않는 PIG 색변환 소자의 제조 방법.And the phosphor is not exposed on the surface of the PIG color conversion element.
  2. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제1 유리 그린 시트의 양측에 각각 상기 제2 유리 그린 시트를 적층하는 단계에서는, 상기 제2 유리 그린 시트 사이에 상기 제1 유리 그린 시트를 복수 적층하는, PIG 색변환 소자의 제조 방법.Wherein the step of laminating the second glass green sheets on both sides of the first glass green sheet laminate a plurality of the first glass green sheets between the second glass green sheets.
  3. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제1 유리 그린 시트를 형성하는 유리 슬러리에 포함되는 유리 프릿과 상기 제2 유리 그린 시트를 형성하는 유리 슬러리에 포함되는 유리 프릿의 조성이 동일한, PIG 색변환 소자의 제조 방법.Wherein the composition of the glass frit contained in the glass slurry forming the first glass green sheet is the same as the composition of the glass frit contained in the glass slurry forming the second glass green sheet.
  4. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 압착된 적층체를 소성하는 단계 이전에 상기 압착된 적층체를 가공하는 단계를 더 포함하는Further comprising machining the squeezed laminate prior to firing the squeezed laminate
    PIG 색변환 소자의 제조 방법.A method of manufacturing a PIG color conversion element.
  5. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4,
    상기 압착된 적층체의 가공은 홀 가공 또는 커팅을 포함하는, PIG 색변환 소자의 제조 방법.Wherein the processing of the pressed laminate includes a hole processing or cutting.
  6. 제1항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제1 유리 그린 시트의 두께는 10 ~ 200㎛인, PIG 색변환 소자의 제조 방법.Wherein the thickness of the first glass green sheet is 10 to 200 占 퐉.
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