KR101168318B1 - 발광장치 제조방법 및 형광막 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 백색 발광장치 제조방법은, 형광체 시트를 개별 LED 소자에 적용될 단위 형광막으로 구분하는 단계와, 상기 각각의 단위 형광막의 광변환 특성을 측정하는 단계와, 상기 광변환 특성의 측정결과에 따라, 상기 형광체 시트의 단위 형광막을 복수의 그룹으로 분류하는 단계와, 목표 색특성에 얻어지도록 상기 복수의 그룹으로 구분된 상기 단위 형광막과 소정의 광특성을 갖는 LED 소자를 조합하는 단계를 포함한다.

Description

발광장치 제조방법 및 형광막 측정장치{METHOD OF MANUFACTURING A LIGHT EMITTING DEVICE AND APPARATUS FOR MEASURING A PHOSPHOR FILM}
본 발명은 발광장치 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 형광막을 구비한 발광장치 제조방법 및 이에 사용될 수 있는 형광막 측정장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; 이하, 'LED'라고 함)는 전기에너지를 광에너지로 변환하는 반도체 소자로서, 에너지 밴드갭에 따른 특정한 파장의 빛을 내는 화합물 반도체로 구성되며, 광통신 및 모바일 디스플레이, 컴퓨터 모니터 등과 같은 디스플레이, LCD용 평면광원(Back Light Unit: BLU)에서부터 조명의 영역까지 그 사용이 확대되고 있는 추세이다.
일반적으로, 백색 발광장치는 백색광을 제공하기 위해서 적절한 파장변환부를 함께 채용할 수 있다. 이러한 파장변환부는 패키지 레벨 또는 웨이퍼 레벨에서 디스펜싱 또는 프린팅과 같은 공지된 공정을 이용하여 LED 칩 또는 웨이퍼에 형광체를 이용하여 제조되거나, 형광체를 시트와 같은 형광막으로 미리 제조한 후에 LED 칩 또는 웨이퍼에 부착하는 방법도 제공될 수 있다.
하지만, 동일한 공정에 의해 발광 장치를 제조하더라도, 제조공정 및 형광체(막)의 변환특성에 따라 제품에 따라 서로 다른 백색광 특성을 가지므로, 전체 제품에서 불균일한 색산포가 나타나는 문제가 있다.
나아가, 경우에 따라, 일부 발광다이오드 패키지는 원하는 목표 색특성의 조건에서 벗어나는 백색광을 가질 수 있으며, 결국 불량으로 폐기되어 수율을 저하시키는 문제가 있다.
당 기술 분야에서는, 형광막에 대한 광변환 특성의 측정의 신뢰성을 높여 색산포를 개선하거나 정밀한 색특성의 제어를 가능하게 하는 발광장치 제조방법 및 형광막 측정장치가 요구되고 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 형광체 시트를 개별 LED 소자에 적용될 단위 형광막으로 구분하는 단계와, 상기 각각의 단위 형광막의 광변환 특성을 측정하는 단계와, 상기 광변환 특성의 측정결과에 따라, 상기 형광체 시트의 단위 형광막을 복수의 그룹으로 분류하는 단계와, 목표 색특성에 얻어지도록 상기 복수의 그룹으로 구분된 상기 단위 형광막과 소정의 광특성을 갖는 LED 소자를 조합하는 단계를 포함하는 백색 발광장치 제조방법이 제공된다.
상기 광변환 특성을 측정하는 단계는, 광학계를 이용하여 기준 광원의 빔 사이즈를 조절하는 단계와, 상기 사이즈가 조절된 빔을 상기 각 단위 형광막에 조사하는 단계와, 상기 조사된 빔에 의해 변환된 광을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우에, 상기 조절된 빔 사이즈는 상기 단위 형광막의 면적보다 작을 수 있다.
일 예에서는, 상기 검출하는 단계에서 사용되는 검출부는 상기 기준 광원이 조사된 면의 반대편에 위치할 수 있다. 다른 예에서는, 상기 검출하는 단계에서 사용되는 검출부는 상기 기준 광원이 조사된 면에 위치할 수 있다.
상기 기준 광원은 자외선 또는 청색 광원일 수 있다.
상기 형광체 시트를 단위 형광막으로 구분하는 단계는, 상기 형광체 시트를 점착성 시트에 부착하는 단계와, 상기 형광체 시트를 상기 단위 형광막으로 절단하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 점착성 시트는 광투과성 시트일 수 있다.
일 예에서, 상기 광변환 특성을 측정하는 단계 전에, 상기 형광체 시트로부터 상기 절단된 단위 형광막을 각각 분리하여 상기 광변환 특성을 측정하기 위한 위치에 로딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이와 달리, 상기 광변환 특성을 측정하는 단계 전에, 상기 형광체 시트를 상기 광변환 특성을 측정하기 위한 위치에 로딩하는 단계를 더 포함하며, 상기 광변환 특성을 측정하는 단계는, 각 단위 형광막이 상기 광변환 특성을 측정하기 위한 위치에 놓이도록 상기 형광체 시트를 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단위 형광막을 복수의 그룹으로 분류하는 단계는, 상기 측정된 광변환 특성에 따라 서로 다른 영역에 위치하도록 그 측정된 단위 형광막을 개별적으로 언로딩하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 광변환 특성을 측정하는 단계 후에, 상기 형광체 시트를 상기 단위 형광막으로 절단하는 단계를 더 포함하며, 상기 단위 형광막을 복수의 그룹으로 분류하는 단계는, 상기 측정된 광변환 특성에 따라 서로 다른 영역에 위치하도록 상기 형광체 시트로부터 분리하여 상기 각각의 단위 형광막을 분류하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 LED 소자는 LED 칩 또는 LED 패키지일 수 있다. 한편, 상기 광변환 특성은 색좌표를 포함하며, 상기 LED 소자의 광특성은 피크 파장 및 광출력 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 소정의 파장을 갖는 빔을 방출하는 기준 광원과, 측정 대상인 형광막에 조사될 수 있도록 상기 기준 광원으로부터 방출되는 빔을 안내하며, 상기 형광막의 측정 위치에서 개별 LED 소자에 적용될 단위 형광막의 면적보다 작은 사이즈를 갖도록 빔 스폿 사이즈를 조절하는 빔 조정 광학계와, 상기 빔이 조사되어 상기 형광막으로부터 변환된 광을 검출하는 검출부와, 상기 검출된 광의 광변환 특성을 측정하는 광변환 특성 측정부를 포함하는 형광막 측정장치가 제공된다.
일 예에서, 상기 검출부는 상기 형광막을 기준으로 상기 빔이 조사되는 면의 반대편에 위치할 수 있다. 다른 예에서, 상기 검출부는 상기 형광막을 기준으로 상기 빔이 조사되는 면 상에 위치할 수 있다.
상기 측정 대상인 형광막은 복수의 단위 형광막으로 구분된 형광체 시트이며, 상기 각각의 단위 형광막이 상기 측정 위치에 위치할 수 있도록 상기 형광체 시트를 이동시키는 형광막 이동수단을 더 포함할 수 있다.
상기 측정 대상인 형광막은 상기 형광체 시트로부터 분리된 상기 단위 형광막이며, 상기 형광체 시트로부터 상기 단위 형광막을 분리하여 상기 측정 위치에 로딩시키는 로딩부을 더 포함할 수 있다.
상기 측정된 광변환 특성에 따라 서로 다른 영역에 위치하도록 상기 측정된 단위 형광막을 개별적으로 언로딩하는 언로딩부를 더 포함할 수 있다.
형광막에 대한 광변환 특성을 개별 LED 소자에 적용될 단위 형광막으로 구분하여 개별적으로 측정한 후에 분류함으로써 정밀한 색특성의 제어를 가능하다. 또한, 목표 색좌표에 만족하도록 특정 광특성을 갖는 LED 소자와 결합함으로써 색산포를 보다 크게 개선할 수 있다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단과 효과에서, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
도1은 본 발명에 따른 백색 발광장치의 제조방법의 일 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 형광막 측정장치의 개략도를 나타낸다.
도3a 및 도3b는 본 발명에 사용되는 단위 형광막과 빔 사이즈의 관계를 나타내는 사진 및 개략도이다.
도4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 형광막 측정장치의 개략도를 나타낸다.
도5 및 도6은 본 발명에 따른 형광체 측정장치의 다양한 예(형광막 취급의 차이)를 나타내는 개략도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 백색 발광장치의 제조방법 중 형광막 분류결과를 나타내는 CIE 1931 색좌표계이다.
도8은 도7에서 분류된 형광막으로 제조된 백색 발광장치로부터 발생된 백색광의 색좌표를 나타내는 CIE 1931 색좌표계이다.
도9는 도7에서 분류된 형광막으로 제조된 백색 발광장치의 백색광에 대한 색좌표를 나타내는 CIE 1931 색좌표계이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도1은 본 발명에 따른 백색 발광장치의 제조방법의 일 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 예에 따른 제조방법은 형광체 시트를 "단위 형광막"으로 구분하는 단계(S12)로 시작될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 "단위 형광막"이란 용어는, 개별 LED 소자에 적용될 형광막을 의미한다. 이러한 단위 형광막은 적용되는 소자에 따라 다른 형상 및/또는 다른 크기로 정의될 수 있으며,에 적용될 수 있으며, 예를 들어 LED 칩에 직접 적용되거나 LED 패키지의 수지포장부과 같은 특정영역에 적용될 수 있으며, 적용될 영역의 형상과 크기에 따라 달리 정의될 수 있다.
상기 형광체 시트를 상기 단위 형광막으로 구분하는 단계는 복수의 단위 형광막으로 구획하는 물리적인 가공(예, 절단, 반절단)뿐만 아니라, 이러한 구획을 위한 시각적인 표시 또는 가상적인 구획도 포함할 수 있다.
상기 형광체 시트를 상기 단위 형광막으로 절단하는 공정은, 상기 형광체 시트를 점착성 테이프에 부착한 상태에서 실행될 수 있다. 이 경우에, 상기 점착성 테이프에 의해 상기 단위 형광막은 상기 형광체 시트 상에서 절단 전의 원위치를 유지할 수 있으므로, 상기 형광체 시트 또는 각 단위 형광막의 취급을 용이하게 구현할 수 있다.
이어, 상기 형광체 시트의 각 단위 형광막의 광변환 특성을 측정할 수 있다(S14).
본 단계에서 측정되는 단위 형광막의 광변환 특성은 대표적으로 색좌표와 같은 색특성치일 수 있다. 본 실시예에서는, 형광체 시트의 임의의 지점이 아니라 각각의 단위 형광막에 대해서 광변환 특성을 측정할 수 있다. 본 측정단계는 기준 광원의 빔을 개별 단위 형광막에 조사하여 그로부터 변환된 광의 특성을 측정하는 방식으로 수행될 수 있다.
상기 단위 형광막에 대한 정확한 광변환 특성 정보를 얻기 위해서, 기준 광원의 빔은 적어도 단위 형광막보다는 작은 사이즈를 갖도록 조절될 수 있다. 이러한 빔 사이즈 조절을 위해서 기준 광원과 단위 형광막 사이에는 집광을 위한 빔 조절 광학계를 구비할 수 있다. 이와 같이, 각각의 단위 형광막을 독립적으로 측정할 수 있도록 빔 사이즈를 작게 하더라도, 상기 단위 형광막에 대한 평가 신뢰성을 높이기 위해서 빔 면적이 단위 형광막의 면적의 10% 이상인 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 광변환 특성의 측정결과에 따라, 상기 형광체 시트의 단위 형광막을 복수의 그룹으로 분류할 수 있다(S16).
예를 들어, 본 분류 공정은 복수의 그룹으로 색좌표로 표현되는 색도영역을 정의하고, 각각의 단위 형광막은 측정된 색좌표을 따라 색도영역으로 구분된 각 그룹에 지정되어 분류하는 과정으로 수행될 수 있다. 여기서, 색도영역에 따라 구분된 각 그룹을 "빈(bin)"이라고도 하며, 이러한 분류 과정을 "비닝(binning)"이라고도 한다.
단일한 공정에서 얻어지는 복수의 형광체 시트에서 얻어지는 단위 형광막은물론, 하나의 형광체 시트에서 얻어지는 복수의 단위 형광막도 측정된 광변환 특성에서는 어느 정도의 편차가 존재할 수 있다(도7 참조).
본 실시예와 달리, 형광체 시트의 임의의 지점을 측정하여 형광체 시트 단위로 측정될 경우에 단위 형광막에서 나타나는 편차는 무시될 수 있으며, 결과적으로 최종 백색 발광장치에서 정밀한 색도 제어를 기대하기 어렵다.
반면에, 본 실시예와 같이, 각각의 단위 형광막을 측정하여 정해진 그룹으로 구분하므로, 단위 형광막의 편차에 따른 불이익한 영향(예, 색산포)을 완화시킬 수 있다. 구체적으로, 다음 단계(S18)에서 각 그룹의 단위 형광막을 적절한 광특성을 갖는 LED 소자와 조합하여 목표 색특성을 갖는 백색 발광장치를 제조할 수 있다.
이를 위해서, 상기 LED 소자도 각각의 광특성이 측정되어 미리 분류될 수 있다. 상기 LED 소자의 광특성은 피크 파장과 광출력과 같은 특성값일 수 있다. 목표 색특성은 색좌표에 의해 특정되는 영역으로 표현될 수 있다. 이러한 특성값으로 표현되는 일정 구간으로 정의되는 복수의 그룹을 설정하고, 각 그룹으로 상기 LED 소자를 미리 분류할 수 있다.
앞선 단계에서 분류된 단위 형광막은 목표 색특성 조건을 만족하도록 상기 LED 소자의 특정 그룹과 각각 매칭될 수 있다. 이러한 매칭을 위한 상관성은 사전에 샘플에 의한 실험을 통해서 얻어질 수 있다.
예를 들어, 단위 형광막의 기준광원에 대한 변환된 광 색좌표와 함께 조합되는 LED 소자의 피크 파장 및 출력의 적어도 하나를 변경하여 최종 백색광의 색좌표 변화를 확인하고, 최종 백색광이 원하는 목표 색좌표 영역에 만족하게 되는 LED 소자의 특성 조건을 찾음으로써 실제 매칭에서 목표 색좌표 영역을 얻기 위한 특성간의 상관성을 확보할 수 있다. 이에 대해서는 도8에 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 측면으로 새로운 형광막 측정장치를 제공한다. 상기 형광막 측정장치는 상술된 백색 발광장치 제조방법에 유용하게 사용될 수 있다.
도2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 형광막 측정장치의 개략도를 나타낸다.
도2에 도시된 형광막 측정장치(20)는, 소정의 파장을 갖는 빔을 방출하는 기준 광원(24)과, 측정 대상인 형광막(21)에 조사될 수 있도록 상기 기준 광원의 빔을 안내하는 광학계(25)를 포함한다.
상기 기준 광원(24)은 특정 파장의 광을 방출하는 단파장계열 광원으로서 자외선 또는 청색 광원일 수 있다. 구체적으로, 상기 기준 광원(24)은 LED 광원, 할로겐 광원과 같은 공지된 형태의 광원일 수 있다.
또한, 상기 형광막 측정장치(20)는 상기 형광막(21)에 조사되어 변환된 광을 검출하는 검출부(27)를 포함한다. 상기 검출부(27)는 검출된 변환된 광의 변환특성을 측정하는 광변환 특성 측정부(미도시)에 연결될 수 있다.
측정대상의 형광막(21)은 단위 형광막으로 구분된 형광체 시트일 수 있으나, 형광체 시트로부터 분리된 개별 단위 형광막일 수도 있다. 취급 대상이 형광체 시트 자체라도 일 측정위치에는 상기 형광체 시트에서 구획된 복수의 단위 형광막 중 하나가 배치될 것이다.
이와 같이, 상기 형광막 측정장치(20)는 개별 LED 소자에 적용될 단위 형광막을 측정하기 위해서 상기 측정 위치에서 빔 스폿 사이즈를 작은 사이즈로 조절할 필요가 있다. 도3a는 이러한 실제 예를 나타낸 사진이며, 도3b는 도3a의 사진에서 단위 형광막(P)의 윤곽과 빔(BS)을 구체적으로 나타내는 개략도이다. 도시된 바와 같이, 조사되는 빔(BS)이 단위 형광막(P) 내에 위치할 수 있도록 작은 사이즈(d)로 조절될 때에 단위 형광막(P) 영역만을 투과하여 얻어진 변환 광을 효과적으로 측정할 수 있다.
이러한 빔 사이즈 조절을 위해서, 상기 광학계(25)는 단위 형광막에 조사될 빔을 요구되는 스폿 사이즈를 조절하는 빔 조정 광학계일 수 있다. 상기 빔 조정 광학계는 도2에 도시된 바와 같이, 광축 상에 나란히 배열된 다수의 렌즈(25a,25b,25c)로 구성된 것으로 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 공지된 다양한 집광 구조의 광학계를 가질 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 검출부(27)는 상기 형광막(21)을 기준으로 상기 빔이 조사되는 면의 반대편에 위치할 수 있다. 즉, 상기 형광막 측정 장치(20)는 형광막(22)을 투과하여 변환된 광을 수광하는 배열을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 형광막 측정장치는 도2에 도시된 다른 배열을 갖는 형태로 구현될 수 있다. 이러한 실시형태에 따른 형광막 측정장치(40)는 도4에 도시되어 있다.
도4에 도시된 형광막 측정장치(40)는 앞선 실시형태와 유사한 구조를 갖지만, 검출부(47)의 위치는 형광막(41)을 기준으로 빔이 조사되는 면 상에 위치할 수 있다.
본 실시형태에서는, 빔 조사면 상에 변환된 광이 진행되도록 상기 형광막(41)의 반대면에 반사판(43)을 배치할 수 있다. 상기 조사된 빔과의 간섭을 피할 수 있도록 상기 검출부(47)는 상기 형광막(41)의 빔 조사면을 기준으로 소정의 각도(θ)로 경사진 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 검출부(47)의 경사각(θ)은 약 30°이하일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 백색 발광장치의 제조방법 중 측정 및 분류방법과 함께, 본 발명의 다른 측면에 따른 형광막 측정장치는 측정대상인 단위 형광막을 취급하는 방식의 차이로 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있다. 이는 도5 및 도6에 도시된 형광체 측정장치의 다양한 예를 참조하여 설명하기로 한다.
도5 및 6에 도시된 형광막 측정장치(50)는, 소정의 파장을 갖는 빔(L1)을 방출하는 기준 광원(54)과, 상기 기준 광원(54)의 빔(L1)을 안내하는 광학계(55)를 포함한다. 또한, 상기 형광막 측정장치(50)는 변환된 광(L2)을 집속하는 검출부(56)와, 상기 검출부(56)와 연결되어 변환된 광(L2)을 측정하는 광변환 측정부(57)를 포함한다.
상기 검출부(56)는 도시된 바와 같이, 입사창으로 들어오는 광을 내부 반사측면을 이용하여 반복적으로 확산 반사시키고 측광창으로 방출하는 구조를 갖는 구형 광속계의 일종인 적분구일 수 있다.
본 실시형태에 채용된 각 구성요소에 관련하여는, 반대되는 설명은 앞선 실시형태의 대응요소에 대한 설명을 참조하여 이해할 수 있다. 본 실시형태에서, 상기 검출부(56)는 도2에 도시된 형태와 유사하게, 상기 기준 광원(54)의 빔이 조사된 면의 반대편에 위치할 수 있다.
우선, 도5에 도시된 형광막 측정장치는 로딩부(미도시)를 구비하여 상기 광변환 특성을 측정하기 전에 점착성 테이프(52)에 부착된 형광체 시트(51)를 측정 위치에 로딩시킬 수 있다. 상기 로딩부는 상기 형광체 시트(51)의 각 단위 형광막이 측정 위치에 놓이도록 상기 형광체 시트(51)를 이동시킴으로써 각각의 단위 형광막의 광변환 특성을 측정할 수 있다. 이 경우에, 도시되어 있지 않으나, 상기 형광막 측정장치(50)는 각각의 단위 형광막(P)이 차례로 측정될 수 있도록 측정대상인 형광체 시트(51)를 수평방향(x-y)으로 이동시킬 수 있는 이동수단을 더 포함할 수 있다.
본 실시형태에 채용된 형광체 시트(51)는 단위 형광막(P)으로 절단된 상태일 수 있으나, 필요에 따라 개별적으로 절단되지 않은 상태에서 가상적으로만 단위 형광막(P)으로 구획하여 단위 형광막(P)의 개별적인 측정을 보장할 수도 있다. 후자인 경우에는 점착성 테이프가 추가적으로 요구되지 않을 수 있다.
이와 달리, 도6에 도시된 형광막 측정장치는 로딩부(미도시)를 구비하여, 상기 광변환 특성을 측정하는 단계 전에, 상기 형광체 시트(61)로부터 상기 절단된 단위 형광막(P)을 각각 분리하여 측정 위치에 로딩시킬 수 있다. 이 경우에, 상기 측정위치에 단위 형광막(P)을 배치할 수 있도록, 상기 형광막 측정장치는 별도의 지지대(53)를 구비할 수 있다. 상기 지지대(53)는 기준광원(54)의 빔이 전달되도록 광투과성 물질로 이루어질 수 있다.
본 실시형태와 같이, 단위 형광막(P)을 개별적으로 측정된 경우에는, 상기 형광막 측정장치는 언로딩부(미도시)를 구비하여 그 측정된 단위 형광막(P)을 개별적으로 언로딩하여 상기 측정된 광변환 특성에 따라 서로 다른 영역에 배치할 수 있다. 이러한 과정을 통해서 분류공정이 진행될 수 있다. 물론, 여기서, 로딩부와 언로딩부는 하나의 장치로 결합되어 구현될 수 있다. 본 언로딩 과정은 도5에 도시된 형태에서도 형광체 시트가 단위 형광막으로 절단된 상태인 경우에도 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 통해서 형광막의 측정 및 분류 방법과 LED소자와의 매칭방법을 설명하기로 한다.
<형광막의 측정 및 분류 예>
450㎚의 청색 LED를 기준광원으로 사용하여 황색 형광체를 함유한 세라믹 형광체 시트에 대해서 아래와 같이 측정 및 분류작업을 실행하였다.
우선, 상기 세라믹 형광체 시트는 투명한 점착성 시트에 부착하고, LED 칩에 적용될 복수의 단위 형광막으로 절단하여 각각의 단위 형광막으로부터 변환된 광의 색좌표를 측정하였다.
그 결과, 각각의 단위 형광막으로부터 변환된 광의 색좌표를 도7에 도시된 CIE 1931 색좌표계에 표시하였다. 도7에 도시된 CIE 1931 색좌표계에는 대각선 방향으로 분포하는 색영역으로 표시되는 복수의 빈(bin)이 표시되어 있다. 각 빈의 색영역은 각각 4점 색좌표 영역으로 정의되며, 복수의 빈은 연속적으로 분포한다.
이러한 빈은 원하는 목표 백색광의 색좌표를 얻기 위해서, LED 소자의 광특성이 구분되어 매칭될 필요가 있는 색좌표 영역으로 구분되어 표시된다.
도7에 나타난 바와 같이, 단위 형광막의 대부분은 빈6 및 빈7에 구분되어 나타나며, 심지어 일부는 빈4 및 과 빈8에 걸쳐 비교적 넓은 분포를 나타내었다. 이와 같이, 동일한 형광체 시트에서 얻어진 단위 형광막임에도 불구하고, 동일한 광특성을 갖는 기준 광원을 사용할 때에 얻어진 광의 색좌표가 비교적 큰 편차를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
이렇게 빈4 내지 빈8로 분류된 단위 형광막에서 각각 일부는 추출하여 동일한 광특성(피크파장: 455㎚, 광출력: 143mW)의 청색 LED 칩에 적용하여 백색광의 색좌표를 도8에 도시된 좌표계에 나타내었다. 빈5와 빈6은 비교적 목표 색좌표 영역을 만족하는데 반하여 빈6 및 7의 일부가 목표 색좌표의 경계에 인접하거나 황등색 편이를 나타내는 것으로 확인되었다.
도8에 나타난 바와 같이, 도7에서 나타난 바와 같이, 대각선 방향으로 유사한 색산포 경향을 나타내었다. 즉, 단위 형광막의 다른 광변환 특성이 최종 백색광에도 큰 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다.
< LED 소자와의 매칭 >
도8에서 살펴본 바와 같이, 각 그룹(빈)으로 분류된 단위 형광막은 실제 청색 LED 칩과 결합할 때에 광변환 특성의 차이를 나타내었다. 즉, 앞서 살펴본 바와 같이, 빈4와 빈5은 비교적 목표 색좌표 영역을 만족하지만, 빈6 및 7의 일부가 목표 색좌표의 경계에 인접하거나 황등색 편이를 나타내었다. 이러한 편차가 완화되도록, 최종 백색광의 정밀한 제어를 위해서, 각 빈의 단위 형광막을 다른 광특성의 청색 LED 칩과 결합하여 최종 백색광의 목표 색영역을 만족할 수 있는 조합을 아래와 같이 찾아내었다. 여기서, 청색 LED 칩의 광특성은 피크파장과 함께 광출력으로 구분하였다.
단위형광막 그룹 bin 4 bin 5 bin 6 bin 7 bin 8
청색LED 칩 피크파장 455㎚ 455㎚ 453㎚ 451-453㎚ 447-450㎚
청색LED 칩 광출력 140mW 143mW 143mW 144-145mW 144-145mW
빈5의 경우에는 도8에서 확인된 바와 같이, 청색 LED 칩(피크파장: 455㎚, 광출력: 143mW)에 의해 목표 색좌표영역을 만족하지만, 빈4의 경우에 다소 청색측 경계에 인접하므로, 청색 LED 칩의 광출력을 다소 낮은 것을 사용하여 목표 색좌표영역에 안정적으로 만족시켰다. 또한, 다소 황등색 편이를 나타낸 빈5 및 6은 피크파장이 다소 낮고 광출력이 다소 높은 청색 LED 칩과 조합하였고, 가장 편이가 심한 빈9는 가장 높은 피크파장과 광출력 조건의 LED 칩과 조합하였다.
그 결과, 도9에서 나타난 바와 같이, 빈4 내지 빈8과 같이 넓게 다른 색분포를 갖던 단위 형광막이 목표 색좌표영역이 거의 모두 해당되어 산포를 크게 개선하고 원하는 백색광을 제공하는 발광장치의 수율을 극대화할 수 있는 결과를 가져 왔다.
이와 같이, 단일한 공정에서 얻어지는 복수의 형광체 시트에서 얻어지는 복수의 단위 형광막뿐만 아니라, 하나의 형광체 시트에서 얻어지는 복수의 단위 형광막에서 나타나는 모든 색편차를 고려할 수 있으며, 적절한 광특성을 갖는 LED 소자와 결합하여 정밀한 색제어가 가능하며 그 결과 색산포 개선의 큰 효과를 기대할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (21)

  1. 형광체 시트를 각 개별 LED 소자에 적용될 단위 형광막으로 구분하는 단계;
    상기 각각의 단위 형광막의 광변환 특성을 측정하는 단계;
    상기 광변환 특성의 측정결과에 따라, 상기 형광체 시트의 단위 형광막을 복수의 그룹으로 분류하는 단계; 및
    목표 색특성에 얻어지도록 상기 복수의 그룹으로 구분된 상기 단위 형광막과 소정의 광특성을 갖는 LED 소자를 조합하는 단계를 포함하는 백색 발광장치 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광변환 특성을 측정하는 단계는,
    광학계를 이용하여 기준 광원의 빔 사이즈를 조절하는 단계와,
    상기 사이즈가 조절된 빔을 상기 각 단위 형광막에 조사하는 단계와,
    상기 조사된 빔에 의해 변환된 광을 검출하는 단계를 포함하는 백색 발광장치 제조방법.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제2항에 있어서,
    상기 조절된 빔 사이즈는 상기 단위 형광막의 면적보다 작은 것을 특징으로 하는 백색 발광장치 제조방법.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제2항에 있어서,
    상기 검출하는 단계에서 사용되는 검출부는 상기 측정되는 단위 형광막 기준으로 상기 기준 광원의 빔이 조사된 면의 반대편에 위치하는 것을 특징으로 하는 백색 발광장치 제조방법.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제2항에 있어서,
    상기 검출하는 단계에서 사용되는 검출부는 상기 측정되는 단위 형광막 기준으로 상기 기준 광원의 빔이 조사된 면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 백색 발광장치 제조방법.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제2항에 있어서,
    상기 기준 광원은 자외선 또는 청색 광원인 것을 특징으로 하는 백색 발광장치 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 시트를 단위 형광막으로 구분하는 단계는,
    상기 형광체 시트를 점착성 시트에 부착하는 단계와, 상기 형광체 시트를 상기 단위 형광막으로 절단하는 단계를 더 포함하는 백색 발광장치 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 광변환 특성을 측정하는 단계 전에, 상기 형광체 시트로부터 상기 절단된 단위 형광막을 각각 분리하여 상기 광변환 특성을 측정하기 위한 위치에 로딩하는 단계를 더 포함하는 백색 발광장치 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 광변환 특성을 측정하는 단계 전에, 상기 형광체 시트를 상기 광변환 특성을 측정하기 위한 위치에 로딩하는 단계를 더 포함하며,
    상기 광변환 특성을 측정하는 단계는, 각 단위 형광막이 상기 광변환 특성을 측정하기 위한 위치에 놓이도록 상기 형광체 시트를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광장치 제조방법.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 단위 형광막을 복수의 그룹으로 분류하는 단계는, 상기 측정된 광변환 특성에 따라 서로 다른 영역에 위치하도록 그 측정된 단위 형광막을 개별적으로 언로딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광장치 제조방법.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제9항에 있어서,
    상기 점착성 시트는 광투과성 시트인 것을 특징으로 하는 백색 발광장치 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광변환 특성을 측정하는 단계 후에, 상기 형광체 시트를 상기 단위 형광막으로 절단하는 단계를 더 포함하며,
    상기 단위 형광막을 복수의 그룹으로 분류하는 단계는, 상기 측정된 광변환 특성에 따라 서로 다른 영역에 위치하도록 상기 형광체 시트로부터 분리하여 상기 각각의 단위 형광막을 분류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광장치 제조방법.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 LED 소자는 LED 칩 또는 LED 패키지인 것을 특징으로 하는 백색 발광장치 제조방법.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 광변환 특성은 색좌표를 포함하며,
    상기 LED 소자의 광특성은 피크 파장 및 광출력 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 발광장치 제조방법.
  15. 소정의 파장을 갖는 빔을 방출하는 기준 광원;
    측정 대상인 형광막에 조사될 수 있도록 상기 기준 광원으로부터 방출되는 빔을 안내하며, 상기 형광막의 측정 위치에서 개별 LED 소자에 적용될 단위 형광막의 면적보다 작은 사이즈를 갖도록 빔 스폿 사이즈를 조절하는 빔 조정 광학계;
    상기 빔이 조사되어 상기 형광막으로부터 변환된 광을 검출하는 검출부; 및
    상기 검출된 광의 광변환 특성을 측정하는 광변환 특성 측정부를 포함하며, 상기 측정 대상인 형광막은 복수의 단위 형광막으로 구분된 형광체 시트이며, 상기 각각의 단위 형광막이 상기 측정 위치에 위치할 수 있도록 상기 형광체 시트를 이동시키는 형광막 이동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형광막 측정장치.
  16. 소정의 파장을 갖는 빔을 방출하는 기준 광원;
    측정 대상인 형광막에 조사될 수 있도록 상기 기준 광원으로부터 방출되는 빔을 안내하며, 상기 형광막의 측정 위치에서 개별 LED 소자에 적용될 단위 형광막의 면적보다 작은 사이즈를 갖도록 빔 스폿 사이즈를 조절하는 빔 조정 광학계;
    상기 빔이 조사되어 상기 형광막으로부터 변환된 광을 검출하는 검출부; 및
    상기 검출된 광의 광변환 특성을 측정하는 광변환 특성 측정부를 포함하며,
    상기 측정 대상인 형광막은 형광체 시트로부터 분리된 상기 단위 형광막이며, 상기 형광체 시트로부터 상기 단위 형광막을 분리하여 상기 측정 위치에 로딩시키는 로딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형광막 측정장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 형광막을 기준으로 상기 빔이 조사되는 면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 형광막 측정장치.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 기준 광원은 자외선 또는 청색 광원인 것을 특징으로 하는 형광막 측정장치.
  19. 삭제
  20. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 형광막을 기준으로 상기 빔이 조사되는 면의 반대편에 위치하는 것을 특징으로 하는 형광막 측정장치.
  21. 청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 측정된 광변환 특성에 따라 서로 다른 영역에 위치하도록 상기 측정된 단위 형광막을 개별적으로 언로딩하는 언로딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형광막 측정장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160111980A (ko) * 2014-01-21 2016-09-27 코닌클리케 필립스 엔.브이. 패터닝된 캡슐화를 가지는 하이브리드 칩-온-보드 led 모듈
KR20210060231A (ko) * 2019-11-18 2021-05-26 주식회사 에프씨씨 테이프 형태의 형광체 시트 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000035363A (ja) 1998-07-16 2000-02-02 Nikon Corp 光学特性検出装置
JP2009224656A (ja) 2008-03-18 2009-10-01 Kyocera Corp 発光装置
KR101059232B1 (ko) * 2009-07-17 2011-08-24 금오공과대학교 산학협력단 Ｌｅｄ 형광체 밀도측정장치 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000035363A (ja) 1998-07-16 2000-02-02 Nikon Corp 光学特性検出装置
JP2009224656A (ja) 2008-03-18 2009-10-01 Kyocera Corp 発光装置
KR101059232B1 (ko) * 2009-07-17 2011-08-24 금오공과대학교 산학협력단 Ｌｅｄ 형광체 밀도측정장치 및 방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160111980A (ko) * 2014-01-21 2016-09-27 코닌클리케 필립스 엔.브이. 패터닝된 캡슐화를 가지는 하이브리드 칩-온-보드 led 모듈
KR102265771B1 (ko) * 2014-01-21 2021-06-16 루미리즈 홀딩 비.브이. 패터닝된 캡슐화를 가지는 하이브리드 칩-온-보드 led 모듈
US11075327B2 (en) 2014-01-21 2021-07-27 Lumileds Llc Hybrid chip-on-board LED module with patterned encapsulation
KR20210060231A (ko) * 2019-11-18 2021-05-26 주식회사 에프씨씨 테이프 형태의 형광체 시트 제조방법
KR102278026B1 (ko) 2019-11-18 2021-07-15 주식회사 에프씨씨 테이프 형태의 형광체 시트 제조방법

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