KR20090024368A - Method of coating phosphor powder for light emitting diode - Google Patents

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KR20090024368A
KR20090024368A KR1020070089350A KR20070089350A KR20090024368A KR 20090024368 A KR20090024368 A KR 20090024368A KR 1020070089350 A KR1020070089350 A KR 1020070089350A KR 20070089350 A KR20070089350 A KR 20070089350A KR 20090024368 A KR20090024368 A KR 20090024368A
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박상미
김경남
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이형근
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Abstract

A method of coating phosphor powder for light emitting diode is provided to improve the stability for the moisture of the fluorescent substance by coating the SiO2-TiO2 complex oxide uniformly on the surface of phosphor powder. The first and second electrodes(30, 35) are formed on the substrate(10). The light emitting diode chip(20) is mounted on the first electrode. The molding unit(40) encapsulates the light emitting diode chip. The molding unit contains the uniformly distributed fluorescent substance(50). The phosphor powder(51) has the complex oxide-coating layer(52) on the surface. The light emitting diode chip is electrically connected to the first electrode or the second electrode through two wires(60).

Description

발광 다이오드용 형광체 분말 코팅 방법{METHOD OF COATING PHOSPHOR POWDER FOR LIGHT EMITTING DIODE}Phosphor powder coating method for light emitting diodes {METHOD OF COATING PHOSPHOR POWDER FOR LIGHT EMITTING DIODE}

본 발명은 형광체 분말 코팅 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 다이오드용 형광체 분말을 복합산화물로 코팅하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for coating a phosphor powder, and more particularly to a method for coating a phosphor powder for a light emitting diode with a composite oxide.

현재 발광 다이오드는 경박단소화가 가능하고, 에너지 절감과 오랜 기간 동안 수명이 유지되는 장점으로 인해 휴대폰을 비롯한 각종 표시장치의 배면 광원으로 이용되고 있으며, 발광 다이오드를 실장한 발광소자는 높은 연색성을 갖는 백색광 구현이 가능하기 때문에 형광등과 같은 백색광원을 대체하여 일반조명에도 적용될 것으로 기대되고 있다.Currently, light emitting diodes are used as back light sources of various display devices such as mobile phones due to their light and small size, energy saving, and long life, and light emitting devices mounted with light emitting diodes have high color rendering properties. Since it is possible to implement, it is expected to be applied to general lighting by replacing white light sources such as fluorescent lamps.

한편, 발광 다이오드를 이용하여 백색광을 구현하는 다양한 방법이 있으며, 일반적으로 430nm~470nm의 청색광을 방출하는 InGaN 발광 다이오드와 상기 청색광을 장파장으로 변환할 수 있는 형광체를 조합하여 백색광을 구현하는 방법이 사용되고 있다. 예컨대, 백색광은 청색 발광 다이오드와 상기 청색 발광 다이오드에 의해 여기되어 황색을 방출하는 황색 형광체의 조합을 통해 구현되거나 청색 발광 다이오드와 녹색 형광체 및 적색 형광체의 조합으로 구현될 수 있다.Meanwhile, there are various methods of implementing white light using light emitting diodes. In general, a method of implementing white light by combining an InGaN light emitting diode emitting blue light of 430 nm to 470 nm with a phosphor capable of converting the blue light into a long wavelength is used. have. For example, the white light may be realized through a combination of a blue light emitting diode and a yellow phosphor that is excited by the blue light emitting diode and emits yellow, or may be implemented as a combination of a blue light emitting diode, a green phosphor, and a red phosphor.

그러나 청색 발광 다이오드와 황색 형광체 조합에 의한 백색 발광소자의 경우 85 이상의 연색성 확보가 불가능하며, 액정디스플레이(LCD)의 배면 광원으로 사용시 색 필터 투과 이후의 색순도가 낮아 자연색에 가까운 색 구현이 불가능하다. 이에 반해 청색 발광 다이오드와 녹색 및 적색 형광체 조합에 의한 백색 발광소자는 높은 연색성 구현이 가능하며, LCD 배면 광원으로 사용할 경우, LCD 구성요소인 칼라 필터와의 일치도가 매우 높아 필터 투과 이후의 색순도가 높고, 따라서 자연색에 가까운 영상을 구현할 수 있다. 따라서, LCD 배면광원으로는 청색 발광 다이오드와 녹색 및 적색 형광체에 의해 백색광을 구현하는 발광소자가 적합하다.However, in the case of a white light emitting device using a combination of a blue light emitting diode and a yellow phosphor, color rendering of more than 85 cannot be secured, and when used as a rear light source of a liquid crystal display (LCD), color purity after color filter transmission is low and color close to natural color is impossible. On the other hand, the white light emitting device using a combination of a blue light emitting diode and a green and red phosphor can realize high color rendering, and when used as an LCD back light source, the color matchability of the LCD component is very high, so the color purity after the filter transmission is high. Therefore, it is possible to realize an image close to natural colors. Therefore, a light emitting device that implements white light by a blue light emitting diode and green and red phosphors is suitable as an LCD back light source.

상기 백색 발광소자에 적용 가능한 녹색 형광체로는 청색 발광 다이오드에 의한 여기효율이 우수한 오소실리케이트와 티오갈라이트 계열의 형광체가 대표적이다. 그러나, (Ca,Sr,Ba)(Al,In,Ga)2S4:Eu로 표현되는 황화물 계열의 티오갈라이트 형광체는 수분에 대한 화학적 안정성이 좋지 않기 때문에 초기 광특성을 쉽게 상실하는 문제점이 있다.Examples of the green phosphor applicable to the white light emitting device include an orthosilicate and an thiogallite-based phosphor having excellent excitation efficiency by a blue light emitting diode. However, the sulfide-based thiogolite phosphor represented by (Ca, Sr, Ba) (Al, In, Ga) 2 S 4 : Eu has a problem in that initial optical properties are easily lost because of poor chemical stability against moisture. have.

한편, 적색 형광체로는 (Ca,Sr)S:Eu과 CaS:Eu 등의 황화물 계열의 형광체와 최근 새롭게 개발된 (Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu, CaAlSiN3:Eu,Ce (Ca,Sr,Ba)Si7N10:Eu, CaSiN2:Eu 등의 질화물 계열의 형광체가 있다. Meanwhile, red phosphors include sulfide-based phosphors such as (Ca, Sr) S: Eu and CaS: Eu, and recently developed (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu, CaAlSiN 3 : Eu, Ce There are nitride-based phosphors such as (Ca, Sr, Ba) Si 7 N 10 : Eu and CaSiN 2 : Eu.

상기 질화물 계열 형광체의 경우, 뛰어난 화학적 안정성을 보유하고 있으나, 발광스펙트럼의 반치폭이 90~110nm 정도로 상당히 넓어 인접한 녹색광 스펙트럼과 상당부분 겹친다. 따라서 상기 질화물 계열 형광체를 채택한 백색 발광소자는 LCD 칼라 필터 투과 이후에 색순도가 상대적으로 낮아 LCD 배면광원에 적용하는데 어려움이 있다. In the case of the nitride-based phosphor, it has excellent chemical stability, but the light emission spectrum has a half width of about 90 nm to 110 nm, which overlaps substantially with the adjacent green light spectrum. Therefore, the white light emitting device employing the nitride-based phosphor has a relatively low color purity after transmission of the LCD color filter, which makes it difficult to apply to the LCD back light source.

한편, 황화물 계열의 형광체는 청색광에 의한 여기 효율이 우수하며, 발광 스펙트럼의 반치폭(Full Width at Half Maximum)이 60~70nm 정도로 매우 좁아 인접 스펙트럼에 거의 영향을 주지 않기 때문에 LCD 배면 광원으로 사용시 높은 색 재현성을 나타낸다. 그러나, 상기 황화물 계열의 형광체는 수분에 대한 안정성이 취약하여 발광 소자에 적용하는 데 어려움이 있다.On the other hand, sulfide-based phosphors are excellent in excitation efficiency due to blue light, and have a very narrow color at half maximum of 60 to 70 nm in the emission spectrum, and thus have little effect on the adjacent spectrum. Reproducibility is shown. However, the sulfide-based phosphor is difficult to be applied to the light emitting device because it is poor in stability to moisture.

결과적으로, (Ca,Sr,Ba)(Al,In,Ga)2S4:Eu와 (Sr,Ca)S:Eu 등의 황화물 계열의 형광체를 채택한 발광 소자의 경우 시간 경과에 따라 습도와 온도와 같은 주변 환경의 영향으로 발광 스펙트럼의 급격한 변화가 발생하여, 발광소자의 밝기 저하뿐 아니라 색좌표의 심각한 변화를 초래한다. 특히, (Ca,Sr,Ba)(Al,In,Ga)2S4:Eu와 (Sr,Ca)S:Eu 형광체는 수분과 반응하여 탄산염(cabonate) 또는 황산염(sulfate) 구조로 변화되며, 이에 따라 형광체 자체의 형광특성이 상실된다. 이에 더하여, 황화물 계열의 형광체와 수분의 반응에 의해 발생되는 H2S 가스는 형광체의 형광 특성을 변형시킬 뿐만 아니라, 발광 소자 내의 전극 재료, 예컨대 Ag 또는 Au 등을 검게 부식시켜 발광 소자의 신뢰성을 떨어뜨린다.As a result, in the case of a light emitting device employing a sulfide-based phosphor such as (Ca, Sr, Ba) (Al, In, Ga) 2 S 4 : Eu and (Sr, Ca) S: Eu, the humidity and temperature over time. The abrupt change in the emission spectrum occurs due to the influence of the surrounding environment, such as not only decreases the brightness of the light emitting device but also causes a serious change in color coordinates. In particular, (Ca, Sr, Ba) (Al, In, Ga) 2 S 4 : Eu and (Sr, Ca) S: Eu phosphors react with water to change into a carbonate or sulfate structure. As a result, the fluorescent property of the phosphor itself is lost. In addition, H2S gas generated by the reaction of sulfide-based phosphors with moisture not only deforms the fluorescence characteristics of the phosphors but also corrodes electrode materials, such as Ag or Au, in the light emitting element, thereby degrading reliability of the light emitting element. .

황화물 형광체의 위와 같은 문제를 해결하기 위해 형광체의 표면을 실리콘 산화막으로 코팅하는 기술이 개시된 바 있다. 예컨대, 대한민국 특허공개공보 10-2006-0079746호는 실란계 개질재를 사용하여 황화물 형광체의 표면에 실리콘 산화 막을 코팅하는 방법을 개시하고 있으며, 실리콘 산화막을 채택함으로써 황화물 형광체의 화학적 안정성을 향상시키고 있다.In order to solve the above problems of the sulfide phosphor, a technique of coating the surface of the phosphor with a silicon oxide film has been disclosed. For example, Korean Patent Publication No. 10-2006-0079746 discloses a method of coating a silicon oxide film on the surface of a sulfide phosphor using a silane-based modifier, and improves the chemical stability of the sulfide phosphor by adopting a silicon oxide film. .

그러나, 실리콘 산화막을 통한 황화물 형광체의 수분에 대한 안정성은 아직 충분치 않으며, 따라서 실리콘 산화막에 비해 황화물 형광체의 화학적 안정성을 향상시킬 수 있는 새로운 코팅층으로서 복합산화물층에 대한 연구가 진행되고 있으며, 복합산화물층을 균일하게 코팅하는 방법이 요구되고 있다.However, the moisture stability of the sulfide phosphor through the silicon oxide film is still not sufficient, and thus, a study on the composite oxide layer as a new coating layer capable of improving the chemical stability of the sulfide phosphor compared to the silicon oxide film is being conducted. There is a need for a method of uniformly coating a.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 발광 다이오드용 형광체의 변형을 방지하기 위해 형광체 분말을 복합산화물로 균일하게 코팅하는 방법을 제공하는 데 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a method for uniformly coating the phosphor powder with a composite oxide in order to prevent deformation of the phosphor for a light emitting diode.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 발광 다이오드용 형광체 분말을 코팅하는 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예들에 따른 상기 코팅 방법은 물, 알코올, 디에탄올아민(diethanolamine;DEA) 또는 트리에탄올아민(triethanolamine;TEA), 실리콘산화물의 전구체, 티탄산화물의 전구체 및 형광체 분말을 혼합하여 상기 형광체 분말 표면에 상기 전구체들이 반응하여 생성된 코팅층을 형성하는 것을 포함한다. 그 후, 상기 코팅층이 형성된 형광체 분말이 건조되고, 상기 건조된 형광체 분말이 열처리된다. DEA 또는 TEA를 함께 혼합함으로써, 상기 형광체 분말 표면에 SiO2-TiO2 복합산화물을 균일하게 코팅할 수 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method for coating a phosphor powder for a light emitting diode. The coating method according to embodiments of the present invention is a mixture of water, alcohol, diethanolamine (DEA) or triethanolamine (TEA), silicon oxide precursor, titanium oxide precursor and phosphor powder by mixing the phosphor And forming a coating layer formed by reacting the precursors on the surface of the powder. Thereafter, the phosphor powder on which the coating layer is formed is dried, and the dried phosphor powder is heat-treated. By mixing DEA or TEA together, it is possible to uniformly coat the SiO 2 -TiO 2 composite oxide on the surface of the phosphor powder.

상기 실리콘산화물의 전구체는 TEOS 또는 TMOS일 수 있으며, 상기 티탄산화물의 전구체는 Ti-이소프로폭사이드(Ti-isopropoxide; TIP)일 수 있다.The precursor of the silicon oxide may be TEOS or TMOS, and the precursor of the titanium oxide may be Ti-isopropoxide (TIP).

상기 실리콘산화물 전구체 및 티탄산화물 전구체의 가수분해 및 축중합반응에 의해 졸겔반응이 이루어지고, 이 과정에서 상기 형광체 분말 표면에 코팅층이 형성된다. 상기 가수분해 및 축중합반응을 촉진시키기 위해 혼합용액의 pH를 조절할 수 있으며, 이를 위해 적정한 양의 암모니아수가 첨가될 수 있다. 또한, 가수분 해 및 축중합반응을 촉진시키기 상기 혼합물을 가열할 수 있다. 예컨대, 상기 알코올이 에탄올인 경우, 상기 혼합용액은 에탄올의 끓는점 이하의 온도인 75~78℃로 가열될 수 있다.The sol-gel reaction is performed by hydrolysis and condensation polymerization of the silicon oxide precursor and the titanium oxide precursor, and in this process, a coating layer is formed on the surface of the phosphor powder. The pH of the mixed solution may be adjusted to promote the hydrolysis and the polycondensation reaction, and an appropriate amount of ammonia water may be added thereto. The mixture may also be heated to promote hydrolysis and polycondensation. For example, when the alcohol is ethanol, the mixed solution may be heated to 75 ~ 78 ℃ which is a temperature below the boiling point of the ethanol.

한편, 상기 형광체 분말을 건조시키기 전에, 상기 코팅층이 형성된 형광체는 물, 알코올 및 상기 전구체들의 혼합용액으로부터 필터링될 수 있다. 그 후, 상기 형광체 분말은 60~150℃의 온도범위에서 오븐 등을 이용하여 1~2시간 건조될 수 있으며, 이에 따라 코팅층 내의 물 및 알코올이 제거된다.Meanwhile, before the phosphor powder is dried, the phosphor on which the coating layer is formed may be filtered from a mixed solution of water, alcohol, and the precursors. Thereafter, the phosphor powder may be dried for 1 to 2 hours using an oven or the like at a temperature range of 60 to 150 ° C., thereby removing water and alcohol in the coating layer.

한편, 상기 열처리는 200~900℃, 바람직하게는 200~600℃의 온도범위에서 수행될 수 있으며, 이에 따라 상기 복합산화물 코팅층이 형광체 분말에 안정적으로 결합된다.On the other hand, the heat treatment may be carried out at a temperature range of 200 ~ 900 ℃, preferably 200 ~ 600 ℃, whereby the composite oxide coating layer is stably bonded to the phosphor powder.

한편, 상기 형광체는 일반식이 (Ca, Sr)S:Eu 또는 티오갈레이트 형광체와 같은 황화물 형광체일 수 있다. On the other hand, the phosphor may be a sulfide phosphor, such as a general formula (Ca, Sr) S: Eu or thiogallate phosphor.

본 발명의 실시예들에 따르면, 형광체 분말 표면에 SiO2-TiO2 복합산화물을 균일하게 코팅하여 형광체가 수분과 반응하는 것을 방지함으로써, 형광체의 수분에 대한 안정성을 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 형광체가 황화물 형광체인 경우, 수분과 형광체가 반응하여 H2S 가스가 발생되는 것을 방지할 수 있어 발광 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention, by uniformly coating the SiO 2 -TiO 2 composite oxide on the surface of the phosphor powder to prevent the phosphor from reacting with the water, it is possible to improve the stability of the phosphor to moisture. In particular, when the phosphor is a sulfide phosphor, it is possible to prevent generation of H 2 S gas by reacting water and the phosphor, thereby improving reliability of the light emitting device.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention;

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체 코팅 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시예들에 따라 복합산화물층이 코팅된 형광체를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a flowchart illustrating a phosphor coating method according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view for explaining a phosphor coated with a composite oxide layer according to embodiments of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 코팅 방법은 물, 용매, 실리콘산화물의 전구체, 티탄산화물의 전구체 및 형광체 분말을 혼합하여 졸겔반응을 이용하여 형광체 분말 표면에 코팅층을 형성하는 것을 포함한다. 상기 코팅층이 형성된 형광체 분말은 그 후 건조 및 열처리 공정을 거쳐 최종적으로 복합산화물층이 코팅된 형광체 분말이 얻어진다.Referring to Figure 1, the coating method according to the embodiments of the present invention is to form a coating layer on the surface of the phosphor powder using a sol-gel reaction by mixing water, a solvent, a precursor of silicon oxide, a precursor of titanium oxide and the phosphor powder Include. The phosphor powder in which the coating layer is formed is then subjected to a drying and heat treatment process to finally obtain a phosphor powder coated with a composite oxide layer.

상기 복합산화물층을 코팅하기 위해 우선 용매와 실리콘산화물의 전구체 및 티탄산화물의 전구체가 혼합된다(S10).To coat the composite oxide layer, first, a solvent, a precursor of silicon oxide, and a precursor of titanium oxide are mixed (S10).

실리콘산화물의 전구체로는 테트라에틸 오소실리케이트(tetraethyl orthosilicate; TEOS) 또는 테트라메틸 오소실리케이트(tetramethyl orthosilicate; TMOS) 등의 유기화합물이 사용될 수 있으며, 티탄산화물의 전구체로는 Ti-이소프로폭사이드(titanium isopropoxide; TIP)가 사용될 수 있다. 상기 티탄산화물의 전구체 및 실리콘산화물의 전구체는 원액으로 혼합될 수도 있으나, 측량의 편의 및 가수분해 반응 속도를 조절하기 위해 무수에탄올과 같은 알코올에 희석하여 혼합될 수 있다.As a precursor of silicon oxide, an organic compound such as tetraethyl orthosilicate (TEOS) or tetramethyl orthosilicate (TMOS) may be used, and as a precursor of titanium oxide, Ti-isopropoxide (titanium) isopropoxide (TIP) can be used. The precursor of the titanium oxide and the precursor of the silicon oxide may be mixed in a stock solution, but may be diluted and mixed with an alcohol such as anhydrous ethanol in order to control the convenience of the measurement and the rate of the hydrolysis reaction.

상기 용매는 알코올을 포함하며, 또한 디에탄올아민 및/또는 트리에탄올아민을 포함한다. 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 또는 부탄올 등일 수 있으며, 특히 에탄올은 쉽게 구입할 수 있고 경제적이어서 선호된다. 한편, 디에탄올아민 또는 트리에탄올아민은 용액 내에서 산화물 전구체들의 균일한 분산 및 가수반응 속도를 조절하여 형광체 분말 표면에 균일한 코팅층이 형성되는 것을 돕는다.The solvent includes alcohols and also includes diethanolamine and / or triethanolamine. The alcohol may be methanol, ethanol, isopropanol or butanol and the like, in particular ethanol is preferred because it is readily available and economical. On the other hand, diethanolamine or triethanolamine helps to form a uniform coating layer on the surface of the phosphor powder by controlling the uniform dispersion and hydrolysis rate of the oxide precursors in the solution.

상기 혼합용액 내에 혼합되는 전구체의 총량은 코팅하고자 하는 형광체의 중량 대비 1~30wt% 범위 내에서 사용될 수 있다. 상기 전구체의 양이 1 wt% 이하인 경우, 전구체의 양이 부족하여 균일한 예비코팅층을 형성하기 어렵고, 30 wt% 이상일 경우, 코팅층의 형성에 기여하지 못하고 소모되는 전구체의 양이 과다해진다. 바람직하게, 상기 전구체의 총량은 형광체의 중량 대비 3~15wt%일 수 있다.The total amount of the precursor mixed in the mixed solution may be used in the range of 1 ~ 30wt% relative to the weight of the phosphor to be coated. When the amount of the precursor is 1 wt% or less, it is difficult to form a uniform precoating layer due to the lack of the amount of the precursor. When the amount of the precursor is 30 wt% or more, the amount of the precursor consumed is not contributed to the formation of the coating layer. Preferably, the total amount of the precursor may be 3 ~ 15wt% based on the weight of the phosphor.

상기 전구체의 적정 사용량은 형광체 분말의 입자크기에 따라 달라질 수 있으며, 예컨대 형광체의 입자 평균크기가 7~8 마이크론인 (Ca,Sr)S:Eu 형광체의 경우 약 3 wt%의 전구체들이 대부분 코팅층 형성에 기여하고, 상기 형광체 분말의 입자 평균크기가 2~3 마이크론인 경우, 표면적의 증가로 더 많은 양의 전구체들이 코팅층 형성에 기여한다.The proper amount of the precursor may vary depending on the particle size of the phosphor powder. For example, in the case of (Ca, Sr) S: Eu phosphor having an average particle size of the phosphor of 7 to 8 microns, about 3 wt% of the precursor forms a coating layer. When the particle average size of the phosphor powder is 2 to 3 microns, an increase in surface area contributes to the formation of a larger amount of precursors.

한편, 코팅하고자 하는 형광체 3g을 기준으로 할 때, 알코올은 20~300cc 정도의 범위 내에서 혼합되는 것이 바람직하다. 알코올이 부족하거나 과다할 경우, 전구체들의 가수분해 및 축중합반응이 느려진다.On the other hand, based on 3g of the phosphor to be coated, the alcohol is preferably mixed in the range of about 20 ~ 300cc. The lack or excess of alcohol slows down the hydrolysis and polycondensation of the precursors.

한편, DEA나 TEA는 용액 내 산화물 전구체의 몰수에 대해 0.1배 ~ 15배로 첨가되는 것이 바람직하다. DEA나 TEA의 양이 부족하면 형광체 분말 표면에 균일한 코팅층을 얻기 어렵고 과다하면 형광체 분말 표면에 유기물이 남아 형광체의 발광 특성을 떨어뜨린다.On the other hand, DEA or TEA is preferably added 0.1 to 15 times the number of moles of the oxide precursor in the solution. When the amount of DEA or TEA is insufficient, it is difficult to obtain a uniform coating layer on the surface of the phosphor powder, and when excessive, organic matter remains on the surface of the phosphor powder, thereby degrading the luminescence properties of the phosphor.

이어서, 상기 용매와 산화물 전구체들의 혼합 용액에 형광체 분말을 혼합하고 물을 첨가하여 졸겔반응을 유도한다(S20).Subsequently, the phosphor powder is mixed with the mixed solution of the solvent and the oxide precursors and water is added to induce a sol-gel reaction (S20).

코팅하고자 하는 형광체 3g에 대해 물은 0.5~50cc 정도의 범위 내에서 첨가되는 것이 바람직한데, 물의 사용량이 0.5 cc 이하인 경우, 전구체들의 가수분해가 충분치 않아 코팅층의 형성이 어렵고, 50 cc 이상인 경우, 물이 황화물 형광체와 심하게 반응하여 황화물 형광체의 형광특성을 악화시킬 수 있다.For 3 g of the phosphor to be coated, water is preferably added within a range of about 0.5 to 50 cc. If the amount of water is 0.5 cc or less, it is difficult to form a coating layer due to insufficient hydrolysis of the precursors. The sulfide phosphor reacts violently to deteriorate the fluorescent property of the sulfide phosphor.

물이 첨가된 혼합용액 내에서 상기 유기화합물 전구체들은 가수분해 및 축중합반응을 하며, 이에 따라 졸겔반응이 진행된다. 이 과정에서 상기 전구체들이 반응하여 생성된 화합물이 형광체 표면에 달라붙어 코팅층이 형성된다.In the mixed solution added with water, the organic compound precursors undergo hydrolysis and polycondensation reactions, and thus the sol-gel reaction proceeds. In this process, the compounds formed by the reaction of the precursors adhere to the surface of the phosphor to form a coating layer.

상기 가수분해 및 축중합반응을 조절하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예컨대, 가수분해 및 축중합반응을 촉진시키기 위해 암모니아수가 첨가될 수 있으며, 암모니아수는 혼합용액의 pH를 조절하여 가수분해 및 축중합반응을 촉진시킨다. 예컨대, 물 및 알코올의 전체 부피 대비 5%의 암모니아수가 첨가될 수 있으며, 그 후 1~20 시간 고르게 혼합될 수 있다. 또한, 가수분해 및 축중합반응을 촉진시키기 위해 혼합용액을 60~100℃의 온도범위에서 가열할 수 있으며, 예컨대 알코올이 에탄올인 경우, 에탄올의 끓는점 이하의 온도인 75~78℃로 가열할 수 있다.Various methods can be used to control the hydrolysis and polycondensation. For example, ammonia water may be added to promote hydrolysis and polycondensation reaction, and ammonia water promotes hydrolysis and polycondensation reaction by adjusting the pH of the mixed solution. For example, 5% of ammonia water relative to the total volume of water and alcohol may be added, and then mixed evenly for 1 to 20 hours. In addition, the mixed solution may be heated in the temperature range of 60 ~ 100 ℃ to promote the hydrolysis and polycondensation reaction, for example, if the alcohol is ethanol, it may be heated to 75 ~ 78 ℃, the temperature below the boiling point of the ethanol have.

그 후, 상기 코팅층이 형성된 형광체 분말을 필터링하여 분리하고(S30), 건조시킨다(S40).Thereafter, the phosphor powder in which the coating layer is formed is separated by filtering (S30) and dried (S40).

상기 혼합용액으로부터 코팅층이 형성된 형광체를 분리하고, 오븐을 이용하 여 예컨대, 60~150℃의 온도에서 건조시키어 코팅층에 잔류하는 수분 및 알코올을 제거한다.Phosphor having a coating layer formed thereon is separated from the mixed solution, and dried at a temperature of, for example, 60 to 150 ° C. using an oven to remove water and alcohol remaining in the coating layer.

이어서, 건조된 형광체 분말을 상대적으로 높은 온도에서 열처리한다(S50). 이러한 열처리는 SiO2-TiO2 코팅층이 형광체 분말에 안정적으로 결합되도록 한다. 상기 열처리는 200℃ 이상의 상대적으로 높은 온도범위에서 약 1~24 시간 수행될 수 있으며, 형광체의 종류에 따라 적절한 열처리 온도 범위가 결정될 수 있다. 열처리 온도가 200℃ 이상이면, 코팅층 내의 유기물들을 제거하여 깨끗한 복합산화물층을 형성할 수 있다. 한편, 황화물 형광체의 경우, 상기 열처리 온도는 600℃ 이하인 것이 바람직한데, 600℃ 이상이면, 황화물 형광체의 특성을 열화시킬 수 있다. 그외 다른 형광체의 경우, 상기 열처리 온도는 900℃ 이하의 범위에서 수행될 수 있다.Subsequently, the dried phosphor powder is heat-treated at a relatively high temperature (S50). This heat treatment allows the SiO 2 -TiO 2 coating layer to be stably bonded to the phosphor powder. The heat treatment may be performed for about 1 to 24 hours at a relatively high temperature range of 200 ° C. or more, and an appropriate heat treatment temperature range may be determined according to the type of phosphor. When the heat treatment temperature is 200 ° C. or higher, organic compounds in the coating layer may be removed to form a clean composite oxide layer. On the other hand, in the case of the sulfide phosphor, the heat treatment temperature is preferably 600 ° C. or lower. If the temperature is 600 ° C. or higher, the characteristics of the sulfide phosphor can be deteriorated. In the case of other phosphors, the heat treatment temperature may be performed in a range of 900 ° C. or less.

한편, 상기 열처리는 주변에 산소가 존재하는 분위기 하에서 진행될 수 있으며, 공기 중에서 수행될 수도 있다. 이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 형광체 분말(1) 표면에 복합산화물 코팅층(2)이 완성된다. 도 2에 단일의 형광체 입자를 도시하였으나, 형광체는 분말상으로 혼합되며, 이러한 분말상의 형광체 입자들에 각각 복합산화물 코팅층(2)이 형성된다.On the other hand, the heat treatment may be performed in an atmosphere in which oxygen is present in the surroundings, it may be performed in the air. Accordingly, as shown in FIG. 2, the composite oxide coating layer 2 is completed on the surface of the phosphor powder 1. Although a single phosphor particle is shown in FIG. 2, the phosphors are mixed in powder form, and the composite oxide coating layer 2 is formed on each of the powdery phosphor particles.

한편, 본 실시예에 있어서, 용매와 산화물 전구체를 먼저 혼합한 후, 형광체와 물을 혼합하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 물, 알코올 및 전구체들과 형광체를 함께 혼합할 수도 있으며, 형광체와 알코올 및 전구체들을 먼저 혼합한 후, 물을 나중에 첨가하여 혼합할 수도 있다. 이러한 혼합 순서는 가수분해 및 축중합반응 속도에 따라 선택될 수 있다. 예컨대, 물을 첨가한 혼합용액 내에서 전구체들의 가수분해 및 축중합반응 속도가 상대적으로 느린 경우, 형광체는 나중에 혼합될 수 있으며, 이와 반대로 가수분해 및 축중합반응 속도가 상대적으로 빠른 경우, 형광체를 다른 성분들과 함께 혼합하거나, 물을 나중에 첨가하여 혼합할 수 있다.In the present embodiment, the solvent and the oxide precursor are mixed first, and then the phosphor and the water are mixed, but the present invention is not limited thereto, and water, alcohol, and the precursor and the phosphor may be mixed together. And alcohol and precursors may be mixed first, and then water may be added and mixed later. This mixing order can be selected according to the rate of hydrolysis and polycondensation. For example, when the hydrolysis and polycondensation reaction rates of the precursors in the water-added mixed solution are relatively slow, the phosphor may be mixed later. On the contrary, when the hydrolysis and polycondensation reaction rates are relatively fast, the phosphor may be It may be mixed with the other ingredients or water may be added later to mix.

(실험예 1)Experimental Example 1

에탄올 50cc에 DEA를 전구체 총 mol 수에 대해 4.5배 첨가하고, TEOS 및 TIP의 전구체 총량을 형광체 중량 대비 5wt% 첨가하되, TEOS와 TIP의 몰비를 100:0 내지 0:100의 범위로 다르게 첨가하여 혼합용액을 제조하였다. 이어서 (Ca,Sr)S:Eu 형광체 분말 3g을 첨가하고 물 9cc를 첨가한 후, 76℃에서 2시간 반응시켰다. 그 후, 형광체 분말을 분리한 후 100℃에서 건조시키고, 500℃ 산화분위기하에서 1시간 동안 열처리하였다. TEOS 및 TIP는 각각 무수에탄올 1cc당 1wt%(형광체 중량 대비)의 비율로 희석하여 사용하였다.DEA is added to the ethanol 50cc 4.5 times with respect to the total number of mol precursors, and the total amount of TEOS and TIP precursor is added 5wt% to the weight of the phosphor, but the molar ratio of TEOS and TIP is differently added in the range of 100: 0 to 0: 100 A mixed solution was prepared. Subsequently, 3 g of (Ca, Sr) S: Eu phosphor powder was added, followed by 9 cc of water, followed by reaction at 76 ° C. for 2 hours. Thereafter, the phosphor powder was separated, dried at 100 ° C., and heat-treated for 1 hour under 500 ° C. oxidation atmosphere. TEOS and TIP were used at a rate of 1 wt% (per phosphor weight) per 1 cc of anhydrous ethanol, respectively.

수득된 형광체에 대해 PL 강도를 측정하고, 각 형광체에 대해 100℃ 증기에 10시간 노출시킨 후 형광체의 PL 강도를 측정하여, 각각 코팅하기 전의 형광체의 PL 강도에 대한 상대효율로 표 1에 요약하였다.The PL intensity was measured for the obtained phosphor, and the PL intensity of the phosphor was measured for 10 hours after exposure to 100 ° C. vapor for each phosphor, and summarized in Table 1 as relative efficiency to the PL intensity of the phosphor before coating, respectively. .

TiO2 전구체 : SiO2 전구체 (몰비)TiO 2 precursor: SiO 2 precursor (molar ratio) 코팅후 상대효율(%) (코팅후 PL / 코팅전 PL ×100)Relative efficiency after coating (%) (PL after coating / PL × 100 before coating) 증기 테스트 후 상대효율(%) (증기테스트후 PL / 코팅전 PL ×100)Relative efficiency after steam test (%) (PL after steam test / PL × 100 before coating) 100:0100: 0 9696 8585 80:2080:20 9797 9797 60:4060:40 9898 9898 40:6040:60 9393 9292 20:8020:80 8585 8383 0:1000: 100 8484 7979

표 1을 참조하면, TiO2 또는 SiO2의 단일 산화물 코팅층을 형성한 경우, 복합산화물층을 형성한 경우에 비해 증기 테스트 후에 형광체의 발광 강도가 상대적으로 큰 폭으로 감소하는 것을 알 수 있다. 한편, TiO2와 SiO2의 전구체의 비가 80:20 내지 20:80의 범위에서 증기테스트 전후의 발광 강도 변화가 거의 없었다.Referring to Table 1, when the single oxide coating layer of TiO 2 or SiO 2 is formed, it can be seen that the emission intensity of the phosphor is significantly reduced after the steam test, compared with the case of forming the composite oxide layer. On the other hand, there was little change in the luminescence intensity before and after the steam test in the ratio of the precursor of TiO 2 and SiO 2 in the range of 80:20 to 20:80.

(실험예2)Experimental Example 2

에탄올 50cc에 DEA를 전구체 총 mol 수에 대해 0.5배 내지 9배로 다르게 첨가하고, TEOS 및 TIP의 전구체를 60:40의 비가 되도록 하여 그 총량을 형광체 중량 대비 5wt% 첨가하여 고르게 혼합하였다. 이어서 (Ca,Sr)S:Eu 형광체 분말 3g을 첨가하고 물 9cc를 첨가한 후, 76℃에서 2시간 반응시켰다. 그 후, 형광체 분말을 분리한 후 100℃에서 건조시키고, 500℃ 산화분위기하에서 1시간 동안 열처리하였다. TEOS 및 TIP는 각각 무수에탄올 1cc당 1wt%(형광체 중량 대비)의 비율로 희석하여 사용하였다.DEA was added to 50cc of ethanol at 0.5 to 9 times differently based on the total number of mol precursors, and the precursors of TEOS and TIP were added in a ratio of 60:40, and the total amount was added by 5 wt% of the phosphor weight and mixed evenly. Subsequently, 3 g of (Ca, Sr) S: Eu phosphor powder was added, followed by 9 cc of water, followed by reaction at 76 ° C. for 2 hours. Thereafter, the phosphor powder was separated, dried at 100 ° C., and heat-treated for 1 hour under 500 ° C. oxidation atmosphere. TEOS and TIP were used at a rate of 1 wt% (per phosphor weight) per 1 cc of anhydrous ethanol, respectively.

수득된 형광체에 대해 PL 강도를 측정하고, 각 형광체에 대해 100℃ 증기에 10시간 노출시킨 후 형광체의 PL 강도를 측정하여, 각각 코팅하기 전의 형광체의 PL 강도에 대한 상대효율로 표 2에 요약하였다.The PL intensity was measured for the obtained phosphor, and the PL intensity of the phosphor was measured after exposure to 100 ° C. steam for 10 hours for each phosphor, and summarized in Table 2 as relative efficiency to the PL intensity of the phosphor before coating, respectively. .

DEA 몰 수 / 전구체 몰 수DEA moles / precursor moles 코팅후 상대효율(%) (코팅후 PL / 코팅전 PL ×100)Relative efficiency after coating (%) (PL after coating / PL × 100 before coating) 증기 테스트 후 상대효율(%) (증기테스트후 PL / 코팅전 PL ×100)Relative efficiency after steam test (%) (PL after steam test / PL × 100 before coating) 00 9696 8484 4.54.5 100100 100100 99 9797 9595

표 2를 참조하면, DEA를 첨가하지 않은 경우, 증기 테스트 후의 발광 강도가 DEA를 첨가한 경우에 비해 상대적으로 큰 폭으로 감소하였다. 이러한 결과는 첨가된 DEA가 형광체 분말 표면에 복합산화물층이 균일하게 코팅되도록 돕기 때문이라 생각된다.Referring to Table 2, when DEA was not added, the luminescence intensity after the steam test was reduced significantly compared to the case where DEA was added. This result is thought to be because the added DEA helps to uniformly coat the composite oxide layer on the surface of the phosphor powder.

(실험예3)Experimental Example 3

에탄올 50cc에 DEA를 전구체 총 mol 수에 대해 4.5배 첨가하고, TEOS 및 TIP의 전구체를 60:40의 비가 되도록 하여 그 총량을 형광체 중량 대비 1 내지 15wt% 의 범위에서 다르게 첨가하여 고르게 혼합하였다. 이어서 (Ca,Sr)S:Eu 형광체 분말 3g을 첨가하고 물 9cc를 첨가한 후, 76℃에서 2시간 반응시켰다. 그 후, 형광체 분말을 분리한 후 100℃에서 건조시키고, 500℃ 산화분위기하에서 1시간 동안 열처리하였다. TEOS 및 TIP는 각각 무수에탄올 1cc당 1wt%(형광체 중량 대비)의 비율로 희석하여 사용하였다.To 50 cc of ethanol, DEA was added 4.5 times based on the total number of mol precursors, and the precursors of TEOS and TIP were added in a ratio of 60:40, and the total amount thereof was differently added in the range of 1 to 15 wt% based on the weight of the phosphor and mixed evenly. Subsequently, 3 g of (Ca, Sr) S: Eu phosphor powder was added, followed by 9 cc of water, followed by reaction at 76 ° C. for 2 hours. Thereafter, the phosphor powder was separated, dried at 100 ° C., and heat-treated for 1 hour under 500 ° C. oxidation atmosphere. TEOS and TIP were used at a rate of 1 wt% (per phosphor weight) per 1 cc of anhydrous ethanol, respectively.

수득된 형광체에 대해 PL 강도를 측정하고, 각 형광체에 대해 100℃ 증기에 10시간 노출시킨 후 형광체의 PL 강도를 측정하여, 각각 코팅하기 전의 형광체의 PL 강도에 대한 상대효율로 표 3에 요약하였다.The PL intensity was measured for the obtained phosphor, and the PL intensity of the phosphor was measured after exposure to 100 ° C. steam for 10 hours for each phosphor, and summarized in Table 3 as a relative efficiency with respect to the PL intensity of the phosphor before coating, respectively. .

전구체의 총 wt% (형광체 중량 대비)Total wt% of precursor (relative to phosphor weight) 코팅후 상대효율(%) (코팅후 PL / 코팅전 PL ×100)Relative efficiency after coating (%) (PL after coating / PL × 100 before coating) 증기 테스트 후 상대효율(%) (증기테스트후 PL / 코팅전 PL ×100)Relative efficiency after steam test (%) (PL after steam test / PL × 100 before coating) 00 100100 6060 33 103103 102102 55 100100 100100 1010 102102 101101 1515 100100 9696

표 3을 참조하면, 전구체를 사용하지 않은 경우, 즉 산화물층을 코팅하지 않은 경우, 증기 테스트 후에 발광강도가 급격히 감소하는 것을 알 수 있다. 이에 반해, 실험된 모든 시료들에 대해 즉 3 내지 15 wt%의 전구체를 첨가하여 복합산화물층을 코팅한 모든 형광체들에 대해 증기테스트 후 발광 강도가 거의 변하지 않았다.Referring to Table 3, it can be seen that when the precursor is not used, that is, when the oxide layer is not coated, the luminescence intensity decreases rapidly after the steam test. In contrast, the luminescence intensity was hardly changed after the steam test for all the samples tested, that is, for all the phosphors coated with the composite oxide layer by adding 3 to 15 wt% of the precursor.

도 3은 실험예3에서 수득된 형광체 분말 중 0 및 5wt%의 전구체를 첨가하여 복합산화물 코팅층을 형성한 형광체 분말을 사용하여 각각 제조된 발광 다이오드를 60℃, 90% 습도 및 20mA의 구동전류 조건하에서 시간에 따른 발광 강도 변화를 나타낸 그래프이다.3 is a light emitting diode manufactured by using a phosphor powder in which a composite oxide coating layer is formed by adding 0 and 5 wt% of a precursor obtained in Experimental Example 3 to form a composite oxide coating layer, respectively, at 60 ° C., 90% humidity, and a driving current of 20 mA It is a graph showing the change in luminescence intensity over time under the following conditions.

도 3을 참조하면, 산화물을 코팅하지 않은 형광체를 사용하여 제조된 발광 다이오드의 경우, 시간에 따라 광도가 급격히 감소하였으나, 복합산화물층을 코팅한 형광체를 사용한 발광 다이오드의 경우, 시간에 따라 광도 변화가 거의 나타나지 않았다.Referring to FIG. 3, in the case of a light emitting diode manufactured using a phosphor that is not coated with an oxide, the light intensity drastically decreases with time, but in the case of a light emitting diode using a phosphor coated with a composite oxide layer, the light intensity changes with time. Hardly appeared.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체를 구비하는 칩형 발광 다이오드(발광 소자)를 설명하기 위한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a chip type light emitting diode (light emitting device) including a phosphor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 칩형 발광 다이오드는 기판(10)과, 기판(10) 상에 형성된 제 1 및 제 2 전극(30, 35)과, 제 1 전극(30) 상에 실장된 발광 다이오드 칩(20)과, 발광 다이오드 칩(20)을 봉지하는 몰딩부(40)를 포함한다. 상기 몰딩부(40)는 균일하게 분포하는 형광체(50)를 함유한다. 상기 형광체는 상술한 바와 같이 형광체 분말(51) 표면에 복합산화물 코팅층(52)을 갖는다.Referring to FIG. 4, the chip type light emitting diode includes a substrate 10, first and second electrodes 30 and 35 formed on the substrate 10, and a light emitting diode chip mounted on the first electrode 30. 20 and a molding part 40 encapsulating the light emitting diode chip 20. The molding part 40 contains the phosphor 50 uniformly distributed. The phosphor has a composite oxide coating layer 52 on the surface of the phosphor powder 51 as described above.

상기 기판(10)은 발광 다이오드 칩(20)이 실장되는 중심 영역에 형성된 홈을 가질 수 있으며 홈의 측벽면은 경사지게 형성될 수 있다. 이때 상기 발광 다이오드 칩(20)은 홈의 하부 면에 실장되고, 경사진 측벽면에 의해 발광 다이오드 칩(20)에서 방출된 광을 반사시키어 발광 다이오드의 발광 효율을 증대시킬 수 있다. The substrate 10 may have a groove formed in a central region in which the LED chip 20 is mounted, and the sidewall surface of the groove may be inclined. In this case, the light emitting diode chip 20 may be mounted on the lower surface of the groove and reflect light emitted from the light emitting diode chip 20 by the inclined sidewall surface to increase the light emitting efficiency of the light emitting diode.

또한 상기 기판(10)은 발광 다이오드 칩(20)의 열을 외부로 방출하기 위한 히트 싱크를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 기판(10)에 관통공을 형성하고 그 내부에 히트 싱크를 삽입 장착할 수 있다. 상기 히트 싱크 상부에 발광 다이오드 칩(20)이 실장된다. 히트 싱크는 열전도성이 우수한 물질을 사용하여 제조되며, 열전도성 및 전기 전도성이 우수한 금속을 사용하여 제조될 수 있다.In addition, the substrate 10 may further include a heat sink for dissipating heat of the LED chip 20 to the outside. For example, a through hole may be formed in the substrate 10 and a heat sink may be inserted therein. The LED chip 20 is mounted on the heat sink. The heat sink is manufactured using a material having excellent thermal conductivity, and can be manufactured using a metal having excellent thermal conductivity and electrical conductivity.

상기 제 1 및 제 2 전극(30, 35)은 인쇄 기법을 통해 형성될 수 있다. 제 1 및 제 2 전극(30, 35)은 전도성이 우수한 구리 또는 알루미늄을 포함한 금속 물질로 형성하되, 제 1 전극(30)과 제 2 전극(35)은 전기적으로 절연되도록 형성된다. The first and second electrodes 30 and 35 may be formed through a printing technique. The first and second electrodes 30 and 35 are formed of a metal material including copper or aluminum having excellent conductivity, but the first electrode 30 and the second electrode 35 are formed to be electrically insulated.

상기 발광 다이오드 칩(20)은 자외선(UV) 또는 청색광을 방출할 수 있으면, 예컨대, GaN, InGaN, AlGaN 또는 AlGaInN과 같은 질화갈륨 계열의 화합물 반도체로 제조될 수 있다. 또한, 원하는 바에 따라 하나 이상의 발광 다이오드 칩(20)이 실장될 수 있다. The light emitting diode chip 20 may be made of a compound semiconductor based on gallium nitride such as GaN, InGaN, AlGaN, or AlGaInN as long as it can emit ultraviolet (UV) light or blue light. In addition, one or more LED chips 20 may be mounted as desired.

상기 발광 다이오드 칩(20)은 제 1 전극(30) 상에 실장되고, 와이어(60)를 통해 제 2 전극(35)에 전기적으로 연결된다. 또한, 발광 다이오드 칩(20)은 2개의 와이어(60)를 통해 각각 제 1 전극(30) 또는 제 2 전극(35)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 발광 다이오드 칩(20)은 제1 전극(30) 상에 실장될 것을 요하지 않는다.The light emitting diode chip 20 is mounted on the first electrode 30 and is electrically connected to the second electrode 35 through a wire 60. In addition, the LED chip 20 may be electrically connected to the first electrode 30 or the second electrode 35 through two wires 60, respectively. In this case, the LED chip 20 does not need to be mounted on the first electrode 30.

또한, 기판(10) 상부에는 상기 발광 다이오드 칩(20)을 봉지하기 위한 몰딩부(40)가 형성된다. 상기 몰딩부(40) 내에는 상술한 본 발명에 따른 형광체(50)가 균일하게 혼합되어 분포되어 있다. 몰딩부(40)는 소정의 투명 에폭시 수지와 상기 형광체(50)들의 혼합물을 도팅하여 형성될 수 있으며, 또한 트랜스퍼 몰딩 기술과 같은 몰딩 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 몰딩부(40)는 광학 렌즈 형태, 평판 형태 및 표면에 소정의 요철을 갖는 형태 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. In addition, a molding part 40 for encapsulating the light emitting diode chip 20 is formed on the substrate 10. In the molding part 40, the above-described phosphor 50 according to the present invention is uniformly mixed and distributed. The molding part 40 may be formed by doping a mixture of a predetermined transparent epoxy resin and the phosphor 50, and may also be formed using a molding technology such as a transfer molding technology. The molding part 40 may be formed in various shapes such as an optical lens shape, a flat plate shape, and a shape having predetermined irregularities on the surface.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체를 구비하는 램프형 발광 다이오드(발광 소자)를 설명하기 위한 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a lamp type light emitting diode (light emitting device) having a phosphor according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 발광 다이오드는 반사부가 형성된 제 1 리드 단자(70)와, 상기 제 1 리드 단자(70)와 소정 간격 이격된 제 2 리드 단자(75)로 구성된다. 상기 제 1 리드 단자(70)의 반사부 내에 발광 다이오드 칩(20)이 실장되고, 와이어(60)를 통해 제 2 리드 단자(75)와 전기적으로 연결된다. 상기 발광 다이오드 칩(20)의 상부에는 입자(51) 표면에 코팅층(52)이 형성된 형광체(50)를 포함하는 몰딩부(40)가 형성되고, 리드 단자(70, 75)의 선단에는 성형용 틀을 이용하여 외주 몰딩부(45)가 형성된다. 상기 몰딩부(40) 내에는 상술한 바와 같은 형광체(50)가 균일하게 분포된다. 상기 형광체(50)는 상기 발광 다이오드 칩(20)으로부터 방출된 광의 적어도 일부를 흡수하여 파장 전환시킨다. 상기 외주 몰딩부(45)는 발광 다이오드 칩(20)에서 방출된 광이 투과할 수 있는 투명 에폭시 또는 실리콘 수지로 제작된다.Referring to FIG. 5, the light emitting diode includes a first lead terminal 70 having a reflector and a second lead terminal 75 spaced apart from the first lead terminal 70 by a predetermined distance. The light emitting diode chip 20 is mounted in the reflection part of the first lead terminal 70, and is electrically connected to the second lead terminal 75 through a wire 60. A molding part 40 including a phosphor 50 having a coating layer 52 formed on a surface of the particle 51 is formed on the light emitting diode chip 20, and molding parts are formed at ends of the lead terminals 70 and 75. The outer molding portion 45 is formed by using the mold. The phosphor 50 as described above is uniformly distributed in the molding part 40. The phosphor 50 absorbs at least a portion of the light emitted from the light emitting diode chip 20 to convert the wavelength. The outer molding part 45 is made of a transparent epoxy or silicone resin through which light emitted from the light emitting diode chip 20 can pass.

본 발명의 기술적 요지는 상기 상술한 예에 한정되는 것이 아니라 여러 가지 수정과 변형이 가능하며, 다양한 구조의 제품에 응용될 수 있다. The technical gist of the present invention is not limited to the above-described examples, and various modifications and variations are possible, and the present invention may be applied to products having various structures.

이러한 본 발명의 발광 다이오드는 발광 다이오드 칩(20)으로부터 1차 광이 방출되고, 상기 1차 광에 의해 여기된 형광체(50)로부터 파장변환된 2차 광이 방출되며, 1차 광과 2차 광의 혼색으로 원하는 스펙트럼 영역의 색을 구현할 수 있다.In the light emitting diode of the present invention, primary light is emitted from the light emitting diode chip 20, and wavelength converted secondary light is emitted from the phosphor 50 excited by the primary light, and the primary light and the secondary light are emitted. By mixing the light, the color of the desired spectral region can be realized.

예를 들어, 청색 발광 다이오드 칩과 녹색 및 적색 발광하는 형광체를 사용하여 이들의 혼색으로 백색 발광을 구현할 수 있다. 상기 녹색 발광 형광체로는 오소실리케이트(orthosilicate) 또는 (Ca,Sr,Ba)(Al,Ga,In)2S4:Eu로 표현되는 티오갈라이트(thiogallate) 계열의 형광체를 사용할 수 있다. 또한, 상기 적색 발광 형광체로는 (Ca,Sr)S:Eu, (Zn,Cd)(S,Se):Ag 등의 황화물 계열의 형광체 또는 질화물 계열의 형광체를 사용할 수 있다. For example, a blue light emitting diode chip and phosphors emitting green and red light may be used to implement white light emission with a mixed color thereof. As the green light emitting phosphor, an thiogallate-based phosphor represented by orthosilicate or (Ca, Sr, Ba) (Al, Ga, In) 2 S 4 : Eu may be used. In addition, sulfide-based phosphors such as (Ca, Sr) S: Eu, (Zn, Cd) (S, Se): Ag, or nitride-based phosphors may be used as the red light-emitting phosphor.

본 발명의 발광 다이오드는 형광체 분말 표면에 TiO2-SiO2 복합산화물 코팅층이 형성된 형광체를 사용함으로써, 형광체의 수분 안정성을 향상시킬 수 있으며, 형광체의 수명을 연장할 수 있다. 따라서, 시간경과에 따른 발광 다이오드의 발광 효율 감소를 방지 또는 완화할 수 있으며 발광 다이오드의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 특히, 수분과 쉽게 반응하는 황화물 계열의 형광체의 경우, 형광체 분말 표면에 복합산화물 코팅층을 형성함으로써 형광체와 수분의 반응을 차단할 수 있어 H2S 가스의 발생을 방지하여 발광 다이오드의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In the light emitting diode of the present invention, by using a phosphor having a TiO 2 -SiO 2 composite oxide coating layer formed on a surface of the phosphor powder, the moisture stability of the phosphor can be improved and the life of the phosphor can be extended. Therefore, it is possible to prevent or alleviate the reduction in luminous efficiency of the light emitting diode over time and to improve the reliability of the light emitting diode. In particular, in the case of a sulfide-based phosphor that easily reacts with moisture, the composite oxide coating layer may be formed on the surface of the phosphor powder to block the reaction between the phosphor and the moisture, thereby preventing the generation of H2S gas, thereby improving reliability of the light emitting diode.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the preferable Example, the scope of the present invention is not limited to a specific Example and should be interpreted by the attached Claim. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체를 코팅하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of coating a phosphor according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 형광체를 설명하기 위한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a phosphor according to embodiments of the present invention.

도 3은 고습 조건하에서 복합산화물 코팅층의 유무에 따른 (Ca,Sr)S:Eu 형광체를 구비하는 발광 다이오드의 광도 변화를 나타낸 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the change in the brightness of the light emitting diode having a (Ca, Sr) S: Eu phosphor with or without a composite oxide coating layer under high humidity conditions.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체를 구비하는 칩형 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.4 is a cross-sectional view for describing a chip type light emitting diode including a phosphor according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체를 구비하는 램프형 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.5 is a cross-sectional view for describing a lamp type light emitting diode having a phosphor according to an embodiment of the present invention.

Claims (5)

물, 알코올, 디에탄올아민(DEA) 또는 트리에탄올아민(TEA), TEOS 또는 TMOS의 실리콘산화물 전구체, Ti-이소프로폭사이드(Ti-isopropoxide; TIP)의 티탄산화물 전구체, 및 형광체 분말을 혼합하여 상기 형광체 분말 표면에 상기 전구체들이 반응하여 생성된 코팅층을 형성하고,Water, alcohol, diethanolamine (DEA) or triethanolamine (TEA), silicon oxide precursor of TEOS or TMOS, titanium oxide precursor of Ti-isopropoxide (TIP), and phosphor powder are mixed On the surface of the phosphor powder to form a coating layer formed by the reaction of the precursors, 상기 코팅층이 형성된 형광체 분말을 건조시키고,Drying the phosphor powder having the coating layer formed thereon; 상기 건조된 형광체 분말을 열처리하는 것을 포함하는 발광 다이오드용 형광체 분말 코팅 방법.Phosphor powder coating method for a light emitting diode comprising the heat treatment of the dried phosphor powder. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 형광체 분말을 건조시키기 전에, 상기 코팅층이 형성된 형광체 분말을 필터링하는 것을 더 포함하는 발광 다이오드용 형광체 코팅 방법.Before drying the phosphor powder, the phosphor coating method for a light emitting diode further comprising filtering the phosphor powder on which the coating layer is formed. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 알코올은 에탄올인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 형광체 분말 코팅 방법.The alcohol is phosphor powder coating method for a light emitting diode, characterized in that ethanol. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 열처리는 200~900℃의 온도범위에서 수행되는 발광 다이오드용 형광체 분말 코팅 방법.The heat treatment is a phosphor powder coating method for a light emitting diode is carried out in a temperature range of 200 ~ 900 ℃. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 형광체는 황화물 형광체인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드용 형광체 분말 코팅 방법.The phosphor is a phosphor powder coating method for a light emitting diode, characterized in that the sulfide phosphor.
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