(57)【要約】【課題】放出される光の特性を安定的に制御できる蛍光体及び蛍光体コーティング方法、そして発光装置製造方法を提供すること。【解決手段】本発明に従う蛍光体コーティング方法は、蛍光体コアを用意するステップと、上記蛍光体コアに第１ポリマーと第１溶媒を添加した第１溶液に第１の攪拌を遂行するステップと、上記第１溶液をエイジングするステップと、上記第１溶液に第２ポリマーと第２溶媒を添加した第２溶液に第２の攪拌を遂行するステップと、上記第２溶液を乾燥させて上記ポリマーがコーティングされた蛍光体を獲得するステップと、を含む。【選択図】図１
2011202166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体コアを用意するステップと、
前記蛍光体コアに第１ポリマーと第１溶媒を添加した第１溶液に第１の攪拌を遂行するステップと、
前記第１溶液をエイジングするステップと、
前記第１溶液に第２ポリマーと第２溶媒を添加した第２溶液に第２の攪拌を遂行するステップと、
前記第２溶液を乾燥させて前記ポリマーがコーティングされた蛍光体を獲得するステップと、
を含むことを特徴とする、蛍光体コーティング方法。
【請求項２】
前記蛍光体コアは、硫化物を含むことを特徴とする、請求項１に記載の蛍光体コーティング方法。
【請求項３】
前記蛍光体コアは、ＣａＳ：Ｅｕ２＋及びＳｒＳ：Ｅｕ２＋からなる群から選択された物質を少なくとも１つ含むことを特徴とする、請求項２に記載の蛍光体コーティング方法。
【請求項４】
前記第１の攪拌は６０℃〜７０℃で２〜４時間の間遂行されることを特徴とする、請求項１に記載の蛍光体コーティング方法。
【請求項５】
前記第２の攪拌は６０℃〜７０℃で９〜１２時間の間遂行されることを特徴とする、請求項１に記載の蛍光体コーティング方法。
【請求項６】
前記第１ポリマーは、ＰＭＭＡ（polymethyl methacrylate）、ＰＶＡ（polyvinyl alcohol）、及びＰＶＢ（polyviny butyral）からなる群から選択された物質を少なくとも１つ含むことを特徴とする、請求項１に記載の蛍光体コーティング方法。
【請求項７】
前記第２ポリマーは、ＰＭＭＡ（polymethyl methacrylate）、ＰＶＡ（polyvinyl alcohol）、及びＰＶＢ（polyviny butyral）からなる群から選択された物質を少なくとも１つ含むことを特徴とする、請求項１に記載の蛍光体コーティング方法。
【請求項８】
前記第１ポリマーと前記第２ポリマーとが同一の物質を含むことを特徴とする、請求項１に記載の蛍光体コーティング方法。
【請求項９】
前記第１溶媒が極性溶媒であることを特徴とする、請求項１に記載の蛍光体コーティング方法。
【請求項１０】
前記第２溶媒が極性溶媒であることを特徴とする、請求項１に記載の蛍光体コーティング方法。
【請求項１１】
前記第１溶媒と前記第２溶媒とが同一の物質を含むことを特徴とする、請求項１に記載の蛍光体コーティング方法。
【請求項１２】
前記の乾燥は７５℃〜８５℃で遂行され、超音波分解が伴われることを特徴とする、請求項１に記載の蛍光体コーティング方法。
【請求項１３】
前記エイジングは常温で１〜２時間の間遂行されることを特徴とする、請求項１に記載の蛍光体コーティング方法。
【請求項１４】
請求項１〜1３のいずれか一項に記載の方法によって
前記ポリマーがコーティングされた蛍光体を獲得するステップと、
前記ポリマーがコーティングされた蛍光体を発光素子の上に配置させるステップと、
を含むことを特徴とする、発光装置製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜1３のいずれか一項に記載の方法によって製造された蛍光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体及び蛍光体コーティング方法、そして発光装置製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）は電流を光に変換させる半導体発光素子である。最近、発光ダイオードは輝度が徐々に増加するようになってディスプレイ用光源、自動車用光源、及び照明用光源への使用が増加しており、蛍光物質を利用するか、多様な色の発光ダイオードを組合せることによって、効率に優れる白色光を発光する発光ダイオードも具現可能である。
【０００３】
上記発光ダイオードの輝度は、活性層の構造、光を外部に効果的に抽出できる光抽出構造、上記発光ダイオードに使われた半導体材料、蛍光体の材料、チップのサイズ、上記発光ダイオードを囲むモールディング部材の種類など、多様な条件により左右される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、放出される光の特性を安定的に制御できる蛍光体及び蛍光体コーティング方法、そして発光装置製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態に従う蛍光体コーティング方法は、蛍光体コアを用意するステップと、上記蛍光体コアに第１ポリマーと第１溶媒を添加した第１溶液に第１の攪拌を遂行するステップと、上記第１溶液をエイジングするステップと、上記第１溶液に第２ポリマーと第２溶媒を添加した第２溶液に第２の攪拌を遂行するステップと、上記第２溶液を乾燥させて上記ポリマーがコーティングされた蛍光体を獲得するステップと、を含む。
【０００６】
本発明の実施形態に従う発光装置製造方法は、蛍光体コアを用意するステップと、上記蛍光体コアに第１ポリマーと第１溶媒を添加した第１溶液に第１の攪拌を遂行するステップと、上記第１溶液をエイジングするステップと、上記第１溶液に第２ポリマーと第２溶媒を添加した第２溶液に第２の攪拌を遂行するステップと、上記第２溶液を乾燥させて上記ポリマーがコーティングされた蛍光体を獲得するステップと、上記ポリマーがコーティングされた蛍光体を発光素子の上に配置させるステップと、を含む。
【０００７】
本発明の実施形態に従う蛍光体は、硫化物を含む蛍光体コアと、上記蛍光体コアの表面にコーティングされたポリマーと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に従う蛍光体コーティング方法を示す順序図である。
【図２】本発明の実施形態に従う蛍光体コーティング方法に使われる蛍光体コアの写真である。
【図３】本発明の実施形態に従う蛍光体コーティング方法によりコーティングされた蛍光体の写真である。
【図４】本発明の実施形態に従う蛍光体コーティング方法によりコーティングされた蛍光体の発光特性を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態に従う発光装置製造方法を示す順序図である。
【図６】本発明の実施形態に従う発光装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明を説明するに当たって、各層（膜）、領域、パターン、または構造物が、基板、各層（膜）、領域、パッド、またはパターンの“上（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の層を介して（indirectly）”形成されることを全て含む。また、各層の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。
【００１０】
図面において、各層の厚さやサイズは説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、または概略的に図示された。また、各構成要素のサイズは実際のサイズを全的に反映するのではない。
【００１１】
以下、添付の図面を参照しつつ実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に従う蛍光体コーティング方法を示す順序図である。
【００１３】
実施形態に従う蛍光体コーティング方法は、図１に示すように、まず蛍光体（phosphor）コアを用意し（Ｓ１０１）、上記蛍光体に第１ポリマー（polymer）と第１溶媒（solvent）とを添加した第１溶液に第１の攪拌（stirring）を遂行する（Ｓ１０３）。
【００１４】
上記蛍光体コアは、１つの例として硫化物蛍光体でありうる。上記硫化物蛍光体は、例えばＣａＳ：Ｅｕ２＋、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋を含むグループのうちから選択できる。また、上記第１ポリマーは、例としてＰＭＭＡ（polymethyl methacrylate）、ＰＶＡ（polyvinyl alcohol）、またはＰＶＢ（polyvinyl butyral）でありうる。上記第１溶媒に極性溶媒が使用できる。例えば、上記第１溶媒にアルコール（alcohol）が使用できる。上記第１の攪拌は、６０℃〜７０℃で２〜４時間の間遂行できる。例えば、上記第１の攪拌は６５℃で３時間の間遂行できる。
【００１５】
次に、上記第１の攪拌（stirring）が遂行された上記第１溶液にエイジング（aging）を遂行する（Ｓ１０５）。上記エイジングは、例えば常温で１〜２時間の間遂行できる。
【００１６】
そして、上記エイジング（aging）が遂行された第１溶液に第２ポリマーと第２溶媒を添加し、第２の攪拌（stirring）を遂行する（Ｓ１０７）。
【００１７】
上記第２ポリマーは、例としてＰＭＭＡ（polymethyl methacrylate）、ＰＶＡ（polyvinyl alcohol）、またはＰＶＢ（polyvinyl butyral）でありうる。上記第２溶媒に極性溶媒が使用できる。例えば、上記溶媒にアルコール（alcohol）が使用できる。上記第２の攪拌は、６０℃〜７０℃で９〜１２時間の間遂行できる。例えば、上記第２の攪拌は６５℃で１０時間の間遂行できる。
【００１８】
上記第２ポリマーは、上記第１ポリマーと同一の物質が使われて蛍光体に同一の物質のポリマーが均一にコーティングされるようにすることができる。しかしながら、実施形態はこれに限定されるのではなく、上記第２ポリマーが上記第１ポリマーと互いに異なる物質が使われることもできる。また、上記第２溶媒も上記第１溶媒と同一の物質を含むことができるが、実施形態はこれに限定されるのではない。したがって、第２溶媒と第１溶媒とが互いに異なる物質を含むことができる。
【００１９】
本実施形態では、第１の攪拌と第２の攪拌との間にエイジングを遂行してポリマーが蛍光体によくコーティングできるようにする。
【００２０】
次に、上記第２の攪拌（stirring）が遂行された上記第２溶液を乾燥させて上記ポリマーがコーティングされた蛍光体を獲得する（Ｓ１０９）。
【００２１】
上記乾燥は７５℃〜８５℃で遂行できる。例えば、上記乾燥は８０℃で充分の時間だけ遂行できる。また、上記乾燥が遂行される過程で超音波分解（sonication）が伴われるように具現されることもできる。
【００２２】
このような過程を通じて実施形態に従うコーティングされた蛍光体が獲得できるようになる。即ち、実施形態に従うコーティングされた蛍光体は硫化物蛍光体コアと上記硫化物蛍光体コアの表面にコーティングされたポリマーを含む。
【００２３】
例えば、上記硫化物蛍光体は、ＣａＳ：Ｅｕ２＋、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋を含むグループのうちから選択されることができ、上記ポリマーはＰＭＭＡ（polymethyl methacrylate）、ＰＶＡ（polyvinyl alcohol）、またはＰＶＢ（polyvinyl butyral）でありうる。
【００２４】
このように、硫化物蛍光体コアにポリマーがコーティングされることによって、上記硫化物蛍光体が周囲の物質と反応することを制御できるようになる。上記硫化物蛍光体は良い物性を有しているが、周囲の物質と容易に反応する問題点がある。例えば、上記硫化物蛍光体が発光装置に適用される場合に、上記硫化物蛍光体が発光素子の上にモールディングできる。即ち、上記発光素子の上には樹脂などからなるモールディング部材を配置できるが、上記硫化物蛍光体は上記モールディング部材に分散されて提供できる。上記発光素子は胴体部に配置されることができ、上記発光素子は電極層のような金属物質に連結できる。この際、硫化物蛍光体と上記電極層との間に反応が生ずる。また、上記胴体部には反射部などの金属物質が形成されることもできるが、上記発光素子の上に配置した硫化物蛍光体と上記反射部との間に反応が生ずる。例えば、発光装置に銀（Ａｇ）のような物質が適用される場合、上記硫化物蛍光体と上記銀との間には反応が容易に生ずる。
【００２５】
実施形態に従う蛍光体はポリマーでコーティングされている。これによって、上記蛍光体コアと周囲に配置された物質との間に反応が発生することを防止できるようになる。このように、硫化物蛍光体コアにポリマーがコーティングされることによって、上記硫化物蛍光体コアが周囲の物質と反応することを制御できるようになる。
【００２６】
図２は本発明の実施形態に従う蛍光体コーティング方法に使われる蛍光体コアの写真であり、図３は本発明の実施形態に従う蛍光体コーティング方法によりコーティングされた蛍光体の写真である。
【００２７】
図２及び図３に示すように、実施形態に従う蛍光体コーティング方法によれば、蛍光体コアの周囲にポリマーが全体的によく付着されたことを確認することができる。このように、実施形態によれば、蛍光体コアの周囲にポリマーを均一に付着させることができ、これによって、蛍光体の比重を制御できるようになる。このような比重制御を通じて上記蛍光体が発光素子の上にモールディングされる場合、上記蛍光体は樹脂などのモールディング部に均一に分散できるようになる。これによって、上記モールディング部には上記蛍光体が均一に分布できるようになり、上記蛍光体が含まれたモールディング部から放出される光の特性を安定的に制御できるようになる。
【００２８】
図４は、本発明の実施形態に従う蛍光体コーティング方法によりコーティングされた蛍光体の発光特性を示すグラフである。
【００２９】
図４に示すように、実施形態に従う蛍光体コーティング方法によりコーティングされた蛍光体は、その発光特性においてポリマーコーティングが遂行される前の蛍光体発光特性と類似な発光特性を見せることを確認することができる。図４で、実線はコーティングが遂行される前の蛍光体コアの特性を示したものであり、点線はコーティングが遂行された蛍光体特性を示したものである。図４に示すように、実施形態に従うコーティングされた蛍光体は５００〜６７５ｎｍ帯域の光を放出することができる。また、実施形態に従うコーティングされた蛍光体の放出波長主帯域は５５０〜６００ｎｍ帯域に分布できる。
【００３０】
実施形態に従うコーティングされた蛍光体は発光装置に適用できる。発光装置は、発光素子パッケージを含むことができる。発光素子パッケージは少なくとも１つの発光素子、一例として発光ダイオードを含むことができる。また、発光素子パッケージは少なくとも１つの蛍光体層を含むことができる。
【００３１】
図５は、本発明の実施形態に従う発光装置製造方法を示す順序図である。
【００３２】
実施形態に従う発光装置製造方法は、図５に示すように、まず蛍光体（phosphor）コアを用意し（Ｓ５０１）、上記蛍光体に第１ポリマー（polymer）と第１溶媒（solvent）を添加した第１溶液に第１の攪拌（stirring）を遂行する（Ｓ５０３）。
【００３３】
上記蛍光体コアは、一例として硫化物蛍光体でありうる。上記硫化物蛍光体は、例えばＣａＳ：Ｅｕ２＋、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋を含むグループのうちから選択できる。また、上記第１ポリマーは、例としてＰＭＭＡ（polymethyl methacrylate）、ＰＶＡ（polyvinyl alcohol）、またはＰＶＢ（polyvinyl butyral）でありうる。上記第１溶媒に極性溶媒が使用できる。例えば、上記第１溶媒にアルコール（alcohol）が使用できる。上記第１の攪拌は、６０℃〜７０℃で２〜４時間の間遂行できる。例えば、上記第１の攪拌は６５℃で３時間の間遂行できる。
【００３４】
次に、上記第１の攪拌（stirring）が遂行された上記第１溶液にエイジング（aging）を遂行する（Ｓ５０５）。上記エイジングは、例えば常温で１〜２時間の間遂行できる。エイジングは、第１の攪拌が遂行された上記第１溶液が一定温度で一定時間の間維持されるようにして、コーティングと関連した化学的反応が充分になされるようにする。即ち、このようなエイジングによってコーティング特性を向上することができる。
【００３５】
そして、上記エイジング（aging）が遂行された第１溶液に第２ポリマーと第２溶媒を添加し、第２の攪拌（stirring）を遂行する（Ｓ５０７）。
【００３６】
上記第２ポリマーは、例としてＰＭＭＡ（polymethyl methacrylate）、ＰＶＡ（polyvinyl alcohol）、またはＰＶＢ（polyvinyl butyral）でありうる。上記第２溶媒に極性溶媒が使用できる。例えば、上記溶媒にアルコール（alcohol）が使用できる。上記第２の攪拌は、６０℃〜７０℃で９〜１２時間の間遂行できる。例えば、上記第２の攪拌は６５℃で１０時間の間遂行できる。
【００３７】
上記第２ポリマーは、上記第１ポリマーと同一の物質が使われて蛍光体に同一の物質のポリマーが均一にコーティングされるようにすることができる。しかしながら、実施形態がこれに限定されるのではなく、上記第２ポリマーが上記第１ポリマーと互いに異なる物質が使われることもできる。また、上記第２溶媒も上記第１溶媒と同一の物質を含むことができるが、実施形態がこれに限定されるのではない。したがって、第２溶媒と第１溶媒とが互いに異なる物質を含むことができる。
【００３８】
次に、上記第２の攪拌（stirring）が遂行された上記第２溶液を乾燥させて上記ポリマーがコーティングされた蛍光体を獲得する（Ｓ５０９）。
【００３９】
上記の乾燥は７５℃〜８５℃で遂行できる。例えば、上記の乾燥は８０℃で充分の時間だけ遂行できる。また、上記の乾燥が遂行される過程で超音波分解（sonication）が伴われるように具現されることもできる。
【００４０】
このような過程を通じて実施形態に従うコーティングされた蛍光体を獲得できるようになる。即ち、実施形態に従うコーティングされた蛍光体は硫化物蛍光体コアと上記硫化物蛍光体コアの表面にコーティングされたポリマーとを含む。
【００４１】
例えば、上記硫化物蛍光体は、ＣａＳ：Ｅｕ２＋、ＳｒＳ：Ｅｕ２＋を含むグループのうちから選択されることができ、上記ポリマーはＰＭＭＡ（polymethyl methacrylate）、ＰＶＡ（polyvinyl alcohol）、またはＰＶＢ（polyvinyl butyral）でありうる。
【００４２】
次に、発光素子の上に上記コーティングされた蛍光体を配置させる（Ｓ５１１）。発光素子の上にコーティングされた蛍光体が配置された発光装置の一例を図６を参照して説明する。
【００４３】
図６は、本発明の実施形態に従う発光装置の一例を示す断面図である。
【００４４】
図６を参照すると、実施形態に従う発光装置は、胴体部２０と、上記胴体部２０に設けられた第１電極層３１及び第２電極層３２と、上記胴体部２０に設けられて上記第１電極層３１及び第２電極層３２と電気的に連結される発光素子１と、上記発光素子１を囲むモールディング部材４０と、を含む。
【００４５】
上記胴体部２０は、シリコン材質、合成樹脂材質、または金属材質を含んで形成されることができ、上記発光素子１の周囲に傾斜面が形成できる。
【００４６】
上記第１電極層３１及び第２電極層３２は互いに電気的に分離され、上記発光素子１に電源を提供する。また、上記第１電極層３１及び第２電極層３２は、上記発光素子１で発生した光を反射させて光効率を増加させることができ、上記発光素子１で発生した熱を外部に排出させる役割をすることもできる。
【００４７】
上記発光素子１は、上記胴体部２０の上に設けられるか、上記第１電極層３１または第２電極層３２の上に設置できる。
【００４８】
上記発光素子１はワイヤを介して上記第１電極層３１及び第２電極層３２と電気的に連結されるワイヤ方式により図示されたが、これに対して限定するのではなく、例えば、上記発光素子１は上記第１電極層３１及び第２電極層３２とフリップチップ方式またはダイボンディング方式により電気的に連結されることもできる。
【００４９】
上記モールディング部材４０は、上記発光素子１を囲んで上記発光素子１を保護することができる。このようなモールディング部材４０に本実施形態の蛍光体４２が含まれて上記発光素子１から放出された光の波長を変化させることができる。
【００５０】
本実施形態では、このようなモールディング部材４０に配置した蛍光体４２がポリマー４２ｂでコーティングされることで、上記硫化物からなる蛍光体コア４２ａが周囲の物質と反応することを制御できるようになる。
【００５１】
このように、実施形態によれば、蛍光体の周囲にポリマー４２ｂを均一に付着させることができ、これによって蛍光体の比重を制御できるようになる。このような比重の制御を通じて上記蛍光体４２が発光素子１の上に配置される場合、上記蛍光体４２はモールディング部材４０に均一に分散できるようになる。これによって、上記モールディング部材４０に蛍光体が均一に分布できるようになり、上記蛍光体４２が含まれたモールディング部材４０から放出される光の特性を安定的に制御できるようになる。
【００５２】
実施形態に従う蛍光体４２は、ポリマー４２ｂでコーティングされている。実施形態によれば、上記蛍光体４２がコーティングされているので、上記蛍光体と周囲に配置された物質、例えば反射部（図示せず）、第１及び第２電極層３１、３２の間に反応が発生することを防止できるようになる。このように、実施形態によれば、蛍光体コア４２ａにポリマー４２ｂがコーティングされることによって、上記硫化物からなる蛍光体コア４２ａが周囲の物質と反応することを制御できるようになる。
【００５３】
従来の白色光を提供する発光装置の例として青色光を発光する発光素子と黄色蛍光体を含む発光装置が知られている。ところが、このような発光装置は可視光領域の一部スペクトルのみを有しているので、演色性が低いという問題点がある。即ち、青色発光素子と黄色蛍光体との組合せからなる白色発光装置は、緑色と赤色のスペクトルの不足により事物の本来の自然色を十分に反映できないという問題点がある。
【００５４】
このような問題点を解決するための１つの方案として、紫外線発光素子と青色から赤色までの可視光線を発光する蛍光体４２とを組合せて自然色に近い白色光を提供する方案が摸索されている。実施形態に従う蛍光体コーティング方法を適用すれば、蛍光体コア４２ａが周囲に分布された物質と反応することを防止できる方案を提供できるようになる。これによって、例として紫外線発光素子の上に赤色、緑色、青色蛍光体を配置することによって、各蛍光体４２が周囲に配置された物質と反応することを防止し、自然色に近い白色光を提供できる発光装置を具現できるようになる。
【００５５】
以上、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ず１つの実施形態のみに限定されるのではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。
【００５６】
以上、実施形態を中心として説明したが、これは単に例示であり、本発明を限定するのでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性から外れない範囲で以上に例示されていない種々の変形及び応用が可能であることが分かる。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができる。そして、このような変形及び応用に関連した差異点は特許請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【図１】
2011202166.tif 000003
【図２】
2011202166.tif 000004
【図３】
2011202166.tif 000005
【図４】
2011202166.tif 000006
【図５】
2011202166.tif 000007
【図６】
2011202166.tif 000008