(57)【要約】      （修正有）【課題】透光性液状樹脂内に蛍光体粉末を均一に分散させた波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法と、優れた光変換効率を有する白色発光ダイオードの製造方法の提供。【解決手段】透光性液状樹脂を用いてモールディング化合物樹脂体を形成する過程において、蛍光体粉末を湿式分散処理することにより上記蛍光体粉末が分散されたモールディング化合物樹脂体を形成する段階と、上記モールディング化合物樹脂体を粉末状に粉砕した後、上記樹脂粉末に所定の圧力を与えてタブレット状のモールディング化合物を形成する段階を含む波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。上記モールディング化合物樹脂タブレットを用いてトランスファーモールディング工程による白色発光ダイオードの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部の波長を変換する蛍光体が均一に分散された波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法において、
透光性液状樹脂を用いてモールディング化合物樹脂体を形成する過程において蛍光体粉末を湿式分散処理することにより上記蛍光体粉末が分散されたモールディング化合物樹脂体を形成する段階と、
上記モールディング化合物樹脂体を粉末状に粉砕した後上記樹脂粉末に所定の圧力を与えてタブレット状のモールディング化合物を形成する段階とを含む波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。
【請求項２】
上記蛍光体粉末を含むモールディング化合物樹脂体を形成する段階は、
上記透光性液状樹脂と少なくとも硬化物が含まれた部材と蛍光体粉末を混合する段階と、上記混合物をゲル状において混練するニーディング工程を行う段階と、上記結果物を安定化させ蛍光体の含まれたモールディング化合物樹脂体を形成する段階とを含むことを特徴とする請求項1に記載の波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。
【請求項３】
上記ニーディング工程は約100℃〜約120℃の温度範囲において行われ、
上記モールディング化合物樹脂体を形成する段階は、上記ニーディング工程の結果物を冷却する段階であることを特徴とする請求項2に記載のモールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。
【請求項４】
上記ニーディング工程が終了した後、且つ上記結果物を安定化させる前に、上記結果物に対するロールミーリング工程を行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のモールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。
【請求項５】
上記蛍光体粉末を混合する段階は、
透光性液状樹脂と蛍光体粉末及び少なくとも硬化物が含まれた部材を同時に混合する段階であることを特徴とする請求項2に記載の波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。
【請求項６】
上記蛍光体粉末を混合する段階は、
上記透光性液状樹脂と上記蛍光体粉末とを1次混合する段階と、
上記蛍光体粉末が混合された透光性液状樹脂に少なくとも硬化物が含まれた部材を投入して2次混合する段階とを含むことを特徴とする請求項2に記載の波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。
【請求項７】
上記蛍光体粉末を混合する段階は、
透光性液状樹脂と少なくとも硬化物が含まれた部材を1次混合する段階と、
上記1次混合物に上記蛍光体粉末を投入して2次混合する段階とを含むことを特徴とする請求項2に記載の波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。
【請求項８】
上記2次混合段階は、
上記蛍光体粉末と共に触媒剤とカップリング剤中少なくとも一つを投入して混合する段階であることを特徴とする請求項7に記載の波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。
【請求項９】
上記2次混合段階において混合される上記触媒剤と上記カップリング剤中少なくとも一つと上記蛍光体粉末は同じミーリング過程を通して得られた混合物の形態で投入されることを特徴とする請求項8に記載の波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。
【請求項１０】
上記蛍光体粉末を含むモールディング化合物樹脂体を形成する段階は、
上記透光性液状樹脂と少なくとも硬化物が含まれた部材とを混合する段階と、 ゲル状の混合物を上記蛍光体粉末と共に混練するニーディング工程を行う段階と、上記結果物を安定化させ蛍光体が含まれたモールディング化合物樹脂体を形成する段階とを含む請求項2に記載の波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。
【請求項１１】
上記ニーディング工程は約100℃〜約120℃の温度範囲において行われ、
上記モールディング化合物樹脂体を形成する段階は、上記ニーディング工程の結果物を冷却する段階であることを特徴とする請求項10に記載の波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。
【請求項１２】
上記ニーディング工程が終了した後、且つ上記結果物を安定させる前に、 上記結果物に対するロールミーリング工程を行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。
【請求項１３】
上記蛍光体はY、Lu、Sc、La、Gd、Ce及びSmから成る群から選択された少なくとも一つの元素とAl、Ga及びInから選択された少なくとも一つの元素を含むことを特徴とする請求項1ないし12のいずれかに記載の波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。
【請求項１４】
上記透光性液状樹脂はエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1ないし12のいずれかに記載の波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。
【請求項１５】
少なくとも一部の波長を変換する蛍光体が均一に分散された波長変換用モールディング化合物樹脂がモールディングされた白色発光ダイオードの製造方法において、
透光性液状樹脂を用いてモールディング化合物樹脂体を形成する過程において蛍光体粉末を湿式分散処理することにより上記蛍光体粉末が分散されたモールディング化合物樹脂体を形成する段階と、
上記モールディング化合物樹脂体を粉末状に粉砕した後、上記樹脂粉末に所定の圧力を与えてタブレット状のモールディング化合物を形成する段階と、
青色または紫外線発光ダイオードが実装されたパッケージ構造物上に上記蛍光体が分散されたモールディング化合物タブレットを用いてトランスファーモールディングを行う段階とを含む白色発光ダイオードの製造方法。
【請求項１６】
上記蛍光体粉末を含むモールディング化合物樹脂体を形成する段階は、
上記透光性液状樹脂と少なくとも硬化物が含まれた部材と蛍光体粉末を混合する段階と、上記混合物をゲル状において混練するニーディング工程を行う段階と、上記結果物を安定化させ蛍光体が含まれたモールディング化合物樹脂体を形成する段階とを含むことを特徴とする請求項15に記載の白色発光ダイオードの製造方法。
【請求項１７】
上記ニーディング工程は約100℃〜約120℃の温度範囲において行われ、
上記モールディング化合物樹脂体を形成する段階は、上記ニーディング工程の結果物を冷却する段階であることを特徴とする請求項16に記載の白色発光ダイオードの製造方法。
【請求項１８】
上記ニーディング工程が終了した後、且つ上記結果物を安定化させる前に、上記結果物に対するロールミーリング工程を行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項16に記載の白色発光ダイオードの製造方法。
【請求項１９】
上記蛍光体粉末を混合する段階は、
透光性液状樹脂と蛍光体粉末及び少なくとも硬化物が含まれた部材を同時に混合する段階であることを特徴とする請求項16に記載の白色発光ダイオードの製造方法。
【請求項２０】
上記蛍光体粉末を混合する段階は、
上記透光性液状樹脂と上記蛍光体粉末とを1次混合する段階と、
上記蛍光体粉末が混合された透光性液状樹脂に少なくとも硬化物が含まれた部材を投入して2次混合する段階とを含むことを特徴とする請求項16に記載の白色発光ダイオードの製造方法。
【請求項２１】
上記蛍光体粉末を混合する段階は、
透光性液状樹脂と少なくとも硬化物が含まれた部材とを1次混合する段階と、
上記1次混合物に上記蛍光体粉末を投入して2次混合する段階とを含むことを特徴とする請求項16に記載の白色発光ダイオードの製造方法。
【請求項２２】
上記2次混合段階は、
上記蛍光体粉末と共に触媒剤とカップリング剤中少なくとも一つを投入して混合する段階であることを特徴とする請求項21に記載の白色発光ダイオードの製造方法。
【請求項２３】
上記2次混合段階において混合される上記触媒剤と上記カップリング剤中少なくとも一つと上記蛍光体粉末は同じミーリング過程を通して得られた混合物形態で投入されることを特徴とする請求項21に記載の白色発光ダイオードの製造方法。
【請求項２４】
上記蛍光体粉末を含むモールディング化合物樹脂体を形成する段階は、
上記透光性液状樹脂と少なくとも硬化物が含まれた部材とを混合する段階と、ゲル状の混合物を上記蛍光体粉末と共に混練するニーディング工程を行う段階と、上記結果物を安定化させ蛍光体が含まれたモールディング化合物樹脂体を形成する段階とを含む請求項16に記載の波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法。
【請求項２５】
上記ニーディング工程は約100℃〜約120℃の温度範囲において行われ、
上記モールディング化合物樹脂体を形成する段階は、上記ニーディング工程の結果物を冷却する段階であることを特徴とする請求項24に記載の白色発光ダイオードの製造方法。
【請求項２６】
上記ニーディング工程が終了した後、且つ上記結果物を安定化させる前に、上記結果物に対するロールミーリング工程を行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項24に記載の白色発光ダイオードの製造方法。
【請求項２７】
上記蛍光体はY、Lu、Sc、La、Gd、Ce及びSmから成る群から選択された少なくとも一つの元素とAl、Ga及びInから選択された少なくとも一つの元素とを含むことを特徴とする請求項15ないし26のいずれかに記載の白色発光ダイオードの製造方法。
【請求項２８】
上記透光性液状樹脂はエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項15ないし26のいずれかに記載の白色発光ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は白色発光ダイオードの製造方法に関するもので、より詳しくは蛍光体(phosphor)の均一な分布を保障できる波長変換用モールディング化合物樹脂 タブレットの製造方法と、これを利用した白色発光ダイオードの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に発光ダイオードは優れた単色相ピーク波長を有し光効率性に優れ小型化が可能な利点を有するので、様々なディスプレイ装置及び光源に広く用いられている。とりわけ、白色発光ダイオードは照明装置またはディスプレイ装置のバックライトを代替できる高出力、高効率光源として積極的に活用されている。
【０００３】
こうした白色発光ダイオードを具現する方案として、青色または紫外線発光ダイオードに蛍光体を塗布して白色光に変換させる波長変換方法が主に用いられている。
【０００４】
図1は従来の一方法により製造された白色発光ダイオードパッケージ(10)を示した断面図である。
【０００５】
図1によると、上記白色発光ダイオードパッケージ(10)は2個のリードフレーム(3、4)と、上記リードフレーム(3)のキャップ構造(3a)に実装された青色発光ダイオード、及びリードフレーム(3、4)の上部に形成された透明モールディング部(8)を含む構造を有する。上記青色発光ダイオード(5)の両電極は各リードフレーム(3、4)の上端にワイヤ(6、7)で連結される。
【０００６】
上記リードフレーム(3)のキャップ構造内部には上記青色LED(5)の周囲を囲繞するようY-Al-Ga(YAG)系蛍光体を含んだ樹脂(9)がモールディングされる。こうした蛍光体を通して、上記青色光を発散する青色LED(5)は、上記樹脂(9)に含まれたYAG蛍光体によりピーク波長が555ｎｍの黄緑色に励起された一部光と、直接青色で発光されるLED一部光とが合成され所望の白色光を発することができる。
【０００７】
こうした蛍光体を含む樹脂は液状樹脂を用いたディスペンシング工程を通してLED(5)上に形成されることができる。
【０００８】
しかし、ディスペンシング工程は他モールディング工程に比して量産性に劣るばかりでなく、液状樹脂を用いるのでその液状樹脂が硬化する間に液状樹脂 内において蛍光体粉末が沈殿してしまう問題があった。このような蛍光体粉末の沈殿により、LED(5)を囲繞する樹脂層(9)内に蛍光体粉末が均一に分散されなくなる。このように蛍光体の不均一な樹脂層(9)から変換された光は部分的に黄白色または青白色を帯び全体として色が不良になる問題が生じる。
【０００９】
こうした問題を解決するために、大韓民国特許登録第348377号(登録日: 2002.7.9登録)においてはトランスファーモールディング工程(transfer molding)を利用する方案が提案された。上記特許による白色発光ダイオードの製造方法は図2のように蛍光体粉末をエポキシモールディング化合物(epoxy molding compound)のようなモールディング化合物樹脂粉末と混合する段階(S21)から始まる。次いで、その混合物でモールディング化合物樹脂タブレット(tablet)を形成した後(S25)、上記タブレットで青色発光ダイオードをトランスファーモールディングする(S29)ことにより白色発光ダイオードを製造することができる。
【００１０】
上記方法は比較的硬化時間の短いトランスファーモールディング工程を利用するので、蛍光体粉末の沈殿による光変換効率の低下を防止できる同時に量産性を高められる利点がある。
【００１１】
しかし、モールディング化合物樹脂タブレットの形成において、相異する比重と粒子サイズを有する蛍光体粉末とモールディング化合物樹脂粉末とを混合するので、これから得られたタブレットにおいて蛍光体粉末の均一な分布を実現することは大変困難である。
【００１２】
こうした問題によりトランスファーモールディング工程の利点にも係わらず、実際製造された白発光ダイオードにおいては未だ部分的な青白色または黄白色が発され、優れた光変換効率を有する発光ダイオードの製造に困難があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上述した従来技術の問題を克服するためのもので、その目的は硬化時間の短いトランスファーモールディング工程の効果を極大化できるよう蛍光体粉末が均一に分散されたタブレットの製造方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の他目的は上記タブレットの製造方法を利用して優れた白色発光効率を有する白色発光ダイオードの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】
【００１５】
上記した技術的課題を成し遂げるために、本発明は、少なくとも一部の波長を変換する蛍光体が均一に分散された波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法において、透光性液状樹脂を用いてモールディング化合物樹脂体を形成する過程において蛍光体粉末を湿式分散処理することにより上記蛍光体粉末が分散されたモールディング化合物樹脂体を形成する段階と、上記モールディング化合物樹脂体を粉末状に粉砕した後上記樹脂粉末に所定の圧力を与えてタブレット状のモールディング化合物を形成する段階とを含む波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法を提供する。
【００１６】
本発明に用いられる湿式分散処理過程は蛍光体粉末の混合時期により異なって具現させることができる。
【００１７】
本発明の一実施形態においては、上記蛍光体粉末を含むモールディング化合物樹脂体を形成する段階を、上記透光性液状樹脂と少なくとも硬化物が含まれた部材と蛍光体粉末とを混合し、次に上記混合物をゲル(gel)状において混練するニーディング工程(kneading)を行ってから、上記結果物を安定化させ蛍光体が含まれたモールディング化合物樹脂体を形成する過程で具現する。
【００１８】
好ましくは、上記ニーディング工程は約100℃〜約120℃の温度範囲において実施され、上記モールディング化合物樹脂体を形成する段階は上記ニーディング工程の結果物を冷却させる段階であることができる。
【００１９】
また、上記ニーディング工程が終了した後、且つ上記結果物を安定化させる前に、追加的な蛍光体の分散処理のために、上記結果物に対するロールミーリング工程を行う段階をさらに含むことができる。
【００２０】
より具体的に、上記蛍光体粉末は、透光性液状樹脂と少なくとも硬化物が含まれた部材に同時に混合することができ、これと異なり上記透光性液状樹脂と上記蛍光体粉末とを1次混合した後、上記蛍光体粉末が混合された透光性液状樹脂に少なくとも硬化物が含まれた部材を投入して2次混合することもでき、透光性液状樹脂と少なくとも硬化物が含まれた部材とを1次混合した後、上記1次混合物に上記蛍光体粉末を投入して2次混合することもできる。
【００２１】
蛍光体粉末を2次混合段階を通して混合する場合には、上記蛍光体粉末を触媒剤とカップリング剤中少なくとも一つと共に投入して混合することができる。こうした実施形態において、上記2次混合段階において混合される上記触媒剤と上記カップリング剤中少なくとも一つと上記蛍光体粉末とは同じミーリング過程を通して得られた混合物の形態で投入されることが好ましい。
【００２２】
本発明に用いられる湿式分散処理工程は、先ず上記透光性液状樹脂と少なくとも硬化物が含まれた部材とを混合した後、一部反応が進みゲル状になった混合物に上記蛍光体粉末を投入しニーディング工程を通して具現することもできる。
【００２３】
また、本発明に用いられる蛍光体はY、Lu、Sc、La、Gd、Ce及びSmから成る群から選択された少なくとも一つの元素とAl、Ga及びInから選択された少なくとも一つの元素とを含む蛍光体物質であることができ、上記透光性液状樹脂は代表的にエポキシ樹脂であることができる。
【００２４】
さらに、本発明の他視点においては上記タブレットの製造方法を利用した白色発光ダイオードの製造方法を提供する。
【００２５】
本発明の白色発光ダイオードの製造方法によると、少なくとも一部の波長を変換する蛍光体が均一に分散された波長変換用モールディング化合物樹脂がモールディングされた白色発光ダイオードの製造方法において、透過性液状樹脂を用にてモールディング化合物樹脂体を形成する過程において蛍光体粉末を湿式分散処理することにより上記蛍光体粉末が分散されたモールディング化合物樹脂体を形成する段階と、上記モールディング化合物樹脂体を粉末状に粉砕した後上記樹脂粉末に所定の圧力を与えてタブレット状のモールディング化合物を形成する段階と、青色または紫外線発光ダイオードが実装されたパッケージ構造物上に上記蛍光体が分散されたモールディング化合物タブレットを用いてトランスファーモールディングを施す段階とを含む。
【００２６】
本発明の特徴はモールディング化合物樹脂タブレットの形成において、蛍光体粉末が均一な分散を保障するために、粉末同士の混合ではなく透光性液状樹脂を用いた湿式分散処理工程を用いることにある。本発明に用いられる湿式分散処理工程は追加的な工程無しにモールディング化合物樹脂を形成するための混合工程で具現することができる。
【発明の効果】
【００２７】
上述したように、本発明によると、モールディング化合物樹脂タブレットの形成において、粉末の混合でなく透光性液状樹脂を用いた湿式分散処理工程を利用することにより蛍光体粉末がモールディング化合物樹脂内においてより均一な分散を保障でき、分散処理のための追加的な工程無しでモールディング化合物樹脂を形成するための混合工程またはニーディング工程で代替され全体的な工程を簡素化することができる。
【００２８】
また、本発明はこうした波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法を白色発光ダイオードの製造方法に用いることによりモールディング化合物樹脂タブレット内に蛍光体粉末がほぼ沈殿せず、均一な分散状態を維持するので、優れた光変換効率を有する白色発光ダイオードを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付の図を参照しながら本発明をより詳しく説明する。
【００３０】
図3は本発明の波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造工程において工程の進行による硬化率(%)を示したグラフである。図3の各段階別区間には硬化反応の進行による組織状態が概略的に示してある。図3と下記説明により、本発明において蛍光体粉末が投入され湿式分散処理される時期と条件について理解できるであろう。
【００３１】
先ず、図3の区間(A1)のようにエポキシ樹脂のような透光性液状樹脂と硬化物とを混合する工程が行われる。より詳しくは、透光性液状樹脂と硬化物は硬化率10%未満の反応過程を経て区間(A2)に示したように所定のミキサを利用して混合される。上記混合工程を通して40%レベルに硬化されながら混合物は一定の流動性を有するゲル状で存在するようになる。こうした混合過程においては硬化物の外に必要な添加剤、即ち触媒剤、カップリング剤などが追加されることもできる。
【００３２】
次いで、ゲル状の混合物はより均一な混合のためにニーディング工程(B)が実施される。ニーディング工程においては混合物がゲル状を維持できる温度条件において溶融混合されることができる。
【００３３】
本発明において、蛍光体粉末は図3に示したA1、A2及び/またはB区間においてモールディング化合物樹脂を形成するための混合物に湿式分散処理されることができる。上記区間においてモールディング化合物樹脂のための混合物は液状またはゲル状で維持されるので、より効果的に蛍光体粉末を均一に分散させることができる。即ち、透光性液状樹脂と硬化剤との液状混合工程またはゲル状の混合物に対するニーディング工程の際に蛍光体粉末を投入することによりモールディング化合物が粉末状態で存在する場合より一層均一に蛍光体粉末を分散させることができる。
【００３４】
また、こうした蛍光体粉末の分散過程は別途の追加工程無しでモールディング化合物樹脂体を形成するための従来の混合工程及び/またはニーディング工程を通して行われることができる。
【００３５】
次に、上記混合物は冷却させる(quenching)ことにより固相のモールディング化合物樹脂体を形成し、上記モールディング化合物樹脂体を粉砕して得られる 粉末を加圧して蛍光体が均一に分散されたモールディング化合物樹脂タブレットを製造することができる。本過程において上記モールディング化合物樹脂タブレットは区間(C)に示したように、硬化反応の進まない安定化状態下にある。
【００３６】
本発明の方法により製造されたモールディング化合物樹脂タブレットは白色発光ダイオードの製造時にトランスファーモールディング工程を通して点線で表示された区間(D)のように比較的短い硬化時間内で完全に硬化されることができる。これはタブレットを利用したトランスファーモールディング過程は一般の液状樹脂を利用したディスペンシング方法に比して硬化時間が大変短いので、モールディング化合物タブレットにおいて既に均一に分散された蛍光体粉末がモールディング過程において沈殿されることがほぼ無く、結果として優れた波長変換層を形成することができる。
【００３７】
本発明において蛍光体粉末は図3を参照して説明したように、液状またはゲル状の混合物状態において混合されることによりモールディング化合物樹脂タブレット内に効果的に分散することができる。また、本発明は蛍光体粉末の投入時期により様々な形態で具現することができる。
【００３８】
図4ないし図6は本発明による波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法の様々な形態を例示する。
【００３９】
図4は透光性液状樹脂と硬化物及び蛍光体を同時に投入して混合する形態を示す。
【００４０】
本実施例による方法は、透光性液状樹脂と少なくとも硬化物が含まれた部材及び蛍光体粉末を混合する段階(S41)から始まる。より具体的に、蛍光体粉末は透光性液状樹脂と1次的に投入して混合した後、硬化物などを投入して混合することができ、この逆の場合も可能で、透光性液状樹脂と硬化物を蛍光体粉末と同時に投入して混合することもできる。こうした混合工程においては基本樹脂である透光性液状樹脂内に蛍光体粉末が均一に分散されることができる。
【００４１】
上記蛍光体はY、Lu、Sc、La、Gd、Ce及びSmから成る群から選択された少なくとも一つの元素とAl、Ga及びInから選択された少なくとも一つの元素とを含む物質として、代表的にYAG系蛍光体が挙げられる。本発明に用いられる蛍光体はより均一な分散のために平均粒径が5ないし50ミクロン範囲の粉末形態で用いることが好ましい。
【００４２】
次に、段階(S43)においては、上記混合過程においてモールディング化合物樹脂を形成するための添加剤を追加的に混合することができる。こうした添加剤には、当業者に周知される硬化触媒剤及び/またはカップリング剤はもちろん、離型剤、改質剤なども使用することができる。こうした添加剤は均一に混合されるよう予めミーリング工程を通して粉末に製造した状態で投入される。
【００４３】
次に、上記混合物をゲル状において混練するニーディング工程(S44)を実施することができる。上記ニーディング工程は一定の範囲で硬化された混合物がゲル状を維持する範囲の温度で十分均一に混合されるよう捏ねる工程のことを云い、好ましくはニーディング工程の温度範囲は約100℃〜約120℃程がよい。
【００４４】
次いで、上記ニーディング工程の結果物を安定化させ蛍光体が含有されたモールディング化合物樹脂体を形成する段階(S45)を行う。ここで得られたモールディング化合物樹脂体は混合過程及びニーディング過程を通して蛍光体粉末が均一に分散された固体状態の樹脂体である。本段階は高温のニーディング工程を経た結果物を冷却する工程(quenching)で具現することができる。追加的に冷却させる前に、即ち安定化させる前に、ニーディング工程を通して得られた結果物に追加的なローリング工程を施すことにより、蛍光体粉末などのより均一な分散を図ることもできる。
【００４５】
上記工程を通して得られたモールディング化合物樹脂体を粉末で粉砕した後(S47)、所定の圧力で加圧して蛍光体が均一に分散されたモールディング化合物樹脂タブレットを形成することができる(S49)。 
図5は混合工程中蛍光体粉末が触媒剤とカップリング剤などの添加剤と共に投入される形態を例示する。
【００４６】
本実施例による方法は、透光性液状樹脂と少なくとも硬化物が含まれた部材とを混合する段階(S51)から始まる。本発明に用いられる透光性液状樹脂にはエポキシ樹脂がある。次いで、上記混合過程(S51)の初期に、即ち硬化反応があまり進んでいない状態において混合する他添加剤と共に蛍光体を適切な粉末状態に形成する(S52)。こうした添加剤には当業者に周知される硬化触媒剤及び/またはカップリング剤はもちろん、離型剤、改質剤なども使用することができる。こうした添加剤は均一に混合されるよう予めミーリング工程を通して粉末に製造される際、本発明に用いられる蛍光体を一緒にミーリングして粉末に形成することができる。したがって、本発明に使用される蛍光体を追加的なミーリング工程無しで粉末に形成することができる。
【００４７】
このように設けられた粉末形態の蛍光体及び添加剤を透光性液状樹脂と硬化物の混合物と共に混合する工程(S53)を行ってから、上記混合物をゲル状において混練するニーディング工程(S54)を行う。上記ニーディング工程は先に説明したように好ましくは約100℃〜約120℃程の温度範囲において上記混合物のより均一な分散のために行うことができる。
【００４８】
次いで、上記ニーディング工程の結果物を安定化させ蛍光体が含まれたモールディング化合物樹脂体を形成する段階(S55)を行う。ここで得られたモールディング化合物樹脂体は混合過程及びニーディング過程を通して蛍光体粉末が均一に分散された固体状態の樹脂体で、先に説明したように、ニーディング工程の結果物を冷却する工程を通して具現することができる。追加的に冷却する前に、ニーディング工程を通して得られた結果物に追加的なローリング工程を施すことができる。
【００４９】
最後に、上記工程を通して得られたモールディング化合物樹脂体を粉末に粉砕した後(S57)、所定の圧力で加圧して蛍光体が均一に分散されたモールディング化合物樹脂タブレットを形成することができる(S59)。
【００５０】
図6はニーディング工程において蛍光体粉末が湿式分散処理される形態を示している。
【００５１】
先に説明したように、蛍光体粉末は透光性液状樹脂または低い硬化程度(30%未満の状態)の混合物とも混合されることができるが、ゲル状(例えば、硬化率 30〜40%)の混合物状態においてニーディング工程を通して分散処理されることができる。
【００５２】
本実施例による方法は上記透光性液状樹脂と少なくとも硬化物が含まれた部材とを混合する段階(S61)から始まる。次いで、段階(S63)において上記混合過程の初期、即ち硬化反応があまり進んでいない状態においてミーリング処理された他添加剤粉末を混合する。こうした添加剤には当業者に周知される硬化触媒剤及び/またはカップリング剤はもちろん、離型剤、改質剤なども使用することができる。
【００５３】
次に、予め用意した蛍光体粉末と共に上記混合物をゲル状において混練するニーディング工程(S64)を行う。適切な粉末に形成された蛍光体粉末はニーディング工程前またはニーディング工程中に投入することができる。本実施例において蛍光体粉末はニーディング工程を通してゲル状の混合物において湿式分散処理される。こうしたニーディング工程は約100℃〜約120℃ほどの適切な高温において行われるので、ゲル状に維持される混合物内において蛍光体粉末を十分均一に分散させることができる。
【００５４】
次いで、上記ニーディング工程の結果物を安定化させ蛍光体が含まれたモールディング化合物樹脂体を形成する段階(S65)を行い、これを通して得られた固体状態のモールディング化合物樹脂体を粉末に粉砕した後(S67)、所定の圧力で加圧し蛍光体が均一に分散されたモールディング化合物樹脂タブレットを形成することができる(S69)。 
本発明による波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法は液状またはゲル状の樹脂形成のための混合物において蛍光体粉末を均一に分散させるので、全体領域に均一な波長変換を保障できる波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットを製造することができる。究極的には、こうした波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットは白色発光ダイオードを製造するための蛍光体層をトランスファーモールディング工程で形成するのに有利に用いることができる。
【００５５】
即ち、本発明は透光性液状樹脂を利用してモールディング化合物樹脂体を形成する過程において蛍光体粉末を湿式分散処理することにより上記蛍光体粉末が分散されたモールディング化合物樹脂体を形成し、こうしたモールディング化合物樹脂体を粉末状に粉砕した後、上記樹脂粉末に所定の圧力を与えタブレット状のモールディング化合物を形成し、青色または紫外線発光ダイオードが実装されたパッケージ構造物上に上記蛍光体が分散されたモールディング化合物タブレットを利用してトランスファーモールディングを実施する白色発光ダイオードの製造方法を提供することができる。
【００５６】
図7は本発明の方法により製造された白色発光ダイオード(30)の一例を示した側断面図である。
【００５７】
図7によると、2個のリードフレーム(33、34)が形成されたパッケージ基板(31)上に青色または紫外線発光ダイオード(35)が配置された発光ダイオード構造(30)を示してある。上記青色または紫外線発光ダイオード(35)の両電極(図示せず)は夫々上記リードフレーム(33、34)にワイヤ(36、37)を通して接続されている。こうした構造において上記発光ダイオード(35)を囲繞するよう本発明の製造方法により得られた波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットを用いてトランスファーモールディングすることにより、図5に示したように、上記パッケージ基板(31)に波長変換用モールディング部(39)を形成することができる。もちろん、当業者に自明なように、白色発光ダイオードの全体構造はもちろん、トランスファーモールディング装備に応じて波長変換用モールディング部の形状も様々に変形されることができる。
【００５８】
本発明から得られた波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットは均一に分散された蛍光体粉末を含み、トランスファーモールディング工程を通して比較的短い硬化時間を通して波長変換用モールディング部(39)を形成するので蛍光体粉末の沈殿による悪影響を減少させることができる。
【００５９】
本発明の製造方法により製造された白色発光ダイオードの特性を従来の方法により製造された白色発光ダイオードの特性と比較する実験を行った。
【００６０】
(実施例)
先ず、図2に説明した従来の方法によりエポキシモールディング化合物樹脂粉末とYAG系蛍光体粉末をほぼ類似した平均粒径(約7μｍ)を有するよう用意した後、ミキサを通して十分混合した。次いで、混合した結果物を圧縮してタブレット状に製造した。図7と似た構造を有し、460ｎｍ波長帯域の発光ダイオードを用いたパッケージ構造にトランスファーモールディング工程を利用して蛍光体の含まれたエポキシ化合物樹脂タブレットで波長変換用モールディング部を形成した。
【００６１】
また、図5に説明した本発明のタブレット製造方法により蛍光体粉末が均一に分散されたエポキシモールディング化合物樹脂タブレットを形成した。即ち、液状のエポキシ樹脂を基本樹脂として、上記エポキシ樹脂に約7μｍの平均粒径を有する蛍光体粉末を混合し、次いで硬化物を投入した後混合工程を続けた。連続する混合工程において触媒剤とカップリング剤を添加し一緒に混合されるようにした。
【００６２】
本実施例に使用された硬化剤及び各添加剤の種類と量を従来例に使用されたモールディング化合物樹脂の製造時に用いた硬化物及び各添加剤の種類と量と同じ条件において測量し使用した。次に、ゲル状の混合物にニーディング工程と追加的にロールミーリング工程を施し、その結果物を冷却して固体状態のモールディング化合物樹脂体を形成した。
【００６３】
次に、上記樹脂体を約7μｍの平均粒径を有する粉末に粉砕し、上記樹脂粉末を利用して蛍光体が分散されたモールディング化合物樹脂タブレットを製造した。上記従来例と同様に図7と似た構造を有し、460ｎｍ波長帯域の発光ダイオードを用いたパッケージ構造にトランスファーモールディング工程を利用して蛍光体の含まれたエポキシ化合物樹脂タブレットで波長変換用モールディング部を形成した。
【００６４】
こうして得られた従来例と実施例における各白色発光ダイオードの色調領域を分析し、その結果を夫々図8(a)及び8(b)のグラフに示した。
【００６５】
図8(a)によると、従来例による白色発光ダイオードは座標上に色調領域が広く分布することがわかる。即ち、白色光のほかにも青白色光と黄白色光が相当量発されることがわかる。こうした広い色調領域の原因はモールディング化合物樹脂タブレットの形成時樹脂粉末と蛍光体粉末とを混合する際、粒子の摩擦及び/または比重の差により均一に混合されない状態においてタブレットに製造されるからである。
【００６６】
それに比して、図8(b)のように、本実施例による白色発光ダイオードは狭い色調領域(X: 0.28〜0.30、Y: 0.25〜0.32)を有することがわかる。即ち、青白色光、黄白色光がほぼ存在せず、白色光にほぼ全ての光が変換されたことがわかる。こうした優れた光変換効率は本発明により製造された波長変換用モールディング化合物樹脂タブレット内に蛍光体粉末が均一に分布し、またこうした蛍光体粉末の均一な分布が比較的短いトランスファーモールディング工程において維持されることができるからである。
【００６７】
このように、本発明は上述した実施形態及び添付の図により限定されるわけではなく、添付された請求範囲により限定されるもので、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内において様々な形態の置換、変形及び変更が可能なことは当技術分野において通常の知識を有する者には自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】従来の白色発光ダイオードを示した側断面図である。
【図２】従来の白色発光ダイオードの製造方法を説明するための工程フロー図である。
【図３】本発明の波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造工程において工程進行に伴う硬化率(%)を示したグラフである。
【図４】本発明の実施例による波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法を説明するための工程フロー図である。
【図５】本発明の実施例による波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法を説明するための工程フロー図である。
【図６】本発明の実施例による波長変換用モールディング化合物樹脂タブレットの製造方法を説明するための工程フロー図である。
【図７】本発明の方法により製造された白色発光ダイオードの一例を示した側断面図である。
【図８】図8(a)及び(b)は従来の方法により製造された白色発光ダイオードと本発明の方法により製造された白色発光ダイオードの色調領域座標である。
【符号の説明】
【００６９】
31  パッケージ基板
33、34   リードフレーム
35  発光ダイオードチップ
36、37  ワイヤ
39  波長変換用モールディング部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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