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KR20110007705A - LED phosphor density measuring apparatus and method - Google Patents

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KR20110007705A
KR20110007705A KR1020090065285A KR20090065285A KR20110007705A KR 20110007705 A KR20110007705 A KR 20110007705A KR 1020090065285 A KR1020090065285 A KR 1020090065285A KR 20090065285 A KR20090065285 A KR 20090065285A KR 20110007705 A KR20110007705 A KR 20110007705A
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장성호
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이종환
김태성
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김태성
금오공과대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A device and a method for measuring the density of an LED fluorescent substance are provided to effectively extract light and enable the formation of LED package in which characteristic value between products is uniform. CONSTITUTION: A device for measuring the density of an LED fluorescent substance comprises a light source(100), a light sighting device(101), and a light receiving module(300), and a spectrometer(400). The light sighting device emits the light in a dispenser and a fluorescent substance(201) injected into a dispenser nozzle(202). The light receiving module comprises a light receiving sighting device to receive light penetrating the dispenser and the dispenser nozzle. The spectrometer is connected to the light receiving module. The spectrometer outputs spectral characteristic data(401) according to the fluorescent substance density in real time.

Description

LED 형광체 밀도측정장치 및 방법{omitted}LED phosphor density measuring apparatus and method

본 발명은 LED 형광체 밀도측정장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED패키지 공정에 있어서 디스펜서내에서 실리콘(또는 에폭시) 수지내에 분산된 형광체 밀도의 변화를 사전에 검출하여 광을 효과적으로 추출하고 색순도가 우수하며 제품들간의 특성값(색좌표)가 균일한 LED 패키지를 확보할 수 있도록 하는 LED 형광체 밀도측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device and method for measuring the density of LED phosphors, and more particularly, to effectively extract light and detect color purity by detecting a change in phosphor density dispersed in a silicone (or epoxy) resin in a dispenser in an LED packaging process. The present invention relates to an LED phosphor density measuring apparatus and method for ensuring an excellent LED package with excellent characteristic values (color coordinates) between products.

발광다이오드(light emission diode, 이하, LED라 함)는 다양한 색을 구현할 수 있는 반도체 소자이다. LED는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN 및 AlGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성할 수 있으므로 다양한 색의 광원으로 사용되고 있다.Light emitting diodes (hereinafter, referred to as LEDs) are semiconductor devices capable of realizing various colors. LED is used as a light source of various colors because the light emitting source can be configured by changing compound semiconductor materials such as GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN and AlGaInP.

이러한 LED는 조명용의 백색 LED 등 고출력, 고휘도 LED에 대한 수요가 증가함에 따라, LED 패키지의 성능과 신뢰성을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되 고 있다. As the demand for high power and high brightness LEDs, such as white LEDs for lighting, increases, such LEDs are being actively researched to improve the performance and reliability of LED packages.

LED 제품의 성능을 높이기 위해서는, 우수한 광효율을 갖는 LED 칩 자체와 함께, 광을 효과적으로 추출하고 색순도가 우수하며 제품들간의 특성이 균일한 LED 패키지가 동시에 확보되어야 한다.In order to improve the performance of the LED products, together with the LED chip itself having excellent light efficiency, the LED package must be secured at the same time to extract the light effectively, excellent color purity and uniform characteristics between the products.

LED를 이용하여 백색광을 얻기 위해서는, 대개 청색 또는 자외선 LED 칩 상에 형광체(예컨대, 황색 형광체 등)를 도포하게 된다. 이 백색광의 품질은 도포되는 형광체 자체의 특성뿐만 아니라, 형광체의 분포 형태에 의해서도 많은 영향을 받는다. In order to obtain white light using an LED, a phosphor (for example, a yellow phosphor, etc.) is usually applied onto a blue or ultraviolet LED chip. The quality of this white light is greatly influenced not only by the characteristics of the phosphor itself to be applied, but also by the distribution form of the phosphor.

실제로, 투명 수지와 형광체 분말의 혼합물을 LED 칩이 실장된 패키지의 컵 안에 주입하는 전통적인 LED 패키지 공정에서는, 수지 봉지재 내의 형광체의 공간적인 분포를 균일하게 제어하는 것이 상당히 어렵다. 즉, LED 칩 상에 도포된 형광체의 밀도가 불균일하기 때문에 출력광의 색좌표 편차가 심하고, 색분리 또는 색얼룩 현상이 발생하기 쉽다.Indeed, in the traditional LED package process in which a mixture of transparent resin and phosphor powder is injected into a cup of a package in which an LED chip is mounted, it is quite difficult to uniformly control the spatial distribution of the phosphor in the resin encapsulant. That is, since the density of the phosphor coated on the LED chip is uneven, the color coordinate deviation of the output light is severe, and color separation or color staining phenomenon is likely to occur.

도 1은 종래의 LED 패키지 제조 공정을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 1(a)을 참조하면, 상부에 반사컵(11a)이 마련되고 리드프레임((12a, 12b)이 삽입된 패키지 본체를 준비한다. 그 후, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 반사컵(11a) 바닥부 에 청색 LED 칩(15)을 실장하고, 와이어(16) 등에 의해 LED 칩(15)과 리드프레임(12a, 12b)을 연결한다. 그 후, 도 1(c)에 도시된 바와 같이 황색 형광체(17)가 분산된 실리콘(또는 에폭시) 등의 형광체 수지(18)를 반사컵내에 주입하여 LED 칩(15)을 봉지하고 가열에 의해 형광체 수지(18)를 경화시킨다.1 is a cross-sectional view illustrating a conventional LED package manufacturing process. Referring to Fig. 1 (a), a package main body having a reflection cup 11a and a lead frame 12a and 12b inserted therein is prepared. As shown in Fig. 1 (b), The blue LED chip 15 is mounted on the bottom of the reflecting cup 11a, and the LED chip 15 and the lead frames 12a and 12b are connected by a wire 16 or the like. As shown in the drawing, phosphor resin 18 such as silicon (or epoxy) in which yellow phosphor 17 is dispersed is injected into a reflecting cup to seal the LED chip 15 and to cure the phosphor resin 18 by heating.

이러한 LED 패키지 공정에서 형광체 수지층(18)을 형성시키기 위해 제조사마다 다양한 방식을 채택한다.In order to form the phosphor resin layer 18 in such an LED package process, various methods are adopted by manufacturers.

그 중에서 많이 사용되고 있는 방식이 디스펜서(주사기)를 이용하여 LED칩(15)의 주변에 정량의 형광체 수지를 주입하는 방식이다. 이 방식을 사용하는 기기를 보통 디스펜서(dispenser)라고 한다.Among them, a widely used method is a method of injecting a phosphor resin in a quantity around the LED chip 15 using a dispenser (injector). Devices that use this method are commonly referred to as dispensers.

이러한 디스펜서내에 형광체 및 실리콘(또는 에폭시)를 넣어 일정량씩 토출시키게 되는데 디스펜서내에 주입된 형광체는 시간이 경과(예컨대, 수십분 내지 수시간 정도 경과)함에 따라 아래 방향으로 침전된다.Phosphor and silicon (or epoxy) are put into the dispenser and discharged by a predetermined amount. The phosphor injected into the dispenser is precipitated downward as time passes (eg, several tens of minutes to several hours).

그로 인해, 실리콘(또는 에폭시)이 골고루 혼합되어 있어야 함에도 불구하고 실리콘(또는 에폭시)의 내의 형광체 밀도의 변화가 발생된다. 즉, 형광체 입자가 시간이 경과됨에 따라 디스펜서내에서 가라앉으므로서 제품 특성값(색좌표)에 악영향을 미친다. This results in a change in phosphor density in the silicon (or epoxy) even though the silicon (or epoxy) must be evenly mixed. That is, the phosphor particles sink in the dispenser as time passes, adversely affecting product characteristic values (color coordinates).

따라서 동일한 디스펜서를 사용하여 일정량씩 토출하였다고 하더라도 동일한 디스펜서를 사용한 LED패키지들의 색좌표를 살펴보면 서로간에 편차가 발생하게 되며, 다른 LED패키지와의 색좌표의 편차가 심한 LED패키지는 등외품으로 분류되는데, 이러한 다량의 등외품이 지속적으로 발생되고 있다.Therefore, even if the same dispenser is discharged by a certain amount, if you look at the color coordinates of the LED package using the same dispenser, deviation occurs between each other, LED packages with a large deviation of the color coordinates with other LED packages are classified as extraneous products. Irregular products continue to occur.

그러나, 현재의 디스펜서를 사용하여 LED패키지를 제조하는 경우에 있어서 등외품(불량품)을 줄이기 위해 디스펜서내에 주입된 형광체 입자의 균일성 유지, 주재와 경화재의 점도, 점도 변화에 따른 양 조절, 작업환경변화에 따른 양 조절 등에 각별한 신경을 기울이고 있으나, 앞서 설명한 색좌표 산포가 넓어서 등외품 발생율을 줄이기 사실상 불가능한 문제점이 있다.However, in manufacturing LED packages using current dispensers, to maintain uniformity of phosphor particles injected into the dispenser to reduce extraneous products (defective products), adjust the viscosity according to the viscosity and viscosity of the host and hardener, and change the working environment. Particular attention is paid to the amount adjustment according to, but there is a problem that it is virtually impossible to reduce the incidence of isochronous products because the color coordinate distribution described above is wide.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LED패키지 공정에 있어서 디스펜서내에서 실리콘(또는 에폭시)의 형광체 밀도의 변화를 사전에 검출하여 광을 효과적으로 추출하고 색순도가 우수하며 제품들간의 특성값(색좌표)가 균일한 LED 패키지를 확보할 수 있도록 하는 LED 형광체 밀도측정 장치 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention is to solve the above problems, in the LED package process in advance to detect the change in the phosphor density of the silicon (or epoxy) in the dispenser to effectively extract the light, excellent color purity, and the characteristic value between the products ( It is an object of the present invention to provide an LED phosphor density measuring apparatus and method for securing a uniform LED package.

본 발명은 LED 형광체 수지가 주입된 디스펜서에 광을 조사하는 광원과, 상기 디스펜서를 투과한 투과광을 수광하는 수광 모듈과, 상기 수광모듈과 연결되어 상기 투과광의 스펙트럼 특성데이터를 출력하는 분광계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 형광체 밀도측정 장치 및 방법을 과제해결수단으로 한다.The present invention includes a light source for irradiating light to a dispenser injected with an LED phosphor resin, a light receiving module for receiving the transmitted light transmitted through the dispenser, and a spectrometer connected to the light receiving module to output the spectral characteristic data of the transmitted light. An LED phosphor density measuring apparatus and method characterized in that the configuration is a problem solving means.

본 발명에 따른 LED 형광체 밀도측정 장치 및 방법은 LED패키지 공정에 있어서 디스펜서내에서 실리콘(또는 에폭시)의 형광체 밀도의 변화를 사전에 검출하여 광을 효과적으로 추출하고 색순도가 우수하며 제품들간의 특성값(색좌표)가 균일한 LED 패키지를 생산할 수 있을 뿐만 아니라, 폐기되는 형광체 수지를 대폭 줄일 수 있는 획기적인 효과가 있다.LED phosphor density measuring apparatus and method according to the present invention in the LED package process by detecting the change in the phosphor density of the silicon (or epoxy) in the dispenser in advance to effectively extract the light, excellent color purity and characteristics value between the products ( In addition to producing a uniform LED package (color coordinates), there is a significant effect that can significantly reduce the amount of phosphor resin discarded.

현재 백색 LED소자는 청색 LED칩과 황색광을 방출하는 형광체를 사용하고 있으며, 황색 형광체로서는 일반적으로 이트륨-알루미늄-가넷(Y3Al5O12 : Ce, YAG)계 화합물이 널리 사용되고 있다.Currently, white LED devices use blue LED chips and phosphors emitting yellow light, and yttrium-aluminum-garnet (Y 3 Al 5 O 12: Ce, YAG) compounds are generally used as yellow phosphors.

백색LED발광 원리는 450nm의 파장을 가지는 InGaN계 청색 LED가 YAG계 형광체에 조사되면 청색LED에서 발생하는 청색광의 일부가 YAG계 형광체를 여기시켜 황록색의 형광을 발생시키게 되고, 상기 청색과 황록색이 합성되어 백색을 발광시키게 된다. The white LED emission principle is that when InGaN-based blue LEDs having a wavelength of 450 nm are irradiated to YAG-based phosphors, part of the blue light generated from the blue LEDs excites the YAG-based phosphors to generate yellow-green fluorescence, and the blue and yellow-green compounds are synthesized. To emit white light.

한편, 상기 청색 LED칩과 YAG계 형광체를 사용한 백색LED는 하나의 형광체만을 사용하기 때문에 광특성이 우수하고 균일한 백색 LED소자를 대량으로 제조하기에는 어려운 문제점이 있었으므로 여러 가지 형광체를 혼합하여 백색광을 형성하는 기술이 속속 개발되고 있다.On the other hand, since the white LED using the blue LED chip and the YAG-based phosphor uses only one phosphor, there is a problem in that it is difficult to manufacture a large number of white LED devices having excellent optical characteristics and uniformity. Forming technology is being developed one after another.

즉, 상기 YAG 형광체에 Sr1-xSx:Eu와 같은 녹색 형광체를 혼합사용하여 B-LED칩, YAG 황색 형광체 및 녹색 형광체로부터 발광되는 광의 조합으로부터 백색의 광을 형성하는 백색LED가 개발되어 있다.That is, a white LED is formed using a mixture of green phosphors such as Sr 1-x S x : Eu in the YAG phosphor to form white light from a combination of light emitted from a B-LED chip, a YAG yellow phosphor, and a green phosphor. have.

뿐만 아니라, 여기 광원으로서 약 250 내지 420nm의 범위의 파장을 가지는 UV방사원을 사용하고, 530 내지 590nm의 범위의 파장에서 피크 세기를 갖는 광을 방출하도록 구성된 황색 형광체 및 470 내지 530nm의 범위의 파장에서 피크 세기를 갖는 광을 방출하도록 구성된 블루 형광체를 포함하는 백색 LED도 개발되어 있다.In addition, a yellow phosphor configured to use a UV radiation source having a wavelength in the range of about 250 to 420 nm as an excitation light source and to emit light having a peak intensity at a wavelength in the range of 530 to 590 nm and at a wavelength in the range of 470 to 530 nm White LEDs have also been developed that include blue phosphors configured to emit light having peak intensity.

LED 형광체 구성은, 현재 YAG계 형광체를 사용한 백색LED를 예를 들어 설명하면, Yellow 형광체, 실리콘(열경화성) 수지, 경화제 및 분산제(nano powder)가 혼합된 점도가 약 1,000~10,000 cp인 것으로 LED Packaging 공정에서 Dispenser로부터 LED칩상에 도포후 가열 경화된다.The LED phosphor composition is a white LED using a YAG-based phosphor as an example. The yellow phosphor, a silicone (thermosetting) resin, a curing agent, and a dispersant (nano powder) have a viscosity of about 1,000 to 10,000 cp. In the process, it is cured by coating on the LED chip from the dispenser.

이 경우 통상적으로 Tack time은 2초(0.5초 이동 + 1.5초 주입) 정도이며, 디스펜서 실린지 1개가 분당 30개 주입하게 되고, 보통 실린지 2~4개가 동시에 이동하면서 Dispensing 하게 되는데, 약 900개 주입 후에는 형광체 수지의 형광체 침강으로 인한 밀도변화 및 분산성 문제가 발생한다.In this case, the tack time is generally about 2 seconds (0.5 seconds movement + 1.5 seconds injection), and one dispenser syringe is injected 30 minutes per minute, and usually 2 to 4 syringes are simultaneously moved and dispensing. After injection, problems of density change and dispersibility due to phosphor sedimentation of the phosphor resin occur.

이 때, LED 전체 불량 중 30%가 형광체 색좌표 관련 불량이고, 20%는 분산성 불량, Nano powder 뭉침, 줄무늬 현상, 층간 분리 등으로 나타난다.At this time, 30% of all LED defects are related to phosphor color coordinates, and 20% of them are due to poor dispersion, nano powder agglomeration, streaks, and interlayer separation.

따라서, LED에 형광체 도포시 디스펜서 실린지 및/또는 주입노즐에서의 형광 체 밀도변화를 실시간으로 검출하고, 밀도변화가 있는 경우 알람을 발생하고 디스펜서를 교체하여 밀도변화전의 형광체 수지를 주입할 경우 색좌표가 균일한 LED 패키지를 제조할 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 완성하였다.Therefore, when the phosphor is applied to the LED, the phosphor density change in the dispenser syringe and / or injection nozzle is detected in real time, an alarm is generated when there is a density change, and the dispenser is replaced with a color coordinate when the phosphor resin is injected before the density change. The present invention has been completed by focusing on the fact that a uniform LED package can be manufactured.

본 발명의 LED 형광체 밀도측정장치 및 방법의 개략적인 원리 및 개념도를 다음 그림을 통해서 설명하면, 광원으로부터 Blue LED와 같은 광을 조준기(Collimator)를 통해 디스펜서내의 황색형광체에 광을 조사하고, 디스펜서를 투과한 광을 분광계(spectrometer)에서 수광하여 디스펜서 내의 황색 형광체 수지의 정상적인 형광체 밀도에 따른 스펙트럼 특성데이터를 실시간으로 출력할 수 있다.The schematic principle and conceptual diagram of the LED phosphor density measuring apparatus and method of the present invention will be described with reference to the following figure, which irradiates a yellow phosphor in a dispenser with a light such as a blue LED from a light source through a collimator, The transmitted light may be received by a spectrometer to output spectral characteristic data according to the normal phosphor density of the yellow phosphor resin in the dispenser in real time.

Figure 112009043563576-PAT00001
Figure 112009043563576-PAT00001

도 2는 청색 발광 다이오드 + YAG계 형광체로 제작된 백색 LED소자의 발광 스펙트럼을 나타내며, 도 3은 CIE 차트 상에 나타나는 백색광의 영역을 표시한 것이다.Figure 2 shows the emission spectrum of the white LED device made of a blue light emitting diode + YAG-based phosphor, Figure 3 shows the area of white light appearing on the CIE chart.

도 2에서 B-LED는 청색 발광다이오드를 나타내고 Y-phosphor는 일부 청색이 YAG계 형광체에 의해서 파장 변환된 황색을 나타낸다. 백색광은 B-LED와 Y- phosphor의 연결선에 따르는 W영역으로 나타난다. In FIG. 2, the B-LED represents a blue light emitting diode, and the Y-phosphor represents yellow, in which some blues are wavelength-converted by the YAG-based phosphor. White light appears in the W region along the connecting line between B-LED and Y-phosphor.

앞서 설명한 바와 같이 시간이 경과할수록 디스펜서내의 형광체 밀도가 변화되면, 그에 따른 스펙트럼 특성데이터가 변화되므로 본 발명의 LED 형광체 밀도측정장치를 사용하여 변화된 스펙트럼과 정상적인 스펙트럼의 비교를 통해 그 밀도 변화를 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 밀도변화가 있는 경우 알람을 발생하게 되고, 이로부터 디스펜서 교체를 통해 균일한 색좌표를 얻을 수 있게 된다.As described above, when the phosphor density in the dispenser changes as time passes, the spectral characteristic data is changed accordingly, and thus the density change is measured in real time by comparing the changed spectrum with the normal spectrum using the LED phosphor density measuring apparatus of the present invention. It can be monitored, and if there is a change in density, an alarm will be generated, and uniform color coordinates can be obtained by replacing the dispenser.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

본 발명의 제1실시형태를 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 LED 형광체 밀도측정장치는 광원(100)과, 디스펜서(200) 내에 주입된 형광체(201)에 광을 조사하기 위한 광조준기(101)와, 디스펜서를 투과한 투과광을 수광하기 위한 수광조준기(101)를 구비한 수광모듈(300)과, 수광모듈(300)과 연결되고, 형광체 밀도에 따른 스펙트럼 특성데이터(401)를 실시간으로 출력하는 분광계(spectrometer)(400)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. In the LED phosphor density measuring apparatus of the present invention, a light collimator for irradiating light to the light source 100 and the phosphor 201 injected into the dispenser 200 is provided. And a light receiving module 300 having a light receiving collimator 101 for receiving the transmitted light passing through the dispenser, and a light receiving module 300, and real-time spectral characteristic data 401 according to the phosphor density. It characterized in that it comprises a spectrometer (spectrometer) (400) for outputting.

상기 LED 형광체 밀도측정 장치의 동작과정을 살펴보면, 광원(100)에서 광이 조준기(101)를 통해 디스펜서(200) 내에 주입된 형광체(201)에 조사되면, 디스펜서를 투과한 광은 수광조준기(101)를 구비한 수광모듈(300)에 수광되고, 상기 수광된 투과광은 분광계(spectrometer)(400)에서 황색형광체 밀도에 따른 스펙트럼 특성데이터(401)를 실시간으로 출력될 수 있다. Looking at the operation of the LED phosphor density measuring device, when the light from the light source 100 is irradiated to the phosphor 201 injected into the dispenser 200 through the collimator 101, the light passing through the dispenser is a light collimator 101 Received by the light receiving module 300, the transmitted light can be output in real time the spectral characteristic data 401 according to the yellow phosphor density in the spectrometer (400).

상기 광원(100)으로서는 Blue LED 또는 UV-LED를 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use Blue LED or UV-LED as the light source 100.

상기 LED 형광체 밀도측정 장치는 디스펜서내의 형광체 밀도가 변화되어 분광계(spectrometer)(400)에서 스펙트럼 특성데이터가 변화되면 알람을 발생하는 알람발생부(미도시)를 더 포함하여 구성할 수 있다.The LED phosphor density measuring apparatus may further include an alarm generator (not shown) for generating an alarm when the phosphor density in the dispenser is changed and the spectral characteristic data in the spectrometer 400 is changed.

또한, 상기 LED 형광체 밀도측정 장치는 분광계(400)에서 출력된 스펙트럼 특성데이터(401)에 해당되는 색좌표를 측정할 수 있는 색좌표계 변환장치(501)를 더 포함하여 구성된다.In addition, the LED phosphor density measuring device further comprises a color coordinate system converter 501 that can measure the color coordinates corresponding to the spectral characteristic data 401 output from the spectrometer 400.

색좌표계 변환장치(501)는 분광계(400)에서 출력된 스펙트럼 데이터를 칼라 매칭 함수(Color Matching Function)을 이용한 색좌표계 변환방법으로 색좌표를 출력할 수 있는 장치이면 모두 사용 가능하다.The color coordinate system converting apparatus 501 can be used as long as the apparatus can output the color coordinates using the color coordinate system conversion method using the color matching function (Color Matching Function) output from the spectrometer 400.

칼라 매칭 함수(Color Matching Function)을 이용한 색좌표계 변환방법을 다 음 그림을 참조하여 설명한다.The conversion method of the color coordinate system using the Color Matching Function will be described with reference to the following figure.

Figure 112009043563576-PAT00002
Figure 112009043563576-PAT00003
Figure 112009043563576-PAT00002
Figure 112009043563576-PAT00003

분광계(400)에서 x, y, z영역의 파장을 갖는 스펙트럼데이터가 출력된 경우, 각각 파장에 대한 각 영역별 적분함수를 상기와 같이 구하여 x, y, z영역값을 계산하고 이를 CIE색좌표계로 변환하면 다음과 같은 색좌표계를 얻을 수 있다.When spectral data having wavelengths of x, y, and z regions is output from the spectrometer 400, the integral function for each region for each wavelength is obtained as described above, and the x, y, z region values are calculated and the CIE color coordinate system is calculated. Converting to gives the following color coordinate system:

여기서, x = X / (X + Y + Z), y = Y / (X + Y + Z), z = Z / (X + Y + Z), 이고, x + y + z = 1이며, k는 파장보정상수이다Where x = X / (X + Y + Z), y = Y / (X + Y + Z), z = Z / (X + Y + Z), and x + y + z = 1, k Is the wavelength correction constant

Figure 112009043563576-PAT00004
Figure 112009043563576-PAT00004

이러한 칼라 매칭 함수(Color Matching Function)를 이용한 색좌표계 변환방법에서 파장과 색좌표 영역과의 관계를 나타내면 다음과 같이 도시될 수 있다.In the color coordinate system conversion method using the color matching function, the relationship between the wavelength and the color coordinate region may be illustrated as follows.

Figure 112009043563576-PAT00005
Figure 112009043563576-PAT00006
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Figure 112009043563576-PAT00006

한편, 상기 LED 형광체 밀도측정 장치는 디스펜서에 적용되는 경우와 병행하여 도 4에 도시한 바와 같이 디스펜서 노즐(202)에 더 부가하여 구성할 수 있다.On the other hand, the LED phosphor density measuring device may be configured in addition to the dispenser nozzle 202 as shown in Figure 4 in parallel with the case where it is applied to the dispenser.

이러한 경우에는 디스펜서내의 형광체 밀도가 변화 및 그에 따른 스펙트럼 특성데이터 변화 모니터링과 동시에 디스펜서 노즐에서의 형광체 밀도가 변화 및 그에 따른 스펙트럼 특성데이터 변화를 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라, 디스펜서내의 형광체 밀도 및 디스펜서 노즐에서의 형광체 밀도 변화를 연계 비교하여 모니터링할 수 있으므로 보다 더 정밀한 형광체 밀도변화를 검출할 수 있게 된다.In this case, the phosphor density in the dispenser and the change in spectral characteristic data and the corresponding change in spectral characteristic data in the dispenser nozzle can be monitored simultaneously with the change in the phosphor density in the dispenser and thus the change in the spectral characteristic data. It is possible to detect the change in the density of the phosphor more precisely because it can monitor by comparing the change in the density of the phosphor.

본 발명의 제2실시형태는 LED 형광체 밀도측정방법에 관한 것으로, 광원에서 광이 조준기를 통해 디스펜서 내에 주입된 형광체에 조사되는 제1단계; 디스펜서를 투과한 광이 수광조준기를 구비한 수광모듈에 수광되는 제2단계; 상기 수광된 투과광이 분광계(spectrometer)에서 형광체 밀도에 따른 스펙트럼 특성데이터를 실시간으로 출력하는 제3단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A second embodiment of the present invention relates to a method for measuring the density of an LED phosphor, comprising: a first step of irradiating light injected into a dispenser through a collimator at a light source; A second step of receiving the light passing through the dispenser to the light receiving module including the light receiving collimator; And the third step of outputting the received spectral characteristic data according to the phosphor density in real time in a spectrometer.

상기 광원으로서는 Blue LED 또는 UV-LED를 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use Blue LED or UV-LED as the light source.

상기 LED 형광체 밀도측정 방법에는 상기 제3단계 다음에 디스펜서내의 형광체 밀도가 변화되어 분광계(spectrometer)에서 스펙트럼 특성데이터가 변화되면 알람을 발생하는 제4단계를 더 포함하여 구성할 수 있다.The LED phosphor density measuring method may further include a fourth step of generating an alarm when the phosphor density in the dispenser is changed after the third step so that the spectral characteristic data is changed in the spectrometer.

또한, 상기 LED 형광체 밀도측정 방법에는 상기 제3단계 다음에 분광계에서 출력된 스펙트럼 특성데이터를 색좌표계로 변환하는 제4단계를 더 포함하여 구성할 수 있다.The LED phosphor density measuring method may further include a fourth step of converting the spectral characteristic data output from the spectrometer into a color coordinate system after the third step.

한편, 상기 LED 형광체 밀도측정 방법은 디스펜서에서 측정하는 방법과 병행하여 디스펜서 노즐에서 측정하는 방법을 더 부가하여 구성할 수 있다.On the other hand, the LED phosphor density measurement method may be configured by further adding a method of measuring in the dispenser nozzle in parallel with the method of measuring in the dispenser.

즉, 디스펜서내의 형광체 밀도 및 디스펜서 노즐의 형광체 밀도 변화를 연계 비교하여 보다 더 정밀한 형광체 밀도변화를 검출할 수 있다.That is, a more precise phosphor density change can be detected by comparing the phosphor density in the dispenser with the phosphor density change of the dispenser nozzle.

<실시예><Examples>

1. 스펙트럼 측정1. Spectrum Measurement

도 5에 나타낸 바와 같이, 황색 형광체 수지 Sample은, 시간이 경과할 수록 A -> D영역으로 구분되어 형광체의 침전 및 층간 분리 현상이 발생하고 형광체의 농도 변화가 발생한다. As shown in FIG. 5, the yellow phosphor resin sample is divided into A-> D regions as time elapses, so that precipitation and interlayer separation of the phosphor occur and a change in the concentration of the phosphor occurs.

도 6에 도시한 바와 같이 본 발명의 LED 형광체 밀도측정장치를 이용하여 A, B, C, D영역에서의 스펙트럼을 측정하였다.As shown in FIG. 6, the spectrum in the A, B, C, and D regions was measured using the LED phosphor density measuring apparatus of the present invention.

2. 스펙트럼 출력2. Spectrum output

A, B, C, D영역에서의 스펙트럼 측정결과 도 7 내지 도 10의 스펙트럼 데이타가 출력되었다.Spectral measurement results in areas A, B, C, and D were output from the spectrum data of FIGS. 7 to 10.

3. 3. SpectrumSpectrum 측정 결과 관찰  Observation of the measurement result

도 7 내지 도 10을 참조하면, Blue LED에 의하여 대략 500nm ~ 700nm 대역에서 발광 Spectrum 관찰되었다.7 to 10, the emission spectra was observed in the band of about 500 nm to 700 nm by the blue LED.

A영역에서는 Blue Spectrum이 주로 형성(->형광체가 거의 존재하지 않는 영역)됨을 알 수 있으며, B, C, D 영역으로 내려갈수록 일정 형광체 농도 이상에서 Blue LED에 의한 yellow의 형광작용에 의해 White LED 형태의 Spectrum이 발생함을 알 수 있고, 동시에 Yellow 형광체의 농도가 짙을수록 투과된 Blue spectrum의 Intensity peak는 작아지는 것을 알 수 있으므로 이로부터 형광체의 밀도변화를 실시간으로 검출할 수 있다.It can be seen that Blue Spectrum is mainly formed in area A (-> area where phosphor is hardly present). It can be seen that the spectra of the form occurs, and at the same time, as the concentration of the yellow phosphor increases, the intensity peak of the transmitted blue spectrum decreases so that the density change of the phosphor can be detected in real time.

이상 설명한 본 발명은 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.The present invention described above is not limited to the embodiments and the accompanying drawings, and various forms of substitution, modification, and alteration are possible without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be self-evident to those who have knowledge of.

도 1은 종래의 일례에 따른 LED 패키지의 제조공정을 설명하기 위한 단면도1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of an LED package according to a conventional example.

도 2는 청색 발광 다이오드 + YAG계 형광체로 형성된 백색 LED 발광 스펙트럼2 is a white LED emission spectrum formed of a blue light emitting diode + YAG-based phosphor

도 3은 CIE 차트 상에 나타나는 백색광의 영역을 표시도3 is a view showing an area of white light appearing on a CIE chart

도 4는 본 발명에 따른 LED 형광체 밀도측정 장치의 구성도4 is a block diagram of an LED phosphor density measuring apparatus according to the present invention

도 5은 형광체의 침전 및 층간 분리 현상이 발생한 상태도5 is a state diagram of the occurrence of precipitation and interlayer separation of the phosphor;

도 6는 본 발명의 LED 형광체 밀도측정 상태도6 is a state diagram of the LED phosphor density measurement of the present invention

도 7 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 스펙트럼 데이타7 to 10 are spectrum data according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100: 광원 101: 광조준기100: light source 101: light collimator

200: 디스펜서 201 : 형광체200: dispenser 201: phosphor

300: 수광모듈 400: 분광계300: light receiving module 400: spectrometer

401: 스펙트럼 특성데이터 501: 색좌표계 변환장치401: spectrum characteristic data 501: color coordinate system converter

Claims (8)

광원(100)과, 디스펜서(200) 및/또는 디스펜서노즐(202)내에 주입된 형광체(201)에 광을 조사하기 위한 광조준기(101)와, 디스펜서(200) 및/또는 디스펜서노즐(202)을 투과한 투과광을 수광하기 위한 수광조준기(101)를 구비한 수광모듈(300)과, 수광모듈(300)과 연결되고, 형광체 밀도에 따른 스펙트럼 특성데이터(401)를 실시간으로 출력하는 분광계(spectrometer)(400)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 형광체 밀도측정 장치A light sight 101 for irradiating light to the light source 100, the dispenser 200 and / or the phosphor 201 injected into the dispenser nozzle 202, and the dispenser 200 and / or dispenser nozzle 202. A light receiving module 300 having a light receiving collimator 101 for receiving the transmitted light transmitted through the light, and a spectrometer connected to the light receiving module 300 to output spectral characteristic data 401 according to the phosphor density in real time. LED phosphor density measurement device, characterized in that comprises (400) 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광원(100)은 Blue LED 또는 UV-LED를 사용하는 것을 특징으로 하는 LED 형광체 밀도측정 장치LED light source density measuring device, characterized in that the light source 100 uses a blue LED or UV-LED 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 LED 형광체 밀도측정 장치는 디스펜서(200) 및/또는 디스펜서노즐(202)의 형광체 밀도가 변화되어 분광계(spectrometer)(400)에서 스펙트럼 특성데이터가 변화되면 알람을 발생하는 알람발생부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 형광체 밀도측정 장치The LED phosphor density measuring device further includes an alarm generator configured to generate an alarm when the phosphor density of the dispenser 200 and / or the dispenser nozzle 202 is changed and the spectral characteristic data is changed in the spectrometer 400. LED phosphor density measuring device, characterized in that 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 LED 형광체 밀도측정 장치는 분광계(400)에서 출력된 스펙트럼 특성데이터(401)에 해당되는 색좌표를 측정할 수 있는 색좌표계 변환장치(501)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 형광체 밀도측정 장치The LED phosphor density measuring device further comprises a color coordinate system conversion device 501 capable of measuring the color coordinates corresponding to the spectral characteristic data 401 output from the spectrometer 400 is characterized in that the LED phosphor density measurement Device 광원으로부터 광조준기를 통해 디스펜서 및/또는 디스펜서노즐내에 주입된 형광체에 광을 조사하는 제1단계; 디스펜서 및/또는 디스펜서노즐을 투과한 광이 수광조준기를 구비한 수광모듈에 수광되는 제2단계; 상기 수광된 투과광에 대한 형광체 밀도에 따른 스펙트럼 특성데이터를 분광계(spectrometer)에서 실시간으로 출력하는 제3단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 형광체 밀도측정 방법Irradiating light from a light source to a phosphor injected into the dispenser and / or the dispenser nozzle through a light collimator; A second step of receiving light passing through the dispenser and / or the dispenser nozzle by a light receiving module having a light collimator; And a third step of outputting the spectral characteristic data according to the phosphor density of the received transmitted light in real time from a spectrometer. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 광원은 Blue LED 또는 UV-LED를 사용하는 것을 특징으로 하는 LED 형광체 밀도측정 방법LED light source density measurement method characterized in that the light source uses a blue LED or UV-LED 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 LED 형광체 밀도측정 방법은 상기 제3단계 다음에 디스펜서 및/또는 디스펜서노즐의 형광체 밀도가 변화되어 분광계(spectrometer)에서 스펙트럼 특성데이터가 변화되면 알람을 발생하는 제4단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 형광체 밀도측정 방법The LED phosphor density measuring method further includes a fourth step of generating an alarm when the phosphor density of the dispenser and / or the dispenser nozzle is changed after the third step so that the spectral characteristic data is changed in the spectrometer. LED phosphor density measurement method 제5항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 7, 상기 LED 형광체 밀도측정 방법은 상기 제3단계 다음에 분광계에서 출력된 스펙트럼 특성데이터에 해당되는 색좌표를 측정할 수 있는 색좌표계 변환단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 형광체 밀도측정 방법The LED phosphor density measuring method further comprises a color coordinate system converting step of measuring a color coordinate corresponding to the spectral characteristic data output from the spectrometer following the third step.
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