KR20130039808A - 간접조명 타입의 엘이디 패키지 및 그 제조 방법과 이를 이용한 조명장치 - Google Patents

간접조명 타입의 엘이디 패키지 및 그 제조 방법과 이를 이용한 조명장치 Download PDF

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Abstract

실시 예는 간접조명 타입의 LED 패키지 및 이를 이용한 조명장치에 관한 것이다. 그 실시 예에서는 LED 패키지 단에서 직접 간접조명을 구현함으로써, 색의 균일성을 향상시키고 눈부심 현상을 줄일 수 있다. 또한, 조명장치의 경우 반사층이 필요 없기 때문에 조명장치의 크기를 획기적으로 줄일 수 있다.
실시 예에 따른 LED 패키지는, 전극이 형성된 제 1 기판, 상기 제 1 기판 위에 배치된 제 2 기판 및, 상기 제 2 기판 내부에 상기 전극과 대향 되게 배치된 발광 소자를 포함하며, 상기 제 2 기판은 중앙부에 측면 및 하면 일부가 개구 된 개구부, 상기 개구부의 내면 및 상기 제 2 기판의 하면에 형성된 금속층 및, 상기 개구부의 금속층에 형성된 발광 소자를 포함하고 있다.

Description

간접조명 타입의 엘이디 패키지 및 그 제조 방법과 이를 이용한 조명장치{LED Package of Indirect Illumination and Method of Manufacturing Thereof, and Illuminator Using the same}
실시 예는 간접조명을 구현한 LED 패키지 및 그 제조 방법과 이를 이용한 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로, 발광 다이오드(Light Emission Diode: 이하, 'LED'라 함)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN 및 AlGaInP 등의 화합물 반도체 재료를 이용하여 발광 원을 구성함으로써 다양한 색을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다.
LED 소자의 특성을 결정하는 기준으로는 고출력 발광 및 휘도, 발광색의 범위 등이 있고, 이러한 LED 소자의 특성은 1차적으로는 LED소자에 사용되고 있는 화합물 반도체 재료에 의해 결정되지만, 2차적인 요소로 칩을 실장하기 위한 패키지의 구조에 의해서도 큰 영향을 받는다. 고휘도와 사용자 요구에 따른 휘도 각 분포를 얻기 위해서는 재료개발 등에 의한 1차적인 요소만으로는 한계가 있어 패키지 구조 등에 많은 관심을 갖게 되었다.
종래의 세라믹 기판을 이용한 패키지는, 고출력 발광시 발생하는 열이 전극(23)을 통해서만 방열 되기 때문에 LED 소자의 특성에 악영향을 미친다. 따라서, 세라믹 패키지에서의 열을 효율적으로 방출할 수 있는 LED 패키지가 강하게 요구되어 왔다.
또한, 종래의 LED 패키지를 이용한 조명장치(예, 등기구)의 경우, 반사광을 활용한 간접조명 방식을 사용하고 있다. 간접 조명을 활용하는 메리트(Merit)로는 배광 특성이 양호하고, 직접적으로 눈으로 들어가는 빛이 없으므로, 눈부심이 덜하다는 장점이 있다. 그러나, 간접조명의 경우, 반사층이 필요하므로 조명장치의 크기가 커지는 문제가 있다.
국내 등록특허 제0845856호(등록일 : 2008.07.07) 국내 등록특허 제0783563호(등록일 : 2007.12.03) 국내 등록특허 제0422789호(등록일 : 2004.03.02)
전술한 문제점을 해결하기 위하여 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제는, LED 패키지 단에서 간접조명을 구현하여 등기구의 크기를 줄일 수 있는 간접조명 타입의 LED 패키지 및 그 제조 방법과 이를 이용한 조명장치를 제시하는 데 있다.
또한, 실시 예에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 발광 소자와 전극을 대향되게 배치하고 전극을 반사체(Reflector)로 사용한 간접조명 타입의 LED 패키지 및 그 제조 방법과 이를 이용한 조명장치를 제시하는 데 있다.
또한, 실시 예에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 발광 소자와 전극을 대향되게 배치하고 전극 위에 난반사를 위한 반사층(Reflector)을 형성한 간접조명 타입의 LED 패키지 및 그 제조 방법과 이를 이용한 조명장치를 제시하는 데 있다.
또한, 실시 예에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 발광 소자와 전극을 대향되게 배치하고 전극 위에 요철 형상의 보호막을 형성한 간접조명 타입의 LED 패키지 및 그 제조 방법과 이를 이용한 조명장치를 제시하는 데 있다.
또한, 실시 예에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 캐비티가 형성된 제 1 기판 위에 제 2 기판을 배치하고 상기 제 2 기판에 전극과 대향 되게 발광소자를 배치하며 가운데 부분을 중심으로 양쪽이 경사진 구조의 전극을 구비한 간접조명 타입의 LED 패키지 및 그 제조 방법과 이를 이용한 조명장치를 제시하는 데 있다.
또한, 실시 예에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 캐비티가 형성된 제 1 기판 위에 제 2 기판을 배치하고 상기 제 2 기판의 내부에 전극과 대향 되게 발광소자를 배치한 간접조명 타입의 LED 패키지 및 그 제조 방법과 이를 이용한 조명장치를 제시하는 데 있다.
또한, 실시 예에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제 1 기판 위에 배치되는 제 2 기판을 광 투명재질로 구성한 간접조명 타입의 LED 패키지 및 그 제조 방법과 이를 이용한 조명장치를 제시하는 데 있다.
또한, 실시 예에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제 1 기판 위에 배치되는 제 2 기판에 히트 싱크를 배치한 간접조명 타입의 LED 패키지 및 그 제조 방법과 이를 이용한 조명장치를 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이위에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 실시 예에 의한 LED 패키지는, 전극이 형성된 제 1 기판, 상기 제 1 기판 위에 배치된 제 2 기판 및, 상기 제 2 기판 내부에 상기 전극과 대향 되게 배치된 발광 소자를 포함한다.
여기서, 상기 제 2 기판은 중앙부의 측면 및 하면 일부가 개구 된 개구부, 상기 개구부의 내면 및 상기 제 2 기판의 하면에 형성된 금속층 및, 상기 개구부의 금속층에 형성된 발광 소자를 포함하고 있다. 이때, 상기 금속층은 Cu, Ag, Au, Ni, Al, Cr, Ru, Re, Pb, Cr, Sn, In, Zn, Pt, Mo, Ti, Ta, W을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 구성될 수 있다.
상기 제 2 기판은 투명재질로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 금속층은 투명전극(ITO)층으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 투명 전극층은 ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
상기 제2 기판은 상기 개구부의 금속층 위에 형성된 반사층이 더 포함될 수 있다.
상기 LED 패키지는 상기 전극 위에 형성된 반사층을 더 포함한다. 상기 반사층은 화이트 솔더 레지스트(white solder resist), 화이트 에폭시(white epoxy)를 포함한 투명한 절연성 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사층은 은(Ag), 은(Ag)을 포함하는 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄(Al)을 포함하는 합금 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사층은 프탈로시아닌(phthalocyanine)을 코팅하여 형성하거나 DBR(Distributed bragg reflector)로 이루어질 수 있다.
상기 LED 패키지는 상기 전극 위에 보호층이 형성될 수 있다. 상기 보호층은 화이트 솔더 레지스트(white solder resist), 화이트 에폭시(white epoxy)를 포함한 투명한 절연성 재질로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 보호층은 요철 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 LED 패키지는 상기 제 2 기판 위에 배치된 히트 싱크를 더 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 기판은 동종 또는 이종 재질로 구성되며, 폴리머, 수지, 세라믹, 실리콘, 금속 중에서 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 기판에는 캐비티(cavity)가 형성되어 있고, 상기 캐비티를 이루는 둘레 면은 상기 제 1 기판의 상면에 대하여 수직으로 형성되거나 경사지게 형성될 수 있다.
상기 전극은 상기 발광 소자의 컬러 믹싱(mixing)에 유리하도록 표면처리되어 광 반사층으로 사용될 수 있다.
상기 전극은 Cu, Ag, Au, Ni, Al, Cr, Ru, Re, Pb, Cr, Sn, In, Zn, Pt, Mo, Ti, Ta, W을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 구성될 수 있다.
상기 LED 패키지는 상기 발광 소자의 실장 영역에 몰드 부재가 몰딩 될 수 있다. 이때, 상기 몰드 부재는 실리콘 수지 또는 에폭시 수지를 포함하는 투광성 수지로 형성될 수 있다.
상기 투광성 수지는 적어도 한 종류 이상의 형광체가 첨가될 수 있다.
상기 LED 패키지는 수직형 구조, 수평형 구조, 플립 칩(Flip chip) 구조 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 LED 패키지는 단일 칩(chip) 또는 멀티칩(Multi-chip) 구조를 가질 수 있다.
상기 발광 소자는 유색 LED 칩 및 UV LED 칩 중 적어도 하나를 포함하며, pn 또는 npn 접합 구조의 LED를 포함하는 질화물 반도체 발광 소자로 구성될 수 있다.
상기 제 2 기판은 상기 제 1 기판의 캐비티 가장자리 상부에 배치될 수 있다.
또한, 전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 실시 예에 의한 조명 장치는 실시 예의 LED 패키지를 포함한다.
또한, 전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 실시 예에 의한 LED 패키지의 제조 방법은, (a) 캐비티를 갖는 제 1 기판을 형성하는 단계, (b) 상기 캐비티 위에 전극을 형성하는 단계, (c) 측면 및 하면 일부가 개구 된 개구부를 갖는 제 2 기판을 형성하는 단계, (d) 상기 제 2 기판의 개구부 내부에 발광 소자를 배치하는 단계 및, (e) 상기 발광 소자가 상기 전극과 대향 되게 상기 캐비티의 상부에 상기 제 2 기판을 설치하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 LED 패키지의 제조 방법은, 상기 제 2 기판의 중앙부에 측면 및 하면 일부가 개구 된 개구부를 형성하는 단계와, 상기 개구부의 내면 및 상기 제 2 기판의 하면에 금속층을 형성하는 단계 및, 상기 개구부의 금속층에 발광 소자를 배치하는 단계를 포함한다.
상기 LED 패키지의 제조 방법은 상기 전극 위에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 LED 패키지의 제조 방법은 상기 제 2 기판 위에 히트 싱크를 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 LED 패키지의 제조 방법은 상기 제 2 기판을 투명재질로 형성할 수 있다.
또한, 상기 LED 패키지의 제조 방법은, 상기 제 2 기판에 상기 전극과 상기 발광 소자를 전기적으로 접속시키는 투명 전극층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 LED 패키지의 제조 방법은, 상기 전극 위에 투명한 절연성 재질의 보호층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 LED 패키지의 제조 방법은, 상기 발광 소자의 실장 영역에 몰드 부재를 몰딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, LED 패키지 단에서 직접 간접조명을 구현함으로써, 배광 특성이 양호하고, 직접적으로 눈으로 들어가는 빛이 없으므로 눈부심을 줄일 수 있는 효과가 있다.
그리고, 간접조명 방식을 사용하는 조명장치(등기구)의 경우 빛을 반사하는 반사층이 필요하지 않아 조명장치의 크기를 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, LED에서 발생하는 열을 효율적으로 방출하여 LED의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
게다가, 간접조명을 위해 구현한 반사체(Reflector)의 재질과 표면처리를 통해 휘도 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이위에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 3은 제 1 실시 예에 의한 간접조명 타입의 LED 패키지를 도시한 도면으로,
도 1은 사시도이고,
도 2는 정 단면도이고,
도 3은 측 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 제 2 실시 예에 의한 간접조명 타입의 LED 패키지를 도시한 도면으로,
도 4는 사시도이고,
도 5는 정 단면도이고,
도 6은 측 단면도이다.
도 7 및 도 8은 제3 실시 예에 의한 간접조명 타입의 LED 패키지를 도시한 도면으로,
도 7은 정 단면도이고,
도 8은 측 단면도이다.
도 9 및 도 10은 제4 실시 예에 의한 간접조명 타입의 LED 패키지를 도시한 도면으로,
도 9는 정 단면도이고,
도 10은 측 단면도이다.
도 11 내지 도 17은 실시 예에 의한 수직형 LED 패키지의 제조 과정을 나타낸 도면
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
LED 패키지의 제 1 실시 예
도 1 내지 도 3은 제 1 실시 예에 의한 간접조명 타입의 LED 패키지를 도시한 도면으로, 도 1은 사시도이고, 도 2는 정 단면도이고, 도 3은 측 단면도이다.
상기 제 1 실시 예에 의한 간접조명 타입의 LED 패키지는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 캐비티를 갖는 제 1 기판(100)과, 제 1 전극(110), 제 2 전극(120), 리드부(130), 제 2 기판(200), 금속층(210), 발광 소자(220), 와이어(230), 몰드 부재(미도시)를 포함하고 있다. 여기서, 상기 발광 소자(220)는 상기 제 2 기판(200)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 기판(200)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 중앙부의 측면 및 하면 일부가 개구 된 개구부(201)와, 상기 개구부(201)의 내면 및 상기 제 2 기판(200)의 하면에 형성된 금속층(210)과, 상기 개구부(201)의 금속층(210)에 형성된 발광 소자(220)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 기판(100)은 LED 패키지의 몸체 역할을 하며, 폴리머 재질, 수지 재질, 세라믹 재질, 실리콘 재질 등을 사용하여 구성할 수 있다. 상기 LED 패키지는 기판으로 사용된 소재에 따라 플라스틱 패키지, 세라믹 패키지, 금속 패키지, 실리콘 패키지 등으로 분류되기도 한다. 기판으로 어떠한 소재를 사용할 것인가에 관하여는 방열 효과, 양산 가능성, 비용, 다른 구성요소의 특성, 제품의 목적·용도 및 기타 제반사항을 고려하여 선택될 수 있다.
예를 들어, LED 패키지용 기판 재료로 실리콘을 사용하는 경우, 다층으로 적층하여 패키지를 제조할 수 있으며, 적층부 사이 사이에 회로를 실장 할 수 있다. 또한, 실리콘 기판을 사용하는 경우, 발광 파장에 의한 반사율 의존도가 낮고 웨이퍼 레벨의 집적화된 형태로도 제작할 수 있어 다품종을 대량 생산할 수 있는 장점이 있다.
상기 제 1 기판(100)은 프레스(Cu/Ni/Ag 기판)에 폴리머 재질, 수지 재질, 세라믹 재질, 실리콘 재질 등으로 사출 성형하여 형성할 수 있으며, 캐비티가 형성되어 있다. 이때, 상기 캐비티를 이루는 둘레 면은 상기 제 1 기판(100)의 상면에 대하여 수직으로 형성되거나 경사지게 형성될 수 있다.
상기 제 1 기판(100) 내에는 발광 소자(220)를 구동하기 위한 구동 회로(미도시)가 실장 될 수 있다. 상기 구동 회로는 LED 패키지의 목적 및 용도에 따라 원하는 기능을 수행하도록 발광 소자를 구동하는 역할을 한다.
또한, 상기 제 1 기판(100) 위에는 절연층(미도시)이 배치될 수 있다. 이 절연층은 상기 제 1 기판(100)과 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)의 전기적 연결을 차단하는 역할을 한다. 다만, 상기 제 1 기판(100)이 비전도성 물질로 이루어져 있는 경우에는 절연층을 형성하지 않아도 무방하다.
이와 마찬가지로, 상기 제 1 기판(100) 아래에도 상기 제 1 기판(100)과 상기 리드부(130)의 전기적 연결을 차단하기 위해 절연층을 배치할 수 있다. 다만, 상기 제 1 기판(100)이 앞에서와 마찬가지로 비전도성 물질로 이루어져 있는 경우에는 절연층을 배치하지 않아도 무방하다.
상기 제 1 기판(100) 또는 절연층 위에는 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)은 상기 발광 소자(220)와 전기적으로 연결되며, 또한 상기 발광 소자(220)를 구동하기 위한 구동 회로와 전기적으로 연결되도록 패터닝될 수 있다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)은 LED 패키지 내에서 구성 요소간을 연결해 주는 전기 도선의 역할을 한다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)은 상기 발광 소자(220)를 구동하기 위한 애노드(Anode), 캐소드(Cathode) 전극으로 구성할 수 있다.
계속해서, 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)은 상기 발광 소자(220)에서 방출되는 광을 반사하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)은 발광 소자(220)에서 방출되는 컬러 광의 믹싱(mixing)에 유리하도록 표면처리될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)은 서로 전기적으로 분리되어 있으며, 상기 발광 소자(220)에 전원을 제공하는 역할을 한다. 또한, 상기 제 1 전극(110) 및 제 2 전극(120)은 상기 발광 소자(220)에서 발생 된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 하며, 상기 발광 소자(220)에서 발생 된 열을 외부로 배출시키는 방열 역할도 한다.
상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)은 Cu, Ag, Au, Ni, Al, Cr, Ru, Re, Pb, Cr, Sn, In, Zn, Pt, Mo, Ti, Ta, W을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 금속을 합금으로 구성될 수 있다.
상기 발광 소자(220)는 뒤에서 자세히 설명하겠지만, 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)과 대향 되는 위치에 배치될 수 있다. 즉, 상기 발광 소자(220)의 광이 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)의 표면에 반사되어 출력 되도록 구성될 수 있다.
상기 발광 소자(220)가 배치된 상기 제 2 기판(200)은 상기 제 1 기판(100)의 캐비티 상부에 설치될 수 있다. 실시 예에서는 상기 제 1 기판(100)의 캐비티 가장자리 상부에 상기 제 2 기판(200)이 설치된 예를 나타낸 것이다.
상기 제 2 기판(200)은 중앙부의 측면 및 하면 일부가 개구 된 개구부(201)가 형성되어 있으며, 상기 개구부(201)의 내면 및 상기 제 2 기판(200)의 하면에 금속층(210)이 형성되어 있다. 또한, 상기 개구부(201)의 금속층(210)에 상기 발광 소자(220)가 형성되어 있다. 이때, 상기 발광 소자(220)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 개구부(201) 내측 상부에 있는 상기 금속층(210)에 형성될 수 있지만 상기 개구부(201) 내측 측면에 있는 상기 금속층(210)에 형성될 수도 있다.
여기서, 상기 제 2 기판(200)은 상기 제 1 기판(100)과 동일한 재질로 구성되거나 다른 재질로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 기판(100,200)은 폴리머, 수지, 세라믹, 금속 중에서 어느 하나의 재질로 각각 구성될 수 있다.
한편, 도면을 기준으로, 상기 제 2 기판(200) 아래쪽에는 절연층(미도시)이 배치될 수 있다. 이 절연층은 상기 제 2 기판(200)과 상기 금속층(210)의 전기적 연결을 차단하는 역할을 한다. 다만, 상기 제 2 기판(200)이 비전도성 물질로 이루어져 있는 경우에는 절연층을 형성하지 않아도 무방하다.
상기 금속층(210)은 상기 발광 소자(220)와 상기 제 1 기판(100)의 제 1 및 제 2 전극(110,120) 사이에 전기적으로 접속될 수 있도록 패터닝 되어 있다. 여기서, 상기 금속층(210)은 Cu, Ag, Au, Ni, Al, Cr, Ru, Re, Pb, Cr, Sn, In, Zn, Pt, Mo, Ti, Ta, W을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 금속을 합금으로 구성될 수 있다.
상기 발광 소자(220)는 전기에너지를 빛으로 변환시키는 고체 소자의 일종으로서, 일반적으로 2개의 상반된 도핑층 사이에 개재된 반도체 재료의 활성층을 포함한다. 2개의 도핑층 양단에 바이어스가 인가되면, 정공과 전자가 활성층으로 주입된 후 재결합되어 빛이 발생하며, 활성층에서 발생한 빛은 모든 방향으로 방출되어 모든 노출 표면을 통해 발광 소자 밖으로 방출되게 된다.
상기 발광 소자(220)는 청색 LED 칩 또는 자외선 LED 칩으로 구현할 수 있다. 또는 상기 발광 소자(220)는 적색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 청색 LED 칩, 엘로우 그린(Yellow green) LED 칩, 화이트 LED 칩을 하나 또는 하나 이상 조합한 패키지 형태로 구성할 수도 있다. 여기서, 상기 발광 소자(220)는 pn 또는 npn 접합 구조를 포함하는 질화물 반도체 발광 소자를 포함한다.
상기 발광 소자(220)는 적어도 한 개 이상 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(220)는 실시 예에 따른 예시일 뿐이며, 원하는 목적 및 설계 변경에 따라 발광 소자를 추가로 배치될 수 있다. 이에 의해, 상기 LED 패키지는 단일 칩(chip) 또는 멀티칩(Multi-chip) 구조로 구현할 수 있다.
상기 발광 소자(220)는 수평형 타입의 발광 소자 또는 도 19 및 도 20에 예시된 수직형 타입의 발광 소자가 적용될 수 있으며, 또한 플립 칩(Flip chip) 구조로 구성될 수 있다. 그리므로, 상기 발광 소자(220)는 상기 LED 패키지의 구조에 따라 상기 금속층(210)에 와이어(230)를 이용한 본딩(wire bonding) 또는 플립 칩 본딩(flip chip bonding) 등의 방식으로 실장 된다.
또한, 상기 발광 소자(220)는 상기 제 2 기판(200) 또는 상기 금속층(210) 위에 설치될 수 있다. 상기 발광 소자(220)는 수평형 또는 수직형 구조일 경우 와이어(230)를 통해 상기 금속층(210)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 금속층(210)은 상기 제 1 전극(110) 및 제 2 전극(120)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 제 1 실시 예에서는 수직형 타입의 발광 소자(220)가 예시되어 있기 때문에, 하나의 와이어(230)를 사용하여 본딩 되어 있다. 다른 예로서, 상기 발광 소자(220)가 수평형 타입의 발광 소자인 경우 두 개의 와이어(230)가 사용될 수 있으며, 상기 발광 소자(100)가 플립칩 방식의 발광 소자의 경우 와이어(230)가 사용되지 않을 수도 있다.
상기 제 1 및 제 2 전극(210,220)이 배치된 상기 제 1 기판(100) 위에 상기 발광 소자(220)가 배치된 제 2 기판(200)을 접합하여 설치한다. 이때, 상기 발광 소자(220)가 상기 제 1 및 제 2 전극(210,220)과 대향 되게 상기 제 1 기판(100)의 캐비티 상부에 상기 제 2 기판(200)을 설치한다. 여기서, 상기 발광 소자(220)는 상기 제 1 및 제 2 전극(210,220)을 통해 광이 반사되도록 상기 제 1 및 제 2 전극(210,220)의 가장자리 상부에 배치된다.
그 다음, 상기 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200)이 접속된 캐비티 내부 영역으로 몰드 부재(미도시)를 투입하여 몰딩할 수 있다. 상기 몰드 부재는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지로 형성될 수 있다. 상기 투광성 수지의 표면은 오목한 형상, 플랫한 형상, 볼록한 형상 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 투광성 수지에는 적어도 한 종류 이상의 형광체가 첨가될 수 있으며, 상기 형광체는 레드(Red) 형광체, 그린(Green) 형광체, 황색(Yellow) 형광체 등을 선택적으로 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 캐비티 내부로 몰드 부재가 주입된 이후 경화하는 과정을 거치게 된다.
한편, 상기 제 1 실시 예의 LED 패키지는, 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120) 위에 보호층을 형성할 수 있다. 이때, 상기 보호층은 광의 난반사를 위하여 요철 형상으로 구성할 수 있다. 상기 보호층은 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)을 보호하는 역할과 함께 광의 반사층으로 사용될 수 있다. 상기 보호층은 화이트 솔더 레지스트(white solder resist), 화이트 에폭시(white epoxy)를 포함한 투명한 절연성 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 2 기판(200)의 금속층(210)에는 상기 발광 소자(220)의 보호를 위해 제너 다이오드와 같은 보호 소자가 탑재될 수도 있다.
상기 구성에 의한 제 1 실시 예는 전극이 형성된 제 1 기판(100)의 캐비티 가장자리 상부에 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)과 대향 되도록 상기 제 2 기판(200)을 설치하고, 상기 제 2 기판(200)의 내부에 상기 발광 소자(220)를 배치함으로써, LED 패키지 단에서 간접조명을 구현할 수 있다.
LED 패키지의 제 2 실시 예
도 4 내지 도 6은 제 2 실시 예에 의한 간접조명 타입의 LED 패키지를 도시한 도면으로, 도 4는 사시도이고, 도 5는 정 단면도이고, 도 6은 측 단면도이다.
상기 제 2 실시 예의 LED 패키지는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 실시 예의 구조에서 상기 제 2 기판(200)의 상부에 히트 싱크(240)를 배치한 구조이다.
상기 히트 싱크(240)는 상기 제 2 기판(200)에 배치된 상기 발광 소자(220)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 히트 싱크(240)는 상기 제 2 기판(200)을 통해 상기 발광 소자(220)로부터 전달되는 열을 방열하는 작용을 하지만, 상기 제 2 기판(200)의 내부를 통해 상기 금속층(210) 또는 상기 발광 소자(220)와 도전성 재질로 연결하여 구성할 수도 있다.
상기 구성에 의한 제 2 실시 예는 제 1 실시 예의 구성에 상기 발광 소자(220)의 열을 방열하기 위해 상기 제 2 기판(200)에 히트 싱크(240)를 설치함으로써, 발광 소자를 이용한 간접조명 시 방열 효과를 향상시킬 수 있다.
LED 패키지의 제3 실시 예
도 7 및 도 8은 제3 실시 예에 의한 간접조명 타입의 LED 패키지를 도시한 도면으로, 도 7은 정 단면도이고, 도 8은 측 단면도이다.
상기 제3 실시 예의 LED 패키지는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 실시 예의 구조에서 상기 제 1 기판(100)의 제 1 및 제 2 전극(110,120) 위에 반사층(140)을 형성한 구조이다. 또한, 상기 제 2 기판(200)의 개구부(201)의 금속층(210)에 반사층(250)을 형성한 구조이다. 이때, 상기 반사층(250)은 상기 개구부(201) 내의 상기 금속층(210) 전부에 형성될 수도 있고, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 개구부(201) 내의 한쪽 면에 있는 상기 금속층(210)에 형성될 수도 있다.
여기서, 상기 반사층(140,250)은 투명한 절연성 재질로 각각 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)과 상기 금속층(210)을 각각 보호하는 동시에 광 반사율이 저하되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 반사층(140,250)은 화이트 솔더 레지스트(white solder resist), 화이트 에폭시(white epoxy)를 포함한 투명한 절연성 재질을 도포하여 인쇄할 수 있다. 또한, 상기 반사층(140,250)은 은(Ag), 은(Ag)을 포함하는 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄(Al)을 포함하는 합금 중 어느 하나로 형성할 수도 있다. 또한, 상기 반사층(140,250)은 프탈로시아닌(phthalocyanine)을 코팅하여 형성할 수도 있고, DBR(Distributed bragg reflector)로 형성할 수도 있다. 또한, 상기 반사층(140,250)은 Ni 및 Ag의 적층 구조 또는 Ni, Pd, Ag의 적층 구조로 형성할 수도 있다.
상기 구성에 의한 제 3 실시 예는 제 1 실시 예에서 상기 제 1 기판(100)의 제 1 및 제 2 전극(110,120)과 상기 제 2 기판(200)의 금속층(210) 위에 반사층(140,250)을 각각 형성함으로써, 발광 소자를 이용한 간접조명 시 광 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
LED 패키지의 제4 실시 예
도 9 및 도 10은 제4 실시 예에 의한 간접조명 타입의 LED 패키지를 도시한 도면으로, 도 9는 정 단면도이고, 도 10은 측 단면도이다.
상기 제4 실시 예의 LED 패키지는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제3 실시 예의 구조에서 상기 제 2 기판(200)의 상부에 히트 싱크(240)를 배치한 구조이다. 즉, 상기 제4 실시 예는 상기 제 2 실시 예와 상기 제3 실시 예를 결합한 구조이다.
앞에서 설명한 바와 같이, 상기 반사층(140,250)은 투명한 절연성 재질로 각각 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)과 상기 금속층(210)을 각각 보호하는 동시에 광 반사율이 저하되는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 상기 히트 싱크(240)는 상기 제 2 기판(200)에 배치된 상기 발광 소자(220)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 역할을 한다.
상기 구성에 의한 제4 실시 예는 제 1 기판(100)의 제 1 및 제 2 전극(110,120)과 상기 제 2 기판(200)의 개구부(201)의 금속층(210) 위에 각각 반사층(140)을 형성하고 상기 제 1 기판(100)의 반사층(140) 위에 상기 반사층(140)과 대향 되도록 발광 소자(220)를 구비한 제 2 기판(200)을 설치하며, 상기 발광 소자(220)의 열을 방열하기 위해 상기 제 2 기판(200)에 히트 싱크(240)를 추가로 설치함으로써, LED 패키지 단에서 간접조명을 구현함과 함께 광 효율 및 방열 효과를 향상시킬 수 있다.
LED 패키지의 제5 실시 예
제5 실시 예의 LED 패키지는 제 1 내지 제4 실시 예의 구조에서 상기 제 2 기판(200)을 투명재질의 기판으로 구성하고, 상기 제 2 기판(200)과 상기 발광 소자(220) 사이에 형성된 상기 금속층(210)을 투명 전극층으로 형성하여 구성된다.
상기 제5 실시 예는 상기 제 2 기판(200)과 상기 금속층(210)이 투광성 재질로 구성되어 있기 때문에 광 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)에서 반사되는 광이 상기 금속층(210)과 상기 제 2 기판(200)을 통해서도 출력되기 때문에 불투광성 재질로 구성된 제 2 기판(200)과 금속층(210)을 사용할 때보다 광 투과율을 높일 수 있다.
상기 투명 전극층은 ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 2 기판(200)에 상기 히트 싱크(240)가 설치된 상기 제 2 및 제4 실시 예의 경우에는 상기 히트 싱크(240)의 크기를 상기 제 2 기판(200)에 비해 작게 형성하거나 상기 제 2 기판(200)의 일부 영역에만 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 기판(200)의 테두리 부분에만 상기 히트 싱크(240)를 형성함으로써, 상기 제 2 기판(200)과 금속층(210)을 통해 광이 출력되도록 구성할 수 있다. 또한, 상기 히트 싱크(240)의 재질을 투광성 재질로 구성할 수도 있다.
상기 구성에 의한 제5 실시 예는 제 1 내지 제 4 실시 예에서 상기 제 2 기판(200)을 투명재질의 기판으로 구성하고 상기 금속층(210)을 투명 전극층으로 형성함으로써, LED 패키지 단에서 간접조명의 광 효율 및 광 투과율을 향상시킬 수 있다.
LED 패키지 제조 방법의 제 1 실시 예
도 1 내지 도 3을 참조하면, LED 패키지 제조 방법의 제 1 실시 예는, 캐비티를 갖는 제 1 기판(100)을 형성하는 단계와, 상기 캐비티 위에 제 1 및 제 2 전극(110,120)을 형성하는 단계와, 측면 및 하면 일부가 개구 된 개구부(201)를 갖는 제 2 기판(200)을 형성하는 단계와, 상기 제 2 기판(200)의 개구부(201) 내부에 발광 소자(220)를 배치하는 단계 및, 상기 발광 소자(220)가 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)과 대향 되게 상기 캐비티의 상부에 상기 제 2 기판(200)을 설치하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 제 2 기판(200)은 중앙부에 측면 및 하면 일부가 개구 된 개구부(201)를 형성하고, 상기 개구부(201)의 내면 및 상기 제 2 기판(200)의 하면에 금속층(210)을 형성하며, 상기 개구부(201)의 금속층(210)에 상기 발광 소자(220)를 배치한다.
LED 패키지 제조 방법의 제 2 실시 예
도 4 내지 도 6을 참조하면, LED 패키지 제조 방법의 제 2 실시 예는, 상기 LED 패키지 제조 방법의 제 1 실시 예에서 상기 제 2 기판(200)에 히트 싱크(240)를 배치하는 단계를 더 포함한다.
LED 패키지 제조 방법의 제3 실시 예
도 7 및 도 8을 참조하면, LED 패키지 제조 방법의 제3 실시 예는, 상기 LED 패키지 제조 방법의 제 1 실시 예에서 상기 제 1 기판(100)의 제 1 및 제 2 전극(110,120) 위에 각각 반사층(140)를 배치하는 단계를 더 포함한다. 또한, 상기 제 2 기판(200)의 금속층(210) 위에 각각 반사층(250)를 배치하는 단계를 더 포함한다. 이때, 상기 반사층(250)은 상기 개구부(201) 내의 상기 금속층(210) 전부에 형성될 수도 있고, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 개구부(201) 내의 한쪽 면에 있는 상기 금속층(210)에 형성될 수도 있다.
LED 패키지 제조 방법의 제4 실시 예
도 9 및 도 10을 참조하면, LED 패키지 제조 방법의 제4 실시 예는, 상기 LED 패키지 제조 방법의 제 3 실시 예에서 상기 제 2 기판(200)에 히트 싱크(240)를 배치하는 단계를 더 포함한다.
여기서, 상기 LED 패키지 제조 방법의 제 1 내지 제4 실시 예는, 상기 제 2 기판(200)이 투명재질로 형성되며, 상기 제 2 기판(200)에 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)과 상기 발광 소자(220)를 전기적으로 접속시키는 투명 전극층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120) 위에 투명한 절연성 재질의 보호층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광 소자의 실장 영역에 몰드 부재를 몰딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다음은, 도 11 내지 도 17을 참조하여 실시 예에 의한 수직형 LED 패키지의 제조 과정에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 도 11을 참조하면, 복수 개의 캐비티(101)가 형성된 제 1 기판(100)을 형성한다. 이때, 상기 제 1 기판(100)은 폴리머 재질, 수지 재질, 세라믹 재질, 실리콘 재질 등으로 구성될 수 있으며, 프레스(Cu/Ni/Ag 기판)를 이용한 사출 성형 방식으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 캐비티(101)를 이루는 둘레 면은 상기 제 1 기판(100)의 상면에 대하여 수직으로 형성하거나 경사지게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 캐비티(101)의 바닥면은 가운데 부분을 중심으로 양쪽이 경사진 구조로 형성되거나 한쪽 방향으로 경사진 구조로 형성될 수 있다.
이 후, 상기 제 1 기판(100) 내에 발광 소자(220)를 구동하기 위한 구동 회로(미도시)가 실장 될 수 있다. 상기 구동 회로는 LED 패키지의 목적 및 용도에 따라 원하는 기능을 수행하도록 발광 소자를 구동하는 역할을 한다.
이 후, 상기 제 1 기판(100)의 위와 아래에 각각 절연층(미도시)을 형성할 수 있다. 상기 절연층은 이후에 형성된 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)과 상기 리드부(130)가 상기 제 1 기판(100)과의 절연을 위해 형성된다. 만약, 상기 제 1 기판(100)이 비전도성 물질로 이루어져 있는 경우에는 절연층을 형성하지 않아도 무방하다.
이 후, 상기 제 1 기판(100) 또는 절연층 위에 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)을 형성한다. 이때, 상기 제 1 기판(100)의 캐비티(101) 위에 형성된 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)은 상기 캐비티(101)의 형상에 따라 평평한 구조로 형성되거나 한쪽 방향으로 경사진 구조로 형성될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)은 상기 발광 소자(220)를 구동하기 위한 애노드(Anode) 전극과 캐소드(Cathode) 전극으로 구성되며, 도 12와 같이 상기 제 1 기판(100)에 형성된 캐비티(101) 각각에 한 쌍씩 배치된다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)은 발광 소자(220)에서 방출되는 컬러 광의 믹싱(mixing)에 유리하도록 표면처리될 수 있다.
계속해서, 도 13 내지 도 17을 참조하여 상기 제 2 기판(200)의 제조 방법에 대해 설명한다.
먼저, 상기 LED 패키지는 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 발광 소자(220)의 배치 구조에 따라 수직형 구조, 수평형 구조 또는 플립 칩(Flip chip) 구조로 구성된다. 실시 예의 도면에서는 수직형 구조의 예를 나타낸 것이다.
상기 LED 패키지가 수직형 구조인 경우, 상기 제 2 기판(200)은 도 14 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자(220)를 배치하는 설치대가 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)과 수직이 되도록 사각형의 테두리 안에 수직으로 연결되어 있다. 반대로, 수평형 구조에서는, 상기 발광 소자(220)를 배치하는 설치대가 상기 제 1 및 제 2 전극(110,120)과 수평이 되도록 사각형의 테두리 안에 수평으로 연결되게 된다.
이때, 상기 제 2 기판(200)은 상기 제 1 기판(100)과 동일하게 폴리머 재질, 수지 재질, 세라믹 재질, 실리콘 재질 등으로 구성될 수 있고, 다른 재질을 사용하여 구성될 수도 있다. 이러한 재질로 구성된 상기 제 2 기판(200)은 프레스(Cu/Ni/Ag 기판)를 이용한 사출 성형 방식으로 형성될 수 있다.
계속해서, 도 15 및 도 16을 참조하면, 상기 제 2 기판(200)의 설치대 위에 금속층(210)이 형성된다. 이때, 상기 금속층(210)은 상기 발광 소자(220)와 상기 제 1 기판(100)의 제 1 및 제 2 전극(110,120) 사이의 전기적 접속을 위해 패터닝 될 수 있다.
이 후, 상기 금속층(210)에 한 개 이상의 발광 소자(220)가 배치된다. 그리고, 상기 금속층(210)에 상기 발광 소자(220)의 보호를 위해 제너 다이오드와 같은 보호 소자가 탑재될 수도 있다.
여기서, 상기 발광 소자(220)는 상기 LED 패키지의 구조에 따라 와이어(230)를 이용한 본딩(wire bonding) 또는 플립칩 본딩(flip chip bonding) 등의 방식으로 실장 될 수 있다. 예를 들어, 도 16과 같은 수직형 타입에서는 하나의 와이어(230)를 이용하여 상기 발광 소자(220)를 본딩하였으나, 수평형 타입의 경우 두 개의 와이어(230)가 사용될 수 있다. 또한, 플립칩 방식의 경우에는 와이어(230)가 사용되지 않을 수도 있다.
이 후, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자(220)가 상기 제 1 및 제 2 전극(210,220)과 대향 되게 상기 제 1 기판(100) 위에 상기 제 2 기판(200)이 설치된다. 이때, 상기 발광 소자(220)는 상기 제 1 및 제 2 전극(210,220)의 길이 방향과 수직으로 배치되어 수직형 구조를 이루고 있다.
끝으로, 상기 제 1 기판(100)과 상기 제 2 기판(200)이 접속된 캐비티(101) 내부로 몰드 부재(미도시)를 투입하여 몰딩한다. 그리고, 상기 캐비티 내부로 몰드 부재가 주입된 이후 경화하는 과정을 거치게 된다.
상기 몰드 부재는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지물로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 투광성 수지물의 표면은 오목한 형상, 평평한 형상, 볼록한 형상 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 투광성 수지물에는 적어도 한 종류 이상의 형광체가 첨가되어 상기 발광 소자(220)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다. 상기 형광체는 레드 형광체, 그린 형광체, 황색 형광체 등이 선택적으로 포함될 수 있다.
또한, 상기 캐비티(101) 위에는 렌즈(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 렌즈는 예컨대, 상기 투광성 수지물 위에 볼록 렌즈 형상을 갖고, 상기 투광성 수지물과 별도로 형성되거나 상기 투광성 수지물과 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 캐비티(101) 위에는 적어도 한 종류의 형광체를 갖는 형광 필름이 배치될 수 있다. 상기 렌즈는 광 추출 효율을 위해 다양한 형상으로 변경될 수 있다.
또한, 상기 투과성 수지물 위에는 스크린 프린팅(screen printing) 방법을 이용하여 원하는 영역 또는 상면에 형광체가 포함된 실리콘 젤 또는 투광성이 우수한 에폭시를 형성할 수 있다.
조명장치
실시 예의 LED 패키지는 다양한 종류의 LED 조명장치에 적용될 수 있다.
여기서, 상기 LED 패키지는 실시 예에서 설명한 바와 같이, 패키지 단에서 간접조명을 구현한 것으로, 수직형 구조, 수평형 구조, 플립 칩(Flip chip) 구조를 포함하고 있다. 또한, 상기 LED 패키지는 단일 칩(chip) 또는 멀티 칩(Multi-chip)에도 적용 가능하다.
실시 예의 LED 패키지를 포함한 LED 조명장치는 상기 LED 패키지 단에서 간접조명을 사용하기 때문에 반사판이 필요 없다. 따라서, 조명장치(등기구)의 크기를 획기적으로 줄일 수 있다.
이와 같이 구성된 실시 예의 LED 패키지 및 그 제조 방법과 이를 이용한 조명장치는, LED 패키지 단에서 발광 소자와 전극을 대향 배치하여 간접조명되도록 구현함으로써, 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수가 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실시 예에 의한 움직이는 간접조명 타입의 LED 패키지는 LED 광원 모듈, 조명 장치 등에 적용할 수 있다.
100 : 제 1 기판 101 : 캐비티
110 : 제 1 전극 120 : 제 2 전극
130 : 리드부 140 : 반사층
200 : 제 2 기판 201 : 개구부
210 : 금속층 220 : 발광 소자 또는 LED 칩
230 : 와이어(wire) 240 : 히트 싱크(heat sink)
250 : 반사층

Claims (36)

  1. 전극이 형성된 제 1 기판;
    상기 제 1 기판 위에 배치된 제 2 기판; 및
    상기 제 2 기판 내부에 상기 전극과 대향 되게 배치된 발광 소자;
    를 포함하는 LED 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 기판은:
    중앙부의 측면 및 하면 일부가 개구 된 개구부;
    상기 개구부의 내면 및 상기 제 2 기판의 하면에 형성된 금속층; 및
    상기 개구부의 금속층에 형성된 발광 소자;
    를 포함하는 LED 패키지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속층은 Cu, Ag, Au, Ni, Al, Cr, Ru, Re, Pb, Cr, Sn, In, Zn, Pt, Mo, Ti, Ta, W을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 구성된 LED 패키지.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 투명재질로 구성된 LED 패키지.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속층은 투명전극(ITO)층으로 형성된 LED 패키지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 투명 전극층은 ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함하는 LED 패키지.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 제2 기판은:
    상기 개구부의 금속층 위에 형성된 반사층을 더 포함하는 LED 패키지.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 LED 패키지는:
    상기 전극 위에 형성된 반사층을 더 포함하는 LED 패키지.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 반사층은 화이트 솔더 레지스트(white solder resist), 화이트 에폭시(white epoxy)를 포함한 투명한 절연성 재질로 형성된 LED 패키지.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 반사층은 은(Ag), 은(Ag)을 포함하는 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄(Al)을 포함하는 합금 중 어느 하나로 형성된 LED 패키지.
  11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 반사층은 프탈로시아닌(phthalocyanine)을 코팅하여 형성하거나 DBR(Distributed bragg reflector)로 이루어지는 LED 패키지.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 LED 패키지는:
    상기 전극 위에 보호층이 형성된 LED 패키지.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 보호층은 화이트 솔더 레지스트(white solder resist), 화이트 에폭시(white epoxy)를 포함한 투명한 절연성 재질로 형성된 LED 패키지.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 보호층은 요철 형상을 갖는 LED 패키지.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 LED 패키지는:
    상기 제 2 기판 위에 배치된 히트 싱크를 더 포함하는 LED 패키지.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 기판은 동종 또는 이종 재질로 구성되며, 폴리머, 수지, 세라믹, 실리콘, 금속 중에서 어느 하나의 재질로 이루어진 LED 패키지.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판에는 캐비티(cavity)가 형성되어 있고,
    상기 캐비티를 이루는 둘레 면은 상기 제 1 기판의 상면에 대하여 수직으로 형성되거나 경사지게 형성된 LED 패키지.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극은 상기 발광 소자의 컬러 믹싱(mixing)에 유리하도록 표면처리되어 광 반사층으로 사용되는 LED 패키지.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극은 Cu, Ag, Au, Ni, Al, Cr, Ru, Re, Pb, Cr, Sn, In, Zn, Pt, Mo, Ti, Ta, W을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 구성된 LED 패키지.
  20. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 LED 패키지는:
    상기 발광 소자의 실장 영역에 몰드 부재가 몰딩 된 LED 패키지.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 몰드 부재는 실리콘 수지 또는 에폭시 수지를 포함하는 투광성 수지로 형성되는 LED 패키지.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 투광성 수지는 적어도 한 종류 이상의 형광체가 첨가된 LED 패키지.
  23. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 LED 패키지는 수직형 구조, 수평형 구조, 플립 칩(Flip chip) 구조 중 어느 하나로 이루어진 LED 패키지.
  24. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 LED 패키지는 단일 칩(chip) 또는 멀티칩(Multi-chip) 구조를 갖는 LED 패키지.
  25. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 유색 LED 칩 및 UV LED 칩 중 적어도 하나를 포함하는 LED 패키지.
  26. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 pn 또는 npn 접합 구조의 LED를 포함하는 질화물 반도체 발광 소자인 LED 패키지.
  27. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 상기 제 1 기판의 캐비티 가장자리 상부에 배치되는 LED 패키지.
  28. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 LED 패키지를 포함하는 조명 장치.
  29. (a) 캐비티를 갖는 제 1 기판을 형성하는 단계;
    (b) 상기 캐비티 위에 전극을 형성하는 단계;
    (c) 측면 및 하면 일부가 개구 된 개구부를 갖는 제 2 기판을 형성하는 단계;
    (d) 상기 제 2 기판의 개구부 내부에 발광 소자를 배치하는 단계; 및
    (e) 상기 발광 소자가 상기 전극과 대향 되게 상기 캐비티의 상부에 상기 제 2 기판을 설치하는 단계;
    를 포함하는 LED 패키지의 제조 방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 LED 패키지의 제조 방법은:
    상기 제 2 기판의 중앙부에 측면 및 하면 일부가 개구 된 개구부를 형성하는 단계;
    상기 개구부의 내면 및 상기 제 2 기판의 하면에 금속층을 형성하는 단계; 및
    상기 개구부의 금속층에 발광 소자를 배치하는 단계;
    를 포함하는 LED 패키지의 제조 방법.
  31. 제 29 항에 있어서, 상기 LED 패키지의 제조 방법은:
    상기 전극 위에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하는 LED 패키지의 제조 방법.
  32. 제 29 항에 있어서, 상기 LED 패키지의 제조 방법은:
    상기 제 2 기판 위에 히트 싱크를 배치하는 단계를 더 포함하는 LED 패키지의 제조 방법.
  33. 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서, 상기 LED 패키지의 제조 방법은:
    상기 제 2 기판을 투명재질로 형성하는 LED 패키지의 제조 방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 LED 패키지의 제조 방법은,
    상기 제 2 기판에 상기 전극과 상기 발광 소자를 전기적으로 접속시키는 투명 전극층을 형성하는 단계를 더 포함하는 LED 패키지의 제조 방법.
  35. 제 29 항에 있어서, 상기 LED 패키지의 제조 방법은:
    상기 전극 위에 투명한 절연성 재질의 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 LED 패키지의 제조 방법.
  36. 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서, 상기 LED 패키지의 제조 방법은:
    상기 발광 소자의 실장 영역에 몰드 부재를 몰딩하는 단계를 더 포함하는 LED 패키지의 제조 방법.
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