KR101038808B1 - 교류구동 백색 발광장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 기판과, 각각 상기 기판 상면에 순차적으로 형성된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 교류전압에서 구동 가능하도록 전기적으로 연결된 다수의 LED 셀과, 상기 다수의 LED 셀의 상면에 위치하도록 상기 기판 상면의 서로 다른 영역에 각각 형성되며, 상기 활성층으로부터 발생된 광을 서로 다른 파장 스펙트럼의 광으로 변환하는 제공하는 다른 종류의 형광체를 각각 함유하는 적어도 2개의 형광체층을 포함하는 교류구동 백색 발광장치를 제공한다.

발광 다이오드, 어레이, 모놀리식, 교류전압, 백색광

Description

교류구동 백색 발광장치{AC DRIVEN WHITE LIGHT EMITTING DEVICE}

본 발명은 교류구동 백색 발광장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 DC 전원으로 변환시키는 컨버젼 장치없이 AC 전원에서 직접 사용가능한 교류 구동 발광장치에 관한 것이다.

반도체 발광다이오드(LED)는 출력 및 효율이나 신뢰성 측면에서 광원으로서 유익한 장점을 가지므로, 조명장치 또는 디스플레이 장치의 백라이트를 대체할 수 있는 고출력, 고효율 광원으로서 적극적으로 연구 개발되고 있다. 특히, 교류에서 구동가능한 백색 발광장치는 기존 조명분야를 대체할 수 있는 새로운 광원으로 각광을 받고 있다.

하지만, 반도체 발광다이오드는 교류구동한 백색 발광장치로 제공되기 위해서는 몇가지 제한사항이 있다.

우선, 반도체 발광다이오드는 낮은 직류전류에서 구동되므로, 정규전압(예, 교류 220V)에서 발광다이오드를 구동하기 위해서는 낮은 DC 출력전압을 공급하는 추가적인 회로(예, AC/DC 컨버터)가 요구된다. 그러나, 이러한 추가적인 회로의 도입은 LED 모듈의 구성을 복잡하게 할 뿐만 아니라, 공급전원의 변환과정에서 효율성과 신뢰성의 저하가 야기될 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 추가적인 컨버터 없이 AC 전압에도 구동가능한 다양한 형태의 LED 구동회로가 제안되고 있다. 하지만, 일반적으로 AC 구동형 LED 구동회로에서는, 대부분의 LED가 AC 전압의 특정 반주기에서만 구동가능하도록 배열되므로, 원하는 광량을 얻는데 필요한 LED의 개수가 크게 증가한다.

또한, 단일한 반도체 발광다이오드 자체만으로는 조명용으로 사용될 백색광을 얻을 수 없으므로, 백색광을 얻기 위한 방안으로서 특정 파장광을 원하는 파장광으로 변환시키는 형광체를 사용하고 있다.

예를 들어, 상기 백색광 발광장치는 대개 청색 LED에 황색 형광체를 도포하는 방식으로 제조된다. 보다 구체적으로, GaN/InGaN 활성층을 갖는 청색 LED의 광방출면에 YAG(Y₃Al₅O₁₂):Ce인 황색 형광체를 도포하여 청색광의 일부를 황색으로 변환시키고, 변환된 황색과 다른 일부의 청색광이 결합되어 백색광을 제공할 수 있다.

상기한 YAG:Ce형광체(또는 TAG계 형광체)-청색LED로 구성된 종래의 백색발광 장치는 낮은 연색성(color rendering)을 갖는다는 단점이 있다. 즉, 황색 형광체를 이용하여 얻어진 백색광의 파장은 청색과 황색에만 분포하고 있으므로 연색성이 낮아, 원하는 천연 백색광을 구현하는데 한계가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 3종의 특정 청색,녹색,적색 형광체의 혼합물을 통해서 연색지수(color rendering index: CRI)가 우수하고, 나아가, 폭넓은 색온도를 구현할 수 있다.

하지만, 2종 이상의 형광체를 조합하여 사용할 경우에, 각 형광체의 높은 변환효율을 보장하기 어렵다. 특히 적색, 청색, 녹색 형광체를 사용할 경우에, 변환된 청색광 및 녹색광 또는 청색광이 각각 적색 형광체 또는 녹색형광체에 흡수되므로, 형광체 효율이 낮아지는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 형광체의 높은 변환효율을 보장하면서 백색광의 고품질의 백색광을 얻을 수 있는 AC에서 구동가능한 교류구동 백색 발광장치를 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은,

기판과, 각각 상기 기판 상면에 순차적으로 형성된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 교류전압에서 구동 가능하도록 전기적으로 연결된 다수의 LED 셀과, 상기 다수의 LED 셀의 상면에 위치하도록 상기 기판 상면의 서로 다른 영역에 각각 형성되며, 상기 활성층으로부터 발생된 광을 서로 다른 파장 스펙트럼의 광으로 변환하는 제공하는 다른 종류의 형광체를 각각 함유하는 적어도 2개의 형광체층을 포함하는 교류구동 백색 발광장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 다수의 LED 셀은 청색광을 발생하는 LED 셀이며, 상기 적어도 2개의 형광체층은 적색 형광체층과 녹색 형광체층을 포함한다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 다수의 LED 셀은 자외선 또는 근자외선광을 발생하는 LED 셀이며,상기 적어도 2개의 형광체층은 적색 형광체층, 녹색 형 광체층 및 청색 형광체층을 포함한다.

특정 예에서, 상기 적어도 2개의 형광체층은 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 또한, 다른 예에서는, 상기 적어도 2개의 형광체층이 형성된 영역은 서로 다른 면적을 가질 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 다수의 LED 셀은, 상기 기판 상면에 일렬로 배열된 K개(여기서, K는 3 이하의 정수임)의 제1 LED 셀과, 상기 기판 상면에 상기 제1 LED셀의 열과 평행하게 일렬로 배열된 K개의 제2 LED 셀과, 상기 기판 상면에서 상기 제1 및 제2 LED 셀의 열 사이에 일렬로 배열된 K-1개의 제3 LED 셀을 포함한다.

여기서, 특정 배열방향으로 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 순서로 정의할 때에, m번째(여기서, m은 K보다 작은 홀수임) 제3 LED 셀의 제1 전극은 m번째와 m+1번째 제1 LED 셀의 제2 전극에 연결되고, m번째 제3 LED 셀의 제2 전극은 m 번째와 m+1번째 제2 LED 셀의 제1 전극에 연결된다. n번째(여기서, n은 K보다 작은 짝수임) 제3 LED 셀의 제1 전극은 n번째와 n+1번째 제2 LED 셀의 제2 전극에 연결되고, n번째 제3 LED 셀의 제2 전극은 n 번째와 n+1번째 제1 LED 셀의 제1 전극에 연결된다.

또한, 1 번째 제1 LED 셀의 제1 전극과 1 번째 제2 LED 셀의 제2 전극에 연결된 제1 외부전극과, K 번째 제1 및 제2 LED 셀의 전극 중 제3 LED 셀에 연결되지 않은 전극에 연결된 제2 외부전극을 더 포함한다.

바람직하게, 상기 적어도 2개의 형광체층은 각각 서로 다른 파장 스펙트럼으로 변환되는 형광체를 함유하는 제1 내지 제3 형광체층일 수 있다. 이 때에, 상기 제1 내지 제3 형광체층은 각각 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 상면에 위치하도록 그 배열방향에 따라 형성된다. 이 경우에, 상기 제3 형광체층에 함유된 형광체는 상기 제1 및 제2 형광체층에 함유된 형광체보다 낮은 광변환효율을 가질 수 있다.

다른 예에서, 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 각 셀 단위로 다른 형광체층이 형성될 수 있다.

상기 발광장치는, 상기 제3 LED 셀은 전극이 연결된 2개의 제1 LED 셀과 전극이 연결된 2개의 제2 LED 셀과 인접하도록 배열되며, 상기 제3 LED 셀은 각각 그 배열방향으로 기울어진 평행사변형인 상면을 가질 수 있다.

특정 형태에서, m 번째 제2 LED 셀과 m+1번째 제2 LED 셀은 상기 제1 도전형 반도체층이 노출된 영역에 의해 서로 분리되고, 상기 제1 도전형 반도체층의 노출된 영역에 형성된 하나의 제1 전극을 공유하며, n 번째 제1 LED 셀과 n+1번째 제1 LED 셀은 상기 제1 도전형 반도체층이 노출된 영역에 의해 서로 분리되며, 상기 제1 도전형 반도체층의 노출된 영역에 형성된 하나의 제1 전극을 공유한다. 또한, 나 머지 다른 인접한 제1 내지 제3 LED 셀은 상기 기판까지 노출된 영역에 의해 분리될 수 있다.

바람직한 형태에서, 상기 기판 상면에 서로 나란히 형성되며, 각각 상기 다수의 LED 셀로 이루어진 적어도 제1 및 제2 사다리망 회로 LED 어레이를 포함한다.

상기 제1 및 제2 사다리망 회로형 LED 어레이를 구성하는 각각 LED 셀은, 상기 기판 상면에 일렬로 배열된 K개(여기서, K는 3 이하의 정수임)의 제1 LED 셀과, 상기 기판 상면에 상기 제1 LED 셀의 열과 평행하게 일렬로 배열된 K개의 제2 LED 셀과, 상기 기판 상면에서 상기 제1 및 제2 LED 셀의 열 사이에 일렬로 배열된 K-1개의 제3 LED 셀을 포함한다. 상기 제1 및 제2 사다리망 회로형 LED 어레이는 각각의 제2 LED 셀의 열이 서로 인접하도록 배열된다.

특정 배열방향으로 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 순서를 정의할 때에, m번째(여기서, m은 K보다 작은 홀수임) 제3 LED 셀의 제1 전극은 m번째와 m+1번째 제1 LED 셀의 제2 전극에 연결되고, m번째 제3 LED 셀의 제2 전극은 m 번째와 m+1번째 제2 LED 셀의 제1 전극에 연결된다. n번째(여기서, n은 K보다 작은 짝수임) 제3 LED 셀의 제1 전극은 n번째와 n+1번째 제2 LED 셀의 제2 전극에 연결되고, n번째 제3 LED 셀의 제2 전극은 n 번째와 n+1번째 제1 LED 셀의 제1 전극에 연결된다.

1 번째 제1 LED 셀의 제1 전극과 1 번째 제2 LED 셀의 제2 전극은 서로 연결되고, K 번째 제1 및 제2 LED 셀의 전극 중 제3 LED 셀에 연결되지 않은 전극은 서 로 연결되고, 상기 제1 사다리망 회로형 LED 어레이의 K 번째 제2 LED 셀과 상기 제2 사다리망 회로형 LED 어레이의 K 번째의 제2 LED 셀 중 제3 LED 셀에 연결되지 않은 전극은 서로 연결된다.

또한, 상기한 실시형태는 제3 사다리망 회로형 LED 어레이를 더 포함할 수 있다. 이와 같이, 3개의 사다리망회로를 포함하는 실시형태에서, 바람직하게 상기 적어도 2개의 형광체층은 각각 서로 다른 파장 스펙트럼으로 변환되는 형광체를 함유하는 제1 내지 제3 형광체층일 수 있다.

일 예에서, 상기 제1 내지 제3 형광체층은 각각 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 상면에 위치하도록 그 배열방향에 따라 형성된다.

다른 예에서, 상기 제1 내지 제3 형광체층은 각각 상기 LED 셀의 배열방향에 따라 형성되며 상기 각 사다리망 회로형 LED 어레이에서 다른 LED 셀 상에 위치할 수 있다.

또 다른 예에서, 상기 제1 내지 제3 형광체층은 각각 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 각 배열방향과 수직인 방향으로 형성된다.

다른 예에서, 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 각 셀 단위로 다른 형광체층이 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 2종 이상의 형광체 분말을 사용하여 높은 연색지수를 보장하면서 서로 다른 1종의 형광체 분말만을 함유하는 2개 이상의 형광체층을 각각 다른 영역에 형성하여 상호 흡수로 인한 손실을 방지하여 형광체 효율을 높일 수 있다. 또한, AC 구동가능한 사다리망 회로연결구조를 높은 집적도를 갖도록 구현함으로써 우수한 교류구동 백색 발광장치를 제공할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다.

도1a 및 도1b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 AC 구동 백색 발광장치를 나타내는 평면도 및 측단면도이다.

도1a와 도1b를 참조하면, 교류구동 발광장치(16)와 그 상면에 형성된 형광체층(19)을 포함하는 교류구동 백색 발광장치(10)가 도시되어 있다.

상기 교류구동 발광장치(16)는 기판(11)과 상기 기판 상에 순차적으로 형성된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 반도체 발광적층체(15)를 포함한다. 상기 반도체 발광적층체(15)는 다수의 LED 셀(C)을 제공한다. 상세히 도시되지 아니하였으나, 상기 다수의 LED 셀(C)은 제1 및 제2 외부전극(18a,18b)을 통해 인가되는 교류전압에 의해 구동될 수 있는 회로연결을 갖는다.

교류구동가능한 회로연결은, 브릿지 회로와 같이 공지된 교류구동회로일 수 있으나, 본 발명은 바람직한 교류구동회로로서 사다리망회로연결을 제안한다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.

본 실시형태에서는, 상기 형광체층(19)은 제1 내지 제3 형광체층(19A,19B,19C)으로 구성된다. 상기 3개의 형광체층(19A,19B,19C)은 상기 다수의 LED 셀(C)의 상면에 위치하도록 상기 기판(11) 상면의 서로 다른 영역에 각각 형성된다. 상기 제1 내지 제3 형광체층(19A,19B,19C)은 각각 청색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체 중 하나의 형광체만를 함유한 층으로 제공된다. 이 경우에, 상기 다수의 LED 셀(C)은 자외선 또는 근자외선광을 생성하는 LED일 수 있다.

따라서, 3종의 형광체를 사용함으로써 백색광의 높은 연색지수(CRI)를 보장할 수 있다. 또한, 청색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체가 혼합되지 않고, 동일한 평면의 서로 다른 영역에 형성된 별도의 층에 분산되므로, 일 형광체에서 변환된 광이 다른 형광체와 접촉될 가능성이 거의 없다. 따라서, 변환된 광이 다른 형광체에 흡수되어 변환효율이 저하되는 문제를 획기적으로 개선할 수 있다.

본 실시형태에서는, 청색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체과 같은 3종의 형광체를 사용하기 위해서 3개의 형광체층를 채용한 형태를 예시하였으나, 경우에 따라 2개의 형광체층을 사용할 수 있다.

도2는 본 발명의 일 변형예로서 2개의 형광체를 사용하는 AC 구동 백색 발광장치를 나타낸다.

본 실시형태에 따른 교류구동 백색 발광장치(20)는 교류구동 발광장치(26)와 그 상면에 형성된 형광체층(29)을 포함한다.

상기 교류구동 발광장치(26)는 기판(21)과 상기 기판(21) 상에 순차적으로 형성된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 반도체 발광적층체(25)를 포함한다. 상기 반도체 발광적층체(25)는 다수의 LED 셀(C)을 제공한다.

본 실시형태에서, 상기 형광체층(29)은 제1 및 제2 형광체층(29A,29B)으로 구성될 수 있으며, 각각 적색 형광체층과 녹색 형광체층일 수 있다. 이 경우에, 상기 다수의 LED 셀(C)은 청색광을 발생하는 LED 셀일 수 있다.

또한, 각 형광체의 효율과 백색광을 위한 다른 파장광의 원하는 조합에 따라 형광체층의 설계를 변형할 수 있다.

일 방안으로서 본 실시형태와 같이 제1 형광체층의 두께(ta)와 제2 형광체층의 두께(tb)를 서로 다르게 설계할 수 있다. 즉, 상대적으로 낮은 변환효율을 갖는 형광체 또는 보다 많은 광량이 요구되는 색의 형광체층을 보다 큰 두께로 설계할 수 있다.

다른 방안으로는, 도3에 도시된 바와 같이 각 형광체층의 면적을 다르게 설계할 수 있다.

도3에 도시된 교류구동 백색 발광장치(30)는 도1과 유사하게 교류구동 발광 장치(36)와 그 상면에 형성된 형광체층(39)을 포함하며, 상기 형광체층(39)은 서로 다른 1종의 형광체만을 함유한 제1 내지 3 형광체층(39A,39B,39C)을 갖는다.

다만, 본 실시형태에 채용된 제1 내지 제3 형광체층(39A,39B,39C)은 도1에 도시된 형태와 달리 서로 다른 면적을 갖는다. 즉, 변환효율이 상대적으로 낮거나 보다 많은 광량이 요구된 색의 형광체층을 보다 큰 면적을 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 형광체층 구조는 백색광의 품질을 크게 개선할 수 있다. 이러한 형광체 구조는 사다리망의 교류구동회로에 따라 구현된 교류구동 발광장치에 매우 유익하게 결합될 수 있다.

도4a는 본 발명에 유익하게 채용될 수 있는 교류구동 발광장치의 LED 구동회로를 나타낸다.

도4a에 도시된 LED 구동회로는, 외부단자(P1,P2)로 제공되는 제1 및 제2 접점 사이에 서로 병렬로 연결된 3개의 제1 LED 셀(A1,A2,A3)과 3개의 제2 LED 셀(B1,B2,B3)과, 각 제1 LED 셀(A1,A2,A3) 사이의 2개의 중간접점과 제2 LED 셀(B1,B2,B3)의 2개의 중간접점 사이에 각각 연결된 2개의 제3 LED 셀(C1,C2)을 포함한다.

제1 내지 제3 LED 셀의 전극 간의 연결을 살펴 보면, 1번째 제3 LED 셀(C1)의 제1 전극(-)은 1번째와 2번째 제1 LED 셀(A1,A2)의 제2 전극(+)에 연결되고, 1 번째 제3 LED 셀(C1)의 제2 전극(+)은 1번째와 2번째 제2 LED 셀(B1,B2)의 제1 전극(-)에 연결된다. 2번째 제3 LED 셀(C2)의 제1 전극(-)은 2번째와 3번째 제2 LED 셀(B2,B3)의 제2 전극(+)에 연결되고, 2번째 제3 LED 셀(C2)의 제2 전극(+)은 2번째와 3번째 제1 LED 셀(A2,A3)의 제1 전극(-)에 연결된다.

또한, 상기 제1 접점에는 1번째 제1 LED 셀(A1)의 제1 전극(-)과 1번째 제2 LED 셀(B1)의 제2 전극이 연결되고, 상기 제2 접점에는 3번째 제1 LED 셀(A3)의 제2 전극(+)과 3번째 제2 LED 셀(B3)의 제2 전극이 연결된다.

이러한 연결에 의해 도4a에 도시된 LED 구동회로는 교류전압의 서로 다른 반주기에 구동되도록 2개의 전류 루프를 가질 수 있다.

교류전압의 제1 반주기에서는, 직렬로 연결된 LED 셀의 그룹(B1-C1-A2-C2-B3)은 제1 전류루프를 형성한다. 교류전압의 제2 반주기에서는, 직렬로 연결된 LED 셀의 그룹(A3-C2-B2-C1-A1)은 제2 전류루프를 형성한다. 이러한 동작을 통해서, 2개의 제3 LED 셀(C1,C2)은 교류 전압의 전체 주기에 걸쳐서 연속적으로 구동될 수 있다.

실제로 사다리망 회로에서 연속적으로 발광되는 LED 소자를 5개(사용 LED 개수 대비 구동 LED 개수: 5/8=62.5%)로 확보할 수 있다. 이는 종래의 AC 구동형 LED 배열인 역극성 배열(50%) 또는 브릿지 배열(통상 60%)보다 향상된 수치이다.

본 발명에 바람직하게 채용가능한 교류구동 발광장치는 도4a에 예시된 바와 같은 사다리망 LED 구동회로를 구현하는 레이아웃을 갖는다. 이러한 LED 셀의 레이아웃은 높은 집적도와 우수한 발광효율의 보장과 함께 전극간의 연결을 간소화하게 구현될 수 있다.

도4b는 본 발명의 일 예를 설명하기 위한 개략도로서, 도4a의 회로를 발광 장치로 구현하기 위한 LED 셀의 개략적인 레이아웃을 나타낸다.

도4b를 참조하면, 일렬로 3개의 제1 LED 셀(A1,A2,A3)이 배열되며, 이와 평행하게 3개의 제2 LED 셀(B1,B2,B3)이 배열된다. 상기 제1 및 제2 LED 셀 사이에는 2개의 제3 LED 셀(C1,C2)이 배열된다.

이러한 배열형태를 통해서 제3 LED 셀(C1,C2)을 기준으로 하여 다른 제1 및 제2 LED 셀과의 연결을 위한 배선(ac1, ac2, bc1, bc2)을 보다 간단하게 구현할 수 있다.

도4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교류구동 발광장치는, 1 번째와 2번째 제1 LED 셀(A1,A2)의 제2 전극(+)과 1번째 제3 LED 셀(C1)의 제1 전극(-)을 연결하는 배선(ac1)과, 1번째와 2번째 제2 LED 셀(B1,B2)의 제1 전극(-)과 1번째 제3 LED 셀(C1)의 제2 전극(+)을 연결하는 배선(bc1)과, 2번째와 3번째 제1 LED 셀(A2,A3)의 제1 전극(-)과 2번째 제3 LED 셀(C2)의 제2 전극(+)을 연결하는 배선(ac2)과, 2번째와 3번째 제2 LED 셀(B2,B3)의 제2 전극(+)과 2번째 제3 LED 셀(C2)의 제1 전극(-)을 연결하는 배선을 갖는다. 이러한 셀 간의 배선은 에어브릿지(air-bridge) 또는 와이어 등의 공지된 형태의 배선으로 구현될 수 있다.

또한, 상기 제1 접점(P1)에는 1번째 제1 LED 셀(A1)의 제1 전극(-)과 1번째 제2 LED 셀(B1)의 제2 전극이 연결되고, 상기 제2 접점(P2)에는 3번째 제1 LED 셀(A3)의 제2 전극(+)과 3번째 제2 LED 셀(B3)의 제2 전극이 연결된다.

도5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광 장치를 나타내는 평면도이다. 도5는 도4b가 실제 구현된 바람직한 형태의 발광장치를 나타내는 것으로 이해할 수 있다.

도5에 도시된 교류구동형 발광장치는 4개의 변, 즉 제1 내지 제4 변(e1-e4)으로 이루어진 직사각형인 기판(31)을 포함한다.

상기 기판(51) 상면의 제1 변(e1)을 따라 3개의 제1 LED 셀(A1,A2,A3)이 나란히 배열되며, 상기 제1 변(e1)과 대향하는 제2 변(e2)을 따라 3개의 제2 LED 셀(B1,B2,B3)이 나란히 배열된다. 상기 제1 및 제2 LED 셀의 열 사이에는 2개의 제3 LED 셀(C1,C2)이 배열된다.

본 실시형태에 채용되는 제1 내지 3 LED 셀에서, 제1 및 제2 전극(57,57' 및 58)은 각각 해당 셀 상면에서 대향하는 양변에 인접하도록 배치된다. 또한, 상기 제1 및 제2 전극(57,57' 및 58)은 그 변에 따라 연장된 부분을 갖도록 형성된다.

이와 같이, 상기 제1 및 제2 전극(57,57' 및 58)이 대향하는 양변에서 연장되도록 형성됨으로써 각 LED 셀의 전체 발광면적에서 더욱 균일한 전류분포를 도모할 수 있으며, 결과적으로 발광효율을 향상시킬 수 있다.

본 실시형태와 같이, 1번째의 제1 LED 셀(A1)은 상기 기판(51) 상면의 제3 변(e3)을 따라 1번째의 제2 LED 셀(B1)까지 연장되도록 형성될 수 있다. 또한, 마지막인 3번째의 제2 LED 셀(B3)은 상기 기판(51) 상면의 제4 변(e4)을 따라 3번째의 제1 LED 셀(A3)까지 연장되도록 형성될 수 있다. 이러한 셀의 크기와 형상을 조정함으로써 더욱 높은 집적도를 실현할 수 있다.

상기 교류구동 발광장치(50)는 상기 1번째 제1 LED 셀(A1)의 제1 전극 및 상기 1번째 제2 LED 셀(B1)의 제2 전극에 연결된 제1 외부전극(P1)과, 3번째 제1 LED 셀(A3)의 제2 전극 및 3번째 제2 LED 셀(B3)의 제2 전극에 연결된 제2 외부전극(P2)을 갖는다.

바람직하게, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 외부전극(P1)은 상기 1번째의 제1 LED 셀(A1) 상에 위치하며, 상기 제2 외부전극(P2)은 상기 3번째의 제2 LED 셀(B3) 상에 위치할 수 있다. 연장된 LED 셀(A1,B3)이 다른 셀에 비해 상대적으로 넓은 발광면적을 갖도록 설계하기에 유리하므로, 외부전극을 위한 면적을 확보하기 용이할 수 있다. 또한, 특정 셀에 전압이 집중되는 것을 방지하기 위해서, 상기 제1 내지 제3 LED 셀은 거의 동일한 발광 면적을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.

본 명세서에서 사용되는 "발광면적"이라는 용어는, 발광에 가담하는 면적을 의미하는 것으로서, 각 셀의 활성층 면적으로 이해할 수 있다.

도6a 내지 도6d는 도5에 도시된 발광 장치의 측단면도이다.

본 실시형태에 따른 교류 구동 발광장치의 제1 내지 제3 LED 셀은 상기 기판(51) 상에 순차적으로 성장된 제1 도전형 반도체층(54), 활성층(55) 및 제2 도전형 반도체층(56)으로부터 얻어질 수 있다.

즉, 기판(51) 전체 상면에 성장된 발광구조를 위한 제1 도전형 반도체층(54), 활성층(55) 및 제2 도전형 반도체층(56)을 적절한 분리공정을 통해 각 셀 단위로 분리시킴으로써 도1에 도시된 다수의 제1 내지 제3 LED 셀의 배열형태를 얻을 수 있다.

도6a 내지 도6d는 도5에 도시된 발광 장치의 측단면도이며, 바람직하게 채용될 수 있는 각 셀 단위의 분리형태를 나타내며, 각 도면을 통해서 도5에 도시된 구조를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도6a는 도5에 도시된 발광장치를 X1-X1'선을 따라 절개해 본 단면도이다.

도6a를 참조하면, 1번째 제1 LED 셀(A1)과 2 번째 제1 LED 셀(A2)은 기판영역까지 노출시키는 완전분리공정(I1)에 의해 분리되는데 반하여, 2번째 제1 LED 셀(A2)과 3번째 제1 LED 셀(A3)은 제1 도전형 반도체층 영역까지만 노출시키는 반 분리공정(I2)으로 구분될 수 있다. 바람직하게, 2번째 제1 LED 셀(A2)과 3번째 제1 LED 셀(A3)은 상기 제1 도전형 반도체층(54)의 노출된 영역에 형성된 제2 전극(57')을 공유할 수 있다.

이와 같이, 원하는 LED 구동회로가 유지되는 범위에서 부분적으로 반분리공정을 적용하고, 그 노출된 제1 도전형 반도체층영역에 제2 전극(57')을 형성하여 인접한 셀간의 공유 전극으로서 제공함으로써 공정을 단순화하고 집적화도를 보다 향상시킬 수 있다.

도6b는 도5에 도시된 발광장치를 X2-X2'선을 따라 절개해 본 단면도이다.

도6b에 도시된 바와 같이, 1번째 제1 LED 셀(A1)과 3 번째 제2 LED 셀(B3)은 완전분리공정(I1)에 의해 제3 LED 셀들(C1,C2)과 분리되며, 제2 LED 셀(B1,B2)은 서로 완전분리공정(I1)에 의해 분리된다.

도6c는 도2에 도시된 발광장치를 Y1-Y1'선을 따라 절개해 본 단면도이다.

도6c에 도시된 바와 같이, 제1 LED 셀(A1)과 제2 LED 셀(B3) 및 제3 LED 셀은 서로 완전분리공정(I1)에 의해 분리된다. 각 셀의 전극간의 배선(BR)은 앞서 설명한 바와 같이 에어 브릿지 또는 와이어에 의해 구현될 수 있다.

도6d는 도5에 도시된 발광장치를 Y2-Y2'선을 따라 절개해 본 단면도이다.

도6d에 도시된 바와 같이, 1번째의 제1 LED 셀(A1)과 1번째 제2 LED 셀(B1)은 완전분리공정(I1)에 의해 분리된다. 이와 유사하게, 마지막인 3 번째의 제1 및 제3 LED 셀(A3,B3)의 분리 및 연결형태도 유사하게 이해될 수 있다.

물론, 본 실시형태와 달리,, 상기 제1 내지 제3 LED 셀은 모두 상기 기판까지 노출된 영역(완전분리공정)에 의해 인접한 다른 LED 셀과 분리되도록 형성될 수 있으며, 공유전극 없이 각 셀마다 개별 제1 및 제2 전극을 갖도록 형성할 수 있다.

도5에 도시된 바와 같이, 집적도를 향상시키고 다른 LED 셀의 전극간의 연결을 위한 배선이 짧은 길이를 갖도록, 상기 제3 LED 셀(C1,C2)은 전극이 연결된 2개의 제1 LED 셀(A1,A2/A2,A3)과 전극이 연결된 2개의 제2 LED 셀(B1,B2/B2,B3)과 인접하도록 배열되는 것이 바람직하다.

도5에 도시된 바와 같이, 상기 제3 LED 셀(C1,C2)은 각각 그 배열방향으로 기울어진 평행사변형인 상면을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 제3 LED 셀의 제1 및 제2 전극(57,58)은 각각 상기 제3 LED 셀 상면에서 경사진 양변에 인접하여 형성된 것이 바람직하다. 이러한 제3 LED 셀(C1,C2)의 설계는 전극배선연결을 더욱 짧게 구현할 수 있으며, 이로써 배선형성과정에서 발생할 수 있는 불량을 감소시킬 수있다.

배선연결이 더욱 간소하게 구현될 수 있도록, 상기 제1 LED 셀(A1,A2,A3)의 제1 및 제2 전극(57,58)은 각각 해당 LED 셀 상면에서 그 제1 LED 셀의 배열방향과 수직인 양 변에 인접하도록 형성되며, 상기 제2 LED 셀(B1,B2,B3)의 제1 및 제2 전극(57,58)은 각각 해당 LED 셀 상면에서 그 제2 LED 셀의 배열방향과 수직인 양 변에 인접하도록 형성된 것이 바람직하다.

이러한 배열형태는 다양하게 구현될 수 있으며, 본 발명에 유익하게 채용가능한 교류구동 발광장치는 특정 셀의 개수로 정의하지 않고 일반화하면 아래와 같이 표현될 수 있다.

즉, 상기한 교류 구동 발광장치에서, 제1 및 제2 LED 셀은 K개(여기서, K는 3 이하의 정수임)이고 서로 나란히 열을 형성하도록 배열된 형태이며, 제3 LED 셀은 K-1개이고 제1 및 제2 LED 셀의 열 사이에 배열된 형태일 수 있다. 이 경우에, 제1 내지 제3 LED 셀의 전극연결은 아래와 같이 표현될 수 있다.

특정 배열방향으로 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 순서로 정의할 때에, m번째(여기서, m은 K보다 작은 홀수임) 제3 LED 셀의 제1 전극은 m번째와 m+1번째 제1 LED 셀의 제2 전극에 연결되고, m번째 제3 LED 셀의 제2 전극은 m 번째와 m+1번째 제2 LED 셀의 제1 전극에 연결된다. n번째(여기서, n은 K보다 작은 짝수임) 제3 LED 셀의 제1 전극은 n번째와 n+1번째 제2 LED 셀의 제2 전극에 연결되고, n번째 제3 LED 셀의 제2 전극은 n 번째와 n+1번째 제1 LED 셀의 제1 전극에 연결된다.

1번째 제1 LED 셀의 제1 전극과 1번째 제2 LED 셀의 제2 전극에 서로 연결되어 제1 외부전극으로 제공될 접점을 형성하고, 마지막인 K 번째에 해당되는 제1 및 제2 LED 셀의 전극 중 제3 LED 셀에 연결되지 않은 전극에 서로 연결되어 제2 외부전극으로 제공될 접점을 형성한다.

또한, 도6a 내지 도6d에서 설명된 셀간의 분리형태는, 아래와 같이 일반화되어 설명될 수 있다.

즉, m 번째 제2 LED 셀과 m+1번째 제2 LED 셀의 모든 쌍은 상기 제1 도전형 반도체층이 노출된 영역에 의해 서로 분리되고, 상기 제1 도전형 반도체층의 노출된 영역에 형성된 하나의 제2 전극을 공유하도록 설계할 수 있다.

이와 유사하게, n 번째 제1 LED 셀과 n+1번째 제1 LED 셀의 모든 쌍은 상기 제1 도전형 반도체층이 노출된 영역에 의해 서로 분리되며, 상기 제1 도전형 반도체층의 노출된 영역에 형성된 하나의 제2 전극을 공유하도록 설계할 수 있다.

이 경우에, 나머지 다른 인접한 제1 내지 제3 LED 셀은 상기 기판영역까지 노출된 완전분리공정을 통해서 분리하는 것이 바람직하다.

도7은 본 발명의 바람직한 실시형태에 채용가능한 교류구동 발광장치를 나타내는 평면도이며, 도8은 도7에 도시된 발광장치의 등가회로를 나타낸다.

도7에 도시된 발광장치(100)는, 기판(101)과 그 기판(101) 상에 나란히 형성 된 제1 내지 제3 사다리망 회로 LED 어레이(110,120,130)를 포함한다. 상기 제1 내지 제3 사다리망 회로 LED 어레이(110,120,130)는 각각 일변으로부터 대향하는 다른 변을 향해 배열된다(점선방향 참조).

상기 제1 내지 제3 사다리망 회로 LED 어레이(110,120,130) 각각은 기판(101) 상면에 일렬로 배열된 13개의 제1 LED 셀(110A,120A,130A) 및 제2 LED 셀(110B,120B,130B)과, 상기 기판(100) 상면에서 상기 제1 및 제2 LED 셀(110A,120A,130A와 110B,120B,130B)의 열 사이에 그 열들과 평행하게 일렬로 배열된 12개의 제3 LED 셀(110C,120C,130C)을 포함한다.

또한, 상기 제1 내지 제3 사다리망 회로 LED 어레이(110,120,130)는, 사다리망 회로를 구현하기 위한 제1 내지 3 LED 셀간의 연결형태를 갖는다. 이러한 연결형태는 도5에 예시된 LED 셀 간의 연결과 유사한 방식으로 구현될 수 있다.

이하, 본 실시형태에서 채용된 LED 셀간의 연결을 보다 용이하게 설명하기 위해서, 상기 복수의 제1 내지 제3 LED 셀을 각각 특정 배열방향(여기서는 우측에서 좌측으로의 방향)으로의 순서로 지칭한다.

m번째(여기서, m은 13보다 작은 홀수임) 제3 LED 셀(110C,120C,130C)의 제1 전극(117,127,137)은 m번째와 m+1번째 제1 LED 셀(110A,120A,130A)의 제2 전극(118,128,138)에 연결된다. m번째 제3 LED 셀(110C,120C,130C)의 제2 전 극(118,128,138)은 m 번째와 m+1번째 제2 LED 셀(110B,120B,130B)의 제1 전극(117,127,137)에 연결된다.

n번째(여기서, n은 13보다 작은 짝수임) 제3 LED 셀(110C,120C,130C)의 제1 전극(117,127,137)은 n번째와 n+1번째 제2 LED 셀(110B,120B,130B)의 제2 전극(118,128,138)에 연결된다. n번째 제3 LED 셀(110C,120C,130C)의 제2 전극(118,128,138)은 n 번째와 n+1번째 제1 LED 셀(110A,120A,130A)의 제1 전극(117,127,137)에 연결된다.

1번째 제1 LED 셀의 제1 전극과 1번째 제2 LED 셀의 제2 전극은 서로 연결되고, 마직막 번째 제1 및 제2 LED 셀의 전극 중 제3 LED 셀에 연결되지 않은 전극, 즉 13번째 제1 LED 셀의 제2 전극과 제13번째 제2 LED 셀의 제1 전극은 서로 연결된다.

이러한 LED 셀의 전극간의 연결은 배선수단(BR)으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 공지된 배선수단으로는 이에 한정되지는 않으나, 에어브릿지 또는 와이어 등이 있을 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 도5 및 도6a 내지 도6d에 도시되어 설명된 사항은 본 실시형태와 모순되지 않는 한 본 실시형태에 대한 설명으로 결합되어 이해될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 내지 제3 LED 셀은 모두 기판(101) 상에 순차적으로 성장된 제1 도전형 반도체층(104), 활성층(105) 및 제2 도전형 반도체층(106)의 적층 체를 적절한 분리공정을 통해 얻어진 구조일 수 있다. 또한, 제1 및 제3 LED 셀은 제1 전극이 인접한 2개의 셀 단위로 공유되도록 제1 도전형 반도체층까지만 노출되도록 분리될 수 있다(도6a 참조).

또한, 제3 LED 셀(110C,120C,130C)은 도시된 바와 같이 각각 그 배열방향으로 기울어진 평행사변형인 상면을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 제3 LED 셀(110C,120C,130C)의 제1 및 제2 전극(117,127,137과 118,128,138)은 각각 상기 제3 LED 셀 상면에서 경사진 양변에 인접하여 형성된 것이 바람직하다. 이러한 제3 LED 셀(110C,120C,130C)의 설계는 전극배선을 단축시킬 수 있다.

나아가, 배선연결이 더욱 간소하게 구현될 수 있도록, 상기 제1 LED 셀(110A,120A,130A)의 제1 및 제2 전극(117,127,137과 118,128,138)은 각각 해당 LED 셀 상면에서 그 제1 LED 셀의 배열방향과 수직인 양 변에 인접하도록 형성되며, 상기 제2 LED 셀(110C,120C,130C)의 제1 및 제2 전극(117,127,137과 118,128,138)은 각각 해당 LED 셀 상면에서 그 제2 LED 셀의 배열방향과 수직인 양 변에 인접하도록 형성된 것이 바람직하다.

본 실시형태에서, 상기 제2 사다리망 회로 LED 어레이(120)는 상기 제1 및 제3 사다리망 회로 LED 어레이(110,130) 사이에 위치하도록 배열된다.

바람직하게, 상기 제1 및 제2 사다리망 회로형 LED 어레이(110, 120)는 각각의 제2 LED 셀(110B,120B)의 열이 서로 인접하도록 배열되며, 상기 제2 및 제3 사다리망 회로형 LED 어레이(120, 130)는 각각의 제1 LED 셀(120A,130A)의 열이 서로 인접하도록 배열된다.

이러한 배열을 통해 아래에서 설명된 사다리망 회로간의 연결을 용이하게 구현할 수 있다. 즉, 본 실시형태에서, 상기 제2 사다리망 회로 LED 어레이(120)는 양단에서 인접한 제1 및 제3 사다리망 회로 LED 어레이(110,130)와 전기적으로 연결된다.

상기 제1 사다리망 회로형 LED 어레이(110)의 13번째 제2 LED 셀(110B) 중 제3 LED 셀(110C)에 연결되지 않은 전극(즉, 본 실시형태에서는 제1 전극(117))과, 상기 제2 사다리망 회로형 LED 어레이(120)의 13번째의 제2 LED 셀(120B) 중 제3 LED 셀(120C)에 연결되지 않은 전극(즉, 본 실시형태에서는 제1 전극(127))은 서로 연결된다.

이와 유사하게, 상기 제2 사다리망 회로형 LED 어레이(120)의 1번째 제1 LED 셀(120A) 중 제3 LED 셀(110C)에 연결되지 않은 전극(즉, 본 실시형태에서는 제1 전극(127))과, 상기 제2 사다리망 회로형 LED 어레이(130)의 13번째의 제1 LED 셀(130A) 중 제3 LED 셀(130C)에 연결되지 않은 전극(즉, 본 실시형태에서는 제1 전극(137))은 서로 연결된다.

본 실시형태에서는 제2 전극을 통해서 서로 연결된 형태를 갖는다. 이 경우에 사다리망 회로간의 연결전극을 공통전극형태로 구현하여 사다리망회로간 연결을 용이하게 구현할 수 있다.

본 실시형태에서는, 3개의 사다리망 회로 LED 어레이를 갖는 발광장치를 예시하였으나, 사다리망 회로 LED 어레이의 수에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명은 2개의 사다리망 회로 LED 어레이만을 갖는 형태로도 구현될 수 있으며, 4개 이상의 사다리망 회로 LED 어레이로 구현될 수도 있다. 물론, 각 사다리망 회로 LED 어레이에 속하는 LED 셀의 수도 도시된 형태에 한정되지 않는 것은 당업자에게 자명할 것이다.

도9a 내지 도9d은 도7에 도시된 교류구동 발광장치를 채용하는 백색 발광장치의 다양한 예를 나타내는 평면도이다.

즉, 도9a 내지 도9d에 채용된 교류구동 발광장치(100)는 3개의 사다리망회로를 포함하는 교류구동 발광장치이며, 동일한 평면 상에 청색 형광체층와, 녹색형광체층 및 적색 형광체층을 사용하는 예들이다..

도9a에 도시된 교류구동 백색 발광장치(140)는, 각각 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 상면에 위치하도록 각 셀의 배열라인 상에 형성된 청색, 녹색, 적색 형광체층(119A,119B,119C)을 포함한다.

즉, 본 실시형태에서, 녹색 형광체층(119B)은 각 사다리망 회로의 제3 LED 셀 배열라인 상에 형성되며, 청색 및 적색 형광체층은 제1 또는 제2 LED 셀 배열라인 상에 형성된다. 이 경우에, 본 사다리망 구동회로에서, 상기 제3 LED 셀은 교류전압의 전체 주기에서 전체 셀이 발광하는 반면에, 상기 제1 또는 제2 LED 셀은 반주기에서만 발광하므로, 전체 개수의 반만이 발광한다. 따라서, 본 예에서는 녹색광의 광량을 증가시킬 필요가 있을 때에 바람직하며, 다른 특정 파장의 광량을 증가시킬 때에 상술된 원리를 이용할 수 있다.

도9b에 도시된 교류구동 백색 발광장치(150)는, 청색, 녹색 및 적색 형광체층(119A,119B,119C)이 도9a와 유사하게 각각 상기 LED 셀의 배열방향에 따라 형성되지만, 3개의 사다리망 회로형 LED 어레이에서 각각 다른 LED 셀 상에 위치할 수 있다. 특히, 각 사다리망 회로형 LED 어레이의 제3 LED 셀에는 다른 형광체층이 배치되므로, 도9a에 비해 적색, 녹색 및 청색의 광을 거의 균일하게 얻어질 수 있다.

도9c에 도시된 교류구동 백색 발광장치(160)에서, 청색, 녹색 및 적색 형광체층(129A,129B,129C)은 각각 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 각 배열방향과 수직인 방향으로 형성된다. 본 실시형태에서는, 도9a 및 도9b에 설명된 바와 같이, 각 형광체층의 위치에 따라 광량이 크게 좌우되지 않는다.

도9d에 도시된 교류구동 백색 발광장치(170)에서, 청색, 녹색 및 적색 형광체층(139A,139B,139C)은 제1 내지 제3 LED 셀의 각 셀 단위로 다른 형광체층이 위 치하도록 형성될 수 있다. 이러한 형광체층의 배열은 원하는 셀 위치가 노출된 마스크를 이용하여 용이하게 실현될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.

도1a 및 도1b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 AC 구동 백색 발광장치를 나타내는 평면도 및 측단면도이다.

도2는 본 발명의 일 변형예에 따른 AC 구동 백색 발광장치를 나타내는 측단면도이다.

도3은 본 발명의 다른 변형예에 따른 AC 구동 백색 발광장치를 나태는 평면도이다.

도4a 및 도4b는 각각 본 발명에 바람직하게 채용될 수 있는 AC 구동 백색 발광장치의 구동회로를 나타낸다.

도4b는 도4a의 구동회로에 따른 발광셀 배열를 개략적으로 나타낸다.

도5는 도4b에 따른 AC 구동 백색 발광장치의 일 예를 나타내는 평면도이다.

도6a 내지 도6d는 도5에 도시된 AC 구동 백색 발광장치의 측단면도들이다.

도7은 본 발명의 바람직한 실시형태에 채용되는 AC 구동 발광장치이다.

도8은 도7에 도시된 실시형태에 채용된 AC 구동 발광장치의 등가회로를 나타낸다.

도9a 내지 도9d은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 AC 구동 백색 발광장치의 다양한 예를 나타내는 평면도이다.

Claims (18)

1. 기판;

   각각 상기 기판 상면에 순차적으로 형성된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 교류전압에서 구동 가능하도록 전기적으로 연결된 다수의 LED 셀; 및

   상기 다수의 LED 셀의 상면에 위치하도록 상기 기판 상면의 서로 다른 영역에 각각 형성되며, 상기 활성층으로부터 발생된 광을 서로 다른 파장 스펙트럼의 광으로 변환하는 제공하는 다른 종류의 형광체를 각각 함유하는 적어도 2개의 형광체층을 포함하는 교류구동 백색 발광장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 다수의 LED 셀은 청색광을 발생하는 LED 셀이며,

   상기 적어도 2개의 형광체층은 적색 형광체층과 녹색 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 다수의 LED 셀은 자외선 또는 근자외선광을 발생하는 LED 셀이며,

   상기 적어도 2개의 형광체층은 적색 형광체층, 녹색 형광체층 및 청색 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 적어도 2개의 형광체층은 서로 다른 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 적어도 2개의 형광체층이 형성된 영역은 서로 다른 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 다수의 LED 셀은, 상기 기판 상면에 일렬로 배열된 K개(여기서, K는 3 이하의 정수임)의 제1 LED 셀과, 상기 기판 상면에 상기 제1 LED셀의 열과 평행하게 일렬로 배열된 K개의 제2 LED 셀과, 상기 기판 상면에서 상기 제1 및 제2 LED 셀의 열 사이에 일렬로 배열된 K-1개의 제3 LED 셀을 포함하며,

   특정 배열방향으로 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 순서로 정의할 때에,

   m번째(여기서, m은 K보다 작은 홀수임) 제3 LED 셀의 제1 전극은 m번째와 m+1번째 제1 LED 셀의 제2 전극에 연결되고, m번째 제3 LED 셀의 제2 전극은 m 번째와 m+1번째 제2 LED 셀의 제1 전극에 연결되고,

   n번째(여기서, n은 K보다 작은 짝수임) 제3 LED 셀의 제1 전극은 n번째와 n+1번째 제2 LED 셀의 제2 전극에 연결되고, n번째 제3 LED 셀의 제2 전극은 n 번째와 n+1번째 제1 LED 셀의 제1 전극에 연결되며,

   1 번째 제1 LED 셀의 제1 전극과 1 번째 제2 LED 셀의 제2 전극에 연결된 제1 외부전극과, K 번째 제1 및 제2 LED 셀의 전극 중 제3 LED 셀에 연결되지 않은 전극에 연결된 제2 외부전극을 더 포함하는 교류구동 백색 발광장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 적어도 2개의 형광체층은 각각 서로 다른 파장 스펙트럼으로 변환되는 형광체를 함유하는 제1 내지 제3 형광체층이며,

   상기 제1 내지 제3 형광체층은 각각 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 상면에 위치하도록 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 배열라인을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제3 형광체층에 함유된 형광체는 상기 제1 및 제2 형광체층에 함유된 형광체보다 낮은 광변환효율을 갖는 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.
9. 제6항에 있어서,

   상기 적어도 2개의 형광체층은 각각 서로 다른 파장 스펙트럼으로 변환되는 형광체를 함유하는 제1 내지 제3 형광체층이며,

   상기 제1 내지 제3 LED 셀의 각 셀 단위로 다른 형광체층이 형성된 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.
10. 제6항 또는 제7항에 있어서,

    상기 제3 LED 셀은 전극이 연결된 2개의 제1 LED 셀과 전극이 연결된 2개의 제2 LED 셀과 인접하도록 배열되며,

    상기 제3 LED 셀은 각각 그 배열방향으로 기울어진 평행사변형인 상면을 갖는 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.
11. 제6항 또는 제7항에 있어서,

    m 번째 제2 LED 셀과 m+1번째 제2 LED 셀은 상기 제1 도전형 반도체층이 노 출된 영역에 의해 서로 분리되고, 상기 제1 도전형 반도체층의 노출된 영역에 형성된 하나의 제1 전극을 공유하며,

    n 번째 제1 LED 셀과 n+1번째 제1 LED 셀은 상기 제1 도전형 반도체층이 노출된 영역에 의해 서로 분리되며, 상기 제1 도전형 반도체층의 노출된 영역에 형성된 하나의 제1 전극을 공유하고,

    나머지 다른 인접한 제1 내지 제3 LED 셀은 상기 기판까지 노출된 영역에 의해 분리된 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.
12. 제1항에 있어서,

    상기 기판 상면에 서로 나란히 형성되며, 각각 상기 다수의 LED 셀로 이루어진 적어도 제1 및 제2 사다리망 회로 LED 어레이를 포함하며,

    상기 제1 및 제2 사다리망 회로형 LED 어레이를 구성하는 각각 LED 셀은,

    상기 기판 상면에 일렬로 배열된 K개(여기서, K는 3 이하의 정수임)의 제1 LED 셀과, 상기 기판 상면에 상기 제1 LED 셀의 열과 평행하게 일렬로 배열된 K개의 제2 LED 셀과, 상기 기판 상면에서 상기 제1 및 제2 LED 셀의 열 사이에 일렬로 배열된 K-1개의 제3 LED 셀을 포함하며,

    상기 제1 및 제2 사다리망 회로형 LED 어레이는 각각의 제2 LED 셀의 열이 서로 인접하도록 배열되고,

    특정 배열방향으로 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 순서를 정의할 때에,

    m번째(여기서, m은 K보다 작은 홀수임) 제3 LED 셀의 제1 전극은 m번째와 m+1번째 제1 LED 셀의 제2 전극에 연결되고, m번째 제3 LED 셀의 제2 전극은 m 번째와 m+1번째 제2 LED 셀의 제1 전극에 연결되고,

    n번째(여기서, n은 K보다 작은 짝수임) 제3 LED 셀의 제1 전극은 n번째와 n+1번째 제2 LED 셀의 제2 전극에 연결되고, n번째 제3 LED 셀의 제2 전극은 n 번째와 n+1번째 제1 LED 셀의 제1 전극에 연결되며,

    1 번째 제1 LED 셀의 제1 전극과 1 번째 제2 LED 셀의 제2 전극은 서로 연결되고, K 번째 제1 및 제2 LED 셀의 전극 중 제3 LED 셀에 연결되지 않은 전극은 서로 연결되고,

    상기 제1 사다리망 회로형 LED 어레이의 K 번째 제2 LED 셀과 상기 제2 사다리망 회로형 LED 어레이의 K 번째의 제2 LED 셀 중 제3 LED 셀에 연결되지 않은 전극은 서로 연결된 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 기판 상면에 일렬로 배열된 K개(여기서, K는 3 이하의 정수임)의 제1 LED 셀과, 상기 기판 상면에 상기 제1 LED셀의 열과 평행하게 일렬로 배열된 K개의 제2 LED 셀과, 상기 기판 상면에서 상기 제1 및 제2 LED 셀의 열 사이에 일렬로 배열된 K-1개의 제3 LED 셀을 포함하며, 상기 제1 사다리망 회로 LED 어레이에서의 제1 내지 제3 LED 셀의 전극 연결형태와 동일한 형태의 전극연결형태를 갖는 제3 사다리망 회로형 LED 어레이를 더 포함하며,

    상기 제3 사다리망 회로형 LED 어레이의 제1 LED 셀은 상기 제2 사다리망 회로형 LED 어레이의 제1 LED 셀과 인접하여 나란히 배열되고,

    상기 제2 사다리망 회로형 LED 어레이의 1번째의 제1 LED 셀과 상기 제3 사다리망 회로형 LED 어레이의 1번째의 제1 LED 셀 중 제3 LED 셀에 연결되지 않은 전극은 서로 연결된 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,

    상기 적어도 2개의 형광체층은 각각 서로 다른 파장 스펙트럼으로 변환되는 형광체를 함유하는 제1 내지 제3 형광체층이며,

    상기 제1 내지 제3 형광체층은 각각 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 상면에 위치하도록 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 배열라인에 따라 형성된 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.
15. 제14항에 있어서,

    상기 제3 형광체층에 함유된 형광체는 상기 제1 및 제2 형광체층에 함유된 형광체보다 낮은 광변환효율을 갖는 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.
16. 제13항에 있어서,

    상기 적어도 2개의 형광체층은 각각 서로 다른 파장 스펙트럼으로 변환되는 형광체를 함유하는 제1 내지 제3 형광체층이며,

    상기 제1 내지 제3 형광체층은 각각 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 배열라인에 따라 형성되며 상기 각 사다리망 회로형 LED 어레이에서 다른 LED 셀 상에 위치하도록 배열된 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.
17. 제13항에 있어서,

    상기 적어도 2개의 형광체층은 각각 서로 다른 파장 스펙트럼으로 변환되는 형광체를 함유하는 제1 내지 제3 형광체층이며,

    상기 제1 내지 제3 형광체층은 각각 상기 제1 내지 제3 LED 셀의 각 배열방향과 수직인 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.
18. 제13항에 있어서,

    상기 적어도 2개의 형광체층은 서로 다른 파장 스펙트럼으로 변환되는 형광체를 함유하는 제1 내지 제3 형광체층이며,

    상기 제1 내지 제3 LED 셀의 각 셀 단위로 다른 형광체층이 형성된 것을 특징으로 하는 교류구동 백색 발광장치.

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