KR101104767B1 - The light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 발광 다이오드를 포함하는 교류용 발광 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device. In particular, the present invention relates to an AC light emitting device including a light emitting diode.
발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)는 GaAs 계열, AlGaAs 계열, GaN 계열, InGaN 계열 및 InGaAlP 계열 등의 화합물 반도체 재료를 이용하여 발광 원을 구성할 수 있다. A light emitting diode (LED) may form a light emitting source using compound semiconductor materials such as GaAs series, AlGaAs series, GaN series, InGaN series, and InGaAlP series.
이러한 발광 다이오드는 패키지화되어 다양한 색을 방출하는 발광 장치로 이용되고 있으며, 발광 장치는 칼라를 표시하는 점등 표시기, 문자 표시기 및 영상 표시기 등의 다양한 분야에 광원으로 사용되고 있다.Such a light emitting diode is packaged and used as a light emitting device that emits a variety of colors, and the light emitting device is used as a light source in various fields such as a lighting indicator for displaying a color, a character display, and an image display.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 동시에 구동되는 복수의 발광 다이오드를 가지는 복수의 발광소자 패키지를 가지는 조명 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a lighting device having a plurality of light emitting device packages having a plurality of light emitting diodes driven simultaneously.
본 발명은 기판; 상기 기판 위에 적어도 하나의 제1 발광소자 패키지; 및 전원에 대하여 상기 제1 발광소자 패키지와 반대로 연결되는 적어도 하나의 제2 발광소자 패키지를 포함하며, 각각의 상기 제1 및 제2 발광소자 패키지는 복수의 발광 다이오드를 포함하며, 상기 제1 또는 제2 발광소자 패키지가 교대로 구동될 때, 구동되는 상기 발광소자 패키지에 포함되는 상기 복수의 발광 다이오드가 동시에 빛을 발생하는 교류용 발광 장치를 제시한다. The present invention relates to a substrate; At least one first light emitting device package on the substrate; And at least one second light emitting device package connected to the first light emitting device package with respect to a power source, wherein each of the first and second light emitting device packages includes a plurality of light emitting diodes. When the second light emitting device package is alternately driven, the light emitting device for alternating current in which the plurality of light emitting diodes included in the light emitting device package to be driven at the same time generates light.
적어도 하나의 상기 제1 발광소자 패키지와 적어도 하나의 상기 제2 발광소자 패키지는 교대로 배치될 수 있다. At least one first light emitting device package and at least one second light emitting device package may be alternately disposed.
각각의 상기 제1 또는 제2 발광소자 패키지의 복수의 발광 다이오드는 직렬연결될 수 있다.A plurality of light emitting diodes of each of the first or second light emitting device packages may be connected in series.
상기 제1 발광소자 패키지의 상기 복수의 발광 다이오드는 음의 전극이 상기 전원의 입력단과 연결되어 있으며, 상기 제2 발광소자 패키지의 상기 복수의 발광 다이오드는 양의 전극이 상기 전원의 입력단과 연결될 수 있다.A negative electrode of the plurality of light emitting diodes of the first light emitting device package may be connected to an input terminal of the power supply, and a positive electrode of the plurality of light emitting diodes of the second light emitting device package may be connected to an input terminal of the power source. have.
복수의 상기 제1 발광소자 패키지는 서로 직렬연결되어 있고, 복수의 상기 제2 발광소자 패키지는 서로 직렬연결될 수 있다.The plurality of first light emitting device packages may be connected in series with each other, and the plurality of second light emitting device packages may be connected in series with each other.
상기 제1 및 제2 발광소자 패키지는 상기 복수의 발광 다이오드가 형성되어 있는 발광칩을 포함할 수 있다.The first and second light emitting device packages may include light emitting chips on which the plurality of light emitting diodes are formed.
상기 발광칩은 상기 복수의 발광 다이오드가 매트릭스 형태의 셀을 이룰 수 있다.In the light emitting chip, the plurality of light emitting diodes may form a matrix cell.
상기 발광칩을 이루는 복수의 발광 다이오드의 수효는 아래의 수학식을 충족할 수 있다. The number of light emitting diodes constituting the light emitting chip may satisfy the following equation.
L=VSOURCE/(m x Vdriving)L = V SOURCE / (mx V driving )
(VSOURCE는 교류 전원의 최대값, m은 직렬 연결되는 상기 발광소자 패키지의 수효, Vdriving은 하나의 상기 발광 다이오드를 구동하기 위한 구동 전압을 의미한다.)(V SOURCE is the maximum value of the AC power, m is the number of the light emitting device package connected in series, V driving means the drive voltage for driving one of the light emitting diodes.)
상기 교류 전원이 220V, 구동전압이 3.2V일 때, 상기 교류용 발광 장치는 상기 기판 위에 직렬 연결되는 2개의 상기 제1 발광소자 패키지 및 직렬 연결되는 2개의 상기 제2 발광소자 패키지를 포함하며, 각각의 상기 발광칩은 34개의 상기 발광 다이오드를 포함할 수 있다.When the AC power is 220V and the driving voltage is 3.2V, the AC light emitting device includes two first light emitting device packages connected in series on the substrate and two second light emitting device packages connected in series. Each of the light emitting chips may include 34 light emitting diodes.
복수의 상기 발광 다이오드는 패드가 형성되어 있는 적어도 2개의 패드 발광 다이오드를 포함하며, 상기 패드 발광 다이오드는 이웃한 상기 발광 다이오드보다 넓은 면적을 가질 수 있다.The plurality of light emitting diodes may include at least two pad light emitting diodes having pads formed thereon, and the pad light emitting diodes may have a larger area than the adjacent light emitting diodes.
상기 제1 또는 제2 발광소자 패키지는, 캐비티가 형성되어 있는 몸체, 상기 캐비티 내에 분리되어 있는 제1 및 제2 도전부재, 상기 제1 및 제2 도전부재와 전기적으로 연결되어 있으며 상기 캐비티 내에 실장되며, 상기 복수의 발광 다이오드가 형성되어 있는 발광칩, 그리고 상기 캐비티를 매립하는 수지재를 포함할 수 있다.The first or second light emitting device package may include a body in which a cavity is formed, first and second conductive members separated in the cavity, and electrically connected to the first and second conductive members, and mounted in the cavity. And a light emitting chip in which the plurality of light emitting diodes are formed, and a resin material filling the cavity.
하나의 상기 제1 또는 제2 발광소자 패키지 내의 상기 복수의 발광 다이오드는 직병렬될 수 있다.The plurality of light emitting diodes in one first or second light emitting device package may be parallel to each other.
상기 교류용 발광 장치는, 상기 기판을 지지하는 케이스 몸체, 상기 케이스 몸체에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자, 그리고 상기 기판에 형성되는 복수의 제1 및 제2 발광소자 패키지를 덮는 렌즈를 포함할 수 있다.The AC light emitting device includes a case body supporting the substrate, a connection terminal provided on the case body and receiving power from an external power source, and a lens covering a plurality of first and second light emitting device packages formed on the substrate. It may include.
본 발명과 같이 하나의 발광칩에 형성되는 복수의 셀을 동일한 구조로 형성하고, 하나의 발광칩 내의 복수의 셀이 직렬 연결되어 동시 구동함으로써 셀 사이의 연결이 단순해지고, 사용되는 마스크의 수효가 줄어들어 제조 공정이 단순해지고 경제적이다. 또한, 발광칩 내의 배선의 연결이 단순해짐으로써 누설전류가 감소하므로 소자 신뢰성이 확보될 수 있다. As the present invention, a plurality of cells formed in one light emitting chip are formed in the same structure, and a plurality of cells in one light emitting chip are connected in series and simultaneously driven, thereby simplifying the connection between the cells and increasing the number of masks used. The manufacturing process is simplified and economical. In addition, since the leakage current is reduced by simplifying the wiring of the light emitting chip, device reliability can be secured.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시되어 있는 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 발광 장치의 회로도이다.
도 4는 도 1의 발광 장치의 일 실시예에 따른 상세 회로도이다.
도 5는 도 4의 상세 회로도에 따른 발광칩의 상면도이다.
도 6은 도 5의 발광칩을 Ⅰ-Ⅰ'으로 절단한 단면도이다.
도 7은 도 5의 발광칩을 Ⅱ-Ⅱ'으로 절단한 단면도이다.
도 8은 도 2의 발광소자 패키지의 다른 실시예에 따른 발광칩의 상면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 분해 사시도이다.1 is a perspective view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the light emitting device package illustrated in FIG. 1.
3 is a circuit diagram of the light emitting device of FIG. 1.
4 is a detailed circuit diagram illustrating an example of the light emitting device of FIG. 1.
FIG. 5 is a top view of the light emitting chip according to the detailed circuit diagram of FIG. 4.
6 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of the light emitting chip of FIG. 5.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line II-II ′ of the light emitting chip of FIG. 5.
8 is a top view of a light emitting chip according to another embodiment of the light emitting device package of FIG. 2.
9 is an exploded perspective view of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. .
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.
본 발명은 복수의 발광셀을 가지는 복수의 발광칩을 포함하며, 교류전압에 따라 복수의 발광칩이 선택적으로 빛을 방출하는 발광 장치에 대한 것으로, 각각의 발광칩이 동작할 때 상기 발광칩을 구성하는 복수의 발광셀이 동시에 빛을 생성하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a light emitting device including a plurality of light emitting chips having a plurality of light emitting cells, wherein the plurality of light emitting chips selectively emit light according to an alternating voltage. A plurality of light emitting cells to be configured to generate light at the same time.
이하에서는 도 1 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치를 설명한다.Hereinafter, a light emitting device according to a first exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시되어 있는 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이며, 도 3은 도 1의 발광 장치의 회로도이다.1 is a perspective view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device package shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a circuit diagram of the light emitting device of FIG. 1.
도 1을 참고하면, 발광 장치(100)는 케이스 몸체(110), 이 케이스 몸체(110)에 설치된 복수의 발광소자 패키지(200A-200D), 케이스 몸체(110)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
케이스 몸체(110)는 방열 특성이 양호한 물질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 금속 또는 수지로 형성될 수 있다.The
발광소자 패키지(200A-200D)는 기판(130) 위에 탑재된다.The light
상기 기판(130)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB), 메탈 코아(metal core) PCB, 연성(flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있다. The
또한, 기판(130)은 빛을 효율적으로 반사하는 물질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다.In addition, the
발광소자 패키지(200A-200D)는 각각 적어도 하나의 발광칩을 포함하며, 각각의 발광칩은 복수의 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)가 각각의 셀을 이루며 형성될 수 있다. Each of the light
발광 다이오드는 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 유색 빛을 각각 발광하는 유색 발광 소자 및 자외선(UV:UltraViolet)을 발광하는 UV 발광 소자를 포함할 수 있다.The light emitting diode may include a colored light emitting device that emits colored light of red, green, blue, or white color, and a UV light emitting device that emits ultraviolet light (UV).
발광소자 패키지(200A-200D)는 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광 다이오드의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 소자, 적색 발광 소자 및 녹색 발광 소자를 조합하여 배치할 수 있다. The light
또한, 발광소자 패키지(200A-200D)에서 방출되는 광의 진행 경로 상에는 형광 시트가 더 배치될 수 있으며, 형광 시트는 상기 발광소자 패키지(200A-200D)에서 방출되는 광의 파장을 변화시킨다. In addition, a fluorescent sheet may be further disposed on a traveling path of light emitted from the light
예를 들어, 발광소자 패키지(200A-200D)에서 방출되는 광이 청색 파장대를 갖는 경우 형광 시트에는 황색 형광체가 포함될 수 있으며, 발광소자 패키지(200A-200D)에서 방출된 광은 상기 형광 시트를 지나 최종적으로 백색광으로 보여지게 된다.For example, when the light emitted from the light
연결 단자(120)는 발광소자 패키지(200A-200D)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 도 1에 도시된 것에 따르면, 연결 단자(120)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 연결 단자(120)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.The
또한, 도 1과 같이 케이스 몸체(110)와 연결되어 상기 발광소자 패키지(200A-200D)를 덮는 렌즈(140)를 더 포함한다. 상기 렌즈(140)는 투명 또는 반투명의 글라스로 형성되며, 상기 발광소자 패키지(200A-200D)가 실장되어 있는 기판(130)을 원주로 반구형일 수 있다. In addition, as shown in FIG. 1, the
상술한 바와 같은 발광 장치(100)는 상기 발광소자 패키지(200A-200D)에서 방출되는 광의 진행 경로 상에 광가이드 부재, 확산 시트, 집광 시트, 휘도 상승 시트 및 형광 시트 중 적어도 어느 하나가 배치되어, 원하는 광학적 효과를 얻을 수 있다.In the
이때, 상기 발광소자 패키지(200A-200D)는 짝수개가 배치될 수 있으며, 예를 들어 도 1과 같이 4개의 발광소자 패키지(200A-200D)가 매트릭스 형으로 배치될 수 있다. In this case, an even number of the light emitting device packages 200A-200D may be arranged. For example, four light emitting device packages 200A-200D may be arranged in a matrix form as shown in FIG. 1.
각각의 발광소자 패키지(200A-200D)는 동일한 구조를 가질 수 있다. Each light emitting
상세하게는, 도 2와 같이 발광소자 패키지(200A-200D)는 캐비티를 포함하는 몸체(210), 발광칩(300), 수지물(260), 제1,2 도전 부재(230,240)를 포함한다.In detail, as shown in FIG. 2, the light emitting device packages 200A to 200D include a
상기 몸체(210)는 폴리프탈아미드(PPA), 액정폴리머(LCP), 신지오택틱폴리스티렌(SPS) 또는 세라믹(ceramics) 중 어느 하나의 재질을 포함하여 소정형상으로 사출 성형될 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 상기 몸체(210)의 상부(220)에는 컵 형상의 캐비티(215)가 일정 깊이로 형성된다. 캐비티(215)의 측면은 바닥면에 수직한 축을 기준으로 소정 각도만큼 경사지게 형성될 수 있다.The
상기 몸체(210)에는 수평하게 배치되는 복수개의 제1,2 도전 부재(230,240)가 형성된다. The
상기 제1,2 도전 부재(230,240)는 상기 캐비티(215) 내부에 노출되며 서로 전기적으로 분리된다. 제1,2 도전 부재(230,240)의 양 끝단은 몸체(210)의 외부로 노출되어 전극으로 이용되며, 전극으로 사용되는 영역은 도 2와 같이 몸체(210) 하부로 절곡되어 있을 수 있다. 제1,2 도전 부재(230,240)의 표면에는 반사 물질이 코팅될 수도 있다.The first and second
제1 도전 부재(230)와 제2 도전부재(240) 사이의 캐비티(215) 바닥면에는 발광칩(300)이 본딩되어 있으며, 각각의 와이어(250)를 통해 제1,2 도전 부재(230,240)에 연결될 수 있다. The
상기 발광칩(300)은 와이어 본딩, 다이 본딩, 플립 본딩 방식을 선택적으로 이용하여 탑재할 수 있으며, 이러한 본딩 방식은 칩 종류 및 칩의 전극 위치에 따라 변경될 수 있다.The
발광칩(300)은 III족과 V족 원소의 화합물 반도체 예컨대 AlInGaN, InGaN, GaN, GaAs, InGaP, AllnGaP, InP, InGaAs 등의 계열의 반도체를 이용하여 제조된 반도체 발광 다이오드를 선택적으로 포함할 수 있다. The
또한, 각 발광칩(300)는 청색 LED 칩, 황색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 적색 LED 칩, UV LED 칩, 호박색 LED 칩, 청-녹색 LED 칩 등으로 이루어질 수 있다. In addition, each light emitting
발광칩(300)의 구조는 뒤에서 상세히 설명한다.The structure of the
또한, 제1,2 도전 부재(230,240)는 발광칩(300)의 보호를 위해 제너 다이오드(도시하지 않음)와 같은 보호 소자와 전기적으로 연결될 수도 있다. In addition, the first and second
한편, 캐비티(215)의 측면에는 반사층(도시하지 않음)이 형성될 수 있으며, 캐비티(215)를 매립하며 수지물(260)이 형성된다. 수지물(260)은 투명한 실리콘 또는 에폭시 재질을 포함하며, 형광체를 포함할 수도 있다. Meanwhile, a reflective layer (not shown) may be formed on the side surface of the
다시 도 1을 참고하면, 기판(130) 위에 배열되는 4개의 발광소자 패키지(200A-200D) 중 대각선으로 배열되는 2개의 발광소자 패키지(200A,200B)는 동시에 구동되고, 이웃한 발광소자 패키지(200C,200D)와 교대로 구동되어 빛을 발생한다.Referring back to FIG. 1, two light emitting
즉, 도 1에서는 제1 발광소자 패키지(200A)와 제1 발광소자 패키지(200A)의 대각선에 있는 제2 발광소자 패키지(200B)가 동시에 구동되고, 제3 발광소자 패키지(200C)와 그의 대각선에 있는 제4 발광소자 패키지(200D)가 동시에 구동되며, 제1 및 제2 발광소자 패키지(200A,200B)의 동작과 제3 및 제4 발광소자 패키지(200C,200D)의 동작은 교대로 진행된다.That is, in FIG. 1, the first light emitting
이러한 발광소자 패키지(200A-200D)의 교대 발광은 교류 전원(150)을 인가함에 따라 진행된다.Alternate light emission of the light emitting device packages 200A to 200D proceeds by applying the
도 3을 참고하면, 교류 전원(150)에 연결되어 있는 4개의 발광소자 패키지(200A-200D)는 각각이 하나의 발광 다이오드로서 동작하므로 발광 다이오드로 도시한다.Referring to FIG. 3, four light emitting device packages 200A to 200D connected to the
제1 발광소자 패키지(200A)와 대각선의 제2 발광소자 패키지(200B)가 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이에 직렬로 연결되어 있고, 제3 발광소자 패키지(200C)와 그의 대각선의 제4 발광소자 패키지(200D)가 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이에 직렬로 연결되어 있으며, 제1 및 제2 발광소자 패키지(200A,200B)와 제3 및 제4 발광소자 패키지(200C,200D)는 역방향으로 연결되어 있다.The first light emitting
즉, 제1 노드(n1)는 제1 발광소자 패키지(200A)의 음의 전극과 연결되고 제3 발광소자 패키지(200C)의 양의 전극과 연결되고, 제2 노드(n2)는 제2 발광소자 패키지(200B)의 양의 전극과 연결되고, 제4 발광소자 패키지(200D)의 음의 전극과 연결되어 있다.That is, the first node n1 is connected to the negative electrode of the first light emitting
제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이에 교류 전원(150)이 연결되어 있으며, 교류 전원(150)과 제1 노드(n1) 또는 제2 노드(n2) 사이에는 정합을 위한 저항(R1) 또는 캐패시터 등이 연결될 수 있다.An
따라서, 교류 전원(150)으로부터 한주기의 반주기 동안 음의 전압이 제1 노드(n1)에 인가되면 제1 및 제2 발광소자 패키지(200A,200B)가 도통되어 발광소자 패키지(200A,200B)의 발광칩(300)이 빛을 발생하고 제3 및 제4 발광소자 패키지(200C,200D)는 역전압이 걸림으로써 구동하지 않으며, 다음 반주기 동안 양의 전압이 제1 노드(n1)에 인가되면 제3 및 제4 발광소자 패키지(200C,200D)가 도통되어 발광소자 패키지(200C,200D)의 발광칩(300)이 빛을 발생하고 제1 및 제2 발광소자 패키지(200A,200B)는 구동하지 않는다.Therefore, when a negative voltage is applied to the first node n1 for one half of a period from the
이때, 교류 전원(150)은 상용 전압인 220V일 수 있으며, 60Hz의 주기를 가질 수 있다.In this case, the
따라서, 단시간 동안 제1 및 제2 발광소자 패키지(200A,200B)와 제3 및 제4 발광소자 패키지(200C,200D)가 교대로 빛을 발생함으로써 육안으로는 발광 장치(100)가 일정하게 빛을 조사하는 것으로 인식할 수 있다. Therefore, since the first and second light emitting
이때, 각각의 발광소자 패키지(200A-200D) 내의 발광칩(300)은 복수개의 발광 다이오드를 포함하며, 하나의 발광칩(300)을 이루는 발광 다이오드의 구성은 도 4와 같을 수 있다. In this case, the
도 4는 발광 장치의 일 실시예에 따른 상세 회로도이다.4 is a detailed circuit diagram according to an embodiment of the light emitting device.
도 4를 참고하면, 각각의 발광소자 패키지(200A-200D)는 발광칩(300) 내에 동일한 수효의 복수의 발광 다이오드(DA1-DAl ,DB1-DBl ,DC1-DCl,DD1-DDl)를 포함하며, 복수의 발광 다이오드(DA1-DAl ,DB1-DBl ,DC1-DCl,DD1-DDl)는 한 발광칩(300) 내에 직렬로 연결되어 있다.Referring to Figure 4, each light emitting device (200A-200D) includes a plurality of light emission of the same suhyo in the
즉, 제1 발광소자 패키지(200A) 내의 l개의 발광 다이오드(DA1-DAl)는 제1 발광 다이오드(DA1)의 음의 전극이 제1 노드(n1)와 연결되어 있으며, 양의 전극이 제2 발광 다이오드(DA2)의 음의 전극과 연결되어 있다. 이와 같은 직렬 연결이 제l-1 발광 다이오드(DAl-1)까지 연결되어 있으며, 제l 발광 다이오드(DAl)의 양의 전극이 제3 발광소자 패키지(200B)의 제1 발광 다이오드(DB1)의 음의 전극과 연결됨으로써 제1 발광소자 패키지(200A)와 제2 발광소자 패키지(200B)가 직렬 연결된다.That is, and the negative electrode of the first light emitting device l of emission in the (200A) diodes (DA1-DA l) of the first light emitting diode (DA1) connected to the first node (n1), a positive electrode of claim 2 is connected to the negative electrode of the light emitting diode DA2. The series connection is connected to the first l- 1 light emitting diode DA l -1, and the positive electrode of the first l light emitting diode DA l is connected to the first light emitting diode DB1 of the third light emitting
제2 발광소자 패키지(200B)의 복수의 발광 다이오드(DB1-DBl) 또한 직렬 연결되어 있으며, 마지막 발광 다이오드인 제l 발광 다이오드(DBl)의 양의 전극이 제2 노드(n2)와 연결된다.A second light emitting device package, and (200B) a plurality of light emitting diodes (DB1-DB l) is also a serial connection, connected to both the second node (n2) electrode of the last light-emitting diode of claim l emitting diode (DB l) do.
제3 발광소자 패키지(200C)의 제1 발광 다이오드(DC1)의 양의 전극이 제1 노드(n1)와 연결되어 있으며, 마지막인 제l 발광 다이오드(DCl)가 제4 발광소자 패키지(200D)의 제1 발광 다이오드(DD1)와 연결되고, 제l 발광 다이오드(DDl)의 음의 전극이 제2 노드(n2)에 연결되어 제3 및 제4 발광소자 패키지(200C,200D)를 직렬연결한다.The positive electrode of the first light emitting diode DC1 of the third light emitting
이와 같이, 각 발광소자 패키지(200A-200D) 내의 복수의 발광 다이오드(DA1-DAl,DB1-DBl,DC1-DCl,DD1-DDl)가 직렬 연결되어 동시 발광하며, 전압이 인가될 때 전압을 분배함으로써 각 발광 다이오드(DA1-DAl ,DB1-DBl ,DC1-DCl,DD1-DDl)의 구동 전압에 해당하는 전압만큼이 개별 다이오드에 인가될 수 있다. In this way, each light emitting device (200A-200D) and a plurality of light emitting diodes are (DA1-DA l, DB1- DB l, DC1-DC l, DD1-DD l) a series connection synchronizer in, it is applied to the voltage When the voltage is divided , the voltage corresponding to the driving voltage of each of the light emitting diodes DA 1 -
즉, 다음의 수학식에 따라 하나의 발광소자 패키지(200A-200D) 내의 발광 다이오드의 수효(L)가 결정된다.That is, the number L of light emitting diodes in one light emitting
[수학식][Equation]
L=VSOURCE/(m x Vdriving)L = V SOURCE / (mx V driving )
이때, VSOURCE는 교류 전원(150)의 최대값, m은 직렬 연결되는 발광소자 패키지(200A-200D)의 수효, Vdriving은 하나의 발광 다이오드를 구동하기 위한 구동 전압을 의미한다.In this case, V SOURCE is the maximum value of the
예를 들어, 교류 전원(150)이 220V이고, 직렬 연결되어 있는 2개의 발광소자 패키지(200A, 200B)가 직렬 연결되며, 하나의 발광 다이오드의 구동 전압이 3.2V인 경우, 한 발광소자 패키지의 발광 다이오드의 수효(L)은 34를 충족한다.For example, when the
따라서, 한 패키지(200A-200D) 내에 34개의 발광 다이오드(DA1-DAl ,DB1-DBl , DC1-DCl,DD1-DDl),(l=34)가 직렬 연결되어 있을 수 있으며, 이때 한 발광소자 패키지(200A-200D) 내의 34개의 발광 다이오드(DA1-DAl ,DB1-DBl ,DC1-DCl, DD1-DDl)는 하나의 발광칩(300) 내에 형성될 수 있다.Therefore, 34 light emitting diodes DA1-DA l , DB1-DB l , DC1-DC l , DD1-DD l , and ( l = 34) may be connected in series in one
이하에서는 도 5 내지 도 7을 참고하여 본 실시예에 따른 발광 장치(100)의 발광칩(300)의 일 예를 설명한다.Hereinafter, an example of the
도 5는 도 4의 상세 회로도에 따른 발광칩의 상면도이고, 도 6은 도 5의 발광칩을 Ⅰ-Ⅰ'으로 절단한 단면도이며, 도 7은 도 5의 발광칩을 Ⅱ-Ⅱ'으로 절단한 단면도이다.5 is a top view of the light emitting chip according to the detailed circuit diagram of FIG. 4, FIG. 6 is a cross-sectional view of the light emitting chip of FIG. 5 taken along line II ′, and FIG. 7 is a view of the light emitting chip of FIG. It is a cut section.
도 5 내지 도 7을 참고하면, 각각의 발광소자 패키지(200A-200D) 내에 실장되는 하나의 발광칩(300)은 도 4에 도시된 바와 같이 복수개, 예를 들어 34개의 발광 다이오드를 포함한다.5 to 7, one
상기 발광칩(300)은 모서리 영역에 2개의 패드(390, 391)가 형성되어 있으며 상기 패드(390, 391)가 발광소자 패키지(200A-200D)의 도전 부재(230, 340)와 와이어(250) 등을 통해 전기적으로 연결되어 있다.The
각각의 발광 다이오드(DA1-DAl ,DB1-DBl ,DC1-DCl, DD1-DDl)는 한 발광칩(300) 내에서 하나의 셀로 기능하므로, 이하에서는 각 발광 다이오드(DA1-DAl ,DB1-DBl , DC1-DCl, DD1-DDl)를 발광셀로 명명한다. Since each of the light emitting diodes DA1-DA l , DB1-DB l , DC1-DC l , DD1-DD l functions as one cell in one
기판(310) 위에 복수개의 발광셀이 배열되어 있다. A plurality of light emitting cells are arranged on the
복수의 발광셀은 기판(310) 위에 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 발광셀이 34개인 경우, 6X6의 매트릭스 형태를 가질 수 있으며, 패드(390, 391)가 형성되어 있는 발광셀이 이웃하는 발광셀의 2배의 면적을 가질 수 있다. The plurality of light emitting cells are arranged in a matrix form on the
상기 기판(310)은 절연 또는 도전성 기판(310)일 수 있으며, 예컨대 사파이어 또는 탄화규소(SiC)일 수 있다.The
상기 발광셀 각각은 제1 도전형 반도체층(330), 상기 제1 도전형 반도체층(330)의 일영역 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층(350) 및 상기 제1 도전형 반도체층(330)과 제2 도전형 반도체층(350) 사이에 활성층(240)을 포함한다. Each of the light emitting cells may include a first conductivity
상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(330, 350)은 각각 n형 및 p형, 또는 p형 및 n형이다.The first and second conductive semiconductor layers 330 and 350 are n-type and p-type, or p-type and n-type, respectively.
제1 도전형 반도체층(330), 활성층(240) 및 제2 도전형 반도체층(350)은 각각 질화갈륨 계열의 반도체 물질 즉, (B, Al, In, Ga)N으로 형성될 수 있다. The first
상기 활성층(240)은 다중양자우물구조로 형성된 반도체층일 수 있다.The
도 6 및 도 7에서는 기판(310)과 제1 도전형 반도체층(330) 사이에 버퍼층(320)을 더 포함하는 것으로 도시하였으나, 상기 버퍼층(320)은 삭제 가능하다.In FIGS. 6 and 7, the
또한, 기판(310) 표면에 복수의 패턴을 형성할 수 있으며, 상기 복수의 패턴에 의해 빛이 산란되어 발광 효율이 높아질 수 있다.In addition, a plurality of patterns may be formed on the surface of the
상기 제2 도전형 반도체층(350) 위에는 투명전극층(360)이 형성되어 있다.The
상기 투명전극층(360)은 활성층(240)에서 생성된 광을 투과시키며 제2 도전형 반도체층(350)에 전류를 분산시키며 공급한다.The
이때, 제1 도전형 반도체층(330) 위의 적층 구조는 제1 도전형 반도체층(330)의 상면보다 좁은 면적을 갖도록 형성되어, 각 발광셀에는 투명전극층(360)이 형성되는 제1 상면과 제1 도전형 반도체층(330)이 노출되는 제2 상면이 형성된다.At this time, the stacked structure on the first
상기 발광칩의 전체를 덮는 제1 절연층(370)이 형성되어 있으며, 제1 절연층(370)은 투명전극층(360) 위 및 제1 도전형 반도체층(330)의 제2 상면 위를 노출하는 개구부(371, 372)를 포함한다.A first insulating
상기 제1 절연층(370) 위에 상기 제1 도전형 반도체층(330)를 노출하는 개구부(372)와 이웃한 셀의 투명전극층(360)을 노출하는 개구부(371)를 연결하는 배선(380)이 형성되어 이웃한 셀을 직렬 연결한다.Wiring 380 connecting the
상기 배선(380)을 덮으며 칩 전면에 제2 절연층(375)이 형성되며, 상기 제2 절연층(375)은 배선(380)이 수분 등에 의해 오염되는 것을 방지하며, 외압에 의해 배선(380) 및 발광셀들이 손상되는 것을 방지한다. A second insulating
상기 제2 절연층(375)은 모서리 영역의 셀의 투명전극층(360) 위의 배선(380) 및 상기 제1 도전형 반도체층(330) 위의 배선(380)을 노출하는 개구부를 포함한다.The second
상기 제2 절연층(375)의 개구부에 의해 노출되는 배선(380)이 외부의 패키지와 연결하는 패드(390, 391)가 되며, 이때 선택되는 셀은 첫번째 셀과 마지막 셀로 정의된다.The
이와 같이, 하나의 발광칩(300)에 형성되는 복수의 셀을 동일한 구조로 형성하고, 하나의 발광칩(300) 내의 복수의 셀이 직렬 연결되어 동시 구동함으로써 셀 사이의 연결이 단순해지고, 사용되는 마스크의 수효가 줄어들어 제조 공정이 단순해지고 경제적이다.As such, a plurality of cells formed in one
또한, 발광칩(300) 내의 배선(380)의 연결이 단순해짐으로써 누설전류가 감소하므로 소자 신뢰성이 확보될 수 있다.In addition, since the leakage current is reduced by simplifying the connection of the
한편, 발광셀의 측벽은 기판(310) 상부면에 대해 경사지게 형성되어 위로 갈수록 폭이 좁아질 수 있다. 상기 측벽의 경사는 활성층(240)에서 생성된 광의 방출 효율을 향상시키며, 상기 발광셀들 위에 형성될 다른 층들의 연속적인(conformal) 증착을 돕는다. On the other hand, the side wall of the light emitting cell is formed to be inclined with respect to the upper surface of the
한편, 본 발명의 발광 장치(100)는 한 셀에 인가되는 구동 전압에 따라 도 8과 같이 한 발광 칩 내의 복수의 발광셀을 병렬연결할 수 있다.Meanwhile, the
즉, 도 8을 참고하면, 하나의 발광칩(300A) 내에 매트릭스형의 복수의 발광셀이 배열되어 있으며, 예를 들어 6x6의 배열을 가질 수 있다.That is, referring to FIG. 8, a plurality of matrix type light emitting cells is arranged in one
상기 발광칩(300A)은 기판(310) 위에 복수의 발광 다이오드, 즉, 발광셀이 배치되어 있는 구조로서, 발광셀의 층상 구조는 도 6 및 도 7과 동일하므로 설명을 생략한다. The
이때, 하나의 열을 이루는 복수의 발광셀은 직렬연결되어 있으며, 첫번째 행을 이루는 복수의 발광셀의 투명전극층(360)이 양의 패드(390)로부터 연장되는 양의 배선(381)과 동시에 연결되어 있으며, 마지막행을 이루는 복수의 발광셀의 제1 도전형 반도체층(330)이 음의 패드(391)로부터 연장되는 음의 배선(382)과 동시에 연결되어 있을 수 있다.In this case, the plurality of light emitting cells forming one column are connected in series, and the
따라서, 하나의 발광칩(300A) 내에서 복수의 발광셀이 직병렬 연결되어 동시 구동될 수 있으며, 이때, 셀의 수효는 구동전압 및 전원의 크기에 따라 결정되나, 칩 내에 직병렬됨으로써 동시 구동되면서도 밝은 빛을 구현할 수 있다.Therefore, a plurality of light emitting cells may be connected in parallel and driven simultaneously in one
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 분해 사시도이다.9 is an exploded perspective view of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
도 9을 참고하면, 본 발명에 다른 조명 장치(1000)는 형광커버(1220), 발광 장치, 그리고 본체(1210)를 포함한다.Referring to FIG. 9, another
상기 본체(1210)는 발광 장치를 수용하는 수용부 및 상기 수용부의 양 끝에 위치하는 전원 단자(1230)를 포함한다. 상기 본체(1210)의 수용부 내에는 상기 형광커버(1220)와 상기 발광 장치가 장착된다. 또한, 상기 본체(1210)에는 상기 전원 단자(1230)와 연결되어 전원을 공급하는 전원공급장치(도시하지 않음)가 연결되거나 포함될 수 있다. 상기 전원공급장치로는 SMPS(Switched-Mode Power Supply)가 사용될 수 있다.The
또한, 상기 본체(1210)에는 철심에 코일을 감은 초크코일로 형광램프와 직렬로 연결하여 전류의 증가를 방지하는 안정기(도시하지 않음)가 더 포함될 수 있다.In addition, the
상기 발광 장치는 전원공급장치로부터 받은 전력에 의해 발광하는 적어도 하나의 발광 소자 패키지(200A-200D)와, 상기 발광 소자 패키지(200A-200D)가 장착되는 모듈 기판(1240)을 포함한다.The light emitting device includes at least one light emitting
상기 형광커버(1220)는 상기 본체(1210)와 결합하며, 상기 형광커버(1220)는 일정한 두께를 가진 판형상으로서, 판형상에는 단면의 모양이 일자인 형상, 단면의 모양이 반원인 형상, 단면의 모양이 반타원인 형상, 단면의 모양이 개방된 다각형인 형상 등 다양하게 구비될 수 있다.The
상기 형광커버(1220)는 상기 발광 장치와 이격되어 설치될 수 있다.The
상기 형광커버(1220)는 내부에 복수의 형광체를 포함하고 있으며, 상기 발광 장치(1210)로부터 빛을 수신하면, 상기 형광체가 여기하였다가 기저상태로 천이하면서 빛을 방출한다.The
도 9의 조명 장치(1000)는 도 1 내지 도 8에서 설명하고 있는 구조를 가지는 발광소자 패키지(200A-200D)를 포함하는 발광 장치를 적용할 수 있다.The
즉, 발광소자 패키지(200A-200D)는 도 1에 도시하고 있는 4개의 발광소자 패키지 중 직렬연결되는 제1 및 제2 발광소자 패키지(200A, 200B) 사이에 제3 및 제4 발광소자 패키지(200C, 200D)가 위치함으로써, 일렬로 형성되는 발광소자 패키지(200A-200D)가 교대로 발광하는 구조를 가질 수 있다.That is, the light emitting device packages 200A to 200D may include the third and fourth light emitting device packages between the first and second light emitting
또한, 이와 달리 상기 발광소자 패키지(200A-200D)가 매트릭스 형이 아닌 바(BAR)형의 발광칩(300)을 포함함으로써 제1 내지 제4 발광소자 패키지(200A-200D)가 바형의 기판(1240) 위에서 열을 번갈아가며 형성될 수도 있다. In addition, since the light emitting device packages 200A-200D include a bar type
발광소자 패키지(200A-200D)의 발광칩(300)의 구조 및 패키지의 구조는 상기 설명에 한정되지 않으나, 한 발광소자 패키지(200A-200D)의 복수의 발광 다이오드가 동시에 구동되어 빛을 발광함은 동일하다. The structure of the
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
발광 장치 100, 1000
케이스 몸체 110
연결소자 120
발광소자 패키지 200A, 200B, 200C, 200D
발광칩 300
교류전원 150
Light emitting
Claims (13)
상기 기판 위에 배치되는 4개의 발광소자 패키지를 포함하고,
상기 4개의 발광소자 패키지는,
직렬연결되어 있는 제1 및 제2 발광소자 패키지, 그리고
교류전원에 대하여 상기 제1 및 제2 발광소자 패키지와 역극성으로 직렬연결되어 있는 제3 및 제4 발광소자 패키지를 포함하고,
각각의 상기 제1 내지 제4 발광소자 패키지는 복수의 발광 다이오드가 발광셀을 이루는 하나의 발광칩을 포함하며,
상기 교류전원에 의해 상기 제1 내지 제4 발광소자 패키지가 교대로 구동될 때, 구동되는 상기 발광칩의 모든 상기 발광셀이 동시에 빛을 발생하고,
복수의 상기 발광셀은 패드가 형성되어 있는 적어도 2개의 패드 발광셀을 포함하며,
상기 패드 발광셀은 이웃한 다른 발광셀의 2배의 면적을 가지며,
각각의 상기 발광칩을 이루는 상기 발광 다이오드의 수효는 아래의 수학식을 충족하는 교류용 발광 장치.
L=VSOURCE/(2 x Vdriving)
(VSOURCE는 교류전원의 최대값, Vdriving은 하나의 상기 발광 다이오드를 구동하기 위한 구동 전압을 의미한다.)Board; And
Four light emitting device packages disposed on the substrate,
The four light emitting device package,
First and second light emitting device packages connected in series, and
A third and fourth light emitting device packages connected in series with the first and second light emitting device packages in reverse polarity with respect to an AC power source;
Each of the first to fourth light emitting device packages includes one light emitting chip in which a plurality of light emitting diodes constitute a light emitting cell.
When the first to fourth light emitting device packages are alternately driven by the AC power, all the light emitting cells of the light emitting chip to be driven generate light at the same time,
The plurality of light emitting cells includes at least two pad light emitting cells in which pads are formed.
The pad light emitting cell has an area twice the size of other neighboring light emitting cells,
The number of the light emitting diodes constituting each of the light emitting chips, the AC light emitting device satisfying the following equation.
L = V SOURCE / (2 x V driving )
(V SOURCE is the maximum value of the AC power supply, V driving means the drive voltage for driving one of the light emitting diodes.)
상기 제1 발광소자 패키지와 상기 제2 발광소자 패키지는 대각선에 배치되며, 상기 제3 발광소자 패키지와 상기 제4 발광소자 패키지가 대각선에 배치되는 교류용 발광 장치. The method of claim 1,
And the first light emitting device package and the second light emitting device package are arranged diagonally, and the third light emitting device package and the fourth light emitting device package are arranged diagonally.
각각의 상기 제1 내지 제4 발광소자 패키지의 복수의 발광 다이오드는 직렬연결되어 있는 교류용 발광 장치.The method of claim 1,
And a plurality of light emitting diodes of each of the first to fourth light emitting device packages are connected in series.
상기 발광칩은 상기 복수의 발광 다이오드가 매트릭스 형태의 셀을 이루는 교류용 발광 장치. The method of claim 1,
The light emitting device of claim 1, wherein the plurality of light emitting diodes form a matrix cell.
상기 교류 전원이 220V, 구동전압이 3.2V일 때,
각각의 상기 발광칩은 34개의 상기 발광 다이오드를 포함하는 교류용 발광 장치.The method of claim 1,
When the AC power source is 220V and the drive voltage is 3.2V,
Each light emitting chip includes 34 light emitting diodes.
상기 제1 내지 제4 발광소자 패키지는,
캐비티가 형성되어 있는 몸체,
상기 캐비티 내에 분리되어 있는 제1 및 제2 도전부재,
상기 제1 및 제2 도전부재와 전기적으로 연결되어 있으며 상기 캐비티 내에 실장되며, 상기 복수의 발광 다이오드가 형성되어 있는 발광칩, 그리고
상기 캐비티를 매립하는 수지재를 포함하는 교류용 발광 장치. The method of claim 1,
The first to fourth light emitting device package,
Body with cavity formed,
First and second conductive members separated in the cavity;
A light emitting chip electrically connected to the first and second conductive members and mounted in the cavity, wherein the plurality of light emitting diodes are formed; and
An alternating light emitting device comprising a resin material filling the cavity.
상기 교류용 발광 장치는,
상기 기판을 지지하는 케이스 몸체,
상기 케이스 몸체에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자, 그리고
상기 기판에 형성되는 복수의 제1 내지 제4 발광소자 패키지를 덮는 렌즈를 포함하는 교류용 발광 장치. The method of claim 1,
The AC light emitting device,
A case body for supporting the substrate,
A connection terminal installed in the case body and receiving power from an external power source, and
An alternating light emitting device including a lens covering a plurality of first to fourth light emitting device packages formed on the substrate.
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KR100697803B1 (en) * | 2002-08-29 | 2007-03-20 | 시로 사카이 | Light-emitting device having light-emitting elements |
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2011
- 2011-02-09 KR KR1020110011382A patent/KR101104767B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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