KR20070066113A - Luminous element having arrayed cells for ac - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 발광 소자의 회로도.1 is a circuit diagram of a conventional light emitting device.
도 2는 종래의 발광 소자의 발광 특성을 나타내기 위한 그래프.2 is a graph showing light emission characteristics of a conventional light emitting device.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 교류용 발광 소자를 설명하기 위한 회로도. 3 is a circuit diagram illustrating an AC light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 제 1 실시예에 따른 교류용 발광 소자의 발광 특성을 나타내기 위한 그래프.4 is a graph for showing light emission characteristics of the AC light emitting device according to the first embodiment;
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 것으로 도 5a는 정류부가 외측에 마련된 교류용 발광 소자의 회로도이고, 도 5b는 정류부 내측에 교류용 발광 소자가 마련된 회로도.FIG. 5 is a circuit diagram of an AC light emitting device having a rectifying part provided outside, and FIG. 5B is a circuit diagram of an AC light emitting device provided inside a rectifying part.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 교류용 발광 소자의 발광 특성을 나타내기 위한 그래프.6 is a graph showing light emission characteristics of an AC light emitting device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1, 100 : 발광 셀 10, 1000 : 외부 전원1, 100:
20 : 발광셀 블록 400 : 정류부20: light emitting cell block 400: rectifier
110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 : 발광셀 어레이110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180: light emitting cell array
본 발명은 교류용 발광 소자에 관한 것으로, AC 전원에서 구동할 경우 플리커 현상과 AC 피크 전압에 의한 발광 소자의 손상을 방지할 수 있는 교류용 발광 소자에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
일반적으로 발광 소자는 다이오드 특성에 의해 DC전원에서만 구동할 수 있었다. 이에 종래의 교류용 발광 소자를 이용한 발광 장치는 그 사용이 제한적일 뿐 아니라, 현재 가정에서 사용하는 AC 220V의 전원에서 사용하기 위해서는 정류회로와 같은 별도의 회로를 포함하여야 한다. 이에 따라 발광 장치의 회로가 복잡해지고, 이의 제작 단가가 높아지게 되는 문제가 있었다. In general, the light emitting device could only be driven by a DC power supply due to diode characteristics. Therefore, the light emitting device using the conventional AC light emitting device is not only limited in use, but also needs to include a separate circuit such as a rectifier circuit in order to use the
이러한 문제를 해결하기 위해 다수의 발광 셀을 직렬 또는 병렬 연결하여 AC전원에서도 구동할 수 있는 발광 소자에 관한 연구가 활발히 진행중이다. In order to solve this problem, researches on light emitting devices capable of driving a plurality of light emitting cells in series or in parallel with AC power are being actively conducted.
도 1은 종래의 발광 소자의 회로도이고, 도 2는 종래의 발광 소자의 발광 특 성을 나타내기 위한 그래프이다. 1 is a circuit diagram of a conventional light emitting device, Figure 2 is a graph for showing the light emitting characteristics of a conventional light emitting device.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 발광 소자는 AC전원(10)과, 상기 AC 전원(10)과 직렬 접속되는 2열로된 다수의 발광 셀 어레이와, 각각의 발광셀 어레이가 역병렬 접속된 발광셀 블록(20)과, 상기 발광셀 블록(20)과 AC전원(10) 사이에 접속된 외부 저항(R1)을 포함한다. 1 and 2, a conventional light emitting device includes an
일반적으로, 가정에서 사용하는 50 내지 60Hz의 220V 전압은 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 그 피크 전압(Peak voltage)이 약 300V에 가까운 전압이 인가된다. 이러한 과도한 인가 전류는 발광셀 블록의 발광 셀에 손상을 주게 된다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 발광셀 블록과 AC 전원 사이에 외부 저항을 직렬로 연결하여 발광셀 블록을 구동시켜야 한다. In general, the 220V voltage of 50 to 60Hz used in the home is applied with a voltage close to the peak voltage (Peak voltage) of about 300V, as shown in (a) of FIG. This excessive applied current damages the light emitting cells of the light emitting cell block. Therefore, in order to solve this problem, an external resistor must be connected in series between the light emitting cell block and the AC power supply to drive the light emitting cell block.
그러나, 상기와 같은 외부 저항의 사용이 차지하는 비중이 전체 전력 소모의 약 30%를 차지하게 되어 전체적인 전력소모의 증가를 초래하고, 발광 다이오드의 발광 효율을 저하시키는 문제가 발생한다. However, the use of the external resistor as described above accounts for about 30% of the total power consumption, resulting in an increase in the overall power consumption and a problem of lowering the luminous efficiency of the light emitting diode.
또한, 도 2의 (a)에 도시된 50 내지 60Hz의 AC전원을 인가받는 발광 소자는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 발광 영역과 비 발광 영역의 차이가 뚜렷한 플리커가 발생한다. 이는 다수의 발광 셀이 발광하기 위해서는 발광 셀이 갖고 있는 문턱 전압보다 더 높은 전압값이 인가되어야 한다. 예를 들어 문턱 전압이 0.5V인 발광 셀 10개를 직렬 연결한 경우에는 5V이상의 전압을 인가하여야 발광 셀이 발광하게 된다. 또한, AC전압은 그 전압의 절대값이 시간에 따라 변화하는 특성을 갖는다. In addition, in the light emitting device to which the AC power source of 50 to 60 Hz shown in FIG. 2A is applied, flicker occurs in which the difference between the light emitting area and the non-light emitting area is obvious. In order for the plurality of light emitting cells to emit light, a voltage value higher than a threshold voltage of the light emitting cells must be applied. For example, when ten light emitting cells having a threshold voltage of 0.5V are connected in series, the light emitting cells emit light when a voltage of 5V or more is applied. Moreover, AC voltage has the characteristic that the absolute value of the voltage changes with time.
종래의 다수의 발광 셀이 직렬 접속된 발광 소자가 발광하기 위해서는 발광 셀의 문턱 전압보다 낮은 전압에서는 발광하지 않다가 문턱 전압보다 높은 전압에서는 발광하게 된다. 따라서 도 2의 (a)와 같은 AC 전원을 인가받은 발광 소자는 도 2의 (b)와 같이 AC 전원의 전압이 피크값일 경우에는 그 발광 양이 최대치가 되고, 그 외의 영역에서는 거의 발광하지 않는 플리커 현상이 나타난다. 이러한 플리커 현상에 의해 빛의 어른 거림 현상이 발생하는 문제가 있다. In order to emit light of a light emitting device having a plurality of light emitting cells connected in series, the light emitting device does not emit light at a voltage lower than the threshold voltage of the light emitting cell but emits light at a voltage higher than the threshold voltage. Therefore, in the light emitting device to which the AC power source as shown in FIG. 2A is applied, when the voltage of the AC power source is the peak value as shown in FIG. 2B, the light emission amount becomes the maximum value, and the light emitting element hardly emits light in other areas. Flicker phenomenon appears. There is a problem that light flutter occurs due to the flicker phenomenon.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 서로 다른 전압영역에서 발광할 수 있는 다수의 발광셀 어레이와, 상기 다수의 발광 셀 어레이 내의 개별 발광셀 간에 동일한 전압값을 인가시킨다. 이러한 인가된 전압이 저항을 통해 전압변화를 가져오고, 발광셀 블록내의 각각의 발광셀을 순차적으로 발광하게 함으로써, 플리커 현상을 최소화할 수 있고, 과도한 인가전압 및 전류에 의한 개별 발광 셀의 손상을 방지할 수 있는 발광 소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Accordingly, in order to solve the above problem, the present invention applies the same voltage value between a plurality of light emitting cell arrays capable of emitting light in different voltage regions and individual light emitting cells in the plurality of light emitting cell arrays. This applied voltage causes a voltage change through the resistance and sequentially emits each of the light emitting cells in the light emitting cell block, thereby minimizing the flicker phenomenon and damaging the individual light emitting cells due to excessive applied voltage and current. It is an object to provide a light emitting element that can be prevented.
본 발명에 따른 외부 전원에 접속되는 제 1 및 제 2 전원 연결 단자와, 상기 제 1 및 제 2 전원 연결 단자 사이에 병렬 접속되며 각기 다른 전압에서 발광하는 다수의 발광셀 블록을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 전원 연결 단자 사이에 병렬 접속된 상기 다수의 발광셀 블록에는 동일한 전압이 인가되는 발광 소자를 제공한 다. A first and second power connection terminals connected to an external power source according to the present invention, and a plurality of light emitting cell blocks connected in parallel between the first and second power connection terminals and emitting light at different voltages; The light emitting device to which the same voltage is applied is provided to the plurality of light emitting cell blocks connected in parallel between the first and second power supply connecting terminals.
또한, 본 발명에 따른 외부 전원을 정류하는 정류부와, 상기 정류부의 양전원 단자와 음전원 단자 사이에 병렬 접속되며 각기 다른 전압에서 구동하는 다수의 발광셀 블록을 포함하고, 상기 양전원 단자와 상기 음전원 단자 사이에 병렬 접속된 상기 다수의 발광셀 블록에는 동일한 전압이 인가되는 발광 소자를 제공한다. In addition, the rectifying unit for rectifying the external power source according to the present invention, and a plurality of light emitting cell blocks connected in parallel between the positive power supply terminal and the negative power supply terminal of the rectifier and driven at different voltages, the positive power supply terminal and the negative power supply Provided are light emitting devices in which the same voltage is applied to the plurality of light emitting cell blocks connected in parallel between terminals.
여기서, 상기의 다수의 발광셀 블록 각각은, 직렬 접속된 다수의 발광 셀 어레이와, 상기 다수의 발광셀 블록간의 저항값을 일정하게 하는 저항부재를 포함한다. Here, each of the plurality of light emitting cell blocks includes a plurality of light emitting cell arrays connected in series and a resistance member which makes the resistance value between the plurality of light emitting cell blocks constant.
상기 저항 부재의 저항값은 상기 발광셀 블록내의 직렬 접속된 발광 셀의 개수가 작을수록 큰 값을 갖고 개수가 많을수록 작은 값을 갖는다. The resistance value of the resistance member has a larger value as the number of series-connected light emitting cells in the light emitting cell block is smaller, and as the number is larger, the resistance value is smaller.
그리고, 상기 발광셀 블록 내의 직렬 접속된 발광 셀의 개수에 따라 상기 발광셀 블록의 발광 전압이 가변된다. The light emission voltage of the light emitting cell block is varied according to the number of light emitting cells connected in series in the light emitting cell block.
상술한 상기 다수의 발광셀 블록은 다수의 양전압 발광 셀 어레이와 음전압 발광 셀 어레이를 포함하고, 상기 다수의 양전압 발광 셀 어레이와 상기 다수의 음전압 발광 셀 어레이는 제 1 및 제 2 전원 연결 단자 사이에서 역병렬 접속된다. The plurality of light emitting cell blocks may include a plurality of positive voltage light emitting cell arrays and a negative voltage light emitting cell array, and the plurality of positive voltage light emitting cell arrays and the plurality of negative voltage light emitting cell arrays may include first and second power sources. Anti-parallel connection is made between the connection terminals.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제 공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. Like numbers refer to like elements in the figures.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 교류용 발광 소자를 설명하기 위한 회로도이다. 3 is a circuit diagram illustrating an AC light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 장치는 외부 전원(1000)에 접속되는 제 1 및 제 2 전원 연결 단자(191, 192)와, 상기 제 1 및 제 2 전원 연결 단자(191, 192) 사이에 병렬 접속되며 각기 다른 전압에서 구동하는 다수의 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)을 포함한다. 본 실시예에서는 제 1 및 제 2 전원 연결 단자(191, 192) 사이에 병렬 접속된 다수의 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)에는 동일한 전압이 인가된다. Referring to FIG. 3, the light emitting device according to the present embodiment includes first and second
상기의 다수의 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180) 각각은 다수의 발광 셀(100)이 직렬 접속된 발광셀 어레이(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)과 다수의 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)간의 저항값을 일정하게 하는 저항부재(R1 내지 R8)를 포함한다. 상기 다수의 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)은 내부에 직렬 접속된 발광 셀(100)이 서로 다른 개수를 갖는다. 상기의 저항 부재(R1 내지 R8)는 전류의 흐름을 방해하는 다양한 저항 소자를 사용할 수 있다. Each of the plurality of light
상기에서 다수의 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180) 내에 마련된 다수의 발광 셀 어레이(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)은 단일의 웨이퍼 상에 형성된다. 이러한 발광 셀 어레이(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)는 웨이퍼 상에 N형 반도체층, 활성층, P형 반도체층을 순차적으로 형성하고, 소정의 패터닝 공정을 통해 개개의 발광 셀(100) 간을 전기적/물리적으로 절연하고, 개개 발광 셀(100)의 N형 반도체층을 노출한다. 이후, 발광 셀(100)의 N형 반도체층과 이와 인접한 발광 셀(100)의 P형 반도체층을 도전성 금속으로 발광 셀(100)간을 전기적으로 연결한다. 이를 통해 다수의 발광 셀 어레이(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)는 단일의 웨이퍼 상에 형성될 수 있다. 이때 에어 브리지 공정 또는 스텝 커버 공정을 통해 발광 셀 간을 전기적으로 연결할 수 있다.The plurality of light
여기서, 각각의 반도체층 상에 전극을 형성할 수도 있다. 각각의 발광 셀 어레이(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)의 가장자리에 위치한 발광 셀(100)의 N형 전극 또는 P형 전극 중 어느 하나는 제 1 전원 연결 단자(191)에 접속될 수 있다.Here, an electrode may be formed on each semiconductor layer. Either an N-type electrode or a P-type electrode of the
본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 8개의 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)을 포함하며, 개개의 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180) 내에는 서로 다른 전압에서 발광하도록 다른 개수의 다수의 발광 셀(100)이 접속된다. 따라서 개개의 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)내에 동일 전압이 인가되도록 서로 다른 용량의 저항 부재(R1 내지 R8)가 각기 마련된다. 이는 회로 소자들이 갖는 저항값이 동일할 경우 병렬 연결된 각각의 회로 소자에 인가되는 전압과 전류는 동일한 값으로 분배되어 인가되기 때문이다.In the present embodiment, as shown in FIG. 3, eight light emitting
또한, 다수의 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)은 양전압 발광셀 블록(110, 120, 130, 140)과 음전압 발광셀 블록(150, 160, 170, 180)으로 분리되고 이들이 각기 제 1 및 제 2 전원 연결 단자(191, 192) 사이에서 역병렬 접속된다. 즉, 제 1 내지 제 4 발광셀 블록(110, 120, 130,140) 내의 개개 발광 셀(100)은 각기 서로 다른 개수로 직렬 접속되어 있으며, 제 2 전원 연결 단자(192)와 제 1 전원 연결 단자(191) 사이에 순방향 접속되어 있다. In addition, the plurality of light emitting
제 5 내지 제 8 발광셀 블록(150, 160, 170, 180) 내의 개개 발광 셀(100)은 각기 서로 다른 개수로 직렬 접속되고, 제 2 전원 연결 단자(192)와 제 1 전원 연결 단자(191) 사이에 역방향 접속되어 있다.The individual
이때, 순방향과 역방향은 두 단자 사이의 전류 흐름을 지칭하는 것으로 제 2 전원 연결 단자(192)를 기준으로 제 2 전원 연결 단자(192)로부터 제 1 전원 연결 단자(191)로 전류가 흐르는 경우의 방향을 순방향으로 지칭하고, 제 1 전원 연결 단자(191)로부터 제 2 전원 연결 단자(192)로 전류가 흐르는 경우의 방향을 역방향으로 지칭한다. 다시 한번 설명하면, 제 1 내지 제 4 발광셀 블록(110, 120, 130, 140)의 캐소드는 제 1 전원 연결 단자(191)에 공통으로 접속되고, 애노드는 저항 부재(R1 내지 R8)를 통해 제 2 전원 연결 단자(192)에 접속된다. 제 5 내지 제 8 발광셀 블록(150, 160, 170, 180)의 애노드는 제 1 전원 연결 단자(191)에 공통으로 접속되고, 캐소드는 저항 부재(R1 내지 R2)를 통해 제 2 전원 연결 단자(192)에 각기 접속된다. In this case, the forward and the reverse direction refer to the current flow between the two terminals, and the current flows from the second
여기서, 제 2 발광셀 블록(120)은 제 1 발광셀 블록(110)보다 많은 수의 발 광 셀(100)이 직렬 접속되고, 제 3 발광셀 블록(130)은 제 2 발광셀 블록(120)보다 많은 수의 발광 셀(100)이 직렬 접속되며, 제 4 발광셀 블록(140)은 제 3 발광셀 블록(130)보다 많은 수의 발광 셀(100)이 직렬 접속된다. 또한, 제 6 발광셀 블록(160)은 제 5 발광셀 블록(150)보다 많은 수의 발광 셀(100)이 직렬 접속되며, 제 7 발광셀 블록(170)은 제 6 발광셀 블록(160)보다 많은 수의 발광 셀(100)이 직렬 접속되며, 제 8 발광셀 블록(180)은 제 7 발광셀 블록(170)보다 많은 수의 발광 셀(100)이 직렬 접속된다. 이때, 제 1 및 제 5 발광셀 블록(110, 150) 내에는 동일한 개수의 발광 셀(100)을 포함하고, 제 2 및 제 6 발광셀 블록(120, 160) 내에는 동일한 개수의 발광 셀(100)을 포함하며, 제 3 및 제 7 발광셀 블록(130, 170) 내에는 동일한 개수의 발광 셀(100)을 포함하고, 제 4 및 제 8 발광셀 블록(140, 180) 내에는 동일한 개수의 발광 셀(100)을 포함한다.Here, in the second light emitting
이를 통해 개개의 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)은 각기 다른 전압에서 구동할 수 있게 된다. As a result, the individual light emitting
예를 들어, 외부 전원으로 220V의 교류 전원을 사용할 경우, 제 1 및 제 5 발광셀 블록(110, 150)은 교류 전원의 전압의 절대값이 1 내지 70V범위 내에서 발광하도록 발광 셀(100)의 개수를 조절하고, 제 2 및 제 6 발광셀 블록(120, 160)은 교류 전원의 전압 절대값이 71 내지 140V범위 내에서 발광하도록 발광 셀(100)의 개수를 조절하고, 제 3 및 제 7 발광셀 블록(130, 170)은 교류 전원의 전압 절대값이 141 내지 210V범위 내에서 발광하도록 발광 셀(100)의 개수를 조절하고, 제 4 및 제 8 발광셀 블록(140, 180)은 교류 전원의 전압 절대값이 211 내지 280V범위 내에서 발광하도록 발광 셀(100)의 개수를 조절한다. For example, when an AC power source of 220V is used as an external power source, the first and fifth light emitting
상술한 전압 범위는 일 예를 나타낸 것으로 일 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)에 직렬 접속된 발광 셀(100)의 개수를 다양하게 변화시켜 상기의 전압 범위를 자유롭게 조절할 수 있다. The above-described voltage range is an example, and the above-described voltage is varied by varying the number of light emitting
이러한 발광 셀(100)의 개수 변화를 통해 각기 서로 다른 전압에서 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)이 구동할 수 있다. 여기서, 발광 셀(100)의 개수는 개개의 발광 셀(100)의 동작 전압과, 항복 전압에 따라 다양하게 변화될 수 있다. 이는 개개의 발광 셀(100)의 문턱 전압보다 더 높은 전압이 발광 셀의 양단에 인가될 경우에 발광 셀(100)이 발광하게 된다. 또한, 발광 셀(100)이 직렬 연결될 경우, 인가되는 전압은 직렬 접속된 발광 셀(100)들에 의해 일 발광 셀(100)에 걸리게 된다. 따라서, 발광 셀(100)이 직렬 연결될 경우에는 발광 셀(100)의 항복 전압도 그만큼 커지게 된다. By changing the number of light emitting
예를 들어, 하나의 발광 셀(100)의 문턱 전압이 0.7V일 경우, 이 발광 셀(100)의 양단의 전압이 0.7V이상일 경우 발광 셀(100)이 발광하게 된다. 하지만, 2개의 발광 셀(100)이 직렬 연결될 경우 1.4V이상의 전압이 직렬 접속된 두개의 발광 셀(100) 양단에 걸려야 발광 셀(100)이 발광하게 된다. 또한, 하나의 발광 셀(100)의 항복 전압이 5V일 경우, 하나의 발광 셀(100)에 5V이상의 전압이 인가되면 항복 현상이 발생한다. 하지만, 2개의 발광 셀(100)이 직렬 연결될 경우 10V이상의 전압이 인가되어야 항복 현상이 발생하게 된다. For example, when the threshold voltage of one
또한, 앞서 설명한 바와 같이 제 1 및 제 2 외부 전원 단자(191, 192) 사이 에서 병렬 접속된 제 1 내지 제 8 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)에 각각 동일전원이 인가되도록 한다. 이를 위해 제 1 내지 제 4 발광셀 블록(110, 120, 130, 140) 내의 제 1 내지 제 4 저항 부재(R1 내지 R4)의 저항값을 서로 다르게 하고, 제 5 내지 제 8 발광셀 블록(150, 160, 170, 180) 내의 제 5 내지 제 8 저항 부재(R5 내지 R8)의 저항값을 서로 다르게 한다. 그러나, 이때, 제 1 및 제 5 저항 부재(R1, R5)의 저항값과, 제 2 및 제 6 저항 부재(R2, R6)의 저항값이 동일하며, 제 3 및 제 7 저항 부재(R3, R7)의 저항값과, 제 4 및 제 8 저항 부재(R4, R8)의 저항값이 동일한 것이 바람직하다. In addition, as described above, the first to eighth light emitting
이를 통해 제 1 내지 제 8 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)에는 동일한 전원이 인가될 수 있게 된다. 이때, 외부 전원으로 AC전원을 사용하게 되면, 처음에는 순방향의 낮은 전압으로 인해 제 1 발광셀 블록(110)이 발광하다가 점차적으로 제 2 발광셀 블록(120) 그리고 제 3 발광셀 블록(120) 마지막으로 고 전압이 인가되어 제 4 발광셀 블록(140)이 발광하게된다. 이때 제 4 발광셀 블록(140)이 발광할 경우 인가되는 고전압에 의해 제 1 발광셀 블록(110)에 포함된 발광 셀(100)이 파괴되는 문제가 발생하기 때문에 본 실시예에서는 제 1 발광셀 블록(110)내의 제 1 저항 부재(R1)의 저항값을 크게 하여 이러한 문제를 해결할 수 있다. 즉, 제 1 저항 부재(R1)에 더 많은 전압이 인가됨으로 인해 제 1 발광셀 블록(110) 내의 발광 셀(100)에는 안정된 발광 전압이 인가될 수 있게 된다. 따라서, 또한, 저항값은 제 1 저항 부재(R1)가 가장 크고 점차적으로 감소하여 제 4 저항 부재(R4)가 가장 작은 값을 갖는다. As a result, the same power may be applied to the first to eighth light emitting
하기에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 발광 장치의 동작을 설명한다. Hereinafter, an operation of the light emitting device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
도 4는 제 1 실시예에 따른 교류용 발광 소자의 발광 특성을 나타내기 위한 그래프이다. 4 is a graph showing light emission characteristics of the AC light emitting device according to the first embodiment.
여기서, 도 4의 (a)는 교류 전원의 파형도이고, 도 4의 (b)는 발광 소자의 발광 량을 나타낸 도면이다. 4A is a waveform diagram of an AC power supply, and FIG. 4B is a view showing the amount of light emitted by the light emitting element.
본 실시예의 발광 소자는 외부 전원(1000)의 전압 레벨이 제 1 및 제 2 외부 전원 단자(191, 192) 사이에 접속된 다수의 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)에 동일하게 인가된다. 따라서 외부 전원(1000)으로 도 4의 (a)에 도시된 교류 전원을 사용할 경우 도 4의 (b)의 발광 량을 나타낸다. 이와 같이 외부 전원(1000)이 인가되는 거의 모든 영역에서 발광을 하게 됨으로 인해 외부 전원(1000)의 손실을 방지할 수 있고, 플리커 형상도 개선할 수 있다. In the light emitting device of the present exemplary embodiment, the plurality of light emitting
도면에서와 같이 교류 전원이 순방향일 경우, 그 순방향 전원의 전압 레벨이 A, B, C 및 D영역으로 정의되고, 각 영역에 따라 발광 되는 발광셀 블록(110, 120, 130, 140)이 각기 다르게 된다. 즉, 외부에서 교류 전원을 사용하는 외부 전원(1000)이 인가되어 그 전원의 전압이 A영역 내에 있을 경우 제 1 내지 제 8 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)에는 동일한 A영역의 전압이 인가되지만 제 1 발광셀 블록(110)만이 발광하게 된다(도 4의 (b)의 A'참조). 이는 제 1 발광셀 블록(110) 내에는 작은 수의 발광 셀(100)이 웨이퍼 레벨에서 서로 직렬 연결되어 있기 때문에 작은 전압에서도 쉽게 발광할 수 있다. As shown in the drawing, when the AC power source is in the forward direction, the voltage level of the forward power source is defined as areas A, B, C, and D, and the light emitting
또한, 교류 전원의 전압이 상승하여 B영역 내에 있을 경우 제 1 발광셀 블록(110) 뿐만 아니라 제 2 발광셀 블록(120)도 발광하게 된다(도 4의 (b)의 B'참조). 또한, 교류 전원이 C영역 내에 있을 경우 제 1 내지 제 3 발광셀 블록(110, 120, 130)이 발광하게 되고(도 4의 (b)의 C'참조), 교류 전원이 D영역 내에 있을 경우 제 1 내지 제 4 발광셀 블록(110, 120, 130, 140)이 모두 발광하게 된다(도 4의 (b)의 D'참조). In addition, when the voltage of the AC power supply rises to be in the region B, not only the first light emitting
한편, 교류 전원이 역방향으로 인가될 경우, 역방향 전원의 전압 레벨에 따라 E, F, G 및 H영역으로 정의되고, 각 영역에 따라 발광되는 발광셀 블록(150, 160, 170, 180)이 각기 다르게 된다. 즉, 외부에서 교류 전원을 사용하는 외부 전원(1000)이 인가되어 그 전원의 전압이 E영역 내에 있을 경우 제 5 발광셀 블록(150)만이 발광하게 된다(도 4의 (b)의 E'참조). 또한, 교류 전원의 전압이 F영역 내에 있을 경우 제 5 및 제 6 발광셀 블록(150, 160)이 발광하게 된다(도 4의 (b)의 F'참조). 또한, 교류 전원이 G영역 내에 있을 경우 제 5 내지 제 7 발광셀 블록(150, 160, 170)이 발광하게 되고(도 4의 (b)의 G'참조), 교류 전원이 H영역 내에 있을 경우 제 5 내지 제 8 발광셀 블록(150, 160, 170, 180)이 모두 발광하게 된다(도 4의 (b)의 H'참조). On the other hand, when AC power is applied in the reverse direction, the light emitting
상술한 바와 같이 외부 교류 전원이 순방향으로 저 전위에서 높은 전위의 전압이 인가될 경우, 제 1 내지 제 8 발광셀 블록(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)에는 동일 전압이 인가되지만, 그 전압 레벨에 따라 제 1 내지 제 4 발광셀 블록(110, 120, 130, 140)이 순차적으로 발광하고, 높은 전위에서 낮은 전위의 전압이 인가될 경우, 전압 상태에 따라 제 4 내지 제 1 발광셀 블록(140, 130, 120, 110)이 순차적으로 발광한다. 또한, 역방향으로 저 전위에서 고전위의 전압이 인가될 경우에는 제 5 내지 제 8 발광셀 블록(150, 160, 170, 180)이 순차적으로 발광하고, 높은 전위에서 낮은 전위의 전압이 인가될 경우, 제 8 내지 제 5 발광셀 블록(180, 170, 160, 150)이 순차적으로 발광한다. As described above, when the external AC power is applied with a voltage having a high potential at a low potential in the forward direction, the same voltage is applied to the first to eighth light emitting
상술한 실시예에서는 외부 교류 전원에 직접 연결하여 교류 전원의 순방향 및 역방향 전압에 따라 구동하는 발광셀 블록을 분할하였다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 별도의 브리지 회로를 형성하여 발광셀 블록에 인가되는 교류 전원을 순방향만이 인가되도록 할 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 브리지 회로를 포함하는 본 발명의 다른 실시예의 발광 장치를 설명한다. 후술되는 설명에서는 앞선 실시예와 중복되는 설명은 생략한다. In the above-described embodiment, a light emitting cell block which is directly connected to an external AC power source and driven according to the forward and reverse voltages of the AC power source is divided. However, the present invention is not limited thereto, and a separate bridge circuit may be formed such that only an AC power applied to the light emitting cell block is applied in the forward direction. Hereinafter, a light emitting device according to another embodiment of the present invention including a bridge circuit will be described with reference to the drawings. In the following description, a description overlapping with the previous embodiment will be omitted.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 것으로 도 5a는 정류부가 외측에 마련된 교류용 발광 소자의 회로도이고, 도 5b는 정류부 내측에 교류용 발광 소자가 마련된 회로도이다. FIG. 5 illustrates a second embodiment of the present invention. FIG. 5A is a circuit diagram of an AC light emitting device having a rectifying part provided outside, and FIG. 5B is a circuit diagram of an AC light emitting device provided inside an rectifying part.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 장치는 외부 전원(1000)을 정류하는 정류부(400)와, 상기 정류부(400)의 양전원 단자(Q2)와 음전원 단자(Q4) 사이에 병렬 접속되며 각기 다른 전압에서 구동하는 다수의 발광셀 블록(110, 120, 130)을 포함한다. 이때, 상기 정류부(400)의 두 단자 사이에 병렬 접속된 다수의 발광셀 블록(110, 120, 130)에는 동일한 전압이 인가된다. 그리고, 발광셀 블록(110, 120, 130) 각각은 다수의 발광 셀(100)이 직렬 접속된 셀 블록(110, 120, 130)과 저항부재(R1, R2, R3)를 포함한다. 5 and 6, the light emitting device according to the present exemplary embodiment includes a
상기의 정류부(400)는 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 내지 제 4 노드(Q1 내지 Q4) 사이에 각각의 다수의 다이오드부(410 내지 440)가 배치된 브리지 회로 연결되어 있다. 즉, 제 1 다이오드부(410)의 애노드 단자는 제 1 노드(Q1)에, 캐소드 단자는 양전원 단자인 제 2 노드(Q2)에 접속된다. 제 2 다이오드부(420)의 애노드 단자는 제 3 노드(Q3)에, 캐소드 단자는 제 2 노드(Q2)에 접속된다. 제 3 다이오드부(430)의 애노드 단자는 음전원 단자인 제 4 노드(Q4)에, 캐소드 단자는 제 3 노드(Q3)에 접속된다. 제 4 다이오드부(440)의 애노드 단자는 제 4 노드(Q4)에, 캐소드 단자는 제 1 노드(Q1)에 접속된다. 제 1 내지 제 4 다이오드부(410 내지 440)는 본 발명의 발광셀 블록(110, 120, 130)의 외부에 발광 셀을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 정류부(400)의 제 1 및 제 3 노드(Q1, Q3)는 외부 전원(1000)에 접속되고, 제 2 노드(Q2)는 발광셀 블록(110, 120, 130)의 저항 부재(R1, R2, R3)에 접속되고 제 4 노드(Q4)는 발광 셀(100)에 접속된다. 물론 발광 소자 외부에 별도의 정류용 다이오드를 이용하여 제작할 수도 있다. As shown in FIG. 5, the
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 정류부(400) 내부에 발광셀 블록(110, 120, 130)이 배치될 수도 있다. 이는 다수의 발광 셀(100)이 직렬 접속된 발광 셀 어레이(101, 102, 103) 제조시 그 외각에 발광 셀(100)을 이용한 정류부(400)를 함께 제작하고, 정류부(400)의 제 4 노드(Q4)와 발광 셀 어레이(101, 102, 103)의 발광 셀(100)의 일 단자를 연결한다. 이후, 저항부재(R1, R2, R3)를 이용하여 발광 셀 어레이(101, 102, 103)의 발광 셀(100)의 타 단자와 정류부(400)의 제 2 노드(Q2)를 연결하여 본 실시예의 발광 장치를 제작한다. In addition, as illustrated in FIG. 6, the light emitting
상술한 구조의 발광 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. The operation of the light emitting device having the above-described structure will be described below.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 교류용 발광 소자의 발광 특성을 나타내기 위한 그래프이다. 6 is a graph illustrating light emission characteristics of an AC light emitting device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
여기서, 도 6의 (a)는 정류부의 제 2 노드에 인가되는 전원의 파형도이고, 도 6의 (b)는 발광 소자의 발광 량을 나타낸 도면이다. 6A is a waveform diagram of a power source applied to the second node of the rectifying unit, and FIG. 6B is a view showing the amount of light emitted by the light emitting element.
본 실시예에서는 도 4의 (a)의 싸인파형과 같은 외부 전원이 인가될 경우, 정류부(400)에 의한 정류작용을 통해 도 7의 (a)와 같이 역방향의 전압이 반전된 형태의 전원이 생성된다. In the present embodiment, when an external power source such as the sine wave of FIG. 4A is applied, a power source having a reversed voltage as shown in FIG. 7A through a rectifying action by the rectifying
따라서, 앞서 설명한 실시예에서와 같이 순방향으로 그 전압 레벨이 매순간 변화하는 전압이 정류부(400)의 양전원 단자(Q2)와 음전원 단자(Q4) 사이에 병렬 접속된 발광셀 블록(110, 120, 130)에 동일하게 인가되고, 이들에 인가되는 전압 레벨에 맞는 발광이 이루어지도록 할 수 있다. Therefore, as in the above-described embodiment, the light emitting
즉, 정류부(400)에 의해 정류된 외부 전원(1000)의 전압 레벨이 X영역에서는 제 1 발광셀 블록(110)을 발광시키고, Y영역에서는 제 1 및 제 2 발광셀 블록(110, 120)을 발광 시키고, Z영역에서는 제 1 내지 제 3 발광셀 블록(110, 120, 130)을 발광시킨다. That is, the voltage level of the
상술한 바와 같은 동작을 통해 전압 레벨에 따라 구간별로 계속해서 발광셀 블록들이 발광함으로 인해 플리커 현상을 개선하여 눈에 어른거림 현상을 방지할 수 있다. Through the operation as described above, the light emitting cell blocks continue to emit light for each section according to the voltage level, thereby improving flicker and preventing eye strain.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the invention is not limited thereto, but is defined by the claims that follow. Accordingly, one of ordinary skill in the art may variously modify and modify the present invention without departing from the spirit of the following claims.
상술한 바와 같이 본 발명은 서로 다른 전압영역에서 발광할 수 있는 다수의 발광셀 블록과 상기 발광셀 블록들 각각에 동일한 전압을 인가하기 위한 저항 부재를 통해 AC 전원의 과도 전압 및 전류에 의한 발광 셀의 손상을 방지할 수 있는다. As described above, the present invention provides a plurality of light emitting cell blocks capable of emitting light in different voltage regions and light emitting cells caused by transient voltages and currents of an AC power supply through resistance members for applying the same voltage to each of the light emitting cell blocks. Can prevent the damage.
또한, 가정용 AC전압의 스윙에 의해 발광 소자가 깜빡거리는 플리커 현상을 개선할 수 있어 어른거림 현상을 없앨 수 있다. In addition, the flicker phenomenon in which the light emitting device flickers due to the swing of the domestic AC voltage can be improved, thereby eliminating annoying phenomenon.
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