KR20110099513A

KR20110099513A - 조명 장치

Info

Publication number: KR20110099513A
Application number: KR1020100018581A
Authority: KR
Inventors: 황석민; 한재호; 허원구; 채승완; 최기영
Original assignee: 삼성엘이디 주식회사
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2011-09-08

Abstract

조명 장치가 제공된다.
본 발명의 실시형태에 따른 조명 장치는 기판과, 상기 기판상에 적층된 반도체층을 포함하는 LED 칩; 상기 반도체층의 적측방향과 직각이 되도록 상기 LED 칩이 상면에 수직하게 실장되며, 상기 LED 칩에서 발생된 열을 전달받아 외부로 방출하는 지지부; 및 상기 지지부가 상부에 체결되며, 하부에는 외부전원과 연결되는 외부접속부를 구비하여 상기 LED 칩에 전원을 공급하는 본체부;를 포함한다.

Description

조명 장치{Illuminating Device}

본 발명은 조명 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 칩을 광원으로 사용하는 조명 장치에 관한 것이다.

발광소자(LED, Light Emitting Diode)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로서, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다.

이러한 발광소자는 우수한 단색성 피크 파장을 가지며 광 효율성이 우수하고 소형화가 가능하다는 장점과 친환경, 저소비전력 등의 이유로 TV, 컴퓨터, 조명, 자동차 등 여러 분야에서 널리 사용되고 있으며, 점차적으로 활용분야를 넓혀 나가고 있는 실정이다.

최근 에너지 절감 운동으로 저효율 조명인 백열전구의 사용이 규제되고, 이를 발광소자와 같은 고효율 조명으로 교체하려는 움직임이 발광소자 제조업체 및 조명업체를 중심으로 활발히 일어나고 있다.

그러나, 발광소자의 경우 발광 특성 및 방열 구조상 백열전구의 배광 특성과 같이 방사형태로 조명을 하는 것이 어려운 실정이며, 최근 출시되는 발광소자 램프는 기존의 백열전구 모양을 유지하면서 방사형태의 조명을 구현하기 위해 추가로 반사부재를 구비해야 하므로 무게와 크기가 증가하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 구조가 간단하고, LED 칩 자체를 광원으로 사용함으로써 전방은 물론 측방 및 후방까지 조명이 가능하여 배광특성 우수한 조명 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적 중 다른 하나는 광원으로 채용되는 LED 칩이 다수의 발광 셀을 갖는 경우에 있어서 충분한 발광면적을 확보할 수 있어 광 효율을 향상시키는 조명 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 실시형태에 따른 조명 장치는, 기판과, 상기 기판상에 적층된 반도체층을 포함하는 LED 칩; 상기 반도체층의 적측방향과 직각이 되도록 상기 LED 칩이 상면에 수직하게 실장되며, 상기 LED 칩에서 발생된 열을 전달받아 외부로 방출하는 지지부; 및 상기 지지부가 상부에 체결되며, 하부에는 외부전원과 연결되는 외부접속부를 구비하여 상기 LED 칩에 전원을 공급하는 본체부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 본체부의 상부에 체결되어 상기 LED 칩과 상기 지지부를 보호하는 커버부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 커버부는 내측면에 상기 LED 칩에서 방출된 광의 파장을 변환하는 파장변환층을 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 반도체층은, 상기 기판의 상면에 순차적으로 적층된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 가지며, 상기 제1 도전형 반도체층 및 제2 도전형 반도체층과 각각 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 전극을 포함할 수 있다.

또한, 상기 반도체층은, 상기 기판의 상면에 순차적으로 적층된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 가지며, 분리영역을 통해 복수개로 구비되는 발광 셀; 및 상기 복수의 발광 셀이 서로 전기적으로 연결되도록 형성된 배선부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 배선부는 상기 발광 셀의 제1 및 제2 도전형 반도체층 중 적어도 하나를 다른 발광 셀의 제1 및 제2 도전형 반도체층 중 적어도 하나와 전기적으로 연결할 수 있다.

또한, 상기 복수의 발광 셀은 상기 배선부를 통해 직렬 또는 병렬 또는 직렬 및 병렬의 조합으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 지지부는 상기 본체부의 상부에 배치되는 상면과, 상기 상면의 주연으로부터 상기 본체부로 연장되는 측면을 포함하며, 상기 LED 칩이 상기 상면과 측면에 각각 수직하게 실장될 수 있다.

또한, 상기 LED 칩은 상기 기판과 반도체층을 감싸는 몰딩부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 몰딩부는 형광체를 함유할 수 있다.

또한, 상기 본체부는 외측면에 상기 지지부를 통해 전달되는 열을 방출하는 방열수단을 구비할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 조명 장치는, 기판과, 상기 기판상에 적층된 반도체층을 포함하는 LED 칩; 장착판과 상기 장착판을 지지하는 지지판을 구비하며, 전방 및 후방으로 빛을 방출하도록 상기 LED 칩이 상기 장착판의 상면과 하면에 각각 실장되는 지지부; 및 상기 지지부가 상부에 체결되며, 하부에는 외부전원과 연결되는 외부접속부를 구비하여 상기 LED 칩에 전원을 공급하는 본체부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 LED 칩은 상기 반도체층의 적측방향과 수평이 되도록 상기 장착판의 상면과 하면에 각각 수평하게 실장될 수 있다.

또한, 상기 LED 칩은 상기 반도체층의 적측방향과 직각이 되도록 상기 장착판의 상면과 하면에 각각 수직하게 실장될 수 있다.

본 발명의 실시형태에 따른 조명 장치의 경우, LED 칩 자체를 광원으로 사용함으로써 전방은 물론 측방 및 후방 영역까지 동시에 조명이 가능하여 배광 특성이 획기적으로 개선되는 효과를 갖는다.

또한, LED 칩이 다수의 발광 셀을 갖는 경우에 있어서 충분한 발광면적을 확보할 수 있어 광 효율을 향상시킬 수 있는 LED 칩을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 조명 장치를 개략적으로 나타내는 사시도(조립후 상태) 및 단면도이다.
도 3은 도 1의 조명 장치에 채용될 수 있는 일 실시형태에 따른 LED 칩을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 4는 도 1의 조명 장치에 채용될 수 있는 다른 실시형태에 따른 LED 칩을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4에서 A-A'선을 따라 절개한 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 LED 칩에서 각 발광 셀의 연결관계를 나타내는 등가회로도이다.
도 7은 도 4의 실시형태에서 변형된 실시형태에 채용될 수 있는 LED 칩을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 LED 칩에서 각 발광 셀의 연결 관계를 나타내는 등가회로도이다.
도 9는 도 7의 실시형태에서 변형된 다른 실시형태에 채용될 수 있는 LED 칩을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 10은 도 1의 조명 장치에 채용될 수 있는 또 다른 실시형태에 따른 LED 칩을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 LED 칩에서 각 발광 셀의 연결관계를 나타내는 등가회로도이다.
도 12는 본 발명의 실시형태에 따른 LED 칩이 지지부 상에 실장되는 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 LED 칩이 지지부 상에 실장되는 구조에 대한 변형예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 15는 도 14에 도시된 조명 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 16은 도 14의 실시형태에서 변형된 실시형태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 조명 장치에 관한 사항을 도면을 참조하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 도면 상에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 참조부호를 사용할 것이다.

도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 조명 장치에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1의 조명 장치를 개략적으로 나타내는 사시도(조립후 상태) 및 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시형태에 따른 조명 장치(1)는 LED 칩(10), 지지부(20), 본체부(30)를 포함하며, 상기 LED 칩(10)과 지지부(20)를 보호하는 커버부(40)를 더 포함할 수 있다.

상기 LED 칩(10)은 기판(11)과, 상기 기판(11)상에 적층된 복수의 반도체층(12)을 포함한다. 그리고, 도 3에서와 같이 단일칩 구조로 형성되거나, 도 4에서와 같이 멀티 칩 구조로 형성될 수 있다.

도 3은 도 1의 조명 장치에 채용될 수 있는 일 실시형태에 따른 LED 칩을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.

구체적으로, 상기 반도체층(12)은 기판(11) 상에 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(122), 제2 도전형 반도체층(123)의 순서로 성장되어 구비될 수 있으며, 상기 기판(11)과 제1 도전형 반도체층(121) 사이에는 미도시된 버퍼층이 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 제2 도전형 반도체층(123)의 일부를 식각하여 노출되는 상기 제1 도전형 반도체층(121)의 상면과 상기 제2 도전형 반도체층(123)의 상면에는 각각 제1 전극(13)과 제2 전극(14)이 형성된다. 여기서, 상기 제2 전극(14)은 상기 제2 도전형 반도체층(123) 상면에 형성된 투명 전극(15)의 상면에 형성될 수 있다. 상기 투명 전극(15)은 ITO 또는 ZnO와 같은 투명 전도성 물질로 이루어질 수 있다.

상기 제1 전극(13)과 제2 전극(14)은 각각 제1 및 제2 전극패드(131,141)와 이로부터 연장된 제1 및 제2 핑거(132,142)를 구비한다. 구체적으로, 상기 제1 전극패드(131)는 상기 제1 도전형 반도체층(121) 상면의 일 변에 인접하여 형성되며, 상기 제1 핑거(132)는 상기 제1 전극패드(131)로부터 연장되어 상기 일 변과 대향하는 타 변을 향하는 구조로 배치된다.

그리고, 상기 제2 전극패드(141)는 상기 투명 전극(15) 상면의 일 변(상기 제1 도전형 반도체층의 일 변과 대응되는 변)에 인접하여 상기 제1 전극패드(131)의 양측에 형성되며, 상기 제2 핑거(142)는 상기 제2 전극패드(141)로부터 연장되어 상기 제1 핑거(132)를 감싸는 구조로 배치된다. 이 경우, 상기 제1 핑거(132)와 제2 핑거(142) 사이의 간격은 일정한 거리만큼 이격되도록 형성되는 것이 바람직하며, 따라서 양 전극(13,14) 사이에서 전류 확산 및 분포의 균일화를 도모하는 것이 가능하다.

본 실시형태에서는 상기 제2 전극(14)이 상기 제1 전극(13)을 중심으로 하여 전체적으로 좌우 대칭적인 구조로 배치되는 것으로 설명하지만 이에 한정하는 것은 아니며, 제1 전극(13)과 제2 전극(14)이 각각 한 쌍으로 구비되어 서로 동일한 간격으로 이격되어 구비되는 구조도 가능하다.

상술된 실시형태에서 상기 기판(11)은 질화물 반도체층의 성장을 위해 제공되는 성장용 기판으로서 사파이어 기판과 같은 절연 기판을 사용할 수 있다. 그리고, SiC, Si, GaN, AlN 또는 도금층과 같은 금속 기판인 도전성 기판을 사용할 수도 있다.

도 3c에서와 같이, 상기 LED 칩(10)은 상기 기판(11)과 반도체층(12)을 감싸는 몰딩부(16)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 몰딩부(16)는 상기 LED 칩(10)의 상면과 하면, 즉 제1 및 제2 전극(13, 14)과 투명전극(15)의 상면 및 기판(11)의 하면에 각각 형성될 수 있으며, 상기 LED 칩(10) 전체를 에워싸도록 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 몰딩부(16)는 상기 LED 칩(10)에서 방출되는 빛의 파장을 변환하는 형광체(p)를 내부에 함유할 수 있다.

한편, 도 4 내지 도 11에서와 같이 상기 LED 칩(10)은 멀티칩 구조로 형성될 수도 있다.

도 4는 도 1의 조명 장치에 채용될 수 있는 다른 실시형태에 따른 LED 칩을 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 5는 도 4에서 A-A'선을 따라 절개한 개략적인 단면도이며, 도 6은 도 4에 도시된 LED 칩에서 각 발광 셀의 연결관계를 나타내는 등가회로도이다.

구체적으로, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 LED 칩(10)은 기판(11)과 상기 기판(11)의 상면에 배열된 복수의 발광 셀(C)을 포함할 수 있다.

상기 복수의 발광 셀(C)은 상기 기판(11)의 상면에 순차적으로 형성된 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(122) 및 제2 도전형 반도체층(123)을 갖는 반도체층 (12)을 아이솔레이션 공정을 통해 분리하여 얻어진다. 상기 제2 도전형 반도체층(123) 상에는 투명 전극(15)이 더 구비될 수 있다.

본 명세서에 사용되는 '발광 셀'이라는 용어는, 다른 셀과 구별되는 활성층 영역을 갖는 반도체층을 말하며, '분리영역'이라는 용어는, 반도체층을 부분적으로(예, 메사 에칭에 의한 부분분리) 또는 기판이 노출되도록(예, 아이솔레이션에 의한 완전분리) 제거하여 셀을 형성하는 영역으로 셀과 셀 사이로 정의되는 영역을 포함한다.

본 실시형태의 경우 25개의 발광 셀(C)이 5×5 형태로 배열된 구조를 나타내고 있으나, 발광 셀(C)의 개수와 배열 형태는 다양하게 변형될 수 있다. 상기 복수의 발광 셀(C)은 인접한 발광 셀(C)을 연결하는 배선부(17)를 통해 서로 전기적으로 연결된다. 추가 구성요소로서, 외부 전기 신호의 인가에 사용될 수 있는 제1 및 제2 전극패드(131,141)가 기판(11) 상에 형성될 수 있다. 본 실시형태에서는 상기 전극패드(131,141)가 발광 셀(C)과 직접 접촉하고 있으나, 이에 한정하지 않고 발광 셀(C)과 서로 이격되어 형성되고 배선부(17)에 의해 연결될 수도 있을 것이다.

도면에서 처럼, 각 발광 셀(C)은 서로 배선부(17)에 의해 직렬 연결될 수 있다. 이를 위하여, 예컨대, 제1 발광 셀(C1)의 제2 도전형 반도체층(123)과 제2 발광 셀(C2)의 제1 도전형 반도체층(121)이 서로 연결되며, 다만, 후술할 바와 같이, 직렬 연결 외에도 병렬 연결이나 직병렬 연결 모두 가능할 수 있을 것이다. 본 실시형태의 경우, 배선부(17)는 와이어가 아닌 발광 셀(C1, C2, C3)과 기판(11)의 표면을 따라 형성되며, 절연부(18)가 발광 셀(C1, C2, C3)과 배선부(17) 사이에 적절히 개재될 수 있다. 이 경우, 절연부(18)는 실리콘 산화물이나 실리콘 질화물 등과 같이 당 기술 분야에서 공지된 물질을 사용할 수 있다. 또한, 도면에서 도시하지는 않았으나 기판(11)의 표면에서 소정 간격으로 이격되어 에어 브리지(air bridge) 구조로 구비될 수도 있다. 이와 같이, 셀 간 전기적 연결을 위한 구조로서 와이어를 사용하지 않음에 따라, 단락 가능성이 저감되고 배선 공정의 용이성이 향상될 수 있다.

도 7은 도 4의 실시형태에서 변형된 실시형태에 채용될 수 있는 LED 칩을 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 LED 칩에서 각 발광 셀의 연결 관계를 나타내는 등가회로도이다. 또한, 도 9는 도 7의 실시형태에서 변형된 다른 실시형태에 채용될 수 있는 LED 칩을 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 10은 도 1의 조명 장치에 채용될 수 있는 또 다른 실시형태에 따른 LED 칩을 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 11은 도 10에 도시된 LED 칩에서 각 발광 셀의 연결관계를 나타내는 등가회로도이다.

우선, 도 7을 참조하면, 본 실시형태의 경우 LED 칩(10-1)은 기판(11) 상에 16개의 발광 셀(C)을 구비하며, 4×4 형태로 배열되어 있다. 물론, 이 경우, 발광 셀(C)의 개수와 배열 구조는 변형될 수 있다.

기판(11) 상의 다른 영역에는 제1 및 제2 전극패드(131,141)가 형성되며, 각각 발광 셀(C)의 제1 도전형 반도체층(121) 및 제2 도전형 반도체층(도 7에서는 도시하지 않았으며, 그 위에 형성된 투명 전극(15)을 도시함)과 전기적으로 연결된다. 본 실시형태의 경우, 발광 셀(C)은 제1 도전형 반도체층(121)을 서로 공유하는 구조이다. 즉, 발광 셀(C) 단위로 분리 시 제1 도전형 반도체층(121)은 분리되지 않으며, 전체 발광 셀(C)에 걸쳐서 일체로 형성될 수 있다. 제1 전극패드(131)와 연결된 제1 배선부(17a)는 제1 도전형 반도체층(121)과 연결되도록 제1 전극패드(131)로부터 연장 형성된다. 마찬가지로, 제2 전극패드(141)와 연결된 제2 배선부(17b)는 제2 도전형 반도체층(123)과 연결되도록 제2 전극패드(141)로부터 연장 형성되며, 서로 인접한 발광 셀(C)의 제2 도전형 반도체층(123)과 연결되기 위하여 연결부(m)가 형성될 수 있다. 이 경우, 도 7에서는 표현하지 않았으나, 제2 배선부(17b) 및 연결부(m)는 제1 도전형 반도체층(121)이나 활성층과 전기적으로 분리될 필요가 있으며, 이들 사이에는 절연 물질이 개재되거나 에어 브리지 구조를 가질 수 있다.

본 실시형태와 같은 전기 연결 구조에 의하여, 도 8에 도시된 것과 같이, 16개의 발광 셀은 서로 병렬로 연결되며, 이러한 병렬 연결 구조의 경우, DC 전원 하에서 고출력 광원으로 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

다음으로, 도 9의 실시형태의 경우, LED 칩(10-2)은 제1 도전형 반도체층(121)은 각각의 발광 셀(C)에 개별적으로 구비되는 점에서, 도 4의 실시형태와 유사하며, 다만, 전기 연결 구조는 도 7의 실시형태와 같이 병렬 연결에 해당한다. 제1 전극패드(131)로부터 연장된 제1 배선부(17a)는 발광 셀(C)과 직접 연결되지 않으며, 연결부(m)에 의하여 발광 셀(C)의 제1 도전형 반도체층(121)과 연결된다.

도 10은 도 1의 조명 장치에 채용될 수 있는 또 다른 실시형태에 따른 LED 칩을 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 11은 도 10에 도시된 LED 칩에서 각 발광 셀의 연결관계를 나타내는 등가회로도이다.

도 10을 참조하면, 본 실시형태의 경우, LED 칩(10-3)은 기판(11) 상에 16개의 발광 셀(C)을 구비하며, 4×4 형태로 배열되어 있다. 물론, 이 경우, 발광 셀(C)의 개수와 배열 구조는 변형될 수 있을 것이다. 본 실시형태의 경우, 기판(11) 상의 다른 영역에는 제1 및 제2 전극패드(131, 141)가 형성되며, 각각 발광 셀(C)의 제2 도전형 반도체층(도 10에서는 도시하지 않았으며, 그 위에 형성된 투명 전극(15)을 도시함)과 제1 도전형 반도체층(121)과 전기적으로 연결된다. 즉, 제1 전극패드(131)와 연결된 제1 배선부(17a)는 일부의 발광 셀(C)에 구비된 제2 도전형 반도체층과 연결된다. 마찬가지로, 제2 전극패드(141)와 연결된 제2 배선부(17b)는 나머지 중 일부의 발광 셀(C)의 제1 도전형 반도체층(121)과 연결된다. 제1 및 제2 배선부(17a, 17b)와 직접 연결되지 않은 나머지 발광 셀(C)은 연결부(m)에 의하여 서로 간에 직렬 연결을 형성하며, 이에 따라, 도 11에 도시된 것과 같이, 직렬 및 병렬의 혼합 연결 구조가 얻어질 수 있다.

한편, 상기 지지부(20)는 상기 LED 칩(10)을 실장하여 지지하는 한편, 상기 LED 칩(10)에서 발생된 열을 전달받아 외부로 방출한다. 따라서, 상기 지지부(20)는 열전도성이 우수한 금속재질로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.

도면에서와 같이, 상기 지지부(20)는 본체부(30)의 상부에 배치되는 수평한 상면(21)과, 상기 상면(21)의 주연으로부터 상기 본체부(30)로 연장되는 측면(22)을 포함하며, 상기 측면(22)은 소정 기울기로 하향 경사진 구조로 형성될 수 있다.

상기 지지부(20)의 상면(21)에는 상기 반도체층(12)의 적층방향과 직각이 되도록 상기 LED 칩(10)이 상기 상면(21)에 대해 수직하게 실장된다. 구체적으로, 기판(11)과 상기 기판(11)상에 적층된 반도체층(12)의 일측면이 상기 지지부(20)의 상면(21)과 마주하도록 실장되는 것이다.

이와 같은 구조는 LED 칩을 내부에 구비한 패키지가 실장되는 종래의 구조와 달리 LED 칩을 패키징하지 않고 LED 칩 자체를 실장하는데 특징이 있다. 따라서, 패키지 구조가 가지는 지향각의 한계에 대한 제약을 받지 않고 전방은 물론 측방 및 후방 영역까지 동시에 조명이 가능하여 종래의 필라멘트에서와 같은 우수한 지향각 특성을 발휘할 수 있다.

도 12a에서와 같이, 상기 LED 칩(10)은 상기 지지부(20)의 상면(21)에 함몰형성된 수용홈(h) 내에 삽입되어 장착될 수 있다. 그리고 도 12b 및 도 12c에서와 같이 접착제(b)를 통해 상기 지지부(20)의 상면(21)에 장착될 수 있다. 이 경우 상기 접착제(b)는 비전도성 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 지지부(20)의 상면(21)에 장착되는 상기 LED 칩(10)은 플립칩 본딩 또는 와이어 본딩 등의 방식을 통해 상기 지지부(20)에 구비되는 회로배선(23)과 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 상기 LED 칩(10)은 도 13에서 처럼 상기 지지부(20)의 상면(21) 뿐만 아니라 상기 지지부의 측면(22)에도 구비될 수 있으며, 이 경우 상면(21)에 장착되는 구조와 마찬가지로 상기 측면(22)에 대해 수직하게 실장된다.

상기 본체부(30)는 소정 크기의 내부공간을 갖는 하우징 부재로 상기 지지부(20)와 직접 접속하여 방열효율을 향상시키는 열방출판(31)을 포함하며, 상기 지지부(20)가 상부에 체결되도록 한다. 그리고, 상기 본체부(30)의 하부에는 외부전원과 연결되는 외부접속부(32)를 구비한다.

상기 본체부(30)의 내부에는 소켓구조와 같은 상기 외부접속부(32)에 연결되어 외부전원으로부터 전원을 제공받아 상기 LED 칩(10)을 구동시키는 구동부(50)가 구비될 수 있다. 상기 구동부(50)는 AC-DC 컨버터 또는 정류회로부품 등으로 구성될 수 있다.

상기 본체부(30)의 외측면에는 상기 지지부(20)를 통해 전달되는 열을 외부로 방출하는 방열수단(33)을 구비할 수 있다. 본 실시형태와 같이, 상기 방열수단(33)은 상기 본체부(30) 내의 열을 외부로 직접 방출시키도록 상기 본체부(30)의 측면을 따라 관통하여 형성되는 홀(hole)일 수 있다. 그러나, 이에 한정하지 않고 상기 본체부(30)의 측면으로부터 돌출형성되는 방열 핀일 수도 있다.

본 실시형태에 따른 조명 장치(1)에서는, 상기 본체부(30)의 상부에 체결되어 상기 LED 칩(10)과 상기 지지부(20)를 보호하는 커버부(40)를 포함할 수 있다.

상기 커버부(40)는 투명한 재질의 유리 또는 수지로 이루어지며, 볼록한 벌브 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 커버부(40)는 내측면에 형광체를 함유하여 상기 LED 칩(10)에서 방출되는 광의 파장을 변환하는 파장변환층(41)을 더 구비할 수 있다.

도 14 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 다른 실시형태에 따른 조명 장치에 대해 설명한다.

도 14는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 15는 도 14에 도시된 조명 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 16은 도 14의 실시형태에서 변형된 실시형태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 14의 실시형태에 따른 조명 장치(1')의 경우, 도 1의 실시형태와 기본적인 구조는 동일하다. 다만, 지지부의 구조 및 LED 칩이 상기 지지부상에 실장되는 구조가 도 1의 실시형태와 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 도 1의 실시형태와 차이가 있는 지지부 및 상기 지지부에 장착되는 LED 칩의 실장 구조에 대해 설명하고, 다른 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

본 실시형태에 따른 조명 장치(1')는 도 1의 실시형태와 마찬가지로 LED 칩(10), 지지부(20'), 본체부(30)를 포함하며, 상기 LED 칩(10)과 지지부(20)를 보호하는 커버부(40)를 더 포함할 수 있다.

다만, 지지부(20)가 본체부(30)의 상부에 배치되는 상면과, 상기 상면의 주연으로부터 상기 본체부로 하향 연장되는 측면을 포함하는, 예컨대 피라미드 구조를 갖는 도 1의 실시형태와 달리, 도 14에서 도시하는 실시형태에서는 지지부(20')가 본체부(30)의 상부에 수평하게 배치되는 장착판(23)과, 상기 장착판(23)을 지지하도록 수직하게 배치되어 상기 본체부(30)와 결합하는 지지판(24)을 구비하는, 예컨대 "T"자형 또는 테이블 구조를 갖는다. 여기서 상기 지지판(24)은 단일 또는 복수개로 구비될 수 있다.

상기 장착판(23)의 상면과 하면에는 각각 상기 LED 칩(10)이 장착된다. 상기 LED 칩(10)은 도 1의 실시형태와 달리 상기 반도체층(12)의 적층방향과 수평이 되도록 상기 장착판(23)의 상면과 하면에 각각 수평하게 실장될 수 있다. 그리고, 플립칩 본딩 또는 와이어 본딩 등의 방식으로 상기 장착판(23)에 구비되는 회로 배선(미도시)과 전기적으로 연결된다.

상기 미도시된 회로 배선은 상기 장착판(23)을 지지하는 지지판(24)을 따라 본체부(30) 내의 구동부와 연결된다.

한편, 도 16에서와 같이 상기 LED 칩(10)은 상기 반도체층(12)의 적측방향과 직각이 되도록 상기 장착판(23)의 상면과 하면에 각각 수직하게 실장되는 것도 가능하다.

이와 같은 구조를 통해 LED 칩(10)은 전방, 측방 및 후방으로 빛을 방출할 수 있어 우수한 지향각 특성을 발휘함으로써 배광 특성이 획기적으로 개선되는 우수한 효과를 가진다.

10...... LED 칩 11...... 기판
12...... 반도체층 20...... 지지부
21...... 상면 22...... 측면
30...... 본체부 31...... 열방출판
32...... 외부접속부 33...... 방열수단
40...... 커버부 41...... 파장변환층

Claims

기판과, 상기 기판상에 적층된 반도체층을 포함하는 LED 칩;
상기 반도체층의 적측방향과 직각이 되도록 상기 LED 칩이 상면에 수직하게 실장되며, 상기 LED 칩에서 발생된 열을 전달받아 외부로 방출하는 지지부; 및
상기 지지부가 상부에 체결되며, 하부에는 외부전원과 연결되는 외부접속부를 구비하여 상기 LED 칩에 전원을 공급하는 본체부;
를 포함하는 조명 장치.
제1항에 있어서,
상기 본체부의 상부에 체결되어 상기 LED 칩과 상기 지지부를 보호하는 커버부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제2항에 있어서,
상기 커버부는 내측면에 상기 LED 칩에서 방출된 광의 파장을 변환하는 파장변환층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항에 있어서, 상기 반도체층은,
상기 기판의 상면에 순차적으로 적층된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 가지며, 상기 제1 도전형 반도체층 및 제2 도전형 반도체층과 각각 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항에 있어서, 상기 반도체층은,
상기 기판의 상면에 순차적으로 적층된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 가지며, 분리영역을 통해 복수개로 구비되는 발광 셀; 및
상기 복수의 발광 셀이 서로 전기적으로 연결되도록 형성된 배선부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제5항에 있어서,
상기 배선부는 상기 발광 셀의 제1 및 제2 도전형 반도체층 중 적어도 하나를 다른 발광 셀의 제1 및 제2 도전형 반도체층 중 적어도 하나와 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제5항에 있어서,
상기 복수의 발광 셀은 상기 배선부를 통해 직렬 또는 병렬 또는 직렬 및 병렬의 조합으로 연결되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항에 있어서,
상기 지지부는 상기 본체부의 상부에 배치되는 상면과, 상기 상면의 주연으로부터 상기 본체부로 연장되는 측면을 포함하며, 상기 LED 칩이 상기 상면과 측면에 각각 수직하게 실장되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항에 있어서,
상기 LED 칩은 상기 기판과 반도체층을 감싸는 몰딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제9항에 있어서,
상기 몰딩부는 형광체를 함유하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항에 있어서,
상기 본체부는 외측면에 상기 지지부를 통해 전달되는 열을 방출하는 방열수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
기판과, 상기 기판상에 적층된 반도체층을 포함하는 LED 칩;
장착판과 상기 장착판을 지지하는 지지판을 구비하며, 전방 및 후방으로 빛을 방출하도록 상기 LED 칩이 상기 장착판의 상면과 하면에 각각 실장되는 지지부; 및
상기 지지부가 상부에 체결되며, 하부에는 외부전원과 연결되는 외부접속부를 구비하여 상기 LED 칩에 전원을 공급하는 본체부;
를 포함하는 조명 장치.
제12항에 있어서,
상기 본체부의 상부에 체결되어 상기 LED 칩과 상기 지지부를 보호하는 커버부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제13항에 있어서,
상기 커버부는 내측면에 상기 LED 칩에서 방출된 광의 파장을 변환하는 파장변환층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제12항에 있어서, 상기 반도체층은,
상기 기판의 상면에 순차적으로 적층된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 가지며, 분리영역을 통해 복수개로 구비되는 발광 셀; 및
상기 복수의 발광 셀이 서로 전기적으로 연결되도록 형성된 배선부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제15항에 있어서,
상기 복수의 발광 셀은 상기 배선부를 통해 직렬 또는 병렬 또는 직렬 및 병렬의 조합으로 연결되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제12항에 있어서,
상기 LED 칩은 상기 반도체층의 적측방향과 수평이 되도록 상기 장착판의 상면과 하면에 각각 수평하게 실장되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제12항에 있어서,
상기 LED 칩은 상기 반도체층의 적측방향과 직각이 되도록 상기 장착판의 상면과 하면에 각각 수직하게 실장되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제12항에 있어서,
상기 본체부는 외측면에 상기 지지부를 통해 전달되는 열을 방출하는 방열수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.