KR20120075946A - 전원공급소자 통합형 웨이퍼를 갖는 발광모듈 - Google Patents

전원공급소자 통합형 웨이퍼를 갖는 발광모듈 Download PDF

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KR20120075946A
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최혁중
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Abstract

발광모듈이 개시된다. 이 발광모듈은, 제1 면과 제2 면을 포함하는 웨이퍼와; 상기 웨이퍼의 상기 제1 면에 배치되는 발광다이오드 칩과; 상기 발광다이오드 칩에 전원을 공급하기 위한 전원공급소자와; 태양광을 전기로 변환하여 상기 전원공급소자에 제공하는 광전변환소자를 포함하며, 상기 전원공급소자는 상기 웨이퍼의 상기 제2 면에 배치된다.

Description

전원공급소자 통합형 웨이퍼를 갖는 발광모듈{LIGHT EMITTING MODULE HAVING A WAFER WITH A POWER SUPPLY INTEGRATED}
본 발명은 발광다이오드 칩을 갖는 발광모듈에 관한 것이며, 더 상세하게는, 하나의 웨이퍼에 전원공급소자와 하나 이상의 발광다이오드 칩을 통합하여 구성한 발광모듈에 관한 것이다.
발광다이오드는 전류 인가에 의해 p형 반도체층과 n형 반도체층 사이에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 대표적인 반도체 발광소자이다. 발광다이오드는 저 전압, 저 전류로 연속 발광이 가능하고, 소비전력이 작은 이점 등 기존의 광원에 비해 많은 이점을 가지고 있다.
일반적으로, 하나 이상의 발광다이오드 칩을 패키지에 실장하여 만든 발광다이오드 패키지가 많이 이용되고 있다. 발광다이오드 패키지는 패키지 본체를 포함하며, 그 패키지 본체에는 발광다이오드 칩에 대응되게 리드프레임들이 설치된다. 와이어(들)에 의해, 리드프레임들과 발광다이오드 칩은 전기적으로 연결되며, 따라서, 리드프레임들을 통해 외부로부터 전력을 인가받은 발광다이오드 칩은 광을 발생시킬 수 있다.
근래 들어, 실리콘 웨이퍼와 같은 웨이퍼 상에 발광다이오드 칩을 실장하여 만든 발광모듈이 개발된 바 있으며, 이러한 발광모듈은 '웨이퍼 레벨 패키지'로 칭해지고 있다.
종래의 발광모듈은 웨이퍼 상의 발광다이오드 칩이 외부의 교류전원이나 전지에 의존하여 동작할 수밖에 없다는 단점을 갖는다. 이는, 발광모듈이 항상 외부의 전원 조건에 종속하여 동작된다는 점에서, 정전 또는 다른 위급 상황에서의 이용에 한계가 있다.
또한, 종래의 발광모듈 기술에 있어서, 웨이퍼의 앞면(front surface)에는 복수의 발광다이오드 칩들이 실장되지만, 웨이퍼의 뒷면(rear surface) 쪽은 활용도가 크게 떨어진다. 웨이퍼의 뒷면으로 비아 또는 전극을 연장하여, 단자로 이용하기도 하지만, 이를 제외하면, 웨이퍼의 뒷면은 거의 활용되지 못하고 있다.
한편, 종래의 웨이퍼 레벨 패키지 또는 발광모듈 제조 방식의 한 예로, 하나의 큰 웨이퍼에 발광다이오드 칩들을 실장하고 배선 연결까지 한 후, 웨이퍼를 복수개로 절단하는 방식이 있으며, 이러한 방식은 기존 발광다이오드 패키지에 비해 생산성이 좋은 것으로 알려져 있다. 그러나, 전원공급소자 등 발광다이오드 칩의 동작에 참여하는 모든 부품들은 여전히 개개의 발광모듈에 대해 따로 조립된다.
따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는, 웨이퍼의 제1 면에 발광다이오드 칩을 배치하되, 그와 다른 제2 면에는 커패시터 또는 2차전지와 같은 전원공급소자를 일체로 통합함으로써, 웨이퍼의 표면 활용도를 높인 발광모듈을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 웨이퍼의 제1 면에 발광다이오드 칩을 배치하되, 제1 면과 다른 웨이퍼의 제2 면에 전원공급소자를 일체로 통합하는 한편, 태양광으로 전기를 만드는 광전변환소자를 추가로 제공하여, 광전변환소자와 전원공급소자에 의해 외부의 전력의 이용 없이 또는 최소한의 외부 전력만을 이용하도록 한 발광모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따른 발광모듈은, 제1 면과 제2 면을 포함하는 웨이퍼와, 상기 웨이퍼의 제1 면에 배치되는 발광다이오드 칩과, 상기 발광다이오드 칩에 전원을 공급하기 위한 전원공급소자와, 태양광을 전기로 변환하여 상기 전원공급소자에 제공하는 광전변환소자를 포함하며, 상기 전원공급소자는 상기 웨이퍼의 제2 면에 배치된다. 이때, 상기 제1 면과 상기 제2 면은 서로 대향된 면들인 것이 바람직하다.
상세한 설명 및 특허청구범위에서, 웨이퍼의 제1 면은 하나 이상의 발광다이오드 칩이 실장되는 면을 의미하며, 웨이퍼의 제2 면은 제1 면이 아닌 다른 임의의 면을 의미한다.
일 실시예에 따라, 상기 전원공급소자는 커패시터, 2차전지 또는 연료전지일 수 있다. 상기 전원공급소자로는 애노드층, 캐소드층 및 그들 사이에 개재된 고체전해질을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 웨이퍼와 접하는 일면과 그 반대면에는 각각 절연막이 각각 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 발광모듈은 상기 광전변환소자에 태양광을 집광하는 렌즈 또는 광 가이드를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 광전변환소자는 상기 웨이퍼의 제1 면 또는 제2 면에 접하여 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 발광 모듈은, 제1 면과 제2 면을 포함하는 웨이퍼와, 상기 웨이퍼의 제1 면에 배치되는 복수의 발광다이오드 칩과, 상기 복수의 발광다이오드 칩에 전원을 공급하기 위한 전원공급소자를 포함하며, 상기 상기 전원공급소자는 상기 웨이퍼의 제2 면에 배치된다.
일 실시예에 따라, 상기 전원공급소자는 커패시터, 2차전지 또는 연료전지 일 수 있다.더 나아가, 전원공급소자는 애노드층, 캐소드층 및 그들 사이에 개재된 고체전해질을 포함하며, 상기 웨이퍼와 접하는 일면 및 그 반대면에는 각각 절연막이 각각 형성된 것일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 발광모듈은 태양광을 전기로 변환하여 상기 전원공급소자에 제공하는 광전변환소자를 더 포함할 수 있다.
상기 광전변환소자는 복수개로 제공되며, 이 경우, 상기 복수의 광전변환소자는 상기 전원공급소자의 주변을 둘러싸도록 배치되거나, 또는, 상기 전원공급소자의 주변을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수의 광전변환소자는 직렬로 연결된다.
바람직하게는, 복수의 발광다이오드 칩 중 적어도 두개는 직렬 또는 병렬로 연결된다.
상기 발광모듈은, 상기 복수의 발광다이오드 칩을 개별적 또는 전체적으로 봉지하는 투광성 봉지재와, 상기 봉지재의 내부 또는 상기 봉지재와 상기 발광다이오드 칩 사이에 위치하는 형광체를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 발광모듈은, 외부의 밝기를 측정하는 광센서와, 상기 광센서로부터 제공된 밝기 정보에 따라 상기 발광다이오드 칩의 점멸을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 발광모듈은 전압/전류 가변회로를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 발광모듈은 웨이퍼의 제1 면에 발광다이오드 칩들이 배치되되 그 반대편 제2 면에는 전원공급소자가 배치되므로 웨이퍼의 표면 활용도가 형상된다. 또한, 본 발명에 따른 발광모듈은 외부 전원의 이용을 배제하거나 최소화할 수 있다는 장점을 갖는다.
많은 수의 발광다이오드 칩들이 배치된 큰 웨이퍼를 여러 개로 절단하여 많은 수의 웨이퍼 레벨 패키지 또는 발광모듈을 제조할 수 있는데, 이 경우, 절단 전의 큰 웨이퍼 제2 면에 많은 수의 전원공급소자를 배치한 후, 상기 큰 웨이퍼를 여러개로 절단하면, 발광다이오드 칩과 전원공급소자가 통합된 웨이퍼 레벨의 패키지 또는 발광모듈을 보다 쉽고, 빠르고, 저렴하게 제조할 수 있다. 이는 제조 공정 수의 감소에 주로 기인한다.
전술한 것과 같은 웨이퍼 레벨의 패키지 또는 발광모듈에 태양광을 전기로 변환시키는 광전변환소자를 추가함으로써, 외부의 전력 없이 또는 외부의 전력을 최소한으로 이용하여, 발광다이오드 칩을 발광 동작시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광모듈을 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 원 A를 확대하여 도시한 단면도.
도 3은 도 1의 타원 B를 확대하여 도시한 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 발광모듈의 광전변환소자가 배열된 한 형태를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광모듈을 도시한 단면도.
도 6의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 발광모듈을 도시한 단면도들로서, 다양한 형태의 봉지재들을 포함하는 발광모듈을 도시한 단면도들.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 발광모듈을 도시한 단면도들로서, 다양한 형태의 집광수단을 포함하는 발광모듈을 도시한 단면도들.
도 8은 도 1 내지 도 7c에 도시된 것과 같은 발광모듈이 포함된 조명장치의 한 예를 도시한 블록 구성도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광모듈을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광모듈(1)은, 웨이퍼(10)와, 상기 웨이퍼(10)의 앞면에 배치되는 복수의 발광다이오드 칩(20)과, 상기 웨이퍼(10)의 뒷면에 배치되는 전원공급소자(80)를 포함한다. 상기 웨이퍼(10)는 실리콘(Si) 웨이퍼인 것이 선호된다. 하지만, 상기 웨이퍼(10)로는 Al2O3, SiC, ZnO, GaAs, GaP, Bn, LiAl2O3, AlN 및 GaN 등과 같은 다른 재료의 것이 이용될 수 있다.
. 상기 발광다이오드 칩(20)은 III족 질화물 화합물 반도체로 이루어진 것이 선호된다.
상기 전원공급소자(80)는, 전기 에너지를 저장 및 공급할 수 있는 소자로서, 예를 들면, 커패시터, 2차전지 또는 연료전지 등일 수 있다.
바람직한 하나의 실시 형태에 따라, 상기 전원공급소자(80)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 애노드층(82), 캐소드층(84) 및 그들 사이에 개재된 고체전해질(86)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼(10)와 접하는 일면에는 제1 절연막(81)이 형성되고 그 반대면에는 제2 절연막(87)이 각각 형성된다. 상기 제1 절연막(81)은 웨이퍼(10)의 배면에 있을 수 있는 비아 또는 전극의 일부(미도시함)로부터 전원공급소자(80)를 절연시키도록 제공된다. 또한, 상기 제2 절연막(87)은 상기 전원공급소자(80)를 그 주변의 다른 전기 회로로부터 또는 전기 부품으로부터 절연시키는 역할을 한다.
도시하지는 않았지만, 상기 웨이퍼(10)에는 상기 전원공급소자(80)의 전기를 상기 발광다이오드 칩(20)에 제공하기 위한 전원 또는 전력의 경로가 제공되며, 이 전원 또는 전력 경로에는 전압/전류 가변 회로가 제공될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 발광모듈(1)은 외부로부터 받은 태양광을 전기로 변환하여 상기 전원공급소자(80)에 제공하는 복수의 광전변환소자(90)를 포함한다. 상기 광전변환소자(90)는 상기 웨이퍼(10)에 일체로 통합되는 것이 선호되지만, 상기 웨이퍼(10)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 광전변환소자(90)는 상기 웨이퍼(10) 외의 발광모듈의 다른 부분, 예컨대, 발광모듈(1)의 하우징(미도시됨) 등에 지지될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 복수의 광전변환소자(90)는 상기 웨이퍼(10)의 뒷면에 설치되어, 상기 전원공급소자(80)의 주변을 둘러싸고 있다. 또한, 상기 복수의 광전변환소자(90)는, 광전 변환 효율을 높이도록, 배선(91)들에 의해 직렬로 연결된다. 또한, 상기 광전변환소자(90)들의 어레이 양단에는 각각 한 쌍의 단자 패드(92, 92)가 설치된다. 상기 광전변환소자(90)는 III-V족 반도체 화합물로 만들어진 것이 선호된다.
도 3을 참조하면, 웨이퍼(10)에 실장된 발광다이오드 칩(20, 20)들이 확대되어 보여진다. 도 3에 도시된 발광다이오드 칩(20)들의 구조, 형태 및 배열 등은 본 발명의 선호되는 한 실시 형태이기는 하지만, 하나 이상의 발광다이오드 칩(20)이 웨이퍼(10)의 앞면에 배치된 구성을 포함하고 있다면, 발광다이오드 칩(20)의 구조, 형태 및 배열 등은 본 발명의 기술적 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형될 수 있음에 유의한다.
선호되는 실시 형태에 따라, 상기 웨이퍼(10)의 앞면에는 홈들(11, 11)이 형성되며, 상기 발광다이오드 칩(20)들 각각은 하부 일부가 상기 홈(11) 내에 있도록 상기 웨이퍼(10)에 실장된다.
상기 발광다이오드 칩(20)은 기판(21)과, 상기 기판(21) 상에 적층된 제1 도전형 반도체층(22), 활성층(23) 및 제2 도전형 반도체층(24)을 포함한다. 상기 기판(21)은, 화합물 반도체로 된 상기 층들을 성장시키기 위한 성장기판일 수 있으며, 상기 성장기판은 III족 질화물 반도체의 성장에 적합한 사파이어 기판인 것이 바람직하다. 사파이어 기판을 성장기판(21)으로 포함하는 발광다이오드 칩의 경우, 상기 제1 도전형 반도체층(22)은 n형 화합물 반도체층이고, 상기 제2 도전형 반도체층(24)은 p형 화합물 반도체층일 수 있다. 도시하지는 않았지만, 상기 제2 도전형 반도체층(24) 상에는 예를 들면 ITO층과 같은 투명전극층 또는 전류확산층이 형성될 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(22), 활성층(23) 및 제2 도전형 반도체층(24)은 III족 질화물 계열의 화합물 반도체, 예컨대 (Al, Ga, In)N 반도체로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(22, 24) 각각은 단일층 또는 다중층일 수 있다. 예컨대, 상기 제1 도전형 반도체층(22) 및/또는 제2 도전형 반도체층(24)은 콘택층과 클래드층 포함할 수 있으며, 또한 초격자층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 활성층(23)은 단일 양자우물 구조 또는 다중 양자우물 구조일 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 제2 도전형 반도체층(24)과 상기 활성층(23)의 일부가 제거되어, 상기 제1 도전형 반도체층(22)의 일부 영역이 노출되며, 그 노출된 제1 도전형 반도체층(22) 측에 제1 도전형의 전극패드(20a)가 형성되는 한편, 상기 제2 도전형 반도체층(24) 측에 제2 도전형의 전극패드(20b)가 형성된다.
한편, 상기 절연막(40)은 상기 전극패드(20a, 20b)를 제외한 발광다이오드 칩(20)들을 전체적으로 덮도록 웨이퍼(10)의 앞면에 형성된다. 게다가, 상기 절연막(40)은 발광다이오드 칩(20)들 뿐 아니라 발광다이오드 칩(20) 주변의 웨이퍼(10)의 앞면도 덮고 있다. 상기 절연막(40)은 상기 전극막(30)과 발광다이오드 칩(20)의 사이를 절연하는 역할을 하며, 더 나아가, 발광다이오드 칩(20)의 측면에서 각 반도체층들 사이를 절연하는 역할도 한다. 특히, 상기 절연막(40)은 전극막(30), 반사막(50) 및 보호막(60)에 대하여 베이스층이 되며, 따라서, 절연막(40)의 두께를 다르게 하는 것에 의해, 발광다이오드 칩(20) 또는 그것의 해당 반도체층, 특히, 활성층에 대해, 상기 막들의 높이를 다르게 조절하는 역할도 한다. 상기 절연막(40)은 SiO2 또는 이를 주성분으로 하는 절연성 재료로 형성되는 것이 좋다.
상기 웨이퍼(10)의 앞면에서, 상기 절연막(40)은 상기 발광다이오드 칩(20)의 제1 및 제2 도전형 전극패드(20a, 20b)가 있는 영역이 제거되어 있고, 이에 의해, 상기 제1 및 제2 도전형 전극패드(20a, 20b)는 상기 절연막(40)으로부터 노출되어 있다. 상기 절연막(40) 상에는 전술한 것과 같은 전극막(30)이 영역적으로 형성되어, 이웃하는 발광다이오드 칩들의 제1 도전형 전극패드(20a)와 제2 도전형 전극패드(20b) 사이를 전기적으로 연결한다.
상기 전극막(30)은 전기 전도성이 좋은 금속 재료로 형성되는 것이 좋으며, 가장 바람직하게는, Au, Cu, Al 중 적어도 하나의 금속 재료 또는 그 금속 재료를 포함하는 합금 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
이웃하는 발광다이오드 칩(20, 20)들 사이에서 상기 발광다이오드 칩(20)의 측면으로부터 나온 광을 위로 반사하기 위한 반사막(50)이 적어도 상기 전극막(30)의 일부를 덮도록 형성된다. 자세히 도시되지는 않았지만, 상기 반사막(50)은 상기 전극막(30)보다 큰 폭으로 형성될 수 있으며, 이 경우, 상기 반사막(50)의 일부 또는 대부분이 상기 절연막(40) 상에 직접 접촉하여 위치한다. 이때, 상기 반사막(50)은, 발광다이오드 칩(20)의 활성층(23) 보다 낮게 위치하는 것이 좋다. 활성층(23) 아래에 위치하는 반사막(50)은 활성층(23)에서 발생하여 발광다이오드 칩(20)의 측면으로 방출되는 광을 보다 효과적으로 반사시켜 의도된 방향으로 유도할 수 있다. 상기 반사막(50)은 반사성이 좋은 금속 재료로 형성되는 것이 좋으며, 가장 바람직하게는, Ag, Au, Ni 중 적어도 하나의 금속 재료 또는 그 금속 재료를 포함하는 합금 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 마지막으로 전술한 반사막(50), 전극막(30), 절연막(40) 및 발광다이오드 칩(20)을 전체적으로 덮도록 보호막(60)이 제공된다. 상기 보호막(60)은 광 투과성이 좋고 절연성이 있는 SiO2로 형성되는 것이 좋다.
도시하지는 않았지만, 상기 웨이퍼(10)의 앞면에는 발광다이오드 칩(20)과 함께 별도의 전극 또는 전극 패드(미도시됨)가 더 형성될 수 있으며, 이 전극 또는 전극 패드는 상기 웨이퍼(10)의 앞면으로부터 상기 웨이퍼(10)의 뒷면으로 이어진, 예를 들면, 비아와 같은 도전부(미도시됨)와 연결될 수 있다.
도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광모듈의 단면도가 보여진다. 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 모듈(1)은 복수의 광전변환소자(90)가 발광다이오드 칩(20)들과 함께 웨이퍼(10)의 앞면에 설치된다. 상기 복수의 광전변환소자(90)는 상기 발광다이오드 칩(20)의 주변을 둘러싸도록 배치된 채 직렬로 연결되는 것이 선호된다. 전원공급소자(80)는, 앞선 실시예와 마찬가지로, 웨이퍼(10)의 뒷면에 배치된다.
도 6의 (a), (b) 및 (c)에는 상기 웨이퍼(10)의 앞면에 배치되는 발광 다이오드 칩(20)들을 보호하기 위한 투광성의 봉지재(71, 72 또는 73)가 함께 보여진다. 도 6의 (a) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 하나의 봉지재(71, 73)가 웨이퍼(10) 앞면의 모든 발광다이오드 칩(20)들을 덮도록 형성될 수 있다. 도 6의 (a)에 도시된 봉지재(71)는 각 발광다이오드 칩(20)에 대응되게 복수의 렌즈 형상을 포함한다. 한편, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 복수의 봉지재(72)가 복수의 발광다이오드 칩(20)들을 개별적으로 덮도록 형성될 수 있다. 봉지재(71, 72 또는 73)의 내부 또는 봉지재(71, 72 또는 73)와 발광다이오드 칩(20) 사이에는 예를 들면 백색광을 만들기 위한 형광체가 포함될 수 있다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c에는 광전변환소자(90)로 광을 모으기 위한 집광수단이 함께 보여진다.
도 7a를 참조하면, 예를 들면, 프레넬 렌즈와 같은 집광 렌즈(74)가 집광수단으로 채용된다. 이 경우, 태양광은 집광 렌즈(74)를 통과하여 그 아래의 광전변환소자(90)를 향해 모인다.
도 7b 및 도 7c를 참조하면, 집광용 광 가이드(75 또는 76)가 집광수단으로 채용된다. 이 경우, 태양광은 광 가이드(75 또는 76)의 상부 입사면을 통해 광을 받으며, 광 가이드(75 또는 76) 내부로 들어온 광은 광 가이드(75 또는 76)의 내부를 이동하여 광 가이드(75 또는 76)의 측면 또는 중앙의 중공에 위치하는 출사면을 통해 광전변환소자(90) 내로 들어간다.
이때, 광의 원활한 가이드를 위해 예를 들면, 프리즘 패턴 또는 홀로그램 패턴이 등이 광 가이드(75 또는 76)의 저면에 형성될 수 있다.
도 7c의 경우, 광 가이드(76)의 중공을 중심으로 크기가 다른 복수의 동심원들로 이루어진 프리즘 패턴들이 광 가이드(76)의 저면에 형성되어 있다. 중공 부근에는 광전변환소자(90)가 배치되어 있으며, 이 경우, 중심으로부터 멀리 입사된 광이 광 가이드(76)를 통해 광전변환소자(90)가 있는 중공 부근으로 이동하여, 상기 광전변환소자(90) 내로 들어간다.
도 8은 전술한 발광모듈을 포함하는 조명장치의 일예를 도시한 블록 구성도이다.
도 8에 도시된 조명장치는 앞에서 설명한 것과 같은 발광다이오드 칩(20), 전원공급소자(80) 및 광전변환소자(90)와 더불어, 제어부(100), 구동회로부(110) 및 광센서(130)를 포함한다. 광전변환소자(90)에 의해 만들어진 전력은 전원공급소자(80)에 제공되어 저장되며, 전원공급소자(80)의 전기는 제어부(100), 구동회로부(110) 및 발광다이오드 칩(120)의 작동에 이용된다. 광센서(130)는 조명장치가 설치된 위치에서의 밝기를 측정하여, 제어부(100)에 신호로써 제공하며, 제어부(100)는, 광센서(130)로부터 제공된 외부의 밝기 정보에 따라, 상기 구동회로부(110)를 제어하여, 주변이 밝고 어두움에 따라 상기 발광다이오드 칩(20)을 점멸한다. 상기 조명장치는 앞에서 언급한 바와 같은 전류/전압 가변회로와 ESD 보호회로를 포함할 수 있다.
10: 웨이퍼 20: 발광다이오드 칩
80: 전원공급소자 90: 광전변환소자
21: 기판 22: 제1 도전형 반도체층
23: 활성층 24: 제2 도전형 반도체층
71, 72, 73: 봉지재 74: 집광 렌즈
75, 76: 광 가이드

Claims (17)

  1. 제1 면과 제2 면을 포함하는 웨이퍼;
    상기 웨이퍼의 상기 제1 면에 배치되는 발광다이오드 칩;
    상기 발광다이오드 칩에 전원을 공급하기 위한 전원공급소자; 및
    태양광을 전기로 변환하여 상기 전원공급소자에 제공하는 광전변환소자를 포함하며,
    상기 전원공급소자는 상기 웨이퍼의 상기 제2 면에 배치된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 전원공급소자는 커패시터, 2차전지, 또는 연료전지인 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 전원공급소자는 애노드층, 캐소드층 및 그들 사이에 개재된 고체전해질을 포함하며, 상기 웨이퍼와 접하는 일면과 그 반대면에는 각각 절연막이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 광전변환소자에 태양광을 집광하는 렌즈 또는 광 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 광전변환소자는 상기 웨이퍼의 상기 제1 면 또는 상기 제2 면에 설치되는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 면과 상기 제2 면은 서로 대향되는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  7. 제1 면과 제2 면을 포함하는 웨이퍼;
    상기 웨이퍼의 상기 제1 면에 배치되는 복수의 발광다이오드 칩; 및
    상기 복수의 발광다이오드 칩에 전원을 공급하기 위한 전원공급소자를 포함하며,
    상기 상기 전원공급소자는 상기 웨이퍼의 상기 제2 면에 배치된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 전원공급소자는 커패시터, 2차전지 또는 연료전지인 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 전원공급소자는 애노드층, 캐소드층 및 그들 사이에 개재된 고체전해질을 포함하며, 상기 웨이퍼와 접하는 일면 및 그 반대면에는 각각 절연막이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  10. 청구항 7에 있어서, 태양광을 전기로 변환하여 상기 전원공급소자에 제공하는 광전변환소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  11. 청구항 7에 있어서, 태양광을 전기로 변환하여 상기 전원공급소자에 제공하는 복수의 광전변환소자를 더 포함하며, 상기 복수의 광전변환소자가 상기 전원공급소자의 주변을 둘러싸도록 배치된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  12. 청구항 7에 있어서, 태양광을 전기로 변환하여 상기 전원공급소자에 제공하는 복수의 광전변환소자를 더 포함하며, 상기 복수의 광전변환소자가 상기 복수의 발광다이오드 칩의 주변을 둘러싸도록 배치된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  13. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서, 상기 복수의 광전변환소자는 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  14. 청구항 7에 있어서, 상기 복수의 발광다이오드 칩 중 적어도 두개는 직렬 또는 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  15. 청구항 7에 있어서, 상기 복수의 발광다이오드 칩을 개별적 또는 전체적으로 봉지하는 투광성 봉지재와, 상기 봉지재의 내부 또는 상기 봉지재와 상기 발광다이오드 칩 사이에 위치하는 형광체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  16. 청구항 7 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서, 외부의 밝기를 측정하는 광센서와, 상기 광센서로부터 제공된 밝기 정보에 따라 상기 발광다이오드 칩의 점멸을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  17. 청구항 7 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서, 전압/전류 가변회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
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