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KR102550415B1 - Led 장치 및 이를 이용한 led 램프 - Google Patents

Led 장치 및 이를 이용한 led 램프 Download PDF

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KR102550415B1
KR102550415B1 KR1020180053146A KR20180053146A KR102550415B1 KR 102550415 B1 KR102550415 B1 KR 102550415B1 KR 1020180053146 A KR1020180053146 A KR 1020180053146A KR 20180053146 A KR20180053146 A KR 20180053146A KR 102550415 B1 KR102550415 B1 KR 102550415B1
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unit
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정진욱
이종민
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삼성전자주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 제1 면 및 이에 대향하는 제2 면을 갖는 바(bar) 형상의 투명기판; 상기 투명기판의 상기 제1 면 상에 배치되며, 서로 전기적으로 연결된 복수의 발광 다이오드 칩으로 이루어진 발광 다이오드 부; 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 적어도 한 면에 배치되며, 상기 발광 다이오드 부와 전기적으로 연결되어 상기 발광 다이오드 부를 제어하는 제어부; 상기 투명기판의 일단에 배치되며 상기 발광 다이오드 부 및 상기 제어부와 전기적으로 접속된 제1 및 제2 접속단자; 및 상기 투명기판의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 및 상기 발광 다이오드 부를 덮는 파장변환부;를 포함하는 LED 장치를 제공한다.

Description

LED 장치 및 이를 이용한 LED 램프{LED DEVICE AND LED LAMP USING THE SAME}
본 발명은 LED 장치 및 이를 이용한 LED 램프에 관한 것이다.
일반적으로 실내 또는 실외의 조명등으로 백열전구나 형광등이 많이 사용되고 있는데, 이러한 백열전구나 형광등은 수명이 짧아 자주 교환하여야 하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 우수한 제어성, 빠른 응답속도, 높은 광변환 효율, 긴 수명, 적은 소비전력 및 높은 휘도 특성을 갖는 LED를 적용한 조명기구가 개발되기에 이르렀다. 즉, LED(Light Emitting Diode)는 광변환 효율이 높기 때문에 소비전력이 적으며, 열적 발광이 아니기 때문에 예열시간이 불필요하여 점등, 소등속도가 빠르다는 장점이 있다.
또한, LED는 기존의 백열전구나 형광등에 비해 충격에 강하며, 전력소모가 적으며, 사용수명이 반영구적이면서 다양한 색상의 조명효과도 낼 수 있다. 또한, 작은 광원을 사용함에 따라 소형화가 가능하다는 장점으로 인해, 조명분야의 활용범위가 넓어지고 있다.
이와 같이, LED를 이용한 조명분야의 활용범위가 넓어짐에 따라, LED 조명기구에 대한 다양한 요구가 증가하고 있다. 또한, 단순히 기존의 조명기구와 동일한 광을 더 적은 전력에 제공하는 것에서 나아가, 기존의 조명기구 보다 가격 경쟁력이 우수한 조명기구에 대한 요구가 증가하고 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 제조비용이 절감된 LED 장치 및 이를 이용한 LED 램프를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 제1 면 및 이에 대향하는 제2 면을 갖는 바(bar) 형상의 투명기판; 상기 투명기판의 상기 제1 면 상에 배치되며, 서로 전기적으로 연결된 복수의 발광 다이오드 칩으로 이루어진 발광 다이오드 부; 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 적어도 한 면에 배치되며, 상기 발광 다이오드 부와 전기적으로 연결되어 상기 발광 다이오드 부를 제어하는 제어부; 상기 투명기판의 일단에 배치되며 상기 발광 다이오드 부 및 상기 제어부와 전기적으로 접속된 제1 및 제2 접속단자; 및 상기 투명기판의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 및 상기 발광 다이오드 부를 덮는 파장변환부;를 포함하는 LED 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 내부 공간을 가지는 벌브(bulb); 및 상기 내부 공간에 배치된 적어도 하나의 LED 장치를 포함하며, 상기 적어도 하나의 LED 장치는, 제1 면 및 이에 대향하는 제2 면을 갖는 바(bar) 형상의 투명기판; 상기 투명기판의 적어도 상기 제1 면 상에 배치되며, 서로 전기적으로 연결된 복수의 발광 다이오드 칩으로 이루어진 발광 다이오드 부; 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 적어도 한 면에 배치되며, 상기 발광 다이오드 부와 전기적으로 연결되어 상기 발광 다이오드 부를 제어하는 제어부; 상기 투명기판의 적어도 일단에 배치되며 상기 발광 다이오드 부 및 상기 제어부와 전기적으로 접속되며, 일 영역이 상기 벌브의 외부로 노출된 제1 및 제2 접속단자; 및 상기 투명기판의 상기 제1 및 제2 면 및 상기 발광 다이오드 부를 덮는 파장변환부;를 포함하는 LED 램프를 제공한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 반도체 발광장치 및 이를 이용한 LED 모듈은, 제조비용이 절감되는 효과가 있다.
다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 램프의 사시도이다.
도 2는 도 1의 LED 장치에서 파장변환부를 제거한 사시도이다.
도 3은 도 2의 A부분의 확대도이다.
도 4는 도 2의 발광 다이오드 부와 제어부의 회로도이다.
도 5a는 도 1의 I-I' 방향에서 본 단면도이다.
도 5b, 도 5c 및 도 5d는 도 5a의 변형예이다.
도 6은 도 1의 II-II' 방향에서 본 단면도이다.
도 7은 도 6의 B부분의 확대도이다.
도 8은 도 7의 발광 다이오드 칩의 변형예이다.
도 9 및 도 10은 도 1 및 도 2의 변형예이다.
도 11 내지 도 13은 도 1의 LED 램프의 변형예이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 램프의 사시도이고, 도 2는 도 1의 LED 장치에서 파장변환부를 제거한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 LED 램프(10)는 벌브(bulb)(400) 및 상기 벌브(400)의 내부 공간(410)에 수용되어 배치된 LED 장치(100)를 포함할 수 있다. 일 실시예는 LED 장치(100)가 벌브(400)의 내부 공간에 수용된 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며, LED 램프(10)는 LED 장치(100)를 광투광성 수지로 몰딩하여 형성하는 것으로 변형할 수도 있다. 이에 관하여는 다른 실시예에서 설명한다.
상기 벌브(400)는 유리, 경질 유리, 석영 유리 또는 광투과성 수지로 이루어진, 투명하거나 반투명한(frosted) 커버일 수 있다. 또한, 상기 벌브(400)는 유백, 무광택, 유색의 커버일 수 있다. 상기 벌브(400)의 일단은 고온 가열 처리를 통해 밀봉되어 내부 공간을 형성할 수 있다. 따라서, 벌브(400)의 내부 공간에 수용된 LED 장치(100)를 외부의 수분으로부터 차단할 수 있다. 상기 벌브(400)의 내부 공간에는 헬륨 가스 또는 산소 가스와 같은 가스가 주입된 후 밀봉될 수 있다. 상기 벌브(400)의 형태는 A-형, G-형, R-형, PAR-형, T-형, S-형, 초(candle)형, P형, PS형, BR형, ER형, BRL형과 같은 기존의 조명 장치의 벌브 중의 어느 하나일 수 있다. 일 실시예의 경우, 벌브(400)가 G9형 벌브인 경우를 예로 들어 설명한다.
상기 벌브(400)의 내부 공간에 수용되는 상기 LED 장치(100)는 서로 대향하는 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)을 가지는 투명기판(110), 상기 투명기판(110) 상에 배치된 발광 다이오드 부(120), 제어부(130) 및 접속 단자(300)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 투명기판(110)은 제1 면(S1) 및 이에 대향하는 제2 면(S2)을 가지며 일 방향으로 긴 판재의 형상, 즉 바(bar) 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 투명기판(110)은 유리, 경질 유리, 석영 유리, 투명 세라믹, 사파이어 또는 플라스틱 등과 같이 투광성 물질로 제조될 수 있다. 실시예에 따라서는 상기 투명기판(110)은 폴리이미드 수지 등과 같은 물질을 사용하여 가요성(flexible) 있는 기판으로 마련될 수 있다. 따라서, 발광 다이오드 칩(LED)이 실장된 제1 면(S1)이 외부에 배치되도록, 상기 투명기판(110)을 원통형 또는 U자형으로 밴딩(bending)하는 것도 가능하다. 상기 투명기판(110)의 제1 면(S1)과 제2 면(S2)을 연결하는 측면(S3)에는 요철이 형성되어, 투명기판(110)의 내부로 입사된 빛의 광추출 효율을 향상시킬 수도 있다.
상기 투명기판(110)의 제1 면(S1)에는 발광 다이오드 칩(LED)이 실장된 발광 다이오드 부(120) 및, 상기 발광 다이오드 부(120)를 제어하는 제어부(130)가 배치될 수 있다. 실시예에 따라서는, 발광 다이오드 부(120)는 상기 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)에 모두 배치될 수 있다. 또한, 제1 면(S1)에는 발광 다이오드 부(120)가 배치되고 제2 면(S2)에는 제어부(130)가 배치될 수도 있다. 또한, 도 2에는 상기 발광 다이오드 부(120)가 접속 단자(300)가 배치된 투명기판(110)의 일단에 접하여 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 제어부(130)가 접속 단자(300)가 배치된 투명기판(110)의 일단에 접하여 배치될 수도 있다.
상기 투명기판(110)의 제1 면(S1) 및/또는 제2 면(S2)에는 발광 다이오드 부(120) 및 제어부(130)를 구성하기 위한 인쇄회로패턴(121)이 배치될 수 있다. 상기 인쇄회로패턴(121)은 발광 다이오드 부(120)의 발광 다이오드 칩(LED) 및 제어부(130)의 반도체 칩들을 투명기판(110)에 실장하기 위한 배선으로 사용될 수 있다. 상기 인쇄회로패턴(121)은 실시예에 따라서는 투광성 전극으로 형성되어, 제1 면(S1)에 실장된 발광 다이오드 칩(LED)에서 방출된 빛이 인쇄회로패턴(121)을 투과하여 투명기판(110)의 제2 면(S2)으로 방출되게 할 수도 있다. 이러한, 투광성 전극은 투명 전도성 산화물층 또는 질화물층 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), ZITO(Zinc-doped Indium Tin Oxide), ZIO(Zinc Indium Oxide), GIO(Gallium Indium Oxide), ZTO(Zinc TinOxide), FTO(Fluorine-doped Tin Oxide), AZO(Aluminium-doped Zinc Oxide), GZO(Gallium-doped Zinc Oxide), In4Sn3O12 및 Zn(1-x)MgxO(Zinc Magnesium Oxide, 0≤x≤1)로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다. 실시예에 따라서는, 인쇄회로패턴(121)은 Cu, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질로 이루어질 수도 있다. 상기 인쇄회로패턴(121) 중 일 영역은 전원을 인가하기 위한 접속 단자(300)를 접속하기 위한 접속부(121a, 121b)로 사용될 수 있다. 이러한 접속부(121a, 121b)는 투명기판(110)의 일 단에 배치될 수 있다.
상기 발광 다이오드 부(120)는 발광 다이오드 칩(LED)이 실장된 영역으로, 하나 이상의 발광 다이오드 칩(LED)이 실장될 수 있다. 실시예에 따라서는 복수의 발광 다이오드 칩(LED)이 서로 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 접속되어 실장될 수 있다. 일 실시예는 복수의 발광 다이오드 칩(LED)이 실장된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 2를 참조하면, 복수의 발광 다이오드 칩(LED)은 상기 투명기판(110) 상에 상기 투명기판(110)의 길이 방향(도 1의 D1 방향)을 따라 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 실시예에 따라서는 투명기판(110)의 폭 방향을 따라 배치될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 복수의 발광 다이오드 칩(LED)은 와이어(560) 연결을 통해 직렬로 연결될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 앞서 설명한 바와 같이, 복수의 발광 다이오드 칩(LED)은 서로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 상기 발광 다이오드 칩(LED)은 상기 투명기판(110) 상에 별도의 패키지 없이 COB(Chip On Board)의 형태로 직접 실장될 수 있다.
도 7을 참조하면, 복수의 발광 다이오드 칩(LED)은 각각 광투과성 기판(510)상에 순차적으로 배치된 제1 도전형 반도체층(520a), 다중 양자 우물 구조인 활성층(520b)및 제2 도전형 반도체층(520c)을 포함하는 발광 구조물(520)을 포함할 수 있다.
상기 기판(510)은 사파이어, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등의 물질로 이루어진 반도체 성장용 기판을 사용할 수 있다. 이 경우, 사파이어는 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a축 방향의 격자상수가 각각 13.00Å과 4.76Å이며, C(0001)면, A(11-20)면, R(1-102)면 등을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용될 수 있다.
상기 기판(510)은 서로 대향하는 면을 가질 수 있으며, 대향하는 면 중 적어도 하나에는 요철구조가 형성될 수 있다. 상기 요철구조는 상기 기판(510)의 일부를 식각함으로써 제공될 수 있으며, 이와 달리 상기 기판(510)과 다른 이종 물질층을 형성함으로써 제공될 수도 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(520a)은 n형 AlxInyGa1-x- yN (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1)을 만족하는 질화물 반도체일 수 있으며, n형 불순물은 Si일 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(520c)은 p형 AlxInyGa1-x- yN (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1)을 만족하는 질화물 반도체층일 수 있으며, p형 불순물은 Mg일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(520a)은 n형 GaN을 포함할 수 있으며, 상기 제2 도전형 반도체층(520c)은 p형 GaN을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층(520c)은 단층 구조로 구현될 수도 있으나, 필요에 따라 서로 다른 조성을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 활성층(520b)은 양자 우물층과 양자 장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(MQW) 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 양자 우물층과 양자 장벽층은 서로 다른 조성을 갖는 AlxInyGa1-x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 이루어질 수 있다. 특정 예에서, 상기 양자 우물층(16a)은 InxGa1 - xN (0<x≤1)이며, 상기 양자 장벽층(16b)은 GaN 또는 AlGaN일 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩(LED)은, 상기 제1 도전형 반도체층(520a)에 배치된 제1 전극(540)과, 상기 제2 도전형 반도체층(520c) 상에 순차적으로 배치된 오믹콘택층(530) 및 제2 전극(550)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(540)과 오믹콘택층(530)은 이에 한정되지 않지만, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 2층 이상의 구조로 채용될 수 있다. 상기 제2 전극(550)은 콘택 전극층으로서 Cr/Au을 포함할 수 있다.
상기 오믹콘택층(530)은 칩 구조에 따라 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들어 플립칩 구조인 경우에, 상기 오믹콘택층(530)은 Ag을 포함할 수 있다. 이와 반대로 배치되는 구조인 경우에, 상기 오믹콘택층(530)은 투광성 전극으로 이루어질 수 있다. 상기 투광성 전극은 투명 전도성 산화물층 또는 질화물층 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), ZITO(Zinc-doped Indium Tin Oxide), ZIO(Zinc Indium Oxide), GIO(Gallium Indium Oxide), ZTO(Zinc TinOxide), FTO(Fluorine-doped Tin Oxide), AZO(Aluminium-doped Zinc Oxide), GZO(Gallium-doped Zinc Oxide), In4Sn3O12 및 Zn(1-x)MgxO(Zinc Magnesium Oxide, 0≤x≤1)로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다. 필요에 따라, 상기 오믹콘택층(530)은 그래핀(graphene)을 포함할 수도 있다. 상기 제2 전극(550)은 Au, Sn 또는 Au/Sn을 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩(LED)은 접착층(570)을 통해 상기 투명기판(110)에 부착될 수 있다. 상기 접착층(570)은 상기 발광 다이오드 칩(LED)에서 발생하는 열을 상기 투명기판(110)으로 신속하게 발열할 수 있도록 열전도율이 높은 물질로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 접착층(570)은 투명 실리콘 접착제 또는 열전도성의 금속 필러가 함유된 접착제 등이 사용될 수 있으며, Ag 페이스트가 사용될 수도 있다. 따라서, 발광 다이오드 칩(LED)에서 방출된 빛을 투과하면서도, 발광 다이오드 칩(LED)에서 방출된 열의 방출이 신속하게 이루어져, 발광 다이오드 칩(LED)의 신뢰성이 향상될 수 있다. 상기 금속 필러로 알루미나(Alumina) 필러가 사용될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 발광 다이오드 칩(LED)은 도 8에 도시된 바와 같이, 투명기판(110)의 인쇄회로패턴(1121a, 1121b) 상에 제1 및 제2 전극(530, 540)을 솔더(580)로 부착한 플립칩(flip chip) 형태로 실장될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 상기 인쇄회로패턴(121)의 접속부(121a, 121b)에는 상기 발광 다이오드 부(120) 및 상기 제어부(130)에 전원을 인가하기 위한 제1 및 제2 접속단자(310, 320)가 접속될 수 있다.
상기 제어부(130)는 상기 발광 다이오드 부(120)를 제어하기 위한 다양한 회로를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 제어부(130)는 상기 발광 다이오드 부(120)에 직류 전원을 공급하기 위한 AC/DC 정류 회로가 포함될 수 있다. 또한, 레이더(RADAR) 장치를 이용하여 사용자의 움직임을 감지하는 모션 센싱 회로, 사용자의 음성을 인식하여 이를 전기적 신호로 변환하는 음식 인식 회로 또는 광센서 회로 등과 같은 다양한 제어회로를 더 포함할 수 있다. 일 실시예의 경우, 제어부(130)가 4개의 다이오드(131)와 한 개의 정전류 다이오드(132)로 구성된 AC/DC 정류회로인 것을 예로 들어 설명한다.
상기 제어부(130)는 상기 발광 다이오드 부(120)와 함께 하나의 투명기판(110) 상에 배치될 수 있으므로, 발광 다이오드 부(120)와 제어부(130)를 별개의 기판 상에 배치하는 경우에 비해 제조비용이 감소될 수 있다. 또한, 하나의 투명기판(110)을 사용하므로, 발광 다이오드 부(120)와 제어부(130)를 별개의 기판에 배치하는 경우에 비해, 벌브(400)의 제한된 내부 공간 내에 발광 다이오드 부(120)를 더 넓게 배치할 수 있다. 따라서, LED 램프(10)의 광량을 더욱 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 제어부(130)는 AC/DC 정류 회로, 모센 센싱 회로 또는 음성 인식 회로를 구성하는 반도체 칩을 포함할 수 있다. 이러한 반도체 칩의 표면에는 반도체 칩의 표면에 빛이 흡수되는 것을 방지하기 위한 반사층(134)이 배치될 수 있다. 일 예로, 도 3에는 제어부(130)에 포함된 반도체 칩 중의 하나인 정전류 다이오드(132)의 표면에 반사층(134)이 배치된 것을 도시하고 있다. 상기 반사층(134)은 TiO2와 같은 반사물질이 포함된 수지를 시트 형상으로 형성하여 반도체 칩에 부착할 수 있으며, 반사물질이 분산된 수지를 반도체 칩의 표면에 도포하여 형성할 수도 있다.
도 4는 LED 장치(100)의 회로도로서, 상기 발광 다이오드 부(120)는 서로 직렬 연결된 54개의 발광 다이오드 칩(LED1~LED54)을 포함하며, 상기 제어부(130)는 4개의 다이오드(131)와 한 개의 정전류 다이오드(132)로 구성된 AD/DC 정류회로인 경우를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 상기 파장변환부(200)는 상기 투명기판(110)의 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)을 각각 덮는 제1 파장변환부(210) 및 제2 파장변환부(220)를 포함할 수 있다. 상기 파장변환부(200)는 상기 발광 다이오드 칩(LED)에서 방출되는 광의 파장을 변환시킬 수 있다. 상기 파장변환부(200)는 상기 제어부(130)를 제외한 상기 발광 다이오드 부(120) 상에만 제한적으로 배치될 수 있다. 따라서, 파장변환부(200)가 제어부(130) 상에 불필요하게 배치되는 것이 방지되어, 제어부(130)의 발열 효율을 향상시키고, 고가의 파장변환부(200)가 불필요하게 배치되는 것을 방지함으로써 제조비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 제어부(130)를 제외한 상기 발광 다이오드 부(120) 상에만 제한적으로 배치함으로써, 제어부(130)에 수신되는 신호가 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
상기 파장변환부(200)는 반경화된 수지물질에 형광체나 양자점 등이 혼합되어, 상기 투명기판(110) 및 발광 다이오드 칩(LED)의 표면을 덮도록 형성될 수 있다. 상기 파장변환부(200)는 수지, 경화제 및 경화 촉매 등으로 이루어진 폴리머 바인더에 형광체가 혼합되고 반경화된(B-stage) 복합재일 수 있다.
형광체로는 가넷(garnet) 계열 형광체(YAG, TAG, LuAG), 실리케이트 계열 형광체, 질화물계 형광체, 황화물계 형광체, 산화물계 형광체 등이 사용될 수 있으며, 단일종으로 구성되거나 또는 소정 비율로 혼합된 복수종으로 구성될 수 있다.
상기 파장변환부(200)에 사용되는 수지는 고 접착성, 고 광투과성, 고 내열성, 고 광굴절율, 내습성 등을 만족할 수 있는 수지인, 에폭시(epoxy) 계열이나 무기계 고분자인 실리콘(silicone)이 사용될 수 있다. 고 접착성 확보를 위해서는 접착력 향상을 도모하는 첨가제로서, 예를 들어, 실란(silane)계 물질이 채용될 수 있다.
상기 파장변환부(200)의 형성 방법은 여러 가지 방법이 있을 수 있는데, 형광체를 포함한 수지를 시트 형상으로 마련하고 이를 절단하여 부착하거나, 발광 다이오드 칩(LED)이 실장된 투명기판(110) 상에 형광체를 포함한 수지를 노즐을 통하여 토출시켜서 제1 파장변환부(210)를 형성하고, 다시 형광체를 포함한 수지를 노즐을 통하여 토출시켜서 제2 파장변환부(220)를 형성할 수 있다.
도 5a는 투명기판(110)의 양면에 각각 시트 형상의 제1 및 제2 파장변환부(210, 220)가 배치된 것을 도시한 것이다.
도 5b 내지 도 5d는 파장변환부(200)의 다양한 변형예이다. 동일한 구성은 설명의 중복을 방지하기 위해 생략한다.
도 5b는 파장변환부(200a)가 투명기판(110)의 양면뿐만 아니라 측면도 덮도록, 디스펜싱을 통해 파장변환부(200a)를 형성한 예이다.
도 5c는 투명기판(110)의 양 면에 각각 투명수지층(210b, 220b)을 형성하고, 이를 덮도록 디스펜싱을 통해 파장변환부(230b)를 형성함으로써, 파장변환부(230b)를 발광 다이오드 칩(LED)과 이격시킨 예이다.
도 5d는 투명기판(110a)의 양 면에 각각 발광 다이오드 칩(LED)이 실장된 예로서, 투명기판(110a)의 양 면을 관통하도록 비아(121e)를 형성하여, 투명기판(110a)의 양 면에 각각 배치된 인쇄회로패턴(121c, 121d)이 서로 전기적으로 접속되도록 형성한 예이다.
도 9 및 도 10은 도 1 및 도 2의 변형예로서, 앞서 설명한 일 실시예와 달리 제어부(2130)가 접속 단자(2300)가 배치된 투명기판(2110)의 일단에 접하여 배치되도록 형성한 차이점이 있다.
LED 램프(20)가 LED 장치(2100) 및 벌브(2400)를 포함하며, LED 장치(2100)의 일단에 접속단자(2300)가 배치되고, 접속단자(2300)가 제1 및 제 2 접속단자(2310, 2320)를 포함하는 점은 앞서 설명한 일실시예와 같으므로, 자세한 설명은 생략한다.
또한, LED 장치(2100)가 투명기판(2110)을 포함하며, 투명기판(2110)은 제1 면(S4), 제2 면(S5) 및 측면(S6)을 포함하며, 제1 면(S4) 상에 발광 다이오드 부(2120) 및 제어부(2130)가 배치되고, 발광 다이오드 부(2120)는 복수의 발광 다이오드 칩(LED)을 포함하며, 복수의 발광다이오드 칩(LED)이 투명기판(2110)의 길이 방향(도 9의 D2 방향)을 따라 배치된 점은 앞서 설명한 일 실시예와 동일하다.
또한, 투명기판(110)의 제1 면(S4)에는 발광 다이오드 부(2120) 및 제어부(2130)를 구성하기 위한 인쇄회로패턴(2121)이 배치되며, 인쇄회로패턴(2121)의 일단에는 접속 단자(2300)를 접속하기 위한 접속부(2121a, 2121b)가 배치된 점과, 제어부(2130)가 4개의 다이오드(2131)와 한 개의 정전류 다이오드(2132)로 구성된 AC/DC 정류회로인 점도 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
도 11 내지 도 13은 도 1의 LED 램프(10)의 변형예이다.
도 11는 앞서 설명한 일 실시예의 LED 램프(10)와 비교할 때, 가요성인 투명기판(3110)을 채용하여, 투명기판(3110)을 LED 램프(30)의 길이 방향으로 배치된 중심축(D3)을 둘러싸는 방향(D4)으로 밴딩한 차이점이 있다. 또한, 일실시예와 달리, LED 장치(3100)가 벌브가 아닌 투광성 몰딩부(3400)에 의해 봉지된 차이점이 있다.
따라서, 투명기판(3110)이 원통형으로 밴딩되어 배치될 수 있으며, 파장변환부(3200) 중 제1 파장변환부(3210)는 원통형으로 밴딩된 투명기판(3110)의 외면에 배치되며, 제2 파장변환부(3220)는 원통형으로 밴딩된 투명기판(3110)의 내면에 배치될 수 있다. 투명기판(3110)을 원통형으로 배치함으로써, 투명기판(3110)을 판상으로 배치한 일 실시예에 비해 광지향각을 확장할 수 있는 장점이 있다. 또한, 실시예에 따라서는 투명기판(3110)에 의해 형성되는 원통의 내부 공간(3500)에 LED 램프(30)의 부속품을 배치할 수도 있다.
상기 투광성 몰딩부(3400)는 투광성 수지를 LED 장치(3100)의 표면에 몰딩하여 형성한 것으로, 투명기판(3110)을 밴딩한 상태에서 투광성 수지를 도포하고 경화시킴으로써, 투명기판(31100)이 밴딩된 상태로 고정되게 할 수 있다.
접속단자(3300)가 제1 및 제 2 접속단자(3310, 3320)을 포함하며, 투명기판(3110)의 일단에 배치된 점은 앞서 설명한 일실시예와 같으므로, 자세한 설명은 생략한다.
도 12은 앞서 설명한 도 11의 변형예의 LED 램프(30)와 비교할 때, 가요성인 투명기판(4110)을 원통형의 투광성 기둥(4500)에 부착하고, 투광성 기둥(4500)의 상부에 제2 파장변환부(4220)를 배치한 차이점이 있다. 투명기판(4110)을 투광성 기판(4500)에 부착하여 밴딩된 상태로 몰딩부(4400)를 형성하므로, 앞서 설명한 변형예에 비해 제조가 간편한 장점이 있다.
투명기판(4110)을 LED 램프(40)의 길이 방향으로 배치된 중심축(D5)을 둘러싸는 방향(D6)으로 밴딩한 점에서는 앞서 설명한 변형예와 동일하다. 또한, 접속단자(4300)가 제1 및 제 2 접속단자(4310, 4320)를 포함하며, 투명기판(4110)의 일단에 배치된 점은 앞서 설명한 일실시예와 같으므로, 자세한 설명은 생략한다.
도 13은 앞서 설명한 일 실시예의 LED 램프(10)와 비교할 때, 가요성인 투명기판(5110)을 U자형으로 밴딩하고, 제1 및 제 2 접속단자(5310, 5320)를 투명기판(5110)의 양단(5110a, 51100b)에 각각 배치한 차이점이 있다. 접속단자(5300)가 제1 및 제 2 접속단자(5310, 5320)를 포함하는 점은 앞서 설명한 일실시예와 같으므로, 자세한 설명은 생략한다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10: LED 램프 100: LED 장치
110: 투명기판 120: 발광 다이오드 부
121: 인쇄회로패턴 130: 제어부
131: 다이오드 132: 정전류 다이오드(CRD)
132: 반사층 200: 파장변환부
210: 제1 파장변환부 220: 제2 파장변환부
300: 접속 단자 310: 제1 접속 단자
320: 제2 접속 단자 400: 벌브

Claims (10)

  1. 제1 면 및 이에 대향하는 제2 면을 갖는 바(bar) 형상의 투명기판;
    상기 투명기판의 상기 제1 면 상에 배치되며, 서로 전기적으로 연결된 복수의 발광 다이오드 칩으로 이루어진 발광 다이오드 부;
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 적어도 한 면에 배치되며, 상기 발광 다이오드 부와 전기적으로 연결되어 상기 발광 다이오드 부를 제어하는 제어부;
    상기 투명기판의 일단에 배치되며 상기 발광 다이오드 부 및 상기 제어부와 전기적으로 접속된 제1 및 제2 접속단자; 및
    상기 투명기판의 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 배치되는 파장변환부;를 포함하고,
    상기 파장변환부는 상기 발광 다이오드 부 및 상기 제어부 중 상기 발광 다이오드 부만 덮는 LED 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드 칩은 투명 전도성 물질로 형성된 인쇄회로 배선에 의해 전기적으로 연결된 LED 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 AC/DC 정류 회로를 구성하는 반도체 칩을 포함하는 LED 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반도체 칩의 표면에는 반사층이 형성된 LED 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 반도체 칩은 상기 투명기판에 투광성 접착층에 의해 부착된 LED 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 모션 센싱 회로 및 음성 인식 회로 중 적어도 하나를 포함하는 LED 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 투명기판의 측면에는 요철이 형성된 LED 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 투명기판은 가요성 있는 기판인 LED 장치.
  10. 내부 공간을 가지는 벌브(bulb); 및
    상기 내부 공간에 배치된 적어도 하나의 LED 장치를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 LED 장치는,
    제1 면 및 이에 대향하는 제2 면을 갖는 바(bar) 형상의 투명기판;
    상기 투명기판의 적어도 상기 제1 면 상에 배치되며, 서로 전기적으로 연결된 복수의 발광 다이오드 칩으로 이루어진 발광 다이오드 부;
    상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 적어도 한 면에 배치되며, 상기 발광 다이오드 부와 전기적으로 연결되어 상기 발광 다이오드 부를 제어하는 제어부;
    상기 투명기판의 적어도 일단에 배치되며 상기 발광 다이오드 부 및 상기 제어부와 전기적으로 접속되며, 일 영역이 상기 벌브의 외부로 노출된 제1 및 제2 접속단자; 및
    상기 투명기판의 상기 제1 및 제2 면에 배치되는 파장변환부;를 포함하고,
    상기 파장변환부는 상기 제어부가 노출되도록 상기 제어부가 배치된 상기 적어도 한 면의 일부 영역만을 덮는 LED 램프.
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