KR102077232B1 - 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

전방향 배광 특성을 갖는 조명 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치는, 광을 방출하는 제1 발광 모듈, 상기 제1 발광 모듈과 상이한 방향으로 광을 방출하는 제2 발광 모듈 및 상기 제1 발광 모듈 및 상기 제2 발광 모듈 사이에 게재되고, 상기 제1 발광 모듈 및 상기 제2 발광 모듈에서 발생하는 열을 방출하는 방열부를 포함한다.

Description

조명 장치{Lighting device}
본 발명의 일 실시예는 조명 장치에 관한 것으로, 큰 각도의 배광 특성을 갖는 조명 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 화합물 반도체(compound semiconductor)의 PN접합을 통해 발광원을 구성함으로써, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다. 최근, 물리적, 화학적 특성이 우수한 질화물을 이용하여 구현된 청색 LED 및 자외선 LED가 등장하였고, 또한 청색 또는 자외선 LED와 형광물질을 이용하여 백색광 또는 다른 단색광을 만들 수 있게 됨으로써 발광소자의 응용범위가 넓어지고 있다.
최근에는 LED는 디스플레이 장치의 백라이트로 사용될 뿐만 아니라, 일반조명, 장식조명, 국부조명 등을 위한 다양한 조명장치에 채용되는 고출력, 고효율 광원으로도 사용되고 있다.
본 발명의 기술적 사상은 광원으로부터 출사된 광의 조사각도를 향상시킬 수 있는 조명 장치를 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 조명 장치는, 광을 방출하는 제1 발광 모듈, 상기 제1 발광 모듈과 상이한 방향으로 광을 방출하는 제2 발광 모듈 및 상기 제1 발광 모듈 및 상기 제2 발광 모듈 사이에 게재되고, 상기 제1 발광 모듈 및 상기 제2 발광 모듈에서 발생하는 열을 방출하는 방열부를 포함하는 것을 특징을오 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 발광모듈은 상기 방열부의 제1 면 상에 배치되고, 상기 제2 발광 모듈은 상기 제1 면으로부터 이격된 상기 방열부의 제2 면 상에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 면은 상기 제1 면의 반대면일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 조명 장치는, 상기 방열부의 상기 제1 면 상에 배치되어 상기 제1 발광부를 보호하는 제1 커버 및 상기 방열부의 상기 제2 면 상에 배치되어 상기 제2 발광부를 보호하는 제2 커버를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 커버 및 상기 제2 커버는, 상기 제1 발광 모듈 및 제2 발광 모듈로부터 발광된 광을 확산하는 확산재가 혼입된 투명 소재로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 발광 모듈 및 상기 제2 발광 모듈 각각은, 하나 이상의 발광 소자 및 상기 발광 소자가 실장되는 회로기판을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 발광 모듈 및 상기 제2 발광 모듈에 구동 전원을 제공하는 구동 회로부 및 내부에 상기 구동 회로부가 배치되는 하우징부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방열부는, 중심부에 내부 공간이 구비되는 원통형으로서, 상기 내부 공간에 상기 하우징부의 상부가 배치되고, 상면에 상기 제1 발광 모듈이 배치되고, 하면에 상기 제2 발광 모듈이 상기 하우징부를 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 조명 장치는, 상기 구동 전원이 상기 제1 발광 모듈 및 상기 제2 발광 모듈에 선택적으로 제공되도록 제어하는 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 하우징부의 외면에 상기 제2 발광 모듈로부터 방출되는 광의 일부를 반사하는 반사부가 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 반사부는, 상기 하우징부에 반사율이 높은 물질이 도포되어 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방열부는 다수의 방열 핀을 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 시스템은, 각각이 하나 이상의 발광 소자를 구비하고, 서로 상이한 방향으로 광을 방출하는 제1 발광부 및 제2발광부와, 상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부 사이에 게재되어 열을 방출하는 방열부를 구비하는 조명 장치, 및
상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부 각각에 제공되는 구동 전원을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 조명 장치는, 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부에 전원을 공급하는 구동 회로부, 상기 구동 회로부를 외부로부터 절연시키는 하우징부 및 상기 구동 회로부에 외부전원을 연결하는 소켓부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 조명 시스템은, 외부의 광량을 감지하는 센서부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 센서부에서 출력된 신호를 이용하여 주변 조도를 연산하고, 상기 주변 조도에 상응하는 제어 신호를 발생할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 조명 장치는 방열부의 상면 및 하면에 위치하는 발광 소자를 이용함으로써 넓은 배광 특성을 가질 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치(100)의 측면도이다.
도 2는 도 1의 조명 장치의 측단면도이다.
도 3은 도 1의 조명 장치의 분리 사시도이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명에 적용되는 회로기판의 실시 예를 나타낸
도 7 내지 도 8는 본 발명에 적용되는 LED 칩의 실시일 예를 나타낸 단면도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명에 적용되는 LED 패키지의 실시 예를 나타낸 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 측단면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 측단면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치의 측면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템의 블록도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 가시광선 통신 시스템의 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치(100)의 측면도이고, 도 2는 도 1의 조명 장치(100)의 측단면도이고, 도 3은 도 1의 조명 장치(100)의 분리 사시도이다.
도면들을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치(100)는 상이한 방향으로 광을 방출하는 제1 발광 모듈(10)과 제2 발광 모듈(20), 및 제1 발광 모듈(10) 및 제2 발광 모듈(20)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열부(30)를 포함한다. 조명 장치(100)는 또한, 전원을 제공하는 구동 회로부(70) 및 소켓부(80), 그리고 하우징부(60)를 더 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 제1 발광 모듈(10)은 방열부(30)의 일면에 배치되고, 제2 발광 모듈(20)은 방열부(30)의 다른 면에 배치될 수 있다. 방열부(30)은 제1 발광 모듈(10)과 제2 발광 모듈(20) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 발광 모듈(10)과 제2 발광 모듈(20)의 광의 방출 방향은 상이할 수 있다.
제1 발광 모듈(10)은 광을 방출하는 하나 이상의 발광 소자(C) 및 상기 발광 소자(C)가 실장되는 회로기판(11)을 포함할 수 있다. 발광 소자(C)는 회로기판(11)의 상면에 장착될 수 있으며, 회로기판(11)의 배면은 방열부(30)에 접촉될 수 있다.
발광 소자(C)는 구동 전원을 인가받아 광을 방출한다. 예를들어, 발광 소자(C)는 발광 다이오드(Light Emitting diode; LED)일 수 있다. 도3 에서는 복수 개의 발광 소자(C)가 링 형상으로 배치된 상태가 도시되어 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 복수 개의 발광 소자(C)가 다각형 등 다양한 형상으로 배치될 수 있다.
또한, 하나의 발광 소자에서 필요한 광량이 방출될 수 있다면, 제1 발광 모듈(10)은 하나의 발광 소자를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 제1 발광 모듈(10)은 조명 장치(100)의 중심축(A)에 배치되는 하나의 발광 소자와 조명 장치의 중심축(A)에 대해 일정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 발광 소자를 포함할 수 있다.
복수개의 발광 소자(C)가 사용되는 경우, 발광 소자는 동일한 파장의 빛을 발생시키는 동종일 수 있다. 또한, 서로 상이한 파장의 빛을 발생시키는 이종으로 다양하게 구성될 수도 있다. 예를 들어, 발광 소자는 청색 LED에 황색, 녹색, 적색 또는 오렌지색의 형광체를 조합하여 백색광을 발하는 발광 소자와 보라색, 청색, 녹색, 적색 또는 적외선 발광 소자 중 적어도 하나를 포함하게 구성될 수 있다. 이 경우, 조명 장치(100)는 연색성(CRI)을 태양광 수준으로 조절할 수 있으며, 또한 다양한 백색광을 발생시킬 수 있다. 필요에 따라서는 보라색, 청색, 녹색, 적색, 오렌지색의 가시광 또는 적외물 성장을 촉진할 수 있는 특수 파장의 광을 발생시킬 수도 있다.
회로기판(11)은 발광 소자(C)가 배치되는 형상에 따라 다양한 형상을 구비할 수 있다. 회로기판(11)은 원형 평판 형상일 수도 있고, 링 평판 형상일 수도 있다. 예를 들어, 제1 발광 모듈(10)이 조명 장치(100)의 중심축(A) 상에 배치되는 발광 소자(C)와 조명 장치(100)의 중심축(A)으로부터 이격배치되는 복수 개의 발광 소자(C)로 구성되는 경우, 회로기판(11)은 원형 평판 형상일 수 있다. 그러나, 중심 부분에 발광 소자(C)없이 조명 장치(100)의 중심축(A)으로부터 이격 배치되는 복수개의 발광 소자(C)로 구성된다면, 회로기판(11)은 원형 평판 형상일 수도 있으나 링 평판 형상이여도 무방하다.
회로기판(11)은 방열 기능 및 광 반사성이 우수한 재료로 형성될 수 있다. 예로서, FR4 타입의 인쇄회로기판(PCB)일 수 있고, 에폭시, 트리아진, 실리콘, 및 폴리이미드 등을 함유하는 유기 수지 소재 및 기타 유기 수지 소재로 형성되거나, 실리콘 나이트라이드, AlN, Al2O3 등의 세라믹 소재, 또는 금속 및 금속화합물을 소재로 하여 형성될 수 있으며, MCPCB 등을 포함할 수 있다. 또한 변형이 자유로운 연성회로기판(FPCB)을 사용하여 곡면 형상으로 기판 형태를 변형할 수 도 있다.
발광 소자(C) 및 회로기판(11)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
제2 발광 모듈(20)은 하나 이상의 발광 소자(C) 및 회로기판(21)을 포함할 수 있다. 발광 소자(C)는 회로기판(21)의 전면에 장착되고, 회로기판(21)의 후면은 방열부(30)에 접촉될 수 있다.
도시된 바와 같이, 방열부(30)의 중심부에 하우징부(60)가 결합되는 경우, 제2 발광 모듈(20)은 방열부(30)의 일면에 하우징부(60)를 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다. 링 형상의 회로기판(21) 상에 복수개의 발광 소자(C)가 조명 장치(100)의 중심축(A)에 대해 대칭되게 배치될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다. 회로기판(21)의 형태 및 발광 소자(C)의 배치 형태는 다양할 수 있다.
제2 발광 모듈(20)의 발광 소자(C) 및 회로기판(21)은 제1 발광 모듈(10)의 발광 소자(C) 및 회로기판(11)과 유사한바, 중북되는 설명은 생략하기로 한다.
방열부(30)는 제1 발광 모듈(10) 과 제2 발광 모듈(20)에서 발생하는 열을 외부로 방출한다. 방열부(30)는 제1 발광 모듈(10)과 제2 발광 모듈(20) 사이에 게재되어 회로기판들(11, 21)과 접촉하고, 발광 소자(C)에서 발생하는 열을 외부로 방출시킨다.
방열부(30)는 제1 발광 모듈(10) 및 제2 발광 모듈(20)이 각각 장착되는 제1 면(31) 및 제2 면(32)을 구비할 수 있다. 제1 면(31) 상에는 제1 발광 모듈(10)이 배치되고, 상기 제1 면(31)과 이격된 제2 면(32) 상에는 제2 발광 모듈(20)이 배치될 수 있다. 제1 면(31)과 제2 면(32)은 서로 대향하는 면일 수 있다. 또한, 제1 면(31)은 방열부(30)의 상면이고, 제2 면(32)는 방열부(30)의 하면일 수 있다. 도면에는 제1 면(31) 및 제2 면(32)는 평면인 경우로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다 제1 면(31) 및 제2 면(32)은 곡면일 수 도 있다.
방열부(30)는 중심부에 내부 공간이 구비되는 원기둥 형상일 수 있다. 내부 공간 역시 원기둥 형상일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 중심부의 내부 공간에는 하우징부(60)가 결합되고, 하우징부(60)의 내부에 구동 회로부(70)가 배치될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 방열부(30)는 측단에 조명 장치(100)의 중심축(A)에 대해 방사형으로 배열되는 복수개의 방열 핀을 구비할 수 있다. 방열 핀은 사각형 또는 다각형의 패널형상으로 이루어지며, 상하로 연장될 수 있다. 방열 핀은 공기와 접촉하는 표면적을 늘려줌으로써 발광 소자(C)로부터 전달되는 고온의 열이 전도되어 외부로 방출될 수 있도록 유도한다. 이러한 방사형 배열구조는 중심부의 밀집된 공간보다 사방 외측의 개구된 공간에서 밀도가 낮게 형성되어 고온의 열이 밀도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 원리에 의해 신속하게 방열되도록 하는 효과가 있다.
본 실시예에서는 방열부(30)는 측단에 방열 핀을 구비하는 원기둥 형상으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것으로서, 방열부(30)의 형상 또는 구조는 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 방열부(30)는 다각 기둥 형상 일 수 있으며, 측단에는 방열 홀 또는 요철등이 형성될 수 도 있다.
방열부(30)는 발광 소자(C)로부터 발생된 열이 효율적으로 방출될 수 있도록, 예를 들어 알루미늄(Al), 구리(Cu)와 같은 열전도성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금속 이외에도 열전도성이 우수한 수지 재료로 이루어질 수도 있다.
구동 회로부(70)는 제1 발광 모듈(10)과 제2 발광 모듈(20)에 구동 전원을 제공하며, 구동 전원이 제공되는 시간 및 구동 전원의 크기를 변화시킬 수 있다. 구동 회로부(70)는 외부로부터 제공되는 전원을 발광 소자(C)를 구동시키기 위한 구동 전원으로 변환할 수 있다. 또한, 구동 회로부(70)는 제1 발광 모듈(10) 과 제2 발광 모듈(20)에 선택적으로 구동 전원을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 모듈(10) 및 제2 발광 모듈(20) 중 하나에만 구동 전원을 제공할 수 있다. 또는, 제1 발광 모듈(10) 및 제2 발광 모듈(20)에 구비되는 복수개의 발광 소자(C)들 중 일부에만 구동 전원을 제공할 수 있다.
구동 회로부(70)는 외부와 신호를 송/수신할 수도 있다. 이를 위해 집적 회로를 구비할 수 있다. 외부의 센서 등으로부터 신호를 수신하여 수신된 신호에 따라 제1 발광 모듈(10) 및 제2 발광 모듈(20)에 구동 전원이 인가되는 시간 또는 구동 전원의 크기를 변화시킬 수 있다.
하우징부(60)는 내부에 구동 회로부(70)가 배치되고, 구동 회로부(70)를 외부로부터 보호할 수 있다. 하우징부(60)는 내부가 비어있는 원기둥 형상일 수 있으며, 상단의 반경과 하단의 반경은 동일하거나 또는 다를 수 있다. 하우징부(60)의 상단은 방열부(30)와 연결되고, 하단은 외부 전원을 구동 회로(70)에 전달하는 소켓부(80)와 연결될 수 있다. 한편, 하우징부(60)의 적어도 일부는 방열부(30)의 내부 공간에 배치될 수 있다. 하우징부(60)의 횡단면은 원형일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 사각형 등 다각형일 수도 있다. 하우징부(60)는 내부에 배치된 구동 회로부(70)를 외부로부터 절연시키기 위하여 플라스틱과 같은 절연 소재로 이루어질 수 있다.
조명 장치(100)는 제1 발광 모듈(10) 및 제2 발광 모듈(20) 각각을 보호하기 위한 두 개의 커버(40, 50)를 더 포함할 수 있다. 제1 커버(40)는 방열부(30)의 제1 면(31)에 제1 발광 모듈(10)을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다. 제2 커버(50)는 방열부(30)의 제2 면(32)에, 제2 발광 모듈(20)을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다. 제1 발광 모듈(10) 및 제2 발광 모듈(20)에 각각에 대한 별개의 커버(40,50)를 구비함으로써, 방열부(30)가 제1 발광 모듈(10)과 제2 발광 모듈(20) 사이에 게재되면서도, 측면이 커버에 둘러싸이지 않고 외부로 노출될 수 있다. 따라서, 방열 특성이 저하되지 않는다.
한편, 제1 커버(40)는 반구 형상이고, 제2 커버(50)는 반튜브형상일 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 커버(40) 및 제2 커버(50)의 형태는 각각 제1 발광 모듈(10)과 제2 발광 모듈(20)에 구비되는 회로기판의 형태에 따라 달라질 수 있다.
커버(40, 50)는 발광 모듈(10, 20)로부터 방출된 광의 확산이 잘 이루어질 수 있도록 확산물질이 그 내측단에 도포되거나, 또는 커버(40, 50)의 내부에 충진될 수 있다. 커버(40, 50)는 발광 모듈(10, 20)로부터 소정 거리로 이격 배치된 확산시트로 이루어질 수 있다. 커버(40, 50)의 재질로는 PC(poly carbonate), PMMA(Poly Methyl Methacrylate), Acrylic 등과 같은 소재 베이스의 투명 플라스틱, 유리(glass), 혹은 반투명 플라스틱이 사용될 수 있으며, 이러한 투명 소재에 확산재가 혼합되어 이루어질 수도 있다. 또한, 커버(40, 50)를 이루는 재질에 형광체가 더 혼합되어 발광 모듈(10, 20)로부터 방출되는 광의 색변환을 도모할 수도 있다.
커버(40, 50)의 적어도 일면에는 마이크로 패턴(미도시)이 형성되어 있을 수 있다. 커버(40, 50)의 일면 또는 양면에 형성되는 마이크로 패턴이 광을 확산하는 역할을 하게 되며, 이 경우, 커버(40, 50)는 확산재가 혼합되지 않은 투명소재로만 이루어질 수도 있고 또는 확산재가 혼합된 투명소재로 이루어질 수도 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치(100)는 방열부(30)의 상부에 장착되어 전방향(F)으로 광을 방출하는 제1 발광 모듈(10)뿐만 아니라 방열부(30)의 하부에 장착되어 후방향(B)으로 광을 방출하는 제2 발광 모듈(20)을 구비함으로써, 배광 특성이 향상될 수 있다. 제1 발광 모듈(10) 및 제2 발광 모듈(20)에서 방출된 빛은 조명 장치(100)의 전 방향(Omni-directional)으로 방사될 수 있다. 따라서, 조명 장치(100)는 백열 전구와 같은 전 방향 배광 특성을 가질수 있다.
한편, 도 1의 제1 발광 모듈(10) 및 제2 발광 모듈(20)에 적용되는 회로기판(11,21)은 다양한 구조 또는 소재의 기판일 수 있다. 이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여, 본 조명 장치(100)에 유익하게 적용될 수 있는 회로기판을 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 적용되는 회로기판의 일 예를 나타내는 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 회로기판(410)은 절연층(413)과 상기 절연층(413) 위에 적층된 동박으로 이루어진 레진코팅동박막(RCC; 412)을 방열 지지 기판(411) 위에 적층하여 형성되며, 회로층(414) 위에 액상 PSR(Photo Solder Resister)로 이루어지는 보호층(420)이 적층된다. 상기 레진코팅동박막(412)의 일부를 제거하여 LED 칩 또는 LED 패키지(430)가 장착되는 적어도 하나의 홈이 형성된 금속동박적층판(MCCL)을 구비한다. 이러한 회로기판은 LED 칩 또는 LED 패키지(430)에서의 광원이 수시되는 하부영역의 절연층을 제거하여 광원이 방열기판에 접촉됨으로써 광원으로부터 발생된 열이 방열 지지 기판(413)에 바로 전달됨으로써 방열성능이 향상된다.
도 5는 본 발명에 적용되는 회로기판의 다른 예를 나타내는 단면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(510)은 절연 기판으로 상면에 동박에 의하여 형성된 회로 패턴(511, 512)이 형성되며, 하면에 절연물질로 얇게 코팅처리되어 절연박막(513)이 형성된다. 이 때 코팅 방법은 스퍼터링이나 스프레이 등의 다양한 방법이 이용될 수 있다. 또한, 기판(510)의 상면과 하면에는 LED 칩(517) 또는 LED 칩(517), LED 전극(518, 519), 플라스틱 몰딩 케이스(521) 및 렌즈(520) 등을 포함하는 LED 패키지에서 발생하는 열을 방출하는데 사용되는 상하부 열확산판(514, 516)이 형성되며, 특히 상부 열확산판(514)은 회로 패턴(511)과 직접 접촉된다. 예로서, 절연박막(513)으로 사용된 절연물질은 열패드에 비해 열전도가 매우 낮지만 두께를 매우 얇게 형성하여 열패드에 비해 낮은 열저항을 구현할 수 있다. LED 칩(517)에서 발생한 열은 상부 열확산판(514)을 거쳐 하부 열확산판(516)으로 전도되어 새시(530)로 방출될 수 있다.
기판(510)과 상하부 열확산판(514, 516)에는 기판(510)과 수직하도록 관통공(515)이 형성될 수 있다. 상기 기판(510)은 절연기판으로 세라믹 또는 에폭시 수지 계열인 FR4-core 위에 동박을 입히고 식각공정을 통해 회로패턴이 형성 될 수 있다.
도 6은 본 발명에 적용되는 회로기판의 다른 예를 나타내는 단면도이다. 도 6에 도시된 회로기판은 슬림형 회로 기판일 수 있다. 도 6을 참조하면 회로기판은 하나 이상의 관통구(670)가 형성되고 상면에 회로 패턴(630)이 형성되는 연성회로기판(610), 상기 연성회로기판(610)이 안착되는 지지기판(650), 및 상기 관통구(670)에 마련되어 LED 칩 또는 LED 패키지(620)의 저면과 상기 지지 기판(650) 상면을 결합시키는 방열 접착제(660)를 포함할 수 있다. 상기 LED 패키지(620)의 저면은 LED 칩의 바닥 면이 직접 노출된 칩 패키지 저면 일 수 있으며 혹은 상면에 LED 칩이 실장된 리드프레임의 저면 혹은 메탈 블록 일 수 있다.
본 실시예에 따른 회로기판은 기판 부재로 연성기판을 사용하여 두께 및 중량 감소를 통해 슬림화 및 경량화가 가능해지고 제조원가가 절감되며, 방열 접착제(660)에 의해 LED 칩 또는 LED 패키지가 지지 기판(650)에 직접 결합시켜 LED 칩 또는 LED 패키지(620)에서 발생되는 열의 방열 효율을 증대 할 수 있다.
이상에서, 도 4 내지 도 6을 참조하여 도 1의 조명 장치(100)에 적용될 수 있는 회로기판에 대하여 상세히 설명하였다. 그러나, 이외에도 다양한 구조 또는 소재로 이루어진 회로 기판이 본 조명 장치(100)에 적용될 수 있다.
한편, 도 1의 조명 장치(100)에 채용되는 발광 소자(C)는 LED 칩 또는 LED 칩을 내부에 구비하는 다양한 형태의 LED 패키지일 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치(100)에 유익하게 채용될 수 있는 LED 칩 및 LED 패키지를 상세하게 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명에 적용되는 LED 칩의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, LED 칩(700)은 반도체 성장기판(701) 상에 형성된 발광 적층체(S)를 포함한다. 상기 발광 적층체(S)는 제1 도전형 반도체층(704), 활성층(705) 및 제2 도전형 반도체층(706)을 포함한다.
또한, 제2 도전형 반도체층(706) 상에 형성된 오믹전극층(708)을 포함하며, 제1 도전형 반도체층(704) 및 오믹 콘택층(708)의 상면에는 각각 제1 및 제2 전극(709a, 709b)이 형성된다.
상기 성장기판(701)으로는 필요에 따라 절연성, 도전성 또는 반도체 기판이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 성장 기판(701)은 사파이어, SiC, Si, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN일 수 있다. GaN 물질의 에피성장을 위해서는 동종 기판인 GaN 기판이 좋으나, GaN 기판은 그 제조상의 어려움으로 생산단가가 높은 문제가 있다.
이종 기판으로는 사파이어, 실리콘 카바이드(SiC) 기판 등이 주로 사용되고 있으며. 가격이 비싼 실리콘 카바이드 기판에 비해 사파이어 기판이 더 많이 활용되고 있다. 이종 기판을 사용할 때는 기판 물질과 박막 물질 사이의 격자상수의 차이로 인해 전위(dislocation) 등 결함이 증가한다. 또한, 기판 물질과 박막 물질 사이의 열팽창계수의 차이로 인해 온도 변화시 휨이 발생하고, 휨은 박막의 균열(crack)의 원인이 된다. 기판(701)과 GaN계인 발광 적층체(S) 사이의 버퍼층(702)을 이용해 이러한 문제를 감소시킬 수도 있다.
상기 성장 기판(701)은 LED 구조 성장 전 또는 후에 LED 칩의 광 또는 전기적 특성을 향상시키기 위해 칩 제조 과정에서 완전히 또는 부분적으로 제거되거나 패터닝하는 경우도 있다.
예를 들어, 사파이어 기판인 경우는 레이저를 기판을 통해 반도체층과의 계면에 조사하여 기판을 분리할 수 있으며, 실리콘이나 실리콘 카바이드 기판은 연마/에칭 등의 방법에 의해 제거할 수 있다.
또한, 상기 성장 기판 제거 시에는 다른 지지 기판을 사용하는 경우가 있는데, 이러한 경우, LED 칩의 광효율을 향상시키기 위해서, 지지기판은 원 성장 기판의 반대쪽에 반사 금속을 사용하여 접합되거나 반사구조가 접합층의 중간에 삽입될 수 있다.
기판 패터닝은 기판의 주면(표면 또는 양쪽면) 또는 측면에 LED 구조 성장 전 또는 후에 요철 또는 경사면을 형성하여 광 추출 효율을 향상시킨다. 패턴의 크기는 5nm ~ 500㎛ 범위에서 선택될 수 있으며 규칙 또는 불규칙적인 패턴으로 광 추출 효율을 좋게 하기 위한 구조면 가능하다. 모양도 기둥, 산, 반구형, 다각형 등의 다양한 형태를 채용할 수 있다.
상기 사파이어 기판의 경우, 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a측 방향의 격자상수가 각각 13.001 과 4.758 이며, C(0001)면, A(1120)면, R(1102)면 등을 갖는다. 이 경우, 상기 C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다.
상기 기판의 다른 물질로는 Si 기판을 들 수 있으며, 대구경화에 보다 적합하고 상대적으로 가격이 낮아 양산성이 향상될 수 있다.
실리콘(Si) 기판은 GaN계 반도체에서 발생하는 빛을 흡수하여 발광소자의 외부 양자 효율이 낮아지므로, 필요에 따라 상기 기판을 제거하고 반사층이 포함된 Si, Ge, SiAl, 세라믹, 또는 금속 기판 등의 지지기판을 추가로 형성하여 사용한다.
상기 Si 기판과 같이 이종 기판상에 GaN 박막을 성장시킬 때, 기판 물질과 박막 물질 사이의 격자 상수의 불일치로 인해 전위(dislocation) 밀도가 증가하고, 열팽창 계수 차이로 인해 균열(crack) 및 휨이 발생할 수 있다. 발광 적층체의 전위 및 균열을 방지하기 위한 목적으로 성장 기판(701)과 발광적층체(S) 사이에 버퍼층(702)을 배치시킨다. 버퍼층은 활성층 성장시 기판의 휘는 정도를 조절해 웨이퍼의 파장 산포를 줄이는 기능도 한다.
상기 버퍼층(702)은 AlxInyGa1-x-yN (0 < x < 1, 0 < y < 1), 특히 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, 또는 InGaNAlN를 사용할 수 있으며, 필요에 따라 ZrB2, HfB2, ZrN, HfN, TiN 등의 물질도 사용할 수 있다. 또한, 복수의 층을 조합하거나, 조성을 점진적으로 변화시켜 사용할 수도 있다.
Si 기판은 GaN와 열팽창 계수 차이가 크기 때문에, 실리콘 기판에 GaN계 박막 성장시, 고온에서 GaN 박막을 성장시킨 후, 상온으로 냉각시 기판과 박막 간의 열팽창 계수의 차이에 의해 GaN 박막에 인장응력이 가해져 균열이 발생하기 쉽다. 균열을 막기 위한 방법으로 성장 중에 박막에 압축 응력이 걸리도록 성장하는 방법을 이용해 인장응력을 보상한다.
실리콘(Si)은 GaN과의 격자 상수 차이로 인해, 결함 발생 가능성도 크다. Si 기판을 사용하는 경우는 결함 제어뿐만 아니라 휨을 억제하기 위한 응력 제어를 동시에 해줘야 하기 때문에 복합 구조의 버퍼층을 사용한다.
예를 들어, 먼저 성장 기판(701) 상에 AlN를 형성한다. Si와 Ga 반응을 막기 위해 Ga을 포함하지 않은 물질을 사용하는 것이 좋다. AlN 뿐만 아니라 SiC 등의 물질도 사용할 수 있다. Al 소스와 N 소스를 이용하여 400 ~ 1300도 사이의 온도에서 성장시킨다. 필요에 따라, 복수의 AlN 층 사이에 GaN 중간에 응력을 제어하기 위한 AlGaN 중간층을 삽입할 수 있다.
상기 발광적층체(S)가 3족 질화물 반도체의 다층 구조를 구비하는 발광적층체(S)를 보다 자세히 설명하면, 제1 및 제2 도전형 반도체층(704, 706)은 각각 n형 및 p형 불순물이 도핑된 반도체로 이루어질 수 있으며, 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 반대로 각각 p형 및 n형 반도체층이 될 수도 있을 것이다. 예를 들어, 제1 및 제2 도전형 반도체층(704, 706)은 3족 질화물 반도체, 예컨대, AlxInyGa1-x-yN (0 < x < 1, 0 < y <1, 0 < x+y < 1)의 조성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 물론, 이에 한정되지 않으며, AlGaInP계열 반도체나 AlGaAs계열 반도체와 같은 물질도 이용될 수 있을 것이다.
한편, 제1 및 제2 도전형 반도체층(704, 706)은 단층 구조로 이루어질 수 있지만, 이와 달리, 필요에 따라 서로 다른 조성이나 두께 등을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 도전형 반도체층(704, 706)은 각각 전자 및 정공의 주입 효율을 개선할 수 있는 캐리어 주입층을 구비할 수 있으며, 또한, 다양한 형태의 초격자 구조를 구비할 수도 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(704)은 활성층(705)과 인접한 부분에 전류 확산층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 전류확산층은 서로 다른 조성을 갖거나, 서로 다른 불순물 함량을 갖는 복수의 InxAlyGa(1-x-y)N층이 반복해서 적층되는 구조 또는 절연 물질 층이 부분적으로 형성될 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(706)은 활성층(705)과 인접한 부분에 전자 차단층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 전자차단층은 복수의 서로 다른 조성의 InxAlyGa(1-x-y)N를 적층한 구조 또는 AlyGa(1-y)N로 구성된 1층 이상의 층을 가질 수 있으며, 활성층(705)보다 밴드갭이 커서 제2 도전형(p형) 반도체층(706)으로 전자가 넘어가는 것을 방지한다.
상기 발광 적층체(S)는 MOCVD 장치를 사용하며, 제조방법으로는 기판(701)을 설치한 반응 용기 내에 반응 가스로 유기 금속 화합물 가스(예, 트리메틸 갈륨 (TMG), 트리메틸 알루미늄(TMA) 등)와 질소 함유 가스(암모니아(NH3) 등)를 공급하고, 기판의 온도를 900도 내지 1100도 의 고온으로 유지하고, 기판상에 질화 갈륨계 화합물 반도체를 성장하면서, 필요에 따라 불순물 가스를 공급해, 질화 갈륨계 화합물 반도체를 언도프, n형, 또는 p형으로 적층한다. n형 불순물로는 Si가 잘 알려져 있고, p 형 불순물으로서는 Zn, Cd, Be, Mg, Ca, Ba 등이 있으며, 주로 Mg, Zn가 사용될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 도전형 반도체층(704, 706) 사이에 배치된 활성층(705)은 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(MQW) 구조, 예컨대, 질화물 반도체일 경우, GaN/InGaN 구조가 사용될 수 있으며, 다만, 단일 양자우물(SQW) 구조를 사용할 수도 있을 것이다.
상기 오믹 콘택층(708)은 불순물 농도를 상대적으로 높게 해서 오믹 컨택 저항을 낮추어 소자의 동작 전압을 낮추고 소자 특성을 향상 시킬 수 있다. 상기 오믹 컨택층(708)은 GaN, InGaN, ZnO, 또는 그래핀층으로 구성 될 수 있다.
제1 또는 제2 전극(709a, 709b)으로는 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질을 포함할 수 있으며, Ni/Ag, Zn/Ag, Ni/Al, Zn/Al, Pd/Ag, Pd/Al, Ir/Ag. Ir/Au, Pt/Ag, Pt/Al, Ni/Ag/Pt 등과 같이 2층 이상의 구조로 채용될 수 있다.
도 7에 도시된 LED 칩(700)은 하나의 예로 제1 및 제2 전극이 광추출면과 동일한 면을 향하고 있는 구조이나 광추출면과 반대 방향으로되는 플립칩 구조, 제1 전극 및 제2 전극을 상호 반대되는 면에 형성된 수직구조, 전류 분산의 효율 및 방열 효율을 높이기 위한 구조로 칩에 여러 개의 비아를 형성하여 전극구조를 채용한 수직수평 구조등 다양한 구조로 구현될 수 있다.
도 8은 본 발명에 적용되는 LED 칩의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
LED 조명 장치는 방열 특성이 개선된 특징을 제공하고 있으나, 전체적인 방열 성능 측면에서 볼 때에, 조명 장치에 채용되는 LED 칩 자체를 발열량이 적은 LED 칩으로 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 요건을 만족하는 LED칩으로서, 도 8에 도시된 바와 같은 나노 구조체를 포함한 LED 칩(이하, "나노 LED 칩"이라 함)이 사용될 수 있다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 나노 LED칩(800)은 기판(801) 상에 형성된 다수의 나노 발광 구조체(N)를 포함한다. 본 예에서 나노 발광 구조체(N)는 코어-셀(core-shell) 구조로서 로드구조로 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 피라미드 구조와 같은 다른 구조를 가질 수 있다.
상기 나노 LED 칩(800)은 기판(801) 상에 형성된 베이스층(802)을 포함한다. 상기 베이스층(802)은 나노 발광 구조체(N)의 성장면을 제공하는 층으로서 상기 제1 도전형 반도체일 수 있다. 상기 베이스층(802) 상에는 나노 발광 구조체(N)(특히, 코어) 성장을 위한 오픈영역을 갖는 마스크층(803)이 형성될 수 있다. 상기 마스크층(803)은 SiO2 또는 SiNx와 같은 유전체 물질일 수 있다.
상기 나노 발광 구조체(N)는 오픈영역을 갖는 마스크층(803)을 이용하여 제1 도전형 반도체를 선택 성장시킴으로써 제1 도전형 나노 코어(804)를 형성하고, 상기 나노 코어(804)의 표면에 쉘층으로서 활성층(805) 및 제2 도전형 반도체층(806)을 형성한다. 이로써, 나노 발광 구조체(N)는 제1 도전형 반도체가 나노 코어가 되고, 나노 코어를 감싸는 활성층(805) 및 제2 도전형 반도체층(806)이 쉘층이 되는 코어-쉘(core-shell) 구조를 가질 수 있다.
본 예에 따른 나노 LED 칩(800)은 나노발광 구조체(N) 사이에 채워진 충전물질(807)을 포함한다. 상기 충전물질(807)은 나노 발광 구조체(N)를 구조적으로 안정화시킬 수 있다. 상기 충전물질(807)은 이에 한정되지는 않으나, SiO2와 같은 투명한 물질로 형성될 수 있다. 상기 나노 발광 구조체(N) 상에는 제2 도전형 반도체층(806)에 접속되도록 오믹콘택층(808)이 형성될 수 있다. 상기 나노 LED 칩(800)은 제1 도전형 반도체로 이루어진 상기 베이스층(802)과 상기 오믹콘택층(808)에 각각 접속된 제1 및 제2 전극(809a, 809b)을 포함한다.
나노 발광 구조체(N)의 직경 또는 성분 또는 도핑 농도를 달리 하여 단일한 소자에서 2 이상의 다른 파장의 광을 방출할 수 있다. 다른 파장의 광을 적절히 조절하여 단일 소자에서 형광체를 사용하지 않고도 백색광을 구현할 수 있으며, 이러한 소자와 함께 다른 LED 칩을 결합하거나 또는 형광체와 같은 파장변환 물질을 결합하여 원하는 다양한 색깔의 광 또는 색온도가 다른 백색광을 구현할 수 있다.
이러한 나노 LED 칩은 결합 밀도가 작아서 상대적으로 열 발생이 작을 뿐만 아니라, 나노 구조체를 활용하여 발광면적을 늘려 발광 효율을 높일 수 있으며, 비극성 활성층을 얻을 수 있어 분극에 의한 효율저하를 방지할 수 있으므로, 드룹(droop)특성을 개선할 수 있다.
도 9는 본 발명에 적용되는 LED 칩의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 9에 도시된 LED 칩(910)은 성장기판(901)의 일면 상에 배치된 발광 적층체(S)와, 상기 발광 적층체(S)를 기준으로 상기 성장기판(901) 반대 측에 배치된 제1 및 제2 전극 (908a, 908b)을 포함한다. 또한, 상기 LED 칩(910)은 상기 제1 및 제2 전극(908a, 908b)을 덮도록 형성되는 절연부(903)를 포함한다.
상기 제1 및 제2 전극(908a, 908b)은 제1 및 제2 전기연결부(909a, 909b)에 의해 제1 및 제2 전극 패드(919a, 919b)를 포함할 수 있다.
상기 발광 적층체(S)는 성장기판(901) 상에 순차적으로 배치되는 제1 도전형 반도체층(904), 활성층(905) 및 제2 도전형 반도체층(906)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(908a)은 상기 제2 도전형 반도체층(906) 및 활성층(905)을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층(904)과 접속된 도전성 비아로 제공될 수 있다. 상기 제2 전극(908b)은 제2 도전형 반도체층(906)과 접속될 수 있다.
상기 절연부(903)는 상기 제1 및 제2 전극(908a,908b)의 적어도 일부를 노출시키도록 오픈 영역을 구비하며, 상기 제1 및 제2 전극 패드(919a,919b)는 상기 제1 및 제2 전극(908a,908b)과 접속될 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극(909a, 909b)은 각각 제1 및 제2 도전형 반도체층(904,906)과 오믹 특성을 갖는 도전성 물질이 1층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있으며, 예컨대, Ag, Al, Ni, Cr, 투명 도전성 산화물(TCO) 등의 물질 중 하나 이상을 증착하거나 스퍼터링하는 등의 공정으로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 전극(909a, 909b)은 서로 동일한 방향으로 배치될 수 있으며, 후술할 바와 같이, 리드 프레임 등에 소위, 플립 칩(flip-chip) 형태로 실장될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 전극(909a, 909b)은 서로 동일한 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
특히, 상기 제1 전극(908a)은 상기 제2 도전형 반도체층(904) 및 활성층(905)을 관통하여 상기 발광 적층체(S) 내부에서 상기 제1 도전형 반도체층(904)에 연결된 도전성 비아를 갖는 제1 전극(908a)에 의해 제1 전기연결부(909a)가 형성될 수 있다.
도전성 비아와 상기 제1 전기 연결부(909a)는 접촉 저항이 낮아지도록 개수, 형상, 피치, 제1 도전형 반도체층(904)과의 접촉 면적 등이 적절히 조절될 수 있으며, 상기 도전성 비아와 상기 제1 전기 연결부(909a)는 행과 열을 이루어 배열됨으로써 전류 흐름이 개선될 수 있다.
다른 한편의 전극구조는, 상기 제2 도전형 반도체층(906) 상에 직접 형성되는 제2 전극(908b)과 그 상부에 형성되는 제2 전기연결부(909b)를 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(908b)은 상기 제2 도전형 반도체층(23)과의 전기적 오믹을 형성하는 기능 외에 광 반사 물질로 이루어짐으로써 LED 칩(910)을 플립칩 구조로 실장된 상태에서, 활성층(905)에서 방출된 빛을 성장기판(901) 방향으로 효과적으로 방출시킬 수 있다. 물론, 주된 광방출 방향에 따라, 상기 제2 전극(908b)은 투명 전도성 산화물과 같은 광투과성 도전 물질로 이루어질 수도 있다.
상기 설명된 2개의 전극구조는 절연부(903)에 의하여 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 절연부(903)는 전기적으로 절연 특성을 갖는 물질이면 어느 것이나 사용할 수 있으며, 전기 절연성을 갖는 물체라면 어느 것이나 채용 가능하지만, 광흡수율이 낮은 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 덜어, SiO2, SiOxNy, SixNy 등의 실리콘 산화물, 실리콘 질화물을 이용할 수 있을 것이다. 필요에 따라, 광투과성 물질 내에 광 반사성 필러를 분산시켜 광반사 구조를 형성할 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극패드(919a, 919b)는 각각 제1 및 제2 전기연결부(909a,909b)와 접속되어 LED 칩(910)의 외부 단자로 기능할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 전극 패드(919a, 919b)는 Au, Ag, Al, Ti, W, Cu, Sn, Ni, Pt, Cr, NiSn, TiW, AuSn 또는 이들의 공융 금속일 수 있다. 이 경우에, 회로 기판(920)에 실장시 공융 금속을 이용하여 접합될 수 있으므로, 플립 칩 본딩 시 일반적으로 요구되는 별도의 솔더 범프를 사용하지 않을 수 있다. 솔더 범프를 이용하는 경우에 비하여 공융 금속을 이용한 실장 방식에서 방열 효과가 더욱 우수한 장점이 있다. 이 경우, 우수한 방열 효과를 얻기 위하여 제1 및 제2 전극 패드(919a, 919b)는 넓은 면적을 차지하도록 형성될 수 있다.
상기 발광구조물(S)과 기판(901) 사이에는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있으며, 버퍼층은 질화물 등으로 이루어진 언도프 반도체층으로 채용되어, 그 위에 성장되는 발광구조물의 격자 결함을 완화할 수 있다.
상기 성장 기판(901)은 서로 대향하는 제1및 제2 주면을 가질 수 있으며, 상기 제1 및 제2 주면 중 적어도 하나에는 요철 구조가 형성될 수 있다. 성장 기판(901)의 일면에 형성된 요철 구조는 성장 기판(901)의 일부가 식각되어 성장 기판과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 성장 기판(901)과 다른 이종 물질로 구성될 수도 있다.
본 예와 같이, 성장 기판(901)과 상기 제1 도전형 반도체층(904)의 계면에 요철 구조를 형성함으로써, 활성층(905)으로부터 방출된 광의 경로가 다양해 질 수 있으므로, 빛이 반도체층 내부에서 흡수되는 비율이 감소하고 광 산란 비율이 증가하여 광 추출 효율이 증대될 수 있다.
구체적으로, 상기 요철 구조는 규칙 또는 불규칙적인 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 요철을 이루는 이종 물질은 투명 전도체나 투명 절연체 또는 반사성이 우수한 물질을 사용할 수 있으며, 투명 절연체로는 SiO2, SiNx, Al2O3, HfO, TiO2 또는 ZrO와 같은 물질을, 투명 전도체는 ZnO나 첨가물(Mg, Ag, Zn, Sc, Hf, Zr, Te, Se, Ta, W, Nb, Cu, Si, Ni, Co, Mo, Cr, Sn)이 함유된 인듐 산화물(Indum Oxide) 등과 같은 투명 전도성 산화물(TCO)을, 반사성 물질로는 Ag, Al, 또는 굴절율이 서로 다른 다층막의 DBR을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 성장 기판(901)은 상기 제1 도전형 반도체층(904)으로부터 제거 될 수 있다. 기판 제거에는 레이저를 이용한 LLO (Laser Lift Off) 공정 또는 식각, 연마 공정을 사용 할 수 있다. 또한 기판이 제거 후 제1 도전형 반도체층의 표면에 요철을 형성 할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 LED칩(910)은 실장 기판(920)에 탑재되어 있다. 상기 실장 기판(920)은 기판 본체(911) 상면 및 하면에 각각 상부 및 하부 전극층(912b,912a)이 형성되고, 상기 상부 및 하부 전극층(912b,912a)을 연결하도록 상기 기판 본체(911)를 관통하는 비아(913)를 포함한다. 상기 기판 본체(911)는 수지 또는 세라믹 또는 금속일 수 있으며, 상기 상부 또는 하부 전극층(912b,912a)은 Au, Cu, Ag, Al와 같은 금속층일 수 있다.
물론, 상술된 LED 칩(910)이 탑재되는 기판은 도면에 도시된 실장 기판(920)의 형태에 한정되지 않으며, 도 4내지 도 6의 회로 기판들 또는 LED 칩을 구동하기 위한 배선 구조가 형성된 기판이라면 어느 것이나 적용 가능하다.
도 10은 본 발명에 적용되는 LED 패키지의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 10을 참조하면, LED 패키지(200a)는 성장 기판(S) 상에 마련된 제1형반도체층(202), 활성층(204), 제2형반도체층(208)을 구비하는 발광칩을 포함하며, 발광칩 주변에는 형광층(215)이 도포되어 있다.
성장 기판(S)은 수지기판으로 예를 들어, FR4, FR5 기판이 채용될 수 있으며, 또는, 세라믹(ceramic)이나 글래스 파이버(glass fiber) 소재로 이루어질 수 있다.
제1형반도체층(202), 활성층(204), 제2형반도체층(206)은 화합물반도체로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1형반도체층(202), 제2형반도체층(206)은 질화물 반도체, 즉, AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성을 가질 수 있으며, 각각 n형 불순물 및 p형 불순물이 도핑될 수 있다. 제1 및 제2형 반도체층(202, 206) 사이에 형성된 활성층(204)은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출하며, 인듐 함량에 따라 밴드갭 에너지가 조절되도록 InxGa1-xN(0≤x≤1) 조성의 층이 다수 적층된 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 활성층(204)은 양자장벽층 및 양자우물층이 서로 교대로 적층 된 다중 양자우물(MQW) 구조, 예컨대, InGaN/GaN 구조로 이루어질 수 있고, 청색광을 발광하도록 인듐함량이 조절될 수 있다.
형광층(215)은 청색광을 흡수하여 적색광을 여기하는 형광체와, 청색광을 흡수하여 녹색광을 여기하는 형광체를 포함하도록 구성될 수 있다. 적색광을 여기하는 형광체로는 MAlSiNx:Re(1≤x≤5)인 질화물계 형광체 및 MD:Re인 황화물계 형광체 등이 있다. 여기서, M는 Ba, Sr, Ca, Mg 중 선택된 적어도 하나이고, D는 S, Se 및 Te 중 선택된 적어도 하나이며, Re는 Eu, Y, La, Ce, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, F, Cl, Br 및 I 중선택된 적어도 하나이다. 또한, 녹색광을 여기하는 형광체로는 M2SiO4:Re인 규산염계 형광체, MA2D4:Re인 황화물계 형광체, β-SiAlON:Re인 형광체, MA'2O4:Re'인 산화물계 형광체 등이 있으며, M은 Ba, Sr, Ca, Mg 중 선택된 적어도 하나의 원소이고, A는 Ga, Al 및 In 중 선택된 적어도 하나이고, D는 S, Se 및 Te 중 선택된 적어도 하나이며, A'은 Sc, Y, Gd, La, Lu, Al 및 In 중 선택된 적어도 하나이며, Re는 Eu, Y, La, Ce, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, F, Cl, Br 및 I 중 선택된 적어도 하나이고, Re'는 Ce, Nd, Pm, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, F, Cl, Br 및 I 중 선택된 적어도 하나일 수 있다.
활성층(204)에서 방출된 청색광 중 일부는 적색광으로 변환되고, 또 일부는 적색광으로 변환되어, 이에 따라, 청색광, 적색광, 녹색광이 혼합되어 백색광이 방출된다.
성장 기판(S) 상에는 분리된 두 영역을 가지는 전극패턴부(208)가 형성되어 있다. 전극패턴부(208)는 전도성 소재, 예를 들어, Cu, Pd, Ag, Ni/Au 등을 도금등의 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 제1형반도체층(202)은 전극패턴부(208)의 일영역에 접합되고, 제2형반도체층(206)은 전극패턴부(208)의 다른 영역에 와이어(W)를 이용하여 본딩된다.
또한, 발광칩을 보호하고 발광칩에서 방출된 광의 지향성을 조절하기 위한 렌즈 형상의 커버층(217)이 더 형성될 수 있다. 커버층(217)은 레진과 같은 투명 재질로 형성될 수 있다. 커버층(217)은 도시된 형상에 한정되는 것은 아니며, 렌즈의 역할은 하지 않고 발광칩을 보호하는 역할만을 하는 플랫한 형상으로 형성될 수도 있다.
도 11은 본 발명에 적용되는 LED 패키지의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
본 실시예의 LED 패키지(200b)는 전극 구조에서 도 10의 실시예와 차이가 있으며, 즉, 제1형반도체층(202), 활성층(204), 제2형반도체층(206)을 구비하는 발광칩이 제1형반도체층(202)의 일부 영역이 노출되도록 메사형으로 에칭된 구조를 갖는다. 제1형반도체층(202)의 노출된 영역은 전극패턴부(208)의 일영역에, 제2형반도체층(206)은 전극패턴부(209)의 다른 일영역에 와이어(W)를 이용하여 본딩된다.
도 12는 본 발명에 적용되는 발광소자(C)의 또 다른 예시적인 구조를 보인 단면도이다. 본 실시예의 발광소자(C)는 형광층(216)을 포함할 수 있다. 발광칩의 상단부에 형광체가 도포되어 형광층(216)이 형성될 수 있다. 커버층(219)은 플랫한 형상을 가지는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 발광칩에서 방출된 광의 지향성을 조절하기 위해 렌즈형상을 가지도록 구성될 수도 있다. 또한, 커버층(219)은 레진과 같은 투명 재질에 형광체가 혼합된 소재로 이루어질 수도 있다.
이상으로, 도 7 내지 도 12를 참조하여 본 발명에 적용될 수 있는 LED칩에 대하여 설명하였다. 그러나 이외에도 다양한 구조의 LED 칩 및 LED 패키지가 사용될 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치를 나타낸 측면도이다.
본 실시예에 따른 조명 장치(100a)는 도 1의 조명 장치(100)와 유사한 구성을 포함한다. 다만, 방열부(30a)의 구조 및 방열부(30a)에 제2 발광 모듈(20)이 배치된 위치에 있어서 차이가 있다.
방열부(30a)는 도 1과 같이 제1 발광 모듈(10)과 제2 발광 모듈(20) 사이에 게재될 수 있다. 방열부(30)의 제1 면(31)에는 제1 발광 모듈(10)이 배치되고, 제1 면(31)과 이격된 제2 면(32)에는 제2 발광 모듈(20)이 배치된다. 이때, 제1 면(31)은 방열부(30a)의 상면이고, 제2 면(32)는 방열부(30a)의 하면과 소정의 각(θ)을 갖고 하면의 주변에 배치될 수 있다. 제2 발광 모듈(20)은 주로 조명 장치(100a)의 중심축(A)에 대하여 비스듬한 방향으로 광을 방출하므로, 조명 장치(100)의 측방향에 대한 배광 특성이 향상될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치를 나타낸 측면도이다.
도 14를 참조하면, 조명 장치(100b)는 제1 발광 모듈(10), 제2 발광 모듈(20), 방열부(30), 구동 회로부(70), 하우징부(60) 및 스위칭부(90)를 포함할 수 있다. 또한 조명 장치(100b)는 커버들(40, 50) 및 소켓부(80)를 더 포함할 수 있다.
도 14의 조명 장치(100b)는 도 1의 조명 장치(100)와 유사하다. 다만, 조명 장치(100b)는 외부에서 구동 회로부(70)를 제어하기 위한 스위칭부(90)를 추가적으로 구비한다.
스위칭부(90)는 하우징부(60)의 측단에 배치되고, 구동 회로부(70)에 전기적으로 연결될 수 있다. 스위칭부(90)는 터치 타입의 스위칭 수단이거나 또는 토글링 방식 등을 사용하는 기계식 스위칭 수단일 수 있다. 사용자가 상기 스위칭부(90)를 조작하여 구동 회로부(70)에서 생성된 구동 전원이 제1 발광 모듈(10) 및 제2 발광 모듈(20)에 선택적으로 제공되도록 제어할 수 있다. 이에 따라 제1 발광 모듈(10) 및 제2 발광 모듈(20) 중 하나를 선택적으로 발광시키거나 또는 전부 발광시키도록 제어할 수 있다. 또한, 제1 발광 모듈(10) 및 제2 발광 모듈(20)에 구비되는 발광 소자(C) 중 일부만을 발광 시키거나 발광 소자(C)에서 방출되는 광의 세기를 조절할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 장치를 나타낸 측면도이다.
본 실시예에 따른 조명 장치(100c)는 도 1 에 도시된 조명 장치(100)와 유사한 구조를 가지며, 다만 하우징부(60c)의 외주면에 반사부(61)를 더 포함하는 차이가 있다.
반사부(61)는 하우징부(60c)의 외주면의 적어도 일부에 배치되어, 제2 발광 모듈(20)로부터 방출되는 광을 반사시킬 수 있다. 도시된 바와 같이, 하우징부(60c)는 외주면이 경사진 형상일 수 있으며, 반사부(61)는 하우징부(60c)의 경사면에 배치될 수 있다.
반사부(61)는 리플렉터 또는 반사 렌즈가 하우징부(60c)의 외주면에 장착되어 형성될 수 있다. 또는 반사부(61)는 하우징부(60c)의 외주면에 반사성 도료가 도포되어 형성될 수 있다.
반사부(61)는 반사율이 높은 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 사용 가능한 재료로는 고반사율의 백색 수지, 금속과 반사성 도료 등이 있다. 백색 수지는, 백색 발포 PET 재료나, 백색 POLYCARBONATE 재료 등이 이용될 수 있다. 이러한 재료의 반사율은 97%정도이며, 빛의 반사 로스가 적기 때문에 효율 저하가 적다. 금속으로는 고반사율 금속 예컨대 Ag, Al, Au, Cu, Pd, Pt, Rd 및 이들의 합금으로부터 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있다. 반사부(61)는 증착에 의해 형성될 수 있다. 또는 반사성 도료로는 80 내지 90%의 반사율을 갖는 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 탄산칼슘(CaCo3) 등의 반사 재료가 적어도 하나 함유된 것들을 사용할 수 있다. 이와 같은 반사 도료는 접착제와 함께 용매에 희석하여 플라스틱과 같은 물질에 도포하여 형성될 수 있다. 도포 방법으로는 스프레이 및 롤러 등을 이용하여 도포할 수 있다.
상기한 반사부(61)는 배광 특성을 향상시킬 수 있다. 제2 발광 모듈 (20)에서 방출된 광은 반사부(61)에서 반사되어 다양한 각도로 조명 장치(100)의 측방향으로 출광되기 때문에 배광 특성이 향상될 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 조명 시스템(1000)의 블록도이다. 도 16을 참조하면, 조명 시스템(1000)은 조명 장치(1100) 및 조명 장치(1100)를 제어하기 위한 제어부(1200)를 포함할 수 있다. 또한, 외부 환경을 감지하는 센서부(1300)를 추가적으로 포함할 수 있다.
조명 장치(1100)는 본 발명의 실시예들에 따른 도 1 및 도 13 내지 15의 조명 장치일 수 있다. 조명 장치(1100)는 광을 방출하는 제1 발광부(110), 제2 발광부(120) 및 구동 회로부(130)를 구비할 수 있다.
제1 발광부(120) 및 제2 발광부(120)는 본 발명의 실시예들에 따른 조명 장치(100, 100a, 100b, 100c)의 제1 발광 모듈(10) 및 제2 발광 모듈(20)일 수 있다. 제1 발광부(120) 및 제2 발광부(120)는 각각 하나 이상의 발광 소자를 포함할 수 있다. 또한, 구조적으로 제1 발광부(110) 및 제2 발광부(130) 사이에는 방열부가 게재되고, 제1 발광부(120) 및 제2 발광부(130)에서 발생하는 열을 외부로 방출시킬 수 있다.
구동 회로부(130)는 제1 발광부(110) 및 제2 발광부(120)에 구동 전원을 제공한다. 구동 회로부(130)는 전원부(131) 및 통신부(132)를 포함할 수 있다. 전원부(131)는 전원부(131)는 외부로부터 제공되는 전원을 발광부들(110, 120)을 구동하기에 적합한 구동 전원으로 변환할 수 있다.
통신부(1332)는 다양한 방식의 유/무선 통신 프로토콜에 따라서 외부와의 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신부(1332)는 제어부(1200)로부터 제어신호를 수신할 수 있다.
구동 회로부(130)는 통신부(132)에서 수신한 제어 신호에 응답하여 제1 발광부(110) 및 제2 발광부(120)의 발광을 제어할 수 있다. 구동 회로부(130)는 구동 전원이 인가되는 시간 또는 구동 전원의 크기 등을 변화시킬 수 있다. 또한, 구동 회로부(130)는 제1 발광부(110) 및 제2 발광부(120)에 선택적으로 구동 전원을 제공하거나 제1 발광부(110) 및 제2 발광부(120)에 복수개의 구동 소자가 구비된 경우, 일부 구동 소자에만 구동 전원을 제공할 수 도 있다.
제어부(1200)는 조명 장치(1100)의 발광을 제어한다. 제어부(1200)는 사용자의 조작 또는 외부 환경에 따라 조명 장치(1100)의 발광 특성을 제어하기 위한 제어 신호를 발생한다. 예를 들어, 제어부(1200)는 조명 장치(1100)의 제1 발광부(110) 및 제2 발광부(120) 각각에 제공되는 구동 전원을 제어하는 신호를 발생할 수 있다.
또한, 조명 시스템(1000)이 센서부(1300)을 구비한 경우, 제어부(1200)는 센서부(1300)에서 제공된 외부 광량을 연산하고, 연산된 주변 조도에 상응하는 조광 제어신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 온도, 습도 등의 외부 환경에 따라 조명 장치(1100)에서 발생하는 광의 색상, 온도, 밝기 등을 조절하는 제어 신호를 생성할 수 도 있다. 이에 따라, 조명 장치(1100)에서 방사되는 광의 특성은 주변 환경에 따라서 적응적으로 조절될 수 있다.
한편, 도면에 제어부(1200)는 조명 장치(1100)와 별도로 구비되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 제어부(1200)는 조명 장치(1100)의 내부에 구비될 수 있다. 또한, 스마트 폰 등의 무선 단말기에 구비될 수도 있다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 가시광 무선 통신 시스템의 블록도이다.
가시광 무선 통신(VLC; Visible Light Communication)은 인간이 눈으로 인지할 수 있는 가시광 파장 대역의 빛을 이용하여 무선으로 정보를 전달하는 무선 통신 기술이다. 가시광선을 이용한 통신의 경우 전자파가 발생하지 않아 인체에 영향이 없어 안전할 뿐만 아니라, 통상의 조명, 전력선의 활용이 가능하여 활용성과 적용성이 매우 높다. 모든 종류의 가시광을 이용하여 무선으로 정보를 주고 받을 수 있지만 특히 LED 광원의 경우, 스위칭 속도가 빠르고 디지털 제어가 가능해 정보 전달에 용이하므로, 가시광 통신에 적합하다.
도 17을 참조하면, 가시광 무선 통신 시스템(2000)은 발광부(2100), 구동부(2200), 수신부(2300)를 포함할 수 있다.
발광부(2100)는 가시광선을 방사하는 조명으로서, 가시광선 통신의 송신부로 사용될 수 있다. 발광부(2100)에서 방출되는 광은 무선 통신을 위해 변조된 신호를 포함한다. 예를 들어, 발광부(2100)로부터 방출되는 광은 펄스 폭 또는 광의 세기가 변조됨으로써, 이진 데이터를 포함할 수 있다. 발광부(2100)는 본 발명의 실시예들에 따른 조명 장치중 하나로 각각이 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 적어도 두개의 발광 모듈을 포함할 수 있다. 이때, 발광 소자는 LED일 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 조명 장치의 경우, 광의 방출 방향이 상이한 두 개의 발광 모듈을 사용하므로, 두 개의 발광 모듈 중 하나가 가시광선 통신을 하기위한 송신부로 사용될 수 도 있다.
구동부(2200)는 발광부(2100)를 구동하기 위한 신호를 생성한다. 구동부(2200)는 발광부(2100)의 발광 및 소광을 빠르게 전환하도록 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어 신호는 외부로부터 제공되는 전원 및 데이터 신호를 이용하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 구동부(2200)는 데이터 신호를 이용하여 전원의 펄스를 변조하여 제어신호로 생성할 수 있다. 또한, 제어 신호는 구동 전압으로서, 데이터 신호를 포함할 수 있도록 펄스 폭 또는 전압의 세기가 변조된 구동 전압일 수 있다. 한편, 발광부(2100)가 무선 통신의 송신부와 조명으로서 동시에 사용되는 경우, 구동부(2200)는 발광부(2100)의 발광 및 소광에 따른 빛의 깜빡임을 인간이 인지하지 못하도록 발광부(2100)의 발광 특성을 제어할 수 있다.
수신부(2300)는 발광부(2100)로부터 방출되는 가시광선을 이용하여 통신할 수 있다. 수신부(2300)는 가시광선을 수신하여 데이터 신호를 추출하기 위하여 광 검출부 및 증폭기 등을 구비할 수 있다. 수신부(2300)는 휴대 전화 등의 이동식 단말기일 수 있으며, 이외에도 무선 통신을 할 수 있는 다양한 전자 장치일 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 100a, 100b, 100c: 조명 장치 10:제1 발광 모듈
20:제2 발광 모듈 30: 방열부
40: 제1 커버 50:제2 커버
60: 하우징부 70:구동 회로부

Claims (10)

  1. 광을 방출하는 제1 발광 모듈;
    상기 제1 발광 모듈과 상이한 방향으로 광을 방출하는 제2 발광 모듈;
    상기 제1 발광 모듈 및 상기 제2 발광 모듈 사이에 게재되고, 상기 제1 발광 모듈 및 상기 제2 발광 모듈에서 발생하는 열을 방출하며, 중심부에 내부 공간을 구비하는 원기둥 형상 또는 다각 기둥 형상을 포함하는 방열부; 및
    상기 방열부의 측단에서, 상기 방열부의 둘레 방향을 따라 방사형으로 배치되는 방열핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 발광모듈은 상기 방열부의 제1 면 상에 배치되고, 상기 제2 발광 모듈은 상기 제1 면에 대향하는 상기 방열부의 제2 면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 방열부의 상기 제1 면 상에 배치되어 상기 제1 발광 모듈을 보호하는 제1 커버; 및
    상기 방열부의 상기 제2 면 상에 배치되어 상기 제2 발광 모듈을 보호하는 제2 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 발광 모듈 및 상기 제2 발광 모듈 각각은,
    하나 이상의 발광 소자; 및
    상기 발광 소자가 실장되는 회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 발광 모듈 및 상기 제2 발광 모듈에 전원을 제공하는 구동 회로부;
    내부에 상기 구동 회로부가 배치되는 하우징부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 방열부는,
    상기 내부 공간에 상기 하우징부의 상부가 배치되고, 상면에 상기 제1 발광 모듈이 배치되고, 하면에 상기 제2 발광 모듈이 상기 하우징부를 둘러싸는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 전원이 상기 제1 발광 모듈 및 상기 제2 발광 모듈에 선택적으로 제공되도록 제어하는 스위칭 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 하우징부의 외면에 상기 제2 발광 모듈로부터 방출되는 광의 일부를 반사하는 반사부가 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 각각이 하나 이상의 발광 소자를 구비하고, 서로 상이한 방향으로 광을 방출하는 제1 발광부 및 제2발광부와, 상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부 사이에 게재되어 열을 방출하며, 중심부에 내부 공간을 구비하는 원기둥 형상 또는 다각 기둥 형상을 포함하는 방열부 및 상기 방열부의 측단에서, 상기 방열부의 둘레 방향을 따라 방사형으로 배치되는 방열핀을 구비하는 조명 장치; 및
    상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부 각각에 제공되는 전원을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    외부의 광량을 감지하는 센서부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 센서부에서 출력된 신호를 이용하여 주변 조도를 연산하고, 상기 주변 조도에 상응하는 제어 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
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