KR100477405B1 - 집적전기광학패키지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상부에 배치된 발광 장치(LED)(12)의 어레이(15)와 협동하여 완전한 이미지를 발생하는 광학적으로 투명한 기판(10)을 포함하여 LED 디스플레이 칩(14)을 형성하는 집적 전기 광학 패키지(50)에 관한 것이다. LED(12)들은 행렬로 위치설정되고 기판(10)의 외측 에지에 인접한 전기 접속부를 가진다. 성형 베이스(30)는 LED 디스플레이 칩(14)의 LED(12)와 상호 작용하기 위한 매립형 전기 도전체(31)를 가지며, 또한 LED 디스플레이 칩(14)의 장착측의 대향 측에서 LED 디스플레이 칩(14)의 LED(12)의 어레이(15)와 정렬되는 중앙 개구(35) 내에 굴절 또는 회절 렌즈(60)를 형성함으로써, 이미지를 확대하여 용이하게 볼 수 있는 허상을 만들 수 있다. 드라이버 기판(55)은 성형 베이스(30)와 대면하는 전기 접속부를 가진다. 다수의 드라이버 회로(57)는 드라이버 기판(55)상의 전극들을 통해서 성형 베이스(30) 및 LED(12)에 접속되어 있다.
Description
본 발명은 협동 관계로 접속되는 전기 및 광학 부품들을 포함하는 패키지에 관한 것으로서, 특히 전기 회로 내의 드라이버 회로와 광학 부품을 전기적으로 접속하기 위한 패키지에 관한 것이다.
매우 높은 주파수로 전송되는 디지털 신호의 사용을 통해, 보다 크고 복잡한 메시지를 원격 휴대용 유닛에 전달하는 것이 가능하다. 휴대용 통신 트랜스시버(송수신기)와 셀룰러 무선전화기, 무선호출기, 데이터 뱅크 등과 같은 다른 휴대용 전자 장비는 점증적으로 대중화되고 있다. 경우에 따라, 신규한 무선 호출기에 의해서 문자 숫자 및/또는 그래픽을 포함하는 완전한 메시지를 전송할 수 있다, 그러므로 완전한 메시지가 특정 수신자에게 전송될 수 있다.
많은 경우에, 수신된 메시지의 표시, 실제로 걸려온 번호 및 중요하지 않은 다른 약간의 정보를 통신 트랜스시버상에 시각적으로 디스플레이하여 조작자에게 공급하는 것이 바람직하다. 종래 기술의 통신 수신기상의 시각적인 디스플레이는 크기가 극도로 제한되며, 유용한 디스플레이를 형성하기에 충분히 큰 다량의 공간 뿐만 아니라 상대적으로 높은 전력을 필요로 하는 문제가 있다. 따라서, 현재의 시각적인 디스플레이는 일반적으로 소량의 정보를 디스플레이하기에는 충분하지만, 다량의 문자 숫자 및/또는 그래픽 메시지를 디스플레이할 수는 없다.
종래 기술에서, 예를 들어, 직접 보는 식의 발광 장치, 액정 디스플레이 등을 이용하는 시각적 디스플레이를 제공하는 것이 일반적이다. 이들은 트랜스시버의 크기를 상당히 증가시키고 상대적으로 큰 전력량을 필요로 하는 매우 크고 귀찮은 디스플레이를 만든다. 더욱이, 이런 디스플레이는 무선 호출기에 사용될 때에 수신될 수 있는 메시지의 양 및 많은 경우에는 메시지의 형태를 매우 제한한다.
LED 디스플레이를 이용하는 전기 광학 패키징에서의 패키지 크기 문제를 해소하는 한 방법은 성형된 모놀리식 부품을 포함하도록 패키지 및 조립을 간략화하는 것이다. 이것은 성형 플라스틱 베이스에 광학 소자를 집적하고, 더욱이 여기에 전자 상호접속부, 접속/장착 패드, 매립형 리드프레임, 및/ 또는 도금된 관통홀 비아를 구비함으로써 달성된다. 이렇게 해서 만들어진 패키지는 인쇄 회로 보드에 직접 장착될 수 있으므로, 전자 신호의 인터페이스가 가능해진다. 필요에 따라서, 전기 광학 패키지의 추가의 광학 부품은 성형된 플라스틱 광학 베이스에 접속되도록 설계될 수 있으므로, 신속하고 간단하게 조립된다.
일반적으로, 반도체 기판, 또는 집적 회로는 인쇄 회로 보드 등에 장착되고 기판을 외부 회로에 접속하기 위해 수용된 방법은 표준 와이어 본드 기술을 사용하는 것이다. 그러나, 상대적으로 큰 전기 부품 또는 장치의 어레이가 형성되어 있는 반도체 기판이 접속되면, 표준 와이어 본드 기술은 매우 곤란해질 수 있다. 예를 들어, 발광 장치의 상대적으로 큰 어레이(예를 들어 10,000 또는 100 × 100보다 큰)가 기판상에 P의 피치(중심간 분리)로 형성되면, 기판의 주변상의 본드 패드는 2P 피치를 가지게 된다. 이것은 모든 다른 행과 열이 주변의 대향 에지로 갈수록 본드 패드들 사이의 거리를 가능한 크게 증가시키기 때문이다.
현재, 4.8 밀리-인치(약 0.0122㎝)의 피치를 가지는 본드 패드로부터의 와이어 본드 상호접속부가 실행할 수 있는 것 중 가장 양호하다. 그러므로, 상술한 100 × 100의 어레이에서, 반도체 칩의 주변상의 본드 패드는, 주변의 각각의 에지를 따라 50개의 본드 패드가 위치되는 상태로, 4.8 밀리-인치의 최소 피치를 가질 것이다. 어레이에 더 많은 장치가 포함되어 있으면, 더 많은 본드 패드가 펄요하고 추가의 본드 패드를 수용하도록 주변의 크기는 보다 더 큰 비율로 증가한다. 즉, 본드 패드의 최소 피치가 4.8 밀리-인치이기 때문에, 어레이에서의 장치의 피치는 기판의 크기에 영향을 주지 않고 2.4 밀리-인치, 또는 약 61 마이크론 정도로 커질 수 있다. 그러므로, 장치를 61 마이크론 보다 작게 제조할 수 있을 지라도, 본드 패드의 최소 피치는 기판의 주변을 보다 적게 만들 수 없게 한다. 기판의 크기가 와이어 본딩 기술의 제한에 의해 엄격하게 제한되는 것을 쉽게 알 수 있다.
본 발명에서는, 내부에 중앙 개구가 형성되어 있는 불투명한 성형 베이스의 상부 주면에 직접 장착된 2차원 LED 어레이 디스플레이 칩과, 상기 중앙 개구내에 또는 상부에 형성된 광학 소자와, 적어도 하나의 드라이브 회로를 제공하는 추가의 부품과 인터페이스하기 위한 수단으로 구성되어 있는 전기 광학 패키지가 개시되어 있다. 이미지 표시 장치의 적용을 위한 2차원 LED 어레이 디스플레이 칩은 2차원 X-Y 어드레싱 패턴을 형성하도록 행렬로 배열된 다수의 LED(그중 하나 이상은 픽셀을 형성함)로 구성되어 있다.
2차원 LED 디스플레이 칩은 전기 상호접속부, 접속/장착 패드, 매립형 리드프레임, 및/또는 도금된 관통홀 비아가 형성되어 있는 불투명한 성형 베이스의 상부 주면상에 장착되어 있다. 베이스 부품은 중앙 개구 내에 또는 그 위에 광학 소자를 형성한다. 광학 소자는 중앙 개구 내에 형성된 사출성형된 굴절 또는 회절 렌즈로서, 또는 중앙 개구 내에 형성된 사출성형된 광학적으로 투명한 기판으로서, 베이스 부품의 성형에 이어서 형성되고, 그후, 스탬핑 또는 프레싱 공정을 사용하여 상부 주면상에 굴절 또는 회절 표면을 형성한다. 인쇄 회로 보드와 드라이브 회로에 전기적으로 인터페이스하기 위한 수단이 제공되어 있다. LED 디스플레이 칩과 함께, 광학 렌즈를 갖는 성형 베이스 부품, 인쇄 회로 보드 및 드라이브 회로는 본 발명의 집적 전기 광학 패키지를 형성한다.
따라서, 중앙 개구를 한정하고 여기에 광학 소자를 형성하고 있는 불투명한 성형 플라스틱 베이스 부품에 장착된 디스플레이와, 패턴화된 전기 상호접속부, 접속/장착 패드, 매립형 리드프레임 및/또는 도금된 관통홀 비아 등을 통해 드라이브 회로 및 인쇄 회로 보드와 인터페이스하기 위한 수단을 내포하고 있는 집적 전기 광학 패키지를 제공하는 것이 매우 유리하다.
그러므로, LED 어레이, 광학 소자 및 전자 회로가 편리하게 합체될 수 있는 상호 접속 및 패키징 구조와 기술이 필요하다.
또한, 전기 광학 패키지의 크기의 제한을 실질적으로 감소시킬 수 있는 상호 접속 및 패키징 구조와 기술이 필요하다.
본 발명의 목적은, LED 어레이, 내부에 광학 소자를 형성하는 중앙 개구를 한정하는 불투명한 베이스 부품, 및 전기 상호접속부가 편리하게 합체될 수 있는 집적 전기 광학 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 종래의 집적된 패키지보다 실질적으로 작은 집적 전기 광학 패키지를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 중앙 개구, 광학 소자 및 상호접속부를 내부에 형성하고, 성형 베이스 부품의 표면상에 장착되며, 추가의 광학 소자와 조합하여 고밀도 정보 이미지 표시 장치에 적용할 수 있는 LED 디스플레이 칩을 형성하는 2차원 LED 어레이의 신규한 제조 방법을 사용하는 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전기 접속부에 의해 크기가 제한되지 않는 유기 LED를 집적 전기 광학 패키지에 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 인쇄 회로 보드와 드라이버 칩을 장착하기 위한 영역을 제공하도록 성형 베이스를 관통하는 전기 접속부를 합체하는 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 플라스틱 성형 베이스 상에 장착되고, 패턴화된 전기 상호접속부, 매립형 리드프레임 및/또는 도금된 관통홀 비아를 내부에 형성하며, 또한 사출성형 스탬핑 또는 프레싱된 광학 소자를 가지는 LED 디스플레이 칩을 포함하는 집적 전기 광학 패키지를 제공함으로써 패키지의 크기 및 제조 비용을 감소시키는 것이다.
상기 문제점과 여러 문제점들을 거의 해결하는 상술한 및 다른 목적은 중앙부에 형성되어 완전한 이미지를 발생하도록 협동하는 발광 장치의 어레이를 형성하고 있는 주면을 가진, 광학적으로 투명한 기판으로 형성된, LED 디스플레이 칩을 포함하는 집적 전기 광학 패키지에 의해 실현한다. 각 발광 장치는 발광 장치를 활성화하기 위한 제 1 및 제 2 전극을 가진다. 광학적으로 투명한 기판에는 또한 그 외측 에지에 및 주면의 중앙부의 외측에 인접하게 외부 접속/장착 패드가 형성되며, 발광 장치의 제 1 전극은 다수의 제 1 외부 접속/장착 패드에 접속되고 발광 장치의 제 2 전극은 다수의 제 2 외부 접속/장착 패드에 접속되어 있다.
성형 부품으로서 형성된 베이스는, 주면을 가지고, LED 디스플레이 칩의 광학적으로 투명한 기판의 주면의 중앙부에서 이미지와 거의 동일한 공간에 걸치는 중앙 개구를 한정한다. 성형 베이스 부품에는 다수의 전기 도전체가 추가로 형성되며, 각각의 도전체는 중앙부의 에지에 인접하게 형성된 다수의 접속/장착 패드로부터 상기 주면 상에서 성형 베이스의 주변 둘레에 형성된 표면 장착형 또는 매립형 리드프레임 및/또는 도금된 관통홀 비아와 인터페이스되는 예를 들어 접속/장착 패드와 같은 다수의 전기 접속 수단까지 연장한다. 성형 베이스는 불투명한 성형 플라스틱 또는 다른 적절한 재료로 형성되어 중앙에 위치되는 모놀리식 개구 또는 "윈도우"를 한정한다. 베이스 부품의 성형에 이어서, 렌즈가 사출성형을 통해서 윈도우 내에 형성되거나, 대안적으로 광학적으로 투명한 기판이 윈도우 개구 내로 사출성형될 수 있으며, 그후, 굴절 또는 회절 표면이 상부 주면 상에 스탬핑 또는 프레싱된다. 다수의 접속/장착 패드와 전기 도전체는 렌즈 둘레의 프레임으로서 형성된다. LED 디스플레이 칩은 종래기술에 공지된 플립 칩 범프 본딩을 사용하여 성형 베이스 부품의 주면 상에 장착되며, 다수의 제 1 및 제 2 외부 접속/장착 패드는 렌즈 둘레의 프레임으로서 형성된 성형 베이스 부품의 접속/장착 패드와 전기 접촉한 상태이다.
성형 베이스 부품의 주위 둘레에 형성된 전기 접속 수단, 예를 들어 접속/장착 패드와 전기 접촉하는 다수의 도전체가 내부에 형성된 드라이버 부품이 제공되어 있다. 다수의 드라이버 및 제어기 회로는 드라이버 기판상에 장착되고 데이터 입력 단자를 가지며, 또한 패턴화된 전기 상호접속부, 접속/장착 패드, 장착 핀, 매립형 리드프레임 및/또는 도금된 관통홀 비아를 이용하여 데이터 입력 단자에 가해진 데이터 신호에 따라 이미지를 발생시키도록 상기 발광 장치를 활성시키기 위해 발광 장치의 제 1 및 제 2 단자에 접속된 제어 신호 출력 단자를 갖는다.
양호한 실시예에서, LED 칩의 다수의 외부 접속/장착 패드는 성형 베이스 부품의 중앙부의 에지에 인접해서 다수의 접속/장착 패드에 범프 본딩되므로, 접속/장착 패드의 허용가능한 피치가 실질적으로 감소된다. 또한, 드라이버 기판의 주면상의 다수의 접속/장착 패드는 보다 작은 표면적 내에 보다 많은 수의 접속부를 허용하도록 행렬로 이루어진 매트릭스에 위치설정된다.
본 발명의 신규한 특징은 청구범위에 설명되어 있지만, 본 발명의 이러한 및 다른 특징과 장점을 보다 이해하기 쉽도록 하기 위해서 첨부 도면을 참조로 아래에 상세히 설명하고자 한다.
이하 설명에서, 본 발명을 설명하는 다른 도면에 대해서도 동일한 요소에 대해서는 동일 도면부호를 사용한다. 아울러, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED)와, 수직 공진형 표면 발광 레이저(VESEL)를 포함하는 다양한 발광 장치가 본 발명에 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 도 1을 참조하면, 발광 장치의 어레이(15)를 가진 광학적으로 투명한 기판(10)의 상면도가 도시되어 있다. 간단한 도시를 위해서, 광학적으로 투명한 기판(10)의 중요부만 완전히 도시되어 있다. 광학적으로 투명한 기판(10)은 다수의 발광 장치(12)가 형성된 최상단 주면(11)을 가진다. 발광 장치(12)는 유기/폴리머 전계발광 소자 또는 발광 장치이다. 이후에 간략히 유기/폴리머를 "유기"로 줄여 사용한다. 본 실시예에서, 각각의 발광 장치(12)는 픽셀을 한정하고, 발광 장치(12)는 행렬로 배치되며, 활성화될 때 주면(11)의 중앙부(13)에서 완전한 이미지를 발행하도록 협동한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에서는 광학적으로 투명한 유리인, 광학적으로 투명한 기판(10)상에 단일 유기 발광 장치(12)의 간략화된 확대 단면도가 도시되어 있다. 발광 장치(12)는 본 특정 실시예에서 발광 장치(12)의 애노드(anode)로서 기능하는 도전성 재료로 이루어진 층(18)을 포함한다. 유기 층 또는 층들(19/20)은 하나 이상의 폴리머 또는 저 분자량 유기 화합물 층을 포함한다. 층을 형성하는 유기 재료는 그 전기적 특성 및 전계발광 특성의 조합을 고려하여 선택되고, 홀 운반 재료, 전자 운반 재료 및 전계발광 재료의 다양한 조합이 사용될 수 있다. 본 실시예에서, 예를 들어, 층(19)은 홀 운반층이고 층(20)은 전계발광 전자 운반층이다. 도전성 재료로 이루어진 제 2 층(21)은 층(19/20)의 상면상에 증착되고 본 특정 실시예에서는 캐소드(cathode)로서 기능한다. 도시 목적상, 도 2에 도시한 화살표는 발광 장치(12)에 의해 발광된 광의 방향을 도시하는 것을 의미한다.
일반적으로, 애노드 또는 캐소드 중 어느 하나는 광의 방출을 허용하도록 광학적으로 투명해야 한다. 본 실시예에서, 층(18)은 광학적으로 투명한 인듐-틴 옥사이드(ITO)로 형성되어 있다. 다른 적용분야에서는, 매우 얇은 금속막이 ITO 대신에 투명한 도전체로서 사용될 수 있다. 또한, 필요한 전위를 감소시키기 위해서, 일반적으로 캐소드는 낮은 일 함수의 금속/도전체 또는 적어도 하나가 낮은 일 함수를 갖는 금속/도전체의 조합으로 형성된다. 본 실시예에서, 캐소드는 과도하게 도핑된 다이아몬드와 같은 낮은 일 함수의 재료로 형성되거나, 또는 캐소드는 세슘, 칼슘 등을 함유한 도전성 금속일 수 있다. 발광 장치(12)의 제 1 전극, 예를 들어 애노드는 다수의 수평 전기 도전체(16)에 접속되어 픽셀의 행을 한정하고, 발광 장치(12)의 제 2 전극, 예를 들어 캐소드는 다수의 수직 전기 도전체(17)에 접속되어 픽셀의 열을 한정하며, 그에 의해 발광 장치(12)의 어드레스 가능한 어레이(15)로부터 LED 디스플레이 칩(14)이 형성된다.
상술한 발광 장치(12)의 유기 층 또는 층들(19/20)에 대한 가용 재료의 목록은 다음과 같다. 단일층의 폴리머로서, 일부 예로서는, 폴리(p-페닐렌비닐렌(Phenylenevinylene))(PPV); 폴리 (p-페닐렌(phenylene))(PPP); 및 폴리[2-메톡시(methoxy),5-(2'-에틸헥스옥시(ethylhexoxy))1,4-펜닐렌비닐렌(phenylenevinylene)](MEH-PPV)이 있다. 홀 운반층 또는 상술한 목록의 단일층 플리머들 중 하나와 낮은 일 함수의 금속 캐소드 사이의 전자 운반 전계발광층으로서는, 예를 들어 8-하이드록스퀴노린 알루미늄(hydroxquinoline aluminum)(ALQ)이 있다. 전자 운반 재료로는, 예를 들어, 2-(4-급(tert)-부틸페닐(butylphenyl))-5-(p-비페닐릴(biphenylyl ))-1,3,4- 옥사디아졸(oxadiazole)(부틸-PBD)(butyl-PBD)이 있다. 홀 운반 재료로서는, 예를 들어, 4,4'-비스[N-페닐-N-(3-메틸페닐)아미노]비페닐(TPD); 및 1,1-비스(4-디-p-톨리아미노페닐)사이클로헥산이 있다. 유기 전하 운반층에 대해서 도펀트 또는 단일층으로서 사용될 수 있는 형광물질의 일예로서는 쿠마린 540(coumarin 540) 및 다양한 형광성 염료가 있다. 낮은 일 함수의 금속의 예로서는 Mg:In, Ca, 및 Mg:Ag가 있다.
발광 장치(12)는 직경이 약 20 마이크론 미만, 본 실시예에서는 직경이 약 10 마이크론인 주면(11)의 중앙부(13)내의 광학적으로 투명한 기판(10)상에 형성되어 있다. 또한, 발광 장치(12)의 중심들 사이의 피치, 즉 간격은 약 30 마이크론 미만이며, 본 실시예에서는 20 마이크론이다.
도 3을 참조하면, 광학적으로 불투명한 성형 베이스(30)상에 배치된 LED 디스플레이 칩(14)의 확대 상면도를 도시하고 있다. 가장 간단한 실시예에서, 성형 베이스(30)는 성형 플라스틱, 수지 또는 본원에서 상술한 목적에 적합한 다른 재료와 같은 불투명한 재료로 이루어진 평면형 조각으로 형성되고, 여기에 중앙 개구 또는 "윈도우"(도시 생략)를 한정하고 있다. 성형 베이스(30)는, 표준 범프 본딩 기술을 이용하여 LED 디스플레이 칩(14)이 베이스(30)상에 적절하게 정합될 때, 발광 장치(12)에 의해 발생된 이미지가 완전히 육안으로 확인되도록 실질적으로 발광 장치(12)의 어레이(15)와 동일한 크기의 굴절 또는 회절 렌즈(도시 생략)를 중앙 개구 내에 형성하고 있다. 굴절 또는 회절 렌즈를 중앙 개구 내로의 렌즈의 사출성형 또는 중앙 개구내의 투명한 기판의 사출성형에 의해서 형성하고, 그후, 기판의 상부 주면상에 렌즈 표면을 스탬핑 또는 프레싱한다. 양호한 실시예에서는 다수의 전기 도전체(31)가 설명되어 있으며, 각각은 중앙부의 에지에 인접한, 성형 베이스의 주면(32)상의 접속/장착 패드(34)로부터, 베이스(30)의 외주변 둘레에 배치된 접속/장착 패드(33)까지 연장하여 발광 장치(12)의 행렬을 접속/장착 패드(33)에 전기적으로 접속한다. 추가로 표면 장착형 또는 매립형 리드프레임 및/또는 도금된 관통홀 비아를 사용해서 부품을 함께 전기적으로 접속하는데 필요한 수단을 형성하는 것이 설명되어 있다. 성형 베이스(30)의 주변둘레에 접속/장착 패드(33)와 전기 도전체(31)를 완전히 분포시키기 위해서, 전기 도전체(31)는 도 1에 도시한 바와 같이, LED 디스플레이 칩(14)의 수직 전기 도전체(17)와 수평 전기 도전체(16)에 교대로 부착되어 있다. 그러므로, 인접한 전기 도전체(31)들 사이의 이용가능한 공간은 2P 또는 본 특정 실시예에서는 20 마이크론이다.
전기 도전체(31)를 부채모양으로 전개함으로써, 접속/장착 패드(33) 및/또는 도금된 관통홀 비아는 여기에 용이한 전기 접점을 제공하기에 충분히 크게 구성될 수 있다. 예를 들어, 발광 장치(12)의 어레이(15)가 40,000 장치(예를 들어, 200 × 200)를 포함하고, 각 장치가 20 마이크론의 피치(P)와 10 마이크론의 직경을 가진 영역을 포함하면, 성형 베이스(30)의 중앙 개구(35)의 영역은 한 측면이 0.508㎝(0.2 인치)보다 적다. 본 특정 실시예에서, 성형 베이스(30)는 한 측면이 약 0.508㎝(0.2인치)인 중앙 개구(35)와 한 측면이 1.27㎝(0.5인치)인 외주변으로 구성되어 있다. 그러므로, 성형 베이스(30)의 주변의 각 측면상의 200개의 접속/장착 패드는 약 60 마이크론의 가용 피치를 가진다.
성형 베이스(30)는 성형 플라스틱, 특히 15 내지 20ppm의 열팽창 계수(CTE)를 가지는 거의 불투명한, 전사(transfer) 또는 사출 수지로 형성된다. 전기 도전체(31)와 접속/장착 패드(33, 34)는 표면 매립형 구리 리드, 솔더 페이스트 스크린 프린트 상호접속부, 금도금 상호접속부 또는 금속 증발부로 형성될 수 있다. 추가로, 통상적인 프린팅, 패터닝 및 용융 단계를 포함하는 솔-겔 기술(sol-gel technology)이 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 예를 들어 스퍼터링에 의해 금속층이 증착되는 표준 박막 금속화법이 사용될 수 있다. 전형적인 금속화 시스템에 있어서, 제 1 층의 크롬이 스퍼터링에 의해 적용되어 성형 베이스(30)상의 접착층으로서 작용한다. 제 2 층의 구리는 크롬 위에 적용되어 소망의 전기 도전을 제공하고, 금층이 구리위에 적용되어 배리어 및 추가의 접속을 위한 접착층을 제공한다. 금속화는 첨가 또는 공제 방법 중 어느 하나로 이루어지고, 패터닝 및 에칭은 소망의 최종 구조를 제공하도록 종래에 잘 알려진 다양한 방법 중 어느 것에 의해서 수행될 수 있음을 알아야 한다.
많은 적용분야에서, 전기 도전체(31)의 폭 및 접속/장착 패드(33, 34)의 크기 뿐만 아니라 간격은 베이스(30)의 제작시 어려움을 줄 수 있다. 그러나, 플라스틱은 40 마이크론의 피치로 10 내지 15 마이크론 폭의 전기 도전체를 제조할 수 있는 재료의 일예이다.
도 4를 참조하면, 일부분을 절단한 성형 베이스(30')의 다른 실시예의 확대 상면도를 도시한다. 도 1과 도 3에 도시한 부품과 유사한 모든 부품은 동일한 도면 부호를 사용하지만, 다른 실시예라는 것을 나타내기 위해 액센트 부호를 추가하였다. 적어도 중앙 개구 또는 "윈도우"(35')는 도 3과 관련하여 설명한 바와 같이, 그 위에 LED 디스플레이 칩(14)을 수용하도록 위치설정되어 있다. 굴절 또는 회절 렌즈는 도 3에 이미 설명한 바와 같이 중앙 개구(35')내에 형성되거나 또는 정렬되어 형성된다. 다수의 전기 도전체(31')는 성형 베이스(30')의 주면(32')상에 배치되고, 다수의 접속/장착 패드(33') 및/또는 도금된 관통홀 비아 또는 표면 장착형 또는 매립형 리드프레임(도시 생략)과 접촉한 상태로, 중앙 개구(35')의 주변둘레에 위치된, 다수의 접속/장착 패드(34')로부터 부채모양으로 펼쳐진다. 접속/장착 패드(33')는 중앙 개구(35')를 둘러싸는 주면(32')상의 행렬로 이루어진 매트릭스 내에 위치설정된다. 일반적으로, 전기 도전체(31')가 패드들 사이로 충분히 연장될 수 있는 공간을 허용하도록, 접속/장착 패드(33')들은 25 밀리-인치 내지 50 밀리-인치(약 0.0635㎝ 내지 0.127㎝) 범위의 피치를 가진 매트릭스로 배치될 수 있다. 예를 들어, 40 밀리-인치(0.102㎝)의 피치를 갖는 접속/장착 패드(33')의 매트릭스는 0.2 × 0.4인치(0.508㎝× 1.016㎝)의 중앙 개구(35')를 가지는 1인치× 1인치(2.54㎝× 2.54㎝)의 베이스 상에 500개 이상의 접속/장착 패드(33')를 허용한다.
도 5와 도 6에는 전기 광학 패키지(50)의 부품의 상대적인 위치를 도시하는 전개 사시도를 도시하고 있으며, 도 5는 상측에서 본 도면이고 도 6은 아래측에서 본 도면이다. 완전한 전기 광학 패키지(50)로 조립된 도 5의 부품의 일부를 파단한 확대도는 도 7과 도 8에 도시되어 있다. LED 디스플레이 칩(14)과 성형 베이스(30)에 추가해서, 장착 보드 또는 드라이버 기판(55)을 포함하고 이것은 상부 주면상에 장착된 다수의 드라이버 및 제어기 유닛(57)을 가진다. 드라이버 기판(55)은 제 1 주면 및 대향된 제 2 주면을 가지며, 광학적으로 투명한 기판(10)의 주면의 중심부에 있는 완전한 이미지와 거의 동일한 공간에 걸치는 제 1 주면내의 중앙 영역(도시 생략)을 한정한다. 일반적으로 드라이버 및 제어기 회로(57)는 드라이버 기판(55)의 제 2 주면상의 전기 접점에 와이어 본드 또는 범프 본드되는 소형 집적 회로로 형성된다. 예를 들어, 드라이버 기판(55)은 FR4 등과 같은 종래의 인쇄 회로 보드이고, 하부 주면상에 배치되는, C5 솔더, 솔더링 가능한 도금 금속 등과 같은 접촉 재료로 이루어진 범프(58) 또는 접속 핀(59)을 가진다. 일부 특정 적용분야에서, 드라이버 기판(55)은 단일 반도체 칩일 수 있으며, 여기에 모든 드라이버와 상호접속 부품들이 집적되어 있다. 성형 베이스(30)상의 접속/장착 패드(33) 또는 도금된 관통홀 비아의 피치가 상대적으로 크기(또는 클 수 있기) 때문에, 이 지점에서는 상대적으로 큰 범프(58) 또는 핀(59)이 이용될 수 있다.
LED 디스플레이 칩과 성형 베이스(이미 상술함)를 인터페이스하는데 이용되는 범프(59)(이용된다면) 등은 상대적으로 양호한 전기 도전체이며 적어도 부분적으로 용융 및 재설정되어 양호한 물리적 접속을 형성할 수 있는 재료로 형성된다. 이 목적으로 이용될 수 있는 재료는 금, 구리, 솔더, 특히 고온 솔더 및 도전성 에폭시 등을 포함한다. 직경이 20 마이크론인 정사각형 또는 원형 접속/장착 패드 상에는 80 마이크론 까지의 범프 높이가 형성될 수 있다. 피치를 보다 작게하기 위해서, 10 마이크론의 피치를 가진 5 마이크론 직경의 구리 범프가 20 마이크론의 범프 높이를 가지도록 형성된다. 또한, 30 마이크론의 직경을 가진 15 마이크론 직경의 금 범프가 30 내지 45 마이크론의 높이로 형성된다. 일부 호환성 금속은 조립 절차, 예를 들어 성형 베이스(30)의 접속/장착 패드(33)상의 금 금속화 또는 금 도금을 개선한다.
조립 공정에서, 주면(11)은 성형 베이스(30)의 상부를 향하도록 배치되고, 접속/장착 패드(33) 또는 관통홀 비아는 성형 베이스(30)와 드라이버 기판(55)이 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 적절하게 정합될 때 드라이버 기판(55)상의 개별 범프(58) 또는 장착핀과 각각 접촉하도록 배치된다. 한 제조 기술에서는, 성형 베이스(30)는 금 접속/장착 패드(33)를 포함하고 드라이버 기판(55)에 열 압축 본드된다. 다른 제조 기술에서는, 성형 베이스(30)는 도금된 관통홀 비아를 이용해서, LED 디스플레이 칩(14)의 장착부와 마주보는 성형 베이스(30)의 주면상에 장착되고(도시 생략), 한정된 중앙 개구를 가지는, 드라이버 기판(55)과 본드된다. 또한 LED 디스플레이 칩(14)은 금 접속/장착 패드를 포함하며 성형 베이스(30)에 플립 칩형으로 열 압축 본드된다. 도 5와 도 6에 도시한 부분에서는 전기 광학 패키지(50)가 거의 완성되어 있으며, 패키지의 추가의 조립 전에 성형 베이스(30)와 LED 디스플레이 칩(14)의 테스트 및/또는 번-인(burn in)을 용이하게 수행할 수 있다. 중간 테스트 시점을 제공함으로써, 패키징 과정에서 상당한 비용과 시간을 절약할 수 있다.
전기 광학 패키지(50)에서의 최종 소자는 이미 상술한 바와 같이 광학적으로 투명한 기판의 사출성형 기술 또는 스탬핑을 사용해서 형성한 렌즈(60)이다. 렌즈(60)는 LED 디스플레이 칩(14)의 발광 장치(12)의 어레이(15)에 의해 발생된 이미지를 확대하하도록 설계되어 있다. 렌즈(60)는, 적합하게는 사출성형 기술을 이용해서 베이스(30)의 중앙 개구(35)내에 성형되거나 베이스(30)의 중앙 개구내에 사출성형된 광학적으로 투명한 기판의 상부 주면상에 스탬핑된 굴절 또는 회절 렌즈이다.
드라이버 기판(55)과 그 위에 장착된 성형 베이스(30)사이의 틈은 광학적으로 투명한 재료(61)로 채워지며(도 7 및 도 8에 도시함), 이 재료는 전기 광학 패키지(50)를 지지하고 보다 강하게 만드는 임의의 재료일 수 있다. 발광 장치(12)의 어레이(15)의 형성과 드라이버 기판(55)의 배치에 이용된 재료에 따라서, 캐비티(62) 또는 윈도우 개구(도시 생략)는 드라이버 기판(55)내에 형성되어, LED 디스플레이 칩(14)을 수용하거나 이미 상술한 바와 같이 발생된 이미지가 통과하는 개구를 제공한다. 첫 번째 예에서, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, LED 디스플레이 칩(14)의 에지는 밀봉 댐(encapsulant dam)과 유사하게 작용하도록 드라이버 기판(55)에 충분히 가깝게 배치될 수 있으므로, LED 디스플레이 칩(14)의 상면과 드라이버 기판(55)사이의 틈은 개방된 또는 비어 있는 상태이다. 그러므로, LED 디스플레이 칩(14)과 드라이버 기판(55)은 물리적으로 서로 부착되지 않고 상이한 팽창계수는 거의 또는 전혀 작용하지 않게 된다.
가장 양호한 결과를 위해서는, 성형 베이스(30)와 광학적으로 투명한 재료(61)는 실제로 서로 유사한 굴절률로 구성되어야 한다. 예를 들어, 성형 베이스(30)와 상기 재료(61)의 굴절률이 실질적으로 상이하면, 빛이 광학적으로 투명한 기판(10)으로부터 반사되어 돌아오는 경향이 있어 전기 광학 패키지(50)의 효율은 감소된다. 일반적으로, 성형 베이스(30)와 상기 재료(61)의 수용가능한 굴절률은 약 1.5인 것으로 알려져 있다.
추가로, 광학적으로 투명한 기판(10)과 같은, 유리 등의 광학적으로 투명한 기판은 발광 장치(12)의 어레이(15)에 부가적인 환경적 보호를 제공한다는 추가의 장점이 있다. 드라이버 기판(55)의 열 팽창 계수와 동일하거나 매우 근접한 열팽창 계수를 갖는 유리 등과 같은 투명한 재료가 제공될 수 있다는 점에서, 본 패키지에 의해 열 사이클 수명의 실질적인 개선이 달성된다.
광학적으로 투명한 기판(10)상의 발광 장치(12)의 어레이에 의해 발생된 이미지가 인간의 눈으로 적절하게 파악(완전히 이해)하기에는 너무 작아, 일반적으로 편안하고 완전하게 볼 수 있기 위해서는 적어도 10배의 확대가 필요하다. 렌즈(60)는 추가의 광학 확대가 외부 시스템에 의해 공급되는 단일 렌즈로서 형성될 수 있거나 복잡한 확대 시스템으로 형성할 수 있다. 렌즈(60)와 합체될 수 있거나 외부로부터 렌즈에 적용될 수 있는 광학 확대 시스템의 몇가지 예는 도 9 내지 도 11에 도시되어 있으며, 이것에 대해서는 후술하겠다.
도 9를 참조하면, 소형 허상 디스플레이(70)가 간략하게 도시되어 있다. 소형 허상 디스플레이(70)는 표면(72)상에 이미지를 제공하기 위해서 상술한 전기 광학 패키지(50)와 유사한 이미지 발생 장치(71)를 포함한다. 렌즈 시스템(73)으로 표시된 광학 시스템은 소형 허상 디스플레이(70)의 표면(72)에 이격된 관계로 배치되고 렌즈 시스템(73)에 의해 한정된 구멍(78)으로부터 이격된 눈(77)으로 볼 수 있는 허상을 만든다.
기술력에 의해 전기 광학 패키지 및/또는 그 안에 내장되는 발광 장치의 크기가 감소할 수록, 보다 큰 확대 및 보다 소형인 렌즈 시스템이 필요해진다.
단일 렌즈로 개략적으로 나타낸 렌즈 시스템(73)은 표면(72)으로부터 이미지를 수용하고 이것을 추가의 예정된 크기로 확대하기 위해 표면(72)으로부터 이격된 관계로 장착된다. 물론, 렌즈 시스템을 필요에 따라서 초점 및 추가의 확대를 위해서 조정가능하게 하거나 또는 간략화를 위해서 하우징내에 고정할 수 있다.
눈 릴리프(eye relief)는 눈(77)이 관찰 구멍(78)으로부터 떨어져 위치하고 있지만 여전히 이미지를 적절하게 볼 수 있는 거리이며, 이 거리는 도 10에서 "d"로 도시되어 있다. 렌즈 시스템(73)의 크기에 의해서, 눈 릴리프, 또는 거리 d는 편안하게 볼 수 있기에 충분하며, 본 실시예에서는 필요시 관찰자가 통상의 안경을 착용할 수 있도록 충분히 크다. 눈 릴리프를 개선함으로써, 조작자는 통상적인 보정용 렌즈(개인용 안경)를 착용할 수 있으며, 초점의 복잡성 및 다른 조정 가능한 조작을 감소할 수 있으므로, 소형 허상 디스플레이(70)의 구조를 간단히 할 수 있다.
도 10을 참조하면, 다른 소형 허상 디스플레이가 간략히 도시되어 있다. 도파관 허상 디스플레이(80)에서, 상술한 전기 광학 패키지(50)와 유사한, 이미지 발생 장치(81)는 이미지를 제공하기 위해 광학 도파관(82)의 입구에 부착되어 있다. 광학 도파관(82)은 일반적으로 평행 사변형(측면도) 형상으로 형성되고, 그 대향 측면들(83, 84 및 85, 86)은 동일하고 평행하지만 인접하는 측면들에 대해 수직하지는 않다. 측면(83)은 입구로 되고 이미지 발생 장치(81)에서의 이미지로부터 인접측면(85)상의 예정된 영역으로 광선을 안내하여 전체적으로 모든 4개의 측면에 의해 형성된 광학 경로를 따라서 안내한다. 3개의 회절 렌즈(87, 88, 89)는 제각기 인접 측면(85, 84, 86)을 따라서 3개의 예정된 영역에 배치되고, 확대 허상을 측면(86)의 출구에서 볼 수 있다. 본 특정 실시예는 중량 및 재료 사용을 줄이기 위해 전체 크기가 감소되고 도파관에서의 재료의 양이 감소된 디스플레이를 설명한다.
도 11을 참조하면, 다른 특정한 소형 허상 디스플레이를 간략히 도시하고 있다. 도파관 허상 디스플레이(90)에서, 일반적으로 측면도로 삼각형 형상을 한 광학 도파관(91)이 이용된다. 이미지를 생성하기 위한, 상술한 전기 광학 패키지(50)와 유사한 이미지 발생 장치(92)는 광학 도파관(91)의 제 1 측면(93)에 부착되고 제 2 측면(95)에 부착된 회절렌즈(94)로 직접 광학 경로를 따라서 이동하는 광선을 방출한다. 광선은 렌즈(94)로부터 제 3 측면(97)상에 장착된 회절 렌즈(96)로 반사된다. 차례로 회절 렌즈(96)는 측면(93)내의 도파관(91)의 출구에 부착된 최종 굴절 렌즈(98)를 통해 광선을 반사하며, 굴절 렌즈(98)는 도파관 허상 디스플레이(90)용 관찰 구멍을 한정한다. 본 특정 실시예에서, 도파관 허상 디스플레이(90)의 측면들은 서로에 대해서 각지게 배치되어 있으므로, 광선은 각각 입구 및 출구에 대해 수직하게 진입 및 진출한다.
도 12, 도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 또 다른 소형 허상 디스플레이(100)의 정면도, 측면도, 상면도를 제각기 도시한다. 도 12, 도 13 및 도 14는 본 발명에 의해서 달성된 크기 감소 범위에 대한 지시를 제공하기 위해 거의 실제 크기의 소형 허상 디스플레이(100)를 도시하고 있다. 소형 허상 디스플레이(100)는 본 특정 실시예에서 144 픽셀× 240 픽셀을 포함하는 집적 전기 광학 패키지(102)(일반적으로 패키지(50)와 유사함)를 포함한다. 각 픽셀은 한 측면이 약 20 마이크론으로 제조되고, 인접하는 픽섹들 사이의 중심간 간격은 20 마이크론보다 크지 않다. 양호한 실시예에서, 집적 전기 광학 패키지(102)는 약 15fL보다 적은 루미넌스(휘도)를 생성한다. 이 매우 낮은 휘도는 소형 허상 디스플레이(100)가 허상을 만들기 때문에 가능하다. 집적 전기 광학 패키지(102)는 렌즈 시스템(104)상에 장착되고, 렌즈 시스템은 허상을 대략 8.5"× 11"의 페이퍼 시트의 크기로 만들기 위해서 이미지를 약 15배 확대한다.
여기서, 직접 관찰 디스플레이에 비해, 집적 전기 광학 패키지(102)가 매우 소형이며 허상을 이용한다는 사실에 의해서, 소형 허상 디스플레이(100)의 전체적인 물리적 치수는 대략 1.5 인치(3.8㎝)의 폭× 0.75인치(1.8㎝)의 높이× 1.75인치(4.6㎝)의 깊이로 이루어지며, 즉 전체 체적이 약 2 입방 인치(32 ㎤)로 된다.
도 15를 참조하면, 명료화를 위해 도 13의 소형 허상 디스플레이(100)의 측면도를 4배 확대한 도면이 도시되어 있다. 이 도면으로부터, 제 1 광학 렌즈(106)가 플라스틱 성형 베이스(105)(일반적으로 베이스(30)와 유사함)의 상면에 직접 부착되어 있다는 것을 알 수 있다. 광학 프리즘(108)을 장착하여 이미지를 표면(110)으로부터 굴절 표면(112)을 통해 반사한다. 그후, 상기 이미지는 굴절 입구면(115)과 굴절 출구면(116)을 가지는 광학 렌즈(114)로 안내된다. 광학 렌즈(114)로부터, 이미지는 입구 굴절면(119)과 출구 굴절면(120)을 가지는 광학 렌즈(118)로 안내된다. 또한, 본 실시예에서, 적어도 하나의 회절 광학 소자는 표면들 중 하나에, 예를 들어 표면(110) 및/또는 굴절 입구면(115)에 제공되어 색채 및 다른 수차를 보정한다. 조작자는 광학 렌즈(118)의 출구 굴절면(120)을 보고 소형 허상 디스플레이(100)뒤에 나타나는 식별 가능한 허상을 크고 용이하게 확인한다.
도 16은 소형 허상 디스플레이(132)를 장착하고 있는 핸드 마이크로폰(131)을 가지는 휴대용 장치, 즉 휴대용 통신 수신기(130)의 예를 도시한다. 물론, 휴대용 통신 수신기(130)는 셀룰러 또는 무선 전화기, 양방향 무선기, 무선 호출기, 데이터 뱅크 등과 같은 종래의 휴대용 수신기 중 어느 것이나 상관없다는 것을 이해할 것이다. 본 실시예에서, 단지 설명을 위해서, 휴대용 통신 수신기(130)는 근무중인 경찰관이 휴대하는 형태의 휴대용 양방향 경찰 무선기이다. 휴대용 통신 수신기(130)는 통화를 개시하기 위한 제어 패널(134)과 필요시 호출된 번호 또는 호출중인 번호를 나타내기 위한 표준 시각 디스플레이(136)를 포함한다. 핸드 마이크로폰(131)은 누름 통화 스위치(138)와 청취기(140)를 가진다.
도 17을 참고하면, 도 16의 17-17선을 따라서 본 핸드 마이크로폰(131)의 간단한 단면도가 도시되어 있다. 소형 허상 디스플레이(132)는 고정 광학 시스템(142)에 이미지를 제공하고, 차례로 구멍(144)을 통해서 조작자가 볼 수 있는 허상을 만드는 이미지 발생 장치(141)를 가지는, 상술한 전기 광학 패키지(50)와 유사한 전기 광학 패키지를 포함한다. 고정 광학 시스템(142)은 가동 부품을 사용하지 않고 이미지 발생 장치(141)로부터 전체 이미지를 확대하도록 구성되어 있으므로, 구멍(144)을 통해 볼 수 있는 허상은 매우 크게 나타나는 완전한 프레임 또는 화면(일반적으로 인쇄 페이지의 크기)이며 조작자에 의해 용이하게 식별된다. 전체 전기 광학 패키지는 상대적으로 작고 사실상 핸드 마이크로폰(131)에 필요한 추가의 공간이 필요 없다. 광학 시스템(142)은 초점, 줌 렌즈 등과 같은 선택 사양 이외에는 가동 부품 없이 구성된다. 더욱이, 이미지 발생 장치(141)는 이미지를 발생하는데 매우 적은 전력을 필요로 하므로, 휴대용 통신 수신기(130)의 전력을 매우 낮게 할 수 있다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 제 2 실시예가 도시되어 있고, 여기서 도 16 및 도 17에 대해서 설명한 것과 유사한 부분에 대해서는 동일 도면부호를 사용하지만 다른 실시예를 나타내기 위해서 액센트 부호를 추가하였다. 본 실시예에서, 휴대용 통신 수신기(130')는 핸드 마이크로폰 대신에 본체에 포함된 소형 허상 디스플레이(132')를 가진다. 핸드 마이크로폰은 선택 사양이고, 본 특정 실시예는, 예를 들어 핸드 마이크로폰이 사용되지 않는 경우 또는 사용 불가능한 경우, 즉 송신 기능이 없는 무선 호출기 등에 사용하기에 적합하다. 소형 허상 디스플레이(132')는 기본적으로 도 16 및 도 17의 소형 허상 디스플레이(132)와 유사하고, 휴대용 통신 수신기(130')의 크기, 중량 또는 전력 소비를 매우 줄였다.
도 20은 도 16 및 도 17과 연결하여 설명한, 소형 허상 디스플레이(132)의 관찰 구멍(152)을 보는 조작자에게 보여진 통상적인 시계(150; view)를 설명하는 사시도이다. 시계(150)는 예를 들어 조작자(경찰)가 들어가게 될 건물의 평면도를 보여주고 있다. 작동시, 평면도는 경찰서의 파일에 있으며, 경찰이 도움을 요구하면, 경찰서는 간단히 이미 기록된 평면도를 나타내는 비디오를 전송한다. 유사하게, 소형 허상 디스플레이(132)는 행방불명자 또는 지명수배자, 지도, 매우 긴 메시지 등의 화면을 전송하는데 이용할 수 있다. 청취 대신에, 소형 허상 디스플레이(132)상에 메시지를 나타내는 조용한 수신기 작동과 같은 다른 많은 변경예가 가능하다.
주목해야할 것은 종래 기술에서는 시각적 디스플레이가 바람직한 무선 호출기 및 다른 소형 수신기는 특히 디스플레이의 크기에 대해서 핸드캡이 있었다. 일반적으로, 이런 디스플레이는 단 한줄의 짧은 문장 또는 몇 개의 숫자에 제한되고, 디스플레이의 크기에 따라 수신기의 크기가 결정되었다. 더욱이, 디스플레이는 판독이 보다 명확하고 용이하며, 허상 디스플레이를 이용하기 때문에, 작동에 필요한 전력이 매우 작다. 사실상, 본 발명의 전기 광학 패키지를 이용하는 본 디스플레이는 전자 장비에서 통상적으로 이용되는 어떠한 직접 관찰 디스플레이(direct view display)보다 훨씬 적은 전력을 사용하고, 결과적으로 훨씬 소형으로 제조될 수 있다.
그러므로, 본 발명은 전기 접속부와 광학부에 의해 크기가 제한되지 않는 성형 광학 부품을 구비하며 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 이전의 집적 패키지보다 작은 집적 전기 광학 패키지를 설명 및 기술한다. 또한, 본 발명은 기판상에 형성되고, 성형 베이스 부품상에 장착되는 광 발생 장치의 어레이를, 일반적으로 모놀리식 베이스 및 렌즈 부품을 만들기 위해 내부에 형성되는 광학 소자와 함께 포함하는 집적 전기 광학 패키지를 설명 및 기술한다.
여기서 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였지만, 추가의 개량이나 개선은 당업자에 의해 일어 날수 있다. 그러므로 본 발명은 도시한 특정 형태에 국한하지 않고 첨부한 청구 범위에 의해서 본 발명의 정신과 범주로부터 벗어나지 나지 않은 모든 개량을 보호받고자 한다.
도 1은 광학적으로 투명한 기판상에 형성된 발광 장치의 어레이의 일부분을 크게 확대한 상면도.
도 2는 유리 기판상의 단일 유기 전계 발광 소자의 간단한 단면도.
도 3은 중앙 윈도우부를 한정하고, 전기 접속부를 포함하는 불투명한 성형 베이스 부품상에 장착된 LED 디스플레이 칩의 확대 상면도.
도 4는 성형 베이스 부품의 일부분을 잘라서 확대한 다른 실시예의 확대 상면도.
도 5는 본 발명에 따른 전기 광학 패키지의 부품의 상대 위치를 도시하는 전개 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 전기 광학 패키지의 부품의 상대 위치를 도시하는, 도 5의 반대 방향에서 본 전개 사시도.
도 7은 도 5 및 도 6의 부품을 완전한 패키지로 조립한 단면도.
도 8은 완전한 패키지로 조립한, 도 5의 부품을 일부분 잘라 낸 확대 단면도.
도 9는 도 5의 패키지에 합체하는 소형 허상 디스플레이의 간단한 개략도.
도 10 및 도 11은 도 5 및 도 6의 패키지에 합체하는 다른 소형 허상 디스플레이의, 도 9와 유사한, 추가의 개략도.
도 12, 도 13 및 도 14는 제각기 본 발명의 집적 전기 광학 패키지를 이용하는 이미지 표시 장치의 정면도, 측면도 및 상면도.
도 15는 도 14의 장치의 측면을 4배 확대한 확대도.
도 16은 도 9도의 소형 허상 디스플레이를 합체하는 휴대용 통신 수신기의 사시도.
도 17은 도 16의 17-17선을 따라 취한 도면.
도 18은 도 9의 소형 허상 디스플레이를 합체하는 다른 휴대용 통신 수신기의 사시도.
도 19는 도 18의 19-19선을 따라 취한 도면.
도 20은 도 12의 휴대용 통신 수신기의 조작자에 의해 관찰된 전형적인 시야를 도시하는 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 광학적으로 투명한 기판 12: 발광 장치
14: LED 칩 15: 어레이
30: 성형 베이스 31: 전기 도전체
35: 중앙 개구 55: 드라이버 기판
57: 드라이버 및 제어기 회로 60: 렌즈
Claims (5)
- 완전한 이미지를 발생하도록 협동하는 발광 장치들의 어레이가 상부에 형성되어 있는 광학적으로 투명한 기판을 포함하고,상기 발광 장치들의 어레이는 상기 완전한 이미지의 모든 픽셀들을 한정하도록 행렬로 배치되고 상기 광학적으로 투명한 기판의 외측 에지들에 인접하게 다수의 접속 패드에 작동 가능하게 접속되며,상기 발광 장치들의 어레이에 의해 발생된 완전한 이미지와 실질적으로 동일한 공간에 걸치는 중앙 개구를 한정하며, 상기 중앙 개구 둘레의 표면상에 다수의 접속 패드를 형성하며 성형 베이스 주변 둘레의 표면상에 다수의 전기 접속 수단을 형성하는 성형 베이스를 또한 포함하고,상기 다수의 접속 패드 및 상기 다수의 전기 접속 수단 사이에는 전기 도전체들이 연장되고, 상기 발광 장치들의 어레이의 상기 다수의 접속 패드는 상기 성형 베이스의 상기 다수의 접속 패드에 범프 본드되며, 또한 상기 성형 베이스는 상기 완전한 이미지를 수용 및 확대하여 용이하게 관찰할 수 있는 허상을 생성하기 위해 상기 중앙 개구 위치에서, 상기 발광 장치들의 어레이에 의해 발생된 완전한 이미지와 동일한 공간에 걸쳐 상기 발광 장치들의 어레이와 대향하는 상기 성형 베이스의 일 측면상에 렌즈를 형성하는 집적 전기 광학 패키지.
- 완전한 이미지를 발생하도록 협동하는 발광 장치들의 어레이가 주면상의 중앙부에 형성되어 있는 광학적으로 투명한 기판으로 구성된 발광 장치 디스플레이 칩을 포함하고,상기 각각의 발광 장치는 상기 광학적으로 투명한 기판의 상기 주면상에 형성된 전기 도전체들과, 상기 발광 장치들을 활성화하기 위한 제 1 전극 및 제 2 전극을 구비하고, 상기 발광 장치 디스플레이 칩은 그 외측 에지들에 인접하게 상기 주면의 상기 중앙부의 외측에 다수의 외부 접속 패드를 추가로 구비하며, 상기 각각의 발광 장치의 상기 제 1 전극은 다수의 제 1 외부 접속 패드에 접속되고 상기 각각의 발광 장치의 상기 제 2 전극은 다수의 제 2 외부 접속 패드에 접속되며,제 1 주면 및 대향된 제 2 주면을 가지며 상기 발광 장치들의 어레이에 의해 발생된 상기 완전한 이미지와 실질적으로 동일한 공간에 걸쳐 상기 제 1 주면 및 대향된 제 2 주면을 통해 중앙 개구를 한정하는 성형 베이스를 또한 포함하고,상기 성형 베이스는 상기 완전한 이미지를 수용 및 확대하여 용이하게 관찰할 수 있는 허상을 생성하기 위해 상기 발광 장치들의 어레이에 의해 발생된 상기 완전한 이미지와 동일한 공간에 걸쳐 상기 대향된 제 2 주면에서 상기 중앙 개구 위치에 렌즈를 형성하고, 또한 상기 성형 베이스는 상기 제 1 주면상의 상기 중앙 개구의 에지에 인접하는 다수의 접속 패드로부터 상기 성형 베이스의 상기 제 1 주면의 주변 둘레에 배치된 다수의 전기 접속 수단까지 연장되는 전기 도전체를 내부에 형성하고, 상기 광학적으로 투명한 기판의 상기 주면은 상기 성형 베이스의 상기 제 1 주면상에 장착되며, 상기 광학적으로 투명한 기판의 상기 다수의 제 1 및 제 2 외부 접속 패드는 상기 성형 베이스의 상기 다수의 접속 패드들과 전기 접촉하고,제 1 주면 및 대향된 제 2 주면을 가지며 상기 광학적으로 투명한 기판의 상기 주면의 상기 중앙부에 있는 완전한 이미지와 실질적으로 동일한 공간에 걸쳐 상기 제 1 주면내에 중앙 영역을 한정하는 드라이버 기판을 또한 포함하고,상기 드라이버 기판은, 상기 제 1 주면상의 다수의 접속 패드로부터 상기 드라이버 기판의 상기 대향된 제 2 주면상의 다수의 접속 패드까지 각각 연장되는 다수의 전기 도전체를 내부에 형성하며, 상기 드라이버 기판의 상기 제 1 주면은 상기 성형 베이스의 상기 제 1 주면상에 장착되고, 상기 성형 베이스의 상기 다수의 전기 접속 수단은 상기 드라이버 기판의 상기 제 1 주면상의 상기 다수의 전기 접속 패드와 전기 접촉하며,상기 드라이버 기판의 상기 대향된 제 2 주면상에 장착되고, 데이터 입력 단자들을 구비하며, 상기 입력 단자들에 적용된 데이터 신호들에 따라 이미지들을 발생하도록 상기 발광 장치들을 활성화하기 위해, 상기 드라이버 기판의 상기 다수의 접속 패드 및 상기 전기 도전체들과, 상기 성형 베이스의 상기 다수의 전기 접속 수단 및 상기 다수의 접속 패드와, 상기 광학적으로 투명한 기판의 상기 다수의 접속 패드를 통해 상기 발광 장치들의 상기 제 1 및 제 2 전극들에 접속되는 제어 신호 출력 단자들을 또한 구비하는 다수의 드라이버 및 제어기 회로를 또한 포함하는 집적 전기 광학 패키지.
- 다수의 발광 장치가 상부에 형성되는 주면을 구비한 광학적으로 투명한 기판을 포함하고,상기 각각의 발광 장치는 상기 발광 장치를 활성화하기 위한 제 1 전극 및 제 2 전극을 구비하며, 상기 발광 장치들은 행렬로 배치되는 다수의 픽셀을 한정하고 활성화시에 상기 주면의 중앙부에 완전한 이미지를 발생하도록 협동하며, 상기 광학적으로 투명한 기판은 그 외측 에지들에 인접하게 상기 주면의 상기 중앙부의 외측에 외부 접속 패드들을 구비하고, 상기 각각의 발광 장치의 상기 제 1 전극은 다수의 제 1 외부 접속 패드들에 접속되어 상기 픽셀들의 행들을 한정하며 상기 각각의 발광 장치의 상기 제 2 전극은 다수의 제 2 외부 접속 패드들에 접속되어 상기 픽셀들의 열들을 한정하고,중앙 개구를 내부에 한정하며 제 1 주면 및 대향된 제 2 주면을 가지고, 상기 제 1 주면상에 다수의 제 1 및 제 2 전기 접속부가 형성되고, 상기 다수의 제 1 및 제 2 전기 접속부들 사이에 다수의 전기 상호접속부가 형성되며, 상기 다수의 발광 장치에 의해 발생된 상기 완전한 이미지와 실질적으로 동일한 공간에 걸쳐 상기 대향된 제 2 주면에 렌즈가 형성되는 성형 베이스를 또한 포함하고,상기 광학적으로 투명한 기판은 상기 성형 베이스의 상기 제 1 주면상에 장착되며, 상기 성형 베이스의 상기 다수의 제 1 전기 접속부는 상기 광학적으로 투명한 기판상의 상기 다수의 제 1 외부 접속 패드 및 상기 다수의 제 2 외부 접속 패드와 전기 접촉하고,제 1 주면 및 대향된 제 2 주면을 가지며, 상기 제 1 주면상의 다수의 접속 패드, 상기 대향된 제 2 주면상의 다수의 접속 패드, 및 상기 다수의 접속 패드들 사이의 다수의 전기 상호접속부가 형성되는 드라이버 기판을 또한 포함하고,상기 성형 베이스는 상기 드라이버 기판의 상기 제 1 주면상에 장착되고, 상기 제 1 주면상의 상기 다수의 접속 패드는 상기 성형 베이스상의 다수의 제 2 전기 접속부와 전기 접촉하며,상기 드라이버 기판의 상기 대향된 제 2 주면상에 장착되고, 다수의 데이터 입력 단자를 구비하며, 상기 다수의 데이터 입력 단자에 적용된 다수의 데이터 신호에 따라 완전한 이미지을 발생하도록 상기 발광 장치들을 활성화하기 위해, 상기 발광 장치들의 상기 제 1 및 제 2 전극들에 접속되도록 되어 있는 다수의 제어 신호 출력 단자들을 또한 구비하는 다수의 드라이버 및 제어기 회로를 또한 포함하는 집적 전기 광학 패키지.
- 데이터 출력 단자를 구비한 휴대용 전자 장치와,관찰 구멍을 가지며, 수신기에 작동 가능하게 부착되며 다수의 발광 장치가 상부에 형성된 주면을 갖는 광학적으로 투명한 기판을 구비하는 소형 허상 디스플레이를 포함하고,상기 각각의 발광 장치는 상기 발광 장치를 활성화하기 위한 제 1 및 제 2 전극을 구비하고, 상기 발광 장치들은 행렬로 배치되는 다수의 픽셀을 한정하고 활성화시에 상기 주면의 중앙부에 완전한 이미지를 발생하도록 협동하며, 상기 광학적으로 투명한 기판은 그 외측 에지들에 인접하게 상기 주면의 상기 중앙부의 외측에 외부 접속 패드들을 구비하고, 상기 발광 장치들의 상기 제 1 전극들은 다수의 제 1 외부 접속 패드에 접속되어 상기 픽셀들의 행들을 한정하며 상기 발광 장치들의 상기 제 2 전극들은 다수의 제 2 외부 접속 패드에 접속되어 상기 픽셀들의 열들을 한정하고,중앙 개구를 내부에 한정하며 제 1 주면 및 대향된 제 2 주면을 가지고, 상기 제 1 주면상에 제 1 및 제 2 전기 접속 수단이 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 전기 접속 수단 사이에 다수의 전기 상호접속부가 형성되며, 상기 다수의 발광 장치에 의해 발생된 상기 완전한 이미지와 실질적으로 동일한 공간에 걸쳐 상기 대향된 제 2 주면에 렌즈가 형성되는 성형 베이스를 또한 포함하고,상기 광학적으로 투명한 기판은 상기 성형 베이스의 상기 제 1 주면상에 장착되며, 상기 제 1 전기 접속 수단은 상기 광학적으로 투명한 기판상의 상기 다수의 제 1 및 제 2 외부 접속 패드와 전기 접촉하고,제 1 주면 및 대향된 제 2 주면을 가지며, 상기 제 1 주면상의 다수의 접속 패드, 상기 대향된 제 2 주면상의 다수의 접속 패드, 및 상기 제 1 주면상의 상기 다수의 접속 패드와 상기 대향된 제 2 주면상의 상기 다수의 접속 패드 사이의 다수의 전기 상호접속부가 형성되는 드라이버 기판을 또한 포함하고,상기 성형 베이스는 상기 드라이버 기판의 상기 제 1 주면상에 장착되고, 상기 드라이버 기판의 상기 제 1 주면상의 상기 다수의 접속 패드는 상기 성형 베이스의 상기 제 2 전기 접속 수단과 전기 접촉하며,상기 전자 장치의 데이터 출력 단자에 접속되는 다수의 데이터 입력 단자를 구비하며, 상기 다수의 데이터 입력 단자에 적용된 데이터 신호들에 따라 이미지들을 발생하도록 상기 발광 장치들을 활성화하기 위해, 상기 발광 장치들의 상기 제 1 및 제 2 전극들에 접속되도록 되어 있는 다수의 제어 신호 출력 단자를 또한 구비하는 다수의 드라이버 및 제어기 회로를 또한 포함하고,상기 다수의 드라이버 및 제어기 회로는 상기 드라이버 기판의 상기 대향된 제 2 주면상에 장착되고, 상기 다수의 제어 신호 출력 단자는 상기 드라이버 기판의 상기 대향된 제 2 주면상의 상기 다수의 접속 패드와 전기 접촉하는, 시각 디스플레이를 구비한 휴대용 전자 장치.
- 광학적으로 투명한 기판의 주면상에 다수의 발광 장치를 형성하는 단계를 포함하고,상기 다수의 발광 장치 각각은 상기 발광 장치를 활성화하기 위한 제 1 및 제 2 전극을 구비하며, 상기 발광 장치들은 행렬로 배치되는 다수의 픽셀을 한정하고 활성화시에 상기 주면의 중앙부에 완전한 이미지를 발생하도록 협동하며, 상기 광학적으로 투명한 기판에는 그 외측 에지들에 인접하게 상기 주면의 상기 중앙부의 외측에 외부 접속 패드들이 형성되고, 상기 발광 장치들의 상기 다수의 제 1 전극은 다수의 제 1 외부 접속 패드에 접속되어 상기 픽셀들의 행들을 한정하며 상기 발광 장치들의 다수의 제 2 전극들은 다수의 제 2 외부 접속 패드에 접속되어 상기 픽셀들의 열들을 한정하고,중앙 개구를 내부에 한정하며 제 1 주면 및 대향된 제 2 주면을 가지고, 상기 제 1 주면상에 제 1 및 제 2 전기 접속 수단이 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 전기 접속 수단 사이에 전기 상호접속부들이 형성되며, 상기 대향된 제 2 주면에 렌즈가 형성되는 성형 베이스를 형성하는 단계와,제 1 주면 및 대향된 제 2 주면을 가지며, 상기 제 1 주면상의 다수의 접속 패드, 상기 대향된 제 2 주면상의 다수의 접속 패드, 및 상기 제 1 주면상의 상기 다수의 접속 패드와 상기 대향된 제 2 주면상의 상기 다수의 접속 패드 사이의 다수의 전기 상호접속부가 형성되는 드라이버 기판을 형성하는 단계와,다수의 데이터 입력 단자를 구비하며, 상기 다수의 데이터 입력 단자에 적용된 다수의 데이터 신호에 따라 이미지들을 발생하도록 상기 발광 장치들을 활성화하기 위해, 상기 발광 장치들의 상기 제 1 및 제 2 전극들에 접속되도록 되어 있는 다수의 제어 신호 출력 단자를 또한 구비하는 다수의 드라이버 및 제어기 회로를 형성하는 단계와,상기 성형 베이스의 제 1 전기 접속 수단이 상기 광학적으로 투명한 기판의 상기 다수의 제 1 및 제 2 외부 접속 패드와 전기 접촉하도록, 상기 성형 베이스의 상기 제 1 주면상에 상기 광학적으로 투명한 기판을 장착하는 단계와,상기 드라이버 기판의 상기 제 1 주면상의 상기 다수의 접속 패드가 상기 성형 베이스의 상기 제 2 전기 접속 수단과 전기 접촉하도록, 상기 성형 베이스상에 상기 드라이버 기판을 장착하는 단계와,상기 다수의 제어 신호 출력 단자가 상기 드라이버 기판의 상기 대향된 제 2 주면상의 상기 다수의 접속 패드와 전기 접촉하도록, 상기 드라이버 기판의 상기 대향된 제 2 주면상에 상기 다수의 드라이버 및 제어기 회로를 장착하는 단계를 포함하는 전기 광학 패키지 제조 방법.
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