KR100575431B1 - 발광 다이오드 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판에 실장된 발광 다이오드 칩이 몰딩재로 봉지되도록 하여 발광 다이오드 칩의 집적효율이 증가하고, 제조 공정이 간단하여 생산비용이 절감되는 발광 다이오드 표시장치에 관한 것으로서, 반사판이 제거된 간단한 구성으로 대량생산이 용이하며, 특히 불량률을 대폭 줄일 수 있으며, 인접된 발광 다이오드 칩 간의 거리를 최소화시킬 수 있어서 제품의 소형화가 가능하고, 더욱이, 일정한 공간상에 다수의 발광 다이오드 칩을 배치하여 집적도의 향상을 통해 고휘도 및 고해상도를 달성하여, 타제품에 비하여 시각적인 품질비교 우위를 확보할 수 있는 발광 다이오드 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치는 외부의 작동제어신호를 인가시킬 수 있는 회로가 마련된 인쇄 회로 기판과, 상기 인쇄 회로 기판 상에 일정한 이격거리를 두고 횡렬방향으로 실장되어 상기 인가되는 외부신호에 기초하여 작동 제어되는 복수의 발광 다이오드 칩과, 상기 발광 다이오드 칩들의 상부를 일체로 봉지하는 몰딩부 및 상기 몰딩부내에 상기 칩들 사이에 마련되는 반사부를 포함하고, 상기 반사부는 열경화성 수지로 구성된다.

발광 다이오드, 인쇄 회로 기판, 와이어, 몰딩, 볼록, 오목, 평탄, 금형

Description

발광 다이오드 표시장치 및 그 제조방법 {LIGHT-EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND METHOD THEREOF}

도 1은 종래 기술에 따른 발광 다이오드 표시장치의 부분 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치의 부분 단면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 표시장치가 도시된 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 발광 다이오드 표시장치 52 : 인쇄 회로 기판

52a, 52b : 리드 프레임 54 : 발광 다이오드 칩

55 : 와이어 56 : 몰딩부

56a : 볼록부 56b : 평탄부

60 : 몰드금형 66 : 오목부

본 발명은 발광 다이오드 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인쇄회로기판에 실장된 발광 다이오드 칩이 몰딩재로 봉지되도록 하여 발광 다이오드 칩의 집적효율이 증가하고, 제조 공정이 간단하여 생산비용이 절감되는 발광 다이오드 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 발광 다이오드 칩은 전기 에너지를 광에너지로 변환시켜 빛을 발산시키는 반도체 소자로서, 이를 이용하여 문자, 숫자 또는 도형을 표시하는 표시장치에 사용된다. 상기 발광 다이오드 표시장치는 제조공정에 따라 주형구조의 발광 다이오드 표시장치와, 중공구조의 발광 다이오드 표시장치로 대별되고, 그 형태에 따라 램프형 발광 다이오드 표시장치 또는 칩형 발광 다이오드 표시장치로 구분된다. 또한, 상기 발광 다이오드 표시장치는 사용되는 용도 또는 환경에 따라 실내용과 옥외용의 특성에 맞게 사용된다.

상기 중공구조의 발광 다이오드 표시장치(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 칩(14)이 인쇄 회로 기판(12)의 상부에 형성된 양극 또는 음극 리드 프레임(12a, 12b) 중 어느 한 쪽에 실장된 후, 다른 한 쪽의 리드 프레임과 와이어(15)를 통해 연결된다. 상기 인쇄 회로 기판(12)의 상측에는 상기 발광 다이오드 칩(14)의 둘레에 광반사 물질이 도포된 반사 케이스(17)가 결합된다. 그리고, 상기 반사 케이스(17)의 상측에는 광을 고르게 확산시켜 투과시키는 확산필름(18)이 부착된다.

전술된 중공구조의 발광 다이오드 표시장치(10)는 상기 발광 다이오드 칩(14)이 대기와 접촉하게 되면 산화가 진행되거나 충격 등에 의해 상기 와이어(15)가 떨어진다. 때문에 이를 방지하기 위해 상기 반사 케이스(17)의 내부 에는 몰딩부(16)를 형성하기 위한 레진과 같은 몰딩재가 주입되는데, 이를 주형구조의 발광 다이오드 표시장치라 한다.

그런데, 이러한 종래의 발광 다이오드 표시장치(10)에서는 기판상에 상기 발광 다이오드 칩(14)과 반사 케이스(17)를 설치하는 공정중에 이들이 상호 겹치거나 부딪힐 수 있다. 따라서, 제품제작공정의 까다로움이 불가피하고, 특히 상기 문제에 따른 제품의 불량을 방지하기 위하여 통상적으로 발광 다이오드 칩(14)과 반사 케이스(17) 사이에 결합오차를 설정하고 있다.

하지만, 종래 발광 다이오드 표시장치(10)의 구조상의 문제 즉, 발광 다이오드 칩(14)과 반사 케이스(17)의 실장시 발생가능한 결합오차를 감안하여, 상기 발광 다이오드 칩(14)과 반사 케이스(17) 사이에 일정한 거리(A, A')를 유지하여야 하는 이유로 제품의 소형화가 저해되는 요인이 되고 있다.

본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래의 반사판이 제거된 간단한 구성으로 대량생산이 용이하며, 특히 불량률을 대폭 줄일 수 있는 발광 다이오드 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 발광 다이오드 칩간의 거리를 최소화시킬 수 있어서 제품의 소형화가 가능하며, 더욱이, 일정한 공간상에 다수의 발광 다이오드 칩을 배치하여 집적도의 향상을 통해 고휘도 및 고해상도를 달성하여, 타제품에 비하여 시각적인 품질비교 우위를 확보할 수 있는 발광 다이오드 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 반사판을 선택적으로 장착할 수 있으므로 부품수를 줄여 제조비용을 절감할 수 있는 발광 다이오드 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치는 외부의 작동제어신호를 인가시킬 수 있는 회로가 마련된 인쇄 회로 기판과, 상기 인쇄 회로 기판 상에 일정한 이격거리를 두고 횡렬방향으로 실장되어 상기 인가되는 외부신호에 기초하여 작동 제어되는 복수의 발광 다이오드 칩과, 상기 발광 다이오드 칩들의 상부를 일체로 봉지하는 몰딩부 및 상기 몰딩부내에 상기 칩들 사이에 마련되는 반사부를 포함하고, 상기 반사부는 열경화성 수지로 구성된다.

여기서, 상기 몰딩부의 표면은 평탄면 또는 상기 각각의 칩에 대응하는 부분이 렌즈형상으로 돌출될 수 있다. 또한, 상기 몰딩부 또는 상기 반사부에는 색변환 물질이 첨가될 수 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치의 제조방법은 외부의 작동제어신호가 인가되는 복수의 칩실장부분이 횡렬방향으로 일정한 이격거리를 두고 배치된 회로를 구비하는 인쇄회로기판을 마련하는 단계와, 상기 인쇄회로기판의 각 칩실장부분에 발광다이오드 칩을 실장하는 단계와, 상기 발광다이오드 칩 사이에 반사부를 형성하는 단계 및 상기 인쇄회로기판에 실장된 복수의 발광다이오드 칩들과 상기 반사부를 트랜스퍼몰딩 방식으로 일체 몰딩하는 단계를 포함한다.

삭제

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치의 부분 단면도이다.

본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치(50)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 외부의 작동제어신호를 인가시킬 수 있는 인쇄 회로 기판(52)에는 양극 또는 음극 리드 프레임(52a, 52b) 포함하는 복수의 칩 실장 부분이 배치된 박막 패턴이 형성되고, 그 칩 실장 부분에는 상기 인가되는 외부 신호에 기초하여 작동이 제어되는 복수의 발광 다이오드 칩(54)이 일정한 이격거리를 두고 횡렬방향으로 실장된다.

또한, 상기 발광 다이오드 칩(54)은 와이어(55)를 통해 다른 한 쪽의 리드 프레임에 연결되어 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 인쇄 회로 기판(52)에는 각각의 발광 다이오드 칩(54)들의 상부를 일체로 봉지하는 몰딩부(56)를 포함한다.

상기 몰딩부(56)의 표면은 각각의 발광 다이오드 칩(54)에 대응하는 부분이 렌즈형상으로 볼록하게 돌출된 볼록부(56a)와, 상기 볼록부(56a) 사이의 평탄면에 대응하는 부분에 형성된 평탄부(56b)를 포함한다.

여기서, 상기 몰딩부(56)의 볼록부(56a)는 상기 발광 다이오드 칩(54)에서 발산된 광원의 특성을 변환시켜 지향각을 변경시키는 렌즈 역할을 수행한다. 상기 볼록부의 반지름 또는 곡률 등을 조절하여 상기 볼록부(56a)의 형상을 조절할 수 있다.

한편, 상기 몰딩부(56)의 평탄부(56b)는 상기 발광 다이오드 칩(54)의 두께보다 두껍게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 상기 발광 다이오드 칩(54)의 실장위치에 오차가 발생되어 상기 발광 다이오드 칩(54)이 상기 평탄부(56b)에 위치되더라도 상기 평탄부(56b)가 상기 발광 다이오드 칩(54)을 덮게 되므로 상기 발광 다이오드 칩(54)이 대기 중에 노출되지 않는다.

더불어, 상기 몰딩부(56)는 레진을 포함하는 고분자 화합물로 이루어진다. 또한, 상기 몰딩부(56)는 겔(gel) 상으로 이루어지고, 열에 의해 경화되는 열경화성 재료로 이루어지거나 UV 광에 의해 경화되는 UV 경화성 재료를 포함한다. 또한, 상기 몰딩부(56)는 상기 발광 다이오드 칩(54)의 광특성을 유지하기 위해 투명한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 몰딩부(56)는 상기 발광 다이오드 칩(54)에서 발산된 광이 인접된 다른 발광 다이오드 칩(54) 사이가 완벽하게 차폐되지 않을 경우로 인해 광특성에 영향을 받지 않도록 색변환 물질이 첨가되는 것도 가능하다. 또한, 상기 발광 다이오드 칩(54)은 포함된 불순물에 따라 적색, 그린, 블루 또는 오렌지색 등으로 발광된다. 상기 색변환 물질로는 색소, 인(phosphorus)을 포함하는 형광물질 등의 재질이 사용된다.

본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치(50)의 제조과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 양극 또는 음극 리드 프레임(52a, 52b)을 포함하여 박막의 회로 패턴 이 형성된 인쇄 회로 기판(52)을 마련한다. 다음으로 상기 박막 패턴 상에는 복수의 발광 다이오드 칩(54)을 일정한 거리가 이격되도록 횡렬방향으로 실장하고, 각각의 발광 다이오드 칩(54)이 와이어를 통해 인쇄 회로 기판(52)과 연결한다.

다음으로 발광 다이오드 칩(54)이 실장된 인쇄 회로 기판(52)에 트랜스퍼몰딩 방식으로 몰딩부(56)를 일체로 형성한다.

이때, 상기 몰딩부(56)는 형성하는 몰드금형은 상기 발광 다이오드 칩(54)에서 발산되는 빛이 소정의 지향각을 갖도록 상기 발광 다이오드 칩(54)에 대응되는 부분을 볼록한 형상으로 형성한다.

여기서, 전술된 트랜스퍼몰딩 방식은 해당분야에서 주지되어 있는 기술로서, 복수의 공동(Cavity)을 갖는 몰드금형내에 인쇄 회로 기판을 포함하는 전자부품을 위치시키고, 액상의 몰드재를 주입하여 일체로 몰딩하는 방식이다.

전술된 과정을 거쳐 제조된 발광 다이오드 표시장치(50)는 상기 발광 다이오드 칩(54)에 전원이 인가될 경우 전계의 차이에 의해 광이 발산된다. 이때, 상기 발광 다이오드 칩(54)에서 발생된 광은 상기 몰딩부(56)로 조사된 후 상기 몰딩부(56)의 광특성에 따라 광의 지향각을 조절하거나 광특성이 변화된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 표시장치가 도시된 단면도로서, 몰딩부(56) 내의 인접하게 실장된 발광 다이오드 칩(54)들 사이에는 발광 다이오드 칩(54)에서 발산되는 빛을 반사하기 위한 반사부(158)를 더 포함하여 구성되는 것도 가능하다.

여기서, 상기 반사부(158)는 상기 발광 다이오드 칩(54)의 지향각에 따라 그 높이가 다르게 설정될 수 있다. 즉, 상기 반사부(158)의 높이가 상기 발광 다이오드 칩(54)의 높이와 동일하거나 높을 경우, 상기 발광 다이오드 칩(54)에서 발산된 광이 넓은 영역으로 확산되고, 상기 반사부(158)의 높이가 상대적으로 다른 실시예의 경우, 상기 발광 다이오드 칩(54)에서 발산된 광이 좁은 영역으로 확산되게 지향각을 설정하는 것도 가능하다. 이와 같이 상기 반사부(158)의 높이에 따라 광의 지향각이 조절된다. 여기서, 상기 반사부(158)는 에폭시를 포함하는 열경화성 수지로 구성된다.

전술된 반사부(158)는 상기 인쇄 회로 기판(52)의 상부에 몰딩부(56)를 일체로 몰딩하기 전 단계에서 상기 발광 다이오드 칩(54)의 주변부에 반사부(158)를 형성한다.

여기서, 상기 반사부(158)는 트랜스퍼몰딩 방식에 의해 인쇄 회로 기판(54)과 일체로 몰딩함으로써, 상기 발광 다이오드 칩(54)에서 발산되는 빛을 전면으로 반사한다.

이와 같이, 상기 몰딩부(56)의 내부에 반사부(158)가 형성될 경우 상기 몰딩부(56)의 표면을 평탄하게 형성할 수 있어, 실장 작업시 흡착기 등의 이송장치를 사용하여 제품을 쉽게 이송시킬 수 있어 자동화 작업에 유리하다.

또한, 상기 반사부(158)는 열경화성 수지로 구성되며, 상기 발광 다이오드 칩(54)의 발광 특성을 향상시키기 위해 색변환 물질이 첨가되는 것도 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치 및 그 제조방법을 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의 해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치 및 그 제조방법은 인쇄 회로 기판의 상측에 몰딩되는 몰딩부가 볼록하게 형성되어 상기 발광 다이오드 칩을 봉지하도록 하여 상기 몰딩부를 통해 광의 지향각을 향상시킬 수 있다. 또한, 전술된 몰딩부는 몰드금형의 형상을 변경함에 그 형상을 자유롭게 조절할 수 있고, 이를 통해 상기 몰딩부를 통과하는 광특성을 변화시킬 수 있다.

전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치는 복수의 발광 다이오드 칩 사이에 형성된 반사부가 복수의 발광 다이오드 칩에서 발산된 광이 서로 간섭되지 않도록 차폐하므로 광이 서로 섞이지 않게 되어 광의 색표현력이 향상된다. 또한, 상기 반사부의 높이를 변경하여 광의 지향각을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치 및 그 제조방법은 상기 반사 케이스의 설치시 결합공차에 의한 불량을 방지하기 위해 설정했던 여분의 공간이 필요없게 되어 발광 다이오드 칩의 실장밀도를 증가시킬 수 있고, 이로 인한 제품의 소형화가 가능하다. 또한, 이와 같이 동일 면적에 실장된 더 많은 수의 발광 다이오드 칩으로 인해 휘도가 증가된다. 또한, 문자, 도형 또는 숫자 같은 표식을 표현할 경우 고해상도로 표현할 수 있다. 뿐만 아니라 발광 다이오드 칩이 정확한 위치에 실장되지 않더라도 몰딩부에 의해 보호되므로 제품의 불량이 방지되고, 발 광 다이오드 칩 또는 와이어가 대기중에 노출되지 않게 되어 산화가 방지되므로 제품의 수명이 증가된다.

또한, 본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치 및 그 제조방법은 광을 반사하기 위한 별도의 반사 케이스가 사용되지 않으므로 발광 다이오드 칩의 실장밀도를 증가시킬 수 있어 제품의 소형화가 가능할 뿐만 아니라, 사용되는 부품수를 절감할 수 있다. 이와 같이 수율증가 및 부품수의 감소를 통해 제품의 생산비를 획기적으로 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 외부의 작동제어신호를 인가시킬 수 있는 회로가 마련된 인쇄 회로 기판;

   상기 인쇄 회로 기판 상에 일정한 이격거리를 두고 횡렬방향으로 실장되어 상기 인가되는 외부신호에 기초하여 작동 제어되는 복수의 발광 다이오드 칩;

   상기 발광 다이오드 칩들의 상부를 일체로 봉지하는 몰딩부; 및

   상기 몰딩부내에 상기 칩들 사이에 마련되는 반사부를 포함하고,

   상기 반사부는 열경화성 수지로 구성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드 표시장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 몰딩부의 표면은 평탄면 또는 상기 각각의 칩에 대응하는 부분이 렌즈형상으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 표시장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 몰딩부 또는 상기 반사부에는 색변환 물질이 첨가된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 표시장치.
6. 외부의 작동제어신호가 인가되는 복수의 칩실장부분이 횡렬방향으로 일정한 이격거리를 두고 배치된 회로를 구비하는 인쇄회로기판을 마련하는 단계;

   상기 인쇄회로기판의 각 칩실장부분에 발광다이오드 칩을 실장하는 단계;

   상기 발광다이오드 칩 사이에 반사부를 형성하는 단계; 및

   상기 인쇄회로기판에 실장된 복수의 발광다이오드 칩들과 상기 반사부를 트랜스퍼몰딩 방식으로 일체 몰딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 표시장치 제조방법.
7. 삭제

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