KR20200129395A - 정보 통신용 반도체 발광소자 - Google Patents

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KR20200129395A KR1020190053720A KR20190053720A KR20200129395A KR 20200129395 A KR20200129395 A KR 20200129395A KR 1020190053720 A KR1020190053720 A KR 1020190053720A KR 20190053720 A KR20190053720 A KR 20190053720A KR 20200129395 A KR20200129395 A KR 20200129395A
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Abstract

본 개시는 정보 통신용 반도체 발광소자에 있어서, 청색 엘이디, 녹색 엘이디, 적색 엘이디로 된 발광부; 발광부가 놓이는 배선 기판; 발광부의 반대 측에서 배선 기판에 구비되며, 발광부를 구동하는 드라이브 칩; 그리고 배선 기판과 전기적 및 물리적으로 결합되며, 전력 공급용 핀과 구동 데이터용 핀을 구비하여 드라이브 칩에 전력을 공급하는 한편 구동 데이터를 제공하는, 전력 및 구동 데이터 커넥터;를 포함하는 정보 통신용 반도체 발광소자에 관한 것이다.

Description

정보 통신용 반도체 발광소자{LIGHT EMITTING DEVICE FOR DISPLAYING INFORMATION}
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 정보 통신용 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 해상도를 높일 수 있는 정보 통신용 반도체 발광소자에 관한 것이다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
도 1 및 도 2는 중국 실용신안공보 제CN203176800U호에 제시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 몰드(1), RGB 엘이디 칩(9,10,11), 드라이버 칩(12), 전력 공급용 핀(4,7) 그리고 구동 데이터용 핀(2,3,5,6)을 포함한다. 몰드(1)에 캐비티(8)가 형성되어 있고, RGB 엘이디 칩(9,10,11)과 드라이버 칩(12)은 캐비티(8)에 수용된다. 전력 공급용 핀(4,7)은 RGB 엘이디 칩(9,10,11)을 발광시키기 위한 전력을 제공하며, 구동 데이터용 핀(2,3,5,6)은 RGB 엘이디 칩(9,10,11)을 제어하기 위한 데이터를 제공하고, 드라이버 칩(12)은 전력 공급용 핀(4,7)을 통해 제공된 전력과 구동 데이터용 핀(2,3,5,6)을 통해 제공된 데이터를 통해 RGB 엘이디 칩(9,10,11)을 구동시킨다.
도 3은 미국 공개특호공보 제US2005/0012457호에 제시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자(20)는 절연기판(18), RGB 엘이디 칩(15,16,17), 드라이버 칩(19), 봉지제(14), 전력 공급용 핀(21,22) 그리고 구동 데이터용 핀(23,24)을 포함한다. 도 1 및 도 2에 제시된 반도체 발광소자와 달리, 구동 데이터용 핀(23,24)이 2개 구비되는 점(이는 통신 및 제어 방식에 따른 것이다.), RGB 엘이디 칩(15,16,17)과 드라이버 칩(17)이 전력 공급용 핀(21,22)과 구동 데이터용 핀(22,24)에 직접 놓여서 전기적으로 연통하는 것이 아니라, 절연기판(18)에 마련된 배선(도시 생략, 이러한 의미에서 절연기판(18)은 PCB이다)을 통해 전기적으로 연통한다는 점, 그리고 캐비티(8)가 마련되어 있지 않다는 점에서 차이를 가진다.
도 1 및 도 2에 제시된 리드 프레임 타입의 패키지 내지 SMD 타입의 패키지이든, 도 3에 제시된 COB(Chip on Board) 타입의 패키지이든, 드라이버 칩(12)과 드라이버 칩(19)이 반도체 발광소자의 상부에 위치하게 되므로 패키지 전체의 크기가 커져, 이들이 간판, 전광판과 같은 정보 제공용 디스플레이에서 하나의 픽셀로 기능할 때 해상도를 높이는 데 제약요소로 작용한다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
본 개시에 따른 일 측면에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 정보 통신용 반도체 발광소자에 있어서, 청색 엘이디, 녹색 엘이디, 적색 엘이디로 된 발광부; 발광부가 놓이는 배선 기판; 발광부의 반대 측에서 배선 기판에 구비되며, 발광부를 구동하는 드라이브 칩; 그리고 배선 기판과 전기적 및 물리적으로 결합되며, 전력 공급용 핀과 구동 데이터용 핀을 구비하여 드라이브 칩에 전력을 공급하는 한편 구동 데이터를 제공하는, 전력 및 구동 데이터 커넥터;를 포함하는 정보 통신용 반도체 발광소자가 제시된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1 및 도 2는 중국 실용신안공보 제CN203176800U호에 제시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 미국 공개특허공보 제US2005/0012457호에 제시된 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 4 내지 도 7는 본 개시에 따른 정보 통신용 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 8 내지 도 9는 본 개시에 따른 정보 통신용 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 10은 본 개시에 따른 정보 통신용 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).
도 4 내지 도 7는 본 개시에 따른 정보 통신용 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 배선 기판(30), RGB 엘이디 칩(41,42,43), 드라이버 칩(50), 전력 및 구동 데이터 커넥터(60) 그리고 커버(70)를 포함한다. 80은 와이어이다.
배선 기판(30)에는 3개의 RGB 엘이디 칩(41,42,43)이 구비될 수 있으며, 1개의 공통 전극(31)과 3개의 전극(32,33,34)이 형성될 수 있고, 3개의 RGB 엘이디 칩(41,42,43)이 공통 전극(31)에 놓인 상태에서, 5개의 와이어(80)를 통해 각각 배선될 수 있다. 6개의 와이어가 아니라 5개의 와이어(80)가 이용되는 것은 일반적으로 적색 엘이디 칩(41)의 경우에 수직형 칩이 사용되고, 녹색 엘이디 칩(42)과 청색 엘이디 칩(43)의 경우에 래터럴 칩이 사용되기 때문이다. 즉, 적색 엘이디 칩(41)의 하면은 공통 전극(31)과 직접 도통이 가능하다. 녹색 엘이디 칩(42)과 청색 엘이디 칩(43)이 수직형 칩일 수 있음은 물론이며, 각각의 칩은 래터럴 칩, 수직형 칩, 플립 칩일 수 있다. 배선 기판(30)은 FR4, BT, 폴리이미드, 세라믹 등으로 구성할 수 있으며, 배선이 가능하다면 특별한 제한은 없다.
전력 및 구동 데이터 커넥터(60)는 배선 기판(30)과 같은 폭을 가질 수 있으며, RGB 엘이디 칩(41,42,43)을 수용하도록 개구(61)가 형성되어 있다. 개구(61)를 통해 RGB 엘이디 칩(41,42,43)에서 발광하는 빛이 외부로 방출된다. 개구(61)는 도 1에 제시된 캐비티(8)에 대응한다. 또한 전력 및 구동 데이터 커넥터(60)에는 전력 공급용 핀(62,63)과 구동 데이터용 핀(64,65)이 형성되어 있다. 전력 공급용 핀(62,63)과 구동 데이터용 핀(64,65)은 전력 및 구동 데이터 커넥터(60)의 높이 방향으로 연장되어, 상측으로부터 하측으로 도통하도록 되어 있다. 구동 데이터 전달 방식에 따라 구동 데이터용 핀(64,65)의 갯수가 달라질 수 있음은 물론이다. 전력 및 구동 데이터 커넥터(60)도 배선 기판(30)과 마찬가지로, FR4, BT, 폴리이미드, 세라믹 등으로 구성할 수 있으며, 바람직하게는 배선 기판(30)과의 정합 등을 고려하여 동일한 재질로 구성될 수 있다. 배선 기판(30)과 전력 및 구동 데이터 커넥터(60)의 결합에는 접착제가 이용될 수 있다. 배선 기판(30)의 핀(35,36,37,38)과 전력 및 구동 데이터 커넥터(60)의 핀(62,63,64,65)의 형성 및 전기적/물리적 결합은 이들을 각각 배선 기판(30)의 제조 및 구동 데이터 커넥터(60)의 제조의 과정에서 미리 형성한 후, 접합하는 형태를 취할 수도 있지만, 전기적 연결을 확실히 하기 위해, 배선 기판(30)의 제조 및 구동 데이터 커넥터(60)의 제조 후에, 도금 또는 도전성 페이스트를 이용하여 하나의 과정으로 형성하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 배선 기판(30)의 핀(35,36,37,38)과 전력 및 구동 데이터 커넥터(60)의 핀(62,63,64,65)이 형성되는 구멍들도, 결합 이전에 미리 형성되거나, 결합 이후에 형성될 수 있다.
배선 기판(30)에는 이들과 도통하도록 전력 공급용 핀(35,36)과 구동 데이터용 핀(37,38)이 형성되어 있다. 마찬가지로 전력 공급용 핀(35,36)과 구동 데이터용 핀(37,38)은 배선 기판(30)의 높이 방향으로 연장되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 배선 기판(30)의 하면에는 하면 공통 전극(71), 전력 공급용 전극(72) 그리고 구동 데이터용 전극(73,74,75,76,77)이 배선되어 있다. 하면 공통 전극(71)은 전력 공급용 핀(36)과 드라이버 칩(50)을 전기적으로 연결하며, 전력 공급용 전극(72)은 전력 공급용 핀(35)과 드라이버 칩(50)을 전기적으로 연결한다. 구동 데이터용 전극(73)은 구동 데이터용 핀(37)과 드라이버 칩(50)을 전기적으로 연결하며, 구동 데이터용 전극(74)은 구동 데이터용 핀(38)과 드라이버 칩(50)을 전기적으로 연결한다. 구동 데이터용 전극(75,76,77)은 각각 RGB 엘이디 칩(41,42,43)과 도통하며, 이를 위해 구동용 핀(39,44,45)이 배선 기판(30)의 높이 방향으로 상면으로부터 하면으로 연장되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 커버(70)는 배선 기판(30)의 하면에서 드라이버 칩(50)을 덮도록 형성된다. 설명의 편의를 위해, 도 6 및 도 7에서 커버(70)에 음영을 넣고, 그 내부가 보이도록 도시하였다. 커버(70)는 기본적으로 드라이버 칩(50)을 보호하는 역할을 하며, 실리콘, 에폭시와 같은 봉지제로 구성될 수 있으며, 드라이버 칩(50)을 보호할 수 있다면 특별할 제약은 없다. 개구(61)의 내부에 실리콘, 에폭시와 같은 봉지제가 디스펜싱될 수 있음은 물론이다.
드라이버 칩(50)을 배선 기판(30)의 하면에 배치하는 한편, 전력 공급 및 데이터 제공을 위한 핀들을 반도체 발광소자의 외면으로 돌출되지 않도록 (바람직하게는, 전력 및 구동 데이터 커넥터(60)와 배선 기판(30)을 관통하도록) 연결하거나 또는 반도체 발광소자의 네 모서리에 수직으로 관통하는 구멍을 통하여 연결을 형성함으로써, 반도체 발광소자의 크기를 줄여 이들이 간판, 전광판 등에 장착될 때 그 장착 밀도를 높여, 결과적으로 해상도를 높일 수 있게 된다.
도 4 내지 도 7에 제시된 반도체 발광소자에 대한 전력 공급 및 데이터 제공은 반도체 발광소자의 상부로부터 이루어지며, 즉, 전력 공급용 핀(62,63)과 구동 데이터용 핀(64,65)을 통해서 이루어지며, 따라서 반도체 발광소자는 ITO와 같은 투명 배선이 형성된 글라스 또는 필름(도시 생략)에 직접 부착될 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 개시에 따른 정보 통신용 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 커버(70)가 배선 기판(30) 위에 구비되고, 전력 및 구동 데이터 커넥터(60)가 배선 기판(30) 아래에 구비된다는 점에서 차이를 가진다.
커버(70)는 RGB 엘이디 칩(41,42,43)에서 방출되는 빛이 통과하도록 투광성 물질로 이루어지며, 렌즈로 기능할 수 있다. 커버(70)는 기본적으로 RGB 엘이디 칩(41,42,43)을 보호하는 역할을 하며, 실리콘, 에폭시와 같은 봉지제로 구성될 수 있으며, 투광성 물질이라면 특별한 제약은 없다. 적어도 개구(61)에 디스펜싱 등의 방법으로 구비될 수 있다. 커버(70)가 렌즈로 역할하는 경우에, 플라스틱 사출물로 구성될 수 있다. 개구(61)에는 봉지재를 투입하고, 외부에 플라스틱으로 사출된 렌즈를 구비한 형태로 커버(70)를 구성할 수 있음은 물론이다.
전력 및 구동 데이터 커넥터(60)에는 마찬가지로 개구(61)가 구비되지만, 개구(61)에는 RGB 엘이디 칩(41,42,43) 대신에 드라이버 칩(50)이 수용된다.
도 9에 제시된 바와 같이, 배선 기판(30)의 하면에는 하면 공통 전극(71), 전력 공급용 전극(72) 그리고 구동 데이터용 전극(73,74,75,76,77)이 마찬가지로 배선되어 있다. 다만, 이들은 배선 기판(30)에 마련되는 전력 공급용 핀(35,36)과 구동 데이터용 핀(37,38)의 도움없이, 직접 전력 및 구동 데이터 커넥터(60)에 마련된 전력 공급용 핀(62,63)과 구동 데이터용 핀(64,65)에 전기적으로 그리고 물리적으로 연결된다. 마찬가지로 배선 기판(30)에는 구동용 핀(39,44,45)이 마련되어 있으며, 전력 공급용 핀(35,36)과 구동 데이터용 핀(37,38)은 생략되어도 좋다. 다만, 도 8에 도시된 바와 같이, 전력 공급용 핀(36)은 공통 전극(31)과 연결되어야 하므로, 구비되어야 한다.
도 10은 본 개시에 따른 정보 통신용 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 도 4 내지 7에 제시된 반도체 발광소자와 동일하지만, RGB 엘이디 칩(41,42,43)이 모두 플립 칩의 형태를 가지며, 공통 전극(31)과 전극(32,33,34)에 각각 플립 칩 본딩되므로, 와이어(80)가 생략될 수 있다. 따라서, 와이어(80)의 본딩을 위한 공간을 확보할 필요가 없으므로, 반도체 발광소자의 크기를 더 줄일 수 있는 이점을 가진다. 이러한 구성이 도 8 및 도 9에 제시된 반도체 발광소자에 적용될 수 있음은 물론이다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 정보 통신용 반도체 발광소자에 있어서, 청색 엘이디, 녹색 엘이디, 적색 엘이디로 된 발광부; 발광부가 놓이는 배선 기판; 발광부의 반대 측에서 배선 기판에 구비되며, 발광부를 구동하는 드라이브 칩; 그리고 배선 기판과 전기적 및 물리적으로 결합되며, 전력 공급용 핀과 구동 데이터용 핀을 구비하여 드라이브 칩에 전력을 공급하는 한편 구동 데이터를 제공하는, 전력 및 구동 데이터 커넥터;를 포함하는 정보 통신용 반도체 발광소자.
(2) 전력 및 구동 데이터 커넥터는 발광부를 수용하는 개구를 포함하는 정보 통신용 반도체 발광소자.
(3) 드라이브 칩을 덮는 커버;를 더 포함하는 정보 통신용 반도체 발광소자.
(4) 전력 및 구동 데이터 커넥터는 드라이브 칩을 수용하는 개구를 포함하는 정보 통신용 반도체 발광소자.
(5) 발광부를 덮는 커버;를 더 포함하는 정보 통신용 반도체 발광소자.
(7) 배선 기판은 발광부가 놓이는 측과 드라이브 칩이 구비되는 측 모두에 전극을 배선된 인쇄회로기판인 정보 통신용 반도체 발광소자.
(8) 전술한 예시들에서, 설명을 위해 정보 통신용 반도체 발광소자가 독립적인 형태로 설명되었지만, 배선 기판(30)과 전력 및 구동 데이터 커넥터(60)는 각각이 커다란 플레이트 형태로 접합된 다음, RGB 엘이디 칩(41,42,43) 및/또는 드라이버 칩(50)이 놓이고, 와이어(80)가 본딩되고, 커버(70)가 형성된 다음, 개별적인 소자로 절단되는 형태일 수 있다.
본 개시에 따른 하나의 정보 통신용 반도체 발광소자에 의하면, 간판, 전광판과 같은 디스플레이의 해상도를 높일 수 있게 된다.
배선 기판(30), RGB 엘이디 칩(41,42,43), 드라이버 칩(50), 전력 및 구동 데이터 커넥터(60), 커버(70), 와이어(80)

Claims (6)

  1. 정보 통신용 반도체 발광소자에 있어서,
    청색 엘이디, 녹색 엘이디, 적색 엘이디로 된 발광부;
    발광부가 놓이는 배선 기판;
    발광부의 반대 측에서 배선 기판에 구비되며, 발광부를 구동하는 드라이브 칩; 그리고
    배선 기판과 전기적 및 물리적으로 결합되며, 전력 공급용 핀과 구동 데이터용 핀을 구비하여 드라이브 칩에 전력을 공급하는 한편 구동 데이터를 제공하는, 전력 및 구동 데이터 커넥터;를 포함하는 정보 통신용 반도체 발광소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    전력 및 구동 데이터 커넥터는 발광부를 수용하는 개구를 포함하는 정보 통신용 반도체 발광소자.
  3. 청구항 2에 있어서,
    드라이브 칩을 덮는 커버;를 더 포함하는 정보 통신용 반도체 발광소자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    전력 및 구동 데이터 커넥터는 드라이브 칩을 수용하는 개구를 포함하는 정보 통신용 반도체 발광소자.
  5. 청구항 4에 있어서,
    발광부를 덮는 커버;를 더 포함하는 정보 통신용 반도체 발광소자.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중의 어느 한 항에 있어서,
    배선 기판은 발광부가 놓이는 측과 드라이브 칩이 구비되는 측 모두에 전극을 배선된 인쇄회로기판인 정보 통신용 반도체 발광소자.
KR1020190053720A 2019-05-08 2019-05-08 정보 통신용 반도체 발광소자 KR102378664B1 (ko)

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