KR960004597B1 - 반도체 발광 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 본 발명의 한 실시예에 관한 반도체 발광 장치의 구성을 도시한 도면.
제2도는 제1도에 도시한 장치에서 구동 회로의 구성을 도시한 도면.
제3도는 제2도에 도시한 구동 회로의 하나의 타이밍 예를 도시한 타이밍 챠트.
제4도는 본 발명의 다른 실시예에 관한 반도체 발광 장치의 구성을 도시한 도면.
제5도는 복수의 발광 다이오드를 구비한 종래의 반도체 발광 장치의 구성을 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1a, 1b, 1c, 11a, 11b, 11c, 41, 42, 43, 44 : 발광 다이오드
2, 12 : 소자 탑재용 리드 3a, 3b, 3c, 13a, 13b, 13c, : 본딩 와이어
21 : 다색 LED램프 22, 25 : 전원 변환부
23, 24, 26, 27, 28 : 트랜지스터 32 : 펄스 신호 발진기
33 : 분주 회로 34B, 34G, 34R : 단안정 멀티바이브레이터
35B, 35G, 35R, 36 : 논리 게이트
본 발명은 3개 이상의 발광 다이오드를 구비하여 다색 발광하는 반도체 발광 장치에 관한 것이다.
발광 파장이 다른 복수의 발광 다이오드(LED)를 이용해서 구성되는 종래의 다색 LED 램프로서는, 예를들면 제5도에 도시한 바와 같은 구조이다.
제5a도에 있어서 다색 LED램프는 각각 발광 파장이 다른 3개의 발광 다이오드(1a, 1b 및 1c)를 갖고 있고, 각각이 그 캐소드측(N 측)을 탑재면으로 하여 소자 탑재용 리드(2)상에 전기적으로 접속되도록 탑재되어 있다. 각각의 발광 다이오드(1a, 1b 및 1c)는 애노드측(P측)이 각각 대응하는 와이어(3a, 3b 및 3c)를 통해 각각 대응하는 본딩용 리드(4a, 4b 및 4c)에 접속 결선되어 있다. 이와 같은 3개의 발광 다이오드(1a, 1b 및 1c)는 수지(5)로 봉지되어 있다.
이와 같은 다색 LED 램프는 3개의 발광 다이오드(1a, 1b 및 1c)가 제5b도에 도시한 바와 같이 캐소드 공통으로 하는 순방향 병렬로 접속되어 각각 독립적으로 발광제어되어, 다색 발광 장치로서 가능하게 된다.
이와 같은 구조의 다색 LED 램프에 있어서는 제5a도에 도시한 바와 같이 각각의 발광 다이오드(1a, 1b 및 1c)의 애노드가 독립해 있기 때문에 탑재용 리드(2)상에 탑재되는 발광 다이오드의 갯수와 같은 수의 본딩용 리드(4a, 4b 및 4c)가 필요하게 된다. 따라서, 램프를 구성하는 부품수를 줄이기 곤란해져서 소형화에 장애가 되었다.
또, 3개의 본딩용 리드(4a,4b 및 4c)에서 본딩면과 소자 탑재용 리드(2)에서의 탑재면이 직선상에 배열되기 때문에, 발광 다이오드(1b)와 이것에 대응한 가장 바깥둘레의 본딩용 리드(4b)와의 거리가 멀어지고, 본딩 와이어(3b)의 길이도 길어져서 본딩 작업을 곤란하게 했다.
그래서 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 대책으로서, 본딩용 리드를 1개 삭감하여 2개의 발광 다이오드의 애노드측을 동일한 본딩용 리드에 접속하는 구조를 생각할 수 있다.
그러나, 이와 같은 구조는, 하나의 본딩용 리드에 접속 결선되는 2개의 발광 다이오드는 소자 탑재용 리드(2)와 본딩용 리드와의 사이에서 순방향 병렬로 접속되게 된다. 이 때문에, 이들 2개의 발광 다이오드에 공급되는 전류의 배분을 외부에서 설정할수 없게 되어, 이들 2개의 발광 다이오드를 각각 독립하여 발광 제어할 수 없게 된다.
따라서, 이들 발광 다이오드에 있어서 단색 발광이 불가능해짐과 동시에 LED 램프 전체로서의 색조에도 큰 제약을 받게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 제5도에 도시한 바와 같은 종래의 다색 LED 램프에 있어서는 각각의 발광 다이오드에서 독립 제어성을 손상하지 않고 발광 구동하려면 구성의 소형화가 곤란해지고 조립시 작업성이 나빠지는 문제가 있었다.
그래서 본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 조립 작업성이 우수하고, 구성의 소형화 및 독립 발광 제어를 달성할 수 있는 복수의 발광 다이오드를 구비한 반도체 발광 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1특징은 전류가 순방향으로 통과될 때 다른 색 광을 방출하는 다수의 발광 다이오드를 갖고 있는 반도체 발광 장치에 있어서, 각각 제1 및 제2전극을 갖고 있는 제1, 제2 및 제3발광 다이오드(11a,11b,11c)를 포함하는데, 상기 제1 및 제2 및 제3발광 다이오드는 역방향으로 병렬 접속되어 있고, 공통 전기 접속을 상기 제1, 제2 및 제3발광 다이오드의 제1전극 각각에 제공하는 공통 단자(12), 공통 전기 접속을 상기 제1 및 제2발광 다이오드의 제2전극에 제공하는 공통 단자(14a), 및 전기 접속을 상기 제1 및 제2발광 다이오드의 제2전극에 제공하는 제2단자(14b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 장치이다.
또, 본 발명의 제2특징은 상기 제1특징에 추가로 상기 공통 단자, 제1단자, 제2단자에 고위 전원 또는 저위 전원을 공급하는 전원 공급 수단과, 상기 제1단자에 접속되는 전원과 상기 공통 단자에 접속되는 전원이 서로 다른 전원으로 되고, 상기 제2단자에 접속되는 전원과 상기 공통 단자에 접속되는 전원이 서로 다른 전원으로 되도록 상기 전원 공급 수단과 상기 각각의 단자를 접속 제어하는 제어수단을 구비한다.
또, 본 발명의 제3특징은 3개 이상의 발광 다이오드중 역방향으로 병렬 접속된 1쌍의 발광 다이오드에 대해 전류를 시분할하여 각각의 발광 다이오드에 공급하여 발광 구동한다.
본 발명의 2개의 발광 다이오드를 서로 역방향으로 되도록 병렬 접속하고 한쪽의 병렬 접속점을 다른 발광 다이오드가 접속되지 않는 공통의 단자에 접속하도록 했다.
이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
제1도는 본 발명의 한 실시예에 관한 반도체 발광 장치의 구성을 도시한 것으로, 동도면 (a)는 단면 구조를 도시한 도면이고, (b)는 (a)의 등가 회로를 도시한 도면이다.
제1a도에서 본 발명의 한 실시예의 반도체 장치의 특징은 각각 발광 파장이 다른 3개의 발광 다이오드(11a, 11b 및 11c)를 종래와 마찬가지로 구비하면서 본딩용 리드(14a 및 14b)를 2개로 한 것이다.
구체적으로는, 예를 들면 GaP로 이루어지는 녹색 발광인 발광 다이오드(11a)와 SiC로 이루어지는 청색 발광인 발광 다이오드(11c)가 캐소드 측(N극)을 탑재면으로 하여 소자 탑재용 리드(12)에 탑재되어 전기적으로 접속되고, 예를 들면 GaAlAs로 이루어지는 적색 발광인 다이오드(11b)가 애노드측(P측)을 탑재면으로 해서 리드(12)에 탑재되어 전기적으로 접속되고, 발광 다이오드(11a 및 11b)가 각각 대응하는 금(金) 와이어(13a 및 13b)를 통해 본딩용 리드(14b)에 접속 결속되고, 발광 다이오드(11c)가 금 와이어(13c)를 통해 본딩용 리드(14b)에 접속 결속되어 수지(15)로 봉지되고, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)로 이루어지는 다색 LED 램프를 구성하고 있다.
이와 같은 구조의 다색 LED 램프에서의 3개의 발광 다이오드(11a, 11b 및 11c)중 제1b도에 도시한 바와 같이 발광 다이오드(11a 및 11b)는 리드(12)와 리드(14a)와의 사이에서 서로 역방향으로 병렬 접속된다.
다음에 이와 같이 역방향으로 병렬 접속된 발광 다이오드 쌍을 포함하는 다색 LED 래프의 발광 구동 방법에 대하여 설명한다.
제2도는 제1도에 도시한 다색 LED 램프를 구동하는 구동 회로의 구성도로, 동도면(a)는 구동부의 구성도, (b)는 구동부에 구동 제어 신호를 공급하는 제어 신호 생성부의 구성을 도시한 도면이다.
제2a도에서 다색 LED 램프(21) 각각의 발광 다이오드(11a, 11b 및 11c)에 대한 공통의 리드(12)에는 제1전원 변환부(22)가 접속되어 있다. 이 제1전원 변환부(22)는 에미터 단자가 접지에 접속된 NPN형 트랜지스터(23)과 에미터 단자가 전원(VDD)에 접속된 PNP형 트랜지스터(24)를 구비하여 각각의 트랜지스터(23 및 24)를 선택적으로 도통 제어함으로써 리드(12)에 접속되는 전원을 변환한다.
발광 다이오드(11a 및 11b)가 병렬 접속되는 리드(14a)에 대해 제1전원 변환부(22)와 동일하게 작용한다. 또, 제1전원 변환부(22)와 제2전원 변환부(25)는 그 전원 변환 동작이 서로 다른 전원이 선택되도록 제어된다.
발광 다이오드(11c)의 P측이 접속되어 있는 리드(14b)는 NPN형 트랜지스터(28)을 통해 전원(VDD)에 접속되어 있다.
이와 같은 구성의 구동 회로에 있어서, 각각의 트랜지스터(23, 24, 26, 27 및 28)은 제2b도에 그 구성을 도시하는 제어 신호 생성부에서 생성되어 공급되는 신호 A-D에 따라서 도통 제어되고 있다.
제2b도에서 제어 신호 생성부는 가변 저항(31)에 의해 펄스폭이 가변되는 펄스 신호를 생성하는 펄스 신호 발진기(32)와, 이 발진기(32)에서 생성되는 펄스 신호를 3분할하여 각각 3개의 발광 다이오드(11a 11b 및 11c)의 펄스 신호를 생성하는 분주 회로(33)과, 이 분주 회로(33)에 의해 얻어진 3개의 펄스 신호 각각의 신호에서 원 쇼트(one shot) 신호를 생성하는 단안정 멀티바이브레이터(multivibrator)(34B, 34G 및 34R)과, 분주 회로(33)에서 생성되는 펄스 신호와, 이 신호에 대응하여 각각의 단안정 멀티바이브 레이터(34B, 34G 및 34R)로부터 출력되는 원 쇼트 신호와의 논리곱 AND를 취하는 AND 게이트(35B, 35G 및 35R)과 AND 게이트(35B 및 35R)의 출력의 논리합 OR를 취하는 OR 게이트(36)을 구비하여 구성된다.
이와 같은 구성에 있어서, 펄스 신호 발진기(32)로부터 발진된 단일 펄스 신호를 분주하여 3분할하면 제3도의 타이밍 챠트에 도시한 바와 같이 분주 회로(33)의 출력신호가 얻어지고, 이들 신호와 이들 신호를 입력으로 하는 단안정 멀티바이브레이터(34B, 34G 및 34R)의 출력과의 논리곱 출력으로서 제3도에 도시한 바와 같이 신호 A-C가 얻어지고, 또 신호 D가 얻어진다. 또, 신호 A-C의 원 쇼트 펄스 폭은 각각의 단안정 멀티바이브레이터(34B, 34G 및 34R)에 의해 조정되어 설정된다.
이와같이 해서 제어 신호 생성부에서 얻어진 신호 A-D는 신호 A가 적색인 발광 다이오드(11b)의 점등 타이밍 신호로서 구동부에서 트랜지스터(26)으로 공급되고, 신호 B가 녹색인 발광 다이오드(11a)의 점등 타이밍 신호로서 트랜지스터(24 및 27)에 반전되어 공급되고, 신호 C가 청색인 발광 다이오드(11c)의 점등 타이밍 신호로서 트랜지스터(28)에 공급되고, 신호 D가 적색인 발광 다이오드(11b) 및 청색인 발광 다이오드(11c)의 점등 타이밍 신호로서 트랜지스터(23)에 공급된다.
이와 같은 구동 시스템에 있어서, 신호 A-D가 제3도에 도시한 바와 같은 타이밍으로 변화하는 경우에는 먼저 신호 A와 신호 D가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화함으로써 트랜지스터(23 및 26)이 도통 상태로 되어 발광 다이오드(11b)에 전류가 공급되어 펄스 발광시킨다.
이어서, 신호 B가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화하고, 신호 A 및 D가 하이레벨에서 로우 레벨로 변화하면 트랜지스터(24 및 27)이 도통 상태로 되고, 발광 다이오드(11a)에 전류가 공급되어 펄스 발광되는 한편 발광 다이오드(11b)가 소등된다.
이어서, 신호 C 및 D가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화하고 신호 B가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화하면 트랜지스터(23 및 28)이 도통 상태로 되고, 발광 다이오드(11c)에 전류가 공급되어 펄스 발광되는 한편 발광 다이오드(11a)가 소등된다.
이와 같이 역방향으로 병렬 접속된 발광 다이오드를 포함하는 3개의 발광 다이오드(11a, 11b 및 11c)는 상기 구성의 구동 회로에 의해 시분할되어 차례로 발광 구동할 수 있게 된다.
또, 각각의 발광 다이오드(11a, 11b 및 11c)이 발광 강도는 각각의 발광 다이오드 (11a, 11b 및 11c)에 공급되는 펄스 전류의 증폭 또는 단안정 멀티바이브레이터로부터 출력되는 원 쇼트 신호의 펄스폭을 조정함으로써 가변 가능해진다.
따라서, 이와 같은 다색 LED 램프에서는 외부에서 각각의 발광 다이오드(11a, 11b 및 11c)로 공급되는 전류를 독립하여 설정 제어할 수 있게 된다.
또, 본 발명의 현저한 효과로서 본딩용 리드를 2개로 삭감할 수 있어서 구성을 소형화할 수 있다.
또, 리드를 삭감함으로써 발광 다이오드와 리드와의 본딩 거리가 짧아지고, 본딩 작업을 용이하게 행할 수 있게 된다.
따라서, 조립 작업성이 양호해져서 양산성이 우수해진다.
또, 본 발명의 상기 실시예로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 제4a도에 도시한 바와 같이 역방향으로 병렬 접속되어 공통의 리드에 접속된 1쌍의 발광 다이오드(41, 42 및 43, 44)를 2조 준비하고, 제4b도에 도시한 바와 같은 접속 구성으로 한 4개의 발광 다이오드(41, 42, 43 및 44)로 다색 LED 램프를 구성할 수도 있다.
이와 같은 구서에 있어서도 제2도에 도시한 구동 회로를 확장하여 적용할 수 있게 되어 제1도에 도시한 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또, 발광 다이오드의 갯수가 5개 이상으로 늘어난 경우에도 상기와 같은 본 발명의 수법에 적용함으로써 발광 다이오드의 갯수보다도 적은 리드로 다색 LED 램프를 구성할 수 있게 되어 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 2개의 발광 다이오드를 서로 역방향으로 되도록 병렬 접속하고, 한쪽의 병렬 접속점을 다른 발광 다이오드가 접속되지 않는 공통 단자에 접속하도록 함으로써 각각의 발광 다이오드의 독립 발광 제어성을 손상하지 않고 단자의 삭감을 도모해서 구성의 소형화 및 조립 작업성을 향상시킬 수 있게 된다.
Claims (3)
- 전류가 순방향으로 통과될 때 다른 색 광을 방출하는 다수의 발광 다이오드를 갖고 있는 반도체 발광 장치에 있어서, 각각 제1 및 제2전극을 갖고 있는 제1, 제2 및 제3발광 다이오드(11a, 11b, 11c)를 포함하는데, 상기 제1 및 제2발광 다이오드는 역방향으로 병렬 접속되어 있고, 공통 전기 접속을 상기 제1, 제2 및 제3발광 다이오드의 제1전극 각각에 제공하는 공통 단자(12), 공통 전기 접속을 상기 제1 및 제2발광 다이오드의 제2전극에 제공하는 제1단자(14a), 및 전기 접속을 상기 제3발광 다이오드의 제2전극에 제공하는 제2단자(14b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 공통 단자, 제1단자, 제2단자에 고위 전원 또는 저위 전원을 공급하는 전원 공급 수단과, 상기 제1단자에 접속되는 전원과 상기 공통 단자에 접속되는 전원이 서로 다른 전원으로 되고, 상기 제2단자에 접속되는 전원과 상기 공통 단자에 접속되는 전원이 서로 다른 전원으로 되도록 상기 전원 공급 수단과 상기 각각의 단자를 접속 제어하는 제어수단(22 내지 28)을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 장치.
- 3개 이상의 발광 다이오드(11a, 11b 및 11c)중 역방향으로 병렬 접속된 1쌍의 발광 다이오드에 대해 전류를 시분할하여 각각의 발광 다이오드에 공급하여 발광 구동하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 장치의 구동 방법.
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