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KR102620829B1 - 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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KR102620829B1
KR102620829B1 KR1020190105069A KR20190105069A KR102620829B1 KR 102620829 B1 KR102620829 B1 KR 102620829B1 KR 1020190105069 A KR1020190105069 A KR 1020190105069A KR 20190105069 A KR20190105069 A KR 20190105069A KR 102620829 B1 KR102620829 B1 KR 102620829B1
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driving integrated
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김경준
임동수
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삼성전자주식회사
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Abstract

발광소자 패키지는 제1 발광 다이오드 픽셀 및 제1 픽셀 구동 집적 회로를 포함한다. 제1 발광 다이오드 픽셀은 각각 빛을 방출하는 제1 발광 다이오드 칩들을 포함한다. 제1 픽셀 구동 집적 회로는 제1 발광 다이오드 픽셀의 제1 발광 다이오드 칩들의 하부에 배치되고, 하나의 프레임 구간을 전체적으로 이용하는 액티브 매트릭스(Active Matrix; AM) 방식으로 제1 발광 다이오드 칩들을 구동하며, 하나의 프레임 구간 내에서 구동 전류가 인가되는 시간을 제어하는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 방식으로 제1 발광 다이오드 칩들을 구동한다.

Description

발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND DISPLAY APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 반도체 집적 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발광소자 패키지 및 상기 발광소자 패키지를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
반도체 발광 다이오드(LED)는 조명 장치용 광원뿐만 아니라, 다양한 전자 제품의 광원으로 사용되고 있다. 특히, TV, 휴대폰, PC(Personal Computer), 노트북 PC, PDA(Personal Digital Assistant) 등과 같은 각종 디스플레이 장치들을 위한 광원으로 널리 사용되고 있다.
종래의 디스플레이 장치는 주로 액정 디스플레이(LCD)로 구성된 디스플레이 패널과 백라이트로 구성되었으나, 최근에는 LED 소자를 그대로 하나의 픽셀로서 사용하여 백라이트가 별도로 요구되지 않는 형태로도 개발되고 있다. 이러한 디스플레이 장치는 컴팩트화할 수 있을 뿐만 아니라, 기존 LCD에 비해 광효율도 우수한 고휘도 디스플레이를 구현될 수 있다. 또한, 디스플레이 화면의 종횡비를 자유롭게 바꾸고 대면적으로 구현할 수 있으므로 다양한 형태의 대형 디스플레이로 제공할 수 있다.
본 발명의 일 목적은 AM(Active Matrix) 방식으로 효과적으로 구동할 수 있는 발광소자 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 발광소자 패키지를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지는 제1 발광 다이오드 픽셀 및 제1 픽셀 구동 집적 회로를 포함한다. 상기 제1 발광 다이오드 픽셀은 각각 빛을 방출하는 제1 발광 다이오드 칩들을 포함한다. 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는 상기 제1 발광 다이오드 픽셀의 상기 제1 발광 다이오드 칩들의 하부에 배치되고, 하나의 프레임 구간을 전체적으로 이용하는 액티브 매트릭스(Active Matrix; AM) 방식으로 상기 제1 발광 다이오드 칩들을 구동하며, 상기 하나의 프레임 구간 내에서 구동 전류가 인가되는 시간을 제어하는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 방식으로 상기 제1 발광 다이오드 칩들을 구동한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치는 인쇄 회로 기판, 복수의 발광소자 패키지들 및 컨트롤러를 포함한다. 상기 복수의 발광소자 패키지들은 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면 상에 배치된다. 상기 컨트롤러는 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면과 대향하는 제2 면 상에 배치되고, 상기 복수의 발광소자 패키지들의 구동을 제어한다. 상기 복수의 발광소자 패키지들 각각은 제1 발광 다이오드 픽셀 및 제1 픽셀 구동 집적 회로를 포함한다. 상기 제1 발광 다이오드 픽셀은 각각 빛을 방출하는 제1 발광 다이오드 칩들을 포함한다. 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는 상기 제1 발광 다이오드 픽셀의 상기 제1 발광 다이오드 칩들의 하부에 배치되고, 하나의 프레임 구간을 전체적으로 이용하는 액티브 매트릭스(Active Matrix; AM) 방식으로 상기 제1 발광 다이오드 칩들을 구동하며, 상기 하나의 프레임 구간 내에서 구동 전류가 인가되는 시간을 제어하는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 방식으로 상기 제1 발광 다이오드 칩들을 구동한다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지 및 디스플레이 장치에서는, 발광 다이오드 칩들을 액티브 매트릭스 방식 및 펄스 폭 변조 방식으로 구동하기 위한 픽셀 구동 집적 회로를 개별 패키지마다 포함함으로써, 액티브 매트릭스 방식을 효과적으로 구현하고 이에 따라 패시브 매트릭스 방식의 문제점인 잔상(ghost), 플리커(flicker) 현상을 효과적으로 감소/제거할 수 있다. 또한, 픽셀 구동 집적 회로를 발광 다이오드 칩들의 하부에 배치함으로써, 발광 다이오드 칩들에서 방출되는 빛이 픽셀 구동 집적 회로에 의해 가려지지 않으며 이에 따라 발광 효율의 감소를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 2a 및 2b는 도 1의 발광소자 패키지의 평면도 및 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지에 포함되는 픽셀 구동 집적 회로의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4a 및 4b는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5 및 6은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지에 포함되는 픽셀 구동 집적 회로의 다른 예를 나타내는 블록도들이다.
도 7은 도 6의 픽셀 구동 집적 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지에 포함되는 픽셀 구동 집적 회로의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 8의 픽셀 구동 집적 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10, 11, 12, 13, 14, 15 및 16은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지에 포함되는 픽셀 구동 집적 회로의 또 다른 예를 나타내는 블록도들이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 18a 및 18b는 도 17의 발광소자 패키지의 평면도 및 단면도이다.
도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 20a 및 20b는 도 19의 발광소자 패키지의 평면도 및 단면도이다.
도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 22a 및 22b는 도 21의 발광소자 패키지의 평면도 및 단면도이다.
도 23a, 23b 및 23c는 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 평면도, 저면도 및 단면도이다.
도 24a 및 24b는 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 25a 및 25b는 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 26a 및 26b는 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 27은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이다.
도 28은 도 27의 A 부분을 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 29는 도 27의 디스플레이 장치의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 사시도이다. 도 2a 및 2b는 도 1의 발광소자 패키지의 평면도 및 단면도이다. 도 2b는 도 2a의 발광소자 패키지가 I-I'에 의해 절단된 일 예를 나타낸다.
도 1, 2a 및 2b를 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 발광 다이오드 픽셀 및 픽셀 구동 집적 회로(Integrated Circuit; IC)(400)를 포함한다. 발광소자 패키지(100)는 패키지 기판(200), 밀봉 부재(500) 및 복수의 본딩 와이어들(BW1, BW2, BW3, BW4, BW5, BW6)을 더 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 픽셀은 각각 빛을 방출하는 발광 다이오드 칩들(300)을 포함한다. 예를 들어, 발광 다이오드 칩들(300)은 제1 발광 다이오드 칩(310), 제2 발광 다이오드 칩(320) 및 제3 발광 다이오드 칩(330)을 포함할 수 있다. 도 1 등에서는 하나의 발광 다이오드 픽셀이 세 개의 발광 다이오드 칩들을 포함하여 구현되는 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 발광 다이오드 칩들의 개수는 실시예에 따라서 다양하게 변경될 수 있다.
일 실시예에서, 발광 다이오드 칩들(300)은 서로 다른 색상의 빛을 방출할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 다이오드 칩(310)은 적색(red) 빛을 방출하는 적색 발광 다이오드 칩이고, 제2 발광 다이오드 칩(320)은 녹색(green) 빛을 방출하는 녹색 발광 다이오드 칩이며, 제3 발광 다이오드 칩(330)은 청색(blue) 빛을 방출하는 청색 발광 다이오드 칩일 수 있다. 이 경우, 발광소자 패키지(100)는 풀 컬러(full color)용 RGB 패키지의 형태로 구현될 수 있다.
다른 실시예에서, 발광 다이오드 칩들(300)은 동일한 색상의 빛을 방출할 수 있다. 예를 들어, 제1, 제2 및 제3 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)은 각각 백색(white) 빛을 방출하는 백색 발광 다이오드 칩일 수 있다. 이 경우, 발광소자 패키지(100)는 비비드 컬러(vivid color)용 멀티 화이트(multi white) 패키지의 형태로 구현될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 발광 다이오드 칩들(300)이 방출하는 빛의 색상은 시안(cyan), 옐로우(yellow), 마젠타(magenta), 검정색(black) 등과 같은 다양한 색상들 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다.
픽셀 구동 집적 회로(400)는 상기 발광 다이오드 픽셀의 발광 다이오드 칩들(300)의 하부에 배치되고, 액티브 매트릭스(Active Matrix; AM) 방식으로 발광 다이오드 칩들(300)을 구동하며, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 방식으로 발광 다이오드 칩들(300)을 구동한다. 픽셀 구동 집적 회로(400)를 발광 다이오드 칩들(300)의 하부에 배치함으로써, 발광 다이오드 칩들(300)에서 방출되는 빛이 픽셀 구동 집적 회로(400)에 의해 가려지지 않을 수 있다.
상기 액티브 매트릭스 방식은 하나의 프레임 구간을 전체적으로 이용하여 하나의 발광 다이오드 픽셀 내의 발광 다이오드 칩들(300)을 구동하는 방식을 나타내며, 하나의 프레임 구간을 분할하고 그 중 일부 구간만을 이용하여 하나의 발광 다이오드 픽셀 내의 발광 다이오드 칩들을 구동하는 패시브 매트릭스(Passive Matrix) 방식과 구별된다. 상기 펄스 폭 변조 방식은 하나의 프레임 구간 내에서 발광 다이오드 칩들(300)을 흐르는 구동 전류의 인가 시간을 제어하는 방식을 나타내며, 구동 전류의 크기를 제어하는 펄스 진폭 변조(Pulse Amplitude Modulation; PAM) 방식과 구별된다.
상기 액티브 매트릭스 방식 및 상기 펄스 폭 변조 방식을 구현하기 위한 픽셀 구동 집적 회로(400)의 구체적인 구조 및 동작에 대해서는 도 3 내지 16을 참조하여 상세하게 후술하도록 한다.
픽셀 구동 집적 회로(400)는 패키지 기판(200)과의 전기적인 연결을 위한 복수의 패드(pad)들(410a, 410b, 410c, 410d, 410e, 410f)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 패드들(410a~410f)은 데이터 입력 패드(410a), 데이터 출력 패드(410b), 전원 패드(410c), 제1 클럭 패드(410d), 제2 클럭 패드(410e) 및 접지 패드(410f)를 포함하며, IC 패드라고 부를 수 있다. 예를 들어, 패드는 접촉 패드(contact pad) 또는 접촉 핀(contact pin)을 의미할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아닐 수 있다.
도 1의 실시예에서, 발광 다이오드 칩들(300)은 플립 칩(flip chip)의 형태로 구현될 수 있다. 구체적으로, 발광 다이오드 칩들(300)과 픽셀 구동 집적 회로(400)는 적어도 하나의 전극을 통해 직접적으로 연결될 수 있다. 도 2a에서 제1, 제2 및 제3 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330) 내부에 점선으로 도시된 사각형들이 상기 적어도 하나의 전극을 나타낼 수 있다. 상세하게 도시하지는 않았으나, 발광 다이오드 칩들(300) 하부의 픽셀 구동 집적 회로(400)에는 발광 다이오드 칩들(300)과의 전기적인 연결을 위한 적어도 하나의 패드가 더 배치될 수 있다. 또한 도시하지는 않았으나, 발광 다이오드 칩들(300)과 픽셀 구동 집적 회로(400) 사이에는 발광 다이오드 칩들(300)과 픽셀 구동 집적 회로(400)를 전기적으로 연결하기 위한 공융 금속(eutectic metal), 페이스트(paste), 솔더(solder) 등의 도전성 접착 물질이 형성될 수도 있다.
패키지 기판(200)은 픽셀 구동 집적 회로(400)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 발광 다이오드 픽셀의 발광 다이오드 칩들(300) 및 픽셀 구동 집적 회로(400)는 패키지 기판(200) 상에 실장되며, 패키지 기판(200)을 통해 외부의 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)(예를 들어, 도 27의 2300) 및 외부의 컨트롤러(예를 들어, 도 27의 2400)와 전기적으로 연결되고 상기 외부의 컨트롤러와 통신할 수 있다.
패키지 기판(200)은 픽셀 구동 집적 회로(400)와의 전기적인 연결을 위한 복수의 패드들(210a, 210b, 210c, 210d, 210e, 210f)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 패드들(210a~210f)은 데이터 입력 패드(210a), 데이터 출력 패드(210b), 전원 패드(210c), 제1 클럭 패드(210d), 제2 클럭 패드(210e) 및 접지 패드(210f)를 포함하며, 패키지 패드라고 부를 수 있다.
복수의 본딩 와이어들(BW1~BW6)은 픽셀 구동 집적 회로(400)의 복수의 패드들(410a~410f)과 패키지 기판(200)의 복수의 패드들(210a~210f)을 전기적으로 연결하며, 패키지 본딩 와이어라고 부를 수 있다. 예를 들어, 본딩 와이어(BW1)는 데이터 입력 패드(410a)와 데이터 입력 패드(210a)를 연결하고, 본딩 와이어(BW2)는 데이터 출력 패드(410b)와 데이터 출력 패드(210b)를 연결하고, 본딩 와이어(BW3)는 전원 패드(410c)와 전원 패드(210c)를 연결하고, 본딩 와이어(BW4)는 제1 클럭 패드(410d)와 제1 클럭 패드(210d)를 연결하고, 본딩 와이어(BW5)는 제2 클럭 패드(410e)와 제2 클럭 패드(210e)를 연결하며, 본딩 와이어(BW6)는 접지 패드(410f)와 접지 패드(210f)를 연결할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 픽셀 구동 집적 회로(400)와 패키지 기판(200) 사이에는 픽셀 구동 집적 회로(400)를 고정하기 위한 에폭시(epoxy), 실리콘(silicone), 아크릴레이트(acrylate), 페이스트(paste) 등의 접착 부재가 개재될 수도 있다.
패키지 기판(200)은 상기 외부의 인쇄 회로 기판과의 전기적인 연결을 위해 하단에 형성되는 복수의 도전성 범프들(220)을 포함할 수 있다. 상세하게 도시하지는 않았으나, 패키지 기판(200) 내에는 복수의 패드들(210a~210f)과 복수의 도전성 범프들(220)을 전기적으로 연결하기 위한 배선들 및/또는 비아들이 형성될 수 있다.
상기 발광 다이오드 픽셀의 발광 다이오드 칩들(300), 픽셀 구동 집적 회로(400) 및 복수의 본딩 와이어들(BW1~BW6)은 밀봉 부재(500)로 고정될 수 있다. 예를 들어, 에폭시 레진(epoxy resin), 실리콘 레진(silicone resin) 등을 밀봉 부재(500)로 이용하거나, 상술한 레진에 용융 실리카(fused silica), 카본 블랙(carbon black) 등의 필러(filler)를 함유하여 밀봉 부재(500)로 이용할 수 있다.
일 실시예에서, 도 1의 발광소자 패키지(100)를 제조하는데 있어서, 먼저 패키지 기판(200)을 마련하고, 상기 접착 부재를 이용하여 패키지 기판(200) 상에 픽셀 구동 집적 회로(400)를 부착하고, 상기 도전성 접착 물질을 이용하여 픽셀 구동 집적 회로(400) 상에 발광 다이오드 칩들(300)을 본딩하고, 복수의 본딩 와이어들(BW1~BW6)을 형성하고, 밀봉 부재(500)를 이용하여 패키지를 몰딩(molding)하며, 몰딩된 패키지를 절단(sawing 또는 singulation)하여 하나의 패키지를 획득할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지(100)는 발광 다이오드 칩들을 상기 액티브 매트릭스 방식 및 상기 펄스 폭 변조 방식으로 구동하기 위한 픽셀 구동 집적 회로(400)를 개별 패키지마다 포함함으로써, 상기 액티브 매트릭스 방식을 효과적으로 구현하고 이에 따라 패시브 매트릭스 방식의 문제점인 잔상(ghost), 플리커(flicker) 현상을 효과적으로 감소/제거할 수 있다. 또한, 픽셀 구동 집적 회로(400)를 발광 다이오드 칩들(300)의 하부에 배치함으로써, 발광 다이오드 칩들(300)에서 방출되는 빛이 픽셀 구동 집적 회로(400)에 의해 가려지지 않으며 이에 따라 발광 효율의 감소를 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지에 포함되는 픽셀 구동 집적 회로의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 픽셀 구동 집적 회로(400)는 복수의 패드들(410a~410f)을 포함하며, 디멀티플렉서(420), 저장부(430), 정전류 발생부(440) 및 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450)를 포함한다. 복수의 패드들(410a~410f)은 도 1을 참조하여 상술한 복수의 패드들(410a~410f)과 각각 실질적으로 동일할 수 있다.
디멀티플렉서(420)는 데이터 입력 패드(410a)를 통해 외부의 컨트롤러(예를 들어, 도 27의 2400)로부터 시리얼 데이터(SDAT)를 수신하고, 시리얼 데이터(SDAT)에서 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)에 대한 제1 프레임 데이터를 추출 및 저장하며, 상기 제1 프레임 데이터를 분배하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 디멀티플렉서(420)는 상기 제1 프레임 데이터를 임시로 저장하기 위한 쉬프트 레지스터 및 상기 제1 프레임 데이터를 분배하기 위한 분배기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 프레임 데이터는 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)에 대한 구동 데이터들(DAT1, DAT2, DAT3) 및 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450)를 제어하기 위한 제어 데이터(CONT)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 데이터들(DAT1, DAT2, DAT3)은 계조 데이터를 포함하며, 저효율(low efficiency), 파장 쉬프트(wavelength shift) 등에 대응하기 위한 추가 계조 데이터를 더 포함할 수 있다. 제어 데이터(CONT)는 커맨드(command) 및 클럭 매치(clock match) 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 디멀티플렉서(420)는 시리얼 데이터(SDAT) 중에서 상기 제1 프레임 데이터를 제외한 나머지 데이터(SDAT')는 별도의 처리 없이 그대로 출력하며, 나머지 데이터(SDAT')는 데이터 출력 패드(410b)를 통해 출력되어 후단의 발광소자 패키지에 제공될 수 있다. 도 27 등을 참조하여 후술하는 것처럼, 실제 완제품 내에서는 복수의 발광소자 패키지들이 직렬 연결되어 구현되며, 예를 들어 N(N은 2 이상의 자연수)개의 발광소자 패키지들이 직렬 연결되는 경우에, 하나의 프레임 구간에 대한 시리얼 데이터(SDAT)는 첫번째부터 N번째 발광소자 패키지들의 프레임 데이터들을 포함할 수 있다. 첫번째 발광소자 패키지는 자기 자신에 대한 프레임 데이터만을 획득하고 나머지 데이터를 두번째 발광소자 패키지로 출력하고, 두번째 발광소자 패키지 역시 자기 자신에 대한 프레임 데이터만을 획득하고 나머지 데이터를 세번째 발광소자 패키지로 출력하고, 이와 같은 방식으로 첫번째부터 N번째 발광소자 패키지들 각각이 자기 자신에 대한 프레임 데이터를 획득할 수 있다.
저장부(430)는 분배된 상기 제1 프레임 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(430)는 분배된 상기 제1 프레임 데이터 중 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)에 대한 구동 데이터들(DAT1, DAT2, DAT3)을 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 저장부(430)는 래치(latch), 레지스터(register), 버퍼(buffer) 등의 형태로 구현될 수도 있고, SRAM(static random access memory), DRAM(dynamic random access memory) 등과 같은 휘발성 메모리, 및/또는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시 메모리(flash memory), PRAM(phase change random access memory), RRAM(resistance random access memory), NFGM(nano floating gate memory), PoRAM(polymer random access memory), MRAM(magnetic random access memory), FRAM(ferroelectric random access memory) 등과 같은 비휘발성 메모리 중 적어도 하나를 포함하여 구현될 수도 있다.
정전류 발생부(440)는 전원 패드(410c)를 통해 전원 전압(VDD)을 수신하며, 전원 전압(VDD)에 기초하여 기준 전류(ICC)를 발생할 수 있다. 예를 들어, 정전류 발생부(440)는 전류 미러(current mirror)를 포함하여 구현될 수 있다.
펄스 폭 변조 데이터 발생부(450)는 제1 클럭 패드(410d)를 통해 수신되는 클럭 신호(CLK), 제2 클럭 패드(410e)를 통해 수신되는 펄스 폭 변조 클럭 신호(PCLK), 디멀티플렉서(420) 및 저장부(430)로부터 제공되는 분배된 상기 제1 프레임 데이터(예를 들어, 제어 데이터(CONT) 및 구동 데이터들(DAT1, DAT2, DAT3)), 및 정전류 발생부(440)로부터 제공되는 기준 전류(ICC)에 기초하여, 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)에 인가되는 구동 전류들(DI1, DI2, DI3)을 발생할 수 있다.
구동 전류들(DI1, DI2, DI3)은 상기 펄스 폭 변조 방식에 기초하여 발생될 수 있다. 예를 들어, 구동 데이터(DAT1)에 기초하여 발광 다이오드 칩(310)에 인가되는 구동 전류(DI1)의 펄스 폭(예를 들어, 인가 시간)이 조절되고, 구동 데이터(DAT2)에 기초하여 발광 다이오드 칩(320)에 인가되는 구동 전류(DI2)의 펄스 폭이 조절되며, 구동 데이터(DAT3)에 기초하여 발광 다이오드 칩(330)에 인가되는 구동 전류(DI3)의 펄스 폭이 조절될 수 있다. 예를 들어, 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450)를 구동하기 위한 클럭 신호(CLK)는 제1 주파수를 가지고, 상기 펄스 폭 변조를 위한 펄스 폭 변조 클럭 신호(PCLK)는 구동 전류들(DI1, DI2, DI3)의 펄스 폭을 정밀하게 조절할 수 있도록 상기 제1 주파수보다 높은 제2 주파수를 가질 수 있다.
발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)은 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450)로부터 구동 전류들(DI1, DI2, DI3)을 수신하는 애노드 전극 및 접지 패드(410f)와 연결되는 캐소드 전극을 각각 포함할 수 있다.
도 4a 및 4b는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3 및 4a를 참조하면, 픽셀 구동 집적 회로(400)는 하나의 프레임 구간을 전체적으로 이용하는 액티브 매트릭스 방식으로 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)을 구동할 수 있다. 도 4a에서, STG는 도 3의 저장부(430)에 저장된 데이터를 나타내며, PDG는 도 3의 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450)에서 발생되는 구동 전류를 나타낸다.
도 4a에 도시된 것처럼, 각 프레임 구간은 초기(initial) 구간, 발광(emitting) 구간 및 리셋(reset) 구간을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 프레임 구간(F1)은 제1 초기 구간(FI1), 제1 발광 구간(FE1) 및 제1 리셋 구간(FR1)을 포함하고, 제2 프레임 구간(F2)은 제2 초기 구간(FI2), 제2 발광 구간(FE2) 및 제2 리셋 구간(FR2)을 포함하며, 제3 프레임 구간(F3)은 제3 초기 구간(FI3), 제3 발광 구간(FE3) 및 제3 리셋 구간(FR3)을 포함할 수 있다.
최초의 제1 프레임 구간(F1)에서, 제1 발광 구간(FE1) 동안에 픽셀 구동 집적 회로(400)는 제1 프레임 데이터(DAT_F1)를 수신 및 분배하고, 저장부(430)는 제1 프레임 데이터(DAT_F1)를 저장할 수 있다. 제1 프레임 데이터(DAT_F1)는 제2 프레임 구간(F2)의 제2 초기 구간(FI2)까지 저장부(430) 내에서 유지될 수 있다. 제1 프레임 구간(F1)에서, 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450)는 구동 전류를 발생하지 않으며, 따라서 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)은 발광하지 않을 수 있다.
제1 프레임 구간(F1) 이후의 제2 프레임 구간(F2)에서, 제2 초기 구간(FI2) 동안에 저장부(430)에 저장되어 있는 제1 프레임 데이터(DAT_F1)가 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450)에 제공되고, 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450)는 제1 프레임 데이터(DAT_F1)에 기초하여 구동 전류(DI_DAT_F1)를 발생하며, 제2 발광 구간(FE2) 동안에 구동 전류(DI_DAT_F1)에 기초하여 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)이 발광할 수 있다. 다시 말하면, 이전 프레임(F1)의 프레임 데이터(DAT_F1)에 기초하여 현재 프레임(F2)의 발광 동작이 수행될 수 있다. 또한, 제2 발광 구간(FE2) 동안에 픽셀 구동 집적 회로(400)는 제2 프레임 데이터(DAT_F2)를 수신 및 분배하고, 저장부(430)는 제2 프레임 데이터(DAT_F2)를 저장할 수 있다.
이와 유사하게, 제2 프레임 구간(F2) 이후의 제3 프레임 구간(F3)에서, 제3 초기 구간(FI3) 동안에 저장부(430)의 제2 프레임 데이터(DAT_F2)가 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450)에 제공되고 제2 프레임 데이터(DAT_F2)에 기초하여 구동 전류(DI_DAT_F2)가 발생되며, 제3 발광 구간(FE3) 동안에 구동 전류(DI_DAT_F2)에 기초하여 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)이 발광할 수 있다. 또한, 제3 발광 구간(FE3) 동안에 픽셀 구동 집적 회로(400)는 제3 프레임 데이터(DAT_F3)를 수신 및 분배하고, 저장부(430)는 제3 프레임 데이터(DAT_F3)를 저장할 수 있다.
종래의 패시브 매트릭스 방식에서는, 실제 완제품 내에서 N개의 발광소자 패키지들이 직렬 연결되어 하나의 IC에 의해 구동되는 경우에, 하나의 프레임 구간을 N개로 분할하고 하나의 분할 구간 동안에 하나의 발광소자 패키지를 구동하였다. 이 경우, 저계조 구간에서 발광 다이오드 칩에 충분한 전압이 인가되기도 전에 점멸되는 사유로 플리커 현상이 발생하거나, 카메라 셔터 속도를 올리면 일부 영역에서 점멸 상태가 되는 플리커 현상이 발생할 수 있다. 또한, 픽셀 간 점멸이 진행되면서 패키지 내에 존재하는 기생 커패시턴스(capacitance)로 인해 이전 픽셀에서 흐릿하게 재점등 되는 잔상 현상이 발생하는 문제가 있었다.
도 4a에 도시된 본 발명의 실시예들에 따른 액티브 매트릭스 방식에서는, 각 발광소자 패키지가 픽셀 구동 집적 회로를 포함하므로, N개의 발광소자 패키지들이 직렬 연결되더라도 하나의 프레임 구간 전체를 이용하여 모든 발광소자 패키지들 각각을 구동할 수 있다. 패시브 매트릭스 방식에 비하여 하나의 발광소자 패키지의 점등 시간이 증가하므로, 상술한 플리커 현상이 발생하지 않을 수 있다. 또한 상술한 것처럼, 이전 프레임의 프레임 데이터에 기초하여 현재 프레임의 발광 동작이 수행되며, 인접한 프레임 구간들 사이에 리셋 구간(FR1, FR2, FR3)이 존재하므로, 상술한 고스트 현상이 발생하지 않을 수 있다.
도 3 및 4b를 참조하면, 발광 다이오드 칩(310)에 인가되는 구동 전류(DI1)는 제1 크기(I1) 및 제1 펄스 폭(W1)을 가지며, 이에 따라 제1 펄스 폭(W1)에 대응하는 제1 시간만큼 발광 다이오드 칩(310)이 발광될 수 있다. 이와 유사하게, 발광 다이오드 칩(320)에 인가되는 구동 전류(DI2)는 제2 크기(I2) 및 제2 펄스 폭(W2)을 가지며, 제2 펄스 폭(W2)에 대응하는 제2 시간만큼 발광 다이오드 칩(320)이 발광될 수 있다. 발광 다이오드 칩(330)에 인가되는 구동 전류(DI3)는 제3 크기(I3) 및 제3 펄스 폭(W3)을 가지며, 제3 펄스 폭(W3)에 대응하는 제3 시간만큼 발광 다이오드 칩(330)이 발광될 수 있다.
일 실시예에서, 구동 전류의 폭이 증가할수록 발광 다이오드 칩이 높은 계조(또는 휘도)로 발광할 수 있다. 도 4b에 도시된 파형의 구동 전류들(DI1, DI2, DI3)이 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)에 각각 인가되는 경우에, 발광 다이오드 칩(310)은 발광 다이오드 칩(320)보다 높은 계조를 가지고 발광 다이오드 칩(330)보다 낮은 계조를 가지도록 발광할 수 있다. 특히 구동 전류(DI3)와 같이 전체 발광 구간(FE1)에 대응하는 최대 펄스 폭을 가지는 경우에, 발광 다이오드 칩(330)은 최대 계조로 발광할 수 있다.
실시예에 따라서, 제1 크기(I1), 제2 크기(I2) 및 제3 크기(I3)는 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다. 또한, 제1 펄스 폭(W1), 제2 펄스 폭(W2) 및 제3 펄스 폭(W3)은 표시하고자 하는(즉, 원하는) 계조에 따라 변경될 수 있다.
공정 산포, 방출하는 빛의 파장 차이 등에 의해, 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)은 순방향 전압(Vf) 및 전류에 따른 휘도 특성이 서로 다르며, 파장 쉬프트 또한 서로 다를 수 있다. 따라서, 전류의 크기를 제어하여 계조를 조절하는 펄스 진폭 변조 방식은 적용이 어려우며, 전류의 크기를 고정한 상태에서 발광 시간을 제어하여 계조를 조절하는 펄스 폭 변조 방식을 적용하는 경우에 입력 전류에 따른 파장 쉬프트나 낮은 전류에서의 산포 및 저효율 등의 문제를 피하고 발광 효율이 향상될 수 있다.
도 5 및 6은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지에 포함되는 픽셀 구동 집적 회로의 다른 예를 나타내는 블록도들이다. 이하 도 3과 중복되는 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 픽셀 구동 집적 회로(400a)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)에서 정전기 방전(ElectroStatic Discharge; ESD) 보호 회로(450)를 더 포함하도록 구현될 수 있다. 정전기 방전 보호 회로(450)를 더 포함하는 것을 제외하면, 도 5의 픽셀 구동 집적 회로(400a)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)와 실질적으로 동일할 수 있다.
정전기 방전 보호 회로(450)는 전원 패드(210c)와 연결되고, ESD 이벤트가 발생하여 외부로부터 다량의 전하가 유입되는 경우에 픽셀 구동 집적 회로(400a) 내부의 구성요소들을 보호할 수 있다. 상세하게 도시하지는 않았으나, 정전기 방전 보호 회로(450)는 접지 패드(210f)와도 연결될 수 있다.
또한 도시하지는 않았으나, 픽셀 구동 집적 회로(400a)는 데이터 입력 패드(410a), 데이터 출력 패드(410b), 제1 클럭 패드(410d) 및 제2 클럭 패드(410e) 중 적어도 하나와 연결되는 추가 정전기 방전 보호 회로를 더 포함할 수도 있다.
도 6을 참조하면, 픽셀 구동 집적 회로(400b)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)에서 보상부(460b)를 더 포함하도록 구현될 수 있다. 보상부(460b)를 더 포함하고 이에 따라 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450b)의 구성이 일부 변경되는 것을 제외하면, 도 6의 픽셀 구동 집적 회로(400b)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)와 실질적으로 동일할 수 있다.
저장부(430)는 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)에 대한 특성 데이터(CDAT)를 더 저장할 수 있다. 보상부(460b)는 특성 데이터(CDAT)에 기초하여 구동 전류들(DI1, DI2, DI3)을 제어하기 위한 듀티비(duty ratio) 제어 신호(DCON)를 발생할 수 있다. 예를 들어, 보상부(460b)는 메모리 기능을 포함할 수 있다. 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450b)는 듀티비 제어 신호(DCON)에 기초하여 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)의 특성에 적합하도록 구동 전류들(DI1, DI2, DI3)의 듀티비를 조절할 수 있다. 실시예에 따라서, 보상부(460b)는 저장부(430) 또는 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450b)에 포함될 수도 있다.
도 7은 도 6의 픽셀 구동 집적 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 7을 참조하면, 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450b)는 듀티비 제어 신호(DCON)에 기초하여 구동 전류들(DI1, DI2, DI3)의 펄스 폭(W1', W2', W3')을 조절할 수 있다. 상술한 것처럼, 공정 산포 등에 의해 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)의 고유 특성이 서로 다르며, 특히 동일한 계조를 표현하기 위한 발광 시간이 칩마다 및/또는 패키지마다 서로 다르므로, 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)의 고유 특성을 각 패키지에 미리 저장해 놓고 실제 구동 시에 이를 반영할 수 있다. 도 4의 예와 비교하였을 때, 도 7의 예에서 펄스 폭(W1', W2')은 증가하였고 펄스 폭(W3')은 감소하였다. 다만 이는 예시적일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지에 포함되는 픽셀 구동 집적 회로의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다. 이하 도 3 및 6과 중복되는 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 픽셀 구동 집적 회로(400c)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)에서 보상부(460c)를 더 포함하도록 구현될 수 있다. 보상부(460c)를 더 포함하고 이에 따라 정전류 발생부(440c)의 구성이 일부 변경되는 것을 제외하면, 도 8의 픽셀 구동 집적 회로(400c)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)와 실질적으로 동일할 수 있다.
보상부(460c)는 저장부(430)로부터 제공되는 특성 데이터(CDAT)에 기초하여 구동 전류들(DI1, DI2, DI3)을 제어하기 위한 전류 제어 신호(ICON)를 발생할 수 있다. 예를 들어, 보상부(460c)는 감마 2.2 회로를 포함할 수 있다. 정전류 발생부(440c)는 전류 제어 신호(ICON)에 기초하여 기준 전류(ICC)의 크기를 조절하며, 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450)는 크기 조절된 기준 전류(ICC)에 기초하여 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)의 특성에 적합하도록 구동 전류들(DI1, DI2, DI3)의 크기를 조절할 수 있다. 실시예에 따라서, 보상부(460c)는 정전류 발생부(440c)에 포함될 수도 있다.
도 9는 도 8의 픽셀 구동 집적 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 이하 도 7과 중복되는 설명은 생략한다.
도 8 및 9를 참조하면, 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450)는 크기 조절된 기준 전류(ICC)에 기초하여 구동 전류들(DI1, DI2, DI3)의 크기(I1', I2', I3')을 조절할 수 있다. 도 4의 예와 비교하였을 때, 도 9의 예에서 크기(I2')는 증가하였고 크기(I1', I3')는 감소하였다. 다만 이는 예시적일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다.
한편, 실시예에 따라서 특성 데이터(CDAT)가 외부의 컨트롤러(예를 들어, 도 27의 2400)로부터 제공되거나 또는 특성 데이터를 반영하여 변경된 구동 데이터들(DAT1, DAT2, DAT3)이 상기 외부의 컨트롤러로부터 제공될 수도 있다. 이 경우, 도 6 및 8에 포함된 보상부를 별도로 포함하지 않더라도, 도 7 및 9를 참조하여 상술한 것처럼 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)의 특성에 적합하도록 구동 전류들(DI1, DI2, DI3)이 조절될 수 있다.
도 10, 11, 12, 13, 14, 15 및 16은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지에 포함되는 픽셀 구동 집적 회로의 또 다른 예를 나타내는 블록도들이다. 이하 도 3과 중복되는 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 픽셀 구동 집적 회로(400d)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)에서 검출부(470)를 더 포함하도록 구현될 수 있다. 검출부(470)를 더 포함하는 것을 제외하면, 도 10의 픽셀 구동 집적 회로(400d)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)와 실질적으로 동일할 수 있다.
검출부(470)는 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330) 중 적어도 하나에 전기적 이상이 발생된 경우에, 상기 전기적 이상을 감지하여 불량 검출 신호(FDS)를 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 전기적 이상은 쇼트(short) 불량, 오픈(open) 불량 등을 포함할 수 있다. 도 10의 예에서, 불량 검출 신호(FDS)는 외부의 컨트롤러(예를 들어, 도 27의 2400)로 피드백되며, 상기 외부의 컨트롤러는 불량 검출 신호(FDS)에 기초하여 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)의 구동을 제한할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 픽셀 구동 집적 회로(400d)는 불량 검출 신호(FDS)를 상기 외부의 컨트롤러로 제공하기 위한 패드를 더 포함할 수 있다.
도 11을 참조하면, 픽셀 구동 집적 회로(400e)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)에서 검출부(470)를 더 포함하도록 구현될 수 있다. 검출부(470)를 더 포함하고 이에 따라 저장부(430e)의 구성이 일부 변경되는 것을 제외하면, 도 11의 픽셀 구동 집적 회로(400e)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)와 실질적으로 동일할 수 있다. 검출부(470)는 도 10의 검출부(470)와 실질적으로 동일할 수 있다.
도 11의 예에서, 불량 검출 신호(FDS)는 저장부(430e)로 피드백되며, 저장부(430e)는 불량 검출 신호(FDS)에 기초하여 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)의 구동을 제한(예를 들어, 마스킹)할 수 있다.
도 12를 참조하면, 픽셀 구동 집적 회로(400f)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)에서 검출부(470)를 더 포함하도록 구현될 수 있다. 검출부(470)를 더 포함하고 이에 따라 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450f)의 구성이 일부 변경되는 것을 제외하면, 도 12의 픽셀 구동 집적 회로(400f)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)와 실질적으로 동일할 수 있다. 검출부(470)는 도 10의 검출부(470)와 실질적으로 동일할 수 있다.
도 12의 예에서, 불량 검출 신호(FDS)는 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450f)로 피드백되며, 펄스 폭 변조 데이터 발생부(450f)는 불량 검출 신호(FDS)에 기초하여 발광 다이오드 칩들(310, 320, 330)의 구동을 제한할 수 있다.
도 13 및 14를 참조하면, 픽셀 구동 집적 회로(400g)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)에서 오실레이터(480)를 더 포함하도록 구현될 수 있다. 오실레이터(480)를 더 포함하고 이에 따라 제2 클럭 패드(410e)가 생략되는 것을 제외하면, 도 13의 픽셀 구동 집적 회로(400g)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)와 실질적으로 동일할 수 있다.
오실레이터(480)는 제1 클럭 패드(410d)를 통해 수신되는 클럭 신호(CLK)에 기초하여 펄스 폭 변조 클럭 신호(PCLK)를 발생할 수 있다. 예를 들어, 오실레이터(480)는 링 오실레이터, RC 오실레이터, 크리스탈 오실레이터 또는 온도 보상 크리스탈 오실레이터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아닐 수 있다.
도 14에 도시된 것처럼, 픽셀 구동 집적 회로(400g)의 제2 클럭 패드(410e)가 생략됨에 따라, 패키지 기판(200)의 제2 클럭 패드(210e) 또한 생략될 수 있다.
도 15 및 16을 참조하면, 픽셀 구동 집적 회로(400h)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)에서 클럭 발생부(490)를 더 포함하도록 구현될 수 있다. 클럭 발생부(490)를 더 포함하고 이에 따라 제1 클럭 패드(410d) 및 제2 클럭 패드(410e)가 생략되는 것을 제외하면, 도 15의 픽셀 구동 집적 회로(400h)는 도 3의 픽셀 구동 집적 회로(400)와 실질적으로 동일할 수 있다.
디멀티플렉서(420)에 의해 분배된 상기 제1 프레임 데이터는 클럭 데이터(CCON)를 더 포함할 수 있다. 클럭 발생부(490)는 클럭 데이터(CCON)에 기초하여 클럭 신호(CLK) 및 펄스 폭 변조 클럭 신호(PCLK)를 발생할 수 있다.
도 16에 도시된 것처럼, 픽셀 구동 집적 회로(400g)의 제1 클럭 패드(410d) 및 제2 클럭 패드(410e)가 생략됨에 따라, 패키지 기판(200)의 제1 클럭 패드(210d) 및 제2 클럭 패드(210e) 또한 생략될 수 있다.
한편, 도 5, 6, 8, 10, 11, 12, 13 및 15를 참조하여 상술한 실시예들 중 두 개 이상을 조합하여 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지에 포함되는 픽셀 구동 집적 회로를 구현할 수도 있다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 사시도이다. 도 18a 및 18b는 도 17의 발광소자 패키지의 평면도 및 단면도이다. 도 18b는 도 18a의 발광소자 패키지가 II-II'에 의해 절단된 일 예를 나타낸다. 이하 도 1, 2a 및 2b와 중복되는 설명은 생략한다.
도 17, 18a 및 18b를 참조하면, 발광소자 패키지(102)는 발광 다이오드 픽셀 및 픽셀 구동 집적 회로(402)를 포함하며, 패키지 기판(202), 밀봉 부재(500) 및 복수의 본딩 와이어들(BW11, BW12, BW13, BW14, BW15, BW16, BW20)을 더 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 픽셀은 각각 빛을 방출하는 발광 다이오드 칩들(302)을 포함한다. 예를 들어, 발광 다이오드 칩들(302)은 제1 발광 다이오드 칩(312), 제2 발광 다이오드 칩(322) 및 제3 발광 다이오드 칩(332)을 포함할 수 있다.
픽셀 구동 집적 회로(402)는 상기 발광 다이오드 픽셀의 발광 다이오드 칩들(302)의 하부에 배치되고, 상기 액티브 매트릭스 방식 및 상기 펄스 폭 변조 방식으로 발광 다이오드 칩들(302)을 구동한다. 픽셀 구동 집적 회로(402)는 도 3 내지 16을 참조하여 상술한 것처럼 구현될 수 있다.
픽셀 구동 집적 회로(402)는 복수의 패드들(410a~410f)을 포함하며, 발광 다이오드 칩들(302)과의 전기적인 연결을 위한 패드들(412a, 412b, 412c)을 더 포함할 수 있다. 본딩 와이어(BW20)는 복수의 본딩 와이어들(BW21, BW22, BW23, BW24, BW25)을 포함하며, IC 본딩 와이어라고 부를 수 있다.
도 17의 실시예에서, 발광 다이오드 칩들(302)은 에피-업(epi-up chip) 칩 또는 논-플립 칩(non-flip chip)의 형태로 구현될 수 있다. 구체적으로, 발광 다이오드 칩들(302)과 픽셀 구동 집적 회로(402)는 적어도 하나의 본딩 와이어를 통해 직접적으로 연결될 수 있다. 본딩 와이어(BW21)는 제1 발광 다이오드 칩(312)과 패드(412a)를 연결하고, 본딩 와이어(BW22)는 제2 발광 다이오드 칩(322)과 패드(412b)를 연결하고, 본딩 와이어(BW23)는 제3 발광 다이오드 칩(332)과 패드(412c)를 연결하며, 본딩 와이어들(BW24, BW25)은 제2 및 제3 발광 다이오드 칩들(322, 332)과 접지 패드(410f)를 연결할 수 있다. 상세하게 도시하지는 않았으나, 제1 발광 다이오드 칩(312)과 접지 패드(410f)는 전극을 통해 직접 연결될 수 있다.
패키지 기판(202), 복수의 패드들(210a~210f), 복수의 도전성 범프들(220), 복수의 본딩 와이어들(BW11~BW16) 및 밀봉 부재(500)는 도 1의 패키지 기판(200), 복수의 패드들(210a~210f), 복수의 도전성 범프들(220), 복수의 본딩 와이어들(BW1~BW6) 및 밀봉 부재(500)와 각각 실질적으로 동일할 수 있다.
도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 사시도이다. 도 20a 및 20b는 도 19의 발광소자 패키지의 평면도 및 단면도이다. 도 20b는 도 20a의 발광소자 패키지가 III-III'에 의해 절단된 일 예를 나타낸다. 이하 도 1, 2a 및 2b와 중복되는 설명은 생략한다.
도 19, 20a 및 20b를 참조하면, 발광소자 패키지(104)는 발광 다이오드 픽셀 및 픽셀 구동 집적 회로(404)를 포함하며, 패키지 기판(204) 및 밀봉 부재(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 픽셀 및 이에 포함되는 발광 다이오드 칩들(300)은 도 1의 상기 발광 다이오드 픽셀 및 발광 다이오드 칩들(300)과 각각 실질적으로 동일할 수 있다.
픽셀 구동 집적 회로(404)는 상기 발광 다이오드 픽셀의 발광 다이오드 칩들(300)의 하부에 배치되고, 상기 액티브 매트릭스 방식 및 상기 펄스 폭 변조 방식으로 발광 다이오드 칩들(300)을 구동한다. 픽셀 구동 집적 회로(404)는 도 3 내지 16을 참조하여 상술한 것처럼 구현될 수 있다.
도 1의 실시예와 유사하게, 도 19의 실시예에서 발광 다이오드 칩들(300)은 플립 칩의 형태로 구현될 수 있다. 또한 도 19의 실시예에서, 픽셀 구동 집적 회로(404)는 적어도 하나의 관통 실리콘 비아(Through Silicon Via; TSV)(405)를 포함할 수 있다. 픽셀 구동 집적 회로(404)와 패키지 기판(204)은 적어도 하나의 관통 실리콘 비아(405)를 통해 연결될 수 있다.
도 20b에 도시된 것처럼 TSV형의 IC를 적용하는 경우에, 본딩 와이어들을 형성할 필요가 없어 본딩 와이어들을 위한 패드 공간이 감소되고 본딩 와이어에 의한 불량이 감소되며, 봉지화(encapsulation)를 통해 밀봉 부재(500)를 형성하여 패키지를 몰딩함으로써 공정이 쉬워지고 작업 손실(loss)의 위험이 감소될 수 있다.
도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 사시도이다. 도 22a 및 22b는 도 21의 발광소자 패키지의 평면도 및 단면도이다. 도 22b는 도 22a의 발광소자 패키지가 IV-IV'에 의해 절단된 일 예를 나타낸다. 이하 도 1, 2a 및 2b와 중복되는 설명은 생략한다.
도 21, 22a 및 22b를 참조하면, 발광소자 패키지(106)는 발광 다이오드 픽셀 및 픽셀 구동 집적 회로(406)를 포함하며, 패키지 기판(206) 및 밀봉 부재(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 픽셀 및 이에 포함되는 발광 다이오드 칩들(300)은 도 1의 상기 발광 다이오드 픽셀 및 발광 다이오드 칩들(300)과 각각 실질적으로 동일할 수 있다.
픽셀 구동 집적 회로(406)는 상기 발광 다이오드 픽셀의 발광 다이오드 칩들(300)의 하부에 배치되고, 상기 액티브 매트릭스 방식 및 상기 펄스 폭 변조 방식으로 발광 다이오드 칩들(300)을 구동한다. 픽셀 구동 집적 회로(406)는 도 3 내지 16을 참조하여 상술한 것처럼 구현될 수 있다.
패키지 기판(206)은 발광 다이오드 칩들(300)과 픽셀 구동 집적 회로(406) 사이에 배치될 수 있다. 다시 말하면, 발광 다이오드 칩들(300)은 패키지 기판(206)의 제1 면(예를 들어, 상면) 상에 배치되고, 픽셀 구동 집적 회로(406)는 패키지 기판(206)의 상기 제1 면과 대향하는 제2 면(예를 들어, 하면) 상에 배치될 수 있다.
도 1의 실시예와 유사하게, 도 21의 실시예에서 발광 다이오드 칩들(300)은 플립 칩의 형태로 구현될 수 있다. 구체적으로, 발광 다이오드 칩들(300)과 패키지 기판(206)은 적어도 하나의 전극을 통해 직접적으로 연결될 수 있다. 또한 도 21의 실시예에서, 패키지 기판(206)은 적어도 하나의 도전성 범프(230) 및 언더필(under fill)층(240)을 포함할 수 있다. 픽셀 구동 집적 회로(406)와 패키지 기판(206)은 적어도 하나의 도전성 범프(230)를 통해 연결될 수 있다. 픽셀 구동 집적 회로(406)는 언더필층(240)으로 고정될 수 있다. 도 22b에 도시된 구조를 PoP(Package on Package) 구조 또는 IC 함몰형 구조라고 부를 수 있다.
도 23a, 23b 및 23c는 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 평면도, 저면도 및 단면도이다. 이하 도 1, 2a 및 2b와 중복되는 설명은 생략한다.
도 23a, 23b 및 23c를 참조하면, 발광소자 패키지(1000)는 발광 다이오드 칩들(1110, 1210, 1310, 1410)을 포함하는 발광 다이오드 픽셀들, 및 픽셀 구동 집적 회로들(1120, 1220, 1320, 1420)을 포함하며, 패키지 기판(1010), 밀봉 부재(1500) 및 본딩 와이어들(1140, 1240, 1340, 1440)을 더 포함할 수 있다.
하나의 패키지 기판(200) 상에 하나의 발광 다이오드 픽셀 및 하나의 픽셀 구동 집적 회로(400)가 형성되는 도 1의 싱글 구조의 발광소자 패키지(100)와 다르게, 도 23a의 발광소자 패키지(1000)는 하나의 패키지 기판(1010) 상에 복수의 발광 다이오드 픽셀들 및 복수의 픽셀 구동 집적 회로들(1120, 1220, 1320, 1420)이 형성될 수 있다. 특히 도 23a의 실시예는 하나의 패키지 기판(1010) 상에 4개의 발광 다이오드 픽셀들이 형성되는 4-in-1 구조를 나타내고 있다. 다만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 하나의 패키지 기판 상에 M(M은 2 이상의 자연수)개의 발광 다이오드 픽셀들이 형성되는 M-in-1 구조로 확대 적용될 수 있다.
패키지 기판(1010) 및 이에 포함되는 패드들(1020)과 도전성 범프들(1040)은 도 1의 패키지 기판(200) 및 이에 포함되는 패드들(210a~210f)과 도전성 범프들(220)에 대응하고, 발광 다이오드 칩들(1110, 1210, 1310, 1410)은 도 1의 발광 다이오드 칩들(300)에 대응하고, 픽셀 구동 집적 회로들(1120, 1220, 1320, 1420) 및 이에 포함되는 패드들(1130, 1230, 1330, 1430)은 도 1의 픽셀 구동 집적 회로(400) 및 이에 포함되는 패드들(410a~410f)에 대응하며, 본딩 와이어들(1140, 1240, 1340, 1440)은 도 1의 본딩 와이어들(BW1~BW6)에 대응할 수 있다.
도 23b에 도시된 것처럼, 상술한 4-in-1 구조를 채용함으로써 패키지 기판(1010)의 하부 핀들의 개수를 줄일 수 있으며, 이에 따라 고해상도 및 고속의 데이터 처리가 가능할 수 있다. 하부 핀들(1041a, 1041b)은 픽셀 구동 집적 회로들(1120, 1320)에 대한 데이터 입출력 핀들이고, 하부 핀들(1042a, 1042b)은 픽셀 구동 집적 회로들(1220, 1420)에 대한 데이터 입출력 핀들이며, 하부 핀들(1043, 1044, 1045, 1046)은 각각 픽셀 구동 집적 회로들(1120, 1220, 1320, 1420)에 대한 전원 핀, 제1 클럭 핀, 제2 클럭 핀 및 접지 핀일 수 있다. 또한, 패키지 기판(1010)에 포함되는 연결 배선(1030)을 이용하여 픽셀 구동 집적 회로(1120)의 데이터 출력 단자와 픽셀 구동 집적 회로(1320)의 데이터 입력 단자를 연결하고, 픽셀 구동 집적 회로(1220)의 데이터 출력 단자와 픽셀 구동 집적 회로(1420)의 데이터 입력 단자를 연결할 수 있다.
추가적으로, 도 23c에 도시된 것처럼 패키지 기판(1010), 발광 다이오드 칩들(1110, 1210, 1310, 1410)을 포함하는 상기 발광 다이오드 픽셀들 및 픽셀 구동 집적 회로들(1120, 1220, 1320, 1420)은 하나의 밀봉 부재(1500)에 의해 고정될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 실시예에 따라서 데이터 입력 핀들인 하부 핀들(1041a, 1041b)을 하나의 데이터 입력 핀으로 구현할 수도 있고, 데이터 출력 핀들인 하부 핀들(1042a, 1042b)을 하나의 데이터 출력 핀으로 구현할 수도 있다.
도 24a 및 24b는 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 평면도 및 단면도이다. 이하 도 17, 18a, 18b, 23a, 23b 및 23c와 중복되는 설명은 생략한다.
도 24a 및 24b를 참조하면, 발광소자 패키지(1002)는 도 17의 발광소자 패키지(102)가 4-in-1 구조로 구현된 경우를 나타내고 있다. 발광소자 패키지(1002)에 포함되는 구성요소들 중에서, 패키지 기판(1012) 및 이에 포함되는 패드들(1022)과 도전성 범프들(1040)은 도 17의 패키지 기판(202) 및 이에 포함되는 패드들(210a~210f)과 도전성 범프들(220)에 대응하고, 발광 다이오드 칩들(1112, 1212, 1312, 1412)은 도 17의 발광 다이오드 칩들(302)에 대응하고, 픽셀 구동 집적 회로들(1122, 1222, 1322, 1422) 및 이에 포함되는 패드들(1132a, 1232a, 1332a, 1432a, 1132b, 1232b, 1332b, 1432b)은 도 17의 픽셀 구동 집적 회로(402) 및 이에 포함되는 패드들(410a~410f, 412a~412c)에 대응하며, 본딩 와이어들(1142a, 1242a, 1342a, 1442a, 1142b, 1242b, 1342b, 1442b)은 도 17의 본딩 와이어들(BW11~BW16, BW21~BW25)에 대응할 수 있다. 연결 배선(1032)은 도 23a의 연결 배선(1030)과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 25a 및 25b는 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 평면도 및 단면도이다. 이하 도 19, 20a, 20b, 23a, 23b 및 23c와 중복되는 설명은 생략한다.
도 25a 및 25b를 참조하면, 발광소자 패키지(1004)는 도 19의 발광소자 패키지(104)가 4-in-1 구조로 구현된 경우를 나타내고 있다. 발광소자 패키지(1004)에 포함되는 구성요소들 중에서, 패키지 기판(1014) 및 이에 포함되는 도전성 범프들(1040)은 도 19의 패키지 기판(204) 및 이에 포함되는 도전성 범프들(220)에 대응하고, 발광 다이오드 칩들(1110, 1210, 1310, 1410)은 도 19의 발광 다이오드 칩들(300)에 대응하며, 픽셀 구동 집적 회로들(1124, 1224, 1324, 1424) 및 이에 포함되는 관통 실리콘 비아들(1125, 1225)은 도 19의 픽셀 구동 집적 회로(404) 및 이에 포함되는 관통 실리콘 비아(405)에 대응할 수 있다. 연결 배선(1034)은 도 23a의 연결 배선(1030)과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 26a 및 26b는 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 평면도 및 단면도이다. 이하 도 21, 22a, 22b, 23a, 23b 및 23c와 중복되는 설명은 생략한다.
도 26a 및 26b를 참조하면, 발광소자 패키지(1006)는 도 21의 발광소자 패키지(106)가 4-in-1 구조로 구현된 경우를 나타내고 있다. 발광소자 패키지(1006)에 포함되는 구성요소들 중에서, 패키지 기판(1016) 및 이에 포함되는 도전성 범프들(1040, 1050) 및 언더필층(1060)은 도 21의 패키지 기판(206) 및 이에 포함되는 도전성 범프들(220, 230) 및 언더필층(240)에 대응하고, 발광 다이오드 칩들(1110, 1210, 1310, 1410)은 도 21의 발광 다이오드 칩들(300)에 대응하고, 픽셀 구동 집적 회로(1126)는 도 21의 픽셀 구동 집적 회로(406)에 대응할 수 있다.
도 26a의 실시예에서, 픽셀 구동 집적 회로(1126)는 상기 액티브 매트릭스 방식 및 상기 펄스 폭 변조 방식으로 발광 다이오드 칩들(1110, 1210, 1310, 1410) 모두를 구동할 수 있다. 다시 말하면, 픽셀 구동 집적 회로(1126)는 발광소자 패키지(1006)에 포함되고 발광 다이오드 칩들(1110, 1210, 1310, 1410)을 포함하는 발광 다이오드 픽셀들에 의해 공유될 수 있다.
도 27은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이다. 도 28은 도 27의 A 부분을 확대하여 나타낸 평면도이다. 도 29는 도 27의 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 27을 참조하면, 디스플레이 장치(2000)는 복수의 발광소자 패키지들(2100)을 포함하는 발광소자 모듈(2200), 인쇄 회로 기판(2300) 및 컨트롤러(2400)를 포함한다.
복수의 발광소자 패키지들(2100)은 인쇄 회로 기판(2300)의 제1 면 상에 배치되며, 각각 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 패키지일 수 있다. 복수의 발광소자 패키지들(2100)은 각각 디스플레이 장치(2000)의 하나의 픽셀을 구성할 수 있으며, 인쇄 회로 기판(2300) 상에서 X 및 Y 방향을 따라 행과 열을 이루어 배열될 수 있다. 도 27에서는 15*15의 발광소자 패키지들(2100)들이 매트릭스 형태로 배열된 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 실제로는 필요한 해상도에 따른 개수의 발광소자 패키지들(예를 들어, 1024*768, 1920*1080 등)이 배열될 수 있다.
컨트롤러(2400)는 인쇄 회로 기판(2300)의 상기 제1 면과 대향하는 제2 면 상에 배치되고, 복수의 발광소자 패키지들(2100)의 구동을 제어한다. 예를 들어, 컨트롤러(2400)는 각 발광소자 패키지(2100)에 포함되는 픽셀 구동 제어 회로를 구동하기 위한 데이터/신호들을 제공할 수 있다. 도 27에서는 하나의 컨트롤러(2400)만을 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 컨트롤러들이 상기 제2 면 상에 배치될 수도 있다. 컨트롤러들의 개수는 발광소자 패키지들(2100)들의 전체 개수 및 하나의 컨트롤러가 구동할 수 있는 발광소자 패키지들(2100)들의 개수에 기초하여 결정될 수 있다.
도 28을 참조하면, 디스플레이 장치(2000)는 인쇄 회로 기판(2300) 상에 복수의 발광소자 패키지들(2100)이 배치되는 영역을 정의하는 제1 격벽 구조(2210)를 더 포함할 수 있다. 또한, 복수의 발광소자 패키지들(2100)은 각각 제2 격벽 구조(2220)에 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 제2 격벽 구조(2220)는 각 발광소자 패키지(2100)를 전기적으로 분리시켜, 각 발광소자 패키지(2100)가 하나의 픽셀로서 서로 독립적으로 구동되도록 할 수 있다. 실시예에 따라서, 제1 및 제2 격벽 구조들(2210, 2220)은 블랙 매트릭스(black matrix)를 포함할 수도 있고, 생략될 수도 있다.
도 29를 참조하면, 동일한 행 또는 열에 배치되는 발광소자 패키지들(2100)은 인쇄 회로 기판(2300) 내의 배선들(2310)을 통해 직렬 연결될 수 있다. 이에 따라, 각 발광소자 패키지(2100)는 컨트롤러(2400)로부터 공급되는 하나의 프레임 구간에 대한 시리얼 데이터 중에서 자기 자신에 대한 프레임 데이터만을 획득하고 나머지 데이터는 다음 발광소자 패키지로 전달할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 발광소자 패키지를 포함하는 디스플레이 장치, 백라이트 장치, 조명 장치 등과, 상술한 장치들을 포함하는 임의의 전자 장치 및 시스템에 유용하게 이용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 각각 빛을 방출하는 제1 발광 다이오드 칩들을 포함하는 제1 발광 다이오드 픽셀; 및
    상기 제1 발광 다이오드 픽셀의 상기 제1 발광 다이오드 칩들의 하부에 배치되고, 하나의 프레임 구간을 전체적으로 이용하는 액티브 매트릭스(Active Matrix; AM) 방식으로 상기 제1 발광 다이오드 칩들을 구동하며, 상기 하나의 프레임 구간 내에서 구동 전류가 인가되는 시간을 제어하는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 방식으로 상기 제1 발광 다이오드 칩들을 구동하는 제1 픽셀 구동 집적 회로를 포함하고,
    상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는,
    외부의 컨트롤러로부터 시리얼 데이터를 수신하고, 상기 시리얼 데이터에서 상기 제1 발광 다이오드 칩들에 대한 제1 프레임 데이터를 추출 및 저장하며, 상기 제1 프레임 데이터를 분배하여 출력하는 디멀티플렉서;
    분배된 상기 제1 프레임 데이터를 저장하는 저장부;
    전원 전압에 기초하여 기준 전류를 발생하는 정전류 발생부; 및
    클럭 신호, 펄스 폭 변조 클럭 신호, 상기 저장부로부터 제공되는 분배된 상기 제1 프레임 데이터, 및 상기 정전류 발생부로부터 제공되는 상기 기준 전류에 기초하여 상기 제1 발광 다이오드 칩들에 인가되는 제1 구동 전류들을 발생하는 펄스 폭 변조 데이터 발생부를 포함하는 발광소자 패키지.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는,
    제1 프레임 구간 동안에, 상기 제1 프레임 데이터를 수신 및 분배하여 상기 저장부에 저장하며,
    상기 제1 프레임 구간 이후의 제2 프레임 구간 동안에, 상기 제1 프레임 데이터에 기초하여 상기 제1 구동 전류들을 발생하고, 제2 프레임 데이터를 수신 및 분배하여 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는,
    상기 시리얼 데이터를 수신하는 데이터 입력 패드;
    상기 시리얼 데이터 중에서 상기 제1 프레임 데이터를 제외한 나머지 데이터를 출력하는 데이터 출력 패드;
    상기 전원 전압을 수신하는 전원 패드;
    상기 클럭 신호를 수신하는 제1 클럭 패드;
    상기 펄스 폭 변조 클럭 신호를 수신하는 제2 클럭 패드; 및
    상기 제1 발광 다이오드 칩들과 연결되는 접지 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전원 패드와 연결되는 정전기 방전(ElectroStatic Discharge; ESD) 보호 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장부는 상기 제1 발광 다이오드 칩들에 대한 특성 데이터를 더 저장하고,
    상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는,
    상기 특성 데이터에 기초하여 상기 제1 구동 전류들을 제어하는 보상부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보상부는 상기 특성 데이터에 기초하여 상기 제1 구동 전류들의 듀티비(duty ratio)를 조절하거나, 상기 제1 구동 전류들의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는,
    상기 제1 발광 다이오드 칩들 중 적어도 하나에 전기적 이상이 발생된 경우에, 상기 전기적 이상을 감지하여 불량 검출 신호를 발생하는 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 불량 검출 신호는 상기 외부의 컨트롤러로 피드백되거나, 상기 저장부 및 상기 펄스 폭 변조 데이터 발생부 중 적어도 하나로 피드백되며,
    상기 불량 검출 신호에 기초하여 상기 제1 발광 다이오드 칩들의 구동이 제한되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는,
    상기 클럭 신호에 기초하여 상기 펄스 폭 변조 클럭 신호를 발생하는 오실레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는,
    상기 시리얼 데이터를 수신하는 데이터 입력 패드;
    상기 시리얼 데이터 중에서 상기 제1 프레임 데이터를 제외한 나머지 데이터를 출력하는 데이터 출력 패드;
    상기 전원 전압을 수신하는 전원 패드;
    상기 클럭 신호를 수신하는 제1 클럭 패드; 및
    상기 제1 발광 다이오드 칩들과 연결되는 접지 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 프레임 데이터는 클럭 데이터를 더 포함하고,
    상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는,
    상기 클럭 데이터에 기초하여 상기 클럭 신호 및 상기 펄스 폭 변조 클럭 신호를 발생하는 클럭 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는,
    상기 시리얼 데이터를 수신하는 데이터 입력 패드;
    상기 시리얼 데이터 중에서 상기 제1 프레임 데이터를 제외한 나머지 데이터를 출력하는 데이터 출력 패드;
    상기 전원 전압을 수신하는 전원 패드; 및
    상기 제1 발광 다이오드 칩들과 연결되는 접지 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 발광 다이오드 칩들과 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는 적어도 하나의 전극을 통해 직접적으로 연결되며,
    상기 제1 픽셀 구동 집적 회로의 하부에 배치되는 패키지 기판을 더 포함하고,
    상기 제1 픽셀 구동 집적 회로와 상기 패키지 기판은 적어도 하나의 본딩 와이어를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 발광 다이오드 칩들과 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는 적어도 하나의 본딩 와이어를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 픽셀 구동 집적 회로의 하부에 배치되는 패키지 기판을 더 포함하고,
    상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는 적어도 하나의 관통 실리콘 비아(Through Silicon Via; TSV)를 포함하고,
    상기 제1 발광 다이오드 칩들과 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는 적어도 하나의 전극을 통해 연결되고, 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로와 상기 패키지 기판은 상기 적어도 하나의 관통 실리콘 비아를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 발광 다이오드 칩들과 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로 사이에 배치되는 패키지 기판을 더 포함하고,
    상기 제1 발광 다이오드 칩들과 상기 패키지 기판은 적어도 하나의 전극을 통해 직접적으로 연결되며, 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로와 상기 패키지 기판은 적어도 하나의 도전성 범프를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  18. 제 1 항에 있어서,
    각각 빛을 방출하는 제2 발광 다이오드 칩들을 포함하는 제2 발광 다이오드 픽셀;
    상기 제2 발광 다이오드 픽셀의 상기 제2 발광 다이오드 칩들의 하부에 배치되고, 상기 액티브 매트릭스 방식으로 상기 제2 발광 다이오드 칩들을 구동하며, 상기 펄스 폭 변조 방식으로 상기 제2 발광 다이오드 칩들을 구동하는 제2 픽셀 구동 집적 회로; 및
    상기 제1 및 제2 픽셀 구동 집적 회로들의 하부에 배치되는 패키지 기판을 더 포함하고,
    상기 패키지 기판, 상기 제1 발광 다이오드 픽셀, 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로, 상기 제2 발광 다이오드 픽셀 및 상기 제2 픽셀 구동 집적 회로는 하나의 밀봉 부재에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  19. 제 1 항에 있어서,
    각각 빛을 방출하는 제2 발광 다이오드 칩들을 포함하는 제2 발광 다이오드 픽셀; 및
    상기 제1 및 제2 발광 다이오드 칩들과 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로 사이에 배치되는 패키지 기판을 더 포함하고,
    상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는 상기 액티브 매트릭스 방식으로 상기 제2 발광 다이오드 칩들을 더 구동하며, 상기 펄스 폭 변조 방식으로 상기 제2 발광 다이오드 칩들을 더 구동하고,
    상기 제1 및 제2 발광 다이오드 칩들과 상기 패키지 기판은 적어도 하나의 전극을 통해 직접적으로 연결되며, 상기 제1 픽셀 구동 집적 회로와 상기 패키지 기판은 적어도 하나의 도전성 범프를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  20. 인쇄 회로 기판;
    상기 인쇄 회로 기판의 제1 면 상에 배치되는 복수의 발광소자 패키지들; 및
    상기 인쇄 회로 기판의 제1 면과 대향하는 제2 면 상에 배치되고, 상기 복수의 발광소자 패키지들의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 복수의 발광소자 패키지들 각각은,
    각각 빛을 방출하는 제1 발광 다이오드 칩들을 포함하는 제1 발광 다이오드 픽셀; 및
    상기 제1 발광 다이오드 픽셀의 상기 제1 발광 다이오드 칩들의 하부에 배치되고, 하나의 프레임 구간을 전체적으로 이용하는 액티브 매트릭스(Active Matrix; AM) 방식으로 상기 제1 발광 다이오드 칩들을 구동하며, 상기 하나의 프레임 구간 내에서 구동 전류가 인가되는 시간을 제어하는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 방식으로 상기 제1 발광 다이오드 칩들을 구동하는 제1 픽셀 구동 집적 회로를 포함하며,
    상기 제1 픽셀 구동 집적 회로는,
    상기 컨트롤러로부터 시리얼 데이터를 수신하고, 상기 시리얼 데이터에서 상기 제1 발광 다이오드 칩들에 대한 제1 프레임 데이터를 추출 및 저장하며, 상기 제1 프레임 데이터를 분배하여 출력하는 디멀티플렉서;
    분배된 상기 제1 프레임 데이터를 저장하는 저장부;
    전원 전압에 기초하여 기준 전류를 발생하는 정전류 발생부; 및
    클럭 신호, 펄스 폭 변조 클럭 신호, 상기 저장부로부터 제공되는 분배된 상기 제1 프레임 데이터, 및 상기 정전류 발생부로부터 제공되는 상기 기준 전류에 기초하여 상기 제1 발광 다이오드 칩들에 인가되는 제1 구동 전류들을 발생하는 펄스 폭 변조 데이터 발생부를 포함하는 디스플레이 장치.

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