JP6799627B2 - Ｒｇｂ−ｌｅｄパッケージモジュール及びそのディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は、ＳＭＤＬＥＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ、表面実装デバイス）パッケージ技術に関し、特に、ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール及びそのディスプレイに関する。

従来のＳＭＤＬＥＤの製造において、製品には、一般的にＰＬＣＣ４構造（例えば、３５２８、２１２１、１０１０等の規格）が用いられているが、上記構造は全て単独で存在し、実際の生産においては、１個ずつしか実装できず、生産効率が低く、かつ修理難易度が高い。特に、ＬＥＤディスプレイの生産時に使用されるＬＥＤの数は、通常、１万個から１００万個のレベルとなる。よって、小サイズの製品、例えば、１．０ｍｍ×１．０ｍｍ以下の規格で生産する時は、製品の生産難易度が２倍に増加し、製品の機械的強度も非常に低下し、外力の作用で非常に損傷し易くなり、生産効率が非常に低く、かつ実装設備に対する要求も非常に高いものとなっている。実装問題について、出願人はかつてパッケージモジュールタイプを採用した。それは、例えば、特許文献１、特許文献２にあるように、同一モジュール上に複数組のＲＧＢ−ＬＥＤチップをパッケージングしたものである。ただし、上記特許文献では、実際の生産中に幾つかの問題が存在した。図１に示すように、パッケージモジュール内において、ＬＥＤの発光が散乱し、隣接する発光ユニットの間で発する光に干渉が起きる。１個の発光ユニットは、それ自体がＲＧＢの３種チップの混光から成るため、隣接する発光ユニットの光に干渉が起きた場合、それらを混光して得られる光に直接影響が及び、その鮮明性及びシャープ性にも影響を与える。また、パッケージモジュールを用いた時、そのモジュール裏面のパッドの数が非常に多くなる。例えば、４連結タイプＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールとし、パッケージモジュール上に４組のＲＧＢ−ＬＥＤチップを置いた時、裏面にあるパッドの数が１６個以上に達する。小ピッチの場合において、これはＰＣＢボード設計の難易度及び半田付けの難易度を大幅に増加させていた。

そのため、従来技術には、改良及び発展の必要がある。

中国特許公告番号第ＣＮ１０６８４７８０１Ａ 中国特許公告番号第ＣＮ１０６８４７８００Ａ

本発明の目的は、従来のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールの隣接する発光ユニットに干渉が起きやすいことで、鮮明さに影響を及ぼすと共にリード数が多く、回路設計が複雑になる、という問題を解決するためのＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール及びそのディスプレイを提供することにある。

上記問題を解決するため、本発明の技術的解決策は以下の通りである。
ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールであって、基板と、基板に設けられた複数の発光ユニットとを含み、前記発光ユニットは各々１組のＲＧＢ−ＬＥＤチップを含み、前記発光ユニットに一層の接着層が設けられ、前記発光ユニットの間に仮想隔離領域が設けられ、前記仮想隔離領域が基板に設けられた暗色光吸収層を含む。

前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、前記暗色光吸収層の色は、黒色、暗灰色、暗紫色、濃緑色、紺色、暗褐色のいずれか１種である。

前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、前記暗色光吸収層は、結合剤と黒色光吸収材料とを含み、前記結合剤は有機シリコン、エポキシ樹脂のいずれか１種又は複数種の組み合わせを含み、前記黒色光吸収材料はカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブ、黒色色素、マグネタイト、グラフェン又はその他の同種の暗色光吸収材料のいずれか１種又は複数種の組み合わせを含む。

前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、前記仮想隔離領域は、前記発光ユニットの間に位置するトレンチアイソレーションを更に含む。

前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、前記仮想隔離領域は、前記トレンチアイソレーション内に充填される黒色隔離フレームを更に含む。

前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、前記黒色隔離フレームの幅及び高さとトレンチアイソレーションの幅及び高さは一致し、前記黒色隔離フレームにカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブ、黒色色素、マグネタイト、グラフェンのいずれか１種又は複数種をドーピングする。

前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、前記ＲＧＢ−ＬＥＤチップは、フェースアップチップ、垂直型チップ又はフリップチップのいずれか１種であり、赤色光チップ、緑色光チップ及び青色光チップを含む。

前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、前記発光ユニットの数は、４個であり、前記ＲＧＢ−ＬＥＤチップは１組の赤色光チップ、緑色光チップ及び青色光チップを含み、各チップに給電するための第１電極と第２電極が設けられ、前記第１電極はアノードコモン又はカソードコモンであり、前記第２電極と第１電極の極性は相反する。前記４個の発光ユニットは、２つで対をなして２対の発光ユニット対を構成し、各発光ユニット対の全ての赤色光チップ、前記緑色チップ及び青色光チップの第１電極は電気的に接続し、第２電極は別の発光ユニット対の赤色光チップ、前記緑色チップ及び青色光チップの第２電極と１対１に対応して各々電気的に接続され、前記基板の裏面に下部パッドが設けられ、前記第１電極と第２電極は下部パッドを通じて引き出され、外部回路と接続する。

前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、前記基板の表面にパターン化された配線層が設けられ、前記パターン化された配線層と下部パッドは基板を貫通したビアホールによって接続される。

前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、前記基板は多層板で、中間に少なくとも一層の回路層が設けられ、前記基板の表面のパターン化された配線層、裏面の下部パッド及び中間の回路層は前記ビアホールによって電気的に接続される。

基板の表面にパターン化された配線層が設けられ、前記パターン化された配線層は複数の機能領域を含み、基板の裏面に複数の下部パッドが設けられ、各機能領域は１個の下部パッドに対応し、基板を貫通したビアホールによって接続される基板と、
方形アレイに並べられて基板の表面に設けられ、各々赤色光チップ、青色光チップ及び緑色光チップを含む４個の発光ユニットと、
４個の発光ユニットを基板に被覆する光透過性接着層と、
を含むＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、
前記機能領域は、２個の赤色光チップ接続領域、２個の青色光チップ接続領域、２個の緑色光チップ接続領域及び２個のコモン電極領域を含み、前記発光ユニットの各チップには均しく第１電極及び第２電極が設けられ、前記第２電極と第１電極の極性は相反し、前記４個の発光ユニット内において、１列目の発光ユニットの全てのチップの第１電極は第１コモン電極領域と電気的に接続され、２列目の発光ユニットの全てのチップの第１電極は第２コモン電極領域と電気的に接続され、１行目の発光ユニットの赤色光チップの第２電極は第１赤色光チップ接続領域と電気的に接続され、２行目の発光ユニットの赤色光チップの第２電極は第２赤色光チップ接続領域と電気的に接続され、１行目の発光ユニットの青色光チップの第２電極は第１青色光チップ接続領域と電気的に接続され、２行目の発光ユニットの青色光チップの第２電極は第２青色光チップ接続領域と接続され、１行目の前記緑色チップの第２電極は第１緑色光チップ接続領域と電気的に接続され、２行目の前記緑色チップの第２電極は第２緑色光チップ接続領域と電気的に接続される。

前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、前記発光ユニットの間に仮想隔離領域が設けられ、前記仮想隔離領域は、基板に設けられた暗色光吸収層を含む。

前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、前記赤色光チップは、垂直構造チップであり、前記緑色光チップ及び前記青色チップはフェイスアップ構造チップである。

前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、１行目にある２個の発光ユニットの全てのチップは、第１赤色光チップ接続領域にダイボンディングされ、２行目にある２個の発光ユニットの全てのチップは第２赤色光チップ接続領域にダイボンディングされる。

前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、１列目にある２個の発光ユニットの全てのチップは、第１コモン電極領域にダイボンディングされ、２列目にある２個の発光ユニットの全てのチップは第２コモン電極領域にダイボンディングされる。

前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、前記赤色光チップ、前記青色チップ及び前記緑色光チップは、いずれもフリップチップである。

仮想隔離領域を備えたＲＧＢ−ＬＥＤディスプレイであって、複数のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールを含み、前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールは、基板と、基板に設けられた複数の発光ユニットとを含み、前記発光ユニットは各々１組のＲＧＢ−ＬＥＤチップを含み、前記発光ユニットに一層の接着層が設けられ、前記発光ユニットの間に仮想隔離領域が設けられ、前記仮想隔離領域は基板に設けられた暗色光吸収層を含む。

前記仮想隔離領域を備えたＲＧＢ−ＬＥＤディスプレイにおいて、前記仮想隔離領域の幅は、隣接するＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールとの間の距離と一致する。

本発明に係るＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール及びそのディスプレイは、以下の有益な効果を有する。一つ目は、仮想隔離領域の設置により、黒色光吸収層が発光ユニット間の相互干渉が起きる光を吸収し、トレンチアイソレーションの設置により、空気屈折率とパッケージング用接着剤の屈折率の不一致を利用し、発光ユニットから発せられる光を反射させ、隣接する発光ユニットへの影響を減らし、さらに、トレンチアイソレーション内に黒色隔離フレームを充填し、発光ユニットの間の干渉を最大限に防止することである。二つ目は、パッケージモジュールに４個の発光ユニットを集積し、ＬＥＤがその後の応用生産の生産効率を極めて大きく向上させ、生産コストを極めて大きく削減させることである。三つ目は、４個の発光ユニットが方形アレイに並べられ、各発光ユニットは２本の切断辺及び２本の共有辺を備え、統一した独立の画素であり、その発光効果の一致性を保証することである。四つ目は、含まれる発光ユニットが比較的少なく、異なるバッチのチップ中央値の差異又は基板インクの差異により、演色に差異が生じて全ディスプレイの一致性が劣る問題を効果的に防止できることである。五つ目は、発光ユニット間の電気的な接続関係を変えてパッケージモジュール全体の電極数及び下部パッドの数を倍に減少させ、その後のパッケージモジュールへのテストが便利になり、更にＰＣＢ配線層数を減らし、その後の回路設計もより簡単かつ便利となり、その後パッケージモジュールをＬＥＤディスプレイに実装することにも便利で、特に、微間距の製品に適することである。六つ目は、多層基板の設置により、接続回路を基板の表面に設けることなく、基板内部に設け、表面の接着層との間で生じる剥離現象を防止し、パッケージモジュールの気密性を極めて大きく向上させ、寿命を延ばすことである。

従来のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールの断面図である。 本発明に係るＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールの断面図である。 本発明に係る別のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールの断面図である。 本発明に係る別のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールの断面図である。 本発明に係る別のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールの正面構造を示す模式図である。 従来のＲＧＢ−ＬＥＤの電気的な接続図である。 本発明に係るＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールの電気的な接続図である。 本発明に係るＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール構造の正面構造概略図である。 本発明に係るＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール構造の背面構造概略図である。 本発明に係る別のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール構造の正面構造概略図である。 本発明に係る別のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール構造の背面構造概略図である。 本発明に係る別のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール構造の正面構造概略図である。 本発明に係る別のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール構造の背面構造概略図である。 本発明に係る別のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール構造の正面構造概略図である。 本発明に係る別のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール構造の背面構造概略図である。 本発明に係るフェイスダウン実装ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール構造の正面構造概略図である。 本発明に係るフェイスダウン実装ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール構造の背面構造概略図である。 本発明に係るＲＧＢ−ＬＥＤディスプレイの構造概略図である。

以下、本発明の実施形態を詳細に記載する。前記実施形態の例示は添付図面に示され、一貫して、同一又は類似の符号は同一又は類似の構成要素若しくは同一又は類似の機能を有する構成要素であることを示す。以下、添付図面により記述される実施形態は、例示的なものであり、本発明を解釈するためにのみ用いられ、本発明を限定するものではない。

下記に開示する多くの異なる実施形態又は実施例は、本発明の異なる構造を実現する。本発明の開示を簡略化するため、以下、特定例の部材及び設置を記載する。当然のことながら、それらは単に例示するためのものであり、かつ、その目的は本発明を限定することではない。また、本発明は、異なる例において参照番号及び／又は参照記号を重複でき、この重複は簡略化及び明確化の目的のためであり、それ自体が討論する各種実施形態及び／又は設置の間の関係を指示しない。また、本発明は、各種特定の工程及び材料の例を提供するが、当業者はその他の工程の応用及び／又はその他の材料の使用を想到できる。

図２乃至図５を参照されたい。本発明に係るＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールの幾つかの実施例である。図２に示すように、該実施例は、基板３と基板３に設けられた複数の発光ユニット２００とを含む。該実施例において、発光ユニット２００の数は、２個で、各発光ユニット２００は各々１組のＲＧＢ−ＬＥＤチップ１００を含む。発光ユニット２００に一層の光透過性接着層３００が設けられる。前記光透過性接着層は該実施例においてエポキシ樹脂層である。発光ユニット２００の間に仮想隔離領域が設けられ、前記仮想隔離領域は基板３に設けられた暗色光吸収層を含み、該実施例において暗色光吸収層は黒色光吸収層４００である。黒色光吸収層４００を利用して発光ユニットの間の相互干渉が起きる可能性のある光を吸収する。黒色光吸収層４００は、実際に発光ユニット２００の間の隔離を形成しないが、発光ユニット２００の間の横向きの干渉する光を吸収し、仮想隔離領域を形成する。

好ましくは、暗色光吸収層の色は、黒色、暗灰色、暗紫色、濃緑色、紺色、暗褐色のいずれか１種である。

好ましくは、黒色光吸収層４００は、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブ、黒色色素、マグネタイト、グラフェンのいずれか１種又は複数種の組み合わせを含む。上記材料は、優れた光吸収効果を有し、効果的に干渉する光を吸収できる。

本実施例において、光透過性接着層３００は、シリコーン、変性シリコーン、変性エポキシ樹脂等その他の材料を更に選択できる。光透過性接着層３００の存在により発光ユニット２００の保護を形成でき、パッケージモジュールの機械的強度を補強し、発光効率の向上においても有利になる。

実際の生産において、ＲＧＢ−ＬＥＤチップ１００は、赤色光チップ、緑色光チップ及び青色光チップを含む。ＲＧＢ−ＬＥＤチップ１００は、フェースアップチップ、垂直チップ又はフリップチップのいずれか１種とすることができる。本実施例において、ＲＧＢ−ＬＥＤチップ１００は、フェースアップチップであり、ワイヤボンディングにより電気的な接続を形成する。

図３を参照されたい。黒色光吸収層４００を設ける以外に、発光ユニット２００の間にトレンチアイソレーション５００を更に設けることができる。トレンチアイソレーション５００の存在により、発光ユニットから発せられた光の一部を全反射させることができ、効果的に発光ユニットの間の干渉を減少させることができる。

図４及び図５を参照されたい。光吸収及び光反射の効果を更に強化するため、上記実施例を踏まえ、本発明は、トレンチアイソレーション５００内に光吸収効果を有する黒色隔離フレーム６００を更に充填できる。実際の応用において、黒色隔離フレーム６００の幅及び高さとトレンチアイソレーション５００の幅及び高さが一致することで、パッケージモジュール全体の高さの一致性を保持する。黒色隔離フレーム６００は、その光吸収能力を増強するため、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブ、黒色色素、マグネタイト、グラフェンのいずれか１種又は複数種のドーピングである。

本発明の製造時、その製造プロセスは、以下の通りとなる。まず基板にダイボンディングやワイヤボンディングし、ＲＧＢ−ＬＥＤチップを設け、発光ユニットの間に黒色光吸収層を塗布し、一層の接着層を圧縮成形し、接着層においてカットを行うことで、トレンチアイソレーションを形成し、圧縮成形時にトレンチアイソレーションを形成し、そしてトレンチアイソレーションにおいて、点塗布又は注入等の方式により黒色隔離フレームを充填し、最後に製品をカットしてＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールを形成できる。

図６を参照されたい。従来のＲＧＢ−ＬＥＤの電気的な接続図である。図６に示すものは、ＲＧＢ−ＬＥＤの３個のチップが並列接続されるアノードコモンタイプである。この接続では、３個のチップの他端はいずれも単独で引き出され、これにより４個のリードが形成され、ＲＧＢ−ＬＥＤ数の増加に伴い、リードの数も急激に増加する。

該問題を解決するため、図７乃至図９を参照されたい。本発明に係るＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールである。本発明に係るＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールは、基板３と基板３に設けられた４個の発光ユニットとを含む。該実施例において、４個の発光ユニットの符号は各々第１発光ユニット１１、第２発光ユニット１２、第３発光ユニット２１、第４発光ユニット２２である。各発光ユニットは、いずれも１組の赤色光チップ、緑色光チップ及び青色光チップを含む。図に示すように、第１発光ユニット１１は、第１赤色光チップ１１０１、第１緑色光チップ１１０２及び第１青色光チップ１１０３を含む。第２発光ユニット１２は、第２赤色光チップ１２０１、第２緑色光チップ１２０２及び第２青色光チップ１２０３を含む。第３発光ユニット２１は、第３赤色光チップ２１０１、第３緑色光チップ２１０２及び第３青色光チップ２１０３を含む。第４発光ユニット２２は、第４赤色光チップ２２０１、第４緑色光チップ２２０２及び第４青色光チップ２２０３を含む。各チップに、いずれも給電するための第１電極８及び第２電極９が設けられる。第２電極９と第１電極８の極性は相反し、第１電極８はカソードコモン又はアノードコモンとすることができ、すなわち、第１電極８をカソードコモン又はアノードコモンに用いることができる。図７に示すように、本実施例において、第１電極８は正極で、第２電極９は負極であり、第１電極８はアノードコモンとして用いられる。前記４個の発光ユニットは、２つで対をなして２対の発光ユニット対を構成する。図７に示すように、第１発光ユニット対１及び第２発光ユニット対２に分かれる。図７に示すように、各発光ユニット対の全ての赤色光チップ、緑色光チップ及び青色光チップの一端は、１個の第１電極８を共用し、他端は、別の発光ユニット対の赤色光チップ、緑色光チップ及び青色光チップと１対１に対応し、各々１個の第２電極９を共用する。つまり、各発光ユニット対の全ての赤色光チップ、緑色光チップ及び青色光チップの第１電極８は、電気的に接続されると共に電源の正極に接続され、第２電極９が別の発光ユニット対の赤色光チップ、緑色光チップ及び青色光チップと１対１に対応し、各々第２電極９に接続すると共に電源の負極に接続される。この時、図７に示すように、その電気的な接続方式を用いた後、第１電極８に接続する正極リードの数が２個で、第２電極９に接続する負極リードの数が６個となり、合計した電極リードの数は８個のみとなる。図６に示す従来の接続方式の電極数と比べても半減している。図９に示すように、基板３の裏面には、下部パッド４が設けられる。第１電極８及び第２電極９は、下部パッド４を通じて引き出されて外部回路と接続する。本発明で提供する前記電気的な接続方式を用いることにより、下部パッド４の数は、従来の４連結タイプモジュールのパッドの数と比べて半減し、半田付け工程及び今後の回路設計に極めて大きな利便性を有する。

本発明に係るＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールの製造プロセスは、以下の通りである。

基板３の表面及び裏面において設計されたレイアウトに基づき、チップ載置及び電気的な接続の実現に用いる機能領域３０１及び下部パッド４をエッチングする。基板３の指定位置に穴をあけ、基板３の表裏両面を貫通して電気的な接続を実現し、基板３の表面にチップを置き、ダイボンディングやワイヤボンディングし、さらにチップ上に一層の保護層を覆うことができ、基板３をカットして本発明の前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールを得る。

実際の応用において、上記接続解決策を実現する表現形態は非常に多くある。以下、本発明を幾つかの具体的な実施例を挙げて詳細に説明する。曖昧さの発生を避けるため、下記に現れる構成要素は、上記現れた構成要素の符号と同じ場合、同一又は類似の機能や作用を有する構成要素であると見なし、以下特に説明しない。

図１０乃至図１１を参照されたい。本発明に係る実施例の正面及び背面の構造概略図である。基板３の表面に４個の発光ユニットが設けられる。各発光ユニットは、いずれも１組の赤色・緑色・青色のチップを含む。本実施例において、基板３は、銅張板であり、表裏両面は銅箔で覆われている。表面に異なる機能領域３０１をエッチングしてＲＧＢ−ＬＥＤチップの配置又は電気的な接続を形成するために用いる。第１発光ユニット１１を例にすると、図１０に示すように、発光ユニット１１は、４つの機能領域３０１を備える。いずれか１つの機能領域３０１に第１赤色光チップ１１０１、第１緑色光チップ１１０２及び第１青色光チップ１１０３が置かれる。第１赤色光チップ１１０１、第１緑色光チップ１１０２及び第１青色光チップ１１０３は、各々ワイヤボンディングにより他の３つの機能領域３０１と各々電気的な接続を形成し、いずれか１つの機能領域３０１をコモン電極領域として３個のチップと均しく電気的に接続する。該実施例において、図１０及び図１１に示すように、基板３に基板３を貫通するスルーホール５が設けられる。スルーホール５は、金属孔であり、基板３の表面と裏面に電気的な接続を実現させる。該実施例において、機能領域３０１は、スルーホール５により基板３の裏面の下部パッド４と電気的に接続することを実現し、同時にスルーホール５により、基板３の表面と裏面において機能領域３０１の間の電気的な接続をレイアウトする。例えば、第１発光ユニット１１内のコモン電極領域とする機能領域３０１と第３発光ユニット２１のコモン電極領域とする機能領域３０１は、スルーホール５により基板３の裏面において電気的な接続を実現する。図７に示す電気的な接続図を参照されたい。該実施例において、第１発光ユニット１１及び第３発光ユニット２１のチップの一端は、相互接続されてコモン電極領域とする機能領域３０１を通じて同一の下部パッド４を共用して、一端を電極として引き出され、第１発光ユニット１１のチップの他端は各々残っている３つの機能領域３０１を通じて第２発光ユニット１２の対応するチップの他端と電気的接続を実現する。例えば、第１赤色光チップ１１０１がチップを載置する機能領域３０１を通じて第２赤色光チップ１２０１と電気的に接続することを実現し、また１個の下部パッド４を共用する。

前記のように、該実施例において、機能領域３０１のレイアウトを通じて、図７に示す前記電気的な接続関係を実現し、下部パッド４の数を８個に減らすことができた。図１１に示すように、本実施例において、下部パッド４は基板３の裏面両側に分布することで、レイアウト及びカットに便利になる。

図１２乃至図１３を参照されたい。本発明に係るＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールである。このＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールの回路の接続は図７に示す回路の接続と同じであり、具体的な構造は以下の通りである。

基板３の表面にパターン化された配線層が設けられ、前記パターン化された配線層は複数の機能領域３０１を含み、基板の裏面に複数の下部パッド４が設けられ、各機能領域３０１は１個の下部パッド４に対応し、基板を貫通したビアホール（すなわち、スルーホール５）により接続される基板と、
方形アレイに並べられて基板３の表面に設けられ、各々赤色光チップ、青色光チップ及び緑色光チップを含む４個の発光ユニット２００と、
４個の発光ユニット２００を基板３に被覆する光透過性接着層３００と、
を含むＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、
前記機能領域３０１は、２個の赤色光チップ接続領域、２個の青色光チップ接続領域、２個の緑色光チップ接続領域及び２個のコモン電極領域を含み、前記発光ユニット２００の各チップには均しく第１電極８及び第２電極９が設けられ、前記第２電極９と第１電極８の極性は相反し、前記４個の発光ユニット２００内において、１列目の発光ユニット２００の全てのチップの第１電極８は第１コモン電極領域３０１１と電気的に接続され、２列目の発光ユニット２００の全てのチップの第１電極８は第２コモン電極領域３０１２と電気的に接続され、１行目の発光ユニット２００の赤色光チップの第２電極９は第１赤色光チップ接続領域３０１３と電気的に接続され、２行目の発光ユニット２００の赤色光チップの第２電極９は第２赤色光チップ接続領域３０１４と電気的に接続され、１行目の発光ユニット２００の緑色光チップの第２電極９は第１緑色光チップ接続領域３０１５と電気的に接続され、２行目の発光ユニット２００の緑色光チップの第２電極９は第２緑色光チップ接続領域３０１６と接続され、１行目の青色光チップの第２電極９は第１青色光チップ接続領域３０１７と電気的に接続され、２行目の青色光チップの第２電極９は第２青色光チップ接続領域３０１８と電気的に接続される。

実際の応用において、基板３は、ＰＣＢ板、銅張板、ＦＲ−４板又は他のタイプのプリント回路基板を選択でき、基板３は中間層を絶縁材料とする両面銅張積層板を選択することが好ましく、実際の製造時にエッチング等の工程により基板の表面にパターン化された配線層を形成させ、基板の裏面に下部パッド４を形成させる。

前記パターン化された配線層は、発光ユニットの載置及び電気的な接続の形成に用いられ、異なる回路接続の要求に応じて調整できる。図１０乃至図１１に示す実施例において、その回路接続は、基板の表面及び裏面の配線層から共同で完成される。例えば、基板の裏面に配線層が設けられた場合、半田付け時に短絡現象が発生し易くなり、製品の歩留まりに影響を及ぼしていた。この問題を解決するため、基板の裏面に一層の絶縁ソルダーマスク層を塗布して基板の裏面のラインを覆うことで、発生する影響を防止できる。ただしこうすると、製造工程に１つの工程を増やしてしまい、相対的にコストも増える。よって、本解決策は、基板の表面に前記パターン化された配線層を設けることが好ましく、その発光ユニットの電気的な接続は基板の表面のパターン化された配線層を通じて完全に実現する。図１２乃至図１３に示す実施例と同じで、基板の裏面に配線する場合に存在する問題を効果的に解決できる。

前記パターン化された配線層と下部パッド４は、基板３を貫通するビアホール（スルーホール５）によって接続する。前記ビアホールは、この分野で汎用されているビアホール工程で形成できる。前記ビアホールの位置は、パターン化された配線層の設計に応じて調整できる。図１２乃至１３に示す実施例において、スルーホール５は、すなわち、本解決策の前記ビアホールである。前記ビアホールの位置は基板３のエッジに位置する。前記ビアホールの断面は半円又は四分円である。このように設計する目的は、実際に製造する時、隣接するパッケージモジュールがビアホールを共用でき、製造時に基板をカットして、モジュールを形成すると、ビアホールの数を効果的に減らすことができ、工程を簡略化できることである。好ましくは、実際の製造において、ビアホール内に絶縁材料、例えば、インク、樹脂等を充填でき、その後、光透過性接着層３００を圧縮成形する時、光透過性接着層３００の接着剤がビアホール内に入るのを防止することができる。

前記４個の発光ユニットは、方形アレイに並べられて基板３の表面に設けられる。このような設計は４個の発光ユニットの一致性を保証でき、各発光ユニットは２本の切断辺と２本の共有辺を備え、かつ方形の設計もその後の取り付けにも便利である。各発光ユニットは、いずれも赤色光チップ、緑色光チップ及び青色光チップを含む。当然前記赤色光チップ、緑色光チップ及び青色光チップの数は１個のみが指定されているわけでなく、その数を複数とすることができる。例えば、各発光ユニットに２個の赤色光チップ、１個の緑色光チップ及び１個の青色光チップがあるように設けることができる。１個の赤色光チップ、１個の緑色光チップ及び１個の青色光チップがあるように設けてもよい。前記赤色光チップ、緑色光チップ及び青色光チップのタイプは、ダブル電極チップ、シングル電極チップ又はフリップチップとすることができる。好ましくは、赤色光チップは、シングル電極チップ、すなわち、垂直構造チップを選択できる。電極はチップの上下面に位置し、緑色光チップ及び青色光チップはダブル電極チップ、すなわち、フェイスアップ構造チップを選択でき、両電極は均しくチップの頂面に位置する。この構造の組み合わせは、現行の市場で広く行われている組み合わせ構造であり、その製造コストは比較的低い。

さらに、図１６乃至図１７に示す実施例を参照されたい。前記ＲＧＢ−ＬＥＤチップも全てフリップチップを用いることができ、すなわち、チップの両電極がチップの底部に位置する。フリップチップのチップをパターン化された配線層に直に半田付けするようにすると、ワイヤボンディングの必要がなくなり、断線の可能性を避け、パッケージモジュールの信頼性を効果的に高め、同時にチップの頂面に電極がないため、その発光効果を更に増大できる。

前記光透過性接着層３００は、圧縮成形工程により基板３上に圧縮成形されることで、前記４個の発光ユニットを覆うことできる。一方では、光透過性接着層３００の存在は発光ユニットに対する保護を形成し、パッケージモジュールの機械的強度を補強でき、他方では、発光ユニット内の３種のチップが発する光を混光し、発光ユニットの発光効果を保証できる。

図１４及び図１５を参照されたい。本発明に係る別の実施例の正面及び背面の構造概略図である。基板３の表面に４個の発光ユニットが設けられる。各発光ユニットはいずれも１組の赤色、緑色、青色チップを含む。該実施例は、同様に基板３の表面に異なる機能領域３０１が設けられる。図１４に示すように、第１発光ユニット１１のコモン電極領域とする機能領域３０１と第２発光ユニット１２のコモン電極領域とする機能領域３０１は、基板３の表面で接続し、第３発光ユニット２１のコモン電極領域とする機能領域３０１と第４発光ユニット２２のコモン電極領域とする機能領域３０１は基板３の表面で接続し、機能領域３０１が基板３に位置するスルーホール５により基板３の裏面にある下部パッド４と接続する。

該実施例において、下部パッド４の位置は、均しく基板３の裏面内部にあり、基板３のエッジに近づかない。本発明は、接続ラインの具体的な形状について制限されず、その接続の形状及び方式は様々な改良又は変更ができる。別の面で、その下部パッド４の位置も制限されることなく、基板３の中間とすることができ、基板３の周縁に設けてもよく、上記変更も本発明で保護を要求する範囲に含まれるものとする。

図１８を参照されたい。本発明は、ＲＧＢ−ＬＥＤディスプレイを更に提供し、前記のようなＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールを備える。好ましくは、トレンチアイソレーション７の間隔は、ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール間の距離と同一で、ＲＧＢ−ＬＥＤディスプレイ全体の外観をより一致させ、外観から見ると１個のＬＥＤ画素を形成させる。

本発明に係るＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール及びそのディスプレイは、仮想隔離領域の設置により、黒色光吸収層が発光ユニット間の相互干渉が起きる光を吸収し、同時にトレンチアイソレーションの設置により、空気屈折率とパッケージング用接着剤の屈折率の不一致を利用し、発光ユニットから発せられる光を反射させ、隣接する発光ユニットへの影響を減らす。さらに、トレンチアイソレーション内に黒色隔離フレームを充填し、最大限に発光ユニットの間の干渉を防止する。

理解すべき点は、本発明の応用は、上記の実施例に限定されず、当業者であれば、上記説明に基づいて改良又は変更をすることができ、全てのそれらの改良及び変更は本発明の添付する特許請求の範囲で請求する保護範囲に属しなければならないことである。

１ 第１発光ユニット対
１１ 第１発光ユニット
１１０１ 第１赤色光チップ
１１０２ 第１緑色光チップ
１１０３ 第１青色光チップ
１２ 第２発光ユニット
１２０１ 第２赤色光チップ
１２０２ 第２緑色光チップ
１２０３ 第２青色光チップ
２ 第２発光ユニット対
２１ 第３発光ユニット
２１０１ 第３赤色光チップ
２１０２ 第３緑色光チップ
２１０３ 第３青色光チップ
２２ 第４発光ユニット
２２０１ 第４赤色光チップ
２２０２ 第４緑色光チップ
２２０３ 第４青色光チップ
３ 基板
３０１ 機能領域
３０１１ 第１コモン電極領域
３０１２ 第２コモン電極領域
３０１３ 第１赤色光チップ接続領域
３０１４ 第２赤色光チップ接続領域
３０１５ 第１緑色光チップ接続領域
３０１６ 第２緑色光チップ接続領域
３０１７ 第１青色光チップ接続領域
３０１８ 第２青色光チップ接続領域
４ 下部パッド
５ スルーホール
６ ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール
７ ＲＧＢ−ＬＥＤディスプレイ
８ 第１電極
９ 第２電極
１００ ＲＧＢ−ＬＥＤチップ
２００ 発光ユニット
３００ 光透過性接着層
４００ 黒色光吸収層
５００ トレンチアイソレーション
６００ 黒色隔離フレーム
７００ 仮想隔離領域

Claims (17)

1. ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールであって、基板と、前記基板に設けられた複数の発光ユニットとを含み、前記発光ユニットは各々１組のＲＧＢ−ＬＥＤチップを含み、前記発光ユニットに一層の光透過性接着層が設けられ、前記発光ユニットの間には、前記基板に設けられた暗色光吸収層を含む該発光ユニットの間の干渉する光を吸収する仮想隔離領域が設けられ、
   前記発光ユニットの数は、４個であり、前記ＲＧＢ−ＬＥＤチップは１組の赤色チップ、緑色光チップ及び青色光チップを含み、各チップに給電するための第１電極と第２電極が設けられ、前記第１電極はアノードコモン又はカソードコモンであり、前記第２電極と前記第１電極の極性は相反し、前記４個の発光ユニットは、２つで対をなして２対の発光ユニット対を構成し、各前記発光ユニット対の全ての前記赤色チップ、前記緑色光チップ及び前記青色光チップの前記第１電極が電気的に接続し、前記第２電極が別の前記発光ユニット対の前記赤色チップ、前記緑色光チップ及び前記青色光チップの前記第２電極と１対１に対応して各々電気的に接続され、前記基板の裏面に下部パッドが設けられ、前記第１電極と前記第２電極が前記下部パッドを通じて引き出され、外部回路と接続することを特徴とする、ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール。
2. 前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、前記暗色光吸収層の色は、黒色、暗灰色、暗紫色、濃緑色、紺色、暗褐色のいずれか１種であることを特徴とする、請求項１に記載のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール。
3. 前記暗色光吸収層は黒色光吸収層であり、前記黒色光吸収層は、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブ、黒色色素、マグネタイト、グラフェン、その他の同種光吸収黒色材料のいずれか１種又は複数種の組み合わせを含むことを特徴とする、請求項２に記載のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール。
4. 前記仮想隔離領域は、前記発光ユニットの間に位置するトレンチアイソレーションを更に含むことを特徴とする、請求項３に記載のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール。
5. 前記仮想隔離領域は、前記トレンチアイソレーション内に充填される黒色隔離フレームを更に含むことを特徴とする、請求項４に記載のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール。
6. 前記黒色隔離フレームの幅及び高さと前記トレンチアイソレーションの幅及び高さは一致し、前記黒色隔離フレームにカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブ、黒色色素、マグネタイト、グラフェンのいずれか１種又は複数種をドーピングすることを特徴とする、請求項５に記載のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール。
7. 前記ＲＧＢ−ＬＥＤチップは、フェースアップチップ、垂直型チップ又はフリップチップのいずれか１種であり、赤色光チップ、緑色光チップ及び青色光チップを含むことを特徴とする、請求項１に記載のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール。
8. 前記基板の表面と下部パッドは、基板を貫通したビアホールによって接続されることを特徴とする、請求項１に記載のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール。
9. 前記基板は多層板で、中間に少なくとも一層の回路層が設けられ、前記基板の表面、下部パッド及び中間の回路層は、前記ビアホールによって電気的に接続されることを特徴とする、請求項８に記載のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール。
10. 基板の表面に複数の機能領域が設けられ、前記基板の裏面に複数の下部パッドが設けられ、各前記機能領域は１個の前記下部パッドに対応し、基板を貫通したビアホールによって接続される基板と、
    方形アレイに並べられて前記基板の表面に設けられ、各々赤色光チップ、青色光チップ及び緑色光チップを含む４個の発光ユニットと、
    前記４個の発光ユニットを前記基板に被覆する光透過性接着層と、
    を含むＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールにおいて、
    前記機能領域は、２個の赤色チップ接続領域、２個の青色光チップ接続領域、２個の緑色光チップ接続領域及び２個のコモン電極領域を含み、前記発光ユニットの各チップには均しく第１電極及び第２電極が設けられ、前記第２電極と前記第１電極の極性は相反し、前記４個の発光ユニット内において、１列目の発光ユニットの全てのチップの前記第１電極は第１コモン電極領域と電気的に接続され、２列目の発光ユニットの全てのチップの前記第１電極は第２コモン電極領域と電気的に接続され、１行目の発光ユニットの赤色チップの前記第２電極は第１赤色光チップ接続領域と電気的に接続され、２行目の発光ユニットの赤色チップの前記第２電極は第２赤色光チップ接続領域と電気的に接続され、１行目の発光ユニットの青色光チップの前記第２電極は第１青色光チップ接続領域と電気的に接続され、２行目の発光ユニットの青色光チップの前記第２電極は第２青色光チップ接続領域と接続され、１行目の緑色光チップの前記第２電極は第１緑色光チップ接続領域と電気的に接続され、２行目の緑色光チップの前記第２電極は第２緑色光チップ接続領域と電気的に接続されることを特徴とする、ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール。
11. 前記発光ユニットの間には、前記基板に設けられた暗色光吸収層を含む該発光ユニットの間の干渉する光を吸収する仮想隔離領域が設けられることを特徴とする、請求項１０に記載のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール。
12. 前記赤色光チップは、垂直構造チップであり、前記緑色光チップ及び前記青色光チップはフェイスアップ構造チップであることを特徴とする、請求項１０に記載のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール。
13. １行目にある２個の前記発光ユニットの全てのチップは、前記第１赤色光チップ接続領域にダイボンディングされ、２行目にある２個の前記発光ユニットの全てのチップは前記第２赤色光チップ接続領域にダイボンディングされることを特徴とする、請求項１２に記載のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール。
14. １列目にある２個の前記発光ユニットの全てのチップは、前記第１コモン電極領域にダイボンディングされ、２列目にある２個の前記発光ユニットの全てのチップは前記第２コモン電極領域にダイボンディングされることを特徴とする、請求項１２に記載のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール。
15. 前記赤色光チップ、前記青色光チップ及び前記緑色光チップは、いずれもフリップチップであることを特徴とする、請求項１０に記載のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュール。
16. ＲＧＢ−ＬＥＤディスプレイであって、複数の請求項１乃至請求項９または請求項１１のいずれか一項に記載のＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールを含むことを特徴とする、ＲＧＢ−ＬＥＤディスプレイ。
17. 前記仮想隔離領域の幅は、隣接する前記ＲＧＢ−ＬＥＤパッケージモジュールとの間の距離と一致することを特徴とする、請求項１６に記載のＲＧＢ−ＬＥＤディスプレイ。