本发明涉及根据专利权利要求1的用于视频墙的模块。
背景技术：
现有技术公开了用于视频墙的模块，其中布置有多个发光芯片。在这种情况下，已知借助于矩阵电路驱动每个单独的发光芯片。为此目的，电力线按行和列布置，其中每个发光芯片连接到一行的电力线和一列的电力线。
本专利申请要求德国专利申请de102015119653.0的优先权，该德国专利申请的公开内容由此通过引用被并入。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种改善的用于视频墙的模块。
本发明的目的借助于根据专利权利要求1的模块来实现。模块的另外的实施例在从属权利要求中指定。
所描述的模块的一个优点在于设置包括两个发光芯片的图像像素，其中针对两个发光芯片设置用于电压供应的四条不同的电力线。以这种方式，可以针对图像像素的两个发光芯片提供不同的电压。因此，可以给发光芯片供应发光芯片针对光的对应生成需要的电压。
在另一个实施例中，图像像素包括三个发光芯片，其中针对图像像素的三个发光芯片提供三个不同的电压。因此，也可以针对图像像素的多于两个发光芯片提供对应的所需电压。
在另一个实施例中，图像像素包括三个发光芯片，其中给两个发光芯片供应相同的电压并且给第三发光芯片供应不同的电压。
取决于所选择的实施例，用于发光芯片的正电源的电力线可以在一个平面中被引导，而用于发光芯片的负电源的电力线在第二平面中被引导。电力线可以布置在载体、尤其电路板的不同平面中。
在另一个实施例中，不同平面和包含在其中的电力线经由镀通孔被引导到共同的连接平面。模块的紧凑构造以这种方式是可能的。
在另一个实施例中，发光芯片按行布置，其中在每种情况下，一行的至少两个发光芯片、尤其三个发光芯片被组合以形成图像像素。在该实施例中，提供不同正电压的第一电力线和第二电力线布置在一行的相对侧处。以这种方式可以实现包括短电力线路径的紧凑构造。
在另一个实施例中，第一和第三电力线以表面金属化部的形式体现，其中表面金属化部包括带状区段和接触区段，其中发光芯片布置在接触区段上，并且其中接触区段包括比发光芯片小的面积。以这种方式提供不同发光芯片的接触区段之间的足够的横向间隔。
在另一个实施例中，发光芯片在分配给接触区段的侧上包括横向阶梯式配置。以这种方式减小分配给接触区段的发光芯片的面积。通过这种方式，也可以扩大相邻接触区段或相邻发光芯片的接触区域之间的横向间隔。
在另一个实施例中，在接触区段和相邻发光芯片之间设置电绝缘。作为结果，改善相邻接触区段的电绝缘。至少在第一电力线和第二电力线的两个接触区段之间，在载体上设置绝缘层，其中绝缘层包括接触区段之上的开口，并且其中发光芯片布置在开口中。取决于所选择的实施例，模块的整个顶侧可以设置有绝缘层。
在另一个实施例中，借助于导电接触膜将发光芯片连接到接触区段。作为结果，可以实现对导电面积的精确定界。因此，可以可靠地实现相邻接触区段之间的期望横向间隔，并因此可以可靠地实现相邻接触区段之间的期望电绝缘。
取决于所选择的实施例，发光芯片可以借助于焊接连接、尤其通过ausn焊接连接而连接到接触区段，其中焊接连接的固相线温度高于260℃。因此实现的是，在模块稍后在电路板上的smt安装期间，在此期间模块可以被加热直到260℃，发光芯片不从载体或接触区段脱离。此外，发光芯片可以借助于摩擦熔焊连接和/或借助于利用包括金、锡、铜和银的焊接材料的焊接而连接到接触区段。
在一个实施例中，在第一电力线和第二电力线的接触区段之间设置绝缘连接板（web）。由此改善第一电力线和第二电力线之间的电隔离。
在一个实施例中，借助于导电粘合剂膜将发光芯片固定在电力线的接触区段上。作为结果，占用很少的空间，该空间此外被精确限定。
在一个实施例中，发光芯片在面对电力线的接触区段的下侧上包括阶梯式配置，使得发光芯片的下侧的面积以较小的方式形成。作为结果降低横向空间要求。
在一个实施例中，借助于电绝缘粘合剂将至少一个发光芯片机械地固定在接触区段上，其中发光芯片的金属接触件的尖端（tip）穿透粘合剂并且与接触区段电接触。
在一个实施例中，至少两个发光芯片布置在绝缘层的开口中。作为结果，使发光芯片在开口中的更紧密的布置成为可能。两个发光芯片可以被配置为发射包括相同波长或包括不同波长的光。举例来说，一个发光芯片可以发射绿光，并且另一个发光芯片可以发射蓝光。此外，取决于所选择的实施例，也可以将多于两个发光芯片、尤其三个或更多发光芯片布置在开口中。举例来说，一个发光芯片可以发射绿光，第二发光芯片可以发射蓝光并且第三发光芯片可以发射红光。
附图说明
本发明的上面描述的特性、特征和优点以及实现它们的方式结合示例性实施例的以下描述将变得更清楚且更清楚地理解，所述示例性实施例结合附图更详细地来解释，其中
图1示出用于视频墙的模块的电气等效电路图的摘录，
图2示出用于视频墙的模块的另一实施例的电气等效电路图的摘录的示意图，
图3示出用于视频墙的模块的另一实施例的电气等效电路图的摘录，
图4示出用于驱动模块的各个发光芯片的控制电路的示意图，
图5示出载体的印制导线（conductortrack）结构的示意图，
图6示出模块的另一实施例的印制导线平面的摘录的示意图，
图7示出图像像素的示意性侧视图，
图8示出模块的图像像素的另一实施例的示意图，
图9示出图像像素的第三实施例的示意图，
图10示出模块的图像像素的第四实施例的示意图，
图11示出模块的印制导线结构的示意图，
图12示出图11的放大摘录，
图13示出模块的另一实施例的印制导线结构的部分摘录的示意图，
图14示出包括绝缘层的模块的部分摘录的示意图，
图15示出包括绝缘层的另一模块的部分摘录的示意图，
图16示出包括绝缘层的另一模块的部分摘录的示意图，以及
图17示出包括绝缘层的另一模块的部分摘录的示意图。
具体实施方式
图1以示意图示出包括用于视频墙的发光芯片3、4的模块1的电气等效电路图。模块1包括多个图像像素2。每个图像像素2包括至少一个发光芯片、尤其两个或更多发光芯片3、4。在所图示的示例性实施例中，每个图像像素2包括第一和第二发光芯片3、4。图像像素2的第一发光芯片3通过第一阳极端子11连接到第一电力线21。图像像素2的第二发光芯片4通过第二阳极线12连接到第二电力线22。第一发光芯片3的第一阴极端子13连接到第三电力线31。图像像素2的第二发光芯片4通过第二阴极端子14连接到第四电力线32。
第三和第四电力线31、32连接到地电位。第一和第二电力线21、22连接到相对于地的不同量值的正电位。举例来说，第一电力线21可以连接到2.6伏。第二电力线22可以连接到3.7伏。因此，给例如生成红光的第一发光芯片3供应2.6伏的所需电压。给例如生成蓝光或绿光的第二发光芯片4供应3.7伏的电压。模块1包括多个图像像素2，所述多个图像像素2完全相同地被配置并且其发光芯片3、4连接到对应的电力线。图像像素可以按行和列布置。此外，第一电力线和第二电力线按行布置，并且第三电力线和第四电力线按列布置。
图2示出另一实施例，其中图像像素2包括第一发光芯片3、第二发光芯片4和第三发光芯片5。图像像素2的第一发光芯片3连接到第一电力线21，如图1中。图像像素2的第二发光芯片4连接到第二电力线22，如图1中。第三发光芯片5通过第三阳极端子15连接到第二电力线22。第三发光芯片5另外通过第三阴极端子16连接到第五电力线33。因此，给第二和第三发光芯片4、5供应相同的电压、尤其在3和3.7伏之间的范围内的电压。就像第三和第四电力线31、32一样，第五电力线33连接到地。模块的所有图像像素2以这种方式互连。在该示例性实施例中，第二发光芯片4例如构成生成绿光的发光二极管。第三发光芯片5例如构成生成蓝光的发光二极管。图像像素可以按行和列布置。此外，第一电力线和第二电力线按行布置，并且第三电力线、第四电力线和第五电力线按列布置。
取决于所选择的实施例，模块1也可以包括根据图3中的实施例所配置的多个图像像素2。在该实施例中，图像像素包括第一、第二和第三发光芯片3、4、5，其中阳极端子11、12、15连接到不同的电力线，即连接到第一、第二和第六电力线21、22、34。因此，在该实施例中，可以给图像像素2的每个发光芯片3、4、5供应不同的电压。三个发光芯片3、4、5的阴极端子13、14、16连接到不同的电力线31、32、33，其中电力线31、32、33连接到地。
取决于所选择的实施例，也可以通过阳极端子借助于不同的电力线给图像像素的多于三个发光芯片供应不同的供应电压。
取决于所选择的实施例，包括不同数量的发光芯片的不同图像像素可以被组合在一个模块中。此外，可以给图像像素的发光芯片的群组供应完全相同的电压。
图4以示意图示出用于驱动根据图2构造的模块1的各个像素的电路布置。模块1连接到驱动电路40，该驱动电路给图像像素2的所有第三、第四和第五电力线31、32、33供应地电位。在这种情况下，可以设置将各个电力线连接到地或使各个电力线与地隔离的开关。
另外，设置有第一复用器41，所述第一复用器连接到第一电力线21并且给图像像素2的第一电力线21供应第一正电压，例如供应2.5伏。此外，设置有第二复用器42，所述第二复用器连接到图像像素的第二电力线22并且给第二电力线22供应第二正电压，例如供应3.6伏。第一和第二复用器41、42以及驱动电路40被配置为取决于所选择的驱动来驱动模块1的各个发光芯片和各个图像像素。
图5以示意图示出施加在载体50上的传导平面。载体50可以例如以基板的形式或以电路板的形式形成。发光芯片3、4、5布置在载体50上的第一行、第二行和第三行51、52、53中。行被布置为彼此平行。在每种情况下，按行布置的三个发光芯片3、4、5分别被组合以形成图像像素2。取决于所选择的实施例，不同行的图像像素也可以被组合以形成图像像素。此外，每个图像像素也可以包括更多或更少的发光芯片。在该实施例中，每个图像像素2包括第一、第二和第三发光芯片3、4、5。图像像素按垂直于行的线布置。第一发光芯片3可以例如发射红光，第二发光芯片4发射绿光并且第三发光芯片5发射蓝光。
在所图示的实施例中，发光芯片3、4、5以垂直发光芯片的形式形成，其中阳极端子形成在发光芯片3、4、5的下侧上并且阴极端子13、14、16形成在顶侧上。在所图示的实施例中，第一电力线21在每种情况下形成在行51、52、53的左侧上。第二电力线22在每种情况下布置在行的右侧上。此外，在所图示的实施例中，在第二电力线22和相邻的第一电力线21之间设置有镀通孔61、62、63。镀通孔可以通向载体50的更深的平面中或通向载体50的下侧上。第一和第二电力线21、22以金属印制导线的形式形成。在所图示的实施例中，发光芯片3、4、5通过下侧、也就是说通过阳极端子连接到对应的第一电力线21或对应的第二电力线22。为此目的设置有导电层46、尤其导电粘合剂层。取决于所选择的实施例，阳极端子也可以布置在发光芯片3、4、5的顶侧上并且阴极端子也可以布置在发光芯片3、4、5的下侧上。
在另一个实施例中，发光芯片3、4、5的阳极端子和/或阴极端子由金属材料形成，所述阳极端子和/或阴极端子包括包含尖端的粗糙表面或包括不平坦表面。包括阳极端子和/或包括阴极端子的发光芯片3、4、5的下侧借助于电绝缘粘合剂层被机械地固定在印制导线的对应接触区段81、82、83上。阳极端子和/或阴极端子的粗糙或不平坦表面被分配给相应的接触区段81、82、83，阳极端子和/或阴极端子的表面的至少各个尖端或部分穿透电绝缘粘合剂并与所分配的接触区段电接触。
在另一个实施例中，不仅阳极端子而且阴极端子都可以布置在发光芯片3、4、5的下侧上。在该实施例中，针对不仅阳极端子的接触而且阴极端子的接触，在载体上设置有对应的接触区段。此外，在该实施例中，发光芯片的阳极端子导电连接到第一接触区段，并且发光芯片的阴极端子导电连接到第二接触区段。导电连接可以经由导电粘合剂或经由焊接材料来实施。此外，导电连接也可以经由电绝缘粘合剂以及阳极端子和阴极端子来实施，所述阳极端子和阴极端子包括包含穿透绝缘粘合剂并接触所分配的接触区段的尖端的粗糙表面或不平坦表面。
图6示出另一实施例，其中图像像素2的发光芯片3、4、5和电力线21、22的布置对应于图5，但是其中发光芯片3、4、5被形成为水平发光二极管。在水平发光二极管的情况下，不仅阳极端子11、12、15而且阴极端子13、14、16都形成在顶侧上。因此，在该实施例中，阳极端子11、12、15也必须经由线路连接71、72、73连接到第一或第二电力线21、22。线路连接可以例如以接合线的形式形成。举例来说，可以形成包括algainp的发光芯片，其布置在包括蓝宝石的载体上。此外，在包括导电基板的发光芯片的情况下，在发光芯片3、4、5的下侧和布置在下面的电力线21、22之间形成电绝缘可能是有利的。所述电绝缘可以例如以电绝缘粘合剂层45的形式形成。借助于粘合剂层，发光芯片3、4、5可以机械地连接到载体50。此外，在阴极端子13、14、16与第三电力线、第四电力线和第五电力线之间需要另外的电线路连接。可以为此目的而使用镀通孔61、62、63，因为第三电力线、第四电力线和第五电力线布置在与第一和第二电力线21、22不同的平面中。然而，为了更好的清晰度，这些未图示在图6中。
图7以示意性侧视图示出第一实施例的图像像素，其中图示了第一电力线21的第一接触区段81、第二电力线22的第二接触区段82和第二电力线22的第三接触区段83。在该图示中，发光芯片3、4、5形成为垂直发光二极管，其中阳极端子11、12、15被设置在发光芯片3、4、5的下侧上。因此，发光芯片3、4、5的阳极端子11、12、15导电连接到对应的接触区段81、82、83。为此目的，例如，设置有导电层46、诸如例如包括焊膏的焊盘，其形成在包括阳极端子的发光芯片3、4、5的下侧与接触区段81、82、83的顶侧之间。例如，焊膏可以通过冲压或印刷来施加。此外，可以设置导电粘合剂、尤其可印刷粘合剂，以用于在发光芯片的阳极端子与接触区段之间形成导电连接。取决于所选择的实施例，至少在一个方向上或在两个方向上的接触区段81、82、83可以包括与发光芯片3、4、5相同大小的面积或者比发光芯片3、4、5小的面积。
作为结果，实现接触区段81、82、83之间的相对大的横向距离。因此，可以连同小的空间要求提供相对良好的电绝缘。
在另一个实施例中，至少在一个方向上或在两个方向上的接触区段81、82、83可以包括比发光芯片3、4、5大的面积。尤其，可以针对两个或更多发光芯片设置一个接触区段。
此外，垂直发光芯片也可以包括在下侧上的阴极端子和在顶侧上的阳极端子。
图8以示意性侧视图示出图像像素的另一实施例，其中在该实施例中，发光芯片3、4、5也形成为垂直发光二极管，其中在该实施例中，阴极端子13、14、16形成在下侧上并且阳极端子形成在顶侧上。此外，在该实施例中，发光芯片3、4、5在下侧上、也就是说在其上形成阴极端子13、14、16的侧上包括阶梯式配置91，使得发光芯片3、4、5承载在接触区段81、82、83上所利用的面积小于接触区段81、82、83的面积。此外，电接触材料可以被阶梯式配置91占据。通过这种方式也防止电接触材料在安装发光芯片期间被横向地推到相邻的接触区段。
此外，在该实施例中，垂直发光芯片也可以包括在下侧上的阴极端子和在顶侧上的阳极端子。
图9示出根据图7形成的图像像素的一个实施例的另一示意图，但是其中在接触区段81、82、83之间布置有相应的绝缘连接板92、93、94、95。绝缘连接板可以由电绝缘材料、诸如例如可光刻图案化的环氧树脂（su8）形成。借助于绝缘连接板的布置来实现改善的横向电绝缘。
图10示出图像像素的一个实施例的另一示意图，其中发光芯片3、4、5借助于导电膜100与接触区段81、82、83电接触。导电膜的使用导致在接触区段81、82、83之间横向地对电区域可靠定界。
取决于所选择的实施例，绝缘粘合剂也可以被用于特别是在发光芯片以水平发光二极管的形式形成的情况下发光芯片的安装。然而，在这种情况下，必须考虑确保在阳极端子或阴极端子与所分配的接触区段之间仍然产生电接触。
此外，取决于所选择的实施例，发光芯片可以被按压到具有电力线的经预热的载体上，被按压到电力线的对应接触区段上，并例如借助于热铺放头利用焊接金属来焊接。
此外，取决于所选择的实施例，接触区段81、82、83与发光芯片3、4、5的阳极端子之间的电接触可以借助于摩擦熔焊连接例如使用在发光芯片的侧上的金表面和在接触区段上的金表面来实现。
此外，发光芯片可以通过焊接连接、尤其通过ausn焊接连接而连接到接触区段，其中焊接连接的固相线温度高于260℃。因此，焊接连接直到260°c都是固体的并且不液化。只有高于260°c的温度，焊接连接才开始变为软的和液体的。作为结果实现的是，在模块稍后在电路板上的smt安装期间，在此期间将模块加热直到260℃是可能的，发光芯片不从载体或接触区段脱离。
图11以示意图示出模块1的摘录，其中多个图像像素2被布置在载体50上。图像像素2被布置在由虚线指示的连接板格中。每个图像像素2包括三个发光芯片3、4、5，所述三个发光芯片经由第一和第二电力线21、22被供应以正电压。发光芯片形成为垂直发光二极管，其中阳极端子布置在下侧上，并且阴极端子布置在顶侧上。阳极端子连接到电力线的接触区段。未详细图示阴极端子的电连接。第一和第二电力线21、22彼此并排地平行地布置。此外，多对第一和第二电力线21、22彼此并排地布置。第一接触区段81布置在第一电力线21上，第一发光芯片3布置在所述接触区段上。第二和第三接触区段82、83布置在第二电力线22上，在每种情况下第二和第三发光芯片4、5分别布置在所述第二和第三接触区段上。图像像素2包括第一、第二和第三发光芯片3、4、5。图像像素2以包括边界的正方形的形式示意性地被图示。取决于所选择的实施例，每个图像像素2也可以包括更多或更少的发光芯片。
再分布印制导线110被设置在第一和第二电力线21、22之间，所述第一和第二电力线在所图示的示例性实施例中以金属印制导线的形式形成。再分布印制导线110被用于给发光芯片的阴极端子供应地电位。未明确图示各个线路连接。此外，第一电力线21包括第一镀通孔25。第一镀通孔25向上或者向下被引导到载体50中，或者被引导到载体50的下侧上到另外的布线平面。再分布印制导线110包括第二镀通孔26，该第二镀通孔向上或者向下被引导到另外的布线平面。
图12示出用于视频墙的模块1的另一实施例的图像像素2，所述图像像素基本上根据图11中的图像像素2来构造，但是其中在该实施例中，再分布印制导线110未被布置在第一和第二电力线21、22之间，更确切地说，第一电力线21被布置在再分布印制导线110与第二电力线22之间。
图13示出用于视频墙的模块1的图像像素2的另一实施例，所述图像像素基本上根据图11中的图像像素形成。然而，另外形成第五、第六和第七绝缘连接板96、97、98。第五绝缘连接板96布置在再分布印制导线110与第一接触区段81之间。在这种情况下，第五绝缘连接板96在第一接触区段81的整个长度上延伸。以这种方式实现再分布印制导线110与第一接触区段81之间的改善的电绝缘。此外，第六绝缘连接板97布置在第一接触区段81与第二接触区段82之间。以这种方式实现第一和第二接触区段81、82之间的改善的电绝缘。此外，第七绝缘连接板98以邻接图像像素2的边缘区域的方式形成。第七绝缘连接板98在第二和第三接触区段82、83的区域上延伸。另一个完全相同地形成的图像像素以邻接所图示的图像像素的方式来设置。因此，第七绝缘连接板98改善所图示的图像像素的第二和第三接触区段82、83与相邻的图像像素的再分布印制导线110之间的电绝缘。图11至图13中所图示的发光芯片3、4、5形成为垂直发光芯片，其中阳极端子形成在下侧上，并且阴极端子形成在顶侧上。
图14示出另一实施例，其基本上对应于图13，但是其中在该实施例中设置有绝缘层99而不是绝缘连接板。绝缘层99布置在载体50上、电力线21、22、再分布印制导线110和第二镀通孔26上。绝缘层99包括在接触区段81、82、83之上的开口130，发光芯片3、4、5布置在所述开口中。此外，绝缘层99例如包括对准结构120。绝缘层可以被布置为仅在接触区段的区域中或在模块上的整个面积上具有开口。
图15示出根据图14的模块的摘录，但是其中在该实施例中第二和第三发光芯片4、5共同地被布置在绝缘层99的开口130中。作为结果实现两个发光芯片4、5的布置具有与图14中的布置相比更小的距离。第二发光芯片4可以被配置为生成绿光。第三发光芯片5可以被配置为生成蓝光。取决于所选择的实施例，第二和第三发光芯片也可以生成包括相同波长的光。此外，第二和第三发光芯片也可以被配置为生成包括与绿光或蓝光不同的波长的光。此外，取决于所选择的实施例，也可以将多于两个发光芯片、尤其三个或更多发光芯片布置在共同的开口中。举例来说，一个发光芯片可以发射绿光，第二发光芯片可以发射蓝光并且第三发光芯片可以发射红光。绝缘层可以被布置为仅在接触区段的区域中或在模块上的整个面积上具有开口。
图16示出来自图5的模块的摘录，但是其中在该实施例中模块的传导平面被绝缘层99覆盖。绝缘层99包括开口130。第一发光芯片3布置在绝缘层99的开口130中。第二和第三发光芯片4、5布置在绝缘层99的共同的另外的开口130中。取决于所选择的实施例，也可以将多于两个发光芯片、尤其三个或更多发光芯片布置在开口中。举例来说，一个发光芯片可以发射绿光，第二发光芯片可以发射蓝光并且第三发光芯片可以发射红光。绝缘层可以被布置为仅在接触区段的区域中或在模块上的整个面积上具有开口。
图17示出来自图5的模块的摘录，但是其中在该实施例中模块的传导平面被绝缘层99覆盖。绝缘层99包括开口130。第一发光芯片3布置在绝缘层99的开口130中。第二发光芯片4布置在绝缘层99的第二开口130中。第三发光芯片5布置在绝缘层99的第三开口130中。绝缘层可以被布置为仅在接触区段的区域中或在模块上的整个面积上具有开口。
以类似的方式，来自图6的模块也可以被包括开口130的绝缘层99覆盖，其中发光芯片布置在开口130中。
尽管借助于优选的示例性实施例更具体地图示和详细地描述了本发明，然而本发明不受所公开的示例限制，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明的保护范围的情况下从中导出其他变化。
附图标记列表
1模块
2图像像素
3第一发光芯片
4第二发光芯片
5第三发光芯片
11第一阳极端子
12第二阳极端子
13第一阴极端子
14第二阴极端子
15第三阳极端子
16第三阴极端子
21第一电力线
22第二电力线
25镀通孔
26第二镀通孔
31第三电力线
32第四电力线
33第五电力线
34第六电力线
40驱动电路
41第一复用器
42第二复用器
45粘合剂层
46导电层
50载体
51第一行
52第二行
53第三行
61第一镀通孔
62第二镀通孔
63第三镀通孔
71第一线路连接
72第二线路连接
73第三线路连接
81第一接触区段
82第二接触区段
83第三接触区段
91阶梯式配置
92第一绝缘连接板
93第二绝缘连接板
94第三绝缘连接板
95第四绝缘连接板
96第五绝缘连接板
97第六绝缘连接板
98第七绝缘连接板
99绝缘层
100膜
110再分布印制导线
120对准结构
130开口。