包括有源像素IC的LED像素封装及其制造方法与流程

本发明涉及一种包括有源像素ic的led像素封装及其制造方法，该有源像素ic具有优异的显示对比度和优异的黑色显示。

背景技术：

由于近来光学成像装置的小型化趋势，作为实现成像的光学成像装置的光源而led备受关注。尤其最近，led的照度和功率大幅提高，并且随着使用单个led封装的光学图像实现成为可能，开发针对小型光学成像装置等优化的led封装成为关注焦点。

这种led封装的表面颜色，为了增加亮度和反射率而通常由具有70％或更高的透射率的透明材料而制成，但由于现有的led封装应用于电子屏幕和显示装置，因此频繁发生led封装的表面经常暴露于外部的情况。

此外，在将led封装应用为显示装置的情况下，以横向和竖向在基板排列多个led封装件来制造led封装件模块，并且在将这种led封装模块安装在壳体中之后，组合多个而用作led显示装置。

这种led显示装置，主要在室外或室内环境照明或阳光照射下而使用，因此当led封装模块或包括其的led显示装置的对比度低时，清晰度明显降低，从而具有看不到干净清晰的文字和图像的缺点。

所述对比度(contrastratio)是最暗和最亮之间的亮度之比。黑白比率越高，产品越好，对比度越高，屏幕越清晰，并且可以显示更准确的颜色。

为了改善这一点，在led封装的上侧部分设置遮阳帘(sunshade)以用作遮光，或者在led封装的两侧配置以突起形状倾斜地形成的光捕获器(light-trapsdeliver)以捕获光，从而还可以提高对比度。尽管可以以这种方式在某种程度上改善对比度，但存在无法大幅度改善的问题。

另一方面，最近在商用室外及室内电子屏幕的实施中，为了改善显示质量，像素的尺寸越来越小，而屏幕却越来越大。

尤其，在本应用中，led是实现高亮度、高对比度和良好的色彩再现性的首选发光器件之一。在这情况下，驱动led最常用的驱动方法是无源矩阵(passivematrix)。手动驱动方法是直接控制构成于每个像素的led的方法，其驱动电路必须连接于每个led之后被驱动。据此，具有随着像素变小，驱动电路也需要在较小的空间中配置，并且电力消耗增加的致命的缺点。

因此，最近，使用led的显示器也越来越有必要采用有源矩阵(activematrix)。在这情况下，通过不用直接控制构成于像素的led的方法而使用有源像素ic控制横轴和纵轴，从而控制引脚与无源矩阵方法相比，越来越有必要减小像素尺寸和像素间距。

技术实现要素：

技术问题

解决现有技术的上述问题的本发明的目的在于，提供一种具有优异的显示对比度和优异的黑色或玄色显示的led像素封装及其制造方法。

此外，本发明的另一目的在于，提供一种提高光提取效率和光输出的led像素封装及其制造方法。

此外，本发明的又一目的在于，提供一种包括有源像素ic的led像素封装及制造方法，从而解决在实现led像素封装时，因尺寸只能构成为过大导致有源矩阵时在物理尺寸和成本方面效用不佳的问题。

本发明要解决的技术问题不限于以上提到的技术问题，并且对未提及的其他技术问题，本领域技术人员从本发明的描述中可以明确地理解。

技术方案

本发明是为解决上述的现有技术问题而发明的，其提供包括有源像素ic的led像素封装制造方法，该方法包括:(a)将至少一个以上led芯片(chip)和至少一个以上有源像素ic倒装芯片接合到基板上的步骤；(b)为了覆盖整个所述led芯片和有源像素ic而基板的上部用所述黑色树脂(blackresin)模制而成的步骤；(c)为了露出led芯片的而用黑色树脂模制的区域的上部区域而进行研磨(grinding)的步骤；(d)为了所述led芯片10和有源像素ic20分别构成为一对而进行切割的步骤。

优选地，本发明还包括(c1)在步骤(c)之后将焊球安装在所述基板的下面的步骤。

本发明中，所述黑色树脂(blackresin)优选地是含黑碳的ppa(polyphtalamide)树脂、emc(epoxymoldcompound)树脂或黑硅中(blacksilicon)的任何一种。

本发明中，所述(a)步骤优选地将所述led芯片和有源像素ic构成为一对并倒装芯片接合到基板上，以形成(mxn)的排列。

本发明中，所述(b)步骤优选地包括：(b1)为了覆盖所述led芯片和有源像素ic的上部和基板的每个侧面部而安装模具的步骤；(b2)黑色树脂(blackresin)通过形成在所述模具侧面的至少一个以上模制注入口而被注入的步骤；以及(b3)所述黑色树脂(blackresin)固化后，将模具移除的步骤。

在本发明中，所述有源像素ic的厚度优选地比所述led芯片的厚度薄。

在本发明的步骤(a)中，优选地，将所述有源像素ic倒装芯片接合，以使其形成为低于倒装芯片接合的led芯片的高度。

在本发明的所述步骤(c)中，优选地，为了所述有源像素ic的上面不从黑色树脂(blackresin)模制区域露出而进行研磨(grinding)。

在本发明的步骤(d)中，优选地，在所述基板上形成(m+1)×(n+1)个的切割线之后，沿着切割线而进行切割。

本发明提供一种led像素封装，其包括通过led像素封装制造方法形成的有源像素ic。

发明效果

根据本发明，其效果在于，提供具有提供具有出色的显示对比度和出色的黑色或玄色显示的led。

另外，根据本发明，其效果在于，提供通过用黑色树脂模制除led芯片上面之外的led像素封装的上部和侧部而提高光提取效率和光输出的led像素封装及制造方法。

此外，根据本发明，其效果在于，可以解决在实现led像素封装时，因尺寸只能构成为过大而实现有源矩阵时在物理尺寸和成本方面效用不佳的问题。

附图说明

图1是根据本发明实施例的包括有源像素ic的led像素封装的上面图和截面图；

图2是根据本发明实施例的包括有源像素ic的led像素封装的结构图；

图3是根据本发明实施例的包括有源像素ic的led像素封装的内部配置图和背面图；

图4是显示根据本发明实施例的将led芯片和有源像素ic倒装芯片接合到基板上的示例图；

图5是显示在根据本发明实施例的基板上，安装并模制模具之后而将其移除的状态的示例图；

图6是显示根据本发明实施例的研磨基板上的模制件的示例图；

图7是显示根据本发明实施例的将焊球安装在基板下部的状态的示例图；

图8是显示在根据本发明实施例的基板上形成切割线并沿该切割线切割的示例图；

图9是显示根据本发明实施例的制造一个led像素封装的每个工艺的流程图。

具体实施方式

本发明涉及一种包括有源像素ic的led像素封装制造方法，该方法包括:(a)将至少一个以上led芯片(chip)和至少一个以上有源像素ic倒装芯片接合到基板上的步骤；(b)所述led芯片的上面露出为了覆盖整个所述led芯片和有源像素ic而基板的上部用所述黑色树脂(blackresin)模制而成的步骤；(c)为了露出led芯片的而用黑色树脂模制的区域的上部区域而进行研磨(grinding)的步骤；(d)为了led芯片10和有源像素ic20分别构成为一对而进行切割的步骤。

在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。在此之前，本说明书和权利要求中使用的术语或词语不能仅以通常或词典的意思来解释，发明人为了用最优的方法解释自己的发明，应该基于可准确定义术语概念的原理，将其解释为与本发明的技术宗旨相对应的含义和概念。据此，应该理解的是，在此描述的实施例和附图中所示的构成仅是本发明的最优选实施例之一，并不代表本发明的所有技术宗旨，因此在本申请时，可以存在替代它们的各种等同方案和变形例。

图1是根据本发明实施例的包括有源像素ic的led像素封装的上面图和截面图。

本发明的目的在于，提供一种具有优异的显示对比度和优异的黑色显示的led像素封装。为此，用黑色树脂(blackresin)模制而成以实现完美黑色显示，并且为了解决实现有源矩阵时在物理尺寸和成本方面效用不佳的问题而构成包括有源像素ic的led像素封装。

参照图1(a)，基板的上部面除了led芯片10的上部之外，覆盖成有黑色树脂模制区域50，如稍后描述，这是为了防止从led芯片10发射的光流入led像素封装内部并影响有源像素ic20的操作。

在这情况下，由于随着微型led技术的发展可以使暴露的led芯片10的尺寸制成相对较小，因此可以与此成比例地加大黑色树脂模制领域50所占比例。

参照图1(b)，所述有源像素ic20的厚度，形成为比所述led芯片10的厚度薄，或者形成为倒装芯片接合有源像素ic20以使得有源像素ic20低于倒装芯片接合的led芯片的高度，这是为了当移除黑色树脂模制区域50的上部面时，容易露出led芯片10的上部的同时，使有源像素ic20位于黑色树脂模制区域50的内部。

稍后将连同制造工艺一起描述这种本发明的led像素封装的功能和特征。

图2是根据本发明实施例的包括有源像素ic的led像素封装的结构图，图3是根据本发明实施例的包括有源像素ic的led像素封装的内部配置图和背面图。

对于led显示屏，各个led之间的间距越小，像素数变得更密集，并且各个led的亮度越高，整个显示器的清晰度越高，从而图像质量得到改善。优选地，将led显示器用有源矩阵实现时，可以使led显示器在物理尺寸和成本方面得到更有效的实现。

为此，在led像素封装必须配置用于电源、数据输入、接地等的引脚，此外，还必须在led像素封装配置用于还必须在led像素封装配置用于包括在led芯片10中的红色led21、绿色led22和蓝色led23的使能和发射操作的开关控制引脚。

然而，在以上述的构成实现led像素封装时，则尺寸只能构成为过大，从而具有在实现有源矩阵时物理尺寸和成本方面效用不佳的问题。

本发明旨在提供一种可以用有源矩阵实现的同时，最小化物理尺寸，并且降低制造成本的led像素封装。

在本发明中，根据输入信号的电压电平确定输出信号和信号输出，并且通过输出信号和信号输出而产生led发光信号，每个led的发射时序由所述led发射信号确定，每个led的发射亮度由数据输入确定，从而减少led像素封装所需的引脚数的同时，用有源矩阵实现led显示器。

将所述红色led310、绿色led311和蓝色led312在led芯片10内各配置一个，并且根据信号输入的电平和数据输入的电平来控制发光亮度和发光定时。此外，本发明还可以包括：用于分别驱动红色led21、绿色led22和蓝色led23的led电流发生部(未图示)及最终用于led发光的每个发射开关(未图示)。

另一方面，为了以现有构成而实现led有源矩阵，必须构成用于分别控制红色使能开关、绿色使能开关、蓝色使能开关和发射开关(同时控制红色发射开关、绿色发射开关、蓝色发射开关的开/关)的引脚，因此必须构成至少八个以上的引脚，但本发明通过根据由信号引脚施加的信号输入的电压电平控制流过每个led的电流，从而仅使用四个引脚来实现led像素封装。

在本发明中，所述四个引脚包括在有源像素ic20，其可构成为包括：用于将电源输入到所述led像素封装的电源引脚27；用于将信号输入所述led像素封装的信号引脚26；用于将数据输入到所述led像素封装的数据引脚25和用于所述le像素封装的接地的接地引脚24。

即，一个led像素封装的有源像素ic20包括电源引脚27、信号引脚26、数据引脚25和接地引脚24等总共四个引脚，并且通过划分每一行和每一列，而可以执行信号输入和数据输入。

另一方面，在一个led像素封装的基板背面上安装四个焊盘并可以形成电源垫27'、信号垫26'、数据垫27'和接地垫24'。

在本发明中，所述电源焊盘27'、信号焊盘26'、数据焊盘27'和接地焊盘24'可以通过焊球安装而形成。

如上所述，根据本发明，通过将有源像素ic20应用于led像素封装而非常简化用于驱动的驱动电路，从而在减小像素尺寸和像素间隔方面非常有利，并且同时还降低电力消耗。

图4至图8是根据流程而显示制造led像素封装的每个工艺的示例图。

本发明构成为包括:(a)将至少一个以上led芯片(chip)和至少一个以上有源像素ic倒装芯片接合到基板上的步骤；(b)为了覆盖整个led芯片和有源像素ic而基板的上部用所述黑色树脂(blackresin)模制而成的步骤；(c)为了露出led芯片的而用黑色树脂模制的区域的上部区域而进行研磨(grinding)的步骤；(c1)在步骤(c)之后将焊球安装在所述基板的下面的步骤；(d)为了led芯片10和有源像素ic20分别构成为一对而进行切割的步骤。

图4是显示根据本发明实施例的将led芯片和有源像素ic倒装芯片接合到基板上的示例图。

首先，本发明经历(a)将至少一个以上led芯片(chip)和至少一个以上有源像素ic倒装芯片接合到所述基板上的步骤。

如图1的(a)所示，led芯片10可以形成为包括r(红色)led，g(绿色)led和b(蓝色)led。所述led芯片10不仅可以应用rgbled，还可以应用μled或oled。

优选地，所述多个led芯片10和多个有源像素ic20排列在基板30上，但每个led芯片10和每个有源像素ic20排列成构成一对。将所述多个led芯片和多个有源像素ic倒装芯片接合到基板上，以形成横向/竖向(mxn)的排列。

此时，所述有源像素ic20的厚度优选地比led芯片10的厚度薄。然而，根据本发明的需要，即使所述有源像素ic20的厚度与led芯片10的厚度相似或比所述led芯片10的厚度厚，led芯片10的焊盘凸块60的高度也被形成为更高，由此最终倒装芯片接合的led芯片10的上面可以形成为高于倒装芯片接合的有源像素ic20的上面。

可以通过已知的倒装芯片接合方法来执行所述倒装芯片接合。

图5是显示在根据本发明实施例的基板上，安装并模制模具之后而将其移除的状态的示例图。

本发明(b)所述(a)步骤之后，经历(b)为了覆盖整个led芯片10和有源像素ic20而基板的上部用所述黑色树脂(blackresin)模制而成的步骤。

即，所述(b)步骤形成为包括：(b1)为了所述覆盖led芯片和有源像素ic的上部和基板的每个侧面部而安装模具的步骤；(b2)黑色树脂(blackresin)通过形成在所述模具侧面的至少一个以上模制注入口而被注入的步骤；以及(b3)所述黑色树脂(blackresin)固化后，将模具移除的步骤。

参照图5a，其是显示配置于侧面的多个模制注入孔71的模具70覆盖基板30的上部的状态的截面图。

另外，图5的(b)是在图5的(a)中，以侧面截断的模制注入孔71的截面图，其显示在安装覆盖基板30上部及各个侧面部的模具70之后而通过模制注入孔71注入黑色树脂(blackresin)并使其固化之后，移除所述模具70的状态。

这里，所述黑色树脂(blackresin)可以应用在混合黑碳的ppa(polyphtalamide)树脂、黑emc(epoxymoldcompound)或黑硅(blacksilicon)中选择的任何一种。

此外，根据本发明的需要，所述黑色树脂(blackresin)即使不是混合黑碳的ppa(polyphtalamide)树脂、黑emc(epoxymoldcompound)及黑硅(blacksilicon)，而只要是作为低光反射率的部件的黑色/玄色系列的树脂，就可以应用任何种类的树脂。

如上所述，所述黑色树脂模制区域50由具有低光反射率的构件而形成，从而为了增加点亮和关闭led芯片10之间的对比度(contrast)而执行吸收光的功能。

另外，如后所述，led芯片10的上面从黑色树脂模制区域50暴露，而有源像素ic20具有掩埋在黑色树脂模制区域50中的结构，因此可以通过消除流入有源像素ic20的光而使有源像素ic20不受影响，从而led芯片10的功能不出现问题，并且能够实现点亮和关闭led芯片(10)之间的高对比度(contrast)。

结果，根据本发明，阻断从led芯片10照射的光流入有源像素ic20和led像素封装内部，并且向led像素封装外部照射，从而可以提高光提取效率，由此可以改善光输出。

图6是显示根据本发明实施例的研磨基板上的模制件的示例图。

本发明，在(b)步骤之后，经历(c)为了露出所述led芯片10的上部而将用所述黑色树脂模制的区域50的上部区域研磨(grinding)的步骤。

即，可以说所述(c)步骤是，为了露出所述led芯片10的上面而进行研磨(grinding)的同时，还要为了避免有源像素ic20的上面从黑色树脂(blackresin)模制领域50露出而进行研磨(grinding)的工艺。

这是为了防止从led芯片10发出的光流向有源像素ic20。为此，有源像素ic20的厚度可以形成为比led芯片10的厚度更薄。

另外，如上所述，尽管所述有源像素ic20的厚度类似于或大于所述led芯片10的厚度，但通过调节有源像素ic20和led芯片10的焊盘凸块60的高度而倒装芯片接合的led芯片10的上面可以形成为高于倒装芯片接合的有源像素ic20的上面。

优选地，倒装芯片接合的led芯片10的上面和有源像素ic芯片20的上部面可以具有100μm至1,000μm的高度差。

同样，所述led芯片10的厚度可以形成为比有源像素ic芯片20的厚度厚100μm至1,000μm。

所述步骤(c)被描述成为了露出led芯片10的上面而进行研磨(grinding)，但在本发明中，不限于此，根据本发明的需要而可以通过激光束照射来精确地移除用所述黑色树脂模制的区域50的上部区域。

图7是显示根据本发明实施例的将焊球安装在基板下部的状态的示例图。

本发明在步骤(c)之后，经历c1)将焊球40安装(mounting)在所述基板的下面的步骤。

所述焊球40的材料可以使用已知的材料，并且优选地经历切割led像素封装时，为了使四个焊球位于一对led芯片10和有源像素ic20所在的基板30下部而执行焊球安装工艺的步骤。

如上所述，位于一个led像素封装下部的四个焊球40可以分别执行接地垫27'、数据垫25'、信号垫26'和电源垫27'的功能。

图8是显示在根据本发明实施例的基板上形成切割线并沿该切割线切割的示例图。

本发明在步骤(c)之后，经历为了led芯片10和有源像素ic20分别构成为一对而进行切割的步骤。

若为了在基板30上多个led芯片10和多个有源像素ic20构成为横向/竖向(m×n)的排列而进行倒装芯片接合,则在基板上形成(m+1)×(n+1)个的切割线80之后，将沿着上述切割线80进行切割。

所述切割(cutting)，可以通过已知的切割工具、切割装置或小型压机而完成。

如上所述，本发明，为了多个led芯片10和位于基板30上的多个有源像素ic20分别形成一对而进行统一切割，从而本发明在短时间内制造大量led像素封装成为可能

图9是显示根据本发明实施例的制造一个led像素封装的每个工艺的流程图。

参照图9(a)至图9(e),(a)将至少一个以上led芯片(chip)和至少一个以上有源像素ic倒装芯片接合到基板上，(b)为了覆盖整个所述led芯片和有源像素ic而基板的上部用所述黑色树脂(blackresin)模制而成，(c)为了露出所述led芯片的而模制区域的上部用黑色树脂研磨(grinding)，(d)为了所述led芯片10和有源像素ic20分别构成为一对而进行切割，从而形成包括有源像素ic的led像素封装。

如上所述，本发明可以通过相对简单的制造工艺而在短时间内快速制造大量的led像素封装，因此其优点是可以带来简化制造工艺和降低制造成本的附带效果。

另外，本发明的优点在于，其可以提供黑色/玄色显示优异，显示对比度优异，并且通过用黑色树脂模制除led芯片上面之外的led像素封装的上部和侧部而提高光提取效率和光输出的led像素封装。

上面已经结合本发明的具体实施方式而描述了本发明，但这仅是举例说明而已，并且本发明不限于此。本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围的情况下改变或修改所描述的实施方式，并且在本发明的技术宗旨和下面要描述的权利要求的等同范围内，可以进行各种改变和变形。