CN220233190U - 一种发光芯片封装结构和发光装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种发光芯片封装结构和发光装置。发光芯片封装结构包括多个发光芯片，各发光芯片间隔布置且具有至少两种不同的发光颜色；与各发光芯片连接的走线层，设于发光芯片的第一侧，走线层包括与发光芯片的第一极一一对应连接的第一焊盘区域，以及包括同时与各发光芯片的第二极相连的第二焊盘区域；以及第一黑色阻光层，设于发光芯片的第二侧，第二侧与第一侧相对，且为发光芯片的出光侧；第一黑色阻光层对应于各发光芯片的位置形成出光开口，发光芯片的光线通过出光开口对外射出；本申请的发光芯片封装结构通过第一黑色阻光层减小了发光芯片旁边的其他光色的发光芯片的光带来的影响，能够具有更好的对比度。

Description

一种发光芯片封装结构和发光装置

技术领域

本申请涉及发光二极管领域，尤其涉及一种发光芯片封装结构和发光装置。

背景技术

MIP(Micro LED in Package)是一种基于Micro LED(Micro Light EmittingDiode，微型发光二极管)的新型晶圆级封装架构，其来自于小间距显示产品，可谓是MicroLED和WLP(Wafer Level Packaging，晶圆级封装)的有机结合，也是Micro LED产品快速切入新型显示市场的一把利刃。基于扇出封装技术思路，采用黑化基板封装路线构筑全新MIP器件，大幅提高器件对比度，通过将固晶电极放大，使其匹配当前机台设备。因此，除了前述成本优势外，MIP还具有高对比度、低功耗、兼容性强、可混BIN提高显示一致性等优点。虽然MIP封装产品具有较高的对比度，但对于用户而言，拥有更高的对比度仍然是追求更好的视觉体验的改进方向之一。

因此，如何使发光芯片的封装产品具有更好的对比度是亟需解决的问题。

实用新型内容

鉴于上述相关技术的不足，本申请的目的在于提供一种发光芯片封装结构和发光装置，旨在解决发光芯片的封装产品对比度不够的问题。

一种发光芯片封装结构，包括：

多个发光芯片，各所述发光芯片间隔布置且具有至少两种不同的发光颜色；

与各所述发光芯片连接的走线层，设于所述发光芯片的第一侧，所述走线层包括与所述发光芯片的第一极一一对应连接的第一焊盘区域，以及包括同时与各所述发光芯片的第二极相连的第二焊盘区域；以及

第一黑色阻光层，设于所述发光芯片的第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对，且为所述发光芯片的出光侧；所述第一黑色阻光层对应于各所述发光芯片的位置形成出光开口，所述发光芯片的光线通过所述出光开口对外射出。

上述发光芯片封装结构在出光开口的周围，设置有第一黑色阻光层对光线进行阻挡，对于相应的发光芯片，这减小了该发光芯片旁边的其他光色的发光芯片的光带来的影响，因而增加了发光芯片封装结构的对比度。

可选地，还包括：

平坦层，所述平坦层设置在各所述发光芯片的周围，从侧面包覆所述发光芯片；所述走线层设于所述平坦层的表面；

所述键合层完全覆盖所述第一黑色阻光层的表面；所述平坦层也设于所述键合层上。

由于键合层完全覆盖了第一黑色阻光层的表面，平坦层设置的区域也覆盖有键合层，平坦层能够设置在键合层上，从而具有更稳定的结构可选地，还包括：

覆盖所述发光芯片封装结构的侧面区域的第二黑色阻光层，所述第二黑色阻光层阻挡所述发光芯片的侧向出光。

第二黑色阻光层在侧面区域阻挡了不同的发光芯片封装结构之间的光线影响，对最终制得的产品的整体视觉效果具有正面的作用。

可选地，所述第二黑色阻光层为黑色阻光封装胶，所述第二黑色阻光层还覆盖所述发光芯片封装结构设置所述走线层的一侧以进行封装，所述第一焊盘区域和所述第二焊盘区域自所述第二黑色阻光层没有覆盖到的区域露出。

采用黑色阻光封装胶作为第二黑色阻光层，既能够避免旁边其他的发光芯片封装结构带来的影响，也同时对发光芯片封装结构形成封装保护。

基于同样的发明构思，本申请还提供一种发光装置，包括上述的发光芯片封装结构以及电路基板，所述发光芯片封装结构设于所述电路基板上，且所述第一焊盘区域和所述第二焊盘区域与所述电路基板相连接

上述的发光芯片封装结构使得上述发光装置能够以较高对比度进行显示，视觉效果更好。

附图说明

图1为本申请实施例提供的发光芯片封装结构的结构示意图一；

图2为本申请实施例提供的发光芯片封装结构的走线层示意图；

图3为本申请实施例提供的发光芯片封装结构的结构示意图二；

图4为本申请实施例提供的发光芯片封装结构的结构示意图三；

图5为本申请实施例提供的发光芯片封装结构的结构示意图四；

图6为本申请实施例提供的发光芯片封装结构的结构示意图五；

附图标记说明：

101-第一黑色阻光层；102-透光衬底；103-键合层；104-第二黑色阻光层；105-平坦层；106-发光芯片；107-走线层；1071-第一焊盘区域；1072-第二焊盘区域；108-填充胶层；109-封装胶层。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

如何使发光芯片的封装产品具有更好的对比度仍然是亟需解决的问题。

基于此，本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。

实施例：

本实施例中提供一种发光芯片封装结构，请参见图1至图6的示例，本实施例中，发光芯片封装结构包括但不限于多个发光芯片106、走线层107以及第一黑色阻光层101。

发光芯片封装结构中的这些发光芯片106间隔布置且具有至少两种不同的发光颜色，本实施例中，这些发光芯片106被封装为一个整体的结构，并通过走线层107上的焊盘区域实现电连接。发光芯片106之间的间隔距离根据实际情况进行设置，实际应用中，为了缩小像素的尺寸，提高显示产品的PPI(Pixels Per Inch，每英寸所拥有的像素数量)，发光芯片106之间的间隔可尽量缩小，但为了保证显示对比度，设置一定的间隔并利用第一黑色阻光层101来降低各发光芯片106旁边的其他光色的发光芯片106的影响。发光芯片106的颜色通常可以选择光学的三原色，也即红绿蓝三种颜色，例如单个发光芯片封装结构包括红色发光芯片、绿色发光芯片以及蓝色发光芯片，其他示例中，发光芯片封装结构中的发光芯片106也可以选择其他颜色的组合。

本实施例中，根据发光芯片封装结构出光的方向将发光芯片106分为第一侧和第二侧，其中第一侧靠近走线层107，第二侧为发光芯片106的出光侧，第一侧和第二侧是相对的两侧，而发光芯片106其余的部分可以理解为发光芯片106的侧面。走线层107包括与发光芯片106的第一极一一对应连接的第一焊盘区域1071，示例性的，例如图2的示例，为发光芯片封装结构的走线层107的一种示意图，若发光芯片封装结构中存在三颗发光芯片106，则走线层107中包括三个第一焊盘区域1071分别连接到这三颗发光芯片106的第一极，这些第一焊盘区域1071在通常情况下是相互独立的；走线层107还包括同时与各发光芯片106的第二极相连的第二焊盘区域1072，同样以三颗发光芯片106为示例，走线层107中的一个第二焊盘区域1072同时与这三颗发光芯片106的第二极相连，一般情况下，每个发光芯片封装结构中设置一个第二焊盘区域1072即可。本示例中，发光芯片封装结构中的各个焊盘区域分别设置在四角，通过走线层107中的连接路径与发光芯片106的电极相连，其他示例中，焊盘区域也可以设置在其他位置，且走线层107的图案也可以根据实际情况任意设置。发光芯片106的第一极和第二极分别为正极和负极中的任一个和另一个，例如第一极为正极，则第二极为负极，其他示例中，也可以第一极也可以为负极，第二极为正极。可见，本实施例的发光芯片封装结构中，虽然多个发光芯片106被封装一体，但各个发光芯片106仍然可以独立地点亮和实现亮度控制。

发光芯片106可以是倒装结构、垂直结构等等，当发光芯片106的电极设置在第一侧时，走线层107可以直接与发光芯片106的电极连接；当发光芯片106的至少一个电极并未设置在第一侧时，相应电极可以通过其他导电线路连接至走线层107。发光芯片106包括但不限于Micro LED芯片，一些示例中也可以包括Mini LED(Mini Light Emitting Diode，次毫米发光二极管)芯片或其他类型的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)芯片。

走线层107的材料可以选用导电的金属，包括但不限于Cr，Ni，Al，Ti，Au，Pt，W，Pb，Rh，Sn，Cu，Ag等导电金属中的至少一种。

第一黑色阻光层101设置在发光芯片106的第二侧，也即发光芯片106的出光侧，根据发光芯片106的结构，其光线主要朝出光侧一侧的射出，例如一些发光芯片106可通过反射层等结构使得其他方向的光线被反射向出光侧。本实施例中的第一黑色阻光层101包括黑色光刻胶，黑色光刻胶可以通过曝光、显影工艺形成为所需的图案，其制作精度高，图案精细，尤其MIP产品尺寸较小，能够取得较好的成型效果。一些其他示例中，第一黑色阻光层101也可以采用其他黑色的材料，例如黑色粉末或混有黑色粉末的胶体等等。包括但不限于黑色光刻胶等胶体类的材质可以通过涂覆等方式设置到物体表面形成第一黑色阻光层101，黑色粉末等材质可以利用包括但不限于磁控溅射等方式沉积到物体表面从而形成第一黑色阻光层101。示例性的，第一黑色阻光层101为胶体类的材料时，例如黑色光刻胶，其厚度可以设置为1-5um或其他厚度，而第一黑色阻光层101为黑色粉末等其他材质时，也可以根据具体工艺加工难度以及透光情况选择制作的厚度。第一黑色阻光层101的透光率可以根据实际情况进行选择，为了得到较高的对比度，第一黑色阻光层101的透光率通常设置得较低，作为一种示例，配置第一黑色阻光层101对于400-700nm波长的光线透过率低于5％。设置有第一黑色阻光层101的表面可以是透光衬底102的表面，一些示例中也可以是其他结构的表面，例如键合层103的表面。第一黑色阻光层101在对应于各发光芯片106的位置形成出光开口，也即各发光芯片106的出光方向上存在供光线通过的出光开口，这使得发光芯片106的光线能够对外射出。示例性的，出光开口可以正对发光芯片106，其大小可以根据实际的需求进行设置，例如等于或大于发光芯片106的发光区域的面积。在出光开口的周围，第一黑色阻光层101对光线进行阻挡，对于相应的发光芯片106，这减小了该发光芯片106旁边的其他光色的发光芯片106的光带来的影响，因而增加了发光芯片封装结构的对比度。另一方面，在实际应用中，还可以通过控制出光开口的大小以及与发光芯片106之间的距离来实现对单个发光芯片106的出光角度的调整。

在一些实施方式中，发光芯片封装结构还包括键合层103，键合层103至少对应于第一黑色阻光层101的出光开口处设置，以使对应的位置能够设置发光芯片106。键合层103实际就是与发光芯片106直接相键合的结构，本实施例中的键合层103所实现的键合可以是粘接，也即键合层103通过粘性将发光芯片106固定。

为了保证整体结构的强度，在一些实施方式中，发光芯片封装结构还可以包括透光衬底102，示例性的，透光衬底102可以是蓝宝石衬底或其他的能够透光的衬底材质。如图1的示例，第一黑色阻光层101和键合层103设置在透光衬底102的同一侧的表面，键合层103填充在第一黑色阻光层101的出光开口处。键合层103的表面可以与第一黑色阻光层101齐平，键合层103也可以比第一黑色阻光层101更厚，只要保证在出光开口对应的位置能够键合发光芯片106。

键合层103设置的区域可以仅对应于发光芯片106的位置，也即出光开口处，也可以覆盖到更多的区域。本实施例中，键合层103的厚度比第一黑色阻光层101更厚，不仅填满了第一黑色阻光层101的出光开口，还完全覆盖了第一黑色阻光层101。本实施例中，发光芯片封装结构还包括平坦层105，该平坦层105设置在各发光芯片106的周围，从侧面包覆发光芯片106，平坦层105用于填充发光芯片106之间的区域并抬高发光芯片106周围的平面，从而使得走线层107在连接至发光芯片106的电极时存在更小的高度变化，易于走线层107的金属爬坡。为便于走线层107的布置，平坦层105的厚度通常与发光芯片106的高度一致或近似，示例性的，平坦层105的厚度和发光芯片106的高度差异可以设置到1um以内，其他示例中，2um、3um也是可以选择，具体可根据实际工艺需求而设定。可以理解的是，不同光色的发光芯片106的高度也可能存在差异，为了保证更好的制作品质，本实施例可以选择高度尽量接近的发光芯片106，例如高度差在3um以内的发光芯片106。由于键合层103完全覆盖了第一黑色阻光层101的表面，平坦层105设置的区域也覆盖有键合层103，平坦层105能够设置在键合层103上，从而具有更稳定的结构。

作为示例，键合层103的厚度可以比第一黑色阻光层101的厚度厚1-3um，既保证能够提供足够的键合力度，且发光芯片106与第一黑色阻光层101之间的距离也较近，能够维持较好的对比度效果。应当说明的是，如图3的示例，在平坦层105与其直接接触到的其他表面(例如直接接触第一黑色阻光层101)的结合足够稳定时，平坦层105对应的区域也可以不设置有键合层103。

如图4所示，在其他实施方式中，第一黑色阻光层101的出光开口处可以采用例如填充胶层108等其他材料进行填平，然后在填平的表面整体设置一层键合层103，同样能够键合发光芯片106。

如图5所示，在一些实施方式中，第一黑色阻光层101可以嵌入透光衬底102中，透光衬底102上可以开设有用来设置第一黑色阻光层101的槽状空间或通孔，第一黑色阻光层101填充入槽状空间或通孔中。在这些实施方式中，第一黑色阻光层101可以被配置为表面与透光衬底102的其他部分齐平，为了设置发光芯片106等结构，在齐平的表面同样可设置键合层103。该示例中，同样可以在发光芯片106周围设置平坦层105，并使键合层103覆盖第一黑色阻光层101的表面，从而保证平坦层105的结合稳定性。另外，其他示例中，第一黑色阻光层101也可以凸出或低于透光衬底102的表面，对此可根据实际需求进行配置。嵌入透光衬底102的第一黑色阻光层101占用了更少的厚度空间，有利于缩小发光芯片封装结构的厚度。

发光芯片封装结构的制作可以基于衬底进行，例如在透光衬底102上设置好第一黑色阻光层101、键合层103等结构，并转移发光芯片106以及制作出平坦层105、走线层107等结构，但一些实施过程中，在制作完毕后，也可以选择将衬底去除，从而得到没有衬底的发光芯片封装结构。在这些实施方式中，第一黑色阻光层101、键合层103等结构能够固化并具有足够强度，以保证发光芯片封装结构的整体结构稳定。

在一些实施方式中，发光芯片封装结构还包括覆盖发光芯片封装结构的侧面区域的第二黑色阻光层104，第二黑色阻光层104阻挡发光芯片106的侧向出光。应当理解的是，第二黑色阻光层104阻挡的是发光芯片封装结构中的所有发光芯片106的侧向出光，也即第二黑色阻光层104至少环绕整个发光芯片封装结构的侧面设置。而为了保证光线阻挡的效果，在发光芯片封装结构设置走线层107的这一侧也可以设置有第二黑色阻光层104。在实际应用中，一个发光装置中需要布置多个发光芯片封装结构，这些发光芯片封装结构之间也会形成一定的干扰。第二黑色阻光层104在侧面区域阻挡了不同的发光芯片封装结构之间的光线影响，对于发光装置等产品的整体视觉效果具有正面的作用。实际应用中，第二黑色阻光层104的材质可以与第一黑色阻光层101相同，也可以不同。

如图1、图3、图4以及图5的示例中，第二黑色阻光层104的材料为黑色阻光封装胶，例如可以是普通的封装胶中混入黑色粉末等，采用黑色阻光封装胶作为第二黑色阻光层104，既能够避免旁边其他的发光芯片封装结构带来的影响，也同时对发光芯片封装结构形成封装保护。以黑色阻光封装胶作为第二黑色阻光层104时，其布置的位置也不局限于发光芯片封装结构的侧面区域，实际上，在发光芯片封装结构设置走线层107的这一侧，第二黑色阻光层104可以尽可能的覆盖封装，从而对发光芯片封装结构形成较好的封装保护。可以理解的是，第一焊盘区域1071和第二焊盘区域1072需要与外部形成电连接，因而第二黑色阻光层104在对应的位置使第一焊盘区域1071和第二焊盘区域1072露出。在实际应用中，可以先整体在发光芯片封装结构设置走线层107的这一侧设置第二黑色阻光层104，再通过蚀刻等方式将第一焊盘区域1071和第二焊盘区域1072的第二黑色阻光层104去除。

在其他示例中，例如图6所示，封装胶层109和第二黑色阻光层104也可以是不同的两层，例如先形成阻挡侧面光线的第二黑色阻光层104，然后再整体设置封装胶层109。则在这些示例中，封装胶层109的材料可以采用透光的普通封装胶，第二黑色阻光层104的材料仍可以采用黑色阻光封装胶，但也可以采用其他材质进行制作，例如沉积黑色粉末。为了保证光线阻挡的效果，第二黑色阻光层104同样设置到平坦层105远离衬底一侧的表面和/或走线层107上。同样的，第二黑色阻光层104以及封装胶层109都避开第一焊盘区域1071和第二焊盘区域1072设置。

本实施例还提供一种发光装置，包括上述示例的发光芯片封装结构以及电路基板，发光芯片封装结构设于电路基板上，且第一焊盘区域1071和第二焊盘区域1072与电路基板相连接。上述示例的发光芯片封装结构使得本实施例的发光装置能够以较高对比度进行显示，视觉效果更好。示例性的，电路基板上布置有驱动电路，通过焊接等键合方式与发光芯片封装结构中的第一焊盘区域1071和第二焊盘区域1072实现键合，从而能够对发光芯片封装结构中的发光芯片106进行驱动控制。发光芯片封装结构中可以设置三色或四色的发光芯片106，每个发光芯片封装结构能够作为一个像素进行显示。发光装置包括但不限于能够进行显示的显示面板，或是搭载有显示面板的智能终端、手表、电脑、显示器等具有显示功能的电子设备，也可以是不具有显示功能的光源设备。

应当说明的是，除有特别的限定外，本申请中的“第一”、“第二”等前缀仅为了从表述上清楚区分相似的对象，并不代表其优劣或其他限定。

应当理解的是，本申请的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光芯片封装结构，其特征在于，包括：

多个发光芯片，各所述发光芯片间隔布置且具有至少两种不同的发光颜色；

与各所述发光芯片连接的走线层，设于所述发光芯片的第一侧，所述走线层包括与所述发光芯片的第一极一一对应连接的第一焊盘区域，以及包括同时与各所述发光芯片的第二极相连的第二焊盘区域；以及

第一黑色阻光层，设于所述发光芯片的第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对，且为所述发光芯片的出光侧；所述第一黑色阻光层对应于各所述发光芯片的位置形成出光开口，所述发光芯片的光线通过所述出光开口对外射出。

2.如权利要求1所述的发光芯片封装结构，其特征在于，还包括：

键合层，所述键合层至少对应所述第一黑色阻光层的所述出光开口处设置，所述发光芯片设于所述键合层上。

3.如权利要求2所述的发光芯片封装结构，其特征在于，还包括：

透光衬底，所述第一黑色阻光层以及所述键合层设置在所述透光衬底的同一侧表面，所述键合层填充在所述第一黑色阻光层的所述出光开口内。

4.如权利要求2所述的发光芯片封装结构，其特征在于，还包括：

透光衬底，所述第一黑色阻光层嵌入所述透光衬底中。

5.如权利要求2所述的发光芯片封装结构，其特征在于，还包括：

平坦层，所述平坦层设置在各所述发光芯片的周围，从侧面包覆所述发光芯片；所述走线层设于所述平坦层的表面；

所述键合层完全覆盖所述第一黑色阻光层的表面；所述平坦层也设于所述键合层上。

6.如权利要求1所述的发光芯片封装结构，其特征在于，还包括：

覆盖所述发光芯片封装结构的侧面区域的第二黑色阻光层，所述第二黑色阻光层阻挡所述发光芯片的侧向出光。

7.如权利要求6所述的发光芯片封装结构，其特征在于，所述第二黑色阻光层为黑色阻光封装胶，所述第二黑色阻光层还覆盖所述发光芯片封装结构设置所述走线层的一侧以进行封装，所述第一焊盘区域和所述第二焊盘区域自所述第二黑色阻光层没有覆盖到的区域露出。

8.如权利要求1-7任一项所述的发光芯片封装结构，其特征在于，所述第一黑色阻光层的材料为黑色光刻胶。

9.如权利要求1-7任一项所述的发光芯片封装结构，其特征在于，所述第一黑色阻光层的厚度为1至5um。

10.一种发光装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的发光芯片封装结构以及电路基板，所述发光芯片封装结构设于所述电路基板上，且所述第一焊盘区域和所述第二焊盘区域与所述电路基板相连接。