JP2021064789A - 発光ダイオードパッケージ構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光ダイオードパッケージ構造を提供する。【解決手段】１００μｍ〜１０００μｍの幅を有する基板と、基板の上面に電気的接続され、１μｍ〜１００μｍの幅を有する少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップと、マイクロ発光ダイオードチップを露出させるように基板の上面を被覆する黒色材料層と、マイクロ発光ダイオードチップと黒色材料層を被覆する透光材層と、を備える発光ダイオードパッケージ構造。【選択図】図５

Description

本発明は、発光ダイオードパッケージ構造に関する。
ディスプレイの発光画素として、赤色、緑色及び青色の発光ダイオードアレイを使用することは、既に周知された適用となっている。このような発光ダイオードディスプレイは、その提供する光の輝度がパックライト型の液晶ディスプレイの輝度よりも高く、且つ大型のデジタルサイネージ及び他の用途に幅広く適用されている。
このような発光ダイオードディスプレイは、高コントラストを有しなければならないが、外部光の反射により誤点灯となり且つ環境におけるコントラストを低下させる可能性がある。
そのため、現在の市場では、より高い輝度及びより高いコントラストを提供可能な発光ダイオードディスプレイが望まれている。
本発明は、先行技術の問題を解決するために、新規な発光ダイオードパッケージ構造を提出する。
本発明の一実施形態において、１００μｍ〜１０００μｍの幅を有する基板と、基板の上面に電気的接続され、１μｍ〜１００μｍの幅を有する少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップと、マイクロ発光ダイオードチップを露出させるように基板の上面を被覆する黒色材料層と、マイクロ発光ダイオードチップと黒色材料層を被覆する透光材層と、を備える発光ダイオードパッケージ構造を提供する。
本発明の一実施形態において、少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップは、１０μｍ以下の厚さを有する。
本発明の一実施形態において、黒色材料層は、光反射率が１０％よりも小さい黒色のフォトレジスト層を含む。
本発明の一実施形態において、マイクロ発光ダイオードチップと前記黒色材料層とは、同じ厚さを有する。
本発明の一実施形態において、マイクロ発光ダイオードチップの発光面は第１の面積を有し、前記基板の前記上面は第２の面積を有し、前記第１の面積と前記第２の面積との面積比は、５％以下である。
本発明の一実施形態において、透光材層は１００μｍよりも小さい厚さを有する。
本発明の一実施形態において、基板の幅と透光材層の厚さとの比は、４以上である。
本発明の一実施形態において、透光材層は、９０％、９２％或いは９５％以上の光透過率を有する。
本発明の一実施形態において、透光材層は、上部テクスチャ表面を有する。
本発明の一実施形態において、マイクロ発光ダイオードチップは、外部に露出し且つ粗いテクスチャを有する発光面を有する第１の半導体層と、第１の半導体層上に位置する発光層と、発光層上に位置し、第１の半導体層と異なるタイプの半導体層である第２の半導体層と、発光面に位置する支持分断点と、を含む。
本発明の一実施形態において、透光材層は、透明誘電体層或いは透明樹脂層である。
本発明の一実施形態において、発光ダイオードパッケージ構造は、幅を有する基板と、基板の上面に電気的接続される少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップと、マイクロ発光ダイオードチップを被覆し、且つ厚さを有する透光材層と、を備え、基板の幅と透光材層の厚さとの比が４以上である。
本発明の一実施形態において、発光ダイオードパッケージ構造は、マイクロ発光ダイオードチップを露出させるように基板の上面を被覆する黒色材料層を更に備える。
本発明の一実施形態において、マイクロ発光ダイオードチップは１０μｍ以下の厚さを有し、且つ透光材層は１００μｍよりも小さい厚さを有する。
本発明の一実施形態において、基板の幅は、４００μｍ〜１０００μｍである。
本発明の一実施形態において、黒色材料層は、光反射率が１０％よりも小さい黒色のフォトレジスト層を含む。
本発明の一実施形態において、透光材層は、透明誘電体層或いは透明樹脂層である。
本発明の一実施形態において、透明誘電体層は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、ＴｉＯ２（酸化チタン）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）或いは窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を含む。
本発明の一実施形態において、透明誘電体層は、化学気相堆積或いは原子層堆積プロセスによって形成される。
本発明の一実施形態において、マイクロ発光ダイオードチップは、外部に露出し且つ粗いテクスチャを有する発光面を有する第１の半導体層と、第１の半導体層上に位置する発光層と、発光層上に位置し、第１の半導体層と異なるタイプの半導体層である第２の半導体層と、発光面に位置する支持分断点と、を含む。
以上をまとめると、本発明のパッケージマイクロ発光ダイオードチップのミニ発光ダイオードパッケージ構造は、より高い輝度、より高いコントラストを提供し、クロストークを減少することに用いられる。また、パッケージマイクロ発光ダイオードチップのミニ発光ダイオードパッケージ構造は、最終の表示パネルとして成形する前に、マイクロ発光ダイオードチップをテストして異常に機能するチップを選別できるようにすることに寄与する。
下記添付図面の説明は、本発明の上記及び他の目的、特徴、メリット、実施形態をより分かりやすくするためのものである。
従来の発光ダイオードパッケージ構造を示す断面図である。 本発明の複数の実施形態による発光ダイオードパッケージ構造を示す断面図である。 本発明の複数の実施形態による発光ダイオードパッケージ構造を示す断面図である。 本発明の複数の実施形態による発光ダイオードパッケージ構造を示す断面図である。 本発明の複数の実施形態による発光ダイオードパッケージ構造を示す断面図である。 本発明の別の実施形態による発光ダイオードパッケージ構造を示す上面図である。 本発明の別の実施形態による発光ダイオードパッケージ構造を示す断面図である。 本発明の別の実施形態によるマイクロ発光ダイオードチップを示す断面図である。 本発明のまた１つの実施形態によるマイクロ発光ダイオードチップを示す断面図である。 本発明の一実施形態による発光ダイオードディスプレイパネルの製造方法の工程を示す模式図である。 本発明の一実施形態による発光ダイオードディスプレイパネルの製造方法の工程を示す模式図である。 本発明の別の実施形態による発光ダイオードディスプレイパネルの製造方法の工程を示す模式図である。 本発明の別の実施形態による発光ダイオードディスプレイパネルの製造方法の工程を示す模式図である。 マイクロ発光ダイオードチップアレイにレーザーリフトオフされた粗いテクスチャを有する様子の写真である。 単一のマイクロ発光ダイオードチップの上面がレーザーリフトオフされた粗いテクスチャを有する様子の写真である。
以下、実施形態によって上記の説明を詳しく述べ、本発明の技術案を更に説明する。
本発明の説明がより詳しく完備するように、添付の図面および下記に示す各種実施形態を参照することができ、図面における同じ符号は同様または類似の素子を代表する。一方、本発明に不必要な制限を与えないよう、周知の素子や工程は、実施形態に記述されていない。
図１は、従来の発光ダイオードパッケージ構造を示す断面図である。発光ダイオードパッケージ構造１００ａは、基板１０２ａと、少なくとも１つのミニ発光ダイオードチップ（ミニ発光ダイオードチップ）１０６ａと、透光材層１０４ａと、を備える。従来のミニ発光ダイオードチップ１０６ａは、サファイア基板ＳＡを含む。透光材層１０４ａは、ミニ発光ダイオードチップ１０６ａ及び基板１０２ａを被覆する。本従来例において、基板１０２ａは、１００μｍ〜１０００μｍの幅Ｗ１を有する。ミニ発光ダイオードチップ１０６ａは、１００μｍ〜２５０μｍの幅を有する。
パッケージ構造の幅が１０００μｍである従来例Ａ（つまり、基板１０２ａが１０００μｍの幅を有する）において、発光ダイオードチップ１０６ａは１５０μｍの厚さと２２５μｍの幅を有し、且つ透明接着剤層（例えば、１０４ａ）は２５０μｍ以上の厚さを有するが、基板１０２ａに黒色材料が被覆されず、発光ダイオードチップ１０６ａは、パッケージ構造１００ａが側面発光ＳＥ１と上面発光ＴＥ１との１８％の比率を達成できるように発光する。本従来例において、基板１０２ａの幅（Ｗ１）の透光材層１０４ａの厚さに対する比は、４よりも小さい。
図２に示すように、発光ダイオードパッケージ構造１００ｂは、基板１０２ｂと、少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップ１０６ｂと、透光材層１０４ｂと、を備える。本実施形態において、基板１０２ｂの幅Ｗ１は１００μｍ〜１０００μｍである。基板１０２ｂはマイクロ発光ダイオードチップ１０６ｂをパッケージングすることに用いられ、マイクロ発光ダイオードチップ１０６ｂは、幅Ｗ２が１μｍ〜１００μｍであり、厚さＴ２が１０μｍ以下である。透光材層１０４ｂは、マイクロ発光ダイオードチップ１０６ｂ及び基板１０２ｂを被覆する。
ある実施形態において、基板１０２ｂの幅Ｗ１は、１００〜２００μｍ、２００〜５００μｍ、５００〜７５０μｍ或いは７５０〜１０００μｍである。
ある実施形態において、マイクロ発光ダイオードチップ１０６ｂの幅Ｗ２は、１μｍ〜１００μｍであり、例えば１〜５μｍ、５〜１０μｍ、１０〜２５μｍ或いは２５〜５０μｍである。
パッケージ構造の幅が１０００μｍである実施例Ｂ（つまり、基板１０２ｂが１０００μｍの幅を有する）において、発光ダイオードチップ１０６ｂは１０μｍの厚さと５０μｍの幅を有し、且つ透明接着剤層（例えば、１０４ｂ）の厚さＴ１は１００μｍであるが、基板１０２ｂに黒色材料が被覆されず、発光ダイオードチップ１０６ｂは、パッケージ１００ｂが側面発光ＳＥ２と上面発光ＴＥ２との５％の比率を達成できるように発光する。
従来例Ａと比べると、実施例Ｂは、パッケージ構造におけるミニ発光ダイオードチップ１０６ａの代わりにマイクロ発光ダイオードチップ１０６ｂを使用し、且つ透明接着剤層の厚さを小さくするため、実施例Ｂにおける側面発光を減少して、透明接着剤層の内部反射を増加する。
図３に示すように、発光ダイオードパッケージ構造１００ｃは、基板１０２ｃと、少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップ１０６ｃと、透光材層１０４ｃと、を備える。本実施形態において、基板１０２ｃの幅Ｗ３は１００μｍ〜１０００μｍである。基板１０２ｃはマイクロ発光ダイオードチップ１０６ｃをパッケージングすることに用いられ、マイクロ発光ダイオードチップ１０６ｃは、幅Ｗ２が１μｍ〜１００μｍであり、且つその厚さＴ２が１０μｍ以下である。透光材層１０４ｃは、マイクロ発光ダイオードチップ１０６ｃ及び基板１０２ｃを被覆する。
パッケージ構造の幅が４００μｍである実施例Ｃ（つまり、基板１０２ｃが４００μｍの幅を有する）において、発光ダイオードチップ１０６ｃは１０μｍの厚さと５０μｍの幅を有し、且つ透明接着剤層（例えば、１０４ｃ）の厚さＴ１は１００μｍであるが、基板１０２ｃに黒色材料が被覆されず、発光ダイオードチップ１０６ｃは、パッケージ１００ｃが側面発光ＳＥ３と上面発光ＴＥ３との１０％の比率を達成できるように発光する。
実施例Ｂと比べると、実施例Ｃは、透明接着剤層の内部反射を減少するようにパッケージ構造或いは基板１０２ｃの幅を小さくするため、実施例Ｃにおける側面発光を増加する。
図４に示すように、発光ダイオードパッケージ構造１００ｄは、基板１０２ｄと、少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップ１０６ｄと、透光材層１０４ｄと、を備える。本実施形態において、基板１０２ｄの幅Ｗ３は１００μｍ〜１０００μｍである。基板１０２ｄは、幅が１μｍ〜１００μｍであり且つ厚さＴ２が１０μｍ以下のマイクロ発光ダイオードチップ１０６ｄをパッケージングすることに用いられる。透光材層１０４ｄは、マイクロ発光ダイオードチップ１０６ｄ及び基板１０２ｄを被覆する。
パッケージ構造の幅が４００μｍである実施例Ｄ（つまり、基板１０２ｄが４００μｍの幅を有する）において、発光ダイオードチップ１０６ｄは１０μｍの厚さと５０μｍの幅を有し、透明接着剤層（例えば、１０４ｄ）の厚さＴ３は５０μｍであるが、基板１０２ｄに黒色材料が被覆されず、発光ダイオードチップ１０６ｄは、パッケージ１００ｄが側面発光ＳＥ４と上面発光ＴＥ４との４％の比率を達成できるように発光する。
実施例Ｃと比べると、実施例Ｄは、透明接着剤層の内部反射を更に増加するように透明接着剤層１０４ｄの厚さを小さくするため、実施例Ｄにおける側面発光を小さくする。
他の実施形態において、発光ダイオードパッケージ構造１００ｄの上面発光ＴＥ４を更に増加するように、透明接着剤層１０４ｄは、上部テクスチャ表面１０４ｄ’を有してよい。
図５に示すように、発光ダイオードパッケージ構造１００ｅは、基板１０２ｅと、少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップ１０６ｅと、黒色材料層１０８と、透光材層１０４ｅと、を備える。本実施形態において、基板１０２ｅの幅Ｗ３は１００μｍ〜１０００μｍである。基板１０２ｅは、幅が１μｍ〜１００μｍであり且つ厚さが１０μｍ以下のマイクロ発光ダイオードチップ１０６ｅをパッケージングすることに用いられる。黒色材料層１０８は、マイクロ発光ダイオードチップ１０６ａの発光面を露出させるように基板１０２ｅの上面を被覆することに用いられる。黒色材料層１０８は、１０μｍよりも小さい厚さを有することが好ましい。本実施形態において、マイクロ発光ダイオードチップ１０６ｅの厚さは、実際的に、黒色材料層１０８の厚さに等しいが、これに限定されない。
パッケージ構造の幅が４００μｍである実施例Ｅ（つまり、基板１０２ｅが４００μｍの幅を有する）において、発光ダイオードチップ１０６ｅは１０μｍの厚さと５０μｍの幅を有し、黒色材料層１０８は３μｍの厚さと１０％よりも小さい光反射率を有し、透明接着剤層（例えば、１０４ｅ）の厚さＴ３は５０μｍであり、発光ダイオードチップ１０６ｅは、パッケージ構造１００ｅが側面発光ＳＥ５と上面発光ＴＥ５との０．４％の比率を達成できるように発光する。本実施形態において、黒色材料層１０８は、光反射率が１０％よりも小さい黒色のフォトレジスト層であってよいが、これに限定されない。
実施例Ｄと比べると、実施例Ｅは、透光材層１０４ｅの内部反射を減少するように黒色材料層１０８を増加するため、実施例Ｅにおける側面発光が更に減少する。
実施例Ｂ〜Ｅにおいて、透光材層は、９０％、９２％或いは９５％以上の光透過率を有し、１００μｍよりも小さい厚さを有してよいが、これに限定されない。
実施例Ｂ〜Ｅにおいて、基板（１０２ｂ〜１０２ｅ）の幅（Ｗ１，Ｗ３）と透光材層（１０４ｂ−１０４ｅ）との厚さ（Ｔ１，Ｔ３）の比は４以上であり、これにより、発光ダイオードパッケージ構造における側面発光を抑制して、側面発光と上面発光との比率を小さくする。
実施例Ｂ〜Ｅにおいて、発光ダイオードチップの幅は発光ダイオードチップの長い縁部或いは正方形の発光ダイオードチップの如何なる縁部であってよく、基板の幅は基板の長い縁部或いは正方形の基板の如何なる縁部であってよいが、これに限定されない。
実施例Ｂ〜Ｅにおいて、少なくとも１つの発光ダイオードチップは複数の発光ダイオードチップであってよく、複数の発光ダイオードチップは、例えば赤色、緑色、青色光のような異色の光を発光することに用いられるが、これに限定されない。また、赤色、緑色、青色マイクロ発光ダイオードチップに青色或いは黄色を加えることで、色域を拡大することができる。
図６は、本発明の別の実施形態による発光ダイオードパッケージ構造を示す上面図である。発光ダイオードパッケージ構造は、基板１０２と、基板１０２の上面に電気的接続される少なくとも１つの発光ダイオードチップ１０６と、を備える。基板１０２の上面は面積Ａ１を有し、発光ダイオードチップ１０６の発光面は面積Ａ２を有する。発光ダイオードパッケージ構造のコントラストを強調して、側面発光と上面発光との比率を小さくするように、面積Ａ２と面積Ａ１との比は、５％以下であることが好ましい。例えば、実施例Ｂにおいて、面積Ａ２と面積Ａ１との比は１％である。実施例Ｃ、Ｄ及びＥにおいて、面積Ａ２と面積Ａ１との比は５％である。実施例Ｂ〜Ｅにおいて、少なくとも１つの発光ダイオードチップ１０６は、例えば赤色、緑色並びに青色の発光ダイオードチップのような、複数の発光ダイオードチップであってよく、面積Ａ２は全ての発光ダイオードチップの発光面の合計であってよい。発光ダイオードチップ１０６の発光面以外に、基板１０２の上面が黒色材料層１０８により完全に被覆されると、側面発光と上面発光との比率を更に小さくし、コントラストを更に向上させることができ、且つ余分な光を反射して誤点灯となることはない。
先述の実施形態で検討されるように、側面発光と上面発光との比率を小さくすることで、ＬＥＤディスプレイパネルにおける画素の間のクロストークの問題を改善することができる。
図７は、本発明の別の実施形態による発光ダイオードパッケージ構造を示す断面図である。発光ダイオードパッケージ構造１００ｆは、基板１０２ｆと、少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップ１０６ｆと、透光材層１０４ｆと、を備える。本実施形態において、透光材層１０４ｆは、透明接着剤層（例えば、透明樹脂層）ではなく、透明誘電体層である。透明誘電体層は、化学気相堆積プロセス或いは原子層堆積プロセスによって形成されてよいが、これに限定されない。透明誘電体層は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、ＴｉＯ２（酸化チタン）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）或いは窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）であってよいが、これに限定されない。透明誘電体層がマイクロ発光ダイオードチップ１０６ｆ及び基板１０２ｆの上面にコンフォーマル（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）に形成されるように、化学気相堆積プロセス或いは原子層堆積プロセスによる透明誘電体層の厚さは、０．１μｍ〜１０μｍの範囲にあり、例えば０．１μｍ〜２μｍ、２μｍ〜４μｍ、４μｍ〜６μｍ或いは６μｍ〜１０μｍの範囲にあってよい。他の実施形態において、黒色材料層（例えば、図５における黒色材料層１０８）は、マイクロ発光ダイオードチップ１０６ｆの発光面を露出するように基板１０２ｆの上面を被覆し、且つ透光材層１０４ｆにより被覆されることができる。
図８は、本発明の別の実施形態によるマイクロ発光ダイオードチップを示す断面図である。マイクロ発光ダイオードチップは、半導体積層１２０’と、支持分断点ＢＰと、を含む。半導体積層１２０’は、第１の半導体層１２１’、発光層１２２’及び第２の半導体層１２３’を含む。第１の半導体層１２１’は外部に露出する発光面Ｓ１を有し、且つ発光面Ｓ１は粗いテクスチャを有する。発光面Ｓ１としては、サファイア基板或いは図案化されたサファイア基板に対してレーザーリフトオフプロセスを行うことで、レーザーリフトオフされた粗いテクスチャを取得する。例えば円状或いは六角形の凹面のような、図案化されたサファイア基板におけるレーザーリフトオフされた粗いテクスチャを示す図１４、１５における写真を参照されたい。そのため、マイクロ発光ダイオードチップには、サファイア基板或いは図案化されたサファイア基板が配置されていないが、光取出しを強調するようにレーザーリフトオフされた粗いテクスチャ（ｌａｓｅｒ−ｌｉｆｔ−ｏｆｆ ｒｏｕｇｈ ｐａｔｔｅｒｎ）が配置される。具体的に、発光ダイオードチップは、発光面Ｓ１によって光を発出することができる。支持分断点ＢＰは、発光面Ｓ１に位置する。ある実施形態において、第１の半導体層１２１’はドープされた半導体層１２１ｂ’、１２１ｃ’及びドープされていない半導体層１２１ａ’を含み、且つ発光面Ｓ１はドープされていない半導体層１２１ａ’にある。ドープされた半導体層１２１ｂ’、１２１ｃ’は発光層１２２’とドープされていない半導体層１２１ａ’との間にある。ある実施形態において、発光ダイオードチップは、第１の導電性パッド１９１及び第２の導電性パッド１９２を更に含む。第１の導電性パッド１９１が第１の半導体層１２１’に電気接続され、第２の導電性パッド１９２が第２の半導体層１２３’に電気接続される。ある実施形態において、発光ダイオードチップは、第２の導電性パッド１９２と第２の半導体層１２３’との間にある導電接触層１２４’を更に含む。半導体積層１２０’の発光面Ｓ１に犠牲層１４０を形成する。犠牲層１４０をその基部から突出する支持フレーム１４２を形成するようにエッチングする。次に、犠牲層１４０の上方に搭載基板１６０を形成する。ある実施形態において、犠牲層１４０と搭載基板１６０との間に接着層１７０を形成してよく、接着層１７０によって搭載基板１６０を犠牲層１４０に貼り付けることで、それらの間の貼付性を強調する。側壁電流リーク低減層１８２は、原子層堆積プロセスによって半導体積層１２０’の側壁に形成される。そのため、側壁電流リーク低減層１８２は、側壁の電流リークの効果を小さくして、外部量子効率（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｑｕａｎｔｕｍ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を増加する。本実施形態において、側壁電流リーク低減層１８２は、Ａｌ２Ｏ３或いはＳｉＯ２により形成されてよいが、これに限定されない。
底部反射層１８１は、発光面Ｓ１による光取出しを強調するように、側壁電流リーク低減層１８２の外面に形成される。本実施形態において、底部反射層１８１は、ＳｉＯ２とＴｉＯ２との交互層から形成される分布ブラッグ反射層（ＤＢＲ）であってよいが、これに限定されない。
支持分断点ＢＰを破壊することで搭載基板１６０を除去する場合、半導体積層１２０’は、搭載基板１６０（例えば、サファイア基板）から離れることができる。
図９は、本発明のまた１つの実施形態によるマイクロ発光ダイオードチップを示す断面図である。本実施形態における半導体構造は、支持分断点ＢＰが半導体積層１２０’の発光面Ｓ１の対向する表面に位置することに、図８の半導体構造と異なっている。発光面Ｓ１は、サファイア基板或いは図案化されたサファイア基板に対してレーザーリフトオフプロセスを行うことで取得したレーザーリフトオフされた粗いテクスチャにより形成される。そのため、マイクロ発光ダイオードチップには、サファイア基板が配置されていないが、光取出しを強調するようにレーザーリフトオフされた粗いテクスチャが配置される。
図１０〜１１は、図８の発光ダイオードチップによる発光ダイオードディスプレイパネルの製造方法の工程を示す模式図である。図１０に示すように、マイクロ発光ダイオードチップ（例えば、青色の発光ダイオードチップ１０７Ｂ、緑色の発光ダイオードチップ１０７Ｇ及び赤色の発光ダイオードチップ１０７Ｒ）をそれらの各々の基板（１５２，１５４，１５６）に製造した後で、仮基板１５０によって青色、緑色、赤色の発光ダイオードチップ（１０７Ｂ，１０７Ｇ，１０７Ｒ）を順次に搭載して、それらをまず各々の基板（１５２，１５４，１５６）からスタンプ１５３によって１回目の大量移行をした後で、青色、緑色、赤色の発光ダイオードチップ（１０７Ｂ，１０７Ｇ，１０７Ｒ）の電極を露出させ、故障した発光ダイオードチップを除去するように成形前に予備試験してよい。続いて、仮基板１５０とその全ての青色、緑色、赤色の発光ダイオードチップ（１０７Ｂ，１０７Ｇ，１０７Ｒ）を適当な位置に固定して、それを上下反転して２回目の大量移行をして全ての青色、緑色、赤色の発光ダイオードチップ（１０７Ｂ，１０７Ｇ，１０７Ｒ）を回路基板１５８に取り付け、更に透光材層１６２を有する成形体を形成し、破線に沿って切断してテストする。正常に機能する発光ダイオードパッケージ構造１００’のみが青色テープ２００に転着されることができるようにし、その後、故障した発光ダイオードパッケージ構造１００’を選別する。注意すべきなのは、発光ダイオードパッケージ構造１００’の各々は、切断及び分割された回路基板１５８を含む。発光ダイオードパッケージ構造１００’の各々は、先述の実施形態で検討される発光ダイオードパッケージ構造（１００ｂ−１００ｆ）であってよい。図１１に示すように、その後、正常に機能する発光ダイオードパッケージ構造１００’をサブ回路基板３０１に取り付けてパッケージ層３０２で被覆して、完璧にしたＬＥＤ表示パネル４００の分割表示モジュール３００を形成する。１つの実施形態において、正常に機能する発光ダイオードパッケージ構造１００’は、パッケージ層３０２を有しないサブ回路基板３０１に取り付けられてよい。パッケージマイクロ発光ダイオードチップのミニ発光ダイオードパッケージ構造が１００μｍ〜１０００μｍの範囲にあるパッケージサイズを有する場合、異常に機能するパッケージは容易にテスト及び選別されることができ、その後、またサブ回路基板に取り付けされる。全て正常に機能する発光ダイオードパッケージ構造１００’を有する分割表示モジュール３００は達成される。別の実施形態において、サブ回路基板３０１は、発光ダイオードパッケージ構造１００’を制御するためのシステムコントローラを有してもよく、システムコントローラによって、例えば、発光ダイオードパッケージ構造の各々に含まれる画素コントローラを制御する。システムコントローラは、サブ回路基板３０１の上面３０１ａ或いはサブ回路基板３０１の底面３０１ｂに取り付けられてよい。
図１２〜１３は、図９の発光ダイオードチップによる発光ダイオードディスプレイパネルの製造方法の工程を示す模式図である。図１２〜１３における工程は、マイクロ発光ダイオードチップ（つまり、青色の発光ダイオードチップ１０７Ｂ’、緑色の発光ダイオードチップ１０７Ｇ’及び赤色の発光ダイオードチップ１０７Ｒ’）が二回で大量移行をせずに、直接基板（１５２、１５４、１５６）から一回で大量移行して（例えば、スタンプ１５３によって）直接回路基板１５８に達することに、図１０〜１１と異なっている。そのため、発光ダイオードチップは、成形前の予備試験を行うことができない可能性があるが、サブ回路基板３０１に取り付けられる前に、成形後のテストは依然として機能不全の発光ダイオードパッケージ構造の選別に用いられることができる。本実施形態において、発光ダイオードパッケージ構造１００の各々は、１組の青色の発光ダイオードチップ１０７Ｂ’、緑色の発光ダイオードチップ１０７Ｇ’及び赤色の発光ダイオードチップ１０７Ｒ’を含む。他の実施形態において、発光ダイオードパッケージ構造の各々は、複数組の青色の発光ダイオードチップ１０７Ｂ’、緑色の発光ダイオードチップ１０７Ｇ’及び赤色の発光ダイオードチップチップ１０７Ｒ’を制御するように、画素コントローラを含んでよい。例えば、Ｍ４で囲まれるように、４組の青色の発光ダイオードチップ１０７Ｂ’、緑色の発光ダイオードチップ１０７Ｇ’、赤色の発光ダイオードチップ１０７Ｒ’を設けて、単一の画素コントローラパッケージに合わせて所定の機能を実行してよいが、これに限定されない。例えば、６つ、９つ或いはより多くのＲ、Ｇ、Ｂ組の発光ダイオードチップを梱包してもよい。
以上をまとめると、本発明のパッケージマイクロ発光ダイオードチップのミニ発光ダイオードパッケージ構造は、より高い輝度、より高いコントラストを提供し、クロストークを減少することに用いられる。また、パッケージマイクロ発光ダイオードチップのミニ発光ダイオードパッケージ構造は、最終の表示パネルとして成形する前に、マイクロ発光ダイオードチップをテストして異常に機能するチップを選別できるようにすることに寄与する。
本発明は、実施形態で前述の通りに開示されたが、それらに限定されなく、当業者であれば、本発明の精神や範囲から逸脱しない限り、多様の変更や修飾を加えてもよく、従って、本発明の保護範囲は、後の特許請求の範囲で指定した内容を基準とするものである。
下記符号の説明は、本発明の上記又は他の目的、特徴、メリットと実施形態をより分かりやすくするためのものである。
１００、１００’、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ 発光ダイオードパッケージ構造
１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆ 基板
１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆ 透光材層
１０４ｄ’ 上部テクスチャ表面
１０６、１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ、１０６ｅ、１０６ｆ 発光ダイオードチップ
１０７Ｂ、１０７Ｂ’ 青色の発光ダイオードチップ
１０７Ｇ、１０７Ｇ’ 緑色の発光ダイオードチップ
１０７Ｒ、１０７Ｒ’ 赤色の発光ダイオードチップ
１０８ 黒色材料層
１２０’ 半導体積層
１２１’ 第１の半導体層
１２１ａ’、１２１ｂ’、１２１ｃ’ 半導体層
１２２’ 発光層
１２３’ 第２の半導体層
１２４’ 導電接触層
１４０ 犠牲層
１４２ 支持フレーム
１５０ 仮基板
１５２，１５４，１５６ 基板
１５３ スタンプ
１５８ 回路基板
１６０ 搭載基板
１７０ 接着層
１８１ 底部反射層
１８２ 側壁電流リーク低減層
１９１ 第１の導電性パッド
１９２ 第２の導電性パッド
２００ 青色テープ
３００ 表示モジュール
３０１ サブ回路基板
３０１ａ 上面
３０１ｂ 底面
３０２ パッケージ層
４００ 表示パネル
Ａ１、Ａ２ 面積
ＢＰ 支持分断点
ＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、ＳＥ４、ＳＥ５ 側面発光
ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３、ＴＥ４、ＴＥ５ 上面発光
ＳＡ サファイア基板
Ｓ１ 発光面
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 厚さ
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ 幅

Claims (20)

  1. １００μｍ〜１０００μｍの幅を有する基板と、
    前記基板の上面に電気的接続され、１μｍ〜１００μｍの幅を有する少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップと、
    前記少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップを露出させるように前記基板の前記上面を被覆する黒色材料層と、
    前記少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップと前記黒色材料層を被覆する透光材層と、
    を備える発光ダイオードパッケージ構造。
  2. 前記少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップは、１０μｍ以下の厚さを有する請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  3. 前記黒色材料層は、光反射率が１０％よりも小さい黒色のフォトレジスト層を含む請求項１又は２に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  4. 前記少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップと前記黒色材料層とは、同じ厚さを有する請求項１〜３の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  5. 前記少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップの発光面は第１の面積を有し、前記基板の前記上面は第２の面積を有し、前記第１の面積と前記第２の面積との面積比は、５％以下である請求項１〜４の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  6. 前記透光材層は１００μｍよりも小さい厚さを有する請求項１〜５の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  7. 前記基板の前記幅と前記透光材層の前記厚さとの比は、４以上である請求項６に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  8. 前記透光材層は、９０％以上の光透過率を有する請求項１〜７の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  9. 前記透光材層は、上部テクスチャ表面を有する請求項１〜８の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  10. 前記少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップは、
    外部に露出し且つ粗いテクスチャを有する発光面を有する第１の半導体層と、
    前記第１の半導体層上に位置する発光層と、
    前記発光層上に位置し、前記第１の半導体層と異なるタイプの半導体層である第２の半導体層と、
    前記発光面に位置する支持分断点と、
    を含む請求項１〜９の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  11. 前記透光材層は、透明誘電体層或いは透明樹脂層である請求項１〜１０の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  12. 幅を有する基板と、
    前記基板の上面に電気的接続される少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップと、
    前記少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップを被覆し、且つ厚さを有する透光材層と、
    を備え、
    前記基板の前記幅と前記透光材層の前記厚さとの比は、４以上である発光ダイオードパッケージ構造。
  13. 前記少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップを露出させるように前記基板の前記上面を被覆する黒色材料層を更に備える請求項１２に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  14. 前記少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップは１０μｍ以下の厚さを有し、且つ前記透光材層は１００μｍよりも小さい厚さを有する請求項１２又は１３に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  15. 前記基板の前記幅は、４００μｍ〜１０００μｍである請求項１２〜１４の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  16. 前記黒色材料層は、光反射率が１０％よりも小さい黒色のフォトレジスト層を含む請求項１３に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  17. 前記透光材層は、透明誘電体層或いは透明樹脂層である請求項１２〜１６の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  18. 前記透明誘電体層は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、フッ化マグネシウム或いは窒化ケイ素を含む請求項１７に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  19. 前記透明誘電体層は、化学気相堆積或いは原子層堆積プロセスによって形成される請求項１７に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
  20. 前記少なくとも１つのマイクロ発光ダイオードチップは、
    外部に露出し且つ粗いテクスチャを有する発光面を有する第１の半導体層と、
    前記第１の半導体層上に位置する発光層と、
    前記発光層上に位置し、前記第１の半導体層と異なるタイプの半導体層である第２の半導体層と、
    前記発光面に位置する支持分断点と、
    を含む請求項１２〜１９の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ構造。
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