色LED。針5-8被指定為Rl、R2、R3以及R4,每個都控制著四個像素中的紅色LED的發射。相似地,針9-11以及16被指定為G1、G2、G3以及G4,每個都控制著四個像素中的綠色LED的發射。最后,針17-20被指定為B1、B2、B3以及B4,每個都控制著四個像素中的藍色LED的發射。
[0090]圖25示出了當利用示出在圖24中的針輸出指定方式時,在不同像素中的LED之間的相互連接240的一個實施方式。施加至針1-4 (R1P-R4P)的每個電信號,都將功率施加至像素202的各自行中的紅色LED208a,而施加至針5-8的信號控制像素202的列中的紅色LED 208a的發射。這個行和列設置允許控制單個紅色LED的發射。例如,在第二行并且在第二列的紅色LED R8的發射可以由施加至針2 (R2P)和針6 (R2)的電信號控制。
[0091]可以使用相似的步驟控制綠色LED 208b以及藍色LED 208c的發光。施加至針12-15 (GB1P-GB4P)的電信號將功率施加至像素202的各自的行中的綠色LED 208b以及藍色LED 208c。施加至針9-11和針16 (G1-G4)的信號控制像素202的各自的列中的綠色LED 208b的發射,并且施加至針17-20 (B1-B4)的信號控制像素202的各自的列中的藍色LED 208c的發射。這種行和列設置允許控制單個綠色和藍色的發射。例如,在像素中的在第二行并且在第二列的綠色LED G8的發射可以由施加至針14 (GB2P)和針10 (G2)的電信號控制。在像素中的在第二行并且在第二列的藍色LED B8的發射可以由也施加至針14(GB2P)和針18 (B2)的電信號控制。這種相互連接設置僅是能夠用在根據本發明的實施方案中的多種設置中的一種。
[0092]由于使用以上描述的封裝件,多個4乘4LED封裝件可一起安裝以形成顯示器,其中不同尺寸的顯示器具有不同數量的封裝件。圖26示出了顯示器300或顯示器的一部分的實施方式,該顯不器或顯不器的一部分具有60個4乘4封裝件200,以6乘10的布置安裝至顯示器面板302。顯示器面板302可包括用于封裝件200的20針的針輸出結構的相互連接,以便允許像素202的驅動。顯示器面板302可包括以多個不同方式布置的多個不同結構,其中一實施方式至少部分的包括具有導電跡線的印刷電路板(PCB),其中封裝件表面安裝成與跡線電連接。
[0093]圖27示出了顯示器350的另一實施方式,該顯示器具有70個4乘4LED封裝件,以6乘12的布置安裝在顯示面板352上。面板352可包括用于封裝件200的20針的針輸出結構的相互連接,以便允許像素202的驅動。理解的是,典型的顯示器將具有更多的封裝件以形成顯示器,其中一些顯示器具有足夠的封裝件以提供數十萬的像素。
[0094]再次參照圖17,封裝件200可布置成使得外殼204的上表面具有一種顏色,該顏色與通過凹槽/腔體211從封裝件200發出的光的顏色形成對比。在大多數實施方式中,從腔體211發出的光可包含通過LED208a至208c發出的光的組合。在一些實施方式中,LED可發出白光并且外殼的上表面可包含與白光形成對比的一種顏色。諸如藍色、棕色、灰色、紅色、綠色、紫色等的多種不同顏色可被使用,示出的實施方式在其上表面上具有黑色。黑色著色可使用多種不同的已知方法被應用。該黑色著色可在外殼204的模制過程中被應用,或者在封裝件制造工藝中的后續步驟處用諸如絲網印刷術、噴墨印刷術、涂漆等不同的方法被應用。帶有對比表面的LED在授予Chen等人的題為“帶有對比表面的LED封裝件(LED Package With Contrasting Face) ”的美國專利申請系列第12/875,873號中被描述,該申請的整個內容通過弓I證結合于此。
[0095]圖28a至圖28d示出了發射器面板的制造方法。在圖28a和圖28b中屏障(barrier) 402使用粘合劑406被固定于基臺(submount) 404,這樣使得屏障402在基臺404上或之上。由于材料被添加至基臺404,用添加工藝(additive process,加成工藝,力口色法)建立這個像素區域陣列。屏障402被對齊在基臺404上以限定多個用作像素區域408的腔,然后如圖28c所示,至少一個光發射器410被安裝在安裝表面411上的每個像素區域408中。在這個實施方式中,3個LED (—個紅色的、一個綠色的、以及一個藍色的)在像素區域408中被安裝至安裝表面411。最終,在圖28d中屏障402的腔填充有材料以提供密封劑部412,該密封劑部至少部分地覆蓋在像素區域408中的發射器410。在這個實施方式中,屏障402是安裝在基臺404的安裝表面上的掩模(mask)。掩模可由多種不同的材料制造,例如包括PPA和PCB。在另一實施方式中,屏障402可由固定至基臺安裝表面411的模制的密封劑部形成。在又一實施方式中,屏障402可通過在基臺中形成凹口來形成,這樣使得安裝表面陷入基臺中并且屏障在安裝表面之上。
[0096]圖29是可結合進發射器面板的掩模500的頂部視圖。掩模500具有切入掩模中的方孔,該方孔當掩模500固定至基臺時將限定像素區域。方孔被使用是由于方孔為像素提供了最大空間效率的窗口。在一些實施方式中,在使用鉆頭產生孔的情況下,孔的邊角可為倒圓的。在這個特別的實施方式中,掩模500包括4乘4的基礎模塊502的6乘4的陣列,總計384個像素孔。理解的是,可使用更多或更少的基礎模塊以提供需要的陣列尺寸并且陣列中非4乘4的基礎模塊同樣可被使用。如在本文中表明的,PPA是可被用于制造掩模500的一種合適的材料。諸如聚酯的其他材料同樣可被使用。掩模400可使用多種不同方法來制造,例如諸如模制、沖壓或鉆孔。材料和制造方法應被選擇以提供掩模500,該掩模將不會變形、具有良好的熱穩定性、充分地粘至硅樹脂/環氧樹脂、具有與將要固定至的基臺相似的熱膨脹系數(CTE)、帶有合理的延伸率的良好硬度以及優選地非光滑表面。
[0097]再一次參照圖28,屏障402(掩模,在這個實施方式中)可用粘合劑附接至基臺404。在一實施方式中,可使用液相膠水。一種蠟紙(stencil,模版)可被應用并結合可控的高粘度膠水使用。使用各種書寫方法(writing method)來應用膠水是同樣可能的。在其他實施方式中,固相膠水可為合適的。在這個情況下可使用沖壓方法來使膠水形成固態格柵(匹配屏障402的形狀)以被應用至基臺404的安裝表面411。固態膠水同樣可與屏障在同一時間成形,減少了加工時間并改善了對齊(alignment)。多種不同的膠水將滿足需要,合適的膠水將充分粘至屏障402和基臺404兩者并且在固化之后將最小地滲出。優選地,膠水將具有良好的熱/紫外線穩定性。在一些實施方式中,用固態膠水使用b分級工藝(b-stagingprocess)是有利的。B分級在本領域中是已知的并且描述利用熱或紫外光來從粘合劑移除溶劑從而允許結構被分級的工藝。就是說,在粘合劑應用、裝配、與固化之間,掩模屏障402和基臺404可被保持一段時間而無須立刻完成所有制造步驟。例如,這將允許產品的立即變形以在各種位置運送或裝配。在這個工藝中室溫硫化(RTV)材料可用作粘合劑。
[0098]圖30是屏障/基臺組合600的另一實施方式的橫截面視圖,其中屏障是起掩模功能的第二基臺604。在一些實施方式中,第一和第二基臺可與通過將第二基臺安裝至第一基臺產生的屏障一起使用。這里PCB板被用于第一基臺602,其中頂部表面或是PCB芯材606或是預浸材608。預浸材在本領域中是已知的并且描述了其中已存在諸如環氧樹脂的基體材料的“預浸潰”復合纖維。該纖維常常采用編織的形式,并且在制造過程中用基體將該纖維一起結合至其他部件。在這個特定的實施方式中,第二基臺604被成形以起掩模的作用。掩模材料同樣可為PCB芯;在其他情況下掩模可為預浸材。使用普通的PCB材料,第二基臺604可在PCB生產設備處被產生并附接至PCB基臺602的安裝表面610。一些可以使用的其他合適的減數法(subtractive methods)是鉆孔、切除(例如使用激光)、或沖壓。
[0099]在其他實施方式中,用消去工藝(B卩,通過移去材料)產生屏障,其中來自基臺的頂部表面的材料被移去以產生凹陷的安裝表面。剩下的基臺材料則限定屏障并且因此限定像素區域。因此,使用添加工藝或消去工藝兩者之一提供在安裝表面之上限定像素區域的凸起的屏障是可能的。
[0100]圖31至圖34示出了發射器面板700的各種視圖:圖31為發射器面板700的立體圖;圖32示出了發射器面板700的頂部平面視圖;圖33為一個4乘4模塊704的特寫視圖;并且圖34示出了單個像素706的特寫。發射器面板700包括PCB基臺702。每個模塊704包括16個單獨像素706。每個像素之內的光發射器(還未被包括)在基臺702之內被電連接。PCB可包括向像素706提供電力和控制信號的內部電力相互連接。合適的基臺材料將具有低透明度、良好的剛性、與屏障/掩模材料相似的CTE、良好的熱穩定性、以及良好地粘至硅樹脂/環氧樹脂。模塊704與PCB基臺702、PPA掩模、以及固態環氧樹脂粘合劑一起制造。
[0101]圖35示出了帶有安裝并連接至基臺702的光發射器710的模塊704的橫截面視圖。掩模708提供了在安裝表面713之上的凸起的屏障,該屏障限定像素區域712。光發射器710在基臺702的安裝表面713上用引線接合714電連接至跡線718。密封劑部716材料填充由掩模708限定的像素區域712并覆蓋光發射器710和引線接合714。密封劑部716可執行雙重功能:該密封劑部既保護像素區域712之內的元件又使得來自發射器710的向外發出的光成形。密封劑部(在基臺上執行(performed)或模制)可被設計成用作透鏡,提供來自像素的特定的光學輸出。
[0102]圖36a至圖36d示出了用于制造固態發射器面板800的另一方法。在該實施方式中,如圖36a所示,光發射器410首先安裝于基臺404的安裝表面411上。然后,如圖36b所示,整體密封劑部802模制于光源410上方以限定像素806。因此,在該實施方式中,屏障由密封劑部802的側壁限定,光源410位于屏障內的安裝表面411上。可使用包括轉移模塑、分配模塑、噴射模塑等的多個添加工藝。密封劑部材料應當選定以提供基臺404的良好的光輸出效率、剛性、均勻性、緊湊的CTE,以及對基臺404的良好的粘附性。例如,適合的材料包括環氧樹脂和硅樹脂。如先前所注意的,當密封劑部802附接至基臺404時,該密封劑部可用作透鏡,該透鏡的透鏡化部分與像素區域806對齊。
[0103]參照圖36b,在模制過程期間,在像素806之間的區域中,一些稱為“毛邊(flash)”804的殘余材料殘留在基臺404上。如下面將進行討論的,在圖36c中,毛邊804從像素806之間的間隙中移除。如圖36d所示,一旦毛邊804清除干凈,填充材料808可施加于基臺404上,施加于像素806之間的間隙中。
[0104]圖37示出了處于中間制造過程(見圖36d)的未完成模塊800的橫截面視圖,其中毛邊804可在位于像素806之間的基臺安裝表面411上看到。在精度是重要的這些應用中,諸如在顯示器中,由于當殘余的毛邊804用作光導件