CN102737555B - 一种发光二极管显示屏,及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种发光二极管显示屏，及其制造方法。其中发光二极管显示屏，包括：基板、基板上的像素阵列，像素阵列的每个像素包含固定于基板两个或两个以上的光二极管LED芯片；每个LED芯片对应其所在像素的原色集中的一个元色；在相邻的两个像素中，存在LED芯片处于未分离状态，处于未分离状态的LED芯片形成LED芯片组，并且所述LED芯片组中各LED芯片对应相同的元色。LED芯片组可以以芯片组来裂片，可以减少LED芯片的取放操作，提高LED显示屏的生产效率，降低生产成本。

Description

一种发光二极管显示屏,及其制造方法

技术领域

本发明涉及电学技术领域，特别涉及一种发光二极管显示屏，及其制造方法。

背景技术

发光二极管（Light Emitting Diode，LED）显示屏是由多个发光二极管组成点阵阵列显示的屏幕，属主动发光型显示屏。LED显示屏具有亮度高、色彩鲜艳、视角大、体积小、寿命长、功耗低等优点，在户外显示和户内显示方面都发挥着重要作用。为适应某些特定环境下高分显示的要求，LED显示屏做的像素点距越来越小，通常达到P3或以下，对于高分LED显示屏来说，每平方米像素点的个数达到数十万以上，平均每个像素点的成本相对较高，制约了高分辨率LED显示屏的应用。

目前，LED显示屏由像素排列组合得到显示区域，每个像素由一个原色集中所有原色组合得到，原色集包含两个或两个以上的原色，原色为原色集的元素。原色集的可选方案很多，例如：以红光绿光蓝光（RGB）、红光绿光蓝光黄光（RGBY）、红光绿光蓝光白光（RGBW）等等，以下均以RGB作为原色集为例进行说明。

LED全彩显示可以通过将发出三种或者三种以上不同主波长光的LED芯片组合在一起作为一个像素，三种LED芯片发出的主波长如下：红光（R）615-620nm、绿光（G）530-540nm、蓝光（B）460-470nm。三种LED芯片分别由三种不同的半导体材料构成，每个LED芯片的制程工艺主要包括以下几个步骤：1、外延片的生长，2、电极的制作，3、后期划片，4、LED封装。

现在业界标准制作全彩LED显示屏工艺为：在3片WAFER上分别制作R、G、B三种发光LED芯片，对三种晶片（WAFER）分别进行切割裂片动作，如图1所示，以R为例，G、B的实现参照于此不再赘述，切割方式为将每个LED芯片按照图1中虚线所示裂片线进行裂片。然后用真空吸嘴将R芯片放置于基板上一个像素中R的LED芯片对应位置处，再用真空吸嘴将G的LED芯片放置于基板上该像素中G的LED芯片对应位置处，再用真空吸嘴将B的LED芯片放置于基板上该像素中BLED芯片对应位置处，完成一个像素的取放动作，重复进行R、G、B的LED芯片取放动作，完成基板全部像素对应LED芯片的取放。如图2所示，图2外面的大框为基板，虚线框内的每个RGB为一个像素，如2为4×4像素，总共需要裂片48次，取放动作48次。

发明人在实现本发明实施例的过程中发现：每个原色对应的LED芯片都需要进行一次取放操作。对于高密度LED显示屏，每平方米动辄就有数十万个像素，就要重复几十万甚至上百万次芯片取放操作，因此这部分制程工艺制约了LED显示屏的生产效率，也导致生产成本较高。

发明内容

本发明实施例提供了一种发光二极管显示屏，及其制造方法，用于提高LED显示屏的生产效率，降低生产成本。

一种发光二极管显示屏，包括：基板、基板上的像素阵列，像素阵列的每个像素包含固定于基板两个或两个以上的光二极管LED芯片；每个LED芯片对应其所在像素的原色集中的一个元色；

在相邻的两个像素中，存在LED芯片处于未分离状态，处于未分离状态的LED芯片形成LED芯片组，并且所述LED芯片组中各LED芯片对应相同的元色。

优选地，在相邻的两个像素中，所述LED芯片组内的LED芯片并列排列和/或上下排列。

优选地，所述显示屏，还包括：具有蜂窝状开孔的反射罩；反射罩的开孔与像素位置对应。

优选地，所述开孔内还填充有扩散树脂胶。

优选地，LED芯片组中两LED芯片的交接处设置有一个不透光的N极，LED芯片组各LED芯片的边缘位置设置有P极；

所述LED芯片组倒装于基板上，所述N极和P极均通过金线与基板上对应焊点连接，使LED芯片与基板形成电性连接；

或者，所述LED芯片组正装于基板上，所述N极和P极均通过金球和焊点与基板连接，使LED芯片与基板形成电性连接。

优选地，所述N极与所述基板上表面对应位置设置有吸光层。

一种发光二极管显示屏的制造方法，包括：

在晶片上制作对应同一元色的LED芯片；

对晶片上的LED芯片以芯片组的方式进行裂片，所述芯片组大于或等于两个LED芯片；

将芯片组放置于基板上各像素的预定位置，使LED芯片组在基板上形成像素阵列；且每个LED芯片对应其所在像素的原色集中的一个元色；所述像素阵列的每个像素包含两个或两个以上的LED芯片。

优选地，所述方法，还包括：设置具有蜂窝状开孔的反射罩，使反射罩的开孔与像素位置对应，并且在反射罩内填充扩散树脂胶。

优选地，所述方法，还包括：在LED芯片组中两LED芯片的交接处设置一个不透光的N极，LED芯片组各LED芯片的边缘位置设置P极；

将所述LED芯片组倒装于基板上，将所述N极和P极均通过金线与基板上对应焊点连接，使LED芯片与基板形成电性连接；

或者，将所述LED芯片组正装于基板上，将所述N极和P极均通过金球和焊点与基板连接，使LED芯片与基板形成电性连接。

优选地，所述方法，还包括：在所述N极与所述基板上表面对应位置设置吸光层。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：在相邻的两个像素中，存在LED芯片处于未分离状态，处于未分离状态的LED芯片形成LED芯片组，并且所述LED芯片组中各LED芯片对应相同的元色；那么LED芯片组可以以芯片组来裂片，可以减少LED芯片的取放操作，提高LED显示屏的生产效率，降低生产成本。LED显示屏的制造方法中，采用对晶片上的LED芯片以芯片组的方式进行裂片，得到的是LED芯片的芯片组，可以减少LED芯片的取放操作，因而可以提高LED显示屏的生产效率，降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术LED WAFER上RLED芯片的裂片示意图；

图2为现有技术RGB在基板放置结果示意图；

图3为本发明实施例裂片示意图；

图4为本发明实施例LED显示屏放置结果示意图；

图5为本发明实施例LED显示屏反射罩设置俯视示结构示意图；

图6为本发明实施例LED显示屏反射罩设置侧视结构示意图；

图7为本发明实施例裂片示意图；

图8为本发明实施例LED显示屏放置结果示意图；

图9为本发明实施例LED显示屏反射罩设置俯视示结构示意图；

图10为本发明实施例LED显示屏反射罩设置侧视结构示意图；

图11为本发明实施例两芯片共N极倒装结构侧视结构示意图；

图12为本发明实施例两芯片共N极倒装结构俯结构示意图；

图13为本发明实施例共N极结构设置反射罩侧视结构示意图；

图14为本发明实施例两芯片共N极正装结构侧视结构示意图；

图15为本发明实施例方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是是，本发明实施例所给出的示意图均以RGB作为原色集为例进行说明。由于原色集的可选方案很多，例如：以红光绿光蓝光（RGB）、红光绿光蓝光黄光（RGBY）、红光绿光蓝光白光（RGBW）等等，以下均以RGB作为原色集为例进行说明，因此以RGB为例的说明不应理解为对本发明实施例的唯一限定。另外，LED显示屏的像素多少是依据LED显示屏的具体需要进行设定的，本发明实施例对此不予限定，示意图中所示的阵列中像素的多少也不应理解为对本发明实施例的限定。

本发明实施例提供了一种发光二极管显示屏，如图4、图5、图8或图9所示，包括：基板、基板上的像素阵列，像素阵列的每个像素包含固定于基板两个或两个以上的光二极管LED芯片；每个LED芯片对应其所在像素的原色集中的一个元色；

在相邻的两个像素中，存在LED芯片处于未分离状态，处于未分离状态的LED芯片形成LED芯片组，并且上述LED芯片组中各LED芯片对应相同的元色。

在上述实施例中，由于在相邻的两个像素中，存在LED芯片处于未分离状态，处于未分离状态的LED芯片形成LED芯片组，并且上述LED芯片组中各LED芯片对应相同的元色；那么LED芯片组可以以芯片组来裂片，如图3、图7所示（虚线延伸到LED芯片外所示虚线为裂片示意），可以减少LED芯片的取放操作，提高LED显示屏的生产效率，降低生产成本。

可选地，在相邻的两个像素中，上述LED芯片组内的LED芯片并列排列和/或上下排列。其中图3为并列排列图7为并列和上下排列，在后续实施例中将分别给出LED芯片组内的LED芯片并列排列和/或上下排列的具体举例。

优选地，如图5、图6、图9、图10或者图13所示，上述显示屏还包括：具有蜂窝状开孔的反射罩；反射罩的开孔与像素位置对应。更进一步地，上述开孔内还填充有扩散树脂胶。每个像素发出的光线经过反射罩反射和扩散树脂胶的散射，每个反射罩的开口处被对应像素光线填充，从而形成周期性重复排列的像素结构，改善了显示效果，并且提升了填充率。

优选地，本发明实施例还提供了LED芯片组的两种可选结构，如图11、12、14所示，LED芯片组中两LED芯片的交接处设置有一个不透光的N极，LED芯片组各LED芯片的边缘位置设置有P极；

其中，如图11和图12所示，上述LED芯片组倒装于基板上，上述N极和P极均通过金线与基板上对应焊点连接，使LED芯片与基板形成电性连接；

或者，如图14所示，上述LED芯片组正装于基板上，上述N极和P极均通过金球和焊点与基板连接，使LED芯片与基板形成电性连接。

优选地，如图11所示，上述N极与上述基板上表面对应位置设置有吸光层。由于N极和基板表面设置了吸光层对于光线的吸收作用，使得相邻LED芯片发出光线不会发生相互串扰，可以避免像素间的侵润，从而改善显示效果。

本发明实施例还提供了一种发光二极管显示屏的制造方法，如图15所示，包括：

1501：在晶片上制作对应同一元色的LED芯片；

1502：对晶片上的LED芯片以芯片组的方式进行裂片，上述芯片组大于或等于两个LED芯片；

更具体地，如图3、图7所示的虚线部分，即为裂片的分割线，芯片组可以是如图3所示的两个RLED芯片作为一个芯片组，也可以是如图7所示的四个BLED芯片作为一个芯片组，理论上只要芯片组大于或等于两个LED芯片就可以减少裂片所产生的LED芯片数，进而减少LED芯片的取放操作，因而可以提高LED显示屏的生产效率，降低生产成本。

1503：将芯片组放置于基板上各像素的预定位置，使LED芯片组在基板上形成像素阵列；且每个LED芯片对应其所在像素的原色集中的一个元色；上述像素阵列的每个像素包含两个或两个以上的LED芯片。

对应图3，放置后的LED显示屏如图4所示；对应图7，放置后的LED显示屏如图8所示。其中图4、8中的虚线框对应一个LED芯片组，表示需要进行一次裂片和一次取放操作，也示意了在基板上LED芯片或者LED芯片组的预定放置位置。

以上LED显示屏的制造方法中，采用对晶片上的LED芯片以芯片组的方式进行裂片，得到的是LED芯片的芯片组，可以减少LED芯片的取放操作，因而可以提高LED显示屏的生产效率，降低生产成本。

优选地，上述方法，还包括：设置具有蜂窝状开孔的反射罩，使反射罩的开孔与像素位置对应，并且在反射罩内填充扩散树脂胶。对应图3的LED显示屏设置反射罩以后的LED显示屏如图5和6所示、对应图7的LED显示屏设置反射罩以后的LED显示屏如图9和图10所示。

优选地，本发明实施例还提供了LED芯片组的两种可选结构，如图11、12、14所示，上述方法，还包括：在LED芯片组中两LED芯片的交接处设置一个不透光的N极，LED芯片组各LED芯片的边缘位置设置P极；

其中，如图11和图12所示，将上述LED芯片组倒装于基板上，将上述N极和P极均通过金线与基板上对应焊点连接，使LED芯片与基板形成电性连接；

或者，如图14所示，将上述LED芯片组正装于基板上，将上述N极和P极均通过金球和焊点与基板连接，使LED芯片与基板形成电性连接。

优选地，如图11所示，上述方法，还包括：在上述N极与上述基板上表面对应位置设置吸光层。

基于以上实施例中的各种可选方案的组合，本发明实施例给出了几个优选的实现方案，具体如下：

可选方案一、如图3所示裂片方案，图4的放置结果，以及图5、图6所示的LED显示屏设置反射罩后的示意图，其中图5为俯视图，图6为侧视图。

按照本发明实施例的提出的方法，整个工艺过程可以为：按照标准LED芯片制作工艺，在三片蓝宝石或其他衬底WAFER上分别生长R（红光）、G（绿光）、B（蓝光）LED芯片，将每片WAFER上相邻两芯片作为一个芯片组进行裂片动作，如图3所示，即按图3中所示的虚线位置进行裂片动作。然后用真空吸嘴或其他能够完成相应功能的工具分别将一个R芯片组、一个G芯片组、一个B芯片组移植到基板对应位置完成两个像素的取放，如图4所示。重复该动作直到完成基板上所有像素芯片组的取放。以4×4个像素为例，共需要裂片24次，取放动作24次。

对比背景技术方案，本方案可以节约工序1/2，从而降低了成本。

采用该取放方式将LED芯片移植到基板上，每个像素间的间距不等，破坏了LED显示屏像素周期重复之特性，可能会影响显示效果。为了改善显示效果，在每个像素周围分别设置反射罩，反射罩呈周期性排列，且在反射罩内部设置扩散树脂胶，如图5、图6所示。每个像素发出的光线经过反射罩反射和扩散树脂胶的散射，每个反射罩的开口处被对应像素光线填充，从而形成周期性重复排列的像素结构，改善了显示效果，并且提升了填充率。

可选方案二、图7所示的裂片方案（并同时参考图3所示裂片方案），图8的放置结果，以及图9、图10所示的LED显示屏设置反射罩后的示意图，其中图9为俯视图，图10为侧视图。

本方案可以参考可选方案一，按照标准LED芯片制作工艺，在三片蓝宝石或其他衬底WAFER上分别生长R（红光）、G（绿光）、B（蓝光）LED芯片，与可选方案一不同的是，将三片WAFER中任意的两片相邻两芯片作为一个芯片组进行裂片动作，另一片WAFER相邻四芯片作为一个芯片组进行裂片动作。如图5所示，这里以B（蓝光）WAFER相邻四芯片作为一个芯片组、其他WAFER按相邻两芯片作为一个芯片组进行裂片动作为例，即三片WAFER各自按图7中所示的虚线位置进行裂片动作。然后用真空吸嘴或其他能够完成相应功能的工具分别吸附两个R芯片组、两个G芯片组、一个B芯片组移植到基板对应位置完成四个像素的取放，如图8所示。重复该动作直到完成基板上所有像素芯片组的取放。以4×4个像素为例，共需要裂片20次，取放动作20次。

对比背景技术方案，本方案有效地节约了工序，从而大大降低了成本。

采用该取放方式将LED芯片移植到基板上，每个像素间的间距不等，破坏了LED显示屏像素周期重复之特性，可能会影响显示效果。为了改善显示效果，在每个像素周围分别设置反射罩，反射罩呈周期性排列，且在反射罩内部设置有扩散树脂胶，如图9、图10所示。每个像素发出的光线经过反射罩反射和扩散树脂胶的散射，每个反射罩的开口处被对应像素光线填充，从而形成周期性重复排列的像素结构，改善了显示效果，并且提升了填充率。

可选方案三、图11为两芯片共N极倒装结构侧视图，图12为两芯片共N极倒装结构俯视图，以及图13所示共N极结构设置反射罩侧视图。

基于可选方案一，将两个芯片进行共组裂片，对每个芯片组使用倒装封装结构，两个芯片共用一个不透光的N极，N极位于两芯片相交处，P极位于两个芯片边缘位置，N极所用材料为不透光物质，P极和N极通过金球和焊点和基板进行连接，并且在蓝宝石上表面和N极位置相对应处涂覆黑色吸光层，如图11和图12所示。

如图13所示，在每个像素周围设置反射罩和扩散树脂胶，由于N极和蓝宝石表面黑色吸光层对于光线的吸收作用，使得相邻二芯片发出光线不会进行相互串扰，可以避免像素间的侵润，从而改善显示效果。

可选方案四、图14所示共N极结构设置反射罩侧视图。

基于可选方案一，将两个芯片进行共组裂片，对每个芯片组使用正装封装结构，两个芯片共用一个不透光的N极，N极位于两芯片相交处，P极位于两个芯片边缘位置。N极和P极都通过金线和基板上对应焊点连接，完成芯片与基板的电性连接。

需要说明的是，以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种发光二极管显示屏，包括：基板、基板上的像素阵列，像素阵列的每个像素包含固定于基板上的两个以上的发光二极管LED芯片；每个LED芯片对应其所在像素的原色集中的一个元色；其特征在于：

在相邻的两个像素中，存在LED芯片处于未分离状态，并且处于未分离状态的LED芯片形成LED芯片组，并且所述LED芯片组中各LED芯片对应相同的元色。

2.根据权利要求1所述显示屏，其特征在于，

在相邻的两个像素中，所述LED芯片组内的LED芯片并列排列和/或上下排列。

3.根据权利要求1所述显示屏，其特征在于，还包括：具有蜂窝状开孔的反射罩；反射罩的开孔与像素位置对应。

4.根据权利要求3所述显示屏，其特征在于，所述开孔内还填充有扩散树脂胶。

5.根据权利要求1至4任意一项所述显示屏，其特征在于，

LED芯片组中两LED芯片的交接处设置有一个不透光的N极，LED芯片组各LED芯片的边缘位置设置有P极；

所述LED芯片组倒装于基板上，所述N极和P极均通过金线与基板上对应焊点连接，使LED芯片与基板形成电性连接；

或者，所述LED芯片组正装于基板上，所述N极和P极均通过金球和焊点与基板连接，使LED芯片与基板形成电性连接。

6.根据权利要求5所述显示屏，其特征在于，所述N极与所述基板上表面对应位置设置有吸光层。

7.一种发光二极管显示屏的制造方法，其特征在于，包括：

在晶片上制作对应同一元色的LED芯片；

对晶片上的LED芯片以芯片组的方式进行裂片，所述芯片组包括大于或等于两个LED芯片；

将芯片组放置于基板上各像素的预定位置，使LED芯片组在基板上形成像素阵列；且每个LED芯片对应其所在像素的原色集中的一个元色；所述像素阵列的每个像素包含两个以上的LED芯片。

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，还包括：

设置具有蜂窝状开孔的反射罩，使反射罩的开孔与像素位置对应，并且在反射罩内填充扩散树脂胶。

9.根据权利要求7或8所述方法，其特征在于，还包括：

在LED芯片组中两LED芯片的交接处设置一个不透光的N极，LED芯片组各LED芯片的边缘位置设置P极；

将所述LED芯片组倒装于基板上，将所述N极和P极均通过金线与基板上对应焊点连接，使LED芯片与基板形成电性连接；

或者，将所述LED芯片组正装于基板上，将所述N极和P极均通过金球和焊点与基板连接，使LED芯片与基板形成电性连接。

10.根据权利要求9所述方法，其特征在于，还包括：

在所述N极与所述基板上表面对应位置设置吸光层。