CN102945642B - 一种led显示屏及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露了一种LED显示屏的结构及其制造方法，所述LED显示屏的像素模块为单个LED芯片，所述LED芯片包括：衬底、形成在衬底上的管芯、P电极群和N电极群，所述管芯由隔离沟道划分出像素点单元，所述P电极群分布在每个像素点单元的中央，N电极群分布在每个像素点单元的四个角上。使用本发明提供的LED显示屏，每个像素之间的间隙可以得到有效的控制，从而提高了LED显示屏的清晰度。并且，每个像素点有隔离沟道分隔开，避免像素点之间工作时相互影响，进一步提高了LED显示屏的清晰度。

Description

一种LED显示屏及其制作方法

技术领域

本发明涉及LED制造技术领域，尤其涉及一种LED显示屏及其制作方法。

背景技术

随着LED技术的日益发展，LED器件因其节能、环保和长寿命的优点在各个领域中发挥越来越重要的作用。其中，LED显示屏领域的制造工艺也在越来越成熟，从最初的由LED珠粒列阵组成单基色显示屏到由LED芯片粒矩阵块组成的多彩及全彩的显示屏，LED显示屏已经广泛用于多媒体广告和公共告示显示。

由于LED显示屏通常由多个单独封装后LED芯片集成封装而成，由于本身结构以及封装工艺的限制，LED芯片之间不可避免的存在较大的间隙，对显示屏的像素密度和清晰度造成极大的影响，阻碍LED显示屏向高清显示领域的发展。

发明内容

本发明提供一种LED显示屏及其制作方法，用以解决传统LED显示屏像素密度和清晰度无法实现较高清晰度的显示问题。

为解决以上问题，本发明提供一种LED显示屏，包括：基板，封装在基板上的像素模块和驱动单元，所述像素模块为单个LED芯片。所述LED芯片包括：衬底、形成在衬底上的管芯、P电极群和N电极群，所述管芯由隔离沟道隔离出像素点单元，所述P电极群分布在每个像素点单元的中央，N电极群分布在每个像素点单元的四个角上。

可选的，所述管芯包括依次形成于衬底上的N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层、电流扩散层。

可选的，所述P电极群形成在所述电流扩散层上，所述N电极群形成在所述N型半导体层上。

可选的，所述驱动单元为薄膜晶体管，所述薄膜晶体管位于基板和像素模块之间。

可选的，所述薄膜晶体管和像素模块之间还形成有P电极层、绝缘层和N电极层，所述绝缘层将P电极层和N电极层隔开，所述P电极层上形成有对应P电极群的P焊接点群，所述N电极层上形成有对应N电极群的N焊接点群，P电极群与P焊接点群通过焊球连接，N电极群与N焊接点群连接。

本发明还提供了所述的LED显示屏的制造方法，包括：提供衬底，在衬底上形成外延层，所述外延层包括依次形成的N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层和电流扩散层；在外延层中形成若干条纵横交错的隔离沟道，所述隔离沟道划分出像素点单元；在每个像素点单元的四个角上暴露出所述N型半导体层；在每个像素点单元的中央形成P电极，在N型半导体层上形成N电极群；在基板上形成驱动单元；以及对所述像素模块和基板进行封装。

可选的，所述像素模块的封装是运用倒装工艺。

可选的，所述驱动单元为薄膜晶体管。

可选的，在形成所述薄膜晶体管后还包括：依次形成有P电极层、绝缘层和N电极层；在对应P电极群的位置暴露出所述P电极层；在所述P电极层上形成对应P电极群的P焊接点群，在所述N电极层上形成对应N电极群的N焊接点群；以及P电极群与P焊接点群通过焊球连接，N电极群与N焊接点群通过焊球连接。

可选的，所述衬底为蓝宝石衬底。

本发明提供一种LED显示屏及其制作方法，所述LED显示屏的像素模块为单个LED芯片，每个像素之间的间隙可以得到有效的控制，从而提高了LED显示屏的清晰度。并且，每个像素点有隔离沟道分隔开，避免像素点之间工作时相互影响，进一步提高了LED显示屏的清晰度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的LED显示屏的LED芯片的电极分布示意图；

图2为本发明实施例的LED显示屏的制造方法的流程图；

图3A~3E和图4A~4F图为本发明实施例的LED显示屏的制造方法的各步骤在沿AA’剖面上的结构示意图。

具体实施方式

在背景技术中已经提及，由于现有LED显示屏的像素模块是由很多个像素点单元集成封装而成，像素点单元之间不可避免的有较大的间隙，对显示屏的像素密度和清晰度造成极大的影响，阻碍LED显示屏向高清显示领域的发展。为此，本发明提供一种LED显示屏及其制作方法，所述LED显示屏的像素模块为单个LED芯片，这样，每个像素点之间的间隙可以得到有效的控制，从而提高了LED显示屏的清晰度。并且，每个像素点有隔离沟道分隔开，避免像素点之间工作时相互影响，进一步提高了LED显示屏的清晰度。

下面将结合附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应所述理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图1和图4F，图1为本发明实施例提供的LED显示屏的LED芯片的电极分布示意图，图4F为本发明实施例的LED显示屏沿AA’剖面上的示意图。

所述LED显示屏包括：基板413封装在基板上的像素模块和驱动单元416，所述像素模块为单个LED芯片。所述LED芯片包括：衬底401、形成在衬底上的管芯415、P电极群402和N电极群403，所述管芯415由隔离沟道414划分出像素点单元，所述P电极群402分布在每个像素点单元的中央，N电极群403分布在每个像素点单元的四个角上。由于LED显示屏的像素模块为单个LED芯片，这样，每个像素之间的间隙可以得到有效的控制，从而提高了LED显示屏的清晰度。

所述P电极群402中的电极构成每个像素点单元的像素点，工作时，通过驱动单元416来控制P电极附近的发光，达到对信息的显示的目的。P电极群402的电极分布在每个像素点单元的中央，N电极群403分布在每个像素点单元的四个角上是为了工作时载流子可以通过P电极群402和N电极群403均匀扩散到待发光的区域，提高器件的发光效率。采用隔离沟道414将每个像素点单元分隔开来，像素点单元之间的工作时是互不影响的，能进一步提高显示屏的清晰度。

所述LED芯片和驱动单元416封装在基板413上，所述驱动单元416为薄膜晶体管(TFT)，位于基板413和LED芯片之间。在所驱动单元416和LED芯片之间还形成有P电极层412、绝缘层411和N电极层410，所述绝缘层411将P电极层412和N电极层410隔开，P电极层412也由绝缘层411隔离开，所述P电极层411上形成有对应P电极群402的P焊接点群409，所述N电极层410上形成有对应N电极群403的N焊接点群408，P电极群402与P焊接点群409通过焊球连接，N电极群403与N焊接点群408通过焊球连接。在工作时，在薄膜晶体管的驱动下，可实现对每个P电极端电压的控制，来完成每个像素点单元的明暗与否的控制，达到显示信息的目的。

本发明还提供上述LED显示屏的制造方法，请参考图2，其为本发明实施例LED显示屏制作方法的流程图，所述方法包括如下步骤：

步骤S31，提供衬底，在衬底上形成外延层，所述外延层包括依次形成的N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层和电流扩散层；

步骤S32，在外延层中形成若干条纵横交错的隔离沟道，所述隔离沟道划分出像素点单元；

步骤S33，在每个像素点单元的四个角上暴露出所述N型半导体层；

步骤S34，在每个像素点单元的中央形成P电极，在N型半导体层上形成N电极群；

步骤S35，提供基板，并在所述基板上形成驱动单元；

步骤S36，将所述像素模块封装在所述形成有驱动单元的基板上。

参照图3A，执行步骤S31，提供衬底401，在衬底上形成外延层425，所述外延层425包括依次形成的N型半导体层404、多量子阱层405、P型半导体层406和电流扩散层407。本实施例中蓝宝石作为衬底。当然，也可根据工艺需求，选用其他适用于LED芯片制造的衬底，例如是尖晶石(MgAl₂O₄)、SiC、ZnS、ZnO或GaAs衬底。

参照图1和图3B，执行步骤S32，在外延层425中形成若干条纵横交错的隔离沟道414，所述隔离沟道414划分出像素点单元。采用隔离沟道414将每个像素点单元分隔开来，像素点单元之间的工作时是互不影响的，能进一步提高显示屏的清晰度。

参照图1和图3C，执行步骤S33，在每个像素点单元的四个角上暴露出所述N型半导体层404，用以在后续形成N电极群403。

参考图1和图3D至图3E，执行步骤S34，在电流扩散层407上形成均匀排布的P电极群402，P电极群402中的电极位于每个像素点单元的中央作为像素点单元的像素点。在N型半导体层上形成N电极群403，N电极群403分布在以在每个像素点单元的四个角上。这样的结构，在器件工作时载流子可以均匀扩散在P电极周围的芯片中，提高像素点单元的发光效率和出光均匀度，并且，芯片的尺寸增加时，电极群分布作相应的扩展也能达到同样的效果，能根据工艺要求制造出各种尺寸的芯片。当然，也可以在形成P电极群402之后在对应部位再暴露出所述N型半导体层404，然后形成N电极群403，本领域技术人员可以根据工艺需求选择常规技术手段形成上述结构，在此不再赘述。

参照图4A至4F，执行步骤S35至S36，将上述LED芯片利用倒装工艺封装在到基板413上。具体的，提供基板413，在所述基板413上形成驱动单元416，将所述像素模块封装在所述形成有驱动单元416的基板413上。在本实施例中，所述驱动单元416为薄膜晶体管，并且在所述薄膜晶体管与所述像素模块之间还依次形成有P电极层412、绝缘层411和N电极层410，N电极层412和P电极层410之间由绝缘层411隔开，P电极层412也由绝缘层411隔离开。在对应P电极群402的位置暴露出所述P电极层412；在所述P电极层412上形成对应P电极群402的P焊接点群409，在所述N电极层410上形成对应N电极群403的N焊接点群408。P电极群402与P焊接点群409通过焊球连接，N电极群403与N焊接点群408通过焊球连接。这样的结构，在工作时N电极群403和P电极群402相互隔离，并且P电极群402的电极之间也相互隔离开，使得所述薄膜晶体管能根据外部控制信号控制每个P电极端的电压，完成每个像素点单元的明暗控制。由这样的方法制造而成的LED显示屏，无须将LED芯片裂片成单个LED发光单元进行单独封装后再集成封装成为像素模块，每个像素之间的间隙可以得到有效的控制，从而提高了LED显示屏的清晰度。

综上所述，本发明所提供一种LED显示屏的结构及其制造方法，所述LED显示屏的像素模块为单个LED芯片，这样，每个像素点单元之间的间隙可以得到有效的控制，从而提高了LED显示屏的清晰度。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种LED显示屏，包括：基板，封装在基板上的像素模块和驱动单元，其特征在于：所述像素模块为单个LED芯片，所述LED芯片包括：衬底、形成在衬底上的管芯、P电极群和N电极群，所述管芯由隔离沟道划分出像素点单元，所述P电极群分布在每个像素点单元的中央，N电极群分布在每个像素点单元的四个角上。

2.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于：所述管芯包括依次形成于衬底上的N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层和电流扩散层。

3.如权利要求2所述的LED显示屏，其特征在于：所述P电极群形成在所述电流扩散层上，所述N电极群形成在所述N型半导体层上。

4.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于：所述驱动单元为薄膜晶体管，所述薄膜晶体管位于基板和像素模块之间。

5.如权利要求4所述的LED显示屏，其特征在于：所述薄膜晶体管和像素模块之间还形成有P电极层、绝缘层和N电极层，所述绝缘层将P电极层和N电极层隔开，所述P电极层上形成有对应P电极群的P焊接点群，所述N电极层上形成有对应N电极群的N焊接点群，P电极群与P焊接点群连接，N电极群与N焊接点群通过焊球连接。

6.如权利要求1所述的LED显示屏的制造方法，包括：

提供衬底，在衬底上形成外延层，所述外延层包括依次形成的N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层和电流扩散层；

在外延层中形成若干条纵横交错的隔离沟道，所述隔离沟道划分出像素点单元；

在每个像素点单元的四个角上暴露出所述N型半导体层；

在每个像素点单元的中央形成P电极，在N型半导体层上形成N电极群；

提供基板，并在所述基板上形成驱动单元；以及

将所述像素模块封装在所述形成有驱动单元的基板上。

7.如权利要求6所述的LED显示屏的制造方法，其特征在于：所述像素模块的封装是运用倒装工艺。

8.如权利要求6所述的LED显示屏的制造方法，其特征在于：所述驱动单元为薄膜晶体管。

9.如权利要求8所述的LED显示屏的制造方法，其特征在于：在形成所述薄膜晶体管后还包括：

依次形成有P电极层、绝缘层和N电极层；

在对应P电极群的位置暴露出所述P电极层；

在所述P电极层上形成对应P电极群的P焊接点群，在所述N电极层上形成对应N电极群的N焊接点群；以及

P电极群与P焊接点群通过焊球连接，N电极群与N焊接点群通过焊球连接。

10.如权利要求6至9中任一项所述的LED显示屏的制造方法，其特征在于：所述衬底为蓝宝石衬底。