CN103413886A - 具有可调输出光色的发光二极管模组的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种具有可调输出光色的发光二极管模组的制备方法，包括以下步骤：步骤1：取一外延片；步骤2：在外延片上制备发光二极管阵列；步骤3：在制作有发光二极管阵列的外延片上涂覆荧光粉；步骤4：对外延片进行减薄划裂，得到发光二极管单元；步骤5：取一基板，基板的一面制备有导电通孔、金属焊点和导电通道，基板的另一面制备有与导电通孔连接的金属电极，将电路导入基板的背面；步骤6：将发光二极管单元的电极与基板上对应的金属焊点连接，将发光二极管单元固定在基板上，将基板划裂切割开来，形成发光二极管模组，完成具有可调输出光色的发光二极管模组的制备。本方法具有简化工艺路径，降低工艺成本的优点。可以对发光二极管模组的尺寸和模组中发光二极管的间距进行精确控制。

Description

具有可调输出光色的发光二极管模组的制备方法

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及一种具有可调输出光色的发光二极管模组的制备方法。

背景技术

根据所用半导体材料的不同，发光二极管的发射光谱覆盖了可见光范围，同时，发光二极管的发射光谱为窄带光谱，谱峰半高宽仅有20nm左右，因此具有较好的色纯度和色彩精细度。此外，发光二极管还具有许多优点，例如：低能耗，安全环保，使用寿命长，响应速度快等。因此，对于照明和显示领域，发光二极管是比较理想的光源。

随着发光二极管应用领域的拓展，市场对具有更小封装尺寸的发光二极管模组的需求越来越大，以显示领域为例，对于显示器来说，显示器可显示的像素越多，画面就越精细，同样的屏幕区域内能显示的信息也越多。随着市场对具有高清分辨率的显示器的需求不断增长，特别在高端显示领域，具有高清分辨率的发光二极管全彩显示屏具有广阔的应用前景和研究价值。

目前市场上的发光二极管模组主要采用的是表贴式发光二极管模组，每个表贴式发光二极管模组包含红绿蓝三种波段的发光二极管(授权号200620015689.6)，大量的表贴式发光二极管单元被固定在基板上形成发光二极管阵列来作为发光二极管显示面板，如利亚德光电股份有限公司于2012年提出的发光二极管平板显示单元及生产方法(授权公告号CN101783099B)。由于表贴式发光二极管模组中的发光二极管需要通过球焊工艺，将发光二极管的电极与基板上的电极通过打线来连接，俗称芯片正装结构，受到这些因素以及封装技术和精度的制约，限制了表贴片式发光二极管模组尺寸，很难满足对显示精细度要求较高的应用领域。相对应的，可以利用芯片倒装技术(F1ip-chip)，将发光二极管固定在基板上。由于倒装技术的精度比表贴片封装技术有了较大提升且省略了传统封装方式中的球焊工艺，即不再利用打线来实现芯片电极与基板电极的电性连接，可进一步缩小发光二极管模组的尺寸，对提升发光二极管显示面板的显示精细度乃至满足对更小封装尺寸的发光二极管模组的需求起到了一定促进作用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有可调输出光色的发光二极管模组的制备方法。本方法优化了发光二极管模组的封装工艺，具有简化工艺路径，降低工艺成本。可以通过工艺对发光二极管模组的尺寸和模组中发光二极管的间距进行精确控制。

为达到上述目的，本发明提供一种具有可调输出光色的发光二极管模组的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：取一外延片；

步骤2：在外延片上制备发光二极管阵列；

步骤3：在制作有发光二极管阵列的外延片上涂覆荧光粉；

步骤4：对外延片进行减薄划裂，得到发光二极管单元；

步骤5：取一基板，基板的一面制备有导电通孔、金属焊点和导电通道，基板的另一面制备有与导电通孔连接的金属电极，将电路导入基板的背面；

步骤6：将发光二极管单元的电极与基板上对应的金属焊点连接，将发光二极管单元固定在基板上，将基板划裂切割开来，形成发光二极管模组，完成具有可调输出光色的发光二极管模组的制备。

本发明提供与现有技术相比：一方面利用了芯片倒装技术将发光二极管固定在基板上并实现了发光二极管与基板的电性连接，简化了封装工艺和发光二极管模组的体积。另一方面利用荧光粉改变发光二极管的输出光色，简化了目前常见的将不同光色的发光二极管封装在同一模组中以实现调整封装体颜色输出的多样化。可以根据应用领域的需求对发光二极管模组的尺寸进行调整和控制，满足各种要求，简单易操作，成品率高，可以大大简化生产工艺，降低生产成本，特别适合高分辨率发光二极管主动发光显示系统。

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明，其中：

图1为本发明的制备流程图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明提供一种具有可调输出光色的发光二极管模组的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：取一外延片，其中外延片的材料为GaN、AlGaN、InGaN、GaAs或AlGaInP，该外延片的厚度为10—1000微米。外延材料可以通过气相外延生长或金属有机化合物化学气相沉淀技术获得。以GaN材料为例，外延材料可以生长在蓝宝石，碳化硅或硅等生长衬底上，也可以在GaN自支撑衬底上完成外延片的生长。该外延片包含生长衬底、n型层、有源层和p型层。

步骤2：在外延片上制备发光二极管阵列，为提高发光二极管阵列的出光率，可以对发光二极管表面和侧面进行粗化处理，形成连续的粗化表面或不连续的粗化表面；

步骤3：在制作有发光二极管阵列的外延片上涂覆荧光粉，涂覆的荧光粉按照输出颜色分为红色、绿色、黄色或橙色，或及其组合，荧光粉可以通过点胶、定位喷涂、丝网印刷等技术均匀涂覆在外延片上，完成荧光粉涂覆后，可对发光二极管阵列封装光学元件，起到保护和二次配光的作用，其中光学元件为树脂、硅胶或玻璃，或及其组合。同时，为了有效提高发光二极管阵列的光输出效率及降低热阻，也可以利用激光剥离或化学腐蚀工艺，将生长衬底从外延片上剥离下来，再进行荧光粉涂覆；

步骤4：对外延片进行减薄划裂，得到发光二极管单元，根据外延生长衬底、芯片工艺的不同，发光二极管阵列中的电极位置可以在同侧或异侧，同时，为减少划裂工艺过程中对外延材料的损伤，提高发光二极管单元的出光率，可以采用低损伤激光隐形切割技术对外延片进行划裂；

步骤5：取一基板，其中基板材料为陶瓷，硅，铝或有机材料。基板的一面制备有导电通孔、金属焊点和导电通道，基板的另一面制备有与导电通孔连接的金属电极，将电路导入基板的背面，以便根据驱动电路的要求进行电极再分布设计。同时对导电通孔、金属焊点、导电通道和金属电极进行相应的绝缘处理，避免出现短路；

步骤6：将发光二极管单元的电极与基板上对应的金属焊点连接，利用共晶、植球或焊料等键合技术将发光二极管单元固定在基板上，将基板划裂切割开来，根据基板材料的不同，采用激光、物理划裂、化学腐蚀等技术完成基板的划裂切割，形成发光二极管模组，完成具有可调输出光色的发光二极管模组的制备。其中该发光二极管模组中发光二极管的数量大于2个且涂覆的荧光粉按照输出颜色分为红色、绿色、黄色或橙色，或及其组合，使得发光二极管模组中的发光二极管的输出光色覆盖紫外至红外波段，或及其组合。

以上实例仅供说明本发明只用，而非对本发明的限制，本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换或变化；因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (6)

1.一种具有可调输出光色的发光二极管模组的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：取一外延片；

步骤2：在外延片上制备发光二极管阵列；

步骤3：在制作有发光二极管阵列的外延片上涂覆荧光粉；

步骤4：对外延片进行减薄划裂，得到发光二极管单元；

步骤5：取一基板，基板的一面制备有导电通孔、金属焊点和导电通道，基板的另一面制备有与导电通孔连接的金属电极，将电路导入基板的背面；

步骤6：将发光二极管单元的电极与基板上对应的金属焊点连接，将发光二极管单元固定在基板上，将基板划裂切割开来，形成发光二极管模组，完成具有可调输出光色的发光二极管模组的制备。

2.根据权利要求1所述的具有可调输出光色的发光二极管模组的制备方法，其中外延片的材料为GaN、AlGaN、InGaN、GaAs或AlGaInP，厚度为10-1000微米。

3.根据权利要求1所述的具有可调输出光色的发光二极管模组的制备方法，其中该发光二极管模组中发光二极管的数量大于2个。

4.根据权利要求3所述的具有可调输出光色的发光二极管模组的制备方法，其中发光二极管模组中的发光二极管的输出光色覆盖紫外至红外波段，或及其组合。

5.根据权利要求1所述的具有可调输出光色的发光二极管模组的制备方法，其中在外延片上涂覆的荧光粉按照输出颜色分为红色、绿色、黄色或橙色，或及其组合。

6.根据权利要求4所述的具有可调输出光色的发光二极管模组的制备方法，其中发光二极管模组中的每个发光二极管为单独控制或同时控制。