CN106097904B - 一种led显示器件的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED显示器件及其制作方法，属于半导体技术领域。所述制作方法包括：利用光刻版形成多个设置在同一电路基板上且颜色相同的LED芯片，所述光刻版的图形与多个所述LED芯片的位置一致，所述LED芯片的颜色为红色、绿色或者蓝色；将形成的多个所述LED芯片粘附在同一蓝膜上；对所述蓝膜进行扩膜，使各个所述LED芯片分别与所述电路基板的对应位置相对；利用粘合剂将各个所述LED芯片分别固定在所述电路基板的对应位置上；剥离所述蓝膜；在所述LED芯片的电极和所述电路基板的对应位置铺设的线路之间形成连接桥。本发明实现了LED显示器件的制作。

Description

一种LED显示器件的制作方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种LED显示器件及其制作方法。
背景技术
液晶显示器、有源矩阵有机发光二极体面板(Active Matrix/Organic LightEmitting Diode，简称AMOLED)等是目前普遍的小尺寸显示器。目前普遍的小尺寸显示器都存在亮度有限、无法使人在强光下看到其显示的图像的问题。
随着发光二极管(Lighting Emitting Diode，简称LED)在显示及照明领域的广泛应用，可以采用微米级LED(Micro LED)芯片组成的显示器件代替目前普遍的小尺寸显示器。由于LED芯片组成的显示器件具有亮度高的特点，因此可以使人在强光下清晰地看到其显示的图像。但目前并没有制作LED显示器件的具体技术。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种LED显示器件及其制作方法。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管LED显示器件的制作方法，所述制作方法包括：
利用光刻版形成多个设置在同一电路基板上且颜色相同的LED芯片，所述光刻版的图形与多个所述LED芯片的位置一致，所述LED芯片的颜色为红色、绿色或者蓝色；
将形成的多个所述LED芯片粘附在同一蓝膜上；
对所述蓝膜进行扩膜，使各个所述LED芯片分别与所述电路基板的对应位置相对；
利用粘合剂将各个所述LED芯片分别固定在所述电路基板的对应位置上；
剥离所述蓝膜；
在所述LED芯片的电极和所述电路基板的对应位置铺设的线路之间形成连接桥。
可选地，所述利用光刻版形成多个设置在同一电路基板上且颜色相同的 LED芯片，包括：
在衬底上依次形成N型层、发光层、P型层；
在所述P型层上开设多个延伸至所述N型层的凹槽；
在所述N型层的中心设置N型电极，在所述P型层的边缘设置P型电极；
在所述N型层上开设延伸至所述衬底的隔离槽；
沿所述隔离槽进行切割，得到多个所述LED芯片。
可选地，所述制作方法还包括：
在所述P型层延伸至所述N型层的侧壁、以及所述P型层延伸至所述衬底的侧壁形成绝缘层。
优选地，所述在所述LED芯片的电极和所述电路基板的对应位置铺设的线路之间形成连接桥，包括：
在所述LED芯片上覆盖一层光刻胶；
在光刻版的遮挡下，对所述光刻胶进行曝光和显影，去除从所述N型电极延伸到所述衬底的光刻胶、以及从所述P型电极延伸到所述衬底的光刻胶；
采用物理气相沉积PVD技术、溅射金属技术、化学镀金属技术或者电镀金属技术在所述LED芯片上形成一层金属层；
剥离所述光刻胶，形成从所述N型电极延伸到所述电路基板的连接桥、以及从所述P型电极延伸到所述电路基板的连接桥。
可选地，所述对所述蓝膜进行扩膜，包括：
分别沿第一方向和第二方向对所述蓝膜进行扩膜，所述第一方向和所述第二方向垂直，沿所述第一方向扩膜的比例和沿所述第二方向扩膜的比例相同或不同。
可选地，所述制作方法还包括：
在所述LED芯片上涂覆无影胶UV；
采用透明基板压在所述无影胶上；
透过所述透明基板对所述无影胶进行曝光，固化所述无影胶；
移除所述透明基板，从所述电路基板上清除涂覆有所述无影胶的所述LED 芯片。
另一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管LED显示器件，所述LED 显示器件包括电路基板、以及设置在所述电路基板上的多个LED芯片，所述多个LED芯片的颜色包括红色、绿色和蓝色中的至少一种，所述LED芯片和所述电路基板上铺设的线路之间通过连接桥连通，所述LED芯片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的N型层、发光层、P型层，所述P型层上开设有延伸至所述N型层的凹槽，所述N型层的中心设置有N型电极，所述P型层的边缘设置有P型电极。
可选地，所述P型层延伸至所述N型层的侧壁、以及所述P型层延伸至所述衬底的侧壁上设置有绝缘层。
可选地，所述绝缘层为反光层或透光层。
可选地，所述LED芯片的尺寸为20～80μm。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过利用光刻版形成多个设置在同一电路基板上且颜色相同的LED芯片并粘附在同一蓝膜上，对蓝膜进行扩膜使各个LED芯片分别与电路基板的对应位置相对并利用粘合剂固定，剥离蓝膜并在LED芯片的电极和电路基板的对应位置铺设的线路之间形成连接桥，实现将LED芯片接入电路基板中，利用电路基板控制LED芯片的发光，实现LED显示器件的制作。
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单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种LED显示器件的制作方法的流程图；
图2a和图2b是本发明实施例一提供的红色、绿色和蓝色三色显示器件的结构示意图；
图3a和3b是本发明实施例一提供的LED芯片的结构示意图；
图4a-图4c是本发明实施例一提供的蓝色LED芯片、绿色LED芯片、红色 LED芯片固定在电路基板上的示意图；
图5是本发明实施例一提供的形成连接桥之后的显示器件的结构示意图；
图6是本发明实施例一提供的清除LED芯片的示意图；
图7是本发明实施例一提供的清除的LED芯片的示意图；
图8是本发明实施例二提供的LED显示器件的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本发明实施例提供了一种LED显示器件的制作方法，参见图1，该制作方法包括：
步骤101：利用光刻版形成多个设置在同一电路基板上且颜色相同的LED 芯片。
在本实施例中，光刻版的图形与多个LED芯片的位置一致，LED芯片的颜色为红色、绿色或者蓝色。电路基板为铺设有电路的平板，通过将LED芯片连接到电路基板上，即可利用电路基板控制LED芯片的发光，进而实现显示器的功能。
可选地，LED芯片的尺寸可以为20～80μm，通过小尺寸的LED芯片，可以实现红色、绿色和蓝色三色显示器件，如图2a和图2b所示。其中，10为红色LED芯片，20为绿色LED芯片，30为蓝色LED芯片，40为电路基板。
具体地，该步骤101可以包括：
在衬底上依次形成N型层、发光层、P型层；
在P型层上开设多个延伸至N型层的凹槽；
在N型层的中心设置N型电极，在P型层的边缘设置P型电极；
在N型层上开设延伸至衬底的隔离槽；
沿隔离槽进行切割，得到多个LED芯片。
图3a和图3b为LED芯片的结构示意图，其中，1为P型电极，2为N型电极，3为N型层、发光层、P型层组成的外延层，31为发光区，4为衬底，5 为绝缘层(详见下文步骤106部分)。在具体实现中，发光区可以呈图3b所示的圆形图案，也可以呈方形图案，本发明对此不作限制。
具体地，在P型层上开设多个延伸至N型层的凹槽，可以包括：
在P型层上覆盖一层光刻胶；
在光刻版的遮挡下，对光刻胶进行曝光和显影，去除部分光刻胶；
在光刻胶的保护下，采用电感耦合等离子体(Inductive Coupled PlasmaEmission Spectrometer，简称ICP)刻蚀技术在P型层上开设多个延伸至N型层的凹槽；
剥离光刻胶。
可选地，在P型层的边缘设置P型电极之前，该步骤101还可以包括：
在P型层上形成透明导电膜，以利于电流在P型层的扩散。
具体地，在P型层上形成透明导电膜，可以包括：
在P型层和N型层上形成一层氧化铟锡(Indium tin oxide，简称ITO)；
在ITO上覆盖一层光刻胶；
在光刻版的遮挡下，对光刻胶进行曝光和显影，去除部分光刻胶；
在光刻胶的保护下，采用化学刻蚀的方法刻蚀ITO；
剥离光刻胶，形成透明导电膜。
具体地，在N型层的中心设置N型电极，在P型层的边缘设置P型电极，可以包括：
在N型层和P型层上覆盖一层光刻胶；
在光刻版的遮挡下，对光刻胶进行曝光和显影，去除部分光刻胶；
采用蒸镀技术形成一层金属层；
剥离光刻胶，得到P型电极和N型电极。
具体地，在N型层上开设延伸至衬底的隔离槽，可以包括：
在LED芯片上覆盖一层光刻胶；
在光刻版的遮挡下，对光刻胶进行曝光和显影，去除部分光刻胶；
在光刻胶的保护下，采用ICP刻蚀技术在N型层上开设延伸至衬底的隔离槽；
剥离光刻胶。
可选地，绝缘层可以采用反光材料或透光材料制成。例如，分布式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflection，简称DBR)、氧化硅、氮化硅。
在本实施例的一种实现方式中，该制作方法还包括：
在沿隔离槽进行切割之前，在衬底上形成金属层。
其中，金属层和N型层分别形成在衬底的两侧。
需要说明的是，当衬底上形成有金属层时，LED芯片可以采用锡膏粘合在电路基板上。
步骤102：将形成的多个LED芯片粘附在同一蓝膜上。
在具体实现中，LED芯片中的P型电极粘附在蓝膜上。
步骤103：对蓝膜进行扩膜，使各个LED芯片分别与电路基板的对应位置相对。
可选地，该步骤103可以包括：
分别沿第一方向和第二方向对蓝膜进行扩膜，第一方向和第二方向垂直。
优选地，沿第一方向扩膜的比例和沿第二方向扩膜的比例可以相同或不同。
通过两个方向的扩膜，确保各个LED芯片分别与电路基板的对应位置相对，扩膜的比例可以由相对情况决定。
步骤104：利用粘合剂将各个LED芯片分别固定在电路基板的对应位置上。
可选地，该步骤104可以包括：
在电路基板上设计各个LED芯片的对应位置，并在对应位置上设置粘合剂；
将各个LED芯片放置在电路基板的对应位置上；
对粘合剂进行压合固化，将LED芯片固定在电路基板上。
可选地，粘合剂可以为固晶胶或锡膏。
步骤105：剥离蓝膜。
需要说明的是，当电路基板上设计有多种颜色的LED芯片时，如红色LED 芯片、绿色LED芯片、以及蓝色LED芯片，先多次循环执行步骤101-步骤105，待电路基板上所有放置LED芯片的位置都相应固定有LED芯片之后，再执行步骤106。如图4a-图4c分别是蓝色LED芯片、绿色LED芯片、红色LED芯片固定在电路基板上的过程。其中，10为红色LED芯片，20为绿色LED芯片， 30为蓝色LED芯片，40为电路基板，50为蓝膜。
步骤106：在LED芯片的电极和电路基板的对应位置铺设的线路之间形成连接桥。
图5为形成连接桥之后的显示器件的结构示意图。其中，6为连接桥，10 为红色LED芯片，20为绿色LED芯片，30为蓝色LED芯片，40为电路基板。
可以理解地，待LED芯片和电路基板之间形成电气连接，即可通过电路基板控制各个LED芯片的发光，实现显示器的功能。
在本实施例中，在该步骤106之前，该制作方法还可以包括:
在P型层延伸至N型层的侧壁、以及P型层延伸至衬底的侧壁形成绝缘层。
通过设置绝缘层，避免从P型电极延伸到电路基板的连接桥与N型层或发光层之间导电。
在具体实现中，上述步骤可以在步骤101中进行，也可以在步骤105之后执行。
具体地，该步骤106可以包括：
在LED芯片上覆盖一层光刻胶；
在光刻版的遮挡下，对光刻胶进行曝光和显影，去除从N型电极延伸到衬底的光刻胶、以及从P型电极延伸到衬底的光刻胶；
采用物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，简称PVD)技术、溅射金属技术、化学镀金属技术或者电镀金属技术在LED芯片上形成一层金属层；
剥离光刻胶，形成从N型电极延伸到电路基板的连接桥、以及从P型电极延伸到电路基板的连接桥。
在本实施例的一种实现方式中，参见图6，该制作方法还可以包括：
在LED芯片60上涂覆无影胶(UV)70；
采用透明基板80压在无影胶70上；
透过透明基板80对无影胶70进行曝光，固化无影胶70；
移除透明基板80，从电路基板40上清除涂覆有无影胶的LED芯片60。
在实际应用中，清除的LED芯片为电路基板上位置错误的LED芯片(在步骤105之后执行)或者光电性能不良的LED芯片(在步骤106之前执行)，如图7所示。其中，40为电路基板，60为清除的LED芯片，90为保留的LED芯片。
本发明实施例通过利用光刻版形成多个设置在同一电路基板上且颜色相同的LED芯片并粘附在同一蓝膜上，对蓝膜进行扩膜使各个LED芯片分别与电路基板的对应位置相对并利用粘合剂固定，剥离蓝膜并在LED芯片的电极和电路基板的对应位置铺设的线路之间形成连接桥，实现将LED芯片接入电路基板中，利用电路基板控制LED芯片的发光，实现LED显示器件的制作。
实施例二
本发明实施例提供了一种LED显示器件，参见图8，该LED显示器件包括电路基板40、以及设置在电路基板40上的多个LED芯片60，多个LED芯片 60的颜色包括红色、绿色和蓝色中的至少一种，LED芯片60和电路基板40上铺设的线路之间通过连接桥6连通，LED芯片60包括衬底4、以及依次层叠在衬底4上的N型层、发光层、P型层3，P型层上开设有延伸至N型层的凹槽， N型层的中心设置有N型电极2，P型层的边缘设置有P型电极1。
可选地，P型层延伸至N型层的侧壁、以及P型层延伸至衬底4的侧壁上可以设置有绝缘层5。
可选地，绝缘层5可以为反光层或透光层。
可选地，LED芯片60的尺寸可以为20～80μm，如50μm。
本发明实施例通过电路基板和设置在电路基板上的多个LED芯片，多个 LED芯片的颜色包括红色、绿色和蓝色中的至少一种，LED芯片和电路基板上铺设的线路之间通过连接桥连通，LED芯片包括衬底、以及依次层叠在衬底上的N型层、发光层、P型层，P型层上开设有延伸至N型层的凹槽，N型层的中心设置有N型电极，P型层的边缘设置有P型电极，实现LED显示器件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种发光二极管LED显示器件的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
利用光刻版形成多个设置在同一电路基板上且颜色相同的LED芯片，所述光刻版的图形与多个所述LED芯片的位置一致，所述LED芯片的颜色为红色、绿色或者蓝色；
将形成的多个所述LED芯片粘附在同一蓝膜上；
对所述蓝膜进行扩膜，使各个所述LED芯片分别与所述电路基板的对应位置相对；
利用粘合剂将各个所述LED芯片分别固定在所述电路基板的对应位置上；
剥离所述蓝膜；
在所述LED芯片的电极和所述电路基板的对应位置铺设的线路之间形成连接桥；
所述利用光刻版形成多个设置在同一电路基板上且颜色相同的LED芯片，包括：
在衬底上依次形成N型层、发光层、P型层；
在所述P型层上开设多个延伸至所述N型层的凹槽；
在所述N型层的中心设置N型电极，在所述P型层的边缘设置P型电极；
在所述N型层上开设延伸至所述衬底的隔离槽；
沿所述隔离槽进行切割，得到多个所述LED芯片；
所述对所述蓝膜进行扩膜，包括：
分别沿第一方向和第二方向对所述蓝膜进行扩膜，所述第一方向和所述第二方向垂直，沿所述第一方向扩膜的比例和沿所述第二方向扩膜的比例相同或不同；
所述在所述LED芯片的电极和所述电路基板的对应位置铺设的线路之间形成连接桥，包括：
在所述LED芯片上覆盖一层光刻胶；
在光刻版的遮挡下，对所述光刻胶进行曝光和显影，去除从所述N型电极延伸到所述衬底的光刻胶、以及从所述P型电极延伸到所述衬底的光刻胶；
采用物理气相沉积PVD技术、溅射金属技术、化学镀金属技术或者电镀金属技术在所述LED芯片上形成一层金属层；
剥离所述光刻胶，形成从所述N型电极延伸到所述电路基板的连接桥、以及从所述P型电极延伸到所述电路基板的连接桥。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
在所述P型层延伸至所述N型层的侧壁、以及所述P型层延伸至所述衬底的侧壁形成绝缘层。
3.根据权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
在所述LED芯片上涂覆无影胶UV；
采用透明基板压在所述无影胶上；
透过所述透明基板对所述无影胶进行曝光，固化所述无影胶；
移除所述透明基板，从所述电路基板上清除涂覆有所述无影胶的所述LED芯片。
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