CN110112147A - 一种led显示模块及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED显示模块及其制备方法，LED显示模块包括PCB基材、位于PCB基材上表面的导电线路及LED晶片、位于PCB基材下表面的TFT、位于导电线路与PCB基材之间的绝缘层，PCB基材及绝缘层上设置有通孔，通孔位于TFT的电极处，通孔内填充有与导电线路相连的导电焊料；LED晶片与TFT的电极之间通过导电线路、导电焊料相连。本申请公开的上述技术方案，将LED晶片与TFT设置在PCB基材的两侧，且LED晶片与TFT的电极通过导电线路、导电焊料实现连接，这就使得LED显示模块在进行拼接时无需对PCB基材进行弯折处理，因此，则可以避免拼缝效应，并可以做出更小的点间距，从而可以提高显示效果。

Description

一种LED显示模块及其制备方法
技术领域
本发明涉及大屏幕拼接显示技术领域，更具体地说，涉及一种LED显示模块及其制备方法。
背景技术
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)因具有节能、环保、寿命长等特性而在大屏幕拼接显示领域得到了广泛应用。
在大屏幕拼接显示领域中，将LED晶片与TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)结合制作微小间距LED显示模块是当前的一种技术研究方向。参照液晶制程工艺，TFT器件可预先制备在玻璃基板或柔性PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)基板上。在现有的LED显示模块中，TFT和FC LED(Flip Chip LED，倒装LED)晶片均焊接在柔性PCB的同一侧，即均焊接在柔性PCB的上表面，通过TFT所引出的信号线与位于两侧边框中的控制电路进行连接，以实现显示控制。当需要获取尺寸比较大的显示屏时，则需要实现多个LED显示模块之间的拼接，此时，就需要对柔性PCB边缘处进行弯折处理来实现拼接，即需要将柔性PCB的两侧弯曲转弯到LED显示模块的背面，以使TFT所引出的信号线可以与控制系统相连而实现显示控制。但是，在对柔性PCB进行弯折处理以实现拼接时，LED显示模块之间会因柔性PCB两侧所存在的弯折而出现界面不连续的情况，而这则会产生拼缝效应，从而会对显示效果产生影响。另外，由于需要通过对柔性PCB进行弯折处理以实现拼接，则需要在LED显示模块的边缘位置处留下一定的空间以使得柔性PCB可以实现弯曲转弯，而这就使得点间距比较大，无法做出更小的点间距，因此，则会对所显示图像的清晰度产生影响。
综上所述，如何在LED显示模块拼接时尽量避免对柔性PCB进行弯折处理，以提高显示效果，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种LED显示模块及其制备方法，以在LED显示模块拼接时尽量避免对柔性PCB进行弯折处理，从而提高显示效果。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种LED显示模块，包括PCB基材、位于所述PCB基材上表面的导电线路及LED晶片、位于所述PCB基材下表面的TFT、位于所述导电线路与所述PCB基材之间的绝缘层，其中：所述PCB基材及所述绝缘层上设置有通孔，所述通孔位于所述TFT的电极处，所述通孔内填充有与所述导电线路相连的导电焊料；
所述LED晶片与所述TFT的电极之间通过所述导电线路、所述导电焊料相连。
优选的，所述LED晶片为倒装LED晶片；
相应地，所述LED显示模块还包括：
设置在所述导电线路与所述倒装LED晶片之间、与所述导电线路及所述倒装LED晶片上的凸点相连的导电凸点。
优选的，还包括：
填充在所述导电凸点之间的绝缘填料。
优选的，所述导电凸点为SnAg凸点。
优选的，所述导电线路为铜导电线路。
优选的，所述绝缘层为PI层。
优选的，还包括：
设置在所述LED晶片上表面上的绝缘加固层。
优选的，还包括：
设置在所述导电线路表面的绝缘保护层。
一种LED显示模块的制备方法，包括：
在PCB基材的下表面设置TFT；
在所述PCB基材的上表面设置绝缘层和导电线路，并在所述PCB基材的上表面设置与所述导电线路相连的LED晶片，其中，所述绝缘层位于所述PCB基材与所述导电线路之间；
在所述PCB基材及所述绝缘层上设置通孔，并在所述通孔内填充与所述导电线路及所述TFT的电极相连的导电焊料，其中，所述通孔位于所述TFT的电极处。
优选的，在所述PCB基材的上表面设置绝缘层和导电线路，并在所述PCB基材的上表面设置与所述导电线路相连的LED晶片，包括：
在所述PCB基材的上表面设置铜箔-PI层，并通过光刻工艺及刻蚀工艺对所述铜箔进行处理，得到铜导电线路；
利用光刻工艺及电镀工艺在所述铜导电线路上设置导电凸点，其中，所述导电凸点与倒装LED晶片的凸点相匹配；
在所述铜导电线路的上表面设置所述倒装LED晶片，其中，所述倒装LED晶片的凸点与所述导电凸点相连。
本发明提供了一种LED显示模块及其制备方法，其中，该LED显示模块包括PCB基材、位于PCB基材上表面的导电线路及LED晶片、位于PCB基材下表面的TFT、位于导电线路与PCB基材之间的绝缘层，其中：PCB基材及绝缘层上设置有通孔，通孔位于TFT的电极处，通孔内填充有与导电线路相连的导电焊料；LED晶片与TFT的电极之间通过导电线路、导电焊料相连。
本申请公开的上述技术方案，将LED晶片与TFT分别设置在PCB基材的两侧，并在PCB基材及绝缘层上设置通孔，该通孔位于TFT的电极处，其中，设置在导电线路与PCB基材之间的绝缘层起到绝缘的作用，以防止导电线路与PCB基材之间发生短路，LED晶片与TFT的电极通过设置在PCB基材表面的导电线路、填充在在通孔内的导电焊料实现连接。通过将LED晶片和TFT设置在不同侧使得LED显示模块在进行拼接时无需对PCB基材进行弯折处理，因此，则可以避免拼缝效应，并可以做出更小的点间距，从而可以提高显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种LED显示模块的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种LED显示模块的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种LED显示模块的结构示意图，可以包括PCB基材1、位于PCB基材1上表面的导电线路及LED晶片、位于PCB基材1下表面的TFT4、位于导线线路与PCB基材1之间的绝缘层，其中：
PCB基材1及绝缘层上设置有通孔5，通孔5位于TFT4的电极处，通孔5内填充有与导电线路相连的导电焊料；
LED晶片与TFT4的电极之间通过导电线路、导电焊料相连。
LED显示模块可以包括PCB基材1，该PCB基材1具体可以为比较薄的PCB基材(其厚度具体可以为50微米，当然，也可以为其他厚度值)，并且该PCB基材1可以为硬性的PCB，以对LED显示模块中的其他器件起到支撑的作用，并提高LED显示模块的聚光性和平整度，从而便于提高显示效果，并便于在其上设置相应的器件。其中，该PCB基材1具体可以为FR4基板材料的电路板基材，当然，也可以利用其他的基板材料作为上述PCB基材1等，本申请对此不做任何限定。
LED显示模块还可以包括位于PCB基材1上表面的导电线路、位于PCB基材1上表面且与导电线路相连的LED晶片、位于PCB基材1下表面的TFT4、位于导电线路与PCB基材之间的绝缘层，其中，绝缘层用于将导电线路和PCB基材1隔离开来，以避免导电线路与PCB基材1因直接接触而发生短路，PCB基材1及绝缘层上设置有通孔5，该通孔5具体可以设置在TFT4的电极位置处，并且通孔5内填充有与导电线路及TFT4的电极相连的导电焊料。此时，LED晶片与TFT4之间即可通过导电线路、导电焊料及TFT4的电极相连接。
需要说明的是，PCB基材1的下表面不仅设置有TFT4，还设置有与TFT4相关的电路，其中，TFT4及相关的电路可以预先制备在PCB基材1上。另外，需要说明的是，制备TFT4的材料具体可以为LTPS(Low Temperature Poly-silicon，低温多晶硅)或者金属氧化物材料等，本申请对TFT4的材料不做任何限定。
也就是说，在LED显示模块中，将LED晶片和TFT4分别设置在PCB基材1的两侧，以使TFT4所引出的信号线可以直接从PCB基材1的下表面与相应的控制系统相连来实现对LED晶片的控制，从而实现显示控制。因此，在LED显示模块进行拼接时就无需对PCB基材1进行弯折处理，从而可以避免出现界面不连续的情况，即可以避免产生拼缝效应。另外，由于不需要对PCB基材1进行弯折处理，则就无需在LED显示模块的边缘位置处留下相应的空间，因此，就可以做出比较小的点间距，从而可以提高图像的清晰度，提高显示效果。除此之外，还可以实现更高密度的拼接，从而进一步提高显示效果。
需要说明的是，在对LED显示模块进行上述设置之后，使得LED显示模块可以用在小间距LED显示屏中，以提高小间距LED显示屏的显示效果。本申请公开的上述技术方案，将LED晶片与TFT分别设置在PCB基材的两侧，并在PCB基材及绝缘层上设置通孔，该通孔位于TFT的电极处，其中，设置在导电线路与PCB基材之间的绝缘层起到绝缘的作用，以防止导电线路与PCB基材之间发生短路，LED晶片与TFT的电极通过设置在PCB基材表面的导电线路、填充在在通孔内的导电焊料实现连接。通过将LED晶片和TFT设置在不同侧使得LED显示模块在进行拼接时无需对PCB基材进行弯折处理，因此，则可以避免拼缝效应，并可以做出更小的点间距，从而可以提高显示效果。
本发明实施例提供的一种LED显示模块，LED晶片可以为倒装LED晶片31；
相应地，LED显示模块还可以包括：
设置在导电线路与倒装LED晶片31之间、与导电线路及倒装LED晶片31上的凸点310相连的导电凸点6。
LED显示模块中所包含的LED晶片具体可以为倒装LED晶片31。在采用倒装LED晶片31作为LED显示模块时，由于倒装LED晶片31本身存在有凸点310，因此，则可以在导电线路与倒装LED晶片31之间设置与倒装LED晶片31中的凸点310相匹配的导电凸点6，其中，该导电凸点6与PCB基材1上表面所设置的导电线路、倒装LED晶片31中的凸点310相连。此时，倒装LED晶片31与TFT4之间通过倒装LED晶片31中的凸点310、导电凸点6、导电线路、导电焊料及TFT4电极实现连接。
其中，LED显示模块中所设置的导电凸点6的高度可以为10～20微米，边长可以为75微米，导电凸点6之间的中心间距与倒装LED晶片31上的凸点310之间的中心距相匹配。当然，导电凸点6的高度或边长可根据实际而进行调整。
采用倒装LED晶片31作为LED显示模块中的LED晶片不仅可以便于进行线路连接，而且可以做出尺寸更小的LED显示模块，从而便于进行光学匹配。另外，采用倒装LED晶片31作为LED显示模块中的LED晶片还可以提升LED显示模块的散热功能，从而延长LED显示模块的寿命。
当然，也可以采用正装LED晶片或者垂直LED晶片作为LED显示模块中的LED晶片，此时，则可以通过焊盘、引线等实现LED晶片与TFT4之间的连接。
本发明实施例提供的一种LED显示模块，还可以包括：
填充在导电凸点6之间的绝缘填料7。
考虑到当在LED显示模块中设置导电凸点6时，导电凸点6与导电凸点6之间会存在一定的空洞，而空洞的存在会使倒装LED晶片31受力不均匀，并且会使LED显示模块在封装后因空洞处存在气体而导致压强不均匀或者出现膨胀的现象，因此，为了避免因空洞存在而带来的上述问题，则可以在导电凸点6之间填充绝缘填料7，以使得导电凸点6之间不存在空洞，从而使得倒装LED晶片31受力比较均匀，并通过绝缘填料7将导电凸点6之间的气体排出，从而在LED显示模块封装时提高其封装效果。
需要说明的是，绝缘填料7本身具有绝缘性，因此，其在填充空洞的同时，可以避免导电凸点6之间发生短路，从而确保LED显示模块的正常使用。
本发明实施例提供的一种LED显示模块，导电凸点6可以为SnAg凸点。
LED显示模块中所设置的导电凸点6具体可以为SnAg凸点，其剪切强度、蠕变抗力、疲劳行为比较优越。
当然，也可以利用Sn-Ag-Cu、Sn-Ag-Zn等作为LED显示模块中的导电凸点6等。
另外，通孔5内所填充的导电焊料也可以为SnAg无铅焊料等，以在实现较好的导电性的同时，减少铅所带来的污染和危害，从而提高LED显示模块的环保性。
本发明实施例提供的一种LED显示模块，导电线路可以为铜导电线路21。
LED显示模块中所设置的导电线路具体可以为铜导电线路21，其具有较好的导电性和导热性。其中，铜导电线路21的厚度具体可以为18微米，当然，其厚度也可以根据实际需要而进行调整。
另外，也可以利用铝导电线路等作为LED显示模块中的导电线路。
本发明实施例提供的一种LED显示模块，绝缘层可以为PI层81。
当利用铜导电线路21作为LED显示模块的导电线路时，铜导电线路21与PCB基材之间的绝缘层具体可以为PI(Polyimide，聚酰亚胺)层81，其耐高温且柔软性好。其中，所设置的PI层81的厚度具体可以为40微米，当然，也可以根据实际需要而调整其厚度。
本发明实施例提供的一种LED显示模块，还可以包括：
设置在LED晶片上表面上的绝缘加固层9。
LED显示模块还可以包括设置在LED晶片上表面上的绝缘加固层9，其中，该绝缘加固层9可以对整个LED显示模块、LED晶片起到保护的作用，以避免外界水汽等对LED显示模块的正常工作造成影响，并可以避免内部的导电线路与外界电源、线路等接触而发生短路，从而提高LED显示模块的可靠性。
其中，绝缘加固层9的材料具体可以为树脂、硅胶等。另外，为了进一步提高LED显示模块的可靠性，则也可以在LED显示模块的背面(即TFT4的表面)设置一层绝缘加固层9，以对TFT4及位于PCB基材1下表面的相关电路起到保护的作用。
本发明实施例提供的一种LED显示模块，还可以包括：
设置在导电线路表面的绝缘保护层。
为了对PCB基材1上表面的导电线路起到保护的作用，以避免导电线路发生短路，则可以在导电线路表面设置绝缘保护层，以将导电线路保护起来。
需要说明的是，当导电线路的表面设置有导电凸点6时，为了使导电凸点6可以与倒装LED晶片31的凸点相连，则所设置的保护层需要将导电凸点6排除在外，即导电凸点6表面未覆盖有保护层，而导电线路除导电凸点6之外的区域均覆盖有保护层。
本发明实施例还提供了一种LED显示模块的制备方法，参见图2，其示出了本发明实施例提供的一种LED显示模块的制备方法的流程图，可以包括：
S11：在PCB基材的下表面设置TFT。
利用FR4等材料的基材作为PCB基材，并在PCB基材的下表面设置TFT。
其中，设置TFT不仅包含设置TFT本身，还包含设置与TFT相关的电路。
S12：在PCB基材的上表面设置绝缘层和导电线路，并在PCB基材的上表面设置与导电线路相连的LED晶片，其中，绝缘层位于PCB基材与导电线路之间。
在PCB基材的上表面设置绝缘层，并在绝缘层的上表面设置导电线路，然后，在PCB基材的上表面设置LED晶片，其中，LED晶片位于导电线路的上表面且与导电线路相连接。
S13：在PCB基材及绝缘层上设置通孔，并在通孔内填充与导电线路及TFT的电极相连的导电焊料，其中，通孔位于TFT的电极处。
在PCB基材下表面TFT的电极处，利用CO2激光器对PCB基材、绝缘层进行打孔，直至露出导电线路为止，即在PCB基材及绝缘层上形成通孔。然后，通过电镀等方式在通孔内填充导电焊料，以利用导电焊料将导电线路、TFT电极连接起来，从而使得LED晶片与TFT之间实现连接。
本申请公开的上述技术方案，将LED晶片与TFT分别设置在PCB基材的两侧，并在PCB基材及绝缘层上设置通孔，该通孔位于TFT的电极处，其中，设置在导电线路与PCB基材之间的绝缘层起到绝缘的作用，以防止导电线路与PCB基材之间发生短路，LED晶片与TFT的电极通过设置在PCB基材表面的导电线路、填充在在通孔内的导电焊料实现连接。通过将LED晶片和TFT设置在不同侧使得LED显示模块在进行拼接时无需对PCB基材进行弯折处理，因此，则可以避免拼缝效应，并可以做出更小的点间距，从而可以提高显示效果。
本发明实施例提供的一种LED显示模块的制备方法，在PCB基材的上表面设置绝缘层和导电线路，并在PCB基材的上表面设置与导电线路相连的LED晶片，可以包括：
在PCB基材的上表面设置铜箔-PI层，并通过光刻工艺及刻蚀工艺对铜箔进行处理，得到铜导电线路；
利用光刻工艺及电镀工艺在铜导电线路上设置导电凸点，其中，导电凸点与倒装LED晶片的凸点相匹配；
在铜导电线路的上表面设置倒装LED晶片，其中，倒装LED晶片的凸点与导电凸点通过加压和加热结合在一起。
在PCB基材上表面设置绝缘层和导电线路，并在PCB基材的上表面设置与导电线路相连的LED晶片的具体过程可以为：
步骤1：将PCB基材上表面粘合在铜箔-PI层的下表面，以形成制作LED显示模块的基板。其中，PI层的下表面与PCB基材的上表面相接触，铜箔-PI层中的铜箔作为导电层，以制备铜导电线路。
步骤2：在导电层表面按照光刻工艺及刻蚀工艺制作铜导电线路。具体地，在导电层表面涂覆光刻胶，并在经历光刻工艺之后，通过刻蚀工艺对导电层进行刻蚀，以得到铜导电线路。其中，该铜导电线路用于倒装LED晶片及TFT之间的连接。在得到铜导电线路之后，清洗光刻胶。
步骤3：清洗完光刻胶之后，再在铜导电线路表面涂覆光刻胶，并在经历烘干、曝光和显影等光刻工艺之后，在光刻胶的开口处通过电镀工艺制作与倒装LED晶片中的凸点相匹配的导电凸点，然后，清洗光刻胶。
步骤4：清洗完光刻胶之后，在铜导电线路上表面设置倒装LED晶片，其中，倒装LED晶片的凸点与铜导电线路上表面所设置的导电凸点通过加压和加热可靠地结合在一起，以实现倒装LED晶片与铜导电线路之间的连接，从而实现倒装LED晶片与TFT之间的连接。
本发明实施例提供的一种LED显示模块的制备方法中相关部分的具体说明请参见本发明实施例提供的一种LED显示模块中对应部分的详细说明，在此不再赘述。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本发明实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种LED显示模块，其特征在于，包括PCB基材、位于所述PCB基材上表面的导电线路及LED晶片、位于所述PCB基材下表面的TFT、位于所述导电线路与所述PCB基材之间的绝缘层，其中：
所述PCB基材及所述绝缘层上设置有通孔，所述通孔位于所述TFT的电极处，所述通孔内填充有与所述导电线路相连的导电焊料；
所述LED晶片与所述TFT的电极之间通过所述导电线路、所述导电焊料相连。
2.根据权利要求1所述的LED显示模块，其特征在于，所述LED晶片为倒装LED晶片；
相应地，所述LED显示模块还包括：
设置在所述导电线路与所述倒装LED晶片之间、与所述导电线路及所述倒装LED晶片上的凸点相连的导电凸点。
3.根据权利要求2所述的LED显示模块，其特征在于，还包括：
填充在所述导电凸点之间的绝缘填料。
4.根据权利要求2所述的LED显示模块，其特征在于，所述导电凸点为SnAg凸点。
5.根据权利要求2所述的LED显示模块，其特征在于，所述导电线路为铜导电线路。
6.根据权利要求5所述的LED显示模块，其特征在于，所述绝缘层为PI层。
7.根据权利要求1至6任一项所述的LED显示模块，其特征在于，还包括：
设置在所述LED晶片上表面上的绝缘加固层。
8.根据权利要求7所述的一种LED显示模块，其特征在于，还包括：
设置在所述导电线路表面的绝缘保护层。
9.一种LED显示模块的制备方法，其特征在于，包括：
在PCB基材的下表面设置TFT；
在所述PCB基材的上表面设置绝缘层和导电线路，并在所述PCB基材的上表面设置与所述导电线路相连的LED晶片，其中，所述绝缘层位于所述PCB基材与所述导电线路之间；
在所述PCB基材及所述绝缘层上设置通孔，并在所述通孔内填充与所述导电线路及所述TFT的电极相连的导电焊料，其中，所述通孔位于所述TFT的电极处。
10.根据权利要求9所述的LED显示模块的制备方法，其特征在于，在所述PCB基材的上表面设置绝缘层和导电线路，并在所述PCB基材的上表面设置与所述导电线路相连的LED晶片，包括：
在所述PCB基材的上表面设置铜箔-PI层，并通过光刻工艺及刻蚀工艺对所述铜箔进行处理，得到铜导电线路；
利用光刻工艺及电镀工艺在所述铜导电线路上设置导电凸点，其中，所述导电凸点与倒装LED晶片的凸点相匹配；
在所述铜导电线路的上表面设置所述倒装LED晶片，其中，所述倒装LED晶片的凸点与所述导电凸点通过加压和加热结合在一起。
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