CN112993137A - Led显示模组的制备方法及led显示屏 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种LED显示模组的制备方法。该方法包括：在基板上设置LED晶粒阵列，LED晶粒阵列远离基板的表面上设有金属焊盘；封装LED晶粒阵列并使得LED晶粒阵列的金属焊盘裸露；将封装后的LED晶粒阵列的裸露的金属焊盘与线路板的键合焊盘对位键合；以及移除基板，获得LED显示模组。本申请提供的LED显示模组的制备方法，直接在将LED晶粒阵列转移至基板时就完成了固晶和封装的工艺，相比传统的LED显示模组的键合、固晶、以及封装工艺节省了流程，改善因后段封装而导致的死灯问题，提升了生产效率。

Description

LED显示模组的制备方法及LED显示屏
技术领域
本发明涉及LED封装技术领域，尤其涉及LED显示模组的制备方法及LED显示屏。
背景技术
在传统发光二极管(LED，light-emitting diode)显示屏制备中，由于每个单元板上LED数量庞大，固晶是制约生产效率的主要因素。此外，传统LED显示模组的封装都在后段进行，由于工艺、设备、以及材料原因可能会导致死灯现象，导致良率降低。
因此，如何改善因为后段封装而导致的死灯问题并提升LED显示模组的生产效率是亟需解决的问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种LED显示模组的制备方法和LED显示屏，可以有效地改善因LED晶粒阵列焊接后偏斜、出光角度不一而导致的色偏问题，改善因后段封装而导致的死灯问题，极大地提升了生产效率并减少了生产成本。
根据第一方面，提供了一种LED显示模组的制备方法。该制备方法包括以下步骤。在基板上设置LED晶粒阵列，该LED晶粒阵列远离基板的表面上设有金属焊盘。封装LED晶粒阵列并使得LED晶粒阵列的金属焊盘裸露。将封装后的LED晶粒阵列的裸露的金属焊盘与线路板的键合焊盘对位键合(即，相互对准键合)。移除基板，获得LED显示模组。本申请直接在将LED晶粒阵列转移至基板时就完成了LED晶粒阵列的固晶和封装，相比传统的LED显示模组键合、固晶、和封装工艺节省了流程，改善因后段封装而导致的死灯问题，提升了生产效率。
其中，该第三胶层包括一层或多层第三胶层。该LED晶粒阵列包括微LED(micro-LED)晶粒阵列。
在一个实施方式中，封装LED晶粒阵列并使得该LED晶粒阵列的金属焊盘裸露包括：在该LED晶粒阵列之间填充第一胶层并使得LED晶粒阵列的金属焊盘裸露。在本实施方式中，该第一胶层包括黑胶。在LED晶粒阵列之间填充第一胶层，可以将LED晶粒阵列中的每个LED晶粒固晶并封装，封装之后的每个LED晶粒之间的相对位置关系被固定，可以有效防止在将LED晶粒阵列转移到线路板(也称为背板或接收基板)以进行键合时LED晶粒发生倾斜而导致出光角度不一、带来LED显示模组的色偏问题。
在一个实施方式中，在LED晶粒阵列之间填充第一胶层并使得LED晶粒阵列的金属焊盘裸露包括以下步骤。沿LED晶粒阵列的金属焊盘远离基板的表面所在的平面贴附第一胶层。将第一胶层软化下沉，使得第一胶层填充LED晶粒阵列的多个LED晶粒之间的缝隙。将位于LED晶粒阵列远离基板的表面上方的第一胶层移除，使得LED晶粒阵列上的金属焊盘裸露。将LED晶粒阵列上的金属焊盘裸露，以便于其与上述线路板上的键合焊盘进行键合。
在一个实施方式中，将第一胶层软化下沉包括：加热第一胶层，并同时对第一胶层施加压力，使得第一胶层软化下沉。将第一胶层加热，可以使得第一胶层软化下沉以填充LED晶粒之间的缝隙，从而将LED晶粒固晶和封装。
在一个实施方式中，将LED晶粒阵列的金属焊盘与线路板的键合焊盘对位键合包括：在线路板的键合焊盘上进行锡膏印刷，并通过回流焊将LED晶粒阵列的金属焊盘与线路板的键合焊盘对位键合；或者，通过共晶合金键合将LED晶粒阵列的金属焊盘与线路板的键合焊盘对位键合。通过将LED晶粒阵列的金属焊盘与线路板的键合焊盘进行对位键合，实现了LED晶粒阵列与线路板的电连接。
在一个实施方式中，当通过共晶合金键合将LED晶粒阵列的金属焊盘与线路板的键合焊盘对位键合时，金属焊盘包括但不限于Au、Sn、In、Pt、或其合金，键合焊盘包括但不限于Au、Sn、In、Pt、Cu、或其合金。
在一个实施方式中，在基板上设置LED晶粒阵列包括以下步骤。在基板上贴附第二胶层。在第二胶层远离基板的表面上贴附第三胶层。在第三胶层远离基板的表面上设置LED晶粒阵列。
在一个实施方式中，移除基板包括：当第二胶层包括释放胶时，释放该释放胶，以移除基板。将该释放胶释放之后，介意将基板和LED晶粒阵列分离，从而实现将LED晶粒阵列从基板转移至线路板的目的。
在一个实施方式中，移除基板包括：当第二胶层包括PI胶时，激光剥离该PI胶，以移除基板。
在一个实施方式中，第三胶层包括第一封装胶，第一胶层包括第二封装胶。其中，该第一封装胶可以为透明胶体或半透明胶体，该第二封装胶可以为黑胶。
根据第二方面，本申请还提供一种LED显示屏。该LED显示屏包括使用根据上述第一方面及其任一实施方式的LED显示模组的制备方法制得的LED显示模组。
本申请中，将LED晶粒阵列转移到基板时，就将该LED晶粒阵列固晶封装至该基板，从而将每个LED晶粒之间的位置关系固定。通过本申请提供的LED显示模组的制备方法，在将LED晶粒阵列从基板转移至线路板的过程中，可以防止因LED晶粒发生倾斜而导致色偏的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式中的技术方案，下面将对实施方式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一些实施方式，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示出了根据本申请的LED显示模组的制备方法的流程图。
图2示出了根据本申请实施方式的封装LED晶粒阵列的流程图。
图3为根据本申请实施方式的封装LED晶粒阵列的示意图。
图4为根据本申请一实施方式的将图3所示的封装后的LED晶粒阵列转移至线路板的示意图。
图5为根据本申请另一实施方式的将图3所示的封装后的LED晶粒阵列转移至线路板的示意图。
附图标记说明：
10-基板；20-线路板；22-键合焊盘；30-第二胶层；40-第三胶层；50-LED晶粒阵列；52-金属焊盘；60-第一胶层；70-锡膏。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分的实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都应当属于本发明保护的范围。
在更加详细地讨论示例性实施方式之前应当提到的是，一些示例性实施方式被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。
在传统的LED显示模组的制备方法中，键合LED晶粒会出现LED晶粒偏斜导致出光角度不一并形成色偏的问题。传统LED显示模组的封装都在后段进行，由于工艺、设备、和材料原因可能会导致死灯现象，使得良品率降低。而且，传统LED显示模组的制程中，由于每个单元板上的LED晶粒数量庞大，固晶是制约生产效率的主要因素。有鉴于此，本申请提供了一种LED显示模组的制备方法。相比于传统的LED显示模组制备方法，在根据本发明实施方式的LED显示模组的制备方法中，在将LED晶粒阵列与线路板键合之前，将LED晶粒阵列中的每个LED晶粒固晶并封装，从而避免因晶粒倾斜而导致的色偏问题，提高LED显示模组的制备效率和良品率。
以下将结合图1具体描述该LED显示模组的制备方法。图1是示出LED制备方法的流程图。如图1所示，该LED显示模组的制备方法包括步骤S100至S400。S100，在基板10上设置LED晶粒阵列50，该LED晶粒阵列50远离基板10的表面上设有金属焊盘52。S200，封装LED晶粒阵列50并使得LED晶粒阵列50的金属焊盘52裸露。S300，将封装后的LED晶粒阵列50的裸露的金属焊盘52与线路板20的键合焊盘22对位键合。S400，移除基板10，获得LED显示模组。
以下将分别描述上述步骤的细节。
S100：在基板10上设置LED晶粒阵列50，该LED晶粒阵列50远离基板10的表面上设有金属焊盘52。
在LED显示模组的制程中，提供基板10和线路板20。其中，基板10可以为玻璃板、石英玻璃、或蓝宝石等。线路板20可以为Micro LED显示背板。设置基板10的目的在于将多个LED晶粒暂时放置在基板10上，并通过基板10将暂时放置在其上的LED晶粒阵列50转移到线路板20上，以获得LED显示模组。
在一个实施方式中，每个LED晶粒远离基板10的表面上设置有两个金属焊盘52，该金属焊盘52沿背离基板10的方向延伸。
在一个实施方式，线路板20上设置有按照一定规律排列的多个键合焊盘22。
应理解的是，本申请中的基板10也可以称为暂态基板、临时基板、或中间基板等。在本申请的LED显示模组的制备方法中，基板10用于临时承载LED晶粒阵列50，然后将LED晶粒阵列50从基板10转移至线路板20。
在一个实施方式中，上述步骤S100包括步骤S102-S104。以下分别对步骤S102-S104包括的具体操作进行详细描述。
S102：在基板10上贴附第二胶层30。
在一个实施方式中，基板10上贴附的第二胶层30包括释放胶，该释放胶包括但不限于热释放胶、光释放胶、或压力释放胶等。在另一个实施方式中，基板10上贴附的第二胶层30包括聚酰亚胺(PI，polyimide)胶。在释放胶为热释放胶时，可以通过为其提供特定温度，使得热释放胶的粘合力急剧下降，使得热释放胶解粘。在释放胶为PI胶时，可以通过激光将PI胶剥离。
S104：在第二胶层30远离基板10的表面上贴附第三胶层40。
在一个实施方式中，该第三胶层40包括第一封装胶。可选地，该第一封装胶包括透明胶材或半透明胶胶材，其可以根据具体的视觉效果要求而设定。其中，该第一封装胶包括一层或多层第一封装胶。
S106：在第三胶层40远离基板10的表面上设置LED晶粒阵列50。
LED晶粒阵列50包括多个LED晶粒。将多个LED晶粒放置在第三胶层4上，并使得该多个LED晶粒的金属焊盘52分别与线路板20上的多个键合焊盘22相对应。
如图3所示，LED晶粒阵列50的正投影落入第三胶层40的范围内，金属焊盘52的正投影落入LED晶粒阵列50的范围内。
S200：封装LED晶粒阵列50并使得LED晶粒阵列50的金属焊盘52裸露。
LED晶粒阵列50通过第二胶层30和第三胶层40附着在基板10上，从而实现将LED晶粒阵列50转移到基板10。在传统的LED晶粒的固定方式中，在印刷锡膏和固晶之后，采用回流焊将LED晶粒焊接会导致LED晶粒发生倾斜。本申请中，在将LED晶粒阵列50转移到基板10之后，进一步对转移到基板10的LED晶粒阵列50进行封装，能有效避免出现上述倾斜。在一个实施方式中，通过在LED晶粒阵列50之间填充第一胶层60，并使得LED晶粒阵列50的金属焊盘52裸露。如图2所示，S200包括以下操作S202至S206。其中，图2为示出了根据本申请实施方式的封装LED晶粒阵列的流程图。S202，在LED晶粒阵列50的金属焊盘52远离基板10的表面上贴附第一胶层60。S204，将第一胶层60软化下沉，使得第一胶层60填充LED晶粒阵列50的多个LED晶粒之间的缝隙。S206，将位于LED晶粒阵列50远离基板10的表面上方的第一胶层60移除，使得LED晶粒阵列50上的金属焊盘52裸露。
以下将分别描述上述步骤的细节。
S202：在LED晶粒阵列50的金属焊盘52远离基板10的表面上贴附第一胶层60。
将第一胶层60放置在LED晶粒阵列50远离基板10的一侧。在一个实施方式中，第一胶层60包括第二封装胶。更具体地，该第二封装胶为黑胶。
在本申请的一个实施方式中，第一胶层60的厚度可以大于第三胶层40的厚度。应理解的是，第一胶层60的厚度也可以小于或者等于第三胶层40的厚度，可以根据具体的需求进行设定，本申请不做具体限定。
S204：将第一胶层60软化下沉，使得第一胶层60填充LED晶粒阵列50的多个LED晶粒之间的缝隙。
在一个实施方式中，将第一胶层60软化下沉包括以下操作。
加热第一胶层60，并同时对第一胶层60施加压力，使得第一胶层60软化下沉。具体地，将第一胶层60放置在LED晶粒阵列50上之后，对第一胶层60进行加热，使得第一胶层60软化。而且，在加热软化第一胶层60的同时，沿朝向基板10的方向对第一胶层60施加压力，使得软化的第一胶层60在该压力下，将LED晶粒阵列50的多个LED晶粒之间的缝隙填充。
结合图3所示，第一胶层60软化后，将LED晶粒阵列50和LED晶粒阵列50上的金属焊盘52全部包裹。
在本申请中，将LED晶粒阵列50转移到基板10后，同时还利用第一胶层60将LED晶粒阵列50固晶封装至基板10，从而将每个LED晶粒之间的位置关系固定，使得在将LED晶粒阵列50从基板10转移至线路板20的过程中(即，将LED晶粒与线路板20焊接连接)，可以防止因LED晶粒发生倾斜而导致色偏的问题。
应理解的是，上述加热可以通过诸如热板、真空烤箱、普通烤箱等方式实现。实际上，需依据第一胶层60的自身性质选择加热方式，本申请不做具体描述与限定。
当LED晶粒阵列50的多个LED晶粒之间的缝隙被第一胶层60填充之后，将第一胶层60固化。通过本实施方式可知，当将LED晶粒阵列50转移到基板10之后，即通过填充第一胶层60的方式将LED晶粒阵列50固定，实现对LED晶粒阵列50的封装。封装之后的LED晶粒阵列50的各个LED晶粒之间的位置关系被固定。
应理解的是，通过第一胶层60填充LED晶粒之间的缝隙，可以防止RGB三色混光混色，使得LED晶粒阵列50的出光更均匀。
S206：将位于LED晶粒阵列50远离基板10的表面上方的第一胶层60移除，使得LED晶粒阵列50上的金属焊盘52裸露。
在一个实施方式中，通过电浆清洗工艺，将多余的第一胶层60(即，位于LED晶粒阵列50远离基板10的表面上方的所有第一胶层60)移除，使得LED晶粒阵列50上的金属焊盘52完全裸露。可选地，可以将从与LED晶粒阵列50远离基板10的表面所在的平面并沿远离基板10方向延伸的所有第一胶层60清除，以将金属焊盘52完全裸露出来(即，将金属焊盘52的上表面的第一胶层60和金属焊盘52的侧表面之间的第一胶层60移除，同时将LED晶粒缝隙之间的第一胶层60保留)。将LED晶粒阵列50的金属焊盘52完全裸露出来，有利于进一步将LED晶粒阵列50与电路板20进行电连接。
S300：将封装后的LED晶粒阵列50的裸露的金属焊盘52与线路板20的键合焊盘22对位键合。
在一个实施方式中，将裸露的金属焊盘52与键合焊盘22对位键合包括：在线路板20的键合焊盘52上进行锡膏印刷，并通过回流焊将LED晶粒阵列50的金属焊盘52与线路板20的键合焊盘22对位键合(即，相互对准键合)。请参阅图4所示，在线路板20的键合焊盘22上印刷锡膏70，然后再将LED晶粒阵列50的金属焊盘52与线路板20的键合焊盘22相互固定连接。
在另一个实施方式中，将裸露的金属焊盘52与键合焊盘22对位键合包括：通过共晶合金键合将LED晶粒阵列的金属焊盘与线路板的键合焊盘对位键合(即，相互对准键合)。在本实施方式中，金属焊盘52的材料包括但不限于Au、Sn、In、Pt、或其合金，键合焊盘的材料包括但不限于Au、Sn、In、Pt、Cu、或其合金。请参阅图5所示，LED晶粒阵列50的金属焊盘52与线路板20的键合焊盘22直接通过共晶合金键合工艺进行固定连接。
在本申请中，在将LED晶粒阵列50转移到基板10之后，进一步通过第一胶层60对转移到基板10的LED晶粒阵列50进行封装，能有效避免LED晶粒在键合过程中发生倾斜。
将LED晶粒阵列50的多个LED晶粒的金属焊盘52设置成分别与线路板20上的多个键合焊盘22相对应，有利于进一步将封装后的LED晶粒阵列50的裸露的金属焊盘52与线路板20的键合焊盘22对位，以便将金属焊盘52与键合焊盘22键合，实现LED晶粒阵列50与线路板20的电连接。
S400：移除基板10，获得LED显示模组。
在一个实施方式中，参阅图4所示，移除所述基板包括：当第二胶层30包括释放胶时，释放该释放胶，以移除基板10。即，在该实施方式中，移除基板10和第二胶层30。
在另一实施方式中，参阅图5所示，移除基板10包括：当第二胶层30包括PI胶时，激光剥离PI胶，以移除基板10。将基板10移除后，获得LED显示模组。即，在该实施方式中，移除基板10和第二胶层30。
本申请提供的LED显示模组的制备方法，通过在将LED晶粒阵列50转移至基板10时，就对LED晶粒阵列50进行封装，封装之后的LED晶粒之间的位置关系被固定，可以有效地防止LED晶粒阵列50转移到线路板20上进行键合时，LED晶粒发生倾斜而导致出光角度不一，进而引起LED显示模组的色偏。
本申请还提供了一种LED显示屏。该LED显示屏包括使用根据上述LED显示模组的制备方法制得的上述LED显示模组。该LED显示模组的结构如图4或图5所示。
综合上述，在本申请提供的LED显示模组的制备方法中，首先，将LED晶粒阵列50转移到设有封装胶(即，第三胶层40)的基板10上；将LED晶粒阵列50转移到基板10上后，进一步设置黑胶(即，第一胶层60)，并通过该黑胶将LED晶粒阵列50固晶封装。最后，将封装后的LED晶粒阵列50转移到线路板10上，从而获得LED显示模组。在本申请提供的LED显示模组的制备方法中，直接在将LED晶粒阵列50转移至基板10时就完成了固晶和封装的工艺。相比传统的LED显示模组的键合、固晶、以及封装工艺节省了流程，改善因为后段封装导致的死灯问题，提升了生产效率。同时，在根据本发明实施方式的LED显示模组的制备方法中，LED晶粒阵列中的每个LED晶粒在与线路板键合之间被固晶并封装，可以避免因晶粒倾斜而导致的色偏问题，提高LED显示模组的良品率。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种LED显示模组的制备方法，包括：
在基板上设置LED晶粒阵列，所述LED晶粒阵列远离所述基板的表面上设有金属焊盘；
封装所述LED晶粒阵列并使得所述LED晶粒阵列的所述金属焊盘裸露；
将封装后的所述LED晶粒阵列的裸露的所述金属焊盘与线路板的键合焊盘对位键合；以及
移除所述基板，获得所述LED显示模组。
2.根据权利要求1所述的LED显示模组的制备方法，其特征在于，所述封装所述LED晶粒阵列并使得所述LED晶粒阵列的所述金属焊盘裸露包括：
在所述LED晶粒阵列之间填充第一胶层并使得所述LED晶粒阵列的所述金属焊盘裸露。
3.根据权利要求2所述的LED显示模组的制备方法，其特征在于，在所述LED晶粒阵列之间填充所述第一胶层并使得所述LED晶粒阵列的所述金属焊盘裸露包括：
沿所述LED晶粒阵列的所述金属焊盘远离所述基板的表面所在的平面贴附所述第一胶层；
将所述第一胶层软化下沉，使得所述第一胶层填充所述LED晶粒阵列的多个LED晶粒之间的缝隙；以及
将位于所述LED晶粒阵列远离所述基板的表面上方的所述第一胶层移除，使得所述LED晶粒阵列上的所述金属焊盘裸露。
4.根据权利要求3所述的LED显示模组的制备方法，其特征在于，所述将所述第一胶层软化下沉包括：
加热所述第一胶层，并同时对所述第一胶层施加压力，使得所述第一胶层软化下沉。
5.根据权利要求1所述的LED显示模组的制备方法，其特征在于，所述将所述LED晶粒阵列的所述金属焊盘与所述线路板的所述键合焊盘对位键合包括：
在所述线路板的所述键合焊盘上进行锡膏印刷，并通过回流焊将所述LED晶粒阵列的所述金属焊盘与所述线路板的所述键合焊盘对位键合；或
通过共晶合金键合将所述LED晶粒阵列的所述金属焊盘与所述线路板的所述键合焊盘对位键合。
6.根据权利要求5所述的LED显示模组的制备方法，其特征在于，当通过共晶合金键合将所述LED晶粒阵列的所述金属焊盘与所述线路板的所述键合焊盘对位键合时，所述金属焊盘包括但不限于Au、Sn、In、Pt、或其合金，所述键合焊盘包括但不限于Au、Sn、In、Pt、Cu、或其合金。
7.根据权利要求1所述的LED显示模组的制备方法，其特征在于，所述在所述基板上设置所述LED晶粒阵列包括：
在所述基板上贴附第二胶层；
在所述第二胶层远离所述基板的表面上贴附第三胶层；以及
在所述第三胶层远离所述基板的表面上设置所述LED晶粒阵列。
8.根据权利要求7所述的LED显示模组的制备方法，其特征在于，所述移除所述基板包括：
当所述第二胶层包括释放胶时，释放所述释放胶，以移除所述基板；或
当所述第二胶层包括PI胶时，激光剥离所述PI胶，以移除所述基板。
9.根据权利要求1所述的LED显示模组的制备方法，其特征在于，所述第三胶层包括第一封装胶，所述第一胶层包括第二封装胶。
10.一种LED显示屏，包括使用根据权利要求1至9中任一项所述的LED显示模组的制备方法制得的所述LED显示模组。
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