CN113380776A - Led显示模组的制造方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种LED显示模组的制造方法，包括：将多个LED芯片固定于基板的第一表面上，并将每个LED芯片的下表面与基板电连接；在基板的第一表面形成封装胶层，封装胶层覆盖每个LED芯片及暴露的基板的第一表面；采用研磨抛光工艺对封装胶层进行平整化，直至全部所述LED芯片的上表面暴露；在封装胶层和LED芯片的上表面形成半透明哑光膜，其中，封装胶层为黑色胶体，用于防止多个LED芯片之间串光。本申请中采用研磨抛光的方式去除LED芯片表面上方的封装胶层，使LED芯片的上表面全部从封装胶层中露出，并在封装胶层表面形成半透明亚光膜，保证了LED芯片的出光效果，提高了LED显示模组厚度的一致性，降低了多个LED显示模组拼接后不同灯板间产生的类似“马赛克”现象。
Description
技术领域
本发明涉及LED显示屏技术领域，特别涉及一种LED显示模组的制造方法。
背景技术
近期，随着技术的进步，LED(Light-Emitting Diode)显示屏的分辨率越来越高，像素间距越来越小，像素数量越来越多。对于像素间距在0.8mm以下的LED显示屏，因LED芯片间距太近，无法使用正装芯片，只能采用倒装芯片。同时，由于相邻像素的LED芯片间隔较近，在LED芯片点亮时，相邻的LED芯片发出的光线之间会产生相互干涉，串光现象比较明显，使LED显示屏的清晰度变差，降低显示效果。
另外，为了便于拼装成更大尺寸的LED显示屏，LED显示屏所用的LED显示模组尺寸越来越大，由于所用基板本身厚度存在差异，同时注塑模具表面形貌有一定差异，导致批次间LED显示模组表面胶体有差异。在多个LED显示模组拼接成大尺寸LED显示屏后，由于以上原因，LED显示模组表面颜色不一致，出现类似“马赛克”的现象，最终影响显示效果。
目前，LED显示模组的一种封装技术是在将封装胶层填充在LED芯片之间，并使用等离子清洗机或等离子体蚀刻机进行平整化，然后在封装胶层上覆盖一层混光层，以此解决LED芯片间的串光和混光不匀现象。用等离子清洗机或等离子体蚀刻机进行平整化只能去除胶体，若多个LED芯片在固晶时存在一定高度或角度差异，LED芯片表面出光会存在一定差异，最终导致显示效果有差异。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种LED显示模组的制造方法，以解决LED芯片间或像素间串光现象。
根据本发明的一方面，提供一种LED显示模组的制造方法，包括：将多个LED芯片固定于基板的第一表面上，并将每个所述LED芯片的下表面与所述基板电连接；在所述基板的第一表面形成封装胶层，所述封装胶层覆盖每个所述LED芯片及暴露的所述基板的第一表面；采用研磨抛光工艺对所述封装胶层进行平整化，直至全部所述LED芯片的上表面暴露；在所述封装胶层和所述LED芯片的上表面形成半透明哑光膜，其中，所述封装胶层为黑色胶体，用于防止多个LED芯片之间串光。
可选地，经过研磨抛光工艺后所述封装胶层的上表面与所述LED芯片的上表面齐平。
可选地，部分所述LED芯片的上表面的蓝宝石层被研磨掉一部分。
可选地，在所述基板的第一表面形成封装胶层的步骤包括：将固定有多个LED芯片的基板固定在注塑设备的治具上；在治具中注入含有碳粉的胶水覆盖每个所述LED芯片，以及加热固化形成黑色胶体；将所述基板及所述基板上的黑色胶体与所述治具分离后，对所述黑色胶体进行固化处理形成封装胶层。
可选地，所述胶水为透明胶水或含有二氧化硅扩散粉的白色胶水。
可选地，所述胶水的材料包括环氧树脂、硅树脂、硅胶中的至少一种。
可选地，所述封装胶层的透光率小于20％。
可选地，采用研磨抛光工艺对所述封装胶层进行平整化和在所述封装胶层和所述LED芯片的上表面形成半透明哑光膜的步骤之间，还包括：切割去掉所述基板多余的工艺边和所述封装胶层多余的胶体。
可选地，在所述封装胶层和所述LED芯片的上表面形成半透明哑光膜的步骤包括：在所述半透明哑光膜的表面涂覆透明粘合剂；将涂覆有所述粘合剂的半透明哑光膜置于平面化处理后的封装胶层的表面上，其中，半透明哑光膜涂覆所述粘合剂的表面朝向所述封装胶层。
可选地，在所述封装胶层和所述LED芯片的上表面形成半透明哑光膜的步骤包括：在所述封装胶层和所述LED芯片的上表面涂覆透明粘合剂；将所述半透明哑光膜置于涂覆透明粘合剂后的封装胶层的表面上。
可选地，所述半透明哑光膜的厚度为0.05mm～0.3mm。
可选地，所述半透明哑光膜的透光率为50％～80％。
可选地，还包括：将控制芯片固定于所述基板的第二表面或者所述基板的第一表面，所述控制芯片通过所述基板与每个所述LED芯片电连接，其中，所述基板的第二表面与第一表面相对。
可选地，所述基板为PCB板或者玻璃板。
可选地，所述LED芯片为倒装LED芯片，LED芯片的颜色包括红色、绿色、蓝色中的一种、两种或者三种组合。
本发明提供的LED显示模组的制造方法，采用透光率低(透光率小于20％)的封装胶层填充各个LED芯片之间的空隙，不仅能够保护LED芯片，而且能够有效防止LED芯片间的串光现象，提高了LED显示模组和LED显示屏的对比度和显示效果。
进一步地，采用研磨抛光的方式去除LED芯片表面上方的封装胶层，使LED芯片的上表面全部从封装胶层中露出，封装胶层的上表面与LED芯片的上表面齐平，保证了LED芯片的出光效果。此外，采用研磨抛光的方式还具有操作简单，效率高的优点。
进一步地，在LED显示模组的LED芯片和封装胶层表面上形成半透明哑光膜，可以防止反光，并且耐磨性高，防止刮花，以及进一步提高产品表面的一致性，同时提高了LED显示模组厚度的一致性，降低了多个LED显示模组拼接后不同LED显示模组间产生的类似“马赛克”的现象。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出了根据现有技术的LED显示模组的结构图；
图2a至图2f示出了根据本发明实施例的LED显示模组的制造方法的各阶段截面图；
图3示出了本发明实施例的LED显示模组的拼接图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的半导体结构。
应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一区域“下面”或“下方”。
如果为了描述直接位于另一层、另一区域上面的情形，本文将采用“直接在……上面”或“在……上面并与之邻接”的表述方式。
图1示出了根据现有技术的LED显示模组的结构图。
参考图1，在现有技术的LED显示模组100中，基板110的第一表面形成有阵列分布的多个LED芯片130，LED芯片130例如通过焊盘131与基板110固定连接；基板110的第二表面形成有至少一个控制芯片120，用于控制LED芯片130；在暴露的基板110的表面和LED芯片130的表面上形成有封装胶层140，用于保护LED芯片130。但在该实施例中，由于封装胶层140不能阻挡LED芯片130发出的光线，因此，相邻LED芯片130发出的光线之间会相互干扰，产生串光现象，导致LED显示模组100的显示效果下降。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图2a至图2f示出了根据本发明实施例的LED显示模组的制造方法的各阶段截面图。
图2f为本发明实施例制造的LED显示模组的结构图，参考图2f，本申请提供的LED显示模组200包括：基板210、多个LED芯片230、封装胶层240、半透明哑光膜250以及控制芯片220。
其中，基板210具有相对的第一表面和第二表面，基板210为PCB板或者玻璃板。
多个LED芯片230均匀阵列设置在基板210的第一表面上，并与基板210电连接。LED芯片230为倒装LED芯片。LED芯片230的颜色包括红色、绿色、蓝色中的一种、两种或者三种组合，以实际产品的功能需求设计，在此不作限定。故本发明提供的LED显示模组200可以覆盖多种LED显示屏(单色、双色、全彩屏)用的LED显示模组设计。
倒装LED芯片通过导电胶层与基板210电性连接。具体地，在基板210上设置导电胶层，在导电胶层上设置倒装LED芯片。倒装LED芯片的电极设置在出光面的背面，即倒装LED芯片的电极朝向基板210设置，因此，通过在基板210上设置导电胶层，将倒装LED芯片设置在导电胶层上，即可使倒装LED芯片上的电极与基板210电性连接。进一步的，该导电胶例如为但不限于银胶或锡膏中的一种。
在本实施例的另一种实施方式中，倒装LED芯片通过共晶焊接工艺与基板210电性连接。共晶焊接工艺不需要采用其它导电结构，只需要将倒装LED芯片的电极与基板210的电极直接焊接在一起即可，减少了物料的使用，节约了成本。
封装胶层240位于基板210的第一表面上，并填充相邻LED芯片230之间的空隙，将LED芯片230相互隔离，且封装胶层240的上表面与LED芯片230的上表面齐平。封装胶层240用于防止相邻LED芯片230之间发生串光现象。
在LED芯片230与封装胶层240的表面上，还形成有半透明哑光膜250，用于保护LED芯片230和封装胶层240，同时为LED芯片230提供散光作用，以及保证最终LED显示模组200的表面平整一致。
进一步，在基板210的第二表面，还设置有至少一个控制芯片220，控制芯片220通过基板210与每个LED芯片230电连接，用于为LED芯片230提供驱动电流。在其他实施例中，控制芯片220还可以设置在基板210的第一表面。
在该实施例中，为了提高封装胶层240的厚度一致性，增强防止串光的效果，在填充封装胶层240之后，使用研磨抛光的工艺技术对封装胶层240进行平整化，使得所有LED芯片230的上表面暴露。在研磨抛光过程中，若存在LED芯片230的上表面高度不一致，那么在研磨抛光完成后，表面高度较高的LED芯片230的蓝宝石层会被磨掉部分，使得表面高度最低的LED芯片230的上表面也能够暴露，这样，就进一步提高了LED显示模组200的厚度一致性以及LED芯片230表面出光的一致性。
进一步地，在封装胶层240和LED芯片230的表面贴半透明哑光膜250，使得后续LED显示模组200拼接成LED显示屏后，LED显示屏的LED显示模组间墨色更均匀一致，单个LED显示模组不同区域颜色与亮度更均匀，解决了拼接后类似“马赛克”的现象，同时侧面观察时混光更均匀。
在该实施例中，封装胶层240可以是由掺有碳粉的胶水固化形成，胶水例如为透明胶水或掺有二氧化硅扩散粉的白色胶水，其中，胶水的材料包括环氧树脂、硅树脂、硅胶中的至少一种。掺有碳粉的胶水固化后形成的黑色胶体的透光率小于20％，可以用于防止LED芯片230间的串光。
在该实施例中，半透明哑光膜250例如为复合膜，包括上复合膜，基材膜以及下复合膜。半透明哑光膜250与封装胶层240之间通过透明粘合剂粘合在一起。半透明哑光膜250远离封装胶层240的一面为哑光面或者磨砂面。半透明哑光膜250的表面为哑光面或者磨砂面，可以防止反光，并且耐磨性高，防止刮花。半透明哑光膜250的厚度为0.05～0.3mm，且半透明哑光膜250的透光率为50％～80％。
进一步参考图2a至图2f，本发明实施例的LED显示模组200的制造方法具体包括以下步骤。
在基板210的第一表面呈阵列式固定多个LED芯片230，如图2a所示。
在该步骤中，将多个LED芯片230规则排列在基板210的第一表面上；然后通过激光焊接或回流焊方式焊接LED芯片230，使每个LED芯片230的下表面固定于基板210上，并实现电连接，其中，在LED芯片230与基板210之间，还存在固晶焊盘231。
在该实施例中，LED芯片230为倒装芯片，且多个LED芯片230呈阵列式固定于基板210的第一表面上。
进一步地，在基板210的第二表面上固定控制芯片220，如图2b所示。
在该步骤中，通过焊接工艺将控制芯片220焊接在基板210的第二表面上。其中，在基板210的第二表面上焊接至少一个控制芯片220，且控制芯片220位于基板210第二表面的功能区，防止后续切割步骤中损坏控制芯片220。
其中，控制芯片220通过基板210与每个LED芯片230电连接，其中，在将基板210放置在治具上的时候，治具上具有容纳控制芯片220的凹槽，从而防止压坏控制芯片220。
进一步地，在基板210的第一表面上形成封装胶层240，如图2c所示。
具体地，将固定有多个LED芯片230的基板210固定在注塑设备的治具上，LED芯片230朝上，注塑设备膜腔闭合抽真空；在治具中注入碳粉和胶水的混合物覆盖每个LED芯片230，以及加热固化形成黑色胶体，加热固化温度为100℃～180℃，固化时间为1～8min；将基板210及基板210上的黑色胶体与治具分离后，放入烘箱内烘烤对黑色胶体进行长时间固化处理形成封装胶层230，固化处理的温度为100℃～180℃，固化时间为60～240min。
在本实施例中，胶水例如为透明胶水或掺有二氧化硅扩散粉的白色胶水，其中，胶水的材质可以是但不限于环氧树脂、硅胶、硅树脂中的一种或多种组合。
在该实施例中，封装胶层240的表面高于任一LED芯片230的表面，将所有LED芯片230及暴露的基板210的第一表面覆盖，且封装胶层240的透光率小于20％。
进一步地，对封装胶层240进行研磨抛光，如图2d所示。
在该步骤中，采用精细研磨抛光装置对封装胶层240进行研磨抛光，降低封装胶层240的厚度，直至所有LED芯片230的上表面都暴露。
由于在固定LED芯片230的过程中，存在某些LED芯片230的表面高度较高的情况，即多个LED芯片230的上表面不是位于同一水平面，那么在研磨抛光过程中，表面高度较高的LED芯片230的上表面最先暴露，但表面高度较低的LED芯片230的上表面仍被封装胶层240覆盖，继续进行研磨抛光过程，直至表面高度最低的LED芯片230的上表面也暴露，在这个过程中，表面高度较高的LED芯片230的蓝宝石层被研磨掉一部分，使得最终封装胶层240的上表面与LED芯片230的上表面齐平。此时，剩余的封装胶层240位于相邻LED芯片230之间，阻碍相邻LED芯片230之间的串光，但不影响LED芯片230上表面的出光，从而提升了LED显示模组200的对比度和显示效果，同时提升了产品厚度的一致性。同时，采用研磨抛光的工艺，具有操作简单，效率高的优点。
进一步地，对基板210边缘进行切除工艺边处理，如图2e所示。
在该步骤中，采用切割机对基板210边缘部分的工艺边进行切除。其中，切除的部分为基板210多余的工艺边和封装胶体240多余的胶体，从而获得形状规则，上表面平整的半导体结构，便于后续的拼接步骤。
进一步地，在封装胶层240和LED芯片230的表面上形成半透明哑光膜250，形成LED显示模组200，如图2f所示。
在本实施例中，形成半透明哑光膜250的步骤包括：在平面化处理后的封装胶层240的表面涂覆透明粘合剂；将半透明哑光膜250置于粘合剂上；以及固化粘合剂。
在另一个优选地实施例中，形成半透明哑光膜250的步骤包括：在半透明哑光膜250的表面涂覆透明粘合剂；将涂覆有粘合剂的半透明哑光膜250置于平面化处理后的封装胶层240的表面上，其中，半透明哑光膜250涂覆粘合剂的表面朝向封装胶层240；以及固化粘合剂。
其中，固化粘合剂的方法包括：加热固化、UV固化以及室温固化。透明粘合剂包括OCA(Optically Clear Adhesive)光学胶。固化时间为1～5min。此外，粘合剂也可以采用无需固化的胶，从而降低工艺复杂性。
进一步地，在半透明哑光膜250与封装胶层240粘合之前，对半透明哑光膜250的表面进行哑光处理或者磨砂处理，可以防止反光，并且耐磨性高，防止刮花。
在该实施例中，半透明哑光膜250与封装胶层240之间通过透明粘合剂粘合在一起。半透明哑光膜250远离封装胶层240的一面为哑光面或者磨砂面。半透明哑光膜250的厚度为0.05～0.3mm，且半透明哑光膜250的透光率为50％～80％。
进一步地，半透明哑光膜250降低了LED显示模组200拼接后不同模组间产生的类似“马赛克”的现象。
进一步地，还包括：将多个LED显示模组200进行拼接，组装成LED显示屏，如图3所示。
在该步骤中，由于LED显示模组200的厚度一致性高，因此，也提高了拼接后形成的LED显示屏的厚度一致性，进而降低了不同LED显示模组间产生的类似“马赛克”的现象。
本发明提供的LED显示模组的制造方法，采用透光率低(透光率小于20％)的封装胶层填充各个LED芯片之间的空隙，不仅能够保护LED芯片，而且能够有效防止LED芯片间的串光现象，提高了LED显示模组和LED显示屏的对比度和显示效果。
进一步地，采用研磨抛光的方式去除LED芯片表面上方的封装胶层，使LED芯片的上表面全部从封装胶层中露出，封装胶层的上表面与LED芯片的上表面齐平，保证了LED芯片的出光效果，同时提高了LED显示模组厚度的一致性。此外，采用研磨抛光的方式还具有操作简单，效率高的优点。
进一步地，在LED显示模组的LED芯片和封装胶层表面上形成半透明哑光膜，可以防止反光，并且耐磨性高，防止刮花，以及进一步提高产品表面的一致性，同时提高了LED显示模组厚度的一致性，降低了多个LED显示模组拼接后不同LED显示模组间产生的类似“马赛克”的现象。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (15)
1.一种LED显示模组的制造方法，其特征在于，包括：
将多个LED芯片固定于基板的第一表面上，并将每个所述LED芯片的下表面与所述基板电连接；
在所述基板的第一表面形成封装胶层，所述封装胶层覆盖每个所述LED芯片及暴露的所述基板的第一表面；
采用研磨抛光工艺对所述封装胶层进行平整化，直至全部所述LED芯片的上表面暴露；
在所述封装胶层和所述LED芯片的上表面形成半透明哑光膜，
其中，所述封装胶层为黑色胶体，用于防止多个LED芯片之间串光。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，经过研磨抛光工艺后所述封装胶层的上表面与所述LED芯片的上表面齐平。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，部分所述LED芯片的上表面的蓝宝石层被研磨掉一部分。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述基板的第一表面形成封装胶层的步骤包括：
将固定有多个LED芯片的基板固定在注塑设备的治具上；
在治具中注入含有碳粉的胶水覆盖每个所述LED芯片，以及加热固化形成黑色胶体；
将所述基板及所述基板上的黑色胶体与所述治具分离后，对所述黑色胶体进行固化处理形成封装胶层。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述胶水为透明胶水或含有二氧化硅扩散粉的白色胶水。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述胶水的材料包括环氧树脂、硅树脂、硅胶中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述封装胶层的透光率小于20％。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，采用研磨抛光工艺对所述封装胶层进行平整化和在所述封装胶层和所述LED芯片的上表面形成半透明哑光膜的步骤之间，还包括：
切割去掉所述基板多余的工艺边和所述封装胶层多余的胶体。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述封装胶层和所述LED芯片的上表面形成半透明哑光膜的步骤包括：
在所述半透明哑光膜的表面涂覆透明粘合剂；
将涂覆有所述粘合剂的半透明哑光膜置于平面化处理后的封装胶层的表面上，其中，半透明哑光膜涂覆所述粘合剂的表面朝向所述封装胶层。
10.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述封装胶层和所述LED芯片的上表面形成半透明哑光膜的步骤包括：
在所述封装胶层和所述LED芯片的上表面涂覆透明粘合剂；
将所述半透明哑光膜置于涂覆透明粘合剂后的封装胶层的表面上。
11.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述半透明哑光膜的厚度为0.05mm～0.3mm。
12.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述半透明哑光膜的透光率为50％～80％。
13.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，还包括：
将控制芯片固定于所述基板的第二表面或者所述基板的第一表面，所述控制芯片通过所述基板与每个所述LED芯片电连接，
其中，所述基板的第二表面与第一表面相对。
14.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述基板为PCB板或者玻璃板。
15.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述LED芯片为倒装LED芯片，LED芯片的颜色包括红色、绿色、蓝色中的一种、两种或者三种组合。
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