CN203787424U - 一种led显示屏 - Google Patents

Abstract

一种LED显示屏，包括基板、形成于所述基板上的驱动基板及封装于所述基板上的像素模块，所述像素模块由倒装工艺封装的LED倒装芯片组成，所述LED倒装芯片设于所述驱动基板上，所述驱动基板上LED倒装芯片之间形成有隔离道，在LED倒装芯片及隔离道外露表面覆盖有透明封装本体，所述隔离道填充于封装本体与驱动基板内的LED倒装芯片间的间隙内。本实用新型无须将LED倒装芯片进行单独封装后再集成封装成为像素模块，通过在LED倒装芯片间设置隔离道，使每个像素之间的间隙可以得到有效的控制，从而提高了LED显示屏的清晰度。

Description

一种LED显示屏

技术领域

本实用新型属于半导体技术领域，尤其涉及一种采用倒装芯片作为像素模块的LED显示屏。

背景技术

发光二极管（Light Emitting Diode，简称LED）是一种半导体固体发光器件，其利用半导体PN结作为发光材料，可以将电转换为光。当半导体PN结的两端加上正向电压后，注入PN结中的电子和空穴发生复合，将过剩的能量以光子的形式释放出来。LED具有寿命长，功耗低的优点，随着技术的日渐成熟，LED的运用领域也越来越多元化，其中，LED显示屏领域的制造工艺也在越来越成熟，从最初的由LED珠粒列阵组成单基色显示屏到由LED芯片粒矩阵块组成的多彩及全彩的显示屏，LED显示屏已经广泛用于多媒体广告和公共告示显示。

现有LED显示屏的像素模块是由很多个像素点单元集成封装而成，像素点单元之间不可避免的有较大的间隙，对显示屏的像素密度和清晰度造成极大的影响，阻碍LED显示屏向高清显示领域的发展。

直接采用LED面板作为显示屏，缩小LED像素间距是一项重要任务，通常使用的表贴式封装LED无法满足这方面的需要。目前常见的LED平板显示单元中的显示像素由封装好的LED单元组成。由于所述LED单元包括数颗LED芯片、引线框、散热基片和透明封胶，限制了像素的间距和大小，因此很难实现高分辨率显示。

为了解决以上问题，专利公开号为CN103219286A的中国实用新型专利申请中公开了一种LED显示屏及其制作方法，该显示屏的像素模块为单个LED芯片，像素模块封装在基板上，LED芯片包括衬底、管芯、设置于管芯上并与管芯对应区域接触的电极，像素单元由管芯上的隔离沟道隔离；电极包括第一电极群和第二电极群，第一电极群和第二电极群上分别生成有第一电极层和第二电极层，第一电极层和第二电极层由第二绝缘层隔开，第二电极层中形成由按像素单元形成的第二隔离沟道，第二电极层表面形成有薄膜晶体管层，薄膜晶体管层与基板贴装。该专利LED显示屏的像素模块由通过管芯上形成的隔离沟道隔离的单个LED芯片构成，在避免像素点间相互影响的同时，使每个像素间的间隙可以得到有效控制，从而提高LED显示屏的清晰度。但是该LED显示屏的隔离沟道是形成于管芯的衬底上，通过管芯衬底上的隔离沟道将像素单元隔开，衬底并没有进行隔离，由于衬底材料价格较高，从生产成本的角度看，在衬底上形成隔离沟道对像素单元进行隔离在一定程度上造成了材料的浪费，无法有效降低生产成本。

实用新型内容

针对以上不足，本实用新型的目的在于提供一种采用倒装技术(Flip-chip)的LED显示屏，在实现极小间距和高分辨率的同时，简化生产工艺，降低生产成本。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

LED显示屏，包括基板、与所述基板形成电连接的驱动基板及封装于所述基板上的像素模块，所述像素模块由LED倒装芯片构成，所述LED倒装芯片设于所述基板上，所述基板上相邻LED倒装芯片之间形成有隔离道，在隔离道顶部设置有透明封装本体，封装本体与隔离道形成容纳所述LED倒装芯片的空间。

本实用新型具体的技术方案为：所述隔离道为硅胶隔离道或环氧树脂隔离道或硅胶改性材料隔离道或环氧树脂改性材料隔离道。

本实用新型具体的技术方案为：所述隔离道为黑色隔离道。

本实用新型具体的技术方案为：所述封装本体为透明玻璃本体或透明陶瓷本体或透明硅胶本体或环氧树脂本体或透明塑胶本体。

本实用新型具体的技术方案为：所述LED倒装芯片间的间距为5-200μm。

本实用新型具体的技术方案为：所述封装本体覆盖于所述像素模块以及隔离道外露表面；或者所述LED倒装芯片与所述隔离道及所述封装本体之间具有间隙。

本实用新型具体的技术方案为：所述隔离道分为两部分：靠近所述基板一端的反射部以及远离所述基板一端的隔离道。

本实用新型具体的技术方案为：所述反射部的表面高于所述LED倒装芯片的衬底。

由以上技术方案可知，本实用新型将多个LED倒装芯片焊接固定在基板上，每个LED倒装芯片由隔离道分隔开，在LED倒装芯片和隔离道外露表面覆盖封装本体，每个像素之间的间隙可以得到有效的控制，缩小LED倒装芯片之间的间距，从而提高了LED显示屏的清晰度；并且每个像素点由隔离道分隔开，可以避免像素点之间工作时相互影响，进一步提高了LED显示屏的清晰度。与现有技术相比，由于本实用新型的LED倒装芯片每个均为单独的部件由隔离道进行隔离，LED倒装芯片的其它元件单独形成于各自的衬底上，相比采用整体的衬底可以有效降低生产成本，利于控制良品率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例1显示屏的剖视图；

图2为本实用新型实施例1的LED倒装芯片的结构示意图；

图3至图9分别为本实用新型LED显示屏制作方法各步骤的示意图；

图10为本实用新型实施例1的应用组成结构示意图；

图11为本实用新型实施例2显示屏的结构示意图；

图12为本实用新型实施例2显示屏的剖视图；

图13为本实用新型实施例2的应用组成结构示意图；

图14为本实用新型实施例3显示屏的剖视图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实用新型的LED显示屏包括基板1，基板1上封装多个像素模块，所述像素模块由独立的采用倒装工艺封装的LED倒装芯片3构成，LED倒装芯片3之间由隔离道4进行隔离，在像素模块以及隔离道外露表面覆盖有透明的封装本体5，封装本体5为透明玻璃或透明陶瓷等透明无机材料，或者是透明硅胶、环氧树脂、透明塑胶等透明有机材料。在基板1与像素模块之间设置有用于形成电气连接的驱动基板2，驱动基板2与基板1电连接。

同时参照图2，本实用新型的LED倒装芯片3包括衬底30、依次形成于衬底30上的N型半导体层31、多量子阱层32、P型半导体层33、电流扩散层34，以及与P型半导体层33形成电连接的P电极35和与N型半导体层31形成电连接的N电极36。

本实施例的驱动基板2为薄膜晶体管，基板1上方形成有P电极层6，本实施例以P电极层为第一电极层为例进行说明，相应的，N电极层为第二电极层，P电极为第一电极，N电极为第二电极；P电极层6上形成有N电极层7，在P电极层6和N电极层7之间形成有绝缘层8，绝缘层8将P电极层6和N电极层7隔离开。在P电极层6上形成对应P电极35的P电极焊接点6a（第一电极焊接点），在N电极层7上形成对应N电极36的N电极焊接点7a（第二电极焊接点），P电极35与P电极焊接点6a通过焊球连接，N电极36与N电极焊接点7a通过焊球连接，从而形成电连接。

驱动基板2根据外部信号来改变P电极的电位，控制每个像素单元的导通与否，达到驱动LED显示屏显示对应信息的目的。本实用新型形成薄膜晶体管的方法是本领域技术人员公知常识，本实用新型对生成薄膜晶体管的方法并无改进，在此不再赘述。

本实用新型的形成于LED倒装芯片间纵横交错的隔离道4的材质优选为硅胶、环氧树脂、硅胶的改性材料或者环氧树脂的改性材料，具体可以选择ABS胶或者PC胶，且以黑色为优选颜色。采用隔离道将每个像素点单元分隔开来，像素点单元之间的工作时是互不影响的，能进一步提高显示屏的清晰度。

本实施例的LED倒装芯片之间的间距为5μm，本实用新型的像素模块可以只包括单色LED倒装芯片，也可以是包括基于红光和绿光芯片的双色LED倒装芯片，也可以是基于红光、绿光和蓝光芯片的三色LED倒装芯片或在基于红光、绿光和蓝光芯片的三色LED倒装芯片外加上琥珀色或紫色的LED倒装芯片，或者其它补充色域或饱满度的其它芯片。

参照图3至图9，本实用新型LED显示屏制作方法步骤如下：

步骤一，如图3所示，提供基板1，并在所述基板1上方形成与所述基板电连接的驱动基板2；

步骤二，如图4所示，在基板1上方形成P电极层6，在P电极层6上形成绝缘孔槽60；

步骤三、如图5所示，在P电极层6上和绝缘孔槽内形成绝缘层8，并暴露出部分P电极层6；

步骤四、如图6所示，在绝缘层8上形成N电极层7；

步骤五、如图7所示，在P电极层6和N电极层7上分别形成P电极焊接点6a和N电极焊接点7a；

步骤六、如图8所示，将LED倒装芯片3采用倒装工艺封装于基板1上，LED倒装芯片3的P电极35与P电极焊接点6a通过焊球连接，从而与P电极层6电连接，N电极36与N电极焊接点7a通过焊球连接，从而与N电极层7电连接，LED倒装芯片3之间形成若干条纵横交错的隔离槽4a；

步骤七、如图9所示，在隔离槽内形成实体的隔离道4，隔离道4划分出像素点单元；

步骤八、参照图1，在LED倒装芯片3（像素模块）及隔离道4外露表面覆盖透明封装本体5，完成封装。

参照图10，本实用新型显示屏的应用组成结构主要包括有：基板1以及与基板1电连接的导线11，基板1上焊接的LED倒装芯片3（像素模块）、包围基板1的带有散热翅片的壳体10、LED倒装芯片3之间形成若干条纵横交错的隔离道4以及填充在基板1上方的透明封装胶体5，透明封装本体5完全覆盖LED倒装芯片3以及隔离道4外露表面。

实施例2

如图11和图12所示，LED显示屏包括基板1，以及封装在基板1上的像素模块和驱动基板2，驱动基板2可直接设置于基板1上方，或独立于基板1通过电气连接线与基板形成电连接。与实施例1不同的地方在于：本实施例的像素模块由三色LED倒装芯片3’构成，三色LED倒装芯片3’可以是基于红光、绿光和蓝光芯片的三色LED倒装芯片，或者是由多个蓝色LED倒装芯片，同时在蓝色LED倒装芯片的衬底上通过晶圆级封装工艺或电泳工艺等方式涂覆相应颜色荧光粉形成发射蓝光，红光，绿光。LED倒装芯片3’倒装焊接固定于基板1上、与驱动基板2形成电连接，LED倒装芯片3’之间由若干条纵横交错的隔离道4彼此相互隔离，封装本体5覆盖设置于隔离道4顶部，封装本体5与隔离道4形成容纳LED倒装芯片的空间。本实施例的LED倒装芯片3’间的间距为100μm，LED倒装芯片3’与隔离道4及封装本体5之间具有间隙。

如图13所示，为本实施例显示屏的应用组成结构，其包括基板1以及与基板1电连接的导线11，基板1上焊接有像素模块，基板1外包围带有散热翅片的壳体10，像素模块的LED倒装芯片3’之间形成若干条纵横交错的隔离道4，隔离道4上方设置透明封装本体5，隔离道4将每个LED倒装芯片3’分隔开，通过透明硅胶12将封装本体5、壳体10及基板1与外部大气连接间隙密封。

实施例3

参照图14，本实施例与实施例2不同的地方在于：本实施例的相邻LED倒装芯片3’间的间距为200μm，本实施例的隔离道4分为两部分：靠近基板1一端的反射部9以及远离基板1一端的隔离道4，优选的，反射部9远离基板1的端部的表面（上表面）高于LED倒装芯片3’的衬底30，反射部9在LED倒装芯片3’周围形成反射腔室，可将LED倒装芯片3’侧面的发光经过反射腔室反射后，通过LED倒装芯片3’的衬底30向外反射，从而有利于提高LED显示屏的发光效率。

本实用新型无须将LED芯片进行单独封装后再集成封装成为像素模块，而是在基板上直接设置倒装芯片，有效缩小了像素模块间的间距，提到了LED显示屏的清晰度，同时采用隔离道将LED倒装芯片分隔开，通过在LED倒装芯片间设置隔离道，避免像素点之间工作时互相影响，从而提高了LED显示屏的清晰度。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，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范围。

Claims (8)

1.LED显示屏，包括基板、与所述基板形成电连接的驱动基板及封装于所述基板上的像素模块，驱动基板与像素模块电连接，其特征在于：

所述像素模块由LED倒装芯片构成，所述LED倒装芯片设于所述基板上，所述基板上相邻LED倒装芯片之间形成有隔离道，在隔离道顶部设置有透明封装本体，封装本体与隔离道形成容纳所述LED倒装芯片的空间。

2.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于：所述隔离道为硅胶隔离道或环氧树脂隔离道或硅胶改性材料隔离道或环氧树脂改性材料隔离道。

3.如权利要求2所述的LED显示屏，其特征在于：所述隔离道为黑色隔离道。

4.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于：所述封装本体为透明玻璃本体或透明陶瓷本体或透明硅胶本体或环氧树脂本体或透明塑胶本体。

5.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于：所述LED倒装芯片间的间距为5-200μm。

6.如权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于：所述封装本体覆盖于所述像素模块以及隔离道外露表面；或者所述LED倒装芯片与所述隔离道及所述封装本体之间具有间隙。

7.如权利要求1或6所述的LED显示屏，其特征在于：所述隔离道分为两部分：靠近所述基板一端的反射部以及远离所述基板一端的隔离道。

8.如权利要求7所述的LED显示屏，其特征在于：所述反射部的表面高于所述LED倒装芯片的衬底。