CN220774369U - 一种led封装结构及全led显示屏 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种LED封装结构，其包括晶圆块、第一连接模块以及第二连接模块。其中晶圆块上包括N×M个发光二极管，第一连接模块设置于晶圆块的第一表面，包括M条第一连接线，其中每条第一连接线用于实现同一行中的N个发光二极管的P极之间的电连接，第二连接模块设置于第一连接模块的第一表面，包括N条第二连接线，其中每条第二连接线用于实现同一列中的M个发光二极管的N极之间的电连接。将晶圆分割为多个包含多个发光二极管的晶圆块后，再将晶圆块进行整体封装，可以有效地减少划片次数，提高效率。此外，将该LED封装结构用于制造全LED显示屏，可以大大减小全LED显示屏的像素间距，进而使得LED显示屏的分辨率提高，画面显示更为高清。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED显示技术领域，特别涉及一种LED封装结构及全LED显示屏。
背景技术
随着LED显示驱动技术的不断发展，LED显示屏的使用越来越广泛，而用户对于LED显示屏显示效果的要求也越来越高。基于此，高密屏已逐渐成为主流的产品。高密屏是指由多个LED组成且各LED之间的间距较小的显示屏。高密屏可以使得显示画面更为流畅、分辨率更高。
传统的LED显示屏的制作方法，采用如图1中的100结构所示的方法，首先将LED晶圆级进行划片，得到多个晶粒(DIE)，其中每个晶粒中包含一个LED发光二极管管芯，然后将晶粒封装制作成LED灯102，其中若为单色显示，则每个LED灯中仅包含一个晶粒，若为全彩显示屏，则每个LED等中包含三个晶粒，接下来将所述LED灯102安装或者贴焊至PCB基板101的对应位置(一般存在安装框架)，并在所述PCEB基板的背面设置驱动IC。这种方法的LED灯的尺寸较大，因此最终形成的LED显示屏的像素间距通常在0.5mm左右，最小为0.3mm，难以满足高密屏需求。
实用新型内容
针对现有技术中的部分或全部问题，本实用新型第一方面提供一种LED封装结构，包括：
晶圆块，其上包括N×M个发光二极管；
第一连接模块，其设置于所述晶圆块的第一表面，包括M条第一连接线，其中每条第一连接线用于实现同一行中的N个发光二极管的P极之间的电连接；以及
第二连接模块，其设置于所述第一连接模块的第一表面，包括N条第二连接线，其中每条第二连接线用于实现同一列中的M个发光二极管的N极之间的电连接。
进一步地，所述第一连接线及第二连接线的材质为铝或铝铜合金。
进一步地，所述第一连接模块还包括氧化层，所述氧化层上包括第一通孔及第二通孔，所述第一连接线设置于所述氧化层的第一表面，通过所述第一通孔与所述发光二极管的P极电连接，所述第二通孔与所述发光二极管的N极电连接；以及
所述第二连接模块还包括介电层，所述介电层上包括第三通孔，所述第三通孔与所述第二通孔位置相对应，且与所述第二通孔电连接，所述第二连接线设置于所述介电层的第一表面，通过所述第三通孔及第二通孔与所述发光二极管的N极电连接。
进一步地，所述氧化层的材质为二氧化硅；和/或
所述介电层的材质为氮化硅。
基于如前所述的LED封装结构，本实用新型第二方面提供一种全LED显示屏，包括：
基板；以及
LED像素阵列，其设置于所述基板的第一表面，包括至少一个如前所述的LED封装。
进一步地，所述基板的第一表面设置有用于进行LED封装贴焊的焊盘或者焊点阵列。
进一步地，所述全LED显示屏还包括驱动芯片，所述驱动芯片设置于所述基板的与所述基板的第一表面相对的第二表面，且与所述LED像素阵列电连接。
进一步地，所述基板为PCB基板或玻璃基板。
进一步地，所述全LED显示屏包括三个层叠设置的LED像素阵列，其中三个阵列中的LED像素分别为红色、绿色及蓝色。
本实用新型提供的一种LED封装结构、全LED显示屏，不同于传统的从晶圆切割单个发光二极管进行单独封装，而是将晶圆分割为多个大块晶圆块，使得每个晶圆块中包含多个发光二极管，并将所述晶圆块进行整体封装。一方面而言，可以有效地减少划片次数，提高效率，另一方面由于晶圆中各个发光二极管的间距非常小，因此也可以使得最终的全LED显示屏的像素间距例如可低至0.05mm甚至更小，进而使得LED显示屏的分辨率甚至可高于LCD显示屏，画面显示更为高清。同时，相较于LCD、OLED等技术，LED显示屏克制法官，且高低温特性均更优。
附图说明
为进一步阐明本实用新型的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本实用新型的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本实用新型的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
图1示出一种现有技术利用LED灯制作LED显示屏模组结构100的正视图；
图2示出本实用新型一个实施例的一种LED封装结构的结构示意图；
图3示出本实用新型一个实施例的一种LED封装结构的侧视图；
图4示出本实用新型一个实施例的一种LED封装结构的电路连接示意图；
图5示出本实用新型一个实施例的一种LED封装结构的制造方法的流程示意图；以及
图6示出本实用新型一个实施例的一种全LED显示屏的正视图。
具体实施方式
以下的描述中，参考各实施例对本实用新型进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免模糊本实用新型的实用新型点。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本实用新型的实施例的全面理解。然而，本实用新型并不限于这些特定细节。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按正确比例绘制。
在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本实用新型的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。
需要说明的是，本实用新型的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了阐述该具体实施例，而不是限定各步骤的先后顺序。相反，在本实用新型的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。
为了减小全LED显示屏中的像素间距，进而提高其显示分辨率，使得其不低于LCD显示屏的显示清晰度，本实用新型对传统的全LED显示屏的LED封装工艺及结构进行了改进，不再从晶圆切割单个发光二极管进行单独封装，而是将晶圆分割为多个大块晶圆块，使得每个晶圆块中包含多个发光二极管，并将所述晶圆块进行整体封装，一方面有效地减少了划片次数，提高了效率，另一方面大大减小了全LED显示屏的像素间距。
下面结合实施例附图，对本实用新型的技术方案做进一步描述。
图2及图3分别示出本实用新型一个实施例的一种LED封装的结构示意图及侧视图。如图2所示，一种LED封装结构，包括晶圆块201、第一连接模块202以及第二连接模块203。其中所述晶圆块201上包括N×M个发光二极管。图4示出本实用新型一个实施例的一种LED封装结构的电路连接示意图。如图4所示，在所述LED封装中，同一行中的各个发光二极管的P极均连接在一起，以及同一列中的各个发光二极管的N极均连接在一起。基于此，在本实用新型的一个实施例中，分别通过所述第一连接模块202以及第二连接模块203来实现所述发光二极管的P极及N极地连接。具体而言，所述第一连接模块202设置于所述晶圆块201的第一表面，且包括M条第一连接线221，其中每条所述第一连接线221用于实现同一行中的N个发光二极管的P极之间的电连接，以及所述第二连接模块203设置于所述第一连接模块202的第一表面，且包括N条第二连接线231，其中每条所述第二连接线231用于实现同一列中的M个发光二极管的N极之间的电连接。
在本实用新型的一个实施例中，所述第一连接线221及第二连接线231的材质为铝或铝铜合金，因此所述第一连接模块202以及第二连接模块203可以通过双铝工艺来实现。进而在本实用新型的一个实施例中，所述第一连接模块202还包括氧化层222，所述第一连接线221设置于所述氧化层222的第一表面。为了实现电连接，所述氧化层222上还设置有第一通孔223及第二通孔224，其中所述第一通孔223的一端与所述发光二极管的P极电连接，另一端与所述第一连接线221电连接，而所述第二通孔224与所述发光二极管的N极电连接。所述第二连接模块203则包括介电层232，所述第二连接线231设置于所述介电层232的第一表面，为了实现电连接，所述介电层232上相对于所述第二通孔224的位置处设置有第三通孔233，所述第三通孔233的一端与所述第二通孔224电连接，另一端则与所述第二连接线231电连接，进而使得所述第二连接线231可与所述发光二极管的N极电连接。在本实用新型的一个实施例中，所述氧化层的材质例如可为二氧化硅。在本实用新型的一个实施例中，所述介电层的材质例如可为氮化硅。
图5示出本实用新型一个实施例的一种LED封装结构的制造方法的流程示意图。如图5所示，一种制造如前所述的LED封装结构的方法，包括：
首先，在步骤501，切割晶圆。根据本领域的常用工艺形成LED晶圆，所述LED晶圆通常为4寸或6寸大小，在本实用新型的实施例中，将所述LED晶圆切割成多个晶圆块，其中每个晶圆块中包含多个发光二极管，在本实用新型的一个实施例中，所述晶圆块为矩形，其上包括N列×M行个发光二极管。每个晶圆块将作为一个整体进行封装，以得到LED封装模块。在本实用新型的一个实施例中，通过双铝工艺来实现晶圆块的封装，具体而言，所述双铝工艺包括：
首先，在步骤521，形成氧化层。在所述晶圆块的第一表面形成氧化层。在本实用新型的一个实施例中，采用例如化学气相沉积法在所述晶圆块的第一表面沉积二氧化硅，以形成氧化层；
接下来，在步骤522，形成第一、第二通孔。在所述氧化层刻蚀并填充形成第一、第二通孔，其中所述第一通孔与所述发光二极管的P极电连接，第二通孔与所述发光二极管的N极电连接。在本实用新型的一个实施例中，第一、第二通孔的形成例如包括：首先光刻出第一、第二通孔的光刻图形掩膜，然后采用干法刻蚀工艺形成通孔，接下来在所述第一、第二通孔的表面用溅射法形成阻挡层，然后用化学气相淀积法淀积钨填充所述第一、第二通孔；
接下来，在步骤523，形成第一连接线。在所述氧化层的第一表面形成M条第一连接线，其中每条第一连接线与实现同一行中的N个第一通孔电连接。在本实用新型的一个实施例中，所述第一连接线例如可通过溅射法或化学气相沉积法制成；
接下来，在步骤524，形成介电层。在所述第一连接线上形成介电层；
接下来，在步骤525，形成第三通孔。在所述介电层相对于所述第二通孔的位置刻蚀并填充形成第三通孔，其中所述第三通孔与与所述第二通孔电连接，进而与所述发光二极管的N极电连接。在本实用新型的一个实施例中，第三通孔的形成例如包括：首先光刻出第三通孔的光刻图形掩膜，然后采用干法刻蚀工艺形成通孔，接下来在所述第三通孔的表面用溅射法形成阻挡层，然后用化学气相淀积法淀积钨填充所述第三通孔；以及
最后，在步骤526，形成第二连接线。在所述介电层的第一表面形成N条第二连接线，其中每条第二连接线与实现同一列中的M个第三通孔电连接。在本实用新型的一个实施例中，所述第二连接线例如可通过溅射法或化学气相沉积法制成。
至此，完成所述LED封装结构的制造。应当理解的是，在本实用新型的其他实施例中，也可采用其他工艺形成所述第一、第二、第三通孔，以及所述第一、第二连接线。
将所述LED封装结构用于制造全LED显示屏，由于在晶圆中各发光二极管之间间距可以很小，因此可以大大减小全LED显示屏的像素间距，进而使得LED显示屏的分辨率提高，画面显示更为高清。图6示出本实用新型一个实施例的一种全LED显示屏的正视图。如图6所示，一种全LED显示屏，包括基板601以及若干个如前所述的LED封装结构200组成的LED像素阵列。其中所述基板601例如可为PCB基板或玻璃基板。所述基板601的第一表面设置有用于进行LED封装贴焊的焊盘或者焊点阵列。所述LED封装结构通过倒装焊的方式贴焊至所述焊盘或者焊点阵列上。此外，在本实用新型的一个实施例中，所述全LED显示屏还包括驱动芯片，所述驱动芯片设置于所述基板的与所述基板的第一表面相对的第二表面，且与所述LED像素阵列电连接。
由于一个晶圆中的LED通常为同色发光二极管，因此如前所述的LED封装结构中通常只显示一种颜色，因此，仅采用单层的LED像素阵列制成的全LED显示屏为单色显示。如需要实现全彩显示，则需要设置三层LED像素阵列，且每层像素阵列中的LED分别为红色、绿色及蓝色，则通过控制不同颜色LED的亮度即可显示不同的颜色。
在本实用新型的一个实施例中，所述LED封装结构通过倒装焊的方式贴焊至所述焊盘或者焊点阵列上后，还需进行进一步地减薄，进而使得发光二极管的光可以透出。即如前所述的全LED显示屏的制造方法，包括：
首先，根据如前所述的方法制造多个LED封装；
接下来，将所述多个LED封装逐个通过倒装焊的方式设置于基板的第一表面，并进行减薄使得LED透光；以及
最后，在所述基板的第二表面设置驱动芯片，使其与所述LED封装电连接。
本实用新型提供的一种LED封装结构、全LED显示屏及其制造方法，不同于传统的从晶圆切割单个发光二极管进行单独封装，而是将晶圆分割为多个大块晶圆块，使得每个晶圆块中包含多个发光二极管，并将所述晶圆块进行整体封装。一方面而言，可以有效地减少划片次数，提高效率，另一方面由于晶圆中各个发光二极管的间距非常小，因此也可以使得最终的全LED显示屏的像素间距例如可低至0.05mm甚至更小，进而使得LED显示屏的分辨率甚至可高于LCD显示屏，画面显示更为高清。同时，相较于LCD、OLED等技术，LED显示屏克制法官，且高低温特性均更优。
尽管上文描述了本实用新型的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本实用新型的精神和范围。因此，此处所公开的本实用新型的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。
Claims (8)
1.一种LED封装结构，其特征在于，包括：
晶圆块，其包括N×M个发光二极管；
第一连接模块，其设置于所述晶圆块的第一表面，包括M条第一连接线，其中每条第一连接线被配置为实现同一行中的N个发光二极管的P极之间的电连接；以及
第二连接模块，其设置于所述第一连接模块的第一表面，包括N条第二连接线，其中每条第二连接线被配置为实现同一列中的M个发光二极管的N极之间的电连接。
2.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述第一连接线及第二连接线的材质为铝或铝铜合金。
3.如权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述第一连接模块还包括氧化层，所述氧化层上包括第一通孔及第二通孔，所述第一连接线设置于所述氧化层的第一表面，通过所述第一通孔与所述发光二极管的P极电连接，所述第二通孔与所述发光二极管的N极电连接；以及
所述第二连接模块还包括介电层，所述介电层上包括第三通孔，所述第三通孔与所述第二通孔位置相对应，且与所述第二通孔电连接，所述第二连接线设置于所述介电层的第一表面，通过所述第三通孔及第二通孔与所述发光二极管的N极电连接。
4.如权利要求3所述的LED封装结构，其特征在于，所述氧化层的材质为二氧化硅；和/或
所述介电层的材质为氮化硅。
5.一种全LED显示屏，其特征在于，包括：
基板；以及
LED像素阵列，其设置于所述基板的第一表面，且包括至少一个如权利要求1至4任一所述的LED封装结构。
6.如权利要求5所述的全LED显示屏，其特征在于，所述基板的第一表面设置有焊盘或者焊点阵列，所述焊盘或者焊点阵列被配置为进行LED封装贴焊。
7.如权利要求5所述的全LED显示屏，其特征在于，还包括驱动芯片，所述驱动芯片设置于所述基板的与所述基板的第一表面相对的第二表面，且与所述LED像素阵列电连接。
8.如权利要求5所述的全LED显示屏，其特征在于，包括三个层叠设置的LED像素阵列，其中三个LED像素阵列中的LED像素分别为红色、绿色及蓝色。
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