一種超高密度led顯示器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超高密度LED顯示器件。
【背景技術(shù)】
[0002]LED顯示器件，主要是由LED點(diǎn)陣組成，通過(guò)控制各色LED，如紅色、藍(lán)色、白色、綠色LED等的亮、滅來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。由于LED工作電壓低(僅1.5?3.6V)，能主動(dòng)發(fā)光且有一定亮度，亮度又能通過(guò)電壓(或電流)調(diào)節(jié)，本身耐沖擊、抗振動(dòng)，壽命長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí)，所以在大型的顯示設(shè)備中，尚無(wú)其他的顯示方式能與LED顯示方式匹敵。
[0003]然而，現(xiàn)有LED技術(shù)顯示屏存在有如下缺陷:
[0004]1.LED顯示屏的點(diǎn)光源元件采用貼片式或直插式LED器件組裝在基板上，單個(gè)點(diǎn)光源體積較大，像素點(diǎn)間距較大，要實(shí)現(xiàn)Imm以下的像素節(jié)距，對(duì)SMD器件封裝的要求較高，封裝成本大幅提高，不利于LED顯示屏在數(shù)字及微型顯示領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
[0005]2.各像素點(diǎn)采用不同半導(dǎo)體材料的LED芯片，其光衰和電壓漂移特性不一致，從而在使用過(guò)程中發(fā)生顏色漂移，影響屏幕圖像的顯示效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)與不足，提供一種具有高集成度、高分辨率、光色一致性更好的超高密度LED顯示器件。
[0007]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種超高密度LED顯示器件，包括復(fù)數(shù)個(gè)LED發(fā)光芯片，芯片上設(shè)有通過(guò)自身發(fā)光固化的方式涂敷的光轉(zhuǎn)換材料。
[0008]進(jìn)一步，芯片與芯片之間通過(guò)模塑料進(jìn)行光隔離。
[0009]優(yōu)選的，所述模塑料材料為熱塑性聚鄰苯二甲酰胺，熱固性環(huán)氧樹脂等高反射率材料。
[0010]其中，在不同LED芯片上可設(shè)有多于I種顏色的通過(guò)自身發(fā)光固化的方式涂敷的光轉(zhuǎn)換材料，所述LED芯片單元為結(jié)構(gòu)和發(fā)光波段相同的同種LED芯片單元。
[0011]進(jìn)一步，所述光轉(zhuǎn)換材料為熒光粉與環(huán)氧樹脂膠或硅膠混合物；
[0012]或者，所述光轉(zhuǎn)換材料為量子點(diǎn)熒光材料與環(huán)氧樹脂膠或硅膠混合物；
[0013]上述一種超高密度LED顯示器件的制造方法，包括如下步驟:
[0014](I)準(zhǔn)備一基板，將芯片陣列設(shè)置到基板上，并且在芯片周邊設(shè)置不透光材料以實(shí)現(xiàn)芯片與芯片之間的光隔離；在芯片設(shè)置到基板之前或之后，于基板上設(shè)置通孔及金屬布線層；
[0015](2)將熒光粉通過(guò)芯片自身發(fā)光固化的方式設(shè)置在該LED芯片陣列上。
[0016]進(jìn)一步，上述步驟I)與步驟2)之間還可以包含如下步驟:將驅(qū)動(dòng)控制電路的芯片及器件設(shè)置在模塑料或基板下表面，使之與LED實(shí)現(xiàn)電連接；
[0017]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0018]采用扇出式晶片級(jí)封裝(Fan-Out Wafer-Level Package，F(xiàn)0WLP)可以縮小芯片間距和封裝面積，提高顯示器件的分辨率。
[0019]采用結(jié)構(gòu)與發(fā)光波段相同的芯片可以使得光衰減一致，提高顯示屏的色彩一致性。
[0020]熒光粉采用芯片自身發(fā)光固化的方式進(jìn)行涂覆，可以使得色坐標(biāo)穩(wěn)定性、色彩飽和度提高。
[0021]芯片與芯片之間填充具有高反射性的模塑料可以防止相鄰芯片之間的光擴(kuò)散發(fā)生，提高顯示的分辨率和對(duì)比度。
[0022]在封裝中集成驅(qū)動(dòng)芯片，可以進(jìn)一步解決顯示密度提升時(shí)驅(qū)動(dòng)電路所占面積需要縮小的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明LED器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的LED芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3(a)，3(b)，3(c)，3(d)是本發(fā)明扇出式晶圓級(jí)封裝的流程圖；
[0026]圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的LED芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5是本發(fā)明實(shí)施例3的LED芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6是本發(fā)明實(shí)施例4的LED芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的超高密度LED顯示器件作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用于方便、明晰地輔助說(shuō)明。
[0030]本發(fā)明的核心思想在于，提供一種超高密度LED顯示器件，包括基板以及封裝于基板上的LED芯片陣列。本發(fā)明采用扇出式晶圓級(jí)封裝，減小了封裝面積，提高了 LED顯示屏的分辨率；各LED芯片為結(jié)構(gòu)和發(fā)光波段均相同的同種LED芯片，通過(guò)在LED芯片上分別涂敷紅光及綠光和藍(lán)光熒光粉，使其分別發(fā)紅光、綠光以及藍(lán)光，從而保證各LED芯片在使用過(guò)程中的光衰減一致，改善顯示屏的顯色性能；芯片與芯片之間用模塑料進(jìn)行隔離，這樣可以防止相鄰芯片之間的光擴(kuò)散發(fā)生，改善光性能。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)像素點(diǎn)間距小于Imm乃至小于0.1mm，實(shí)現(xiàn)LED顯示器件的高集成度、高分辨率等性能，在室內(nèi)高密度顯示屏、投影、可穿戴式顯示器件方面有重要的應(yīng)用。
[0031]請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的超高密度LED顯示器件，如圖1
[0032]所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的超高密度LED顯示器件結(jié)構(gòu)包括:
[0033]1、基板1，所述LED芯片陣列采用扇出式晶圓級(jí)封裝(F0WLP，fan_out wafer levelpackaging)或倒裝封裝于基板上；
[0034]2、LED芯片2，所述LED芯片陣列是由結(jié)構(gòu)和發(fā)光波段均相同的LED芯片組成，它們與基板I接觸并進(jìn)行電連接；
[0035]3、光轉(zhuǎn)換材料301，302和303，分別為紅光熒光粉、綠光熒光粉和藍(lán)光熒光粉，所述紅光熒光粉、綠光熒光粉、藍(lán)光熒光粉利用芯片自身發(fā)光固化的方式分別涂覆在所述LED芯片的表面及四周。
[0036]所述LED顯示器件的制程主要包括以下步驟:
[0037](I)準(zhǔn)備一基板，將芯片陣列設(shè)置到基板上，并且在芯片周邊設(shè)置不透光材料以實(shí)現(xiàn)芯片與芯片之間的光隔離；在芯片設(shè)置到基板之前或之后，于基板上設(shè)置通孔及金屬布線層；
[0038](2)將熒光粉通過(guò)芯片自身發(fā)光固化的方式設(shè)置在該LED芯片陣列上。
[0039]以下通過(guò)多個(gè)實(shí)施例說(shuō)明LED顯示器件的具體結(jié)構(gòu):
[0040]實(shí)施例1:
[0041 ] 請(qǐng)參閱圖1，其是本發(fā)明的超高密度LED顯示器件的示意圖，包含8x8個(gè)像素點(diǎn)，每個(gè)像素點(diǎn)由3個(gè)單元組成，其中I是基板，2是LED發(fā)光芯片，301，302和303分別紅色、綠色和藍(lán)色光轉(zhuǎn)換材料。請(qǐng)參閱圖2，圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的單個(gè)像素點(diǎn)中一個(gè)單元中的LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，該LED芯片陣列采用扇出式晶圓級(jí)封裝形式。201為模塑料，2為L(zhǎng)ED芯片，LED芯片表面設(shè)有P型歐姆接觸層202和N型歐姆接觸層203，金屬電極204分別設(shè)置在P型歐姆接觸層202和N型歐姆接觸層203表面，鈍化層205設(shè)置在兩個(gè)電極之間及旁邊用來(lái)避免兩電極直接接觸造成的短路問(wèn)題，在金屬電極表面設(shè)置金屬布線層206，在模塑料內(nèi)部設(shè)置通孔207，用于發(fā)光芯片與外部驅(qū)動(dòng)電路的連接，另外，模塑料中還設(shè)置有散熱通道211，與發(fā)光芯片相對(duì)的模塑料的另一面還設(shè)置有金屬布線層208，用于連接外部驅(qū)動(dòng)控制電路，以及散熱板212。在金屬布線層206以及鈍化層205表面上涂覆有硅膠層209用于增加熒光粉層與芯片的粘附力，熒光粉層210。
[0042]以下詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例LED器件的具體制造方法:
[0043]步驟(I)包含如下步驟:
[0044]步驟(1.1)在一塊載板301上粘貼膠帶302，膠帶的上表面用于粘貼芯片，如圖
3(a) ο
[0045]步驟(1.2)將測(cè)試良好的芯片2有電極一面向下粘貼到膠帶302上，如圖3(b)。
[0046]步驟(1.3)用模塑料303對(duì)芯片以及芯片之間的空隙進(jìn)行覆蓋填充，如圖3 (C);然后將其放入烘箱中進(jìn)行固化，烘箱的溫度設(shè)定為175°C左右，時(shí)間為7小時(shí)左右；固化完成以后將載板301和膠帶302從系統(tǒng)中剝離，如圖3(d)。
[0047]步驟(1.4)采用刻蝕的方法在模塑料201中形成通孔207，并且進(jìn)行孔金屬化。具體包括如下步驟:
[0048]步驟(1.4.1)采用刻蝕的方法在模塑料201中形成通孔207和211。
[0049]步驟(1.4.2)通過(guò)PECVD沉積氧化層，通過(guò)MOCVD沉積金屬粘附層/阻擋層/種子層。并通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)往通孔中沉積金屬層。
[0050]步驟(1.