CN206992107U - 一种小间距led器件和由其制造的显示屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种小间距LED器件，包括基板、至少一个位于所述基板上的垂直结构芯片、至少一个位于所述基板上的倒装结构芯片、至少一个位于所述倒装结构芯片上的水平结构芯片、导线以及封装胶体；所述倒装结构芯片的最大长度大于或等于所述水平结构芯片的最大长度，所述倒装结构芯片的最大宽度大于或等于所述水平结构芯片的最大宽度；相应的，本实用新型还公开了由所述小间距LED器件制造的显示屏。本实用新型提供的小间距LED器件，解决了大视角观看显示屏出现红移或色彩失真的现象。

Description

一种小间距LED器件和由其制造的显示屏

技术领域

本实用新型涉及一种LED封装技术领域，尤其涉及一种小间距LED器件和由其制造的显示屏。

背景技术

LED作为新一代光源，具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。

现有的小间距LED显示器件封装主要采用倒装芯片、垂直结构芯片、水平芯片水平布置，主要面临以下问题：

首先，芯片水平布置，需要提供较大的芯片安装面积才能容纳红、绿、蓝三颗芯片，封装尺寸缩小十分困难。

其次，现有的小间距封装需要把红、绿、蓝三基色芯片做的特别小，芯片太小不仅为芯片加工带来了极大的挑战，同时，芯片太小在封装的时候会导致固晶、焊线良率大大下降，并存在较大的可靠性隐患，芯片容易出现漏电、击穿现象。

再次，芯片水平布置，即便封装基板能够提供足够的芯片安装面积，封装基板表面绝大多数的面积均被芯片覆盖，器件发光区域占比大，这会大大降低封装器件制成小间距显示屏后的对比度。

最后，在小间距显示器件封装中，芯片的排列形式主要有（类）品字形、（类）一字形，由于目前三基色芯片中的红光芯片主要采用非透明衬底制造，红光芯片会遮挡其他颜色芯片的出射光线，且视角越大，红色芯片遮挡其它颜色芯片出射光线的现象越剧烈，故器件在大视角方向容易出现红移或图形色彩失真现象。因此，有必要提出一种小间距LED器件和由其制造的显示屏，解决以上缺陷。

本实用新型提出一种小间距LED器件和由其制造的显示屏，可以缩小LED器件尺寸，发光区域面积占比小，并能缓解其应用于显示屏中大视角方向出现红移或色彩失真的现象。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种小间距LED器件和由其制造的显示屏，可以缩小LED器件尺寸，发光区域面积占比小，并能缓解其应用于显示屏中大视角方向出现红移或色彩失真的现象。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种小间距LED器件，包括基板、至少一个位于所述基板上的垂直结构芯片、至少一个位于所述基板上的倒装结构芯片、至少一个位于所述倒装结构芯片上的水平结构芯片、导线以及封装胶体；

所述倒装结构芯片的最大长度大于或等于所述水平结构芯片的最大长度，所述倒装结构芯片的最大宽度大于或等于所述水平结构芯片的最大宽度。

优选地，倒装结构芯片包括第一透明衬底、设置于所述第一透明衬底下的第一发光层、高反射层和焊接层，所述高反射层位于所述第一发光层和所述焊接层之间；

所述水平结构芯片包括第二透明衬底、设置于所述第二透明衬底上的第二发光层以及电极层，所述电极层位于所述第二发光层的上表面。

优选地，所述基板包括四个焊区，分别为第一焊区、第二焊区、第三焊区以及第四焊区；

所述第一焊区为公共区；

所述垂直结构芯片位于所述第二焊区上，另一端通过导线与所述第一焊区电连接；

所述倒装结构芯片位于所述第一焊区和所述第三焊区上；

所述水平结构芯片位于所述倒装结构芯片上，其一端通过导线与所述第一焊区电连接，另一端通过导线与所述第四焊区电连接。

优选地，所述第一焊区、第二焊区、第三焊区以及第四焊区之间的最小间距大于或等于60μm。

优选地，所述第一焊区、第二焊区、第三焊区以及第四焊区之间的最小间距为80μm-150μm。

优选地，所述第一焊区的面积与所述第一焊区、第二焊区、第三焊区及第四焊区的面积总和的比例大于0.3。

优选地，所述水平结构芯片通过透明环氧或透明有机硅固定于所述倒装结构芯片上。

优选地，所述高反射层为布拉格反射层、银层或铝层。

优选地，所述焊区为设置于所述基板正面的金属层，所述基板的背面设置有与所述基板正面金属层位置相匹配的金属层；

位于所述基板正面的金属层与位于所述基板背面的金属层通过内部过孔或边缘过孔电连接。

一种由所述的小间距LED器件制造的显示屏，包括至少一个所述小间距LED器件。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型提供的小间距LED器件，倒装结构芯片的体积明显大于垂直结构芯片，本实用新型的倒装结构芯片和垂直结构芯片均设置于所述基板上，故垂直结构芯片仅仅小部分遮挡倒装结构芯片出光；其次，水平结构芯片位于所述倒装结构芯片的上面，故水平结构芯片高于所述垂直结构芯片高度，因此，垂直结构芯片无法遮挡水平结构芯片出光，最后，所述倒装结构芯片和水平结构芯片均为透明芯片，故不会遮挡垂直结构芯片出光，因此，本实用新型由所述小间距LED器件制造的显示屏，解决了大视角观看显示屏出现红移或色彩失真的现象。

2、本实用新型提供的小间距LED器件，位于所述倒装结构芯片上的所述水平结构芯片的所有边缘均不超过所述倒装结构芯片的边缘，避免所述水平结构芯片悬空，一方面，用于防止导线键合过程中，对悬空的水平结构芯片造成破坏，从而影响所述水平结构芯片的发光效率，甚至破坏所述水平结构芯片；另一方面，便于在固晶过程中对所有芯片边缘的识别。

3、本实用新型提供的小间距LED器件，所述高反射层位于所述焊接层与所述第一发光层之间，用于提高所述倒装结构芯片的出光效率。

附图说明

图1为本实用新型小间距LED器件的俯视图；

图2为本实用新型小间距LED器件的剖面结构示意图；

图3为本实用新型小间距LED器件的基板的俯视图；

图4为本实用新型小间距LED器件的倒装结构芯片的结构示意图；

图5为本实用新型小间距LED器件的水平结构芯片的结构示意图；

图6为本实用新型小间距LED器件的另一实施方式的结构示意图；

图7为本实用新型小间距LED器件的另一实施方式的剖面结构示意图；

图8为本实用新型小间距LED器件封装方法的流程图；

图9为本实用新型小间距LED器件封装方法的另一实施方式的流程图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1-5所示，本实用新型提供一种小间距LED器件，包括基板1、至少一个位于所述基板1上的垂直结构芯片2、至少一个位于所述基板1上的倒装结构芯片3、至少一个位于所述倒装结构芯片3上的水平结构芯片4、导线5以及封装胶体6；

所述倒装结构芯片3的最大长度大于或等于所述水平结构芯片4的最大长度，所述倒装结构芯片3的最大宽度大于或等于所述水平结构芯片4的最大宽度；

倒装结构芯片3至少包括第一透明衬底31，所述水平结构芯片4至少包括第二透明衬底41。

所述基板1包括至少四个焊区11，所述垂直结构芯片2位于其中一个焊区并与另一焊区电连接，所述倒装结构芯片3位于两个焊区上，所述水平结构芯片4与其中两个焊区电连接；

所述焊区11为设置于所述基板1正面的金属层，进一步的，所述基板1的背面也设置有与所述基板1正面金属层位置相匹配的金属层，用以形成所述小间距LED器件的引脚，位于所述基板正面的金属层与位于所述基板背面的金属层通过内部过孔或边缘过孔的方式实现电连接，该技术手段为本实用新型常规技术特征，此处不再赘述。

本实施例中，所述基板1包括四个焊区11，分别为第一焊区111、第二焊区112、第三焊区113以及第四焊区114，其中，所述第一焊区111为公共区；所述垂直结构芯片2位于所述第二焊区112，其通过导线5与所述第一焊区111电连接；所述倒装结构芯片3的一端位于所述第一焊区111，另一端位于所述第三焊区113；所述水平结构芯片4位于所述倒装结构芯片3上，其一端通过导线5与所述第一焊区111电连接，另一端通过导线5与所述第四焊区114电连接。

进一步地，所述第一焊区、第二焊区、第三焊区以及第四焊区之间的最小间距大于或等于60μm，优选为80μm -150μm，所述第一焊区的面积与所述第一焊区、第二焊区、第三焊区及第四焊区的面积总和的比例大于0.3，此处设置以上参数，将LED器件尽可能的缩小，且不影响LED器件的可靠性。

垂直结构芯片2通常为红光LED芯片，其两个电极分别位于所述垂直结构芯片2的上表面和下表面，故所述垂直结构芯片2通过导电银浆固定于所述第二焊区112，位于上表面的另一电极通过导线实现与所述第一焊区111之间的电连接。

所述倒装结构芯片3通常为蓝光LED芯片或绿光LED芯片，其包括第一透明衬底31；具体地，所述倒装结构芯片3包括焊接层32、位于所述焊接层之上的第一发光层33以及位于所述第一发光层33之上的第一透明衬底31，此处由于所述第一发光层33位于所述第一透明衬底31之下，将所述第一透明衬底31设置为透明，便于所述倒装结构芯片3的第一发光层33发出的光能够顺利的透射出去。

所述焊接层32包括相互绝缘的第一电极321和第二电极322，所述第一电极为正电极或负电极，所述第二电极为负电极或正电极，所述第一电极321通过导电银浆或锡合金固定于所述第一焊区111，所述第二电极322通过导电银浆或锡合金固定于所述第三焊区113。

更佳地，所述倒装结构芯片3还包括高反射层34，所述高反射层34位于所述焊接层32与所述第一发光层33之间，用于提高所述装结构芯片3的出光效率；具体地，所述高反射层34可以为DBR（Distributed bragg reflection布拉格反射层）、银层或铝层，本实施中，所述高反射层34为铝层。

所述水平结构芯片4的最大长度小于或等于所述倒装结构芯片3的最大长度，所述水平结构芯片4的最大宽度小于或等于所述倒装结构芯片3的最大宽度，即位于所述倒装结构芯片3上的所述水平结构芯片4的所有边缘均不超过所述倒装结构芯片4的边缘，避免所述水平结构芯片4悬空，一方面，用于防止导线键合过程中，对悬空的水平结构芯片4造成破坏，从而影响所述水平结构芯片4的发光效率，甚至破坏所述水平结构芯片4；另一方面，便于在固晶过程中对所有芯片边缘的识别。

所述水平结构芯片4通常为蓝光LED芯片或绿光LED芯片，其通过透明固晶材料固定于所述倒装结构芯片3上，此处透明固晶材料可以是透明环氧或透明有机硅，采用透明固晶材料用于防止固定材料遮挡所述倒装结构芯片发出的光；所述水平结构芯片4包括第二透明衬底41、位于所述第二透明衬底之上的第二发光层42以及位于所述第二发光层之上的电极层43，所述电极层包括相互绝缘的第一电极层431和第二电极层432，所述第一电极层431通过导线与所述第一焊区111实现电连接，第二电极层432通过导线5与所述第四焊区114实现电连接。

所述导线5为金线、铜线或合金线，具体根据实际需要进行设置，本实施例中，所述导线5为金线，用于实现芯片与焊区之间的电连接。

所述封装胶体6覆盖安装区内所有垂直结构芯片2、倒装结构芯片3、水平结构芯片4以及导线5，所述封装胶体6为环氧树脂、散射粉以及吸光粉的混合物，其中，所述散射粉为三氧化钛、二氧化钛、二氧化硅中的一种或几种，所述吸光粉为碳粉或石墨粉中的一种或几种。

相应的，如图1-9所示，本实用新型还公开了所述小间距LED器件的封装方法，其中，图8为本实用新型封装方法的流程图，图9为本实用新型另一实施方式封装方法的流程图，该封装方法包括以下步骤：

S1 准备基板：将基板1准备好，其中，所述基板1包括至少四个焊区11；

S2 固晶：将至少一个垂直结构芯片2固定于其中一个焊区上，将至少一个倒装结构芯片3固定于两个焊区上，将至少一个水平结构芯片4固定于所述倒装结构芯片3上，其中，倒装结构芯片3至少包括第一透明衬底31，所述水平结构芯片4至少包括第二透明衬底41；所述倒装结构芯片3的最大长度大于或等于所述水平结构芯片4的最大长度，所述倒装结构芯片3的最大宽度大于或等于所述水平结构芯片4的最大宽度；

S3 导线键合：采用导线5连接垂直结构芯片的上表面和其中一个焊区，采用导线5将水平结构芯片4的两端分别与两个焊区电连接；

S4 封装：采用封装胶体6进行封装，所述封装胶体6覆盖所有垂直结构芯片2、倒装结构芯片3、水平结构芯片4以及导线5，得到至少一个小间距LED器件；

此处需要说明的是，所述基板1包括至少四个焊区，构成一个安装区10或多个安装区10，即所述基板1上可以设置一个安装区10，也可以设置多个安装区10，一个所述安装区10包括至少四个焊区11，若所述基板1上设置多个安装区10，还包括S5 分离：将封装好的小间距LED器件采用高速旋转的刀片分离成单个小间距LED器件。

下面将以所述基板1包括至少两个安装区10，一个所述安装区10包括四个焊区11进行具体说明，一种小间距LED器件的封装方法，该封装方法包括以下步骤：

S1 准备基板：将基板准备好，其中，所述基板1包括至少两个安装区10，一个所述安装区100包括四个焊区，分别为第一焊区111、第二焊区112、第三焊区113以及第四焊区114，其中第一焊区111为公共区；

所述焊区11为设置于所述基板正面的金属层，进一步的，所述基板1的背面也设置有与所述基板正面金属层位置相匹配的金属层，用以形成所述小间距LED器件的引脚，位于所述基板1正面的金属层与位于所述基板1背面的金属层通过内部过孔或边缘过孔的方式实现电连接。

S2 固晶：一个安装区内，将一个垂直结构芯片2固定于其中一个焊区上，将至少一个倒装结构芯片3固定于两个焊区上，将至少一个水平结构芯片4固定于所述倒装结构芯片3上，其中，倒装结构芯片3至少包括第一透明衬底31，所述水平结构芯片4至少包括第二透明衬底41；所述倒装结构芯片3的最大长度大于或等于所述水平结构芯片4的最大长度，所述倒装结构芯片2的最大宽度大于或等于所述水平结构芯片4的最大宽度；

垂直结构芯片2通常为红光LED芯片，其两个电极分别位于所述垂直结构芯片的上表面和下表面，所述垂直结构芯片2通过导电银浆固定于所述第二焊区。

所述倒装结构芯片3通常为蓝光LED芯片或绿光LED芯片，其包括焊接层32、位于所述焊接层之上的第一发光层33以及位于所述第一发光层33之上的第一透明衬底31，此处由于所述第一发光层33位于所述第一透明衬底31之下，将所述第一透明衬底31设置有透明，便于所述倒装结构芯片3的第一发光层发出的光能够顺利的透射出去。

所述焊接层31包括第一电极321和第二电极322，所述第一电极321通过导电银浆或锡合金固定于所述第一焊区111，所述第二电极322通过导电银浆或锡合金固定于所述第三焊区113。

更佳地，所述倒装结构芯片3还包括高反射层34，所述高反射层34位于所述焊接层32与所述第一发光层33之间，用于提高所述装结构芯片的出光效率；具体地，所述高反射层34可以为布拉格反射层、银层或铝层，本实施中，所述高反射层为铝层。

位于所述倒装结构芯片3上的所述水平结构芯片4的所有边缘均不超过所述倒装结构芯片的边缘，避免所述水平结构芯片4悬空，一方面，用于防止导线键合过程中，对悬空的水平结构芯片造成破坏，从而影响所述水平结构芯片的发光效率，甚至破坏所述水平结构芯片；另一方面，便于在固晶过程中对所有芯片边缘的识别。

所述水平结构芯片4通常为蓝光LED芯片或绿光LED芯片，其通过透明固晶材料固定于所述倒装结构芯片3上，此处透明固晶材料可以是环氧或有机硅，采用透明固晶材料用于防止固定材料遮挡所述倒装结构芯片发出的光；所述水平结构芯片4包括第二透明衬底41、位于所述第二透明衬底41之上的第二发光层42以及位于所述第二发光层42之上的电极层43，所述电极层43包括第一电极层431和第二电极层432。

S3 导线键合：采用导线5连接垂直结构芯片2的上表面和第一焊区111，采用导线5连接水平结构芯片4的第一电极层431与第一焊区111，第二电极层432与第四焊区114；

S4 封装：采用封装胶体6进行封装，所述封装胶体6覆盖安装区内所有垂直结构芯片2、倒装结构芯片3、水平结构芯片4以及导线5，得到至少两个小间距LED器件；其中，所述封装胶体6为环氧树脂、散射粉以及吸光粉的混合物，所述散射粉为三氧化钛、二氧化钛、二氧化硅中的一种或几种，所述吸光粉为碳粉或石墨粉中的一种或几种。

S5 分离：将封装好的至少两个小间距LED器件采用高速旋转的刀片分离成单个小间距LED器件。

相应的，本实用新型还公开一种由所述小间距LED器件制造的显示屏，所述显示屏包括至少一个LED器件，所述LED器件为上述小间距LED器件，所述LED器件在所述显示屏上呈阵列排布，用于形成图像。

此处需要说明的是，通常情况下，倒装结构芯片的体积明显大于垂直结构芯片，本实用新型的倒装结构芯片和垂直结构芯片均设置于所述基板上，故垂直结构芯片仅仅小部分遮挡倒装结构芯片出光；其次，水平结构芯片位于所述倒装结构芯片的上面，故水平结构芯片高于所述垂直结构芯片高度，因此，垂直结构芯片无法遮挡水平结构芯片出光，最后，所述倒装结构芯片和水平结构芯片均为透明芯片，故不会遮挡垂直结构芯片出光，因此，本实用新型由所述小间距LED器件制造的显示屏，解决了大视角观看显示屏出现红移或色彩失真的现象。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型提供的小间距LED器件，倒装结构芯片的体积明显大于垂直结构芯片，本实用新型的倒装结构芯片和垂直结构芯片均设置于所述基板上，故垂直结构芯片仅仅小部分遮挡倒装结构芯片出光；其次，水平结构芯片位于所述倒装结构芯片的上面，故水平结构芯片高于所述垂直结构芯片高度，因此，垂直结构芯片无法遮挡水平结构芯片出光，最后，所述倒装结构芯片和水平结构芯片均为透明芯片，故不会遮挡垂直结构芯片出光，因此，本实用新型由所述小间距LED器件制造的显示屏，解决了大视角观看显示屏出现红移或色彩失真的现象。

2、本实用新型提供的小间距LED器件，位于所述倒装结构芯片上的所述水平结构芯片的所有边缘均不超过所述倒装结构芯片的边缘，避免所述水平结构芯片悬空，一方面，用于防止导线键合过程中，对悬空的水平结构芯片造成破坏，从而影响所述水平结构芯片的发光效率，甚至破坏所述水平结构芯片；另一方面，便于在固晶过程中对所有芯片边缘的识别。

3、本实用新型提供的小间距LED器件，所述高反射层位于所述焊接层与所述第一发光层之间，用于提高所述装结构芯片的出光效率。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种小间距LED器件，其特征在于，包括基板、至少一个位于所述基板上的垂直结构芯片、至少一个位于所述基板上的倒装结构芯片、至少一个位于所述倒装结构芯片上的水平结构芯片、导线以及封装胶体；

所述倒装结构芯片的最大长度大于或等于所述水平结构芯片的最大长度，所述倒装结构芯片的最大宽度大于或等于所述水平结构芯片的最大宽度。

2.根据权利要求1所述的小间距LED器件，其特征在于，倒装结构芯片包括第一透明衬底、设置于所述第一透明衬底下的第一发光层、高反射层和焊接层，所述高反射层位于所述第一发光层和所述焊接层之间；

所述水平结构芯片包括第二透明衬底、设置于所述第二透明衬底上的第二发光层以及电极层，所述电极层位于所述第二发光层的上表面。

3.根据权利要求1所述的小间距LED器件，其特征在于，所述基板包括四个焊区，分别为第一焊区、第二焊区、第三焊区以及第四焊区；

所述第一焊区为公共区；

所述垂直结构芯片位于所述第二焊区上，另一端通过导线与所述第一焊区电连接；

所述倒装结构芯片位于所述第一焊区和所述第三焊区上；

所述水平结构芯片位于所述倒装结构芯片上，其一端通过导线与所述第一焊区电连接，另一端通过导线与所述第四焊区电连接。

4.根据权利要求3所述的小间距LED器件，其特征在于，所述第一焊区、第二焊区、第三焊区以及第四焊区之间的最小间距大于或等于60μm。

5.根据权利要求3所述的小间距LED器件，其特征在于，所述第一焊区、第二焊区、第三焊区以及第四焊区之间的最小间距为80μm -150μm。

6.根据权利要求3所述的小间距LED器件，其特征在于，所述第一焊区的面积与所述第一焊区、第二焊区、第三焊区及第四焊区的面积总和的比例大于0.3。

7.根据权利要求1所述的小间距LED器件，其特征在于，所述水平结构芯片通过透明环氧或透明有机硅固定于所述倒装结构芯片上。

8.根据权利要求2所述的小间距LED器件，其特征在于，所述高反射层为布拉格反射层、银层或铝层。

9.根据权利要求3所述的小间距LED器件，其特征在于，所述焊区为设置于所述基板正面的金属层，所述基板的背面设置有与所述基板正面金属层位置相匹配的金属层；

位于所述基板正面的金属层与位于所述基板背面的金属层通过内部过孔或边缘过孔电连接。

10.一种由权利要求1-9任一所述的小间距LED器件制造的显示屏，其特征在于，包括至少一个所述小间距LED器件。