一种大面积电极LED阵列制备方法技术

本发明专利技术公开一种大面积LED阵列制备方法，包括：附着在蓝膜或者UV膜上的LED晶圆阵列经过多次扩晶达到所需要求间隔后，直接一次性与相应的设计衬底进行电极连接，再通过外围电路驱动整个排列在衬底上的LED阵列，实现大面积LED阵列的制备。其中，LED器件结构包括单电极和双电极结构，根据LED器件结构的不同，其相应的设计衬底和连接方式也不同。本发明专利技术所实施的晶圆级别的LED阵列制备方案，很大程度上提高了LED阵列的显示分辨率，增加在各应用中的生产灵活性，能很好的满足显示需求。虽然单个LED阵列制作成本可能较高，但是一旦实现量产，在量产的同时省去了单个LED单元的封装步骤，成本将会大大降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED阵列显示器制备领域，更具体地，涉及一种大面积电极LED阵列制备方法。
技术介绍
LED显示屏幕，作为新的媒体，运动的发光图文，更容易吸引人的注意力，信息量大，随时更新，有着非常好的广告和告示效果。LED屏比霓虹灯更加简单，容易安装和使用，效果变化更多，可以随时更新内容，是很好的户内外发视觉媒体。LED屏幕属于高科技电子产品，价格比较高，以前集中在政府和单位中使用。技术不断进步，价格不断降低，组装和维护更加简单。小型的LED条屏，因为价格便宜，安装和使用简单，慢慢被大众接受，逐步走进大小店铺，应用更加大众化，逐步开始普及。LED显示屏幕，基本构成单元主要包括以下几个:显示单元板，电源，控制卡，控制单元。而显示单元板主要是由LED阵列构成，LED阵列由很多个LED发光点用树脂或者塑料封装起来的。根据LED显示屏工作环境(户内和户外)不同，其每个LED发光点的发光强度和相邻两个LED间隔也不同。传统的LED阵列的制作和生产是采用一定量的独立封装好了的LED单元模组或者整体封装好了的模组拼接而成。独立封装的LED单元封装方式包括引脚式封装，平面式封装，表贴封装，食人鱼封装，功率型封装等。这些封装虽然能使单个LED工作方式和环境可以灵活选择，但是将一定量的独立封装的LED按矩阵排列构成LED显示屏时，由于独立封装的每个LED单元具有一定的体积，导致相邻两个LED的间隔无法最小化，使得LED显示屏的分辨率无法进一步提高，进而导致显示效果变差。采取整体塑封方式封装的LED阵列虽然能在一定程度上减小相邻两个LED间隔，提高LED显示屏的分辨率和显示效果，但是通常整体塑封的LED阵列的间隔是固定的，是由塑封模具决定的。同时，使用以上两种方法生产LED阵列的生产过程是逐个将LED单元放置在相应的LED阵列的像素中，在制造和生产大屏幕LED阵列显示器中，生产效率就显得较为低下。
技术实现思路
为克服上述现有技术中生产LED阵列显示器的两种传统方法灵活性低，生产效率较低，显示分辨率较低的缺点，本专利技术提出一种大面积电极LED阵列制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下: 一种大面积电极LED阵列制备方法，包括大面积单电极LED制备方式和大面积双电极LED制备方式，包括: 附着在蓝膜或者UV膜上的LED晶圆阵列经过多次扩晶达到所需要求间隔后，直接一次性与相应的设计衬底进行电极连接，再通过外围电路驱动整个排列在衬底上的LED晶圆阵列，实现大面积LED阵列的制备。其中，LED器件结构包括单电极和双电极结构，根据LED器件结构的不同，其相应的设计衬底和连接方式也不同。上述方案的具体为: 大面积单电极LED制备方式，其过程为:对附着在蓝膜或者UV膜上的LED晶圆阵列进行多次扩晶达到所需要求间隔后，基于用户设计的衬底，在对应的焊盘区域点上银胶或喷上焊锡，将扩晶后的LED晶圆阵列的每个LED晶圆的底部电极与衬底上的焊盘区域进行校准，校准后直接将LED晶圆阵列和衬底压合，再将压合后的LED晶圆阵列和衬底置于恒温箱中使银胶或者焊锡固化，固化后去除蓝膜或UV膜，再将导电薄膜上的焊盘与衬底上的LED晶圆阵列进行校准，校准后直接压合； 大面积双电极LED制备方式，其过程为:对附着在蓝膜或者UV膜上的LED晶圆阵列进行多次扩晶达到所需要求间隔后，基于用户设计的衬底，将扩晶后的LED晶圆阵列的每个LED晶圆的底部电极与衬底上的焊盘区域进行校准，校准后直接将LED晶圆阵列和衬底压合，再将压合后的LED晶圆阵列和衬底置于恒温箱中使银胶或者焊锡固化，固化后去除蓝膜或UV膜。优选的，所述衬底和导电薄膜的材料为硅片或PCB板。优选的，在制备大面积单电极LED阵列时，其衬底的焊盘区域刻蚀有若干条等间隔的列金属线，导电薄膜上刻蚀有与列金属线数量相同的等间隔行金属线，行金属线与列金属线垂直;各金属线上开设有若干个等间隔的开窗区域，其开窗区域点有银胶或喷有焊锡；相邻列金属线的间隔与相邻行金属线的间隔相等。优选的，在制备大面积双电极LED阵列时，其衬底的焊盘区域刻蚀有垂直的行金属线和列金属线，行金属线和列金属线交叉部分由隔离薄膜隔离，且行金属线与列金属线的数量相等，相邻列金属线的间隔与相邻行金属线的间隔相等，各金属线上开设有若干个等间隔的开窗区域，其开窗区域点有银胶或喷有焊锡。优选的，所述金属线的线宽，相邻金属线的间隔、开窗区域的间隔和面积大小能够根据所需LED晶圆体积的大小和阵列的间隔要求而相应改变。优选的，所述列金属线和行金属线的材料为导体材料，该导体材料可以为铝，铜或者其他导体材料。上述所用LED晶圆阵列中的LED晶圆功率，发光波长，体积不做限制。即LED晶圆可以是可见光LED，也可以是不可见光LED。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是:本专利技术的一种大面积电极LED阵列制备方法，所属
为平板显示和LED阵列显示器制备领域，所要解决的问题是克服传统LED阵列显示屏的分辨率较低，散热性能较差，并且制备和生产效率较低的缺点。本专利技术采取LED晶圆级阵列的制备方案，采用并扩展扩晶技术-多次扩晶技术，并且，根据LED器件结构电极分布不同，设计并实施了一种对于单电极LED晶圆连接底部电极的衬底和一种连接顶部电极的导电薄膜，对于双电极LED晶圆在其电极分布面连接正电极和负电极的衬底。该实施方案高效生产LED阵列，可以根据不同的应用需求灵活设计。利用本专利技术实施的大面积LED阵列制备方案，可以提高LED阵列的生产效率，由于采用了对于单电极的衬底和导电薄膜将单电极LED阵列的每个LED单元的两个电极进行接触，对于双电极的衬底将双电极LED阵列的分布在同一侧的两个电极进行连接接触，散热性能得到很大的提升，而且，本专利技术所实施的晶圆级别的LED阵列制备方案，很大程度上提高了 LED阵列的显示分辨率，增加在各应用中的生产灵活性，能很好的满足显示需求。虽然单个LED阵列制作成本可能较高，但是一旦实现量产，在量产的同时省去了单个LED单元的封装步骤，成本将会大大降低。【附图说明】图1为典型单电极和双电极LED晶圆的示意图。图2为扩晶不意图。图3为单个单电极LED晶圆与衬底电气连接的侧视图。图4为单个双电极LED晶圆与衬底电气连接的侧视图。图5为本专利技术的制备方法流程图。【具体实施方式】附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制;为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸； 对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。—种大面积单电极LED阵列制备方法，具体实施内容和方法如下: 典型的L E D晶圆结构包括单电极结构和双电极结构，图1为典型单电极LE D晶圆和双电极LED晶圆的结构示意图，对于单电极，如图1 (a)，其P电极位于晶圆的上方，N电极层位于晶圆的底部，也可N电极位于晶圆的上方，P电极层位于晶圆的下方;对于双电极，如图1(b)，其P电极和N电极位于LED晶圆的一侧。根据LED的特性，在PN电极间施加一个导通电压和导通电流时，该LED晶圆就可以正常工作(发光)。该导通电压和电流的大小由该LED晶圆的材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大面积电极LED阵列制备方法，其特征在于，包括大面积单电极LED阵列制备方式和大面积双电极LED阵列制备方式，具体为：大面积单电极LED阵列制备方式，其过程为：对附着在蓝膜或者UV膜上的LED晶圆阵列进行多次扩晶达到所需要求间隔后，基于用户设计的衬底，在对应的焊盘区域点上银胶或喷上焊锡，将扩晶后的LED晶圆阵列的每个LED晶圆的底部电极与衬底上的焊盘区域进行校准，校准后直接将LED晶圆阵列和衬底压合，再将压合后的LED晶圆阵列和衬底置于恒温箱中使银胶或者焊锡固化，固化后去除蓝膜或UV膜，再将导电薄膜上的焊盘与衬底上的LED晶圆阵列进行校准，校准后直接压合；大面积双电极LED阵列制备方式，其过程为：对附着在蓝膜或者UV膜上的LED晶圆阵列进行多次扩晶达到所需要求间隔后，基于用户设计的衬底，将扩晶后的LED晶圆阵列的每个LED晶圆的底部电极与衬底上的焊盘区域进行校准，校准后直接将LED晶圆阵列和衬底压合，再将压合后的LED晶圆阵列和衬底置于恒温箱中使银胶或者焊锡固化，固化后去除蓝膜或UV膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘召军，彭灯，张珂，莫炜静，
申请(专利权)人：中山大学，广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44