一种LED器件和显示屏的制作方法

本申请涉及LED技术领域，尤其涉及一种LED器件和显示屏。

背景技术：

随着LED芯片制造工艺的不断提高，LED芯片的亮度不断增加，所以达到相同亮度需要的LED芯片面积越来越小，为了节省制造成本，制造商采用面积越来越小的LED芯片，这在显示屏的制造中体现地更为明显。

在显示屏领域，Mini LED，又称次毫米发光二极管，其应用越来越广泛。未来Mini LED市场将进一步扩大，显示屏点间距将进一步缩小，单一像素的发光亮度要求越来越低，如果采用较大面积的LED芯片，那么必须降低芯片电流密度，这样会导致芯片发光效能无法得到充分利用，因此必然要采用更小面积的LED芯片进行显示，即Micro LED芯片，Micro LED芯片的面积小于100*100μm²。

因此，未来LED芯片的面积将越来越小，为了满足LED芯片的小型化需求，现在主要采用倒装结构对LED芯片进行封装。

在倒装结构中，LED芯片的背面存在电极，先将金属布线部与电极连接，然后将金属布线部焊接在电路板上，以实现对LED芯片的供电。

然而，由于LED芯片的面积很小，所以LED芯片背面的电极更小，导致金属布线部与电极的焊接面积很小，焊接推力较低，容易出现脱落或焊接不良的情况，使得LED芯片不能正常供电。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种LED器件和显示屏，解决了现有的倒装结构会导致LED芯片不能正常供电的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种LED器件，包括：绝缘填充物、LED发光芯片、引线和多层线路部件基板；

所述多层线路部件层叠设置，且顶层线路部件上表面设置有第一电极，所述第一电极用于与电路板焊接；

所述多层线路部件上设置有贯穿的台阶孔，并在线路部件表面形成台阶面；

所述台阶面上设置有线路，所述线路与所述第一电极电性连接；

所述LED发光芯片设置在所述台阶孔中，所述LED发光芯片的发光面背向顶部线路部件设置；

所述LED发光芯片背面上设置有第二电极，所述第二电极通过所述引线与所述线路电性连接，所述背面与所述发光面相背；

所述绝缘填充物填充在所述台阶孔内且包裹住所述LED发光芯片和所述引线。

优选地，

所述第一电极的数量为多个；

所述线路的数量为多条且相互独立；

所述第二电极的数量为多个，且每个所述第二电极与不同的所述第一电极连接。

优选地，

所述线路延伸至所述第一电极在线路部件表面的投影面内；

所述第一电极和所述线路之间的线路部件上设置有过孔；

所述第一电极和所述线路通过所述过孔内壁的导电层电性连接。

优选地，

所述过孔为圆形或扇形。

优选地，

所述第一电极和所述线路通过所述台阶孔内壁的导电层电性连接。

优选地，

所述LED发光芯片包括红色LED发光芯片、绿色LED发光芯片和蓝色LED发光芯片中的一个或多个。

优选地，

所述的LED器件为矩形，所述过孔为90度的扇形且分布在顶层线路部件边缘。

优选地，

所述的LED器件还包括透光板；

所述多层线路部件层叠设置在所述透光板上；

所述LED发光芯片的发光面与所述透光板连接。

优选地，

所述LED发光芯片的发光面通过透明胶状物与所述透光板连接。

优选地，

所述透光板采用透明光学材质，或透明材质中参杂光学功能粒子形成的半透明光学材质。

优选地，

所述台阶孔的横截面为圆形、方形或三角形。

优选地，

所述LED发光芯片的背面70％以上的面积不透光。

优选地，

所述绝缘填充物为整体不透光材料；

或

所述绝缘填充物为透光材料且外表面设置有光反射层。

优选地，

所述LED发光芯片的面积与所述LED器件面积的比值小于等于12％。

本申请第二方面提供了一种显示屏，包括如上述第一方面所述的LED器件。

本申请第三方面提供了一种LED器件的封装工艺，包括：

将多层均具有通孔的线路部件层叠设置在作为基底的基板上，使得上表面设置有多个第一电极的线路部件位于顶层，各层线路部件的通孔连通形成贯穿的台阶孔，在线路部件表面形成台阶面且所述台阶面上裸露多条独立的线路，所述线路与所述第一电极电性连接；

将LED发光芯片倒装在所述台阶孔内，并将所述LED发光芯片的发光面与所述基板连接；

采用引线将所述LED发光芯片背面上的两个第二电极分别与不同的线路电性连接，其中所述背面与所述发光面相背；

采用绝缘填充物对所述台阶孔进行填充，使得所述绝缘填充物包裹住所述LED发光芯片和所述引线并形成LED器件；

当所述基板为不透光板时，采用物理的方式将所述基板从所述LED器件上剥离。

优选地，

所述基板为透光板。

优选地，

优选地，

所述台阶孔有多个，且呈阵列排布；

所述封装工艺还包括：

沿预设的切割线对所述LED器件进行切割，得到多个LED子器件，每个所述子器件包括一个台阶孔。

优选地，

所述LED发光芯片的背面70％以上的面积不透光。

优选地，

所述绝缘填充物为不透光材料；

或

所述绝缘填充物为透光材料且外表面设置有光反射层。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

1、本申请实施例中，多层线路部件层叠设置，且顶层线路部件上表面设置有第一电极，第一电极用于与电路板焊接；多层线路部件上设置有贯穿的台阶孔，并在线路部件表面形成台阶面；台阶面上设置有线路，线路与第一电极电性连接；LED发光芯片设置在台阶孔中，LED发光芯片的发光面背向顶部线路部件设置；LED发光芯片背面上设置有第二电极，第二电极通过引线与线路电性连接，背面与发光面相背；绝缘填充物填充在台阶孔内且包裹住LED发光芯片和引线；

由于第一电极设置在顶层的线路部件上表面，第一电极与线路部件上表面的接触面积远大于现有技术中金属布线部分与LED芯片背面电极的接触面积，所以焊接推力较强，避免因焊接推力较低而出现脱落或焊接不良，从而保证了LED芯片的稳定供电。

2、本申请实施例提供了一种显示屏，在显示屏的LED器件中，多层线路部件层叠设置，且顶层线路部件上表面设置有第一电极，第一电极用于与电路板焊接；多层线路部件上设置有贯穿的台阶孔，并在线路部件表面形成台阶面；台阶面上设置有线路，线路与第一电极电性连接；LED发光芯片设置在台阶孔中，LED发光芯片的发光面背向顶部线路部件设置；LED发光芯片背面上设置有第二电极，第二电极通过引线与线路电性连接，背面与发光面相背；绝缘填充物填充在台阶孔内且包裹住LED发光芯片和引线；

由于第一电极设置在顶层的线路部件上表面，第一电极与线路部件上表面的接触面积远大于现有技术中金属布线部分与LED芯片背面电极的接触面积，所以焊接推力较强，避免因焊接推力较低而出现脱落或焊接不良的情况，即使LED芯片面积很小，也可以保证LED芯片的稳定供电，从而可以满足LED芯片小型化的要求，使得显示屏中的LED发光芯片的发光效能可以充分利用。

附图说明

图1为本申请实施例在第一封装步骤后LED器件的主视截面图；

图2为本申请实施例在第一封装步骤后LED器件的俯视图；

图3为本申请实施例中透明板的结构示意图；

图4为本申请实施例中非顶层线路部件的结构示意图；

图5为本申请实施例中顶层线路部件的一个实施例的结构示意图；

图6为本申请实施例中顶层线路部件的另一个实施例的结构示意图；

图7为本申请实施例在第二封装步骤后LED器件的俯视图；

图8为本申请实施例在第二封装步骤后LED器件的侧面截面图；

图9为本申请实施例在第三封装步骤后LED器件的俯视图；

图10为本申请实施例在第三封装步骤后LED器件的侧面截面图；

图11为本申请实施例在第四封装步骤后LED器件的俯视图；

图12为本申请实施例在第四封装步骤后LED器件的侧面截面图；

图13为本申请实施例中台阶孔呈阵列排布的LED器件的结构示意图；

图14为本申请实施例中LED器件的封装工艺的一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种LED器件和显示屏，解决了现有的倒装结构会导致LED芯片不能正常供电的技术问题。

申请人在研究中发现，现有的倒装结构虽然能够满足LED芯片的小型化需求，但因为LED芯片的面积很小，所以LED芯片背面的电极更小，导致金属布线部与电极的焊接面积很小，焊接推力较低，容易出现脱落或焊接不良的情况，使得LED芯片不能正常供电。

因此，在本申请实施例中，将第一电极31设置在顶层线路部件3上表面，通过线路21将第二电极5间接与第一电极31连接，这样，第一电极31与线路部件上表面的接触面积就可以远大于现有技术中金属布线部分与LED芯片背面电极的接触面积，所以焊接推力较强，从而防止因焊接推力较低而出现脱落或焊接不良。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1至图12，本申请实施例提供了一种LED器件的一个实施例，包括：绝缘填充物7、LED发光芯片、引线6、多层线路部件和透光板1。

在本申请实施例中，线路部件均可以单层或多层线路板构成，多层线路部件可以相同，也可以不同。

多层线路部件层叠设置，需要说明的是，线路部件的数量可以根据实际需要进行设置，如图1所示，本申请实施例将线路部件的层数设置为两层。

顶层线路部件3上表面设置有第一电极31，第一电极31用于与电路板焊接。

具体请参阅图5和图6图5为本申请实施例中顶层线路部件3的一个实施例的结构示意图，图6为本申请实施例中顶层线路部件3的另一个实施例的结构示意图，在图5和图6中，第一电极31用阴影示出。

多层线路部件上设置有贯穿的台阶孔4，并在线路部件表面形成台阶面。

因为台阶孔4是贯穿多层线路部件，所以每层线路部件上均具有一个通孔，只是通孔的尺寸和/或形状不同，当多层线路部件层叠设置后，各层线路部件的通孔连通形成了台阶孔4；具体地，请参阅图4、图5和图6，图4为本申请实施例中非顶层线路部件2的结构示意图，在图4中，非顶层线路部件2具有方形第一通孔22，在图5和图6中，顶层线路部件3具有方形第二通孔32，第一通孔22的尺寸小于第二通孔32的尺寸，所以当该两层线路部件层叠设置后，第一通孔22和第二通孔32连通形成具有一个台阶面的台阶孔4，具体可参阅图1。

在本申请实施例中，台阶孔4的台阶数可以根据实际需要进行设置；一般情况下，为了减少整个LED器件的厚度，可以将台阶数设置为一阶，此外，还可以将台阶数设置为多阶。

台阶面上设置有多条独立的线路21，线路21与第一电极31电性连接。

结合图1和图2可知，图2中间的方形区域代表第二通孔32，第二通孔32中靠边的区域为台阶面，方形第二通孔32中的阴影区域则代表台阶面上的电路，从图2中可以看出，阴影区域有多个且位独立的；另外，当台阶面有多个时，可以在不同的台阶面上设置相应的线路。

请参阅图7，本申请实施例在第二封装步骤后LED器件的俯视图。

请参阅图8，本申请实施例在第二封装步骤后LED器件的侧面截面图。

在图7和图8中，LED发光芯片设置在台阶孔4中，LED发光芯片的发光面51背向顶部线路部件3设置，LED发光芯片背面上设置有第二电极5，第二电极5通过引线6与线路21电性连接，背面与发光面51相背。

请参阅图9，本申请实施例在第三封装步骤后LED器件的俯视图。

请参阅图10，本申请实施例在第三封装步骤后LED器件的侧面截面图。

在本申请实施例，可以通过引线键合工艺将第二电极5和线路21电性连接，具体地可以采用超声引线键合工艺。

可以理解的是，第二电极5通过引线6与线路21电性连接，线路21与第一电极31电性连接，从而形成从第一电极31到第二电极5的电气回路，当第一电极31与电路板焊接后，可以通过第一电极31向第二电极5供电。

请参阅图11，本申请实施例在第四封装步骤后LED器件的俯视图。

请参阅图12，本申请实施例在第四封装步骤后LED器件的侧面截面图。

从图11和图12中可以看出，绝缘填充物7填充在台阶孔4内且包裹住LED发光芯片和引线6，其中绝缘填充物7可以采用有机硅材料。

在本申请实施例中，第一电极31设置在顶层的线路部件上表面，第一电极31与线路部件上表面的接触面积远大于现有技术中金属布线部分与LED芯片背面电极的接触面积，所以焊接推力较强，避免因焊接推力较低而出现脱落或焊接不良，从而保证了LED芯片的稳定供电。

进一步地，第一电极31的数可以为多个，线路21的数量也可以为多条且相互独立。

如图5和图6所示，第一电极31的数量为四个，第一电极31之间的四个空白长矩形代表隔离区，使得多个第一电极31之间是相互独立。

需要说明的是，图7和图8示出的第二电极5的数量为两个，但在本申请实施例中，第二电极5的数量不限于两个，可以为一个，还可以为三个及三个以上。

可以理解的是，当第二电极5的数量为多个时，由于LED芯片很小，所以背面上的第二电极5之间的距离很近，这里以第二电极5的数量为两个来说明；当第二电极5的数量为两个时，如果依然采用现有技术的方法，将两个金属布线部分别与第二电极连接，那么这两个金属布线部之间的间隔也会很小，此时对焊接精度的要求极高，否则稍多的焊锡就会造成两个金属布线部分短路。

而在本申请实施例中，将第一电极31设置在顶层线路部件3上表面，通过线路21将第二电极5间接与第一电极31连接，因此可以合理设置第一电极31之间的间隔，具体可以将第一电极31之间的间隔设置成远大于两个第二电极5间的距离，这样就不会因为多余的一点焊锡造成第一电极31短路，因此本申请实施例降低对焊接精度的要求。

进一步地，在本申请实施例中，线路21和第一电极31的电性连接方式有多种。

例如，线路21可以延伸至第一电极31在线路部件表面的投影面内，第一电极31和线路21之间的线路部件上设置有过孔33，第一电极31和线路21通过过孔33内壁的导电层电性连接。

如图4所示，每个阴影区域均代表一条线路21；结合图2和图4可以看出，非顶层的线路部件上表面上的线路21不仅存在台阶面上，还延伸到第一电极31在线路部件表面的投影面内，即与顶层线路部件3下表面接触的区域也存在线路21。这样，便可以设置过孔33并在过孔33内壁设置导电层，使得第一电极31和线路21电性连接。

进一步地，过孔33可以为圆形，如图6所示，过孔33具体设置在第一电极31中间区域；过孔33还可以为扇形，如图5所示，顶层线路部件3的四个90度的扇形过孔33，扇形过孔33内壁设置有导电层。

进一步地，第一电极31和线路21还可以通过台阶孔4内壁的导电层电性连接。

可以理解的是，将导电层直接设置在台阶孔4内壁，这样，不需要额外设置过孔33，减少了工艺步骤和劳动成本。

进一步地，LED发光芯片包括红色LED发光芯片、绿色LED发光芯片和蓝色LED发光芯片中的一个或多个。

可以理解的是，当LED发光芯片用于构成RGB显示器件且包括红色LED发光芯片、绿色LED发光芯片和蓝色LED发光芯片各一个时，那么第一电极31的数量则为4个，即一个正极三个负极，相应地，独立线路21的条数也为四条，具体如图7所示。

进一步地，LED器件可以为矩形，过孔33为90度的扇形且分布在顶层线路部件3边缘，这样，该扇形过孔33便可以由一个圆形过孔切割形成，相比直接在第一电极31中间区域设置扇形过孔33，将扇形过孔33设置在顶层线路21边缘更方便加工。

进一步地，LED器件还可以包括透光板1，如图1所示，多层线路部件层叠设置在透光板1上，其中LED发光芯片的发光面51与透光板1连接。

进一步地，LED发光芯片的发光面51通过透明胶状物52与透光板1连接。

可以理解的是，当LED发光芯片的发光面51与透光板1粘连时，需要保证粘连的胶状物透明，在本申请实施例透明胶状物52可以为透光固晶胶。

进一步地，透光板1可以采用透明光学材质，如图3所示，也可以采用透明材质中参杂光学功能粒子11形成的半透明光学材质，光学功能粒子可以为具有扩散功能的光学粒子，或具有光转换作用的光学粒子如荧光粉等，也可以是具有其他功能的光学功能粒子，不限于本实施例中所述。

进一步地，台阶孔4的横截面为圆形、方形或三角形，本申请实施例对此不做限定。

进一步地，为了保证LED发光芯片发出的光只从发光面射出，可以将LED发光芯片的背面设置为70％以上的面积不透光，可以采用不透光材料作为绝缘填充物7，还可以采用透光材料为绝缘填充物7，但需在绝缘填充物7外表面设置光反射层。

进一步地，LED发光芯片的面积与LED器件面积的比值小于等于12％，需要说明的是，本申请实施例中的面积是指投影面积，例如，LED发光芯片的面积是指LED发光芯片垂直投影面的面积，而不是表面积。

可以理解的是，本申请实施例中的LED器件可以满足焊接精度高的要求，所以尤其适用于LED芯片较小的情况，尤其是Mini LED和Micro LED芯片，经试验得出，当LED发光芯片的面积与LED器件面积的比值小于等于12％时，更能发挥本申请实施例中LED器件能满足焊接精度高的优势。

另外，本申请实施例还提供了一种显示屏，包括本申请实施例提及的上述任意一种LED器件。

在本申请实施例中，由于第一电极设置在顶层的线路部件上表面，第一电极与线路部件上表面的接触面积远大于现有技术中金属布线部分与LED芯片背面电极的接触面积，所以焊接推力较强，避免因焊接推力较低而出现脱落或焊接不良的情况，即使LED芯片面积很小，也可以保证LED芯片的稳定供电，从而可以满足LED芯片小型化的要求，使得显示屏中的LED发光芯片的发光效能可以充分利用。

需要说明的是，本申请实施例中的LED器件不仅可以用于显示屏中，还可以用于其他发光、显示器件中。

请参阅图14，本申请实施例中LED器件的封装工艺的一个实施例的流程示意图；

本申请实施例提供了一种LED器件的封装工艺的一个实施例，包括：

步骤101，将多层均具有通孔的线路部件层叠设置在基板上，使得上表面设置有第一电极的线路部件位于顶层，各层线路部件的通孔连通形成贯穿的台阶孔，在线路部件表面形成台阶面且台阶面上裸露有线路，线路与第一电极电性连接。

可以理解的是，为了形成台阶孔，线路部件上均需要具备通孔，为了组装后能够在台阶面上裸露相应的线路，需要预先在线路部件的特定位置上设置线路。

步骤102，将LED发光芯片倒装在台阶孔内，并将LED发光芯片的发光面与基板连接。

可以理解的是，LED发光芯片倒装，那么发光面则与基板接触，背面朝上。

步骤103，采用引线将LED发光芯片背面上的第二电极与线路电性连接，其中背面与发光面相对。

可以理解的是，可以通过引线键合工艺将第二电极和线路电性连接，具体地可以采用超声引线键合工艺。

步骤104，采用绝缘填充物对台阶孔进行填充，使得绝缘填充物包裹住LED发光芯片和引线并形成LED器件。

步骤105，当基板为不透光板时，采用物理的方式将基板从LED器件上剥离。

可以理解的是，将基板剥离后的LED器件适用于对防水性要求不高的显示屏上，剥离掉的基板可以循环使用，从而减少了LED器件的制造成本。

另外，还可以采用透光板作为基板，这样，LED芯片发光的可以直接穿过透光板，从而不需要将基板剥离，减少了一步工艺；而且，透光板可以起到防水的作用。

进一步地，在步骤101进行前，可以在部分线路部件上开设过孔，并在过孔内壁设置导电层，使得多层线路部件层叠设置在作为基板上后，线路与第一电极通过过孔内壁的导电层电性连接。

进一步地，在步骤101进行前，可以在部分线路部件的通孔内壁设置导电层，使得多层线路部件层叠设置在基板上后，电路与第一电极通过通孔内壁的导电层电性连接。

进一步地，台阶孔可以有多个，且呈阵列排布，具体可以参阅图13，本申请实施例中台阶孔呈阵列排布的LED器件的结构示意图，从图13中可以看出，多个台阶孔中均设置有LED发光芯片。

在本身请实施例中，封装工艺还可以包括：

沿预设的切割线9对LED器件进行切割，得到多个LED子器件，每个子器件包括一个台阶孔。

需要说明的是，当基板为不透光板时，可以在基板被剥离后进行该步骤，这样，不仅一次性可以将所有LED子器件的基板全部剥离，而且可以使得被剥离的基板可以重复使用。

从图13中可以看出，可以通过旋转刀片8沿预设的切割线9进行切割，图13所示的切割线9包括相互垂直的两个方向，且恰好位于设置好的过孔直径上，这样，在切割形成的LED子器件上，过孔便呈90度扇形。

需要说明的是，通过对LED器件进行切割得到多个LED子器件的方式，可以实现批量封装，提高封装效率。

进一步地，为了保证LED发光芯片发出的光只从发光面射出，可以将LED发光芯片的背面设置为70％以上的面积不透光，可以采用不透光材料作为绝缘填充物，还可以采用透光材料为绝缘填充物，但需在绝缘填充物外表面设置光反射层。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。