CN109638120A - 一种用于LCD背光的大出光角Mini LED芯片制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于LCD背光的大出光角Mini LED芯片制作方法，包括以下步骤：S1：以正常工艺完成芯片前段制作，直至研磨前，包括在蓝宝石衬底上以MOCVD生长外延层和芯片前段各工序，直至晶圆制作完成；S2：研磨减薄蓝宝石衬底，直至较厚的厚度，mini LED的蓝宝石厚度为80‑140μm；S3：在蓝宝石表面沉积DBR光学薄膜，DBR光学薄膜由SiO2和TiO2多层堆积而成；S4：利用多重激光隐形切割对蓝宝石进行切割处理。本发明通过合理设计芯片工艺，减少芯片正面的出光，增加芯片侧面的出光，从而达到增加Mini LED的出光角度的目的，制作工艺易行，成本低，良率高。
Description
技术领域
本发明涉及芯片制作技术领域，尤其涉及一种用于LCD背光的大出光角Mini LED芯片制作方法。
背景技术
随着大众追求超清显示，显示技术需要更高对比度，被称为次时代显示技术的Micro LED成为众厂商积极布局的领域。但是目前由于受到种种技术的瓶颈，Micro LED还远未达到正式量产，于是Mini LED便应运而生。采用Mini LED背光技术的LCD（液晶）显示屏，在亮度、对比度、色彩还原和节能远远优于当今的LCD显示器，甚至可以与AMOLED竞争，同时还能控制生产成本。由于用于面板背光的LED数量大大增加，新技术可以在很大程度上改善LCD屏幕的HDR性能。
一般来说，Mini LED的使用颗数与整机厚度和背光所需的辉度有关，由于电子产品近来不断要求朝着轻薄设计，随着整机厚度降低，背光中保留的混光区势必要缩短，然而为了维持良好的光学表现，Mini LED的使用颗数居高不下。以标准智能手机为例，一个5英寸的手机显示屏包含大约25颗LED芯片，而Mini LED背光可以包含9000到10000颗芯片。若想维持轻薄设计但同时又要降低使用的LED颗数，打开LED出光角度是一个关键课题。
图1显示的用于LCD背光的Mini LED模组示意图。01为线路板，02为基于LED倒装结构的Mini LED芯片，03为液晶面板，04为混光距离。通常LED的出光角度是120°~140°之间，出于轻薄的设计，混光距离的趋势是越来越小，这意味着我们需要更多的芯片来满足整块面板的背光需求。然而，如果我们能设计出增大出光角的LED，如图2右所示，那么在同样混光距离下，整个面板所需的Mini LED芯片可大大减少，有效降低面板的材料成本。此外更少的芯片意味着更低的故障率，可提升面板的良率。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有芯片材料浪费多的缺点，而提出的一种用于LCD背光的大出光角Mini LED芯片制作方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于LCD背光的大出光角Mini LED芯片制作方法，包括以下步骤：
S1：以正常工艺完成芯片前段制作，直至研磨前，包括在蓝宝石衬底上以MOCVD生长外延层和芯片前段各工序，直至晶圆制作完成；
S2：研磨减薄蓝宝石衬底，直至较厚的厚度，mini LED的蓝宝石厚度为80-140μm；
S3：在蓝宝石表面沉积DBR光学薄膜，DBR光学薄膜由SiO2和TiO2多层堆积而成；
S4：利用多重激光隐形切割对蓝宝石进行切割处理；
S5：最后将蓝宝石裂开，完成芯片的制作。
优选的，所述S2中，所述蓝宝石厚度为100-130μm。
优选的，所述S3中，所述DBR光学薄膜厚度在1-5μm。
优选的，所述S4中，使用激光束多次重复切割，如激光束先划片一遍后，将激光束聚焦上方再进行一次划片，2次以上划片后。
本发明的有益效果是：通过在蓝宝石正面沉积DBR光学薄膜，减少正面的透光量，增加反射光；而通过蓝宝石研磨厚度增加和多重激光切割，有效增加芯片蓝宝石厚度，使正面反射回来的光从侧面出射。经过上述的工艺，芯片侧面和正面出光的比例接近1:1，从而大大增加了芯片的出光角度，理论计算，该工艺下芯片的出光角度从原来的120-140°增加到140-160°。芯片出光角度的增加，有利于Mini LED在背光模组中减少颗粒数，有效降低物料成本和增加模组良率，具有非常重要的现实意义。
本发明通过合理设计芯片工艺，减少芯片正面的出光，增加芯片侧面的出光，从而达到增加Mini LED的出光角度的目的，制作工艺易行，成本低，良率高。
附图说明
图1为 Mini LED正常出光角的背光模组示意图；
图2为 Mini LED增大出光角的背光模组示意图；
图3为正常工艺完成芯片前段制作，直至研磨前示意图；
图4为研磨减薄蓝宝石衬底，直至较厚的厚度示意图；
图5为蓝宝石表面沉积DBR光学薄膜示意图；
图6为多重激光隐形切割对蓝宝石进行切割处理示意图；
图7为芯片制作完成示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-7，一种用于LCD背光的大出光角Mini LED芯片制作方法，包括以下步骤：
以正常工艺完成芯片前段制作，直至研磨前（图3）。包括在蓝宝石衬底上以MOCVD生长外延层和芯片前段各工序，直至晶圆制作完成。图3中001为蓝宝石衬底，002为LED外延层，003为芯片电极。
研磨减薄蓝宝石衬底，直至较厚的厚度（图4）。通常而言mini LED的蓝宝石厚度为80-100微米，本案中要求蓝宝石厚度为100-130微米。更厚的蓝宝石厚度可以实现更多的侧面出光。004为研磨后的蓝宝石。
在蓝宝石表面沉积DBR光学薄膜（图5）。DBR光学薄膜由SiO2和TiO2多层堆积而成，厚度在1-5微米。通过光学设计，该光学薄膜对光的透过率为50%左右，对光的反射率为50%左右。如此约一半的光被反射后从蓝宝石侧面出射，从而大大增加了出光角度。
利用多重激光隐形切割对蓝宝石进行切割处理（图6）。由于Mini LED尺寸偏小，厚度增加后切割难度增加，为此本案使用激光束多次重复切割，如激光束006先划片一遍后，将激光束007聚焦上方再进行一次划片。经过2次以上划片后，蓝宝石很容易裂开。
最后将蓝宝石裂开，完成芯片的制作（图7）。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于LCD背光的大出光角Mini LED芯片制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：以正常工艺完成芯片前段制作，直至研磨前，包括在蓝宝石衬底上以MOCVD生长外延层和芯片前段各工序，直至晶圆制作完成；
S2：研磨减薄蓝宝石衬底，直至较厚的厚度，mini LED的蓝宝石厚度为80-140μm；
S3：在蓝宝石表面沉积DBR光学薄膜，DBR光学薄膜由SiO2和TiO2多层堆积而成；
S4：利用多重激光隐形切割对蓝宝石进行切割处理；
S5：最后将蓝宝石裂开，完成芯片的制作。
2.根据权利要求1所述的一种用于LCD背光的大出光角Mini LED芯片制作方法，其特征在于，所述S2中，所述蓝宝石厚度为100-130μm。
3.根据权利要求1所述的一种用于LCD背光的大出光角Mini LED芯片制作方法，其特征在于，所述S3中，所述DBR光学薄膜厚度在1-5μm。
4.根据权利要求1所述的一种用于LCD背光的大出光角Mini LED芯片制作方法，其特征在于，所述S4中，使用激光束多次重复切割，如激光束先划片一遍后，将激光束聚焦上方再进行一次划片，2次以上划片。
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