CN113302752A - 利用填充液体从多个腔中选择性地填充一组腔的方法 - Google Patents

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Abstract

S 66194GR‑G‑EXT PCT 29摘要本发明涉及一种利用填充液体(15)选择性地填充多个腔(10)之中的第一腔(11)的方法，每个腔在衬底的正面(21)处向外打开，该方法包括以下步骤：a)处理步骤，旨在改变第一腔(11)的第一内表面(12)的表面能或其他腔的第二内表面(122)的表面能，使得第一表面(12)具有第一表面能，且第二表面具有第二表面能；b)包括用于散布填充液体(15)的序列的步骤；调节第一能量和第二能量，使得第一表面和第二表面分别对液体(15)施加吸引效应和排斥效应。用于摘要的1个图：图2d。

Description

利用填充液体从多个腔中选择性地填充一组腔的方法
技术领域
本发明涉及一种用于选择性地填充腔的方法。特别地，本发明涉及一种利用填充材料选择性地填充在底部容纳发光二极管的腔的方法。
根据本发明的填充方法有利地用于制造显示器或投影设备的彩色像素。
该填充方法有利地用于制造电子、光电、机电(MEMS)或光电机械(MOEMS)设备。
背景技术
用于制造微电子、光电、机电或甚至光电机械设备的方法可涉及利用填充液体填充腔。
根据本领域技术人员已知的第一技术，这种填充可以是多个腔的共同填充。
特别地，共同填充可包括将填充液体散布在被称为正面的面上，在该面上腔向外打开，特别是通过旋转器打开。
然而，这种技术并不令人满意。
实际上，这种技术不可能将腔彼此区分开，且例如以选择性方式利用不同的填充液体填充腔。
为了解决这个问题，已提出一种用于单独填充腔的方法，例如利用打印装置或滴注分配装置来填充腔。
然而，这种技术也不令人满意。
实际上，后面的这种技术严重限制了生产率。
此外，这种技术在以单独的方式填充非常小尺寸的腔方面失去其功效。
最后，这种技术的成本并不总是与工业的当前要求兼容。
然而，腔的选择性填充特别令人感兴趣，特别是对于显示设备(或屏幕)或投影设备的制造。
例如，显示设备可包括发光二极管(LED)，特别是被设置为产生多种颜色的LED。
LED可以特别地是纳米线LED，诸如在说明书的末尾引用的文献[1]中描述的并在图1中示出的那些LED。
在该显示设备中，LED形成在腔C的底部，腔C在支撑衬底的被称为正面的面处向外打开。在每个腔的底部上方具有壁P，壁P称为侧壁，且每个腔的底部与壁P一起界定腔体积V。
然后用被称为封装材料M的材料填充腔体积，该材料填充有磷光体，磷光体被配置为将可能由LED发射的电磁辐射转换成具有不同波长的电磁辐射。
在彩色显示设备的情况下，腔及其LED布置在腔组中以形成像素。
然后通过利用填充有磷光体的封装材料填充所述像素的每个腔来获得给定像素显示不同颜色的能力，磷光体从一个腔到另一个腔具有不同的光转换性质。
因此，在文献[1]中提出通过喷墨的方式利用封装材料(例如，填充有磷光体的硅酮基质)选择性地填充给定像素的腔。
如上所述，文献[1]中描述的填充技术并不令人满意。
在说明书的末尾引用的文献[2]提出了选择性地填充腔的替代方法。
特别地，参考文献[2]的图1a，文献[2]提出调整腔的几何形状，特别地使用不同尺寸的腔。
更确切地说，文献[2]考虑尺寸小且形状为圆柱形的第一类型的腔，以及形成较大尺寸的互连通道的网络的第二类型的腔。
因此，散布到腔向外打开的表面上的液相材料(诸如熔融相变材料(PCM))将优先填充较小的腔，特别是第一腔。
然而，这种选择性填充技术并不令人满意。
实际上，这种选择性填充技术施加了特定的腔几何形状，且当所有腔具有相同的几何特征时不能使用。
因此，本发明的一个目的在于提出一种用于利用填充液体选择性地填充腔的方法，该方法不影响生产率。
本发明的另一个目的还在于提出一种用于利用填充液体选择性地填充腔的方法，该方法与腔的尺寸和/或几何形状无关。
本发明的另一个目的还在于提出一种用于利用填充液体选择性地填充小腔，特别是具有最大尺寸小于20微米的开口的腔的方法。
本发明的另一个目的还在于提出一种用于利用填充液体选择性地填充腔的方法，该方法比现有技术的已知方法更容易实施。
发明内容
本发明的目的至少部分地通过一种用于利用填充液体选择性地填充至少一组腔中被称为第一腔的腔的方法来实现，至少一组腔中的每个腔在衬底的被称为正面的面处打开，每个腔包括内表面，该方法包括以下步骤：
a)处理步骤，用于改变第一腔的被称为第一表面的内表面的表面能，或者用于改变除了第一腔之外的被称为第二腔的腔的被称为第二表面的内表面的表面能，使得第一表面具有第一表面能，且第二表面具有不同于第一表面能的第二表面能；
b)包括在正面上散布填充液体的至少一个序列的步骤；
调节第一能量和第二能量，使得第一表面和第二表面分别对填充液体施加吸引力和排斥力，步骤b)从而使得利用填充液体相对于第二腔选择性地填充第一腔。
根据本发明，给定表面的表面能调节液体润湿所述表面的能力。液体润湿表面的能力可以特别地通过当所述液体的液滴停留在所讨论的表面上时测量接触角来获得(在说明书的末尾引用的文献[4]中描述了测量接触角的方法)。
特别地，接触角越大，液体停留在其上的表面对所述液体施加的排斥效应越大。相反，接触角越小，液体停留在其上的表面对所述液体施加的吸引效应越大。
如果填充液体是水相，则对所述液体施加吸引效应的表面被称为亲水表面，而在相反的情况下，表面被称为疏水表面。
因此，根据本发明的填充方法使得可以以选择性的方式填充一组腔中的第一腔，而不考虑形状和/或尺寸。
换句话说，腔可以相同。
此外，根据本发明的方法可有利地用于选择性地和共同地填充布置在同一衬底上的多组腔的第一腔中的每一个腔。
然后，生产率不受影响，因此保持与工业要求相容。
此外，根据本发明的方法对颗粒的尺寸不敏感，使得可填充尺寸非常小的腔，特别是小于几十微米，有利地小于10微米，甚至更有利地小于5微米，例如等于1微米的腔。
“腔的尺寸”被定义为腔的开口的最大尺寸。
根据一个实施方式，处理步骤a)包括选择性地在第一表面或第二表面上执行的等离子体处理或利用紫外辐射的处理。
根据一种实施方式，通过分别掩蔽第二表面或第一表面，选择性地在第一表面或第二表面上执行步骤a)。
根据一个实施方式，在步骤a)之前是通过覆盖第一表面和第二表面来形成被称为钝化层的层的步骤a1)，钝化层由被称为活性材料的材料制成，该材料被配置为针对步骤a)的处理效果来改变其表面能。
根据一个实施方式，钝化层包括如下选择的材料中的至少一种材料：硅氧烷化合物、氟硅烷、含氟聚合物、十八烷基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、二甲氧基-甲基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、三氯(十八烷基)硅烷、三氯(3,3,3-三氟丙基)硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷。
根据一个实施方式，钝化层根据化学气相沉积方法形成，特别是等离子体活化的。
根据一种实施方式，散布填充液体的步骤使用刮刀或狭缝模头。
根据一种实施方式，填充液体是包括溶剂、填充基质和被称为活性电荷的电荷的混合物。
根据一种实施方式，步骤b)包括填充液体的多个有利地两个散布序列，且在每个散布序列之后执行溶剂的蒸发序列。
根据一种实施方式，填充液体的蒸发序列包括用于蒸发溶剂的热处理步骤。
根据一种实施方式，填充基质还适于在热处理步骤期间固化，从而将活性电荷捕获在填充基质的体积中。
根据一种实施方式，溶剂包括丙二醇单甲醚乙酸酯的溶液。
根据一种实施方式，填充基质包括丙烯酸酯型透明材料，有利地是聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)或硅树脂或聚合物。
根据一种实施方式，活性电荷包括转换材料，特别是光学转换材料。
根据一种实施方式，光学转换材料包括量子点(QD)、纳米片或磷光体。
根据一种实施方式，腔中的每一个腔的底部被功能化。
根据一种实施方式，腔中的每一个腔的底部的功能化包括使用发光二极管，有利地，发光二极管是至少一个纳米线的形式。
本发明还涉及一种用于利用不同的填充液体填充一组腔中的每个腔的制造方法，该制造方法包括根据本发明的填充方法连续地填充每个腔。
根据一种实施方式，一组腔形成显示设备的像素，特别地，像素的每个腔旨在发射不同的颜色。
附图说明
参考附图，在通过非限制性示例给出的根据本发明的用于选择性地填充腔的方法的以下描述中，其他特征和优点将变得显而易见，在附图中：
图1是显示设备的示意性表示，该显示设备设置有形成在腔的底部处并填充有填充液体的纳米线形式的LED；
图2a、图2b、图2c、图2d是可作为本发明的一部分实施的不同步骤的示意性表示，具体地，图2a示出了腔形成步骤，图2b示出了步骤a1)，图2c示出了处理步骤a)，且图2d示出了步骤b)；
图3A和图3B分别是液体(特别是水)在表面上的接触角(竖直轴，以“°”为单位)作为暴露于氦等离子体和紫外辐射的时间(水平轴，以“秒”为单位)的函数来演变的图形表示，暴露于能量流的表面特别地包括通过等离子体增强气相沉积并以八甲基环四硅氧烷(OMCTSO)作为前体而形成的硅氧烷型材料；
图3C是液体(特别是水)在表面上的接触角(竖直轴，以“°”为单位)作为由准分子激光器发射的脉冲数(水平轴，“脉冲数”)的函数来演变的图形表示，该表面特别地包括通过OMCTSO的等离子体增强气相沉积而形成的硅氧烷；
图3D是通过光学显微镜获得的包括多个腔的表面的图像，多个腔具有10μm直径的圆形开口，且彼此间隔15μm(中心到中心的距离)，该表面特别地包括由SiOC硅氧烷型材料制成并具有等于110nm的厚度的钝化层，钝化层通过OMCTSO的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)而形成；
图3E是在表面的区域A上执行步骤a)之后的所述表面的图像，特别是最初覆盖有覆盖底层的钝化层堆叠体的表面暴露于旨在将钝化层整体喷涂在区域A中的激光辐射；
图4a和图4b是通过扫描电子显微镜获得的腔的图像，该图像根据所述腔的垂直于底部的横截面并在执行根据本发明的填充方法的步骤a)和b)之后获得，步骤b)仅执行一次，图4a和图4b特别地分别示出了第二腔和第一腔；
图5a和图5b是通过扫描电子显微镜获得的腔的图像，该图像根据所述腔的垂直于底部的横截面并在执行根据本发明的填充方法的步骤a)和b)之后获得，步骤b)执行两次，图5a和图5b特别地分别示出了第二腔和第一腔；
图6a和图6b是通过扫描电子显微镜获得的腔的图像，该图像根据所述腔的垂直于底部的横截面并在执行根据本发明的填充方法的步骤a)和b)之后获得，步骤b)仅执行一次，图6a和图6b特别地分别示出了第二腔和第一腔；
图7a和图7b是通过扫描电子显微镜获得的腔的图像，该图像根据所述腔的垂直于底部的横截面并在执行根据本发明的填充方法的步骤a)和b)之后获得，步骤b)仅执行一次，图7a和图7b特别地分别示出了第二腔和第一腔；
图8是能量流特别是UV辐射对具有疏水碳链的硅烷化合物的影响的示意性表示；
图9a至图9d是涉及连续地填充一组腔之中的多个腔的制造方法的示意性表示。
具体实施方式
根据本发明的方法涉及一种用于利用填充液体选择性地填充从至少一组腔中选择的第一腔的方法。
更具体地，根据本发明的方法使用用于区分腔的表面能的机构，该机构使得可以促进利用填充液体相对于其他腔填充第一腔。
特别地，第一腔的表面的表面能适于使得第一腔的表面和其他腔的表面分别对填充液体施加吸引效应和排斥效应，从而使得利用填充液体相对于其他腔选择性地填充第一腔。
根据本发明的方法可以特别地用于连续地填充一组腔的所有腔。
图2a至图2d示出了利用填充液体15填充一组腔10中被称为第一腔11的腔的方法。
一组腔10中的每一个腔在支撑衬底20的被称为正面21的面处向外打开。
在这方面，腔包括内表面12。
内表面12可包括上方具有壁的底部。壁可以是凹形的、凸形的或平坦的。
腔还可具有其他形式，例如圆锥形、锥体形或U形。
腔的形成可涉及从支撑衬底20的正面21蚀刻支撑衬底20的步骤，特别是蚀刻硅衬底的步骤。
然而，可考虑涉及材料生长的其他技术，例如且以非限制性的方式，可以电化学地执行腔的形成。还可将金属网格转移到沉积在硅支撑件上的(金属)材料或者将网格蚀刻到沉积在硅支撑件上的(金属)材料中。
腔的壁可以与支撑衬底20的正面21正交。
涂层可覆盖内表面12，例如涂层可包括如下选择的材料中的至少一种材料：金属、氧化物、氮化物。
每个腔的内表面12可被功能化。例如，内表面可包括一个或多个电子、微电子器件。
例如，如果腔包括底部，则可在底部上设置一个或多个电致发光结构。
“电致发光结构”通常定义为当电流通过时会发射光辐射的结构。
电致发光结构可包括2D发光二极管，即平面发光二极管，并因此包括半导体膜的堆叠体。
或者，发光结构可以是3D发光二极管，每个3D发光二极管包括多个发光纳米线或微细线或锥体，其垂直于3D发光二极管搁置在其上的腔的底部。
每个发光二极管可包括第一半导体材料层X和第二半导体材料层W的堆叠体，第一半导体材料层X和第二半导体材料层W具有相反的导电率，其中活性层Y插入在第一半导体材料层X和第二半导体材料层W之间。特别地，第一半导体材料层X和第二半导体材料层W的掺杂分别是N型和P型。
活性层Y可包括容纳装置。
例如，活性层Y可包括由半导体材料制成的单个量子阱，该半导体材料的能隙小于分别形成第一层X和第二层W的两种半导体材料的能隙。
同样作为示例，活性层Y可包括多个量子阱的堆叠体，特别是量子阱和势垒层的交替堆叠。
因此且以非限制性的方式，第一层X和第二层W可包括GaN，而活性层Y可包括InGaN。
在这方面，纳米线或微细线的使用可涉及由GaN-n区域、活性区域、GaN-p或InGaN-p区域形成的堆叠体。
在这方面，本领域技术人员可参考在说明书的末尾引用的专利申请[3]，更具体地，从第19页第24行至第20页第10行。
然后，填充方法包括步骤a)，步骤a)改变第一腔11的被称为第一表面121的内表面12的表面能，或者改变除了第一腔11之外的腔(被称为第二腔)的被称为第二表面122的内表面的表面能。
特别地，在步骤a)之后，第一表面121具有第一能量，而第二表面122具有不同于第一能量的第二能量。
在下文中，为了简化起见，认为步骤a)旨在改变第一表面121的表面能。
然而，本领域技术人员利用其常识，在阅读本说明书时将找到实施用于改变第二表面的表面能的步骤a)所需的信息。
在本发明的含义内应理解，步骤a)选择性地改变第一腔11的内表面12的表面能，并使第二腔的内表面的表面能保持不变。
步骤a)可特别地涉及暴露于能量流。
暴露于能量流可包括暴露于等离子体，更具体地，暴露于臭氧等离子体。
以互补和/或替代的方式，暴露于能量流可包括暴露于紫外辐射，紫外辐射可特别地包括具有等于248纳米或193纳米的波长的光发射。
以互补和/或替代的方式，暴露于能量流可包括暴露于紫外(UV)激光辐射，特别是由脉冲准分子激光源发射的UV激光辐射。UV辐射的波长可介于150nm和350nm之间，例如是248nm。
激光脉冲可具有介于1Hz和1000Hz之间例如介于20Hz和300Hz之间的频率，以及介于1ps和100ns之间例如等于25ns的半值宽度。
激光脉冲的能量密度可介于1mJ/cm2和1000mJ/cm2之间，例如介于230mJ/cm2和330mJ/cm2之间。
暴露于紫外激光辐射还可通过在待处理表面附近保持强氧化气氛来进行。
强氧化气氛可特别地富含氧(例如氧浓度可高于20％)，或者包含臭氧(臭氧浓度可特别地介于0.1ppm和100ppm之间，优选地介于1ppm和10ppm之间)。
强氧化气氛的使用提高了步骤a)的功效。
可替代地和/或另外地，步骤a)可包括对形成在腔的内表面上的层的堆叠体进行烧蚀，特别是快速烧蚀。特别地，层的堆叠体可包括钝化层14(在下文中描述)特别是疏水钝化层，钝化层14搁置在被称为子层141的另一层上，子层141由适于给所述子层141赋予亲水性质(即，对水有吸引力)的材料制成。形成子层141的这种材料还被选择为具有与钝化层14迥然不同的热膨胀系数(CTE)。
子层141可特别地包括氮化硅或该族的氧化物(SixNy、SixOzNy)。
作为示例，在SiN表面上测量的水的接触角为40°，而在硅氧烷SiOC表面上测量的水的接触角大于100°。SiN的CTE为3.3×10-6K-1，而SiOC的CTE为3.1×10-4K-1。
氮化硅层的形成是本领域技术人员已知的，且可特别地通过PECVD来实施。子层141的厚度可介于10nm和5μm之间，优选地是500nm。
然后，利用上述激光辐射源执行步骤a)。特别地，发射激光辐射，使得选择性地喷涂第一表面121的钝化层，并因此露出子层141。因此应当理解，搁置在第二表面122上的堆叠体不受激光影响。
可利用单个激光脉冲实现在第一表面121处的钝化层的完全去除。
在这方面，激光的能量密度可介于100mJ/cm2和400mJ/cm2之间，优选地接近320mJ/cm2。
发明人还发现，一旦暴露，则子层141的表面能在执行步骤a)时不受影响。
步骤a)的这种实施方式，由于其实施的容易性和速度，因而非常有利。
在层的堆叠体上实施步骤a)的示例在图3E中示出。特别地，选择性喷涂钝化层14的方法仅允许堆叠体的某些区域被喷涂。特别地，在图3E中，仅区域A经受激光辐射以暴露亲水性子层141，而受保护的区域B包括由疏水性子层141和钝化层14形成的堆叠体。
使第一表面121暴露于能量流，可借助于掩模来执行，特别是借助于具有与第一表面相对的开口的掩模来执行。换句话说，掩模阻挡第二腔。
根据本发明，调节第一表面能，使得第一表面121对填充液体15施加吸引效应。
换句话说，调节第一表面能，使得填充液体15的接触角小。
“小润湿角”定义为小于40°、有利地小于30°、甚至更有利地小于25°的接触角。
调节第二能量，使得第二表面对填充液体15施加排斥效应。
换句话说，调节第二表面能，使得填充液体15的接触角大。
“大接触角”定义为大于40°、有利地大于70°、甚至更有利地大于90°的接触角。
在任何情况下，选择性填充将通过表面的所谓的低能量区域和高能量区域之间的表面能的差异来获得，其特征在于：填充液体在这两个表面上的接触角的差异为至少30°，有利地大于50°。
作为示例，图3A和图3B分别是液体(特别是水)在表面上的接触角(竖直轴)作为暴露于氦等离子体和红外辐射的时间的函数来演变的图形表示。
暴露于能量流的表面特别地包括硅氧烷型材料，例如通过等离子体增强气相沉积、以八甲基环四硅氧烷(OMCTSO)作为前体而形成的硅氧烷型材料。
在这些图形中的每一个图形中清楚地观察到水的接触角减小。换句话说，当暴露于能量流时，表面从疏水状态(大接触角)转变为亲水状态。
图3C是液体(特别是水)在表面上的接触角(竖直轴，以“°”为单位)作为由准分子激光器发射的脉冲数(水平轴，“脉冲数”)的函数来演变的另一示例。该表面特别地包括通过OMCTSO的等离子体增强气相沉积而形成的硅氧烷。
随着激光脉冲数增加，清楚地观察到水的接触角减小。因此可以调节表面的亲水性。
图3D是通过光学显微镜获得的包括多个腔的表面的图像，多个腔具有10μm直径的圆形开口，且彼此间隔15μm(中心到中心的距离)。该表面特别地包括由硅氧烷SiOC型材料制成且厚度等于110nm的钝化层14。层14通过OMCTSO的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)而形成。
因此，在本发明的范围内，选择性地在第一表面上使用的、包括暴露于能量流的处理使得可以给所述第一表面赋予不同于第二表面的表面能的表面能。
换句话说，在步骤b)期间执行的、在衬底的正面21上散布填充液体15，将导致仅填充第一腔11。
作为说明，图8是在紫外辐射(由箭头符号表示)的作用下改变表面能的机制的示意图。
特别地，衬底S的、旨在暴露于UV辐射的表面预先涂覆有硅氧烷类型(O)的材料层。掩模与表面相对地定位，以将区域1选择性地暴露于UV辐射并掩蔽区域2。UV辐射具有减小硅氧烷型材料层的碳链的尺寸并使硅氧烷型材料层亲水的效果。未暴露于UV辐射的区域2保持其疏水性质。
在根据本发明的步骤a)之前可以是通过覆盖第一表面和第二表面来形成被称为钝化层14的层的步骤a1)。
钝化层14特别地由被称为活性材料的材料制成，该材料被配置为改变其表面能对步骤a)的处理效果的影响。
钝化层14可通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术形成。
钝化层14的厚度可介于1nm和1微米之间，优选地介于50nm至300nm之间。
活性材料可以至少包括如下选择的材料：硅氧烷化合物、氟硅烷、含氟聚合物、十八烷基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、二甲氧基-甲基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、三氯(十八烷基)硅烷、三氯(3,3,3-三氟丙基)硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷。
散布填充液体15的步骤b)的实施可涉及使用刮刀或狭缝模头。
填充液体15可以是包括溶剂、填充基质和被称为活性电荷的电荷的混合物。
特别地，溶剂可包括丙二醇单甲醚乙酸酯的溶液。
填充基质可包括丙烯酸酯型透明材料，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、硅树脂或聚合物。
活性电荷活性物可包括转换材料，特别是光学转换材料。
“光学转换材料”被定义为能够将给定波长的辐射转换成不同波长的辐射的材料。
这样的光学转换材料可特别地包括磷光体，或者还包括量子点。
以特别有利的方式，步骤b)包括填充液体15的多个有利地两个散布序列，且在每个散布序列之后执行溶剂的蒸发序列。
在具有宽度为12微米的开口的腔上实施根据本发明的方法的结果在图4a和图4b中示出。
特别地，图4a和图4b的腔经历了不同的表面处理，其内表面涂覆有钝化层14，特别是包括疏水端的硅氧烷层。
特别地，图4b的腔的内表面环境暴露于臭氧等离子体，而图4a的腔没有经历任何处理。
然后，执行散布由填充有量子点的PGMEA/PMMA(聚(甲基丙烯酸甲酯))溶液制成的液体填充物的步骤b)。
在该步骤b)结束时，清楚地观察到图4b的腔的部分填充，而填充液体15似乎没有渗透到图4a的腔中。
图4a和图4b的腔相对于填充液体15的表面能的差异使得可以执行选择性填充，更具体地，填充对填充液体15具有亲和力的腔。
更具体地，钝化层14暴露于氦等离子体，使得可以改变填充液体15的液滴在所述层上的接触角。换句话说，钝化层14暴露于氦等离子体，改变了所述层被填充液体润湿的能力。
然而，值得注意的是，考虑到PMMA和量子点在PGMEA溶剂中的稀释水平，图4b中的腔的填充仅是部分填充。
然而，可以再次且尽可能多次执行步骤b)，以完全填充图4b的腔。
在这方面，图5a和图5b示出了经历了分别与图4a和图4b的腔的方案类似的方案的腔，然而，散布填充液体15的步骤b)执行两次。
因此，图5a的未暴露于等离子体处理的腔仍然对填充液体15施加排斥效应，而可以观察到图5b的腔的完全填充。
以有利的方式，可在每个散布序列之后执行溶剂蒸发序列(在这种情况下为PGMEA)。
填充液体15的蒸发序列可包括用于蒸发溶剂的热处理步骤。
以有利的方式，填充基质可适于在根据本发明的填充方法之后固化，且特别是在热处理步骤期间固化，并因此将活性电荷捕获在填充基质的体积中。
以特别有利的方式，可调整填充液体15在溶剂中的稀释，使得在执行单个散布步骤b)之后完成或基本上完成第一腔11的填充。
在这方面，图6a和图6b分别示出了第二腔和第一腔的填充。
特别地，图6a和图6b的腔经历了不同的表面处理，其内表面涂覆有钝化层14，特别是涂覆有包括疏水端的硅氧烷层。
特别地，第一腔的内表面暴露于来自汞灯的UV辐射，而第二腔未被处理。
在单个步骤b)中施加的填充液体15包括填充有量子点的PGMEA/PMMA(聚(甲基丙烯酸甲酯))的60％稀释溶液，这使得可以完全填充第一腔，而使第二腔为空着的。
换句话说，填充液体15的稀释度的减少使得可以获得第一腔的几乎完全或完全填充。
发明人还已经证明，可利用填充液体15以选择性的方式填充尺寸非常小的腔，特别是具有1μm的开口的腔。
在这方面，图7a和图7b各自分别示出了10微米和1微米的两个腔，在这两个腔上实施根据本发明的填充方法。
特别地，图7a和图7b的、各自涂覆有钝化层14的腔经历了不同的表面处理。
特别地，图7b的腔的内表面暴露于来自汞灯的UV辐射，而图7a的腔没有经历任何处理。
步骤b)散布由填充有量子点的PGMEA/PMMA(聚(甲基丙烯酸甲酯))溶液制成的液体填充物，使得可以至少部分地填充图7b的腔，而所述液体似乎不渗透到图7a的腔中。
因此，图7a和图7b的图像示出了根据本发明的方法可选择性地填充尺寸非常小的腔，特别是尺寸介于1微米和10微米之间的腔。
可执行根据本发明的方法，以利用不同的填充液体15连续地填充一组腔10中的多个腔，特别是所有腔。
图9a至图9d示出了用于连续地填充在支撑件20上形成的一组4个腔111a、111b、111c和111d中的3个腔111a、111b、111c的填充方法的实施方式。
图9a示出了通过第一填充液体选择性地填充腔111a、111b、111c和111d中的腔111a。
图9b示出了通过不同于第一填充液体15的第二填充液体选择性地填充腔111b、111c和111d中的腔111b。
图9c示出了通过不同于第二填充液体15的第三填充液体选择性地填充腔111c和111d中的腔111c。
腔111d可以是空着的，或者还可填充有填充液体。
可有利地实施一组腔10中的腔的连续填充，以用于制造彩色显示设备。
在这种情况下，如上所述的一组腔10形成彩色像素，每个腔设置有布置在腔的底部的至少一个发光二极管。发光二极管可特别地包括一个或多个纳米线、微细线或锥体。
更具体地，本发明可使用布置在支撑衬底20的正面21上的多个像素，特别是多个相同的像素。
像素可有利地以矩阵形式布置。
“矩阵形式”被定义为具有N行和M列的网格。
每个像素包括用于发射蓝色辐射的腔111a、用于发射红色辐射的腔111b和用于发射绿色辐射的腔111c。
还可根据填充方法填充腔111d。例如，腔111d可旨在用于发射黄色或白色辐射，或者甚至蓝色或绿色或红色辐射。
填充方法可用于在最初(图9a)且选择性地利用填充液体15(被称为第一液体)填充所有腔111a。第一液体可包括用于发射给定波长(被称为第一波长)的辐射的活性电荷(光学活性的电荷)。
然后，可使用填充方法(图9b)以选择性的方式利用填充液体15(被称为第二液体)填充所有腔111b。第二液体可包括用于发射给定波长(被称为不同于第一波长的第二波长)的辐射的活性电荷(光学活性的电荷)。
最后，可以第三次使用填充方法(图9c)以选择性的方式利用填充液体15(被称为第三液体)填充所有腔111c。第三液体可包括用于发射给定波长(被称为不同于第一波长和第二波长的第三波长)的辐射的活性电荷(光学活性的电荷)。不必严格要求活性电荷的存在，特别是当腔包括由GaN制成且旨在发射蓝色辐射的一个或多个发光二极管时。
第一波长、第二波长和第三波长可例如分别对应于蓝色辐射、红色辐射和绿色辐射。
然后，根据本发明的方法使得可以选择性地填充腔，而不影响生产率。
特别地，多组腔的第一腔可以与所述多组腔的第二腔共同地填充以及相对于第二腔选择性地填充。
腔的形状和尺寸不对实施根据本发明的方法构成限制。特别地，在不改变根据本发明的方法的选择性的情况下，腔可具有相同的特性。
最后，根据本发明的方法还可以填充小尺寸的腔，特别是大约1微米的腔。
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Claims (19)

1.一种用于利用填充液体(15)选择性地填充至少一组腔(10)中被称为第一腔(11)的腔的方法，每个腔向外打开到衬底的被称为正面(21)的面上，每个腔包括内表面，所述方法包括以下步骤：
a)处理步骤，所述处理步骤用于改变所述第一腔(11)的被称为第一表面(121)的内表面的表面能，或者用于改变除了所述第一腔(11)之外的被称为第二腔的腔的被称为第二表面(122)的内表面的表面能，使得所述第一表面(121)具有第一表面能，且所述第二表面具有不同于所述第一表面能的第二表面能；
b)包括在所述正面(21)上散布所述填充液体(15)的至少一个序列的步骤；
调节所述第一能量和所述第二能量，使得所述第一表面和所述第二表面分别对所述填充液体(15)施加吸引效应和排斥效应，步骤b)从而使得利用所述填充液体(15)相对于所述第二腔选择性地填充所述第一腔(11)。
2.根据权利要求1所述的填充方法，其中，处理步骤b)包括选择性地在所述第一表面或所述第二表面上执行的等离子体处理或利用紫外辐射的处理。
3.根据权利要求1或2所述的填充方法，其中，通过分别掩蔽所述第二表面或所述第一表面，选择性地在所述第一表面或所述第二表面上执行步骤a)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的填充方法，其中，在步骤a)之前是通过覆盖所述第一表面(121)和所述第二表面(122)来形成被称为钝化层(14)的层的步骤a1)，所述钝化层(14)由被称为活性材料的材料制成，所述材料被配置为改变其表面能对步骤a)的处理效果的影响。
5.根据权利要求4所述的填充方法，其中，所述钝化层包括如下选择的材料中的至少一种材料：硅氧烷化合物、氟硅烷、含氟聚合物、十八烷基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、二甲氧基-甲基(3,3,3-三氟丙基)硅烷、三氯(十八烷基)硅烷、三氯(3,3,3-三氟丙基)硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷。
6.根据权利要求4或5所述的填充方法，其中，所述钝化层(14)根据化学气相沉积方法形成，特别是通过等离子体来活化。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的填充方法，其中，散布所述填充液体(15)的步骤涉及使用刮刀或狭缝模头。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的填充方法，其中，所述填充液体(15)是包括溶剂、填充基质和被称为活性电荷的电荷的混合物。
9.根据权利要求8所述的填充方法，其中，步骤b)包括散布填充液体(15)的多个优选地两个序列，且在每个散布序列之后执行所述溶剂的蒸发序列。
10.根据权利要求9所述的填充方法，其中，所述填充液体(15)的蒸发序列包括旨在蒸发所述溶剂的热处理步骤。
11.根据权利要求10所述的填充方法，其中，所述填充基质还适于在所述热处理步骤期间固化，从而将所述活性电荷捕获在所述填充基质的体积中。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的填充方法，其中，所述溶剂包括丙二醇单甲醚乙酸酯的溶液。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的填充方法，其中，所述填充基质包括丙烯酸酯型透明材料，有利地为聚(甲基丙烯酸甲酯)PMMA或硅树脂或聚合物。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的填充方法，其中，所述活性电荷包括转换材料，特别是光学转换材料。
15.根据权利要求14所述的填充方法，其中，所述光学转换材料包括量子点或磷光体。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的填充方法，其中，所述腔中的每一个的底部被功能化。
17.根据权利要求16所述的填充方法，其中，所述腔中的每一个的底部的功能化包括使用发光二极管，有利地，所述发光二极管具有至少一个纳米线、或至少一个微细线、或至少一个锥体的形式。
18.一种用于利用不同的填充液体(15)填充一组腔(111a、111b、111c、111d)中的腔的制造方法，所述制造方法包括基于根据权利要求1至17中任一项所述的填充方法连续地填充所述一组腔中的腔(111a、111b、111c、111d)。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述一组腔(111a、111b、111c、111d)形成显示设备的像素，特别地，所述像素的每个腔旨在发射不同的颜色。
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