CN115050859A - 发光器件制作方法及发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种发光器件制作方法，采用包含有量子点和粘接胶的混合胶，首先往基板第一面的孔洞中填充混合胶，并使混合胶也分布在基板的第一面；然后将发光芯片的出光面与基板的第一面相贴，再固化混合胶，利用混合胶将发光芯片与基板的第一面固定在一起。采用本发明的制作方法制作发光器件时，仅经过一次固化工序便实现量子点的固化和基板与发光芯片的固定，可以提高发光器件的制作效率，节省能耗等，与此同时，还可以防止因多次固化，固化工序高温烘烤导致的量子点淬灭问题。另，本发明还公开一种发光器件。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种发光器件制作方法及发光器件。
背景技术
通过量子点(quantum dot，简称QD)进行色转换是目前实现高品质全彩化的主要方法。现阶段，一般是先制作出完整的色转换结构，再将色转换结构与发光芯片的出光面固定，来获得包含有量子点的发光器件，无论是在色转换结构的制程中，还是将色转换结构与发光芯片固定的制程中，都会涉及液态物质(如量子点溶液、粘接胶等)的固化工序，多道固化工序导致效率低下，且固化工序涉及高温烘烤，高温烘烤容易导致量子点淬灭。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制作效率高、不容易导致量子点淬灭的发光器件制作方法及色转换效果好的发光器件。
为实现上述目的，本发明提供了一种发光器件制作方法，包括：
(1)提供基板和混合胶，所述基板的第一面具有多个孔洞，所述混合胶包含有量子点及粘接胶；
(2)往所述多个孔洞中填充所述混合胶，并使所述混合胶分布在所述基板的第一面；
(3)提供至少一发光芯片，将所述至少一发光芯片的出光面与所述基板的第一面相贴；
(4)固化所述混合胶，利用所述混合胶将所述至少一发光芯片与所述基板的第一面固定在一起。
在一些实施例中，步骤(2)包括：在所述基板的第一面添加所述混合胶，所述混合胶高出所述第一面第一厚度；使所述第一面上的混合胶渗入所述多个孔洞中；再次在所述基板的第一面添加所述混合胶，使所述第一面上分布的混合胶的厚度达到目标厚度。
在一些实施例中，使所述第一面上分布的混合胶的厚度达到目标厚度为：使所述第一面上分布的混合胶的厚度为1um～10um。
在一些实施例中，步骤(3)包括：提供发光结构，所述发光结构包括载体和设于所述载体上的多个发光芯片；将所述多个发光芯片的出光面与所述基板的第一面相贴；在步骤(4)之后，还包括：去除所述载体；沿所述发光芯片之间的间隙切割所述基板，获得包含有至少一个所述发光芯片的发光器件。
在一些实施例中，步骤(3)包括：在生长衬底上生长出芯片结构层，并分割所述芯片结构层，制作形成包含有多个发光芯片的晶片；提供表面具有键合胶的载体，将所述载体与所述晶片的多个发光芯片键合；去除所述生长衬底，获得包括所述载体和设于所述载体上的多个发光芯片的发光结构；将所述多个发光芯片的出光面与所述基板的第一面相贴。
在一些实施例中，在步骤(2)之前，还包括：对所述基板进行干燥处理，和/或，清理所述基板的表面上和/或所述孔洞内的污渍。
在一些实施例中，所述孔洞的孔径为纳米级或微米级。
在一些实施例中，所述基板包括生长衬底和生长在所述生长衬底上的外延层，所述外延层具有所述多个孔洞。
为实现上述目的，本发明还提供了一种发光器件，所述发光器件采用如上所述的制作方法制成。
与现有技术相比，本发明提供的发光器件制作方法，采用包含有量子点和粘接胶的混合胶，首先往基板第一面的孔洞中填充混合胶，并使混合胶也分布在基板的第一面；然后将发光芯片的出光面与基板的第一面相贴，再固化混合胶，利用混合胶将发光芯片与基板的第一面固定在一起。采用本发明的制作方法制作发光器件时，仅经过一次固化工序便实现量子点的固化和基板与发光芯片的固定，可以提高发光器件的制作效率，节省能耗等，与此同时，还可以防止因多次固化，固化工序高温烘烤导致的量子点淬灭问题。
为实现上述目的，本发明还提供了一种发光器件，包括基板、混合胶以及至少一发光芯片，所述基板的第一面具有多个孔洞；所述混合胶包含有量子点和粘接胶，所述混合胶填充于所述多个孔洞中且分布、粘附在所述基板的第一面；所述至少一发光芯片的出光面与所述混合胶背离所述基板的一面粘接。
与现有技术相比，多个孔洞中的混合胶主要起到色转换作用，通过孔洞中的混合胶吸收激励光线，转换成目标光线发出，分布在基板的第一面的混合胶的主要作用在于粘附基板和发光芯片，实现将发光芯片与基板固定在一起，同时，还可以起到色转换的作用，通过基板的第一面的混合胶吸收激励光线，可以防止部分激励光线直接由基板未设置孔洞的区域透射出去，提高色转换效果。
附图说明
图1是本发明一实施例发光器件的制作过程示意图；
图2是本发明一实施例发光器件的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的内容、构造特征、所实现目的及效果，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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
以下，结合附图对本发明实施例的技术方案进行详细说明：
请参阅图1，本发明一实施例的发光器件制作方法，包括以下步骤：
S1，提供基板1和混合胶，基板1的第一面具有多个孔洞3，如图1中(a1)所示，混合胶包含有量子点及粘接胶。
其中，基板1可以为具有多个孔洞3的片状结构件，例如，基板1为具有多个孔洞3的蓝宝石衬底，再例如，基板1为包括多层结构，其中一层结构上形成有多个孔洞3。
在一个实施例中，基板1包括生长衬底11和生长在生长衬底11上的外延层12，外延层12具有多个孔洞3。其中，外延层12可以是包括依次层叠在生长衬底上的缓冲层、本征层、N型外延层等，N型外延层具有孔洞3。N型外延层可以是掺杂有硅等物质的N型氮化镓层，可以采用电化学腐蚀法腐蚀N型外延层，从而获得多个孔洞3。
孔洞3可以是规则形状，如圆柱状，也可以是不规则形状的凹坑等；孔洞3的内壁可以是粗糙结构，粗糙的内壁可以使激励光线不断在孔洞3中散射，以提升量子点对激励光线的吸收效率，提高色彩纯度。
在一个实施例中，孔洞3的孔径为纳米级或微米级，数量巨多。通过设置巨量的孔洞3，可以提升光线的散射，增大光程，从而提升量子点对激励光线的吸收效率，减少激励光线的漏出，进而提升色彩纯度。
其中，混合胶为液态，包括量子点、溶剂以及粘接胶等。其中，量子点可以是CdS量子点、CdSe量子点、CdTe量子点、ZnSe量子点、PbS量子点、PbSe量子点、InAs量子点、InGaN量子点、GaAs量子点、InP量子点、ZnCdSe量子点、ZnS量子点中的一种或一种以上，溶剂可以是有机溶剂，粘接胶可以是UV胶、环氧胶等。
其中，量子点可以是能够将激励光线转换成红光发出的红光量子点，也可以是能够将激励光线转换成绿光发出的绿光量子点等，激励光线可以是蓝光等。例如，量子点是能够将蓝光转换成红光发出的红光量子点。
在一个实施例中，通过该方式制备出混合胶：首先，将量子点、溶剂以及粘接胶添加到搅拌器中进行搅拌混合，搅拌转速为50RPM～200RPM，搅拌时间在20分钟～40分钟，搅拌温度在15℃～30℃；然后，将搅拌混合后的混合胶转移至离心设备或真空设备中进行脱泡处理，最终获得可以添加至基板1的孔洞及第一面的混合胶。
在一个实施例中，混合胶的量子点的质量占比20％～30％。借此，量子点能够充分吸收激励光线，而粘接胶也可以具有较高的占比，确保固化后的混合胶能够稳定地将发光芯片4与基板1的第一面固定在一起。
S2，对基板1进行干燥处理，和/或，清理基板1的表面上和/或孔洞3内的污渍。通过对基板1进行干燥处理，去除基板1中的水汽；通过清理基板1的表面上和/或孔洞3内的污渍，可以使后续步骤中混合胶能够更好地注入孔洞3中。
在一个实施例中，在80℃～100℃的真空烤箱中烘烤基板13分钟～17分钟，使基板1中的水汽烘干，又不会破坏基板1；然后，采用等离子体清洗基板1，将基板1表面和孔洞3中的污渍清理干净，其中，等离子体可以为通过氩气和氧气产生，氩气和氧气的体积比例可以为Ar:O2＝50:10～10:10，清洗时间可以为10分钟～15分钟。通过将基板1在真空环境下进行干燥处理，可以抽走孔洞3中的气体，避免由于孔洞3尺寸小，而孔洞3中存在的气体阻碍混合胶注入孔洞3中。
可以理解的，在一些实施例中，也可以不执行该步骤S2，即是，省去步骤S2，直接进入步骤S3。
S3，往多个孔洞3中填充混合胶2，并使混合胶2分布在基板1的第一面，如图1中(a2)所示。
在多个孔洞3中填充混合胶2时，可以是采用离心注入方式，具体为：将基板1放入装有混合胶的容器中，使容器离心转动产生朝向孔洞3开口的离心力，借由离心力使容器中的混合胶朝孔洞3流动注入孔洞3中；也可以是采用真空注入方式，具体为：在基板1的第一面布置混合胶，然后抽真空使基板1所处环境为真空环境，保持真空一定时间，使基板1第一面上的混合胶渗入孔洞3；也可以是采用电场注入方式，具体为：混合胶带电荷，将基板1置于混合胶中，然后对混合胶施加电场，借由电场驱使带电荷的混合胶朝基板1中的孔洞3运动并注入孔洞3中；还可以是采用旋涂注入方式；还可以是采用离心注入、真空注入、电场注入、旋涂注入等方式的任何两者或者两者以上结合等，来实现在多个孔洞3中填充混合胶。
在一个实施例中，首先，在基板1的第一面旋涂混合胶，混合胶高出第一面第一厚度；然后通过离心注入、真空注入或电场注入等方式使第一面上的混合胶渗入多个孔洞3中；再次在基板1的第一面旋涂混合胶，使第一面上分布的混合胶的厚度达到目标厚度。第一厚度小于混合胶2的最终厚度，分次旋涂混合胶，降低每次混合胶的旋涂厚度，以便于后续往孔洞3注入混合胶的过程降低混合胶渗入孔洞3的阻力。在一个实施例中，第一厚度为0.1um～1um，再次在基板1的第一面旋涂混合胶之后，第一面上分布的混合胶的厚度为1um～10um，即是，目标厚度为1um～10um。
在前述实施例中，是通过一次旋涂混合胶，然后采用离心注入/真空注入/电场注入，再二次旋涂混合胶的方式，实现往多个孔洞3中填充混合胶，并使混合胶分布在基板1的第一面，当然，在其它实施例中，也可以重复多次旋涂和离心注入/真空注入/电场注入，以提高注入效果，例如，在一些实施例中，首先在基板1的第一面旋涂混合胶，混合胶高出第一面第一厚度；然后通过离心注入、真空注入或电场注入等方式使第一面上的混合胶渗入多个孔洞3中；接着再次在基板1的第一面旋涂混合胶，混合胶高出第一面第二厚度，然后再次通过离心注入、真空注入或电场注入等方式使第一面上的混合胶渗入多个孔洞3中；然后，再次在基板1的第一面旋涂混合胶，使第一面上分布的混合胶的厚度达到目标厚度。
S4，提供至少一发光芯片4，将至少一发光芯片4的出光面与基板1的第一面相贴，如图1中(c1)所示。
在一个实施例中，首先，在生长衬底5上生长出芯片结构层，并分割芯片结构层，制作形成包含有多个发光芯片4的晶片，如图1中(b1)所示，其中，芯片结构层可以是包括依次层叠的缓冲层、本征层、N型层、发光层、P型层等；然后，提供表面具有键合胶6的载体7，将载体7与晶片的多个发光芯片4键合，如图1中(b2)所示，发光芯片4的发光面背离载体7；去除生长衬底5，获得包括载体7和设于载体7上的多个发光芯片4的发光结构，如图1中(b3)所示，其中，可以通过激光剥离(LLO)等方式去除生长衬底5；然后，将多个发光芯片4的出光面与基板1的第一面相贴，如图1中(c1)所示。
在图1所示实施例中，是将多个发光芯片4的出光面与基板1的第一面相贴，当然，在其它实施例中，也可以是仅将一单颗的发光芯片4的出光面与基板1的第一面相贴。
其中，发光芯片4优选为倒装芯片，倒装芯片的两电极均设置在背离发光面的一侧(如图1中(b1)所示)，以便于将发光芯片4的发光面与基板1的第一面紧密固定。
S5，固化混合胶2，使发光芯片4与基板1的第一面固定在一起。
可以是将贴合在一起的发光芯片4与基板1放入烘箱或其它键合设备中，在预设温度下烘烤预设时长，以使孔洞3中的混合胶和基板1第一面上的混合胶固化。预设温度可以例如为80℃～100℃，预设温度不宜过高，以避免量子点在高温下淬灭，预设时长可以例如为10～200分钟等。
在一些步骤S4所采用发光结构包括载体7和设于载体7上的多个发光芯片4，将多个发光芯片4的出光面与基板1的第一面相贴的实施例中，在步骤S5之后，还可以进一步执行步骤：
S6，去除载体7，获得的结构如图1中(c2)所示，然后，沿发光芯片4之间的间隙(切割线L)切割基板1，如图1中(c3)所示，获得包含有至少一个发光芯片4的发光器件。
其中，发光器件可以是仅包括一个发光芯片4，也可以是包括多个发光芯片4。当然，在一些实施例中，也可以不执行步骤S6。
在一个实施例中，在去除载体7之后，沿发光芯片4之间的间隙切割基板1之前，还对基板1背离第一面的一侧进行减薄处理，即是，减薄生长衬底11，以减小整个基板1的厚度，最终可以使得制成的发光器件的厚度更薄。
接下来请参阅图2，图2示出了本发明一实施例发光器件的结构示意图，如图2所示，发光器件包括基板1、混合胶2以及一发光芯片4，基板1的第一面具有多个孔洞3；混合胶2包含有量子点和粘接胶，包括填充在多个孔洞3中的第一胶层21和粘附在基板1的第一面的第二胶层22；发光芯片4的出光面与第二胶层22背离基板1的一面粘接。
多个孔洞3中的第一胶层21主要起到色转换作用，通过第一胶层21吸收激励光线，转换成目标光线发出，第二胶层22的主要作用在于粘附基板1和发光芯片4，实现将发光芯片4与基板1固定在一起，同时，第二胶层22还可以起到色转换的作用，通过第二胶层22吸收激励光线，可以防止部分激励光线直接由基板1未设置第一胶层21的区域透射出去，提高色转换效果。
在一个实施例中，第二胶层22的厚度为1um～10um，以在实现稳定将基板1的第一面与发光芯片4的出光面固定在一起的同时，兼顾整个发光器件的总厚度。
在一个实施例中，孔洞3的孔径为纳米级或微米级，数量巨多。巨量孔洞3可以提升光线的散射，增大光程，从而提升量子点对激励光线的吸收效率，减少激励光线的漏出，进而提升色彩纯度。
在图2所示实施例中，一发光器件仅包括有一个发光芯片4，在其它实施例中，一发光器件可以包括有两个、两个以上的发光芯片4。
综上，本发明提供的发光器件制作方法，采用包含有量子点和粘接胶的混合胶2，首先往基板1第一面的孔洞3中填充混合胶2，并使混合胶2也分布在基板1的第一面；然后将发光芯片4的出光面与基板1的第一面相贴，再固化混合胶2，利用混合胶2将发光芯片4与基板1的第一面固定在一起。采用本发明的制作方法制作发光器件时，仅经过一次固化工序便实现量子点的固化和基板1与发光芯片4的固定，可以提高发光器件的制作效率，节省能耗等，与此同时，还可以防止因多次固化，固化工序高温烘烤导致的量子点淬灭问题。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，均属于本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种发光器件制作方法，其特征在于，包括步骤：
(1)提供基板和混合胶，所述基板的第一面具有多个孔洞，所述混合胶包含有量子点及粘接胶；
(2)往所述多个孔洞中填充所述混合胶，并使所述混合胶分布在所述基板的第一面；
(3)提供至少一发光芯片，将所述至少一发光芯片的出光面与所述基板的第一面相贴；
(4)固化所述混合胶，利用所述混合胶将所述至少一发光芯片与所述基板的第一面固定在一起。
2.如权利要求1所述的发光器件制作方法，其特征在于，步骤(2)包括：
在所述基板的第一面添加所述混合胶，所述混合胶高出所述第一面第一厚度；
使所述第一面上的混合胶渗入所述多个孔洞中；
再次在所述基板的第一面添加所述混合胶，使所述第一面上分布的混合胶的厚度达到目标厚度。
3.如权利要求2所述的发光器件制作方法，其特征在于，使所述第一面上分布的混合胶的厚度达到目标厚度为：
使所述第一面上分布的混合胶的厚度为1um～10um。
4.如权利要求1所述的发光器件制作方法，其特征在于，
步骤(3)包括：
提供发光结构，所述发光结构包括载体和设于所述载体上的多个发光芯片；
将所述多个发光芯片的出光面与所述基板的第一面相贴；
在步骤(4)之后，还包括：
去除所述载体；
沿所述发光芯片之间的间隙切割所述基板，获得包含有至少一个所述发光芯片的发光器件。
5.如权利要求1所述的发光器件制作方法，其特征在于，步骤(3)包括：
在生长衬底上生长出芯片结构层，并分割所述芯片结构层，制作形成包含有多个发光芯片的晶片；
提供表面具有键合胶的载体，将所述载体与所述晶片的多个发光芯片键合；
去除所述生长衬底，获得包括所述载体和设于所述载体上的多个发光芯片的发光结构；
将所述多个发光芯片的出光面与所述基板的第一面相贴。
6.如权利要求1所述的发光器件制作方法，其特征在于，在步骤(2)之前，还包括：
对所述基板进行干燥处理，和/或，清理所述基板的表面上和/或所述孔洞内的污渍。
7.如权利要求1所述的发光器件制作方法，其特征在于，所述孔洞的孔径为纳米级或微米级。
8.如权利要求7所述的发光器件制作方法，其特征在于，所述基板包括生长衬底和生长在所述生长衬底上的外延层，所述外延层具有所述多个孔洞。
9.一种发光器件，其特征在于，所述发光器件采用如权利要求1至8任一项所述的制作方法制成。
10.一种发光器件，其特征在于，包括：
基板，所述基板的第一面具有多个孔洞；
混合胶，所述混合胶包含有量子点和粘接胶，所述混合胶填充于所述多个孔洞中且分布、粘附在所述基板的第一面；以及
至少一发光芯片，所述至少一发光芯片的出光面与所述混合胶背离所述基板的一面粘接。
Priority Applications (1)
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| CN202210637635.7A CN115050859A (zh) | 2022-06-07 | 2022-06-07 | 发光器件制作方法及发光器件 |
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