发光芯片制作方法及发光芯片与流程

1.本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种发光芯片制作方法及发光芯片。


背景技术：

2.量子点(quantum dot，简称qd)材料由于其优异的光电特性，具有色纯度高、发光颜色可调和荧光量子产率高等特点，目前，量子点材料的显示应用主要是基于其色转换特性，通常，用紫外光或蓝光作为激发源，采用绿光、红光量子点将激发光线转换为所需的绿光或红光。
3.但是，量子点遇水分、遇热会导致荧光性能急剧下降，同时稳定性也会降低，量子点怕水怕热这一特性很大程度上制约了量子点发光芯片的工艺制程。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种可以避免温度、水分等因素影响量子点的发光芯片制作方法及采用该制作方法制成的发光芯片。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种发光芯片制作方法，包括：
6.将具有多孔洞结构的第一基板的厚度减薄至目标厚度；
7.往厚度减薄至所述目标厚度之后的所述第一基板的至少部分孔洞中填充量子点，
8.以及，将厚度减薄至所述目标厚度之后的所述第一基板与一具有多个晶粒的第二基板键合，所述晶粒发出的第一光色通过所述量子点转换为目标光色。
9.在一些实施例中，先往厚度减薄至所述目标厚度之后的所述第一基板的至少部分孔洞中填充量子点，再将填充有量子点的所述第一基板与所述第二基板键合。
10.在一些实施例中，所述第一基板具有相对的第一面和第二面，所述多孔洞结构设置于所述第一基板的第一面，所述第二基板具有相对的第三面和第四面，所述多个晶粒设置于所述第二基板的第三面；将所述第一基板的第一面与所述第二基板的第三面键合。
11.在一些实施例中，先将厚度减薄至所述目标厚度之后的所述第一基板与所述第二基板键合，再往与所述第二基板键合之后的所述第一基板的至少部分孔洞中填充量子点。
12.在一些实施例中，所述第一基板具有相对的第一面和第二面，所述多孔洞结构设置于所述第一基板的第一面，所述第二基板具有相对的第三面和第四面，所述多个晶粒设置于所述第二基板的第三面；将所述第一基板的第二面与所述第二基板的第三面键合。
13.在一些实施例中，所述发光芯片制作方法还包括：制备所述具有多个晶粒的第二基板，包括：提供一生长衬底，在所述生长衬底上制备出多个晶粒；将所述多个晶粒背离所述生长衬底的一侧与一第二基板粘接固定；将所述生长衬底剥离，获得所述具有多个晶粒的第二基板。
14.在一些实施例中，所述多个晶粒与所述第二基板粘接固定，在将具有所述多孔洞结构的所述第一基板与具有所述多个晶粒的所述第二基板键合之后，还包括：解除所述多个晶粒与所述第二基板的粘接。
15.在一些实施例中，在往所述第一基板的至少部分孔洞中填充量子点以及解除所述多个晶粒与所述第二基板的粘接之后，还包括：沿所述晶粒之间的间隙进行切割，获得包含有至少一个所述晶粒的发光芯片。
16.在一些实施例中，所述第一基板具有相对的第一面和第二面，所述多孔洞结构设置于所述第一基板的第一面，所述将具有多个孔洞的第一基板的厚度减薄至目标厚度包括：提供一支撑结构，上蜡将所述第一基板的第一面与所述支撑结构固定；研磨、抛光所述第一基板的第二面，以将所述第一基板的厚度减薄至目标厚度；去除蜡，使所述第一基板的第一面与所述支撑结构分离。
17.在一些实施例中，所述具有多个孔洞的第一基板的翘曲值小于或等于35微米。
18.为实现上述目的，本发明还提供了一种发光芯片，所述发光芯片采用如上所述的制作方法制成。
19.与现有技术相比，本发明首先将具有多孔洞结构的第一基板的厚度减薄至目标厚度，然后，再进行量子点填充和进行第一基板与具有多个晶粒的第二基板的键合，可以避免减薄第一基板的过程中，研磨、抛光时的高温条件、研磨液、抛光液等的影响导致量子点失效或性能下降，确保量子点的色转换效率。
附图说明
20.图1为本发明一实施例发光芯片制作方法的过程示意图。
21.图2为本发明另一实施例发光芯片制作方法的过程示意图。
具体实施方式
22.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。
23.以下，结合附图对本发明实施例的技术方案进行详细说明：
24.实施例一：
25.请参阅图1，本发明一实施例提供的发光芯片制作方法，包括以下步骤s1-s5。
26.s1，提供具有多孔洞结构1的第一基板2，如图1中(a1)所示；并将该具有多孔洞结构1的第一基板2的厚度减薄至目标厚度，减薄至目标厚度后的第一基板2如图1中(a4)所示。
27.其中，多孔洞结构1的孔洞占整个多孔洞结构1的表面积的比例达到70％以上，孔洞的直径为500nm～1.5um，孔洞的深度为8-10um，光线可以在孔洞中不断反射，可以达到更佳的光色转换效果。
28.在一个实施例中，具有多孔洞结构1的第一基板2的翘曲值小于或等于35微米。由于第一基板2的翘曲值较小，在填充量子点7、将第一基板2与具有多个晶粒4的第二基板5键合之前，便将第一基板2的厚度减薄至目标厚度，也不会因为第一基板2的整体厚度小，强度、稳定性较弱而在减薄过程中出现裂片的情况。
29.在一个实施例中，首先提供一加厚的生长衬底(如蓝宝石衬底、碳化硅衬底等)，加
厚的生长衬底的厚度可以例如为800um；然后，通过物理气相沉积(physical vapor deposition，pvd)法在生长衬底上生长出一层加厚的aln缓冲层，aln缓冲层的厚度可以例如为200nm；然后，再通过氢化物气相外延(hydride vapor phase epitaxy，hvpe)法在aln缓冲层之上生长出n-gan外延层，n-gan外延层的厚度可以例如为5um；至此，便制备出了没有设置孔洞的基板，由于aln缓冲层的厚度较厚，可以降低生长n-gan外延层时的应力影响，从而可以降低制成的基板的翘曲值；然后，再通过激光蚀刻、电化学蚀刻、光刻等方式在基板的n-gan外延层形成多个孔洞，获得翘曲值小于或等于35微米的第一基板2。
30.第一基板2具有相对的第一面(即是，n-gan外延层背离生长衬底的一面)和第二面(即是，生长衬底背离n-gan外延层的一面)，多孔洞结构1设置在第一基板2的第一面。在一个实施例中，在减薄第一基板2时，首先，提供一支撑结构，上蜡将第一基板2的第一面(多孔洞结构1)与支撑结构固定，上蜡后的第一基板2如图1中(a2)所示；然后，利用抛光研磨设备研磨、抛光第一基板2的第二面，从而将第一基板2的厚度减薄至目标厚度，减薄后的第一基板2如图1中(a3)所示；然后，去除蜡3，使第一基板2的第一面与支撑结构分离，具体可以通过去蜡溶液清洗蜡，再烘干第一基板2，去除蜡之后的第一基板2如图1中(a4)所示。
31.在一个实施例中，在减薄第一基板2之前，具有多孔洞结构1的第一基板2的总厚度大约为600-800um，在减薄第一基板2之后，具有多孔洞结构1的第一基板2的总厚度为100um以下，即是，目标厚度为100um以下。当然，具体实施中不以第一基板2减薄前后的具体厚度为限制。
32.s2，将厚度减薄至目标厚度之后的第一基板2与一具有多个晶粒4的第二基板5键合，晶粒4用于发出第一光色，第一基板2与具有多个晶粒4的第二基板5键合获得的结构如图1中(c1)所示。
33.可以是用匀胶机在第一基板2的第二面旋涂一层键合胶6，如3-5um的键合胶，旋涂一层键合胶6后的第一基板2如图1中(a5)所示。旋涂键合胶6时，匀胶机的转速可以例如为3500-4500rpm，旋涂时间可以例如为2分钟，键合胶6可以是热固化胶、uv固化胶等，通过键合胶6将厚度减薄至目标厚度之后的第一基板2与具有多个晶粒4的第二基板5键合。
34.当然，也可以是在具有多个晶粒4的第二基板5用于与第一基板2键合的表面旋涂一层键合胶。
35.在一个实施例中，厚度减薄至目标厚度之后的第一基板2与具有多个晶粒4的第二基板5键合时，所采用键合胶6为热固化胶，键合时温度为80-150℃，由于温度越高所需键合固化时间越短，键合时间为20min以上即可，由于此时还未将量子点7注入孔洞，高温也不会影响到量子点7。在一个实施例中，厚度减薄至目标厚度之后的第一基板2与具有多个晶粒4的第二基板5键合时，所采用键合胶6为uv固化胶，能量大于1000mj，以实现快速键合第一基板2与具有多个晶粒4的第二基板5，同样的，由于还未将量子点7注入孔洞，能量较大也不会影响到量子5。
36.在一个实施例中，多个晶粒4粘接在第二基板5上，第二基板5可以是一面设有粘接胶的基板，如一面设有粘接胶的玻璃基板。晶粒4可以是能够发出蓝光的晶粒。
37.在一些实施例中，通过以下方式制备具有多个晶粒4的第二基板5：首先，提供一生长衬底8，在生长衬底8，如蓝宝石衬底上制备出多个晶粒4，如图1中(b1)所示；然后，在真空环境下将多个晶粒4背离生长衬底8的一侧与第二基板5粘接固定，如图1中(b2)所示；最后，
将生长衬底8剥离，获得具有多个晶粒4的第二基板5，如图1中(b3)所示。
38.s3，往与具有多个晶粒4的第二基板5键合之后的第一基板2的至少部分孔洞中填充量子点7，通过量子点7将晶粒4发出的第一光色转换为目标光色，填充量子点7之后的第一基板2如图1中(c2)所示。
39.量子点7可以是将晶粒4发出的第一光色转换为红光的量子点，可以是将晶粒4发出的第一光色转换为绿光的量子点等。晶粒4发出的第一光色可以例如为蓝光等。
40.可以是在第一基板2的全部孔洞中均填充量子点7，制成的发光芯片所对应的所有晶粒4均可以通过量子点7将其发出的第一光色转换成目标光色；也可以是仅在第一基板2的部分孔洞中均填充量子点7，制成的发光芯片所对应的部分晶粒4可以通过量子点7将其发出的第一光色转换成目标光色，而部分晶粒4因出光侧没有设置量子点7而保持为发出第一光色的原本光色。
41.s4，解除多个晶粒4与第二基板5的连接，获得包含有多个晶粒4和量子点7的发光模块，如图1中(c3)所示。解除多个晶粒4与第二基板5的连接以去除第二基板5，便于后续步骤s5中切割发光模块，与此同时，也使得制成的发光芯片的厚度更薄。当然，在一些实施例中，也可以省略该步骤s4。
42.s5，沿晶粒4之间的间隙切割发光模块，获得包含有至少一个晶粒4的发光芯片。
43.发光芯片可以仅包括有一个晶粒4，如图1中(c4)所示。发光芯片也可以包括有例如三个晶粒，例如，晶粒发出的第一光色为蓝光，发光芯片中对应其中一晶粒的孔洞中填充红光量子点，对应其中一晶粒的孔洞中填充绿光量子点，对应其中一晶粒的孔洞中未填充量子点，制成的发光芯片可以实现rgb全彩显示。
44.在上述实施例中，多孔洞结构1设置于第一基板2的第一面，第二基板5具有相对的第三面和第四面，多个晶粒4设置于第二基板5的第三面，将第一基板2的第二面与第二基板5的第三面键合。第一基板2与具有多个晶粒4的第二基板5键合之后，第一基板2的多孔洞结构1位于远离具有多个晶粒4的第二基板5的一侧，多孔洞结构1是外露的，因此量子点注入孔洞步骤可以在第一基板2与具有多个晶粒4的第二基板5键合之后进行，量子点7不受步骤s1中研磨抛光以减薄第一基板2时的影响，例如研磨液、抛光液的接触腐蚀，研磨抛光产生的热、水的影响，上蜡、去蜡过程中温度的影响，以及步骤s2中将第一基板2与具有多个晶粒4的第二基板5键合时对应的加工条件和键合材料的影响，可以有效确保最终量子点7的性能，进而确保量子点7的色转换效率。
45.实施例二：
46.请参阅图2，本发明一实施例提供的发光芯片制作方法，包括以下步骤s1-s5。
47.s1，提供具有多孔洞结构1的第一基板2，并将该具有多孔洞结构1的第一基板2的厚度减薄至目标厚度，减薄至目标厚度后的第一基板2如图2中(a4)所示。
48.s2，往厚度减薄至目标厚度之后的第一基板2的至少部分孔洞中填充量子点7，填充量子点7之后的第一基板2如图2中(a5)所示。
49.s3，将填充有量子点7的第一基板2与具有多个晶粒4的第二基板5键合，晶粒4用于发出第一光色，通过量子点7将第一光色转换为目标光色，具有多个晶粒4的第二基板5如图2中(b3)所示，第一基板2与具有多个晶粒4的第二基板5键合获得的结构如图2中(c1)所示。
50.在图2所示实施例中，第一基板2具有相对的第一面和第二面，多孔洞结构1设置于
第一基板2的第一面，第二基板5具有相对的第三面和第四面，多个晶粒4设置于第二基板5的第三面，将填充有量子点7的第一基板2的第一面与第二基板5的第三面键合，如图2中(c1)所示。
51.将第一基板2的第一面与第二基板5的第三面键合时，可以是先用匀胶机在第一基板2的第一面旋涂一层键合胶6，如图2中(a6)所示，通过键合胶6将第一基板2与第二基板5的第三面键合。也可以是用匀胶机在具有多个晶粒4的第二基板5的第三面旋涂一层键合胶。
52.s4，解除多个晶粒4与第二基板5的连接，获得包含有多个晶粒4和量子点7的发光模块，如图2中(c2)所示。
53.s5，沿晶粒4之间的间隙切割发光模块，获得包含有至少一个晶粒4的发光芯片，如图1中(c3)所示。
54.与上述实施例一不同的是，在该实施例中，是先往厚度减薄至目标厚度之后的第一基板2的至少部分孔洞中填充量子点7，再将填充有量子点7的第一基板2与具有多个晶粒4的第二基板5键合，由于量子点注入步骤在减薄第一基板2之后、键合第一基板2与具有多个晶粒4的第二基板5之前，不要求将第一基板2的孔洞外露，因此可以使第一基板2的孔洞面(第一面)与具有多个晶粒4的第二基板5键合，键合之后的晶粒4与量子点7之间距离更小(不再间隔着第一基板2没有设置多孔洞结构1的部分，如生长衬底)，可以更好地避免漏光，提高色转换的效果，与此同时，第一基板2没有设置多孔洞结构1的部分遮覆在量子点7背离晶粒4的一侧，可以起到保护量子点7的作用。当然，在一些实施例中，第一基板2与具有多个晶粒4的第二基板5键合时也可以仍然是第一基板2的孔洞面处于背离晶粒4的一侧，以进一步减小键合时对应的加工条件和键合材料对量子点7的影响。
55.至于发光芯片更为具体的制作过程，可以参阅上述实施例一中的描述，在此不再赘述。
56.综上，本发明首先将具有多孔洞结构1的第一基板2的厚度减薄至目标厚度，然后，再进行量子点填充和进行第一基板2与具有多个晶粒4的第二基板5的键合，可以避免减薄第一基板2的过程中，研磨、抛光时的高温条件、研磨液、抛光液等的影响导致量子点7失效或性能下降，确保量子点7的色转换效率。
57.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。