一种可实现全彩显示的倒装硅基LED芯片及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种可实现全彩显示的倒装硅基LED芯片及其制作方法，所述LED芯片采用蓝光倒装LED芯片，包括硅衬底、设置在硅衬底正面的3个以上可独立驱动发光单元和硅衬底背面结构，所述硅衬底的背面出光面设置有凹槽，所述凹槽和所述正面的发光单元的位置和大小一一对应，一个以上凹槽内填充有荧光粉，荧光粉填充后覆盖一层保护层，所述凹槽上设置有滤波层，所述滤波层将所述荧光粉和保护层覆盖。本发明专利技术中结构简单、成本低廉，通过在各个发光单元中均采用的蓝光倒装LED芯片，实现了构成一个像素单元需求的红、绿、蓝三色光。蓝三色光。蓝三色光。

【技术实现步骤摘要】
一种可实现全彩显示的倒装硅基LED芯片及其制作方法


[0001]本专利技术涉及无机发光二极管
，尤其涉及一种可实现全彩显示的倒装硅基LED芯片及其制作方法。

技术介绍

[0002]传统LED显示屏采用在基板上正装的红、绿、蓝三个色光的LED芯片，用焊金线工艺实现各个LED芯片的电极与基板底部的焊盘相连接，导通后由红、绿、蓝三色LED芯片分别发出红、绿、蓝三原色光进行色彩混合形成彩色显示。
[0003]但是上述方式存在显著的的缺点：(1)成本高，市场上红光LED芯片和绿光LED芯片的生产成本要高于蓝光LED芯片，并且相同规格的红光LED芯片价格比蓝光LED芯片高50％以上，由红、绿、蓝三色LED芯片构成的发光像素在成本上明显偏高；(2)在基板上正装LED芯片需要焊接金线，其焊线工艺需要逐点加工，效率低，不良率高，长期可靠性较差，与此同时，焊接金线需要预留走线空间，这大大限制了产品尺寸进一步缩小和像素密度的提升；(3)LED芯片直接发光对人体视网膜刺激大，不能适应长时间观看应用场合如会议室显示屏或家用显示屏。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本专利技术针提供了一种可实现全彩显示的倒装硅基LED芯片及其制作方法。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0006]一种可实现全彩显示的倒装硅基LED芯片，采用蓝光倒装LED芯片，包括硅衬底、设置在硅衬底正面的3个以上可独立驱动的发光单元和硅衬底背面结构，所述硅衬底的背面出光面设置有凹槽，所述凹槽和所述正面的发光单元的位置和大小一一对应，一个以上凹槽内填充有荧光粉，荧光粉填充后覆盖一层保护层，所述凹槽上设置有滤波层，所述滤波层将所述荧光粉和保护层覆盖。
[0007]进一步地，衬底背面设有3个凹槽，所述凹槽内分别填充有散射粒子、绿光荧光粉和红光荧光粉；所述散射粒子上覆盖有第三保护层和第三滤波层，所述绿色荧光粉上覆盖有第二保护层和第二滤波层，所述红色荧光粉上覆盖有第一保护层和第一滤波层；经过散射粒子形成的蓝光从第三保护层出射；经过绿色荧光粉形成的绿光从第二滤波层出射，绿色以外颜色的光被第二滤波层反射回发光单元一侧；经过红色荧光粉形成的红光从第一保护层出射，红色以外颜色的光被第一滤波层反射回发光单元一侧。
[0008]进一步地，所述发光单元包括蓝色发光单元、绿色发光单元和红色发光单元，所述蓝色发光单元的面积：绿色发光单元的面积：红色发光单元的面积＝1:6:3或1:1:1。
[0009]进一步地，还包括挡光层，所述挡光层设置在衬底侧壁，以阻挡发光单元发出的光从衬底的侧面出射。
[0010]进一步地，所述挡光层还设置在凹槽与凹槽之间，以防止经过荧光粉形成的光从
凹槽的侧壁出射，避免不同颜色的光发生混色。
[0011]进一步地，所述凹槽位于发光单元正上方，所述凹槽的形状为矩形或各种形状的组合，所述凹槽成阵列分布。
[0012]进一步地，滤波层为叠层结构，由Ti3O5和S
i
O2交替形成；
[0013]其中，所述滤波层的厚度为a，Ti3O5的总厚度为a1，SiO2的总厚度为a2，经过滤波层的光的波长为b，Ti3O5的折射率为k1，SiO2的折射率为k2，其中，a1＝b/(4*k1)，a2＝b/(4*k2)，即，a＝b/(4*k1)+b/(4*k2)。
[0014]进一步地，所述荧光粉由无机、无机有机复合物及辅助性功能材料中的一种或多种制成，其光致发光量子效率大于5％，所述荧光粉的粒径为0.1～100μm。
[0015]本专利技术还提供了一种可实现全彩显示的倒装硅基LED芯片的制作方法，包括以下步骤：
[0016]在衬底的正面形成发光单元；
[0017]对衬底的背面形成凹槽；
[0018]将荧光粉填充到至少一个凹槽内；
[0019]在荧光粉上形成保护层和滤波层。
[0020]进一步地，所述对衬底的背面形成凹槽后，还包括：沉积挡光层至凹槽侧壁上。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下技术效果：
[0022](1)本专利技术中结构简单、成本低廉，通过在各个发光单元中均采用的蓝光倒装LED芯片，实现了构成一个像素单元需求的红、绿、蓝三色光；
[0023](2)本专利技术对硅衬底的背面进行刻蚀，以形成凹槽，其中，荧光粉填充在凹槽内，这样不会增加芯片的体积，有效降低芯片与芯片之间的间隙，实现更高的显示密度，提高显示屏的显示效果；
[0024](3)本专利技术在同一个芯片上，通过在凹槽内填充不同颜色的荧光粉，可以实现全彩显示，也可实现单色显示，其中，本专利技术的芯片只需要形成一个发光单元即可，同一个发光单元发出的光经过不同颜色的荧光粉，可以发出不同颜色的光，更容易做到发光的一致性和芯片驱动电压的一致，大幅度地简化了驱动电路，并有效减少显示屏的体积；
[0025](4)本专利技术在像素间的隔离沟道中沉积挡光层，可以一定程度上降低了像素间的光学串扰；
[0026](5)本专利技术在荧光粉上设置对应的滤波层，该滤波层只能让该颜色荧光粉的光通过，其他颜色的光被反射回发光单元一侧，使其荧光粉无杂色光混入，保证芯片出光的纯正，同时减少了对人体眼睛视网膜的刺激，更适用于室内长时间观看屏幕的应用。
附图说明
[0027]图1是本专利技术可实现全彩显示的倒装硅基LED芯片的结构第一种示意图；
[0028]图2是本专利技术可实现全彩显示的倒装硅基LED芯片的结构第二种示意图；
[0029]图3是本专利技术凹槽的第一种示意图；
[0030]图4是本专利技术凹槽的第二种示意图。
[0031]在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：
[0032]10、衬底；21、第一半导体层；22、发光层；23、第二半导体层；24、透明导电层；2501、
第一电极区；2502、第二电极区；2503、第三电极区；26、绝缘层；27、共晶层；30、荧光粉；31、红色荧光粉；32、绿色荧光粉；33、散射粒子；40、挡光层；50、保护层；51、第一保护层；52、第二保护层；53、第三保护层；60、滤波层；61、第一滤波层；62、第二滤波层；63、第三滤波层；70、驱动IC。
具体实施方式
[0033]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0034]参见图1，本实施例提供了一种可实现全彩显示的倒装硅基LED芯片，采用蓝光倒装LED芯片，包括硅衬底10、设置在硅衬底正面的3个以上可独立驱动的发光单元和硅衬底10背面结构，所述硅衬底10的背面出光面设置有凹槽，所述凹槽和所述正面的发光单元的位置和大小一一对应，一个以上凹槽内填充有荧光粉30，荧光粉30填充后覆盖一层保护层50，所述凹槽上还设置有滤波层60，所述滤波层60将所述荧光粉30和保护层50覆盖。
[0035]本实施例对硅衬底10的背面进行刻蚀，以形成凹槽，其中，荧光粉填充本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可实现全彩显示的倒装硅基LED芯片，其特征在于，采用蓝光倒装LED芯片，其特征在于，包括硅衬底、设置在硅衬底正面的3个以上可独立驱动的发光单元和硅衬底背面结构，所述硅衬底的背面出光面设置有凹槽，所述凹槽和所述正面的发光单元的位置和大小一一对应，一个以上凹槽内填充有荧光粉，荧光粉填充后覆盖一层保护层，所述凹槽上设置有滤波层，所述滤波层将所述荧光粉和保护层覆盖。2.根据权利要求1所述的一种可实现全彩显示的倒装硅基LED芯片，其特征在于，衬底背面设有3个凹槽，所述凹槽内分别填充有散射粒子、绿光荧光粉和红光荧光粉；所述散射粒子上覆盖有第三保护层和第三滤波层，所述绿色荧光粉上覆盖有第二保护层和第二滤波层，所述红色荧光粉上覆盖有第一保护层和第一滤波层；经过散射粒子形成的蓝光从第三保护层出射；经过绿色荧光粉形成的绿光从第二滤波层出射，绿色以外颜色的光被第二滤波层反射回发光单元一侧；经过红色荧光粉形成的红光从第一保护层出射，红色以外颜色的光被第一滤波层反射回发光单元一侧。3.根据权利要求2所述的一种可实现全彩显示的倒装硅基LED芯片，其特征在于，所述发光单元包括蓝色发光单元、绿色发光单元和红色发光单元，所述蓝色发光单元的面积：绿色发光单元的面积：红色发光单元的面积＝1:6:3或1:1:1。4.根据权利要求1或2所述的一种可实现全彩显示的倒装硅基LED芯片，其特征在于，还包括挡光层，所述挡光层设置在衬底侧壁，以阻挡发光单元发出的光从衬底的侧面出射。5.根据权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙润光，孙润文，陈齐健，
申请(专利权)人：南昌宁嘉电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：