[發(fā)明專利]半導體發(fā)光器件及其制造方法

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• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111162065A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設計）人: 李剛
• 申請（專利權）人: 深圳大道半導體有限公司
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075;H01L33/48;H01L33/52;H01L33/62;H01L25/16
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產(chǎn)權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 林儉良;王少虹

本發(fā)明公開了一種半導體發(fā)光器件及其制造方法，半導體發(fā)光器件包括基板、外接焊盤、第一發(fā)光組件、第一光隔離墻以及第二光隔離墻；基板包括相對的第一表面和第二表面，第一表面設有第一導電電路；外接焊盤設置在基板的第一表面和/或第二表面上并與第一導電電路導電連接；第一發(fā)光組件設置在基板的第一表面上并與第一導電電路導電連接；第一發(fā)光組件包括若干第一發(fā)光單元；每一第一發(fā)光單元包括至少一個發(fā)光芯片；第一光隔離墻設置在第一表面上并形成有若干獨立的第一凹槽，每一第一發(fā)光單元位于一對應的第一凹槽中；第二光隔離墻設置在第一光隔離墻上并圍設在第一凹槽外周。本發(fā)明解決不同發(fā)光區(qū)域之間的竄光問題，加工簡單、成本低、可靠性好。

技術領域

本發(fā)明涉及發(fā)光器件技術領域，尤其涉及一種半導體發(fā)光器件及其制造方法。

背景技術

基于半導體發(fā)光元件制造的RGB發(fā)光器件己廣泛應用于室內(nèi)、室外顯示領域。隨著像素尺寸和像素間距的減小，基于miniLED的高清超微間距發(fā)光器件是實現(xiàn)8K超高分辨率，中大尺寸電視與顯示的關鍵之一。

常見的發(fā)光器件結(jié)構如圖1所示，其包括基板11、設置在基板11上的發(fā)光元件12，發(fā)光元件12通常包括支架121、發(fā)光芯片122和透光層123。為實現(xiàn)RGB顯示，每一個發(fā)光元件12通常包括至少一紅光芯片，一藍光芯片和一綠光芯片。由圖1可知，由于每一個發(fā)光元件12具有支架121，發(fā)光元件12的小型化受到很大的局限。即使發(fā)光元件12的尺寸能做得很小，例如1mmx1mm，由于每一個發(fā)光元件12內(nèi)包括至少一紅光芯片、一藍光芯片和一綠光芯片，每一個發(fā)光元件12至少包括四個外接焊盤。由于發(fā)光元件12的尺寸太小，焊盤尺寸受限，發(fā)光元件12回流焊接到基板11的強度比較低，平坦度和間距也不易控制。成千上萬個緊密排列并回流焊接在基板11上的發(fā)光元件12極易在外力作用下如碰撞、振動、擠壓等發(fā)生脫落，導致顯示效果變差，返修作業(yè)十分繁瑣，成本高。

為了解決發(fā)光元件小型化遇到的問題，另一種常見的發(fā)光器件如圖2所示，包括基板21、發(fā)光芯片22和透光層23。如圖2所述，發(fā)光芯片22代替了圖1中的發(fā)光元件12，由于發(fā)光芯片22本身沒有支架，尺寸可以做到最小，透光層23不僅能保護金線，還能起到防潮防濕防塵防撞的作用，發(fā)光芯片22不易受到外力作用而受到損傷。

當圖2發(fā)光器件用于RGB顯示時，為了提高顯示圖像的反差，必須減少非出光表面的反射率。理想狀況下，是將非出光表面全面黑化。基于圖2所示的結(jié)構，為了提高顯示圖像的反差，通常的做法是在透光層23內(nèi)摻入著色劑，減少透光層23的反差率，增加非出光表面的墨黑程度，與此同時，著色劑的摻入會大幅下降透光層23的透光率，通常會犧牲40％的光。在相同功率密度下，發(fā)光器件的亮度就會大打折扣。如果通過提升功率密度來增加亮度，則會給電源配置、驅(qū)動選擇、導熱和散熱設計帶來諸多負擔，并會增加成本。由圖2可知，由發(fā)光芯片22發(fā)出的光有部分會在透光層23內(nèi)沿水平方向傳播，不同發(fā)光區(qū)域之間存在不可避免的竄光現(xiàn)象，影響圖像清晰度，分辨率與反差。

為了避免摻有著色劑的透光層對亮度的影響，同時又能進一步提升非出光面的墨黑程度，通常在發(fā)光器件上方套置一塊薄片。在對應發(fā)光芯片或發(fā)光元件處，薄片有相應的通孔，使得發(fā)光芯片或發(fā)光元件能夠裸露出來，其發(fā)出的光不被薄片所遮擋自出光方向發(fā)出。同時，由于薄片不透光，它能有效減少不同發(fā)光區(qū)域之間的竄光現(xiàn)象。

為了保護薄片和防潮防濕防塵防撞的作用，在發(fā)光器件上表面套置薄片后，通常還會在上面設置一透光層，填充薄片和發(fā)光芯片或發(fā)光元件間空隙，同時也可保護薄片不受外力損傷。透光層不能太厚，否則又會導致不同發(fā)光區(qū)域之間的竄光現(xiàn)象，影響圖像清晰度，分辨率與反差。薄片朝向出光方向的表面通常呈黑色，以提升非出光區(qū)域的墨黑程度。顯而易見，隨著像素間距的縮小，薄片上的通孔越來越多，越來越小，其加工難度與成本會大幅上升。薄片在發(fā)光器件上的安裝精度越來越高，難度也越來越高。