CN113948620A - 一种集成式微型led芯片及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成式微型LED芯片及其制作方法，包括基板、发光层、金属连接层和封装层，所述发光层包括量子点层和发光件，所述金属连接层包括焊点层，所述发光件包括第一电极和第二电极，所述量子点层与所述发光件对应设置，所述焊点层包括第一焊点区和第二焊点区，所述第一焊点区与所有所述发光件中的第一电极形成电连接，所述第二焊点区分别与单个所述发光件中的第二电极形成电连接。本发明能够直接封装在线路板上，免封装制程，整体加工成本低，同时能够解决Micro LED在传统固晶工艺中容易出现的滑晶、跑晶、转晶等难题；还能够凸显亮区和暗区的对比，提高黑占比和锐度，同时提高了巨量转移的转移效率和良率。

Description

一种集成式微型LED芯片及其制作方法
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种集成式微型LED芯片及其制作方法。
背景技术
LED具有节能、环保、抗震、安全等一系列优点，在照明、显示等领域应用广泛。LED显示屏作为一项高科技产品引起了人们的高度重视。采用计算机控制、将光、电融为一体的智能全彩显示屏在广告传媒、娱乐文化、交通诱导、体育等领域已经得到了广泛的应用，其像素点采用红、绿、蓝三色LED发光二极管，以点阵的方式排列起来，从而实现显示画面的全彩化。随着LED显示屏在显示领域的应用越来越普及化，红、绿、蓝三色LED芯片以及芯片之间的间距也需要随之不断的缩小，当LED芯片缩小到小于100μm以下时，芯片大小已经远远超过传统的芯片转移方法的工艺极限，因此目前行业内多采用多颗微小芯片巨量转移的方式进行批量转移。
目前RGB-LED显示屏的三色LED在封装前是独立分开的，需要依次单独经过R、G、B三色LED的巨量转移到封装基板上，从而实现RGB三色LED均匀混合，而巨量转移的方式存在着转移良率低、转移精度要求极高、转移过程良率低等问题，巨量转移的次数越多，则转移良率越低；RGB-LED显示屏的三色LED芯片尺寸小、数量大，封装成本高；同时尺寸小导致焊盘面积少、焊接区域小、适量焊接材料均匀注入焊接区域内困难，封装级工艺要求及精度低，导致封装固晶时容易发生焊接不良，时常出现滑晶、跑晶、转晶等异常，大大降低了封装良率和封装可靠性，从而使整体加工成本进一步提高；另外，RGB-LED显示屏的三色LED中相邻LED发光相互影响，相邻LED之间无吸光介质，导致相邻LED之间的非发光区(暗区)与LED发光亮区对比不明显，从而使RGB-LED显示屏产生对比度低、黑占比低、灰阶弱、色域窄等缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种集成式微型LED芯片及其制作方法，能够将多个Micro LED芯片连接起来并直接封装在线路板上，免封装制程，整体加工成本低，同时能够解决Micro LED在传统固晶工艺中容易出现的滑晶、跑晶、转晶等难题。
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种集成式微型LED芯片及其制作方法，能够提高黑占比和锐度，使器件具有较好的显示效果，而且能够降低巨量转移的次数和难度，降低加工成本，提高了巨量转移的效率和良率。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种集成式微型LED芯片，包括基板、发光层、金属连接层和封装层。
所述发光层包括量子点层和多个发光件，所述金属连接层包括焊点层。
所述基板和所述量子点层设于所述发光件出光的一侧，所述焊点层设于所述发光件的另一侧，所述量子点层设于所述发光件和所述基板之间，所述发光件包括第一电极和第二电极。
所述量子点层与所述发光件对应设置，所述焊点层包括第一焊点区和第二焊点区，所述第一焊点区与所有所述发光件中的第一电极形成电连接，所述第二焊点区分别与单个所述发光件中的第二电极形成电连接。
所述封装层覆盖于所述集成式微型LED芯片表面。
作为上述方案的改进，所述发光件呈阵列式排布，所述第一焊点区和所述第二焊点区的引脚位于所述集成式微型LED芯片的边缘处或边缘交汇处。
作为上述方案的改进，所述发光件包括多个发光单元，每个发光单元包括至少3个发光子单元，所述3个发光子单元能发出相同或不同的颜色。
每个所述发光子单元的衬底和电极均相互独立，每个所述发光子单元能够实现单独控制。
作为上述方案的改进，所述基板靠近所述发光件的一侧涂覆有光敏层，所述光敏层能够阻隔光线，所述光敏层中局部区域设有用于填充量子点材料的填充区，所述量子点材料固化于所述填充区形成量子点层，所述量子点层的表面与所述光敏层的表面处于同一平面。
作为上述方案的改进，所述发光件中与发光面相反的一侧和所述发光件侧部均设有阻隔层，所述阻隔层由光阻材料构成并具有绝缘性，所述阻隔层包裹所述发光件的非发光面和侧部，以阻隔所述发光件的侧向光线，所述阻隔层的局部区域设有焊盘区。
所述金属连接层还包括金属桥接层，所述金属桥接层设于所述焊盘区中。
作为上述方案的改进，所述金属桥接层包括第一桥接层和第二桥接层，所述第一桥接层与所述第一电极的焊盘电连接，所述第二桥接层与所述第二电极的焊盘电连接。
所有所述第一桥接层连接起来形成所述第一焊点区，每个单独的所述第二桥接层分别引出形成所述第二焊点区。
作为上述方案的改进，所述金属连接层还包括电极引脚，所述电极引脚分别与所述第一焊点区和所述第二焊点区电连接。
所述电极引脚的端面裸露在所述封装层外，形成封装引脚，所述封装引脚位于所述集成式微型LED芯片的边缘处或边缘交汇处。
作为上述方案的改进，所述发光件与所述量子点层之间设有粘黏层，所述发光件与所述量子点层分别粘附于所述粘黏层的两侧，所述粘黏层具有透光性。
所述发光件为倒装LED芯片。
作为上述方案的改进，所述第一电极为负极，所述第一焊点区与所有所述发光件中的第一电极形成电连接，形成公共阴极焊点区。
所述第二电极为正极，所述第二焊点区分别与单个所述发光件中的第二电极形成电连接，形成单独阳极焊点区。
相应地，本发明还提供了一种集成式微型LED芯片的制作方法，包括以下步骤：
在基板表面形成光敏层，在所述光敏层的局部区域形成填充区，在所述填充区中涂覆量子点材料形成量子点层；
在所述量子点层和所述光敏层上粘附双面粘黏材料形成粘黏层，在所述粘黏层表面贴附发光件，所述发光件的发光面朝向所述基板；
在所述粘黏层表面以及所述发光件的侧面和非发光面覆盖光阻材料形成阻隔层，在所述阻隔层的局部区域分离出焊盘区；
采用蒸镀或者溅射的方式在所述焊盘区中沉积出金属桥接层，所述金属桥接层包括第一桥接层和第二桥接层，所述第一桥接层与所述第一电极的焊盘电连接，所述第二桥接层与所述第二电极的焊盘电连接；
采用蒸镀或者溅射的方式将全部所述第一桥接层连接在一起并引出，形成第一焊点区，采用蒸镀或者溅射的方式将所述第二桥接层单独引出，形成第二焊点区；
将所述第一焊点区和所述第二焊点区的引脚位置设于所述集成式微型LED芯片的边缘处或边缘交汇处；
分别在所述第一焊点区和所述第二焊点区上沉积金属层形成电极引脚，在整个所述集成式微型LED芯片表面进行灌胶以形成封装胶体，将所述第一焊点区和所述第二焊点区的电极引脚裸露出来构成封装引脚。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明中的发光件为微型倒装LED芯片，本发明通过全共阴结构加若干独立阳极的方式形成集成式微型LED芯片集成式阵列，该全共阴结构加若干独立阳极结构，使MicroLED芯片的布局和构造设计灵活多变，而形成若干个封装引脚后，集成式微型LED芯片就可以直接封装在线路板上，可以免封装制程，不需要精密的驱动板布线设计，使整体加工成本低。
而且，本发明通过工艺要求和精度高的半导体级芯片电极互联工艺，代替工艺要求和精度低的封装级传统单颗或多颗芯片固晶工艺，将多颗单独的Micro LED形成电连接，形成全共阴结构加若干独立阳极结构，由于Micro LED芯片的布局和构造设计灵活多变，而且各电极间的间距足够大，能够大大弥补传统封装固晶工艺的粗糙、精度低的问题，从而解决Micro LED锡膏封装固晶时容易出现的焊接不良、滑晶、跑晶、转晶等异常和难题，使整体加工成本进一步降低，大大提高了封装良率和封装可靠性。
再者，集成式微型LED芯片阵列中的Micro LED尺寸小、个数多、单一光色集中、Micro LED侧部的阻隔层和相邻量子点层之间的光敏层，能够凸显Micro LED所在的发光亮区和透光率极低的光敏层暗区的区别，能够大大提高对比度、黑占比和锐度，能够使器件具有显示效果好、灰阶显著、色域广、色彩鲜明等等的优点。
同时，本发明利用全共阴结构加若干独立阳极的方式所形成的集成式微型LED芯片集成式阵列，能够使不同尺寸的Micro LED芯片集成在同一个阵列中，同时使用一次巨量转移的方式将若干颗单色或多色Micro LED准确放在量子点层上，利用量子点材料的特性，使Micro LED芯片发出的单色光经过量子点材料时会改变光色从而使输出光色达到RGB三色混合的效果，因此多颗尺寸不同的单色或多色Micro LED也能实现同时一次巨量转移，避免了现有RGB微型LED需要分别进行R、G、B三色的巨量转移、即需要三次巨量转移，过程大大简化，加工成本大大降低、提高了巨量转移的转移效率和良率。
附图说明
图1是本发明集成式微型LED芯片的结构示意图；
图2是本发明集成式微型LED芯片实施例一的阵列分布图；
图3是本发明集成式微型LED芯片实施例二的阵列分布图；
图4是本发明集成式微型LED芯片实施例三的阵列分布图；
图5是本发明集成式微型LED芯片实施例四的阵列分布图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
参见图1和图2，本发明提供的一种集成式微型LED芯片，包括基板1、发光层2、金属连接层3和封装层7，所述发光层2包括量子点层22和发光件21，所述发光层2能够发出所需的光色，所述金属连接层3用于给所述发光件21形成电回路，所述金属连接层3包括焊点层31，所述发光件21包括第一电极211和第二电极212。所述封装层7覆盖于所述集成式微型LED芯片表面，从而固定整个所述集成式微型LED芯片。
所述基板1和所述量子点层22设于所述发光件21出光的一侧，所述焊点层31设于所述发光件21的另一侧，所述量子点层22设于所述发光件21和所述基板1之间。所述基板1可以采用玻璃等具有硬度和厚度适中、而光透过率较高的透明材料，所述发光件21出光时会先经过所述量子点层22，然后再穿过所述量子点层22到达所述基板1并最后从所述基板1中穿透过去，形成不同的光色。
具体地，所述量子点层22位于正对各个所述发光件21的位置，以便于使所述发光件21发出的光能够直接穿过所述量子点层22。所述量子点层22由量子点材料构成，所述量子点层22与所述发光件21的位置对应设置。所述量子点层22的量子点材料与所述发光件21发出的光色搭配设置，以控制最终输出的光色。
例如所述发光件21发出蓝光穿过对应的A类量子点材料，最终会输出红光；所述发光件21发出蓝光穿过对应的B类量子点材料，最终可以输出绿光；所述发光件21发出绿光穿过对应的C类量子点材料，最终可以输出红光；所述发光件21发出绿光穿过对应的D类量子点材料，最终会输出蓝光……依次类推，利用所述量子点层能够实现所述发光件21的出光颜色能够向RGB等三种或多种色彩进行转换。利用所述发光件21与所述量子点层22的对应关系，即可实现RGB三色混合，因此只需要将多颗单色或多色Micro LED进行一次巨量转移，配合不同的或相同的量子点材料，即可实现RGB三色混合，避免了现有RGB微型LED需要分别进行R、G、B三色的巨量转移的过程，即需要进行三次巨量转移，因此巨量转移的次数大大减少，过程大大简化，从而大大降低了加工成本，提高了巨量转移的转移效率和良率。
所述焊点层31包括第一焊点区311和第二焊点区312，所述第一焊点区311与所有所述发光件21中的第一电极211通过半导体级电极互联工艺形成电连接，所述第二焊点区312分别与单个所述发光件21中的第二电极212形成电连接。半导体级芯片电极互联工艺，是指将若干颗完全独立(LED衬底彼此分离开)的LED芯片的N电极或P电极，采用电子束蒸镀或溅射沉积等工艺连接起来。因此所有所述发光件21的第一电极211全部连接在一起，形成公共电极，而每个所述发光件21中的第二电极212单独引出，形成独立电极，每个所述发光件21都可以通过连通公共电极和对应的独立电极形成导电回路，从而实现单独发光。
在传统的封装级固晶工艺中，单颗LED芯片的正负电极之间的间距(固晶间距)、LED芯片与周围芯片之间的摆放位置(芯片间距)，以及封装固晶工艺(锡膏工艺)都会影响固晶封装的效果，Micro LED芯片的固晶封装通常采用锡膏固晶，锡膏高温会熔化流动，锡膏使用量多了就会导致锡膏向周围流动，此时若固晶间距不够就会导致LED芯片正负电极连通短路而漏电；若芯片间距不够就会导致锡膏溢出到周围LED芯片上而漏电失效；锡膏使用量少了就会导致虚焊、空焊等焊接不良的情况。本发明采用半导体级芯片电极互联工艺，将所述发光件21的电极串接并单独引出，大大弥补了封装固晶工艺的粗糙、精度低的问题；也解决了因Micro LED芯片密集阵列排布而产生的固晶不良率高、需要更高要求的固晶工艺开发、更精密的固晶机台采购、更精密的驱动板布线设计等问题。因此本发明实施例通过工艺要求高和精度高的半导体级芯片电极互联工艺，代替工艺要求低和精度低的封装级固晶工艺，将多颗Micro LED电连接，形成全公共电极结构加若干独立电极结构，能够解决Micro LED封装固晶时容易出现的焊接不良、滑晶、跑晶、转晶等异常和难题，使整体加工成本进一步降低、大大提高了封装良率和封装可靠性。
所述发光件21呈阵列式排布，所述第一焊点区311和所述第二焊点区312的引脚位置分布于所述集成式微型LED芯片的边缘处或边缘交汇处。因此对于所述发光件21，只要其电极能够连接至公共电极和独立电极，使其具备独立发光功能，则不同尺寸的所述发光件21也能排布于阵列中。
因此，本发明通过全公共电极结构加独立电极结构，使每个所述发光件21都能在集成式阵列中独立发光，能够形成灵活多变的布局和构造，而且电极的引脚位置分布于边缘处或边缘交汇处，固晶间距较大，可以避免精密的固晶工艺和精密的驱动板布线设计，还能使所述集成式微型LED芯片能够直接封装在线路板上，免去封装制程，使整体加工成本进一步降低。
需要说明的是，所述发光件21的尺寸范围在10μm-100μm，但不限于此。具体地，所述发光件21包括一个或多个发光单元，每个发光单元包括至少3个发光子单元213，所述3个发光子单元213能发出相同或不同的颜色，当所述3个发光子单元213发出的颜色不同时，发光颜色优选为红、绿、蓝三种。所述发光子单元213的尺寸越小、个数越多、光色越集中，则显示器件所呈现的像素间距越小、其画面显示越细腻，具有黑占比高、灰度等级高、对比度高、颜色丰富、色彩艳丽、色域广等优点。每个所述发光子单元213的衬底和电极均相互独立，从而形成尺寸小、个数多、光色集中的效果，而且还便于分开排布。另外，每个所述发光子单元能够实现单独控制，不同颜色的所述发光子单元213的使用电流可能不一样，因此能够对每个所述发光子单元213进行单独控制，可以保证RGB红绿蓝不同光色间的亮度均一性，不会产生亮区暗区交错的现象。
为了提高所述量子点层22填充位置的准确性，所述基板1靠近所述发光件21的一侧涂覆有光敏层5，所述光敏层5由光敏材料构成，所述光敏层5能够阻隔光线，所述光敏层5中局部区域设有填充区51，所述填充区51由光敏材料局部区域见光分解而成，随后将量子点材料均匀涂覆在所述填充区51内，加热固化后即可形成所述量子点层22。所述量子点层22表面和所述光敏层5表面处于同一平面上，以保证后续所述粘黏层4能够均匀平铺于所述量子点层22和所述光敏层5上。所述粘黏层4设于所述发光件21与所述量子点层22之间，所述发光件21与所述量子点层22分别粘附于所述粘黏层4的两侧，为了不影响所述发光件21透光，所述粘黏层4优选使用具有透光性的双面粘黏材料制成，同时所述粘黏层4的光吸收率低，可以降低所述发光件21发出的光经过所述粘黏层4时被吸收的占比，而且所述粘黏层4还具备一定的柔韧性，从而保护所述发光件21在后续的工艺操作中不被折断损坏。
为了防止由于所述发光件21侧向光的相互干扰、相邻LED之间无吸光介质而产生的光色不一致、暗区和亮区对比不明显等问题，所述发光件21中与发光面相反的一侧的上方和所述发光件21侧部均设有阻隔层6，所述阻隔层6由光阻材料构成，所述阻隔层6能够阻隔所述发光件21的侧向光线。所述阻隔层6和相邻所述量子点层22之间的所述光敏层5，能够使所述发光件21所在的发光亮区和透光率极低的所述光敏层5暗区的区别更加明显，加上所述发光件21尺寸小、个数多、单一光色集中等特点，能够大大提高器件的对比度、黑占比和锐度，能够进一步凸显器件的显示效果好、灰阶显著、色域广、色彩鲜明等等的优点。
所述阻隔层6还具有绝缘性，能够将相邻的所述金属桥接层32、所述第一焊点区311、所述第二焊点区312、所述发光件21和所述电极引脚33相互隔离开。另外，所述阻隔层6见光容易分解，利用其特性，可以将位于所述发光件21中与发光面相反的一侧的上方的所述阻隔层6分解成焊盘区61，所述第一电极211的焊盘和所述第二电极212的焊盘的局部从所述焊盘区61中裸露出来。所述阻隔层6优选由PI聚酰亚胺材料制成，但不限于此。
所述金属连接层3还包括金属桥接层32，所述金属桥接层32设于所述焊盘区61中并分别与所述第一电极211的焊盘和所述第二电极212的焊盘电连接。具体地，所述金属桥接层32包括第一桥接层321和第二桥接层322，所述第一桥接层321与所述第一电极211的焊盘电连接，所述第二桥接层322与所述第二电极212的焊盘电连接。所述第一焊点区311与所有所述第一桥接层321形成电连接，从而形成所述发光件21的公共电极，所述第二焊点区312分别与单个所述第二桥接层322形成电连接，从而形成所述发光件21的独立电极。所述金属桥接层32中的金属优选由Cr、Ni、Co、Sn、Cu、Au、Pt、Al、Ti等多种金属或合金组成。
所有所述第一桥接层321通过半导体级芯片电极互联工艺连接起来形成所述第一焊点区311，每个单独的所述第二桥接层322分别引出形成所述第二焊点区312。通过这样的阵列式集成设计，可以将数量为3n(n≥1)个、单一光色或多光色、任何尺寸大小的所述发光子单元213集成在一起，形成与传统芯片大小相当(>250um)的芯片集成阵列，不仅大大弥补了封装固晶工艺的粗糙、精度低的问题；也解决了因Micro LED芯片密集阵列排布而产生的固晶不良率高、需要更高要求的固晶工艺开发、更精密的固晶机台采购、更精密的驱动板布线设计等问题。
为了整体固定并封装所述集成式微型LED芯片，所述集成式微型LED芯片还包括封装层7和多个电极引脚33，多个所述电极引脚33分别与所述第一焊点区311和所述第二焊点区312电连接形成所述第一电极211的引脚和所述第二电极212的引脚。所述电极引脚33优选由Sn、Cu等多种金属或合金组成，但不限于此。
封装胶体覆盖于整个所述集成式微型LED芯片表面形成所述封装层7，所述封装层7优选采用液态环氧树脂等常用胶，但不限于此。为了将所述电极引脚33引出，以便于与后续的线路板直接封装，可以通过研磨等方法将所述电极引脚33露出于所述封装层7表面的部分，并最终构成所述封装引脚34，所述封装引脚34分布于所述集成式微型LED芯片的边缘处或边缘交汇处，能够为不同尺寸的所述发光子单元213的分布预留较多空间，也便于与后续的线路板直接封装。
优选地，所述发光子单元213为倒装LED芯片，倒装LED芯片具有较好的散热功能，还具有低电压、高亮度、高可靠性等优点，而且比垂直结构的Micro LED芯片的成本更低、良率更高。所述第一电极211的焊盘靠近所述第一桥接层321，所述第二电极212的焊盘靠近所述第二桥接层322。
优选地，所述第一电极211为负极，所述第二电极212为正极。所述第一焊点区311与所有所述发光子单元213中的负极通过电极互联工艺连接形成公共阴极，所述第二焊点区312分别与单个发光子单元213中的正极形成独立阳极，通过公共阴极结构加若干独立阳极的方式形成集成式LED小间距芯片集成式阵列。在其他实施例中，所述第一电极211也可以为正极，而所述第二电极212对应为负极，此时所述第一焊点区311与所有所述发光子单元213中的正极连接形成公共阳极，所述第二焊点区312分别与单个发光子单元213中的负极形成独立阴极。
优选地，每个发光单元包括3个发光子单元213，发光单元的数量为n，n≥1，则所有所述发光子单元213的数量为3n。因此所有所述发光子单元213的第一电极211互相串联形成1个公共电极，每个所述第二电极212单独引出形成n个独立电极。
参见图2，当n＝1时，所述发光子单元213的数量为3个，此时共有3个独立电极和1个公共电极，3个独立电极和1个公共电极的电极引脚33分别位于所述集成式微型LED芯片的四个角上。
参见图3和图4，当n＞1且n为偶数时，所述发光子单元213可以分为2列，左列所述发光子单元213的第二电极212位于所述集成式微型LED芯片的左侧，数量为3n/2个，分别将所述第二电极212单独引出至所述集成式微型LED芯片左侧边缘的位置形成3n/2个独立电极；第二列所述发光子单元213的第二电极212位于所述集成式微型LED芯片的右侧，数量为3n/2个，分别将所述第二电极212单独引出至所述集成式微型LED芯片右侧边缘的位置形成另外3n/2个独立电极；而3n个所述发光子单元213的第一电极211位于所述集成式微型LED芯片的中部，将所述第一电极211全部串联起来并将其引出至所述集成式微型LED芯片的边缘，形成1个公共电极。
参见图5，当n＞1且n为奇数时，所述发光子单元213同样可以分为2列，其中将(3n-1)/2个所述发光子单元213设置于所述集成式微型LED芯片的左列，并使所述第二电极212位于所述集成式微型LED芯片的左侧，分别将所述第二电极212单独引出至所述集成式微型LED芯片左侧边缘的位置形成(3n-1)/2个独立电极；将(3n-1)/2个所述发光子单元213设置于所述集成式微型LED芯片的右列，并使所述第二电极212位于所述集成式微型LED芯片的右侧，分别将所述第二电极212单独引出至所述集成式微型LED芯片右侧边缘的位置形成(3n-1)/2个独立电极；最后剩下1个所述发光子单元213，将最后1个所述发光子单元213置于2列所述发光子单元213之间，并使其位于所述集成式微型LED芯片的边缘，将其所述第二电极212单独引出至集成式微型LED芯片左侧或右侧的位置，将其所述第一电极211与其他所述发光子单元213的第一电极211串联起来，并统一引出至所述集成式微型LED芯片右侧或左侧的位置(当最后一个所述发光子单元213的第二电极212位于左侧，则第一电极211位于右侧；当最后一个所述发光子单元213的第二电极212位于右侧，则第一电极211位于左侧)。
相应地，本发明还提供了一种集成式微型LED芯片的制作方法，包括以下步骤：
a)在基板1表面形成光敏层5，在所述光敏层5的局部区域形成填充区51，在所述填充区51中涂覆量子点材料形成量子点层22。
优选地，所述基板1采用如玻璃等具有硬度和厚度适中、光透过率高等特性的透明材料做基板1。合适的硬度和厚度使该所述集成式微型LED芯片结构不易翘曲而且易于切割，而光透过率高有助于避免光在经过所述基板1时被吸收。进一步地，可以通过涂刷法、喷涂法或浸涂法涂覆在所述基板1表面涂覆光敏材料形成光敏层5，该光敏材料不透光或透光率极低，可以是如含碳掺杂度极高的光阻材料。
为了形成所述量子点层22，根据光敏材料局部区域见光易分解的特性，可以利用显影液等化学药液去除局部区域的分解生成物形成填充区51，在所述填充区51中利用高精密量子点喷涂方式涂覆量子点材料使其形成量子点层22。所述量子点层22形成后需要加热固化。为了使后续所述粘黏层4能够平铺于所述量子点层22和所述光敏层5上，所述量子点层22的厚度与所述光敏层5的厚度相等。
需要说明的是，所述发光件21的出光颜色取决于量子点材料的种类，即所述发光件21发出的单色光经过量子点材料时会改变光色从而使输出光色达到RGB三色混合的效果。如所述发光件21发出蓝光穿过对应的A类量子点材料，最终会输出红光；所述发光件21发出蓝光穿过对应的B类量子点材料，最终可以输出绿光；所述发光件21发出绿光穿过对应的C类量子点材料，最终可以输出红光；所述发光件21发出绿光穿过对应的D类量子点材料，最终会输出蓝光……依次类推，从而能够实现单一光色发光件21的出光颜色能够向RGB等三种或多种色彩进行转换。
b)在所述量子点层22和所述光敏层5上形成粘黏层4，在所述粘黏层4表面贴附发光件21，所述发光件21的发光面朝向所述基板1。
优选地，所述粘黏层4用于固定所述发光件21，可以通过倒模或压膜工艺将双面粘黏材料覆盖于所述量子点层22和所述光敏层5上以形成粘黏层4，再采用巨量转移的方法在所述粘黏层4表面贴附发光件21，所述发光件21优选为倒装LDE芯片，所述发光件21的正极焊盘、负极焊盘随着后续封装引脚34的分布灵活调整，所述发光件21的蓝宝石面与双面粘黏材料粘附，即所述发光件21的发光面朝向所述基板1。所述粘黏层4需要具有透光性好、光吸收率低、具有柔韧性等特点，可以降低所述发光件21的光在经过所述粘黏层4时被吸收的占比，也能保护所述发光件21在后续工艺中不被折断损坏。
优选地，所述发光件21包括一个或多个发光单元，每个发光单元包括至少3个发光子单元213，所述3个发光子单元213能发出相同或不同的颜色。将所述发光子单元213转移至所述粘黏层4上形成集成式阵列结构，利用所述发光件21与所述量子点层22的对应关系，即可实现RGB三色混合，因此只需要将多颗单色或多色Micro LED进行一次巨量转移，配合不同的或相同的量子点材料，即可实现RGB三色混合，避免了现有RGB微型LED需要分别进行R、G、B三色的巨量转移的过程，即需要进行三次巨量转移，从而使过程大大简化，加工成本大大降低。另外所述发光子单元213的尺寸越小、个数越多、光色越集中，则器件显示的效果则越好、对比度越高、灰阶越显著、色域越广、色彩越鲜明。
c)在所述粘黏层4表面以及所述发光件21的侧面和非发光面覆盖光阻材料形成阻隔层6，在所述阻隔层6的局部区域分离出焊盘区61。
优选地，可以通过涂刷法、喷涂法或浸涂法将所述光阻材料覆盖于所述粘黏层4表面以及所述发光件21的侧面和背面，所述阻隔层6除了能够遮挡所述发光件21的侧部光，能够使所述发光件21所在的发光亮区和透光率极低的所述光敏层5暗区的区别更加明显，加上所述发光件21尺寸小、个数多、单一光色集中等特点，能够大大提高器件的对比度、黑占比和锐度，能够进一步凸显器件的显示效果好、灰阶显著、色域广、色彩鲜明等等的优点。所述阻隔层6还具有绝缘性，能够将相邻的所述金属桥接层32、所述第一焊点区311、所述第二焊点区312、所述发光件21和所述电极引脚33相互隔离开，防止芯片短路。
进一步地，由于光阻材料见光易分解，因此可以利用显影液在所述阻隔层6的局部区域分解出焊盘区61，露出每个所述发光件21的正极焊盘、负极焊盘的局部区域，以便在这些区域蒸镀电极金属。所述光阻材料可以选择PI聚酰亚胺这种耐高温、粘度大的材料，但不限于此。
d)采用蒸镀或者溅射的方式在所述焊盘区中沉积出金属桥接层32，所述金属桥接层包括第一桥接层321和第二桥接层322，所述第一桥接层321与所述第一电极211的焊盘电连接，所述第二桥接层322与所述第二电极212的焊盘电连接。
优选地，通过蒸镀或溅射工艺在所述焊盘区61中沉积出所述金属桥接层32，金属层结构由Cr、Ni、Co、Sn、Cu、Au、Pt、Al、Ti等多种金属或合金组成。所述金属桥接层32采用叠层金属沉积的方式进行沉积，叠层金属沉积的方式能够消除金属间的内应力，同时还可以增强柔韧性使后续灌胶时不至于受到向下挤压的力导致金属裂开。
e)采用蒸镀或者溅射的方式将全部所述第一桥接层321连接在一起并引出，形成第一焊点区311，采用蒸镀或者溅射的方式将所述第二桥接层322单独引出，形成第二焊点区312。
具体地，所述第一桥接层321与所述发光子单元213的第一电极211的焊盘电连接，所述第二桥接层322与所述发光子单元213的第二电极212的焊盘电连接。将全部所述第一桥接层321通过采用蒸镀或者溅射的方式连接在一起并引出，形成第一焊点区311，采用蒸镀或者溅射的方式将所述第二桥接层322单独引出，形成第二焊点区312。采用电子束蒸镀或溅射沉积等工艺将若干颗完全独立(LED衬底彼此分离开)的LED芯片的N电极或P电极连接起来即为半导体级芯片电极互联工艺，本发明实施例通过工艺要求高和精度高的半导体级芯片电极互联工艺，代替工艺要求低和精度低的封装级固晶工艺，将多颗所述发光子单元213电连接，形成全公共电极结构加若干独立电极结构，大大弥补了封装固晶工艺的粗糙、精度低的问题；也解决了因Micro LED芯片密集阵列排布而产生的固晶不良率高、需要更高要求的固晶工艺开发、更精密的固晶机台采购、更精密的驱动板布线设计等问题，从而解决Micro LED封装固晶时容易出现的焊接不良、滑晶、跑晶、转晶等异常和难题，使整体加工成本进一步降低，大大提高了封装良率和封装可靠性。
f)将所述第一焊点区311和所述第二焊点区312的引脚位置设于所述集成式微型LED芯片的边缘处或边缘交汇处。
具体地，根据所述发光单元的数量不同，所述第一焊点区311的引脚位置设于边缘处或边缘交汇处，能够为不同尺寸的所述发光子单元213的分布预留较多空间，也便于与后续的线路板直接封装。
g)分别在所述第一焊点区311和所述第二焊点区312上沉积金属层形成电极引脚33，在整个所述集成式微型LED芯片表面进行灌胶封装，将所述第一焊点区311和所述第二焊点区312的电极引脚裸露出来构成封装引脚33。
具体地，通过黄光工艺，利用电镀或者化学镀的方式，分别在所述第一焊点区311和所述第二焊点区312的上方沉积金属层形成电极引脚33，所述电极引脚33也是采用叠层金属沉积的方式进行沉积，既能消除金属间的内应力，也能避免后续灌胶时受到左右前后的挤压导致金属裂开。其中所述第一焊点区311的电极引脚33形成公共电极，所述第二焊点区312的电极引脚33形成独立电极。通过公共电极结构加独立电极的方式形成微型LED芯片集成式阵列，通过这样的阵列式集成芯片设计，可以将数量为3n(n≥1)个、单一光色或多光色、任何尺寸大小的所述发光子单元213集成在一起，形成与传统芯片大小相当(>250um)的芯片集成阵列。本发明通过公共电极结构加若干独立电极的方式形成集成式微型LED小间距芯片集成式阵列，使Micro LED芯片的布局和构造灵活多变，而形成若干个封装引脚34后，集成式微型LED芯片就可以直接封装在线路板上，可以免封装制程，使整体加工成本低。
最后通过Moding灌胶封装工艺在整个所述集成式微型LED芯片表面进行灌胶以形成封装层7，将所述第一焊点区311和所述第二焊点区312的电极引脚33裸露出来构成封装引脚34。所述封装层7的厚度大于所述电极引脚33的高度，以保证所述封装胶完全覆盖整个集成式微型LED芯片表面。再使用研磨工艺将所述电极引脚33外侧面的封装层7磨平，从而使所述第一焊点区311和所述第二焊点区312的电极引脚33裸露出来构成封装引脚34。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然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，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种集成式微型LED芯片，其特征在于，包括基板、发光层、金属连接层和封装层；
所述发光层包括量子点层和发光件，所述金属连接层包括焊点层；
所述基板和所述量子点层设于所述发光件出光的一侧，所述焊点层设于所述发光件的另一侧，所述量子点层设于所述发光件和所述基板之间，所述发光件包括第一电极和第二电极；
所述量子点层与所述发光件对应设置，所述焊点层包括第一焊点区和第二焊点区，所述第一焊点区与所有所述发光件中的第一电极形成电连接，所述第二焊点区分别与单个所述发光件中的第二电极形成电连接；
所述封装层覆盖于所述集成式微型LED芯片表面。
2.如权利要求1所述的集成式微型LED芯片，其特征在于，所述发光件呈阵列式排布，所述第一焊点区和所述第二焊点区的引脚位于所述集成式微型LED芯片的边缘处或边缘交汇处。
3.如权利要求1所述的集成式微型LED芯片，其特征在于，所述发光件包括一个或多个发光单元，每个发光单元至少包括3个发光子单元，所述3个发光子单元能发出相同或不同的颜色；
每个所述发光子单元的衬底和电极均相互独立，每个所述发光子单元能够实现单独控制。
4.如权利要求1所述的集成式微型LED芯片，其特征在于，所述基板靠近所述发光件的一侧涂覆有光敏层，所述光敏层能够阻隔光线，所述光敏层中局部区域设有用于填充量子点材料的填充区，所述量子点材料固化于所述填充区形成量子点层，所述量子点层的表面与所述光敏层的表面处于同一平面。
5.如权利要求1所述的集成式微型LED芯片，其特征在于，所述发光件中与发光面相反的一侧和所述发光件侧部均设有阻隔层，所述阻隔层由光阻材料构成并具有绝缘性，所述阻隔层包裹所述发光件的非发光面和侧部，以阻隔所述发光件的侧向光线，所述阻隔层的局部区域设有焊盘区；
所述金属连接层还包括金属桥接层，所述金属桥接层设于所述焊盘区中。
6.如权利要求5所述的集成式微型LED芯片，其特征在于，所述金属桥接层包括第一桥接层和第二桥接层，所述第一桥接层与所述第一电极的焊盘电连接，所述第二桥接层与所述第二电极的焊盘电连接；
所有所述第一桥接层连接起来形成所述第一焊点区，每个单独的所述第二桥接层分别引出形成所述第二焊点区。
7.如权利要求1所述的集成式微型LED芯片，其特征在于，所述金属连接层还包括电极引脚，所述电极引脚分别与所述第一焊点区和所述第二焊点区电连接；
所述电极引脚的端面裸露在所述封装层外，形成封装引脚，所述封装引脚位于所述集成式微型LED芯片的边缘处或边缘交汇处。
8.如权利要求1所述的集成式微型LED芯片，其特征在于，所述发光件与所述量子点层之间设有粘黏层，所述发光件与所述量子点层分别粘附于所述粘黏层的两侧，所述粘黏层具有透光性；
所述发光件为倒装LED芯片。
9.如权利要求1-8任一项所述的集成式微型LED芯片，其特征在于，所述第一电极为负极，所述第一焊点区与所有所述发光件中的第一电极形成电连接，形成公共阴极焊点区；
所述第二电极为正极，所述第二焊点区分别与单个所述发光件中的第二电极形成电连接，形成单独阳极焊点区。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的集成式微型LED芯片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)在基板表面形成光敏层，在所述光敏层的局部区域形成填充区，在所述填充区中涂覆量子点材料形成量子点层；
b)在所述量子点层和所述光敏层上形成粘黏层，在所述粘黏层表面贴附发光件，所述发光件的发光面朝向所述基板；
c)在所述粘黏层表面以及所述发光件的侧面和非发光面覆盖光阻材料形成阻隔层，在所述阻隔层的局部区域分离出焊盘区；
d)采用蒸镀或者溅射的方式在所述焊盘区中沉积出金属桥接层，所述金属桥接层包括第一桥接层和第二桥接层，所述第一桥接层与所述第一电极的焊盘电连接，所述第二桥接层与所述第二电极的焊盘电连接；
e)采用蒸镀或者溅射的方式将全部所述第一桥接层连接在一起并引出，形成第一焊点区，采用蒸镀或者溅射的方式将所述第二桥接层单独引出，形成第二焊点区；
f)将所述第一焊点区和所述第二焊点区的引脚位置设于所述集成式微型LED芯片的边缘处或边缘交汇处；
g)分别在所述第一焊点区和所述第二焊点区上沉积金属层形成电极引脚，在整个所述集成式微型LED芯片表面进行灌胶封装，将所述第一焊点区和所述第二焊点区的电极引脚裸露出来构成封装引脚。
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