微显示器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种微显示器件及其制备方法。该微显示器件的一具体实施方式包括：基板；位于基板上的第一颜色LED芯片阵列；覆盖第一颜色LED芯片阵列的能够透过第一颜色的光的平坦层；位于平坦层上的第二薄膜层，第二薄膜层包括经第一颜色的光照射而激发第二颜色的光的第二量子点区和透过第一颜色的光的第二透光区；位于第二薄膜层上的第三薄膜层，第三薄膜层包括经第一颜色的光照射而激发第三颜色的光的第三量子点区和透过第一及第二颜色的光的第三透光区；位于第三薄膜层上的第四薄膜层，第四薄膜层包括经第一颜色的光照射而激发第四颜色的光的第四量子点区和透过第二及第三颜色的光的第四透光区。该实施方式具有高分辨率、高亮度及高色域集成等优点。

【技术实现步骤摘要】
微显示器件及其制备方法
本专利技术涉及显示器件
更具体地，涉及一种微显示器件及其制备方法。
技术介绍
微型LED(MicroLED)是新一代显示技术，与OLED技术相比，具有亮度更高、发光效率更好、功耗更低等优点。MicroLED技术即LED微缩化和矩阵化技术，指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列，如LED显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮。其可看成是户外LED显示屏的微缩版，将像素点距离从毫米级降低至微米级。微型LED芯片阵列(MicroLEDDisplay)的制备过程通常是，底层用常见的CMOS集成电路制造工艺制成LED显示驱动电路，然后再用气相外延生长技术(MOCVD)在CMOS集成电路上制作LED阵列，从而实现微型显示屏，可看作LED显示屏的缩小版。MicroLED优点表现的很明显，它继承了无机LED的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等优点，并且具自发光无需背光源的特性，更具节能、机构简易、体积小、薄型等优势。除此之外，MicroLED还有一大特性就是具有超高的解析度。目前实现MicroLED技术全彩化主要有两种方式：一种方式是将RGB微型LED芯片按照像素排布方式进行排列，这种方式中涉及到巨量的芯片转移，对设备精度和转移效率提出了巨大的挑战。另一种方式是直接在CMOS集成电路上制作单色微型LED芯片阵列，单色微型LED芯片阵列通常为蓝色微型LED芯片，然后再利用颜色转换原理将蓝色微型LED芯片发出的蓝光转换为绿光和红光，最后复合起来完成全彩显示。在传统的蓝光LED+荧光粉制备的白光LED中，荧光粉的颗粒尺寸较大，多为微米级。将荧光粉采用涂覆的方式在蓝色微型LED芯片阵列上虽然可以实现全彩化，但是存在发光均一性低的问题，而且在光转换过程中还会损失较多的能量。采用量子点作为光转换材料可以充分发挥其各方面的优异性质，诸如光转换效率高、颗粒尺寸小容易分散、发光峰窄等，将量子点光转换材料与MicroLED结合有望制备出高性能的微显示器件。但是，目前这种器件还需要克服很多问题，比如，需要考虑红绿量子点转光阵列在不同蓝光亮度下对蓝光的吸收与转换比例，在低亮度的蓝光下，量子点转光材料能够完全吸收蓝光并转化成相应的绿光或红光，但是当蓝光强度大时，存在蓝光不能完全吸收与转化的问题，此时需要添加额外的CF阵列进行过滤，这样必然会增加整个器件的工艺复杂度与成本，解决上述问题也可以将量子点转光层的透过率降低，但是这样会带来器件对蓝光的利用率降低。因此，需要提供一种高性能的微显示器件及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高性能的微显示器件及其制备方法。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术第一方面提供了一种微显示器件，包括：基板；位于所述基板上的第一颜色LED芯片阵列；覆盖所述第一颜色LED芯片阵列的平坦层，该平坦层能够透过第一颜色的光；位于所述平坦层上的第二薄膜层，所述第二薄膜层包括经第一颜色的光照射而激发第二颜色的光的第二量子点区和透过第一颜色的光的第二透光区；位于所述第二薄膜层上的第三薄膜层，所述第三薄膜层包括经第一颜色的光照射而激发第三颜色的光的第三量子点区和透过第一颜色及第二颜色的光的第三透光区，其中，第三量子点区在所述平坦层上的正投影落在所述第二透光区在所述平坦层上的正投影的范围内；位于所述第三薄膜层上的第四薄膜层，所述第四薄膜层包括经第一颜色的光照射而激发第四颜色的光的第四量子点区和透过第二颜色及第三颜色的光的第四透光区，其中，第四量子点区在所述平坦层上的正投影落在所述第二透光区在所述平坦层上的正投影及第三透光区在所述平坦层上的正投影的交叠区域内。本专利技术第一方面提供的微显示器件采用单色微型LED芯片阵列，避免了RGB微型LED芯片阵列涉及到的巨量芯片转移技术，可以极大缩减制备的工序与成本。第二薄膜层、第三薄膜层和第四薄膜层这三个量子点薄膜层中的量子点吸收单色微型LED芯片阵列出射的光并转换为不同颜色的光(即单色微型LED芯片出射的光激发量子点出射不同颜色的光)以实现全彩显示，通过单色微型LED芯片阵列结合量子点的方式不会存在未完全吸收转化的光对显示色调的影响，因此，本专利技术第一方面提供的微显示器件具有高分辨率、高亮度及高色域集成等优点。优选地，所述第二颜色的光的波长>第三颜色的光的波长>第四颜色的光的波长，即第二颜色、第三颜色、第四颜色和的光的波长呈递减关系。这样，可避免位于上方的量子点薄膜层中的量子点吸收位于下方的量子点薄膜层中的量子点转换后的光。优选地，所述第一颜色、第二颜色、第三颜色和第四颜色分别对应为紫色、红色、绿色和蓝色分别对应为紫色、红色、绿色和蓝色。即，第一颜色微型LED芯片阵列为紫色微型LED芯片(或者说紫光微型LED芯片)，第二薄膜层、第三薄膜层和第四薄膜层这三个量子点薄膜层由下至上依次为红色量子点薄膜层、绿色量子点薄膜层和蓝色量子点薄膜层。优选地，本专利技术第一方面提供的微显示器件还包括：位于所述第二薄膜层和第三薄膜层之间的第一无机透明膜层；和/或位于所述第三薄膜层和第四薄膜层之间的第二无机透明膜层。第二薄膜层、第三薄膜层和第四薄膜层这三个量子点薄膜层之间由无机透明膜层进行隔绝，一方面，如果微显示器件的制备过程中最后进行TFE封装，即微显示器件还包括用于保护所述微显示器件的TFE封装层，则可以缩减后续TFE封装结构的厚度；另一方面，可以提升这三个量子点薄膜层的基底平整性，能够同时起到封装与平坦的作用。优选地，本专利技术第一方面提供的微显示器件还包括：所述第二量子点区中第二量子点的组分为MAPbBrxI3-x/Poly，第二透光区的组分为MAI/Poly与PbBr2/Poly的混合物；所述第三量子点区中第三量子点的组分为MAPbBr3/Poly，第三透光区的组分为MABr/Poly与PbBr2/Poly的混合物；所述第四量子点区中第四量子点的组分为MAPbBrxCl3-x/Poly，第四透光区的组分为MACl/Poly与PbBr2/Poly的混合物，其中MA＝CH3NH3+，Poly为聚偏氟乙烯或聚丙烯腈树脂，x为自然数，取值范围为[1,3]。通过选用有机-无机杂化钙钛矿量子点材料与紫光高透过的聚合物基质形成的复合材料作为三个量子点薄膜的组分，采用简单的旋涂方法即可实现。优选地，本专利技术第一方面提供的微显示器件还包括：TFE封装层，用于保护所述微显示器件。优选地，所述基板包括：硅基衬底；形成在硅基衬底上的CMOS电路；形成在CMOS电路上的缓冲层。本专利技术第二方面提供了一种微显示器件的制备方法，包括：在基板上形成第一颜色LED芯片阵列；形成覆盖所述第一颜色LED芯片阵列的平坦层，该平坦层能够透过第一颜色的光；在所述平坦层上形成第二薄膜层，所述第二薄膜层包括经第一颜色的光照射而激发第二颜色的光的第二量子点区和透过第一颜色的光的第二透光区；在所述第二薄膜层上形成第三薄膜层，所述第三薄膜层包括经第一颜色的光照射而激发第三颜色的光的第三量子点区和透过第一颜色及第二颜色的光的第三透光区，其中，第三量子点区在所述平坦层上的正投影落在所述第二透光区在所述平坦层上的正投影的范围内；在所述第三薄膜层上形成第四薄膜层，所述第四薄膜层包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微显示器件，其特征在于，包括：基板；位于所述基板上的第一颜色LED芯片阵列；覆盖所述第一颜色LED芯片阵列的平坦层，该平坦层能够透过第一颜色的光；位于所述平坦层上的第二薄膜层，所述第二薄膜层包括经第一颜色的光照射而激发第二颜色的光的第二量子点区和透过第一颜色的光的第二透光区；位于所述第二薄膜层上的第三薄膜层，所述第三薄膜层包括经第一颜色的光照射而激发第三颜色的光的第三量子点区和透过第一颜色及第二颜色的光的第三透光区，其中，第三量子点区在所述平坦层上的正投影落在所述第二透光区在所述平坦层上的正投影的范围内；位于所述第三薄膜层上的第四薄膜层，所述第四薄膜层包括经第一颜色的光照射而激发第四颜色的光的第四量子点区和透过第二颜色及第三颜色的光的第四透光区，其中，第四量子点区在所述平坦层上的正投影落在所述第二透光区在所述平坦层上的正投影及第三透光区在所述平坦层上的正投影的交叠区域内。

【技术特征摘要】
1.一种微显示器件，其特征在于，包括：基板；位于所述基板上的第一颜色LED芯片阵列；覆盖所述第一颜色LED芯片阵列的平坦层，该平坦层能够透过第一颜色的光；位于所述平坦层上的第二薄膜层，所述第二薄膜层包括经第一颜色的光照射而激发第二颜色的光的第二量子点区和透过第一颜色的光的第二透光区；位于所述第二薄膜层上的第三薄膜层，所述第三薄膜层包括经第一颜色的光照射而激发第三颜色的光的第三量子点区和透过第一颜色及第二颜色的光的第三透光区，其中，第三量子点区在所述平坦层上的正投影落在所述第二透光区在所述平坦层上的正投影的范围内；位于所述第三薄膜层上的第四薄膜层，所述第四薄膜层包括经第一颜色的光照射而激发第四颜色的光的第四量子点区和透过第二颜色及第三颜色的光的第四透光区，其中，第四量子点区在所述平坦层上的正投影落在所述第二透光区在所述平坦层上的正投影及第三透光区在所述平坦层上的正投影的交叠区域内。2.根据权利要求1所述的微显示器件，其特征在于，所述第二颜色的光的波长>第三颜色的光的波长>第四颜色的光的波长。3.根据权利要求2所述的微显示器件，其特征在于，所述第一颜色、第二颜色、第三颜色和第四颜色分别对应为紫色、红色、绿色和蓝色。4.根据权利要求1所述的微显示器件，其特征在于，还包括：位于所述第二薄膜层和第三薄膜层之间的第一无机透明膜层；和/或位于所述第三薄膜层和第四薄膜层之间的第二无机透明膜层。5.根据权利要求3所述的微显示器件，其特征在于，所述第二量子点区中第二量子点的组分为MAPbBrxI3-x/Poly，第二透光区的组分为MAI/Poly与PbBr2/Poly的混合物；所述第三量子点区中第三量子点的组分为MAPbBr3/Poly，第三透光区的组分为MABr/Poly与PbBr2/Poly的混合物；所述第四量子点区中第四量子点的组分为MAPbBrxCl3-x/Poly，第四透光区的组分为MACl/Poly与PbBr2/Poly的混合物，其中MA＝CH3NH3+，Poly为聚偏氟乙烯或聚丙烯腈树脂，x为自然数，取值范围为[1,3]。6.根据权利要求1-5中任一项所述的微显示器件，其特征在于，还包括：TFE封装层，用于保护所述微显示器件。7.根据权利要求1-5中任一项所述的微显示器件，其特征在于，所述基板包括：硅基衬底；形成在硅基衬底上的CMOS电路；形成在CMOS电路上的缓冲层。8.一种微显示器件的制备方法，其特征在于，包括：在基板上形...

【专利技术属性】
技术研发人员：周青超，杨盛际，陈小川，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11