一种Micro LED显示器件的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种Micro LED显示器件的制备方法，采用模板转印的方式将量子点材料涂覆于Micro LED芯片阵列上，所使用的量子点粒径较小，可以有效地提高出光均匀性，采用具有凹陷图案的转印模板，将不同量子点材料错位打印至转印模板的不同凹陷处，可以实现不同量子点材料的同时转印，同时避免了不同量子点之间的相互影响，采用多个转印模板，通过多次错位转印实现不同量子点材料的序列转印，有效地避免了不同量子点之间的相互影响，提高了高分辨彩色化显示质量，同时转印时间短，易于大批量快速生产。

Method for preparing Micro LED display device

The invention discloses a preparation method of Micro LED display device, using the template transfer way of coated quantum dots on Micro LED chip array, quantum dots with smaller particle size, can effectively improve the uniformity of light, using a transfer template with depression pattern, different quantum dots to transfer the print material dislocation template different depressions, can achieve different quantum dots at the same time transfer, while avoiding the mutual influence between different quantum dots, using multiple transfer template, realize the serial transfer different quantum dots through multiple dislocation transfer, effectively avoid the mutual influence between different quantum dots, improve high resolution color display quality at the same time, the transfer time is short, easy mass production fast.

【技术实现步骤摘要】
一种MicroLED显示器件的制备方法
本专利技术涉及一种MicroLED显示器件的制备方法。
技术介绍
MicroLED为微型化LED阵列结构，具有自发光显示特性，其技术优势包括全固态、长寿命、高亮度、低功耗、体积较小、超高分辨率、可应用于高温或辐射等极端环境。相较于同为自发光显示的OLED技术，MicroLED不仅效率较高、寿命较长，材料不易受到环境影响而相对稳定，也能避免产生残影现象等。目前MicroLED显示方式通常是单色显示，MicroLED显示的彩色化是其进一步拓展应用的关键技术，RGB三色LED法是其实现彩色化的重要技术方向之一。RGB三色LED法全彩显示主要是基于三原色(红、绿、蓝)调色基本原理，具体实施方法：分别对红色-LED、绿色-LED、蓝色-LED，施以不同的电流即可控制其亮度值，从而实现三原色的组合，达到全彩色显示的效果，这是目前LED大屏幕所普遍采用的方法。这种LED大屏幕全彩色显示组合方式直接应用于微矩阵LED显示屏还存在许多问题，例如：MicroLED的RGB三色法需要红绿蓝三个芯片，增加了工艺工序和技术上的难度，使得成品率降低，生产成本增加。使用蓝光MicroLED搭配红色和绿色发光介质的技术。其中涂覆荧光粉的方法存在许多问题，如：荧光粉涂层将会吸收部分能量，降低了转化率。量子点显示是目前备受关注的新型显示技术。量子点(QuantumDot，QD)作为一种新兴的半导体纳米晶材料，具有量子效率高、光谱精确可调、半峰宽窄、色域广等优点，应用于显示可显著提高显示色域范围，并同时降低显示功耗等。量子点在显示
的应用主要包括两个方面：基于量子点电致发光特性的量子点发光二极管显示技术(QuantumDotsLightEmittingDiodeDisplays，QLED)；基于量子点光致发光特性的量子点背光源技术(QuantumDots-BacklightUnit，QD-BLU)。而量子点电致发光QLED存在的主要问题是缺乏稳定高效的蓝光材料。利用MicroLED和QLED各自的优势，基于量子点光致发光的特性，采用蓝光MicroLED与绿光量子点、红光量子点结合是实现MicroLED显示彩色化的重要技术方向。目前一般采用旋转涂布或雾状喷涂技术将量子点直接涂覆在UV/蓝光LED上，使其受激发出RGB三色光，再通过色彩配比实现全彩色化。直接涂覆量子点技术存在的主要问题：(1)由于MicroLED经过加工后表面并非平整均一，直接在MicroLED涂覆量子点，难以实现涂覆膜的精度或均匀性，使得成品率和显示质量降低；(2)由于喷涂设备中喷头尺寸较大，涂覆的像素点尺寸偏大，难以实现量子点高密度涂覆或高分辨率显示；(3)涂覆的量子点均匀性差，喷涂时会出现较多的缺陷，同时各色量子点颜色相互影响，使得彩色化质量显著下降。
技术实现思路
本专利技术所采取的技术方案是：一种MicroLED显示器件的制备方法，包括在基板上制备多个MicroLED芯片的步骤，还包括以下步骤：(1)制备转印模板，所述转印模板具有与所述MicroLED芯片中的部分或全部MicroLED芯片一一对应的凸起或凹陷图案；(2)在所述凸起或所述凹陷图案上涂覆量子点材料；(3)将所述凸起或凹陷图案与所述MicroLED芯片对准接触，将所述量子点材料转移至所述MicroLED芯片的上表面。优选地，步骤(3)中所述的转移过程为通过压印将所述量子点材料转移至所述MicroLED芯片的上表面。压印过程中，可以是MicroLED芯片在下，转印模板在上，也可以是转印模板在下，MicroLED芯片在上。优选地，所述转印模板为软模板。常用的软模板材料为可塑形的高分子材料，如聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯等。在一些具体的实施方式中，所述转印模板具有与MicroLED芯片中的全部MicroLED芯片一一对应的凹陷图案，所述转印模板由高透光率材料制成。所述高透光率材料可以是ITO玻璃、PET薄膜和硅树脂。所述具有凹陷图案和高透光率的转印模板、量子点材料、MicroLED芯片和基板构成了一种多色发光的MicroLED阵列模组，其中量子点材料覆盖在MicroLED芯片的上表面。所述具有凹陷图案和高透光率的转印模板、量子点材料、保护剂、MicroLED芯片和基板构成了另外一种多色发光的MicroLED阵列模组，其中量子点材料和保护剂覆盖在MicroLED芯片的上表面，所述保护剂是硅树脂、环氧树脂等材料LED封装材料，用以保护MicroLED芯片。在另一些具体的实施方式中，还包括步骤(4)：移除所述转印模板。优选地，步骤(1)中是采用光刻技术、纳米球刻蚀或纳米压印技术制备所述转印模板。优选地，量子点材料为量子点溶液、量子点粉末或量子点-复合材料粉末。其中量子点溶液可以是量子点与溶剂形成的溶液，如量子点的水溶液或量子点的氯仿溶液；还可以是量子点的复合溶液，即量子点、聚合物与溶剂混合形成的油溶性或水溶性的复合溶液，油溶性复合溶液如量子点、聚甲基丙烯酸甲酯与氯仿形成的复合溶液，其中聚甲基丙烯酸甲酯还可以替换为聚苯乙烯及其衍生物，氯仿还可以替换为甲苯、二甲苯、苯甲醚等有机溶剂；水溶性复合溶液如量子点、聚乙烯醇与乙醇形成的复合混溶液，其中聚乙烯醇还可以替换为聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸及其衍生物，乙醇还可以替换为水、甲醇、异丙醇等亲水性溶剂。量子点-聚合物粉末是指量子点与聚合物形成的复合材料粉末，其中聚合物可以是聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯及其衍生物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸及其衍生物。上述量子点可以是CdTe、CdSe、CdS、ZnSe、InP、CuInS、CuInSe、PbS核心及其核壳结构量子点。优选地，步骤(2)中所述涂覆是采用喷墨打印、浸蘸、涂布、旋涂、覆膜或激光打印实现的。优选地，所述转印模板的凸起或凹陷的长、宽略大于MicroLED芯片的长、宽。凸起的长、宽略大于MicroLED芯片的长、宽，有效的减少MicroLED芯片侧面蓝光泄露。凹陷的长、宽略大于MicroLED芯片的长、宽，转印时可以形成帽状结构，减少了蓝光的泄露。所述转印模板的凸起高度与MicroLED芯片厚度无相关性，可以小于、等于或大于MicroLED芯片厚度，凸起高度越高，对操作转印越有利，优选大于2倍MicroLED芯片厚度。所述转印模板的凹陷深度可以大于、等于或小于芯片厚度，凹陷深度越小，越节约量子点墨水，凹陷深度越大，打印量子点墨水越容易，优选凹陷深度等于芯片厚度。优选地，所述凸起图案的横截面为倒梯形。优选地，步骤(1)中制备的转印模板为具有与所述MicroLED芯片中的部分或全部MicroLED芯片一一对应的凹陷图案的转印模版，步骤(1)与步骤(2)之前还包括在所述凹陷上涂覆一层亲水性或疏水性材料的步骤。当转印模板的材料选自聚二甲基硅氧烷等疏水性材料，转印的量子点材料为疏水性时，可以在转印模板上涂覆一层亲水性材料，使量子点材料更容易转移。如可以利用氨基丙基三乙氧基甲硅烷(APTES)、氨丙基三甲氧基硅烷等硅烷偶联剂在疏水性转印模板表面构筑SiO2亲水层，由于相似相溶原理，油溶性量子点在凹陷中形成凸起结构，更易于转移到芯片表面。当转印模板材料选自ITO玻璃等亲水性材料，转印的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Micro LED显示器件的制备方法，包括在基板上制备多个Micro LED芯片的步骤，其特征在于，还包括以下步骤：(1)制备转印模板，所述转印模板具有与所述Micro LED芯片中的部分或全部Micro LED芯片一一对应的凸起或凹陷图案；(2)在所述凸起或所述凹陷图案上涂覆量子点材料；(3)将所述凸起或凹陷图案与所述Micro LED芯片对准接触，将所述量子点材料转移至所述Micro LED芯片的上表面。

【技术特征摘要】
1.一种MicroLED显示器件的制备方法，包括在基板上制备多个MicroLED芯片的步骤，其特征在于，还包括以下步骤：(1)制备转印模板，所述转印模板具有与所述MicroLED芯片中的部分或全部MicroLED芯片一一对应的凸起或凹陷图案；(2)在所述凸起或所述凹陷图案上涂覆量子点材料；(3)将所述凸起或凹陷图案与所述MicroLED芯片对准接触，将所述量子点材料转移至所述MicroLED芯片的上表面。2.根据权利要求1所述的MicroLED显示器件的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的转移过程为通过压印将所述量子点材料转移至所述MicroLED芯片的上表面。3.根据权利要求1所述的MicroLED显示器件的制备方法，其特征在于，所述转印模板为软模板。4.根据权利要求1所述的MicroLED显示器件的制备方法，其特征在于，所述转印模板具有与MicroLED芯片中的全部MicroLED芯片一一对应的凹陷图案，所述转印模板由...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙小卫，王恺，刘召军，王立铎，郝俊杰，刘皓宸，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东,44