【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及led，尤其涉及一种micro led准直光学结构及其制备方法。
技术介绍
1、随着科技的发展，led显示技术向着高密度、微尺寸的方向迅速发展，形成了一个具有微显示、高分辨率的二维阵列的新型显示技术——micro led。micro led具有很多优势,如自发光、高亮度、高分辨率、寿命长、色域广、稳定性高、体积小等。这些优势说明了其在市场具有广阔应用前景，如面板显示、车载显示、ar/mr应用的微型显示、智能穿戴设备、投影设备等。
2、由于micro led发出的光近似于朗伯分布，其发光角度一般为180°左右。而应用于投影显示的镜头耦合所需要的角度大概只有40°左右，要实现高效率光耦合，必须收缩光束发散角。行业内通常通常采用微透镜阵列、图案化衬底或侧壁处理等方式进行收光，但是这些技术仍存在收光效率偏低或实现工艺过于精细且复杂等缺点。
技术实现思路
1、为了减小micro led的光束发散角，进一步提升投影镜头的光耦合效率，以及弱化光准直结构制备过程中工艺繁琐程度等问题，本专利技术提供一种micro led准直光学结构及其制备方法，本专利技术采用液晶透镜的聚光作用和光子晶体的自准直作用对micro led光源发出的光进行两次准直，以实现提高micro led出光度和整体亮度的效果以及简化microled准直光学结构的目的。这种在micro led子像素位置上设计的准直光学结构具有较高的可实施性。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：>
3、一种micro led准直光学结构，包括基板，所述基板上设有电极，所述电极上设有microled，所述micro led上设有液晶透镜层，所述micro led为阵列分布，所述液晶透镜层之间设有光取向层，所述液晶透镜层和光取向层上方设有光子晶体层。
4、进一步方案为，所述光取向层厚度为60-120nm。
5、本专利技术另一方面还提供了一种micro led准直光学结构的制备方法，包括以下步骤：
6、步骤1：利用旋涂、刮涂或喷墨打印的方式将光取向材料均匀涂覆在micro led表面；
7、步骤2：采用两束激光在光取向材料层按照在各个子像素的位置进行干涉曝光，形成与micro led子像素阵列一一对应的垂直于x轴的光栅与垂直于y轴的光栅的交叉点的周期性光取向图案阵列；
8、步骤3：在光取向层阵列图案上再次涂覆一层液晶材料，使液晶分子顺着光取向层自组装成二维周期性排列的全息透镜结构层，该阵列结构实现对micro led出射光进行初步的会聚准直作用，同时达成缩小出射光进入光子晶体层的入射角度的目的，以使得更多的出射光可以在光子晶体中进行自准直；
9、步骤4：在全息透镜结构层上方使用配置成的微粒(聚合物或氧化硅)溶液进行均匀旋涂得到一层光子晶体层，通过光子晶体的自准直效应实现对上一步骤所实现的初步准直的光束进行二次准直。
10、进一步方案为，所述步骤1中，涂覆完后，由于micro led表面此时还残留有溶剂，待溶剂挥发，得到光取向层，最后利用紫外偏振光照射micro led表面的光取向层来得到取向效果。
11、进一步方案为，所述步骤2中，使用两激光光束对光取向层材料按照各个子像素的位置分别进行两次干涉曝光，第一次干涉曝光后，不显影，将涂覆有光取向层的micro led旋转一定角度，进行第二次干涉曝光，显影得到图形；两次曝光的方向是垂直的，通过该曝光方式得到周期性的光取向图案阵列。
12、进一步方案为，所述步骤2中，若强度为i0的两束平面波均以θ角入射在光取向层上，光取向层记录的在垂直于x轴的光栅的光强分布为：
13、i(x)＝2i0{1+cos[kx(sinθ+sinθ)]}
14、＝2i0{1+cos[2kxsinθ]}；
15、将涂覆有光取向层的micro led旋转90°后，再次曝光，光取向层记录的在垂直于y轴的光栅的光强分布为：
16、i(y)＝2i0{1+cos[2kysinθ]}；
17、因此，经两次曝光后，光取向层上记录的光场强度分布为：
18、i＝2i0{2+cos[2kxsinθ]+cos[2kysinθ]}；
19、显影后，在光取向层记录的光场强度最弱的位置将出现周期阵列(垂直于x轴的光栅与垂直于y轴的光栅的交叉点)。
20、进一步方案为，所述步骤4中，将粒径中值225nm的氧化硅粉末以5wt％的比例融解分散在乙醇溶液中，并将其滴覆在全息透镜结构层上进行旋涂，以获得一层透光高且涂覆均匀地光子晶体层。
21、本专利技术的有益效果在于：
22、本专利技术的一种micro led准直光学结构及其制备方法，通过液晶分子自组装成的全息透镜层和光子晶体层共同组成的结构，可以对micro led散射的光进行两次准直，以达到较好的收光、准直效果，实现投影系统光耦合效率大幅度提升。
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1.一种Micro LED准直光学结构，其特征在于，包括基板，所述基板上设有电极，所述电极上设有Micro LED，所述Micro LED上设有液晶透镜层，所述Micro LED为阵列分布，所述液晶透镜层之间设有光取向层，所述液晶透镜层和光取向层上方设有光子晶体层。
2.如权利要求1所述的一种Micro LED准直光学结构，其特征在于，所述光取向层厚度为60-120nm。
3.一种Micro LED准直光学结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的一种Micro LED准直光学结构的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，涂覆完后，由于Micro LED表面此时还残留有溶剂，待溶剂挥发，得到光取向层，最后利用紫外偏振光照射Micro LED表面的光取向层来得到取向效果。
5.如权利要求3所述的一种Micro LED准直光学结构的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，使用两激光光束对光取向层材料按照各个子像素的位置分别进行两次干涉曝光，第一次干涉曝光后，不显影，将涂覆有光取向层的Micro LED旋转一定角度，进行第
6.如权利要求5所述的一种Micro LED准直光学结构的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，若强度为I0的两束平面波均以θ角入射在光取向层上，光取向层记录的在垂直于x轴的光栅的光强分布为：
7.如权利要求3所述的一种Micro LED准直光学结构的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，将粒径中值225nm的氧化硅粉末以5wt％的比例融解分散在乙醇溶液中，并将其滴覆在全息透镜结构层上进行旋涂，以获得一层透光高且涂覆均匀地光子晶体层。
...【技术特征摘要】
1.一种micro led准直光学结构，其特征在于，包括基板，所述基板上设有电极，所述电极上设有micro led，所述micro led上设有液晶透镜层，所述micro led为阵列分布，所述液晶透镜层之间设有光取向层，所述液晶透镜层和光取向层上方设有光子晶体层。
2.如权利要求1所述的一种micro led准直光学结构，其特征在于，所述光取向层厚度为60-120nm。
3.一种micro led准直光学结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的一种micro led准直光学结构的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，涂覆完后，由于micro led表面此时还残留有溶剂，待溶剂挥发，得到光取向层，最后利用紫外偏振光照射micro led表面的光取向层来得到取向效果。
5.如权利要求3所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜银磊，何龙，陈宁，梁其鹏，张寅瑞，黎垚，
申请(专利权)人：四川启睿克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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