【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电显示，尤其涉及一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏及其制作方法。
技术介绍
1、近年来，随着技术的快速增长以及市场需求提升，推动了近眼显示、ar/vr以及可穿戴设备等的发展，这也使得实现微型化和超高分辨率显示成为亟需解决的技术目标。然而要想实现超高分辨率显示屏，首当其冲的就是显示屏的全彩化问题，相比于技术难度大的巨量转移技术，以单色micro-led为单体光源、量子点为色转换层的方案具有更高的良率和潜在量产可行性。
2、量子点（quantum dot，qd）是目前比较流行的纳米晶体材料，由于其具有发光波长可调、发光效率高、色转换性能优异以及独特的量子限域效应等特点使其成为显示领域炙手可热的新星。尽管量子点具有许多优点，但要想真正使用量子点取代传统荧光材料，还需要克服许多问题，比如量子点的环境稳定性问题。
3、有序孔隙材料是一种具有独特多孔结构的纳米材料，按其孔径大小可以分为微孔（<2nm）、介孔（2nm~50nm）、大孔（>50nm），其具有高比表面积以及有序的孔道结构的特点。目前有大量相关研究通过将量子点与有序孔隙材料相结合以实现对量子点进行保护。由于有序孔隙材料结构致密且坚固，嵌入或内结晶于孔道内的量子点与环境的接触概率大大降低，环境稳定性得到提升，并且有序孔隙材料的加入使得量子点的分散性变好，避免了量子点间的团聚。
技术实现思路
1、为了克服现有技术存在的缺陷和不足，本专利技术的目的在于提供一种基于有序孔隙材
2、为了实现超高分辨率显示屏，本专利技术在量子点有序孔隙复合材料的基础上进行延展，提出一种垂直生长于基板，以高反射率或高吸光率材料为骨架的有序孔隙材料层结构设计，并以此有序孔隙材料层为像素层，每个孔道对应一个显示像素或子像素。提出了适用于微米至皮米级别的led、oled或qled等的光致或电致显示屏的全彩化以及无串扰显示方案，为近眼显示、投影显示等超高分辨率显示提供更高密度、更高质量的图像。
3、在本专利技术方案中，显示屏的像素框架为生长在基板上的有序孔隙材料，其侧壁为高反射率或高吸光率材料。其中有序孔隙的侧壁结构可为垂直结构，也可通过刻蚀或激光加工等技术制备成倾斜侧壁。该超高分辨率显示屏可分为光致发光类型和电致发光类型。若为电致发光，则通过在每个有序孔隙材料孔道底部放置或生长一个与孔径匹配或比孔径更小的单体多基色光源，使得每个单体光源为超高分辨率显示屏的一个显示像素或子像素。该像素以有序孔隙材料为框架，框架顶部使用密封材料封装，形成电致发光结构。若为光致发光，则可由放置或生长在孔道底部的单体光源作为激发光源，在孔道内的单体光源出光方向上嵌入荧光材料色转换层，最后覆盖封装层，形成光致发光结构。
4、若需对出光进行处理，可在封装层上添加光学层。若有序孔隙材料框架由高反射率材料构成，则单体光源辐射出光或激发色转换材料后的辐射出光从有序孔隙材料孔道顶部截面出射，部分出射角度偏大的光束通过被高反射率像素框架侧壁多次全反射，最后也将逐渐聚合并从顶部截面出射，进而提高单像素的出光效率以及防串扰能力；若有序孔隙材料框架由高吸收率材料构成，则无法从孔道截面出射的光也可被高吸光率像素框架侧壁吸收，避免发生像素间串扰。
5、本专利技术具体采用以下技术方案：
6、一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏，以生长在基板上的有序孔隙材料作为显示屏的像素框架，并在孔道底部设置光源，使得有序孔隙材料分隔后的光源为超高分辨率显示屏的一个显示像素或子像素；并在此基础上形成电致发光结构或光致发光结构。
7、进一步地，所述基板在孔道内的光源上设置有隔离层对有序孔隙材料顶部进行封装，光源的接触电极预先镀在有序孔隙材料底部的基板上。
8、进一步地，所述像素框架为侧壁垂直或倾斜于基板生长的有序孔隙材料层，单个像素框架的沿中轴线对称，且像素框架的孔道方向或孔道中轴线方向垂直于基板；所述有序孔隙材料采用高反射率或高吸收率材料，以避免像素间的串扰。
9、进一步地，所述光源采用在有序孔隙材料孔道内被限域的单体光源以实现全彩显示或者可控单色显示，通过在每个有序孔隙材料孔道底部放置或生长一个与孔径匹配或比孔径更小的单体多基色光源，使得每个单体光源为超高分辨率显示屏的一个显示像素或子像素；或采用在有序孔隙材料基板底部的整面光源，此时框架充当隔离像素作用，以实现面板单色显示。
10、进一步地，采用电致发光结构时，以单体多基色光源作为面板的显示像素或子像素，采用光致发光结构时，以光源充当纳米荧光材料色转换层的激发光源，由激发光源及其激发的纳米荧光材料色转换层生成各基色光。
11、进一步地，所述隔离层上设置有扩散板层、超表面层和偏振片层中的一种或多种。
12、基于以上设计，可以看出本专利技术所提供的显示屏包括以下典型结构：
13、一有序孔隙材料框架层，该框架为侧壁垂直或倾斜于基板生长的有序孔隙材料层，单个像素框架的结构特征是沿中轴线对称，且像素框架的孔道方向或孔道中轴线方向垂直于基板。
14、放置或生长于框架孔道内的单体光源。
15、一覆盖在孔道顶部的隔离层及其他具有特殊功能的光学层。
16、若为光致发光类型面板，则需在单体光源与隔离层之间制备一纳米荧光材料色转换层。
17、作为优选设计，可以参照以下描述：
18、有序孔隙材料框架为有序垂直或倾斜生长在基板上的有序孔隙材料，其中，有序孔隙材料可以选择为高反射率材料，包括但不限于二氧化钛、氧化铝、氧化银等，也可选择为高吸光率材料，包括但不限于炭黑等，其孔道内径可以分为有序介孔材料、有序中孔材料以及有序大孔材料，其总体内径在0.01nm-1μm区间，并且孔道排列致密且有序，孔道形状不局限于圆形，可为方形、三角形、菱形等。当该像素框架选择高反射率材料时，能够很好的将孔道内大角度无法从截面出射的光聚合，通过多次全反射实现从孔道顶部截面出射，能够大大提高量子点辐射复合率，提高出光效率；当该像素框架选择高吸收率材料时，可以将无法从孔道截面出射的光吸收，充当黑矩阵作用。两者均在显示时能够避免相邻像素间的串扰问题。在全彩显示时可以根据像素排列方式形成包括但不限于标准基色rgb、pentile、delta、钻石排列等排列方式。在单色显示时，侧壁框架可以充当隔离像素作用。
19、有序孔隙材料框架的每个孔道内放置或生长一个或多个单体光源，该单体光源尺寸等于或小于孔道尺寸，倾斜侧壁孔道可放置与侧壁孔道匹配的梯形结构单体光源，有助于光的收集、准直。该单体光源的接触电极预先镀在有序孔隙材料底部的基板上，以便后接驱动电路。其中单体光源包括但不限于led(包括mini-led本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏，其特征在于：以生长在基板上的有序孔隙材料作为显示屏的像素框架，并在孔道底部设置光源，使得有序孔隙材料分隔后的光源为超高分辨率显示屏的一个显示像素或子像素；并在此基础上形成电致发光结构或光致发光结构。
2.根据权利要求1所述的一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏，其特征在于：所述基板在孔道内的光源上设置有隔离层对有序孔隙材料顶部进行封装，光源的接触电极预先镀在有序孔隙材料底部的基板上。
3.根据权利要求1所述的一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏，其特征在于：所述像素框架为侧壁垂直或倾斜于基板生长的有序孔隙材料层，单个像素框架的沿中轴线对称，且像素框架的孔道方向或孔道中轴线方向垂直于基板；所述有序孔隙材料采用高反射率或高吸收率材料，以避免像素间的串扰。
4.根据权利要求1所述的一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏，其特征在于：所述光源采用在有序孔隙材料孔道内被限域的单体光源以实现全彩显示或者可控单色显示，通过在每个有序孔隙材料孔道底部放置或生长一个与
5.根据权利要求4所述的一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏，其特征在于：采用电致发光结构时，以单体多基色光源作为面板的显示像素或子像素，采用光致发光结构时，以光源充当纳米荧光材料色转换层的激发光源，由激发光源及其激发的纳米荧光材料色转换层生成各基色光。
6.根据权利要求2所述的一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏，其特征在于：所述隔离层上设置有扩散板层、超表面层和偏振片层中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏的制作方法，其特征在于：采用电致发光结构时，通过以下步骤进行制备：
8.根据权利要求7所述的一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏的制作方法，其特征在于：采用光致发光结构时，步骤2和步骤3之间还包括纳米荧光材料色转换层的制备过程；
9.根据权利要求7所述的一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏的制作方法，其特征在于：在步骤1中，通过ICP刻蚀、激光束刻蚀、电子束曝光以及离子束曝光方法的其中之一对孔道形状、孔道内径尺寸、孔道侧壁倾斜度进行调整；
10.根据权利要求7所述的一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏的制作方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏，其特征在于：以生长在基板上的有序孔隙材料作为显示屏的像素框架，并在孔道底部设置光源，使得有序孔隙材料分隔后的光源为超高分辨率显示屏的一个显示像素或子像素；并在此基础上形成电致发光结构或光致发光结构。
2.根据权利要求1所述的一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏，其特征在于：所述基板在孔道内的光源上设置有隔离层对有序孔隙材料顶部进行封装，光源的接触电极预先镀在有序孔隙材料底部的基板上。
3.根据权利要求1所述的一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏，其特征在于：所述像素框架为侧壁垂直或倾斜于基板生长的有序孔隙材料层，单个像素框架的沿中轴线对称，且像素框架的孔道方向或孔道中轴线方向垂直于基板；所述有序孔隙材料采用高反射率或高吸收率材料，以避免像素间的串扰。
4.根据权利要求1所述的一种基于有序孔隙材料框架限域像素的超高分辨率显示屏，其特征在于：所述光源采用在有序孔隙材料孔道内被限域的单体光源以实现全彩显示或者可控单色显示，通过在每个有序孔隙材料孔道底部放置或生长一个与孔径匹配或比孔径更小的单体多基色光源，使得每个单体光源为超高分辨率显示屏的一个显示像素或子像素；或采用在有序孔隙材料基板底部的整面光源，此时框架充当隔离像素作用，以实...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈恩果，陈晓钢，蔡俊虎，李恭明，查楠，叶芸，徐胜，郭太良，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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