[發明專利]基于玻璃內部量子點的全彩色Micro-LED顯示器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202110646819.5
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113380775A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 譚德志;邱建榮;孫軻
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075;H01L27/15;H01L33/50
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種基于玻璃內部量子點的全彩色Micro?LED顯示器件及其制備方法。主要由從上到下的玻璃機體、Micro?LED發光器件陣列和Micro?LED驅動芯片構成；Micro?LED發光器件陣列主要有多個Micro?LED發光器件間隔陣列排布而成，Micro?LED發光器件均電連接封裝在Micro?LED驅動芯片上，玻璃機體內具有陣列分布的量子點發光單元；量子點發光單元是由超快激光在玻璃機體內部直寫誘導生成，玻璃機體內的各個量子點發光單元具有不同發光波長。本發明制備成的全彩色Micro?LED顯示器件尺寸更小，成本更低，克服了鈣鈦礦材料本身的穩定性較差的問題。

技術領域

本發明屬于半導體照明應用領域和顯示器件領域的一種彩色顯示器件及制備方法，涉及一種基于激光誘導玻璃內部量子點析出的全彩色Micro-LED顯示器件及其制備方法。

背景技術

隨著信息技術的不斷發展，對低功耗、高色域、高亮度、高分辨顯示和照明技術的要求也在不斷提高，新一代的Micro-LED技術應運而生。目前，單色Micro-LED的制備工藝比較成熟，主要采用噴墨打印和霧化噴涂的方法在Micro-LED芯片表面涂覆量子點材料。但對于全彩多色Micro-LED顯示器件來說，這些方法的單個色彩單元的尺寸受限，且不可避免的會遭遇相鄰不同色彩單元之間的量子點材料混合造成的光串擾。

鈣鈦礦量子點材料作為一種新型無機半導體納米晶，具有發射光譜可調、寬激發光譜、窄半峰寬、光穩定性好、熒光產率高等優點。但由于無機鈣鈦礦材料的形成能低，在自然環境中容易降解或發生相變，且這個過程在加熱或暴露于濕氣和紫外線照射條件下會被加速。為了克服這一障礙并提高鈣鈦礦材料的穩定性，一系列策略例如用有機材料添加保護層以及摻雜不同鹵素離子等被開發。但這些方法不足以保護量子點不受外部環境的影響，在實際應用中仍然存在較多缺陷，例如較差的熱穩定性，低光照損傷閾值，色彩飽和度損失等。而在玻璃中析出量子點的方法使得制備的器件則具有出色的光學透明性和長期的熱穩定性，并有望成為光子學和光電子學領域中更好的基質材料。

通常，在玻璃中獲得析出量子點的一種常用方法是熱處理，但傳統的熱處理方法只能實現整個玻璃塊體中量子點的析出，無法控制量子點在玻璃基體內的空間選擇性分布。

大多數研究都描述了一種兩步技術，包括激光輻照產生晶核和隨后的熱處理使晶核長大，一種更簡單，快速的激光直寫在玻璃內部形成穩定的鈣鈦礦量子點仍是必須的。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種基于激光誘導玻璃內部量子點析出的全彩色Micro-LED顯示器件及其制備方法，通過將Micro-LED芯片和激光誘導玻璃內部發光波長可控的量子點結合起來，提供一種全彩色的Micro-LED顯示器件的制備方案，是一種全新的彩色照明顯示產品。

本發明的目的通過如下技術方案來實現：

一、一種基于激光誘導玻璃內部量子點析出的全彩色Micro-LED顯示器件：

主要由從上到下的玻璃機體、Micro-LED發光器件陣列和Micro-LED驅動芯片構成；所述的Micro-LED發光器件陣列主要有多個Micro-LED發光器件間隔陣列排布而成，Micro-LED發光器件均電連接封裝在Micro-LED驅動芯片上，玻璃機體內具有陣列分布的量子點發光單元。

所述的量子點發光單元是由超快激光在玻璃機體內部直寫誘導生成。

所述的玻璃機體內的各個量子點發光單元具有不同發光波長。

所述的超短脈沖激光器的激光參數可調，激光參數包括了脈寬、重復頻率、脈沖能量。

Micro-LED發光器件的數量和玻璃機體內的量子點發光單元數量相同且一一對應，使得Micro-LED發光器件的陣列分布和玻璃機體內的量子點發光單元的陣列分布完全相同，一個量子點發光單元下方均具有一個Micro-LED發光器件。