[發(fā)明專利]基于微流控技術(shù)的高品質(zhì)Micro-LED全彩顯示器件及制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211444320.7
• 申請(qǐng)日: 2022-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN115763518A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王樹立;郭文安;吳挺竹;孔學(xué)敏;劉時(shí)彪;郭自泉;陳國(guó)龍;林岳;呂毅軍;陳忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L27/15
• 分類號(hào): H01L27/15;H01L33/50;H01L33/46;H01L33/62
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 陳淑嫻

本發(fā)明公開了一種基于微流控技術(shù)的高品質(zhì)Micro?LED全彩顯示器件及制備方法，于透明基底上形成圖案化金屬層，圖案化金屬層具有陣列排布的透光開口，利用陣列化透光的金屬層作為量子點(diǎn)沉積區(qū)域，并通過微流控芯片技術(shù)對(duì)不同的陣列填充紅色和綠色量子點(diǎn)，作為紅色和綠色子像素色轉(zhuǎn)換層，再與藍(lán)光Micro?LED鍵合制備Micro?LED全彩顯示器件，子像素點(diǎn)之間的金屬層為不透光材質(zhì)，子像素點(diǎn)之間的紅、綠、藍(lán)光只能從預(yù)設(shè)的陣列區(qū)域透射出來，降低相同顏色和不同顏色子像素點(diǎn)發(fā)射的光之間的竄擾，提升Micro?LED器件的光品質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于量子點(diǎn)色轉(zhuǎn)換顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于微流控技術(shù)的高品質(zhì)Micro-LED全彩顯示器件及制備方法。

背景技術(shù)

Micro-LED顯示是近年來迅速發(fā)展的一項(xiàng)顯示技術(shù)，具有功耗低、響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)、色域?qū)挼韧怀鎏攸c(diǎn)，可應(yīng)用于虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、可見光通信、車載顯示、可穿戴器件、液晶顯示器中的背光單元等領(lǐng)域。在顯示應(yīng)用領(lǐng)域主要追求的是全彩化顯示，目前主流的方法主要包括紅綠藍(lán)三基色直顯技術(shù)和利用紫外或藍(lán)色Micro-LED作為激發(fā)光源去激發(fā)色轉(zhuǎn)換層中的量子點(diǎn)陣列來實(shí)現(xiàn)全彩化顯示。

目前制備量子點(diǎn)色轉(zhuǎn)換層的方法主要有：①利用噴墨打印技術(shù)將量子點(diǎn)沉積在預(yù)沉積的圖案化區(qū)域來實(shí)現(xiàn)色轉(zhuǎn)換層的需求，但溶液易出現(xiàn)咖啡環(huán)效應(yīng)影響顯示性能和噴嘴堵塞的現(xiàn)象發(fā)生，且制備速度慢。②光刻法制備色轉(zhuǎn)換層，該種方法在光刻的過程中使用的溶劑包括光刻膠、顯影液和增粘劑等會(huì)對(duì)量子點(diǎn)溶液損害，造成出光效率低、品質(zhì)差、壽命短，且材料成本高。③納米壓印技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高分辨的微型LED圖案化，但這種方法存在接觸污染、難以對(duì)準(zhǔn)和納米壓印底漆的剝離困難等缺點(diǎn)。

近幾年，利用微流控制備色轉(zhuǎn)換層的方法目前得到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注，其具有制備成本低、材料利用率高等特點(diǎn)。利用微流控技術(shù)制備色轉(zhuǎn)換層的方法，需要在器件表面或基板上制備顏色轉(zhuǎn)換層，顏色轉(zhuǎn)換層中量子點(diǎn)顆粒均勻分布對(duì)陣列激發(fā)光源的光提取效率、量子點(diǎn)的色轉(zhuǎn)換效率等問題對(duì)Micro-LED全彩顯示器件的綜合性能具有重要的影響，其次光激發(fā)量子點(diǎn)圖案同時(shí)發(fā)出紅、綠、藍(lán)三色光，容易出現(xiàn)光竄擾的問題，影響全彩化顯示光品質(zhì)，降低對(duì)比度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，利用陣列化透光的金屬層作為量子點(diǎn)沉積區(qū)域，并通過微流控芯片技術(shù)對(duì)不同的陣列填充紅色和綠色量子點(diǎn)，作為紅色和綠色子像素色轉(zhuǎn)換層，再與藍(lán)光Micro-LED鍵合，制備低光竄擾的高品質(zhì)Micro-LED全彩顯示器件。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于微流控技術(shù)的高品質(zhì)Micro-LED全彩顯示器件的制備方法，其包括以下步驟：

1)于透明基底上形成圖案化金屬層，所述圖案化金屬層開設(shè)有陣列式間隔排列的若干透光開口；

2)制備微通道器件，所述微通道器件具有間隔設(shè)置的若干微通道，所述微通道具有進(jìn)液口和出液口；

3)將微通道器件與透明基底的圖案化金屬層面鍵合，鍵合后各微通道分別與多個(gè)所述透光開口配合導(dǎo)通；

4)分別將紅色量子點(diǎn)溶液和綠色量子點(diǎn)溶液注入不同微通道直至量子點(diǎn)溶液充滿所述微通道并沉積于相應(yīng)的透光開口中；

5)采用惰性氣體吹掃微通道將多余量子點(diǎn)溶液排出，得到位于透光開口之內(nèi)的量子點(diǎn)圖案；

6)剝離微通道器件，干燥得到嵌設(shè)于圖案化金屬層中的量子點(diǎn)色轉(zhuǎn)換層；

7)沉積覆蓋量子點(diǎn)色轉(zhuǎn)換層所在區(qū)域的DBR層；

8)將透明基底與藍(lán)光Micro-LED芯片陣列鍵合，使Micro-LED芯片陣列的芯片單元與圖案化金屬層的透光開口一一對(duì)應(yīng)，得到Micro-LED全彩顯示器件。