CN107591467B - 一种多功能智能显示屏用led材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能智能显示屏用LED材料及其制造方法，该LED材料具体由LED芯片和蓝光柔化材料组成，其特征在于：其中LED芯片具体为三层复合材料，以镓砷磷为衬底，以氮化镓为第一层芯体，镓铝铟磷为第二层芯体，其中氮化镓芯体内按氮化镓总质量添加有2.5%的二氧化硅、1.6%的铟、1.2%的砷和0.6%的铝，镓铝铟磷芯体内按镓铝铟磷总质量添加有0.8%的镓和1.3%的磷；蓝光柔化材料具体为作为基体的氢硬化PET光学薄膜和透光率85%‑88%的黄色透光膜。本发明可根据需要自动转化为发射最佳视觉效果的光线图像，并将对人眼伤害较大的蓝光模糊化及柔化处理降低其伤害能力。

Description

一种多功能智能显示屏用LED材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及显示材料领域，尤其涉及一种多功能智能显示屏用LED材料及其制造方法。

背景技术

LED显示屏(LED display)是一种平板显示器，由一个个小的LED模块面板组成，用来显示文字、图像、视频、录像信号等各种信息的设备。

LED，发光二极管(light emitting diode缩写)。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，由镓(Ga)与砷(As)、磷(P)、氮(N)、铟(ln)的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，镓砷磷二极管发黄光，铟镓氮二极管发蓝光。

现有技术中的家庭用LED显示屏多采用蓝光为主的高清显示屏，采用的是蓝、红、绿三色调配原理，但波长最短亮度最高的蓝光会极大地伤害人的眼睛并可能造成不可逆的影响，同时，家庭用LED显示屏由于发光体系单一，不能根据需要自由调整，智能化程度不高。

因此，市面上急需一种可根据需要自动转化为发射最佳视觉效果的光线图像，并将对人眼伤害较大的蓝光模糊化及柔化处理降低其伤害能力的显示屏用LED材料。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种可根据需要自动转化为发射最佳视觉效果的光线图像，并将对人眼伤害较大的蓝光模糊化及柔化处理降低其伤害能力的多功能智能显示屏用LED材料及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种多功能智能显示屏用LED材料，该LED材料具体由LED芯片和蓝光柔化材料组成，其中LED芯片具体为三层复合材料，以镓砷磷为衬底，以氮化镓为第一层芯体，镓铝铟磷为第二层芯体，其中氮化镓芯体内按氮化镓总质量添加有2.5％的二氧化硅、1.6％的铟、1.2％的砷和0.6％的铝，镓铝铟磷芯体内按镓铝铟磷总质量添加有0.8％的镓和1.3％的磷；蓝光柔化材料具体为作为基体的氢硬化PET光学薄膜和透光率85％-88％的黄色透光膜。

上述多功能智能显示屏用LED材料的制造方法，包括以下步骤：

1)LED芯片制备

①准备氮化镓光电器件原料，并在原料中按质量比例添加2.5％的二氧化硅、1.6％的铟、1.2％的砷和0.6％的铝；

②准备80nm-150nm厚的镓砷磷衬底；

③在镓砷磷衬底上直接通过缓慢生长的方式制取氮化镓基LED芯体；

④准备镓铝铟磷光电器件原料，并在原料中按质量比例添加0.8％的镓和1.3％的磷；

⑤在氮化镓基LED芯体上通过缓慢生长的方式制取镓铝铟磷基LED芯体；

⑥在氮化镓基芯体及镓铝铟磷基芯体上分别添加使电流可以纵向流动的两套互不影响的匚型电极，并使第一套电极分别设置在氮化镓基芯体的上表面和镓砷磷底部，第二套电极分别设置在镓铝铟磷基芯体的上表面和镓砷磷底部；

⑦采用100℃-120℃稳定化处理20min-30min，即获得所需LED芯片；

2)蓝光柔化材料的制备

①准备PET光学薄膜和透光率85％-88％的黄色透光膜；

②将PET光学薄膜采用氢致硬化处理；

③将黄色透光膜贴覆在氢致硬化后的PET光学薄膜底面，获得复合透光膜；

3)LED材料最终成型

①将阶段2)获得的复合透光膜粘合在阶段1)获得的LED芯片上，固化完成后即获得所需多功能智能显示屏用LED材料。

与现有技术比较，本发明由于采用了上述方案，具有以下优点：本发明采用的镓砷磷可以吸收蓝光，并降低产生的蓝光光强，同时反射成更加柔合的光；同时由于不采用蓝宝石衬底，通常，GaN基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石衬底上，而使用蓝宝石作为衬底存在一些问题，例如晶格失配和热应力失配，这会在外延层中产生大量缺陷，同时给后续的器件加工工艺造成困难，同时蓝宝石是一种绝缘体，常温下的电阻率很大，在这种情况下无法制作垂直结构的器件；通常只在外延层上表面制作n型和p型电极，即在上表面制作两个电极，造成了有效发光面积减少，同时增加了器件制造中的光刻和刻蚀工艺过程，结果使材料利用率降低、成本增加，由于P型GaN掺杂困难，当前普遍采用在p型GaN上制备金属透明电极的方法，使电流扩散，以达到均匀发光的目的，但是金属透明电极一般要吸收约30％～40％的光，同时GaN基材料的化学性能稳定、机械强度较高，不容易对其进行刻蚀，因此在刻蚀过程中需要较好的设备，这将会增加生产成本，蓝宝石的硬度非常高，在自然材料中其硬度仅次于金刚石，但是在LED器件的制作过程中却需要对它进行减薄和切割(从400nm减到100nm左右)，添置完成减薄和切割工艺的设备又要增加一笔较大的投资，蓝宝石的导热性能不是很好(在100℃约为25W/(m·K))，因此在使用LED器件时，会传导出大量的热量；2.5％的二氧化硅、1.6％的铟、1.2％的砷和0.6％的铝添加在氮化镓中，0.8％的镓和1.3％的磷添加在镓铝铟磷中可以明显改善双层LED芯材的韧性，同时增加光谱的丰富性，使其可以根据需要而灵活调整；根据相关研究，PET光学薄膜可以滤除或柔化65％-70％的蓝光，结合底色为黄色，透光率为85％-88％的半透膜，可以再一次削减蓝光的影响；由于采用的是互不干涉的双重发光机制，可以获得更多的光线组合及更好的光线立体感，获得最佳的视觉体验。

具体实施方式

实施例1：

一种多功能智能显示屏用LED材料，该LED材料具体由LED芯片和蓝光柔化材料组成，其中LED芯片具体为三层复合材料，以镓砷磷为衬底，以氮化镓为第一层芯体，镓铝铟磷为第二层芯体，其中氮化镓芯体内按氮化镓总质量添加有2.5％的二氧化硅、1.6％的铟、1.2％的砷和0.6％的铝，镓铝铟磷芯体内按镓铝铟磷总质量添加有0.8％的镓和1.3％的磷；蓝光柔化材料具体为作为基体的氢硬化PET光学薄膜和透光率85％-88％的黄色透光膜。

上述多功能智能显示屏用LED材料的制造方法，包括以下步骤：

1)LED芯片制备

①准备氮化镓光电器件原料，并在原料中按质量比例添加2.5％的二氧化硅、1.6％的铟、1.2％的砷和0.6％的铝；

②准备100nm厚的镓砷磷衬底；

③在镓砷磷衬底上直接通过缓慢生长的方式制取氮化镓基LED芯体；

④准备镓铝铟磷光电器件原料，并在原料中按质量比例添加0.8％的镓和1.3％的磷；

⑤在氮化镓基LED芯体上通过缓慢生长的方式制取镓铝铟磷基LED芯体；

⑥在氮化镓基芯体及镓铝铟磷基芯体上分别添加使电流可以纵向流动的两套互不影响的匚型电极，并使第一套电极分别设置在氮化镓基芯体的上表面和镓砷磷底部，第二套电极分别设置在镓铝铟磷基芯体的上表面和镓砷磷底部；

⑦采用110℃稳定化处理25min，即获得所需LED芯片；

2)蓝光柔化材料的制备

①准备PET光学薄膜和透光率85％-88％的黄色透光膜；

②将PET光学薄膜采用氢致硬化处理；

③将黄色透光膜贴覆在氢致硬化后的PET光学薄膜底面，获得复合透光膜；

3)LED材料最终成型

①将阶段2)获得的复合透光膜粘合在阶段1)获得的LED芯片上，固化完成后即获得所需多功能智能显示屏用LED材料。

实施例2：

整体与实施例1一致，差异之处在于：

上述多功能智能显示屏用LED材料的制造方法，包括以下步骤：

1)LED芯片制备

上述多功能智能显示屏用LED材料的制造方法，包括以下步骤：

1)LED芯片制备

②准备80nm厚的镓砷磷衬底；

⑦采用100℃稳定化处理20min，即获得所需LED芯片；

实施例3：

整体与实施例1一致，差异之处在于：

上述多功能智能显示屏用LED材料的制造方法，包括以下步骤：

1)LED芯片制备

②准备150nm厚的镓砷磷衬底；

⑦采用120℃稳定化处理30min，即获得所需LED芯片；

对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种多功能智能显示屏用LED材料，该LED材料具体由LED芯片和蓝光柔化材料组成，其特征在于：其中LED芯片具体为三层复合材料，以镓砷磷为衬底，以氮化镓为第一层芯体，镓铝铟磷为第二层芯体，其中氮化镓芯体内按氮化镓总质量添加有2.5％的二氧化硅、1.6％的铟、1.2％的砷和0.6％的铝，镓铝铟磷芯体内按镓铝铟磷总质量添加有0.8％的镓和1.3％的磷；蓝光柔化材料具体为作为基体的氢硬化PET光学薄膜和透光率85％-88％的黄色透光膜；

该多功能智能显示屏用LED材料的制造方法，包括以下步骤：

1)LED芯片制备

①准备氮化镓光电器件原料，并在原料中按质量比例添加2.5％的二氧化硅、1.6％的铟、1.2％的砷和0.6％的铝；

②准备80nm-150nm厚的镓砷磷衬底；

③在镓砷磷衬底上直接通过缓慢生长的方式制取氮化镓基LED芯体；

④准备镓铝铟磷光电器件原料，并在原料中按质量比例添加0.8％的镓和1.3％的磷；

⑤在氮化镓基LED芯体上通过缓慢生长的方式制取镓铝铟磷基LED芯体；

⑥在氮化镓基芯体及镓铝铟磷基芯体上分别添加使电流可以纵向流动的两套互不影响的匚型电极，并使第一套电极分别设置在氮化镓基芯体的上表面和镓砷磷底部，第二套电极分别设置在镓铝铟磷基芯体的上表面和镓砷磷底部；

⑦采用100℃-120℃稳定化处理20min-30min，即获得所需LED芯片；

2)蓝光柔化材料的制备

①准备PET光学薄膜和透光率85％-88％的黄色透光膜；

②将PET光学薄膜采用氢致硬化处理；

③将黄色透光膜贴覆在氢致硬化后的PET光学薄膜底面，获得复合透光膜；

3)LED材料最终成型

①将阶段2)获得的复合透光膜粘合在阶段1)获得的LED芯片上，固化完成后即获得所需多功能智能显示屏用LED材料。