CN110176530A - 一种图案化色彩变换阵列Micro LED及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图案化色彩变换阵列Micro LED及其制备方法和用途，提供了一种红、绿荧光单晶或者多晶体荧光转换材料结合Micro‑LED蓝光背光源组成三基色基元的显示封装结构，实现彩色图像的显示，可有效提高显示屏色域，色彩更加鲜明。采用该结构制造显示屏工艺过程简单，可大幅提高封装效率及良率，降低生产成本，延长显示屏使用寿命。解决现有制作LED微显示器存在LED的发光单元尺寸难以做小，导致分辨率受到限制的问题。
Description
技术领域
本发明属于微型LED彩色化技术领域，具体涉及一种图案化色彩变换阵列MicroLED及其制备方法和用途。
背景技术
一般的LED晶粒介于200～300微米，Mini LED(被称为Micro LED前身)约50～60微米，而Micro LED则是在15-30微米左右。Micro LED技术指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列，这些阵列往往包含红色-LED、绿色-LED和蓝色-LED阵列，每一个像素点为包含这三种颜色的Micro LED单元，从而实现将像素点大小和距离从毫米级降低至微米级。如LED显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮，可看成是户外LED显示屏的微缩版。Micro LED具有高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快的特点，具有自发光无需背光源的特性，更具节能、结构简易、体积小、薄型等优势。Micro LED的另一大特性就是解析度(分辨率)特别高，可以达到4K甚至8K分辨率。Micro LED制程主要分为三大种类：Chip bonding、Wafer bonding和Thin film transfer。Micro LED显示发展并未普及，其中一个最主要的挑战，就是如何实现批量生产中的巨量转移(Mass Transfer)：如何把千万颗微米等级的LED晶粒，通过高准度的设备从芯片晶圆(chip on wafer)按照一定规则精确地布置在目标基板或者电路上。以一个4K电视为例，需要转移的晶粒就高达2400万颗(以4000x 2000x3RGB三色计算)，即使一次转移1万颗也需要重复2400次。这样的生产效率很低，成本很高。另一方面Micro LED晶粒本身的生产良率和转移良率也是问题，例如红光LED缩小至微米级会出现材质易碎的问题。
Micro LED的彩色化的实现方法包括：1)RGB三色LED法。RGB-LED全彩显示原理主要是基于三原色(红、绿、蓝)调色基本原理。对红色-LED、绿色-LED、蓝色-LED，施以不同的电流即可控制其亮度值，从而实现三原色的组合，达到全彩色显示的效果。2)UV LED(紫外LED)搭配蓝光、红色、绿色荧光发光材料。3)蓝光LED搭配红色、绿光色荧光发光材料。荧光发光材料一般可分为荧光粉、荧光晶体、量子点、碳点等。荧光粉作为荧光发光材料的缺点：荧光粉涂层将会吸收部分能量，降低转化率；荧光粉颗粒的尺寸较大，随着micro-LED像素尺寸不断减小，荧光粉涂覆变的愈加不均匀且影响显示质量。量子点作为荧光发光材料的缺点：各颜色均匀性与各颜色之间的相互影响、材料稳定性不好、对散热要求高、且需要密封、寿命短等。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种图案化色彩变换阵列Micro LED及其制备方法和用途，实现彩色化，避免了大量红光、绿光微型LED芯片的一个个转移，将巨量转移的效率提高数倍。
为达到上述目的，本发明所述一种图案化色彩变换阵列Micro LED，包括荧光晶体本体以及设置在色彩变换阵列下方的LED芯片。
色彩变换阵列为红光荧光晶粒和绿光荧光晶粒的间隔排列形成的图案，晶粒的宽度为50～400μm，光荧光晶粒、绿光荧光晶粒以及发出蓝光区域的横截面形状和尺寸相同。
所述的变换后的绿光波长为515～580nm，所采用的变换后的红光波长为620～680nm。
所述的微型LED色彩变换阵列本体选自Lu3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、Y3Al5O12:Ce、(LuY)3Al5O12:Ce、Y3(Al,Ga)5O12：Ce或Y3(Al,Si)5(O,N)12:Ce等荧光晶体材料或类似玻璃等的多晶材料。其中，红光荧光晶体选用M2Si5N8:Eu2+，其中M为Ca、Sr或Ba；绿光荧光晶体选用Y3Al5O12：Ce，Cr，；Lu3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、Y3Al5O12:Ce、(Lu，Y)3Al5O12:Ce、Y3(Al,Ga)5O12：Ce或Y3(Al,Si)5(O,N)12:Ce。
色彩变换阵列为双层结构或者三层结构，当色彩变换阵列为双层结构时，双层包括照射后分别发射红光的荧光晶体材料和绿光的荧光晶体材料或者类似玻璃等的多晶材料。
当色彩变换阵列为三层结构时，包括粘合中间层和设置在粘合中间层两侧的红光荧光晶体和绿光荧光晶体。粘合中间层可选用透明介质如3MTM光学透明胶粘剂8146-x、UV固化的液体光学透明粘合剂(LOCA)光学透明树脂(UV-OCR)或透明玻璃等材料。
所述待加工的荧光晶体材料或者类似玻璃等的多晶材料的厚度为20um-100um，100um-1mm或1mm-1cm。
上述图案化微型LED色彩变换阵列在MicroLED和和μLED彩色化中的应用。
所述MicroLED采用包括但不限于蓝光LED芯片作为底层激发光源，所激发蓝光波长为380nm～450nm。所述荧光晶体材料或者类似玻璃等的多晶材料经蓝光照射后分别发红光和绿光，作为顶层波长下转换材料。
所述底层激发光源亦可为紫外LED，荧光晶体材料相应为红光荧光晶体、绿光荧光晶体和蓝光荧光晶体。
所述有序的图案化微型LED色彩变换阵列的制备方法，包括以下步骤：
1)准备经蓝光照射后可发射绿光和红光的荧光晶体材料，进行双层粘合或三层粘合；
2)将粘合后的材料通过干法刻蚀、湿法刻蚀或者激光加工的方法进行图案化处理，得到具有有序的图案化色彩变换阵列。
3)将2)得到的色彩变换阵列组装在LED芯片上方，得到图案化色彩变换阵列MicroLED。
当色彩变换阵列有双层晶体粘合时，图案化处理材料，原材料要预留边框，同种颜色的图案单元相互连接且与预留边框相连。三层粘合时，图案化处理材料，同种颜色的图案可相互连接，亦可分散独立。
所述有序的图案化微型LED色彩变换阵列的制备方法，包括以下步骤：
1)准备经蓝光照射后可发射绿光和红光的荧光晶体材料，通过干法、湿法刻蚀或者激光加工的方法进行图案化预处理；
2)对预处理后的材料进行双层粘合或者三层粘合，得到微型LED色彩变换阵列；
3)将2)得到的色彩变换阵列组装在LED芯片上方，得到图案化色彩变换阵列MicroLED。
当色彩变换阵列有双层晶体粘合时，图案化处理材料时材料应预留边框，同种颜色的图案应相互连接且与预留边框相连。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：
1.高效率。采用有序的图案化微型LED色彩变换阵列，可直接与蓝光LED相结合，实现彩色化，避免了大量红光、绿光微型LED芯片的一个个转移，将制作效率提高数倍，且不容易出错。
2.颜色均匀性好。所用晶体材料为荧光晶体或者类似玻璃的多晶材料，颜色均匀度由材料本身和制备厚度均匀性决定，相比旋涂技术可以实现很高的波长和发光强度的均匀度。
3.高加工极限。采用有序的图案化微型LED色彩变换阵列，LED光源与阵列图案一一对应，照射后分别发蓝光、红光、绿光，可通过控制色彩变换阵列的间距来改变所对应的蓝光LED间距，使得LED显示面板的分辨率不再受到封装芯片的大小的限制，而直接由波长下转换体材料的加工精度决定，而后者的加工尺寸可以远小于芯片封装尺寸。
4.高稳定性。采用的图案化微型LED色彩变换阵列继承了晶体材料的特性，物理和化学特性稳定，抗氧化，抗辐射，机械强度高，稳定性良好。例如若使用近紫外作为激发光源，那么封装涂抹的胶会变黄，然而使用晶体材料不会。
5.有序的图案化微型LED色彩变换阵列可替代荧光粉涂抹、量子点技术以及三基色芯片组合技术，在蓝光LED的激发下，实现彩色化，且相对于荧光粉涂抹、量子点技术以及三基色芯片组合技术，可尽量减少各颜色均匀性与各颜色之间的相互影响的问题。
附图说明
图1是无边框的色彩变换阵列的俯视图；
图2是未图案化的三层粘合荧光体截面图；
图3是图案化处理后的单层荧光体示意图(图案相互独立)；
图4是采用的无保留边框的三层粘合色彩变换阵列截面图；
图5是采用的保留边框的色彩变换阵列俯视图；
图6是未图案化的双层粘合荧光体截面图；
图7是保留边框的图案化处理后的单层荧光体示意图(图案相互连接)；
图8是保留边框的图案化红光荧光晶体绿光荧光晶体对准示意图；
图9是采用的双层粘合色彩变换阵列截面图；
图10是采用的保留边框的三层粘合色彩变换阵列截面图；
图11是色彩变换阵列与LED蓝光芯片的覆盖对齐示意图。
附图中：1-发出蓝光区域，2-绿光荧光晶粒，3-红光荧光晶粒，4-绿光荧光晶体，5-粘合中间层，6-红光荧光晶体，7-图案化处理保留部分，8-图案化处理去除部分，91-第一边框，92-第二边框，10-无材料悬空区域，100-LED芯片，200-色彩变换阵列。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供一种简单、方便的对透明荧光晶体进行图案化，制作色彩变换阵列，用于简化mini LED以及micro LED的巨量转移，实现彩色化。
荧光晶体材料可以为Lu3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、Y3Al5O12:Ce、(LuY)3Al5O12:Ce、Y3(Al,Ga)5O12：Ce或Y3(Al,Si)5(O,N)12:Ce等单晶材料或类似玻璃等的多晶材料。
由蓝光LED所发光和受激发的透明荧光晶体材料所发的红光和绿光混合调制实现微型LED的彩色化。由此，提出一种采用荧光晶体材料实现彩色化micro LED或者mini LED阵列的方法：所准备材料为蓝光照射后发出红光、绿光的荧光晶体材料。图案化处理方法包括但不限于激光加工切割、干法刻蚀和湿法刻蚀。粘合方法包括双层粘合和三层粘合。可通过对材料先粘合，再图案化处理或先图案化处理再粘合的方法制作色彩变换阵列。经蓝光照射后可实现三基色micro LED。
本发明提出的有序的图案化微型LED色彩变换阵列可替代荧光粉涂抹、量子点技术以及三基色芯片组合技术，在蓝光LED的激发下，实现彩色化，且相对于荧光粉涂抹、量子点技术以及三基色芯片组合技术，可尽量减少各颜色之间的相互影响的问题。
绿光荧光晶体选用Lu3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、Y3Al5O12:Ce、(LuY)3Al5O12:Ce、Y3(Al,Ga)5O12：Ce或Y3(Al,Si)5(O,N)12:Ce等单晶材料或类似玻璃等的多晶材料中的一种。红光荧光晶体选用M2Si5N8:Eu2+，其中M为Ca、Sr或Ba。
上述绿光荧光晶体为经蓝光照射发出绿光的材料，上述红光荧光晶体为经蓝光照射发出红色光的晶体，由蓝光LED所发光和受激发的透明荧光晶体材料所发的红光和绿光混合调制实现微型LED的彩色化。由此，提出一种采用荧光晶体材料实现彩色化micro LED或者mini LED阵列的方法：所准备材料为蓝光照射后发出红光、绿光的荧光晶体材料。图案化处理方法包括但不限于激光加工切割、干法刻蚀和湿法刻蚀。粘合方法包括双层粘合和三层粘合。可通过对材料先粘合，再图案化处理或先图案化处理再粘合的方法制作色彩变换阵列。经蓝光照射后可实现三基色micro LED。
实施例1
一种制备一种图案化色彩变换阵列micro LED的方法，包括以下步骤：
步骤1：通过粘合中间层5对准待加工的红光荧光晶体6和绿光荧光晶体4进行三层粘合，粘合后样品截面图参见图2，粘合后的样品包括自下至上依次设置的绿光荧光晶体4、粘合中间层5和红光荧光晶体6。其中，粘合中间层为3MTM光学透明胶粘剂8146-x；
步骤2：通过激光加工切割的方法，将红光荧光晶体6周期性图案多余部分切除，形成若干红光荧光晶粒3，在粘合中间层5一侧制作出红光荧光晶粒3的周期性阵列。
步骤2中，激光加工切割所得图案相互独立，不接触。如图3所示。
步骤3：将步骤2加工所得材料翻转，重复步骤2内容，对粘合中间层5另一侧的绿光荧光晶体4进行激光加工切割，将绿光荧光晶体4切割成绿光荧光晶粒2。最终所得阵列俯视图如图1所示，所得截面图如图4所示，红光荧光晶粒3和绿光荧光晶粒2交错设置。
步骤3中，三层粘合时粘合中间层可透过蓝光，即图1中的发出蓝光区域1，上下两层周期性阵列荧光材料经蓝光照射可分别发出红光，即图1中的红光荧光晶粒3和图1中的绿光荧光晶粒2。色彩变换阵列与蓝光LED阵列结合实现三基色micro LED。如图11所示。
实施例2
一种制备一种图案化色彩变换阵列micro LED的方法的具体实施步骤如下：
步骤1：将待加工的厚度为2mm的红光荧光晶体6和厚度为2mm的绿光荧光晶体4粘合，粘合后形成的样品截面图参见图6。
步骤2：通过激光加工切割，将红光荧光晶体6周期性图案多余部分8切除，形成若干红光荧光晶粒3和若干绿光荧光晶粒2，得到周期性阵列。
其中，切割红光荧光晶体6保留边框。使红光荧光晶粒3间相互连接，若干绿光荧光晶粒2和第一边框91，且红光荧光晶粒3的边缘与保留的边框直接连接，如图7所示。
步骤3：将步骤2加工所得产品翻转，重复步骤2内容，对和绿光荧光晶体4进行激光加工切割，形成若干绿光荧光晶粒2和第二边框92，绿光荧光晶粒2的边缘与第二边框92连接，第一边框91和第二第一边框92红光荧光晶体绿光荧光晶体的宽度相同。最终得到具有图案化阵列的色彩变换阵列200，所得色彩变换阵列200的俯视图如图5所示，当色彩变换阵列200的绿光荧光晶粒2和红光荧光晶粒3投影在同一平面时，每一行包括10个晶格，10个晶格按照悬空区域10、红光荧光晶粒3和绿光荧光晶粒2的顺序依次排列，每一列包括10个晶格，10个晶格按照悬空区域10、红光荧光晶粒3和绿光荧光晶粒2的顺序依次排列。色彩变换阵列200的第二行的纵截面图如图9所示，包括第一边框91和设置在第一边框91正下方的第二边框92，第一边框91中有若干间隔设置的红光荧光晶粒3，第二边框92中有若干间隔设置的绿光晶粒2，红光荧光晶粒3、绿光晶粒2以及无材料悬空区域10交错布置；其中，无材料悬空区域10为发出蓝光区域1。
步骤3中，无材料悬空区域10处可透过蓝光，上下两层周期性阵列荧光材料经蓝光照射可分别发出红光(区域3)和绿光(区域2)。色彩变换阵列200与蓝光LED阵列叠合在一起可实现三基色micro LED，如图11所示。
实施案例3
一种制备一种图案化色彩变换阵列micro LED的方法的具体实施步骤如下：
步骤1：通过激光切割加工红光荧光晶体6和绿光荧光晶体4，实现荧光晶体材料的图案化，分别得到阵列布置的绿光荧光晶粒2和红光荧光晶粒3。加工后荧光晶体有保留边框，且红光荧光晶体与绿光荧光晶体保留边框宽度相同。图案间相互连接，且边缘与保留边框直接连接，如图7所示。
步骤2：将图案化的红光荧光晶体和绿光荧光晶体的预留边框上下对准，如图8所示。
步骤3：将步骤2中对准的荧光材料的边框进行双层粘合或三层粘合(透明的粘合中间层5)，可得到图案化阵列。最终所得色彩变换阵列俯视图如图5所示，其截面图分别如图9和图10所示。
步骤3中，所得图案化色彩变换阵列空白处10(双层粘合)或粘合中间层5(三层粘合)可透过蓝光，称为发出蓝光区域1，上下两层周期性阵列荧光材料经蓝光照射可分别发出红光和绿光。色彩变换阵列与蓝光LED阵列结合可实现三基色micro LED，如图11所示。
实施例4
一种制备一种图案化色彩变换阵列micro LED的方法的具体实施步骤如下：
步骤1：通过粘合中间层5对待加工的红光荧光晶体6和绿光荧光晶体4进行三层粘合，得到粘合物，粘合物截面图参见图2。粘合中间层5采用3MTM光学透明胶粘剂8146-x。
步骤2：对粘合物上下的红光荧光晶体和绿光荧光晶体进行光刻处理。光刻图案相互独立。分别如图3所示。
步骤3：通过干法刻蚀，对其中一面(红光面或绿光面)图案化处理。
所述步骤3中，干法刻蚀所用气体为氯气、三氯化硼、氩气的混合气体，氩气含量10％，三氯化硼和氯气提及比为1:5。
步骤4：将步骤3所得产品翻转，重复步骤3，对步骤3所得产品另一侧不同荧光材料进行干法刻蚀，实现图案化处理。最终可得到图案化阵列，最终所得阵列俯视图如图1所示，其截面图参见图4。
步骤4中，干法刻蚀所用气体为氯气、三氯化硼、氩气的混合气体，氩气含量10％，三氯化硼和氯气提及比为1:5，刻蚀时间为300s。所得色彩变换阵列粘合中间层5可透过蓝光，即为发出蓝光区域1，上下两层周期性阵列荧光材料经蓝光照射可分别发出红光和绿光。色彩变换阵列与蓝光LED阵列结合可实现三基色micro LED。如图11所示。
实施例5
一种制备一种图案化色彩变换阵列micro LED的方法的具体实施步骤如下：
步骤1：粘合待加工的红光荧光晶体6和绿光荧光晶体4，粘合后样品截面图参见图6。
步骤2：对红光荧光晶体6和绿光荧光晶体4进行光刻处理。保留边框，光刻图案相互连接并与边框相连，如图7所示。
步骤3：通过干法刻蚀，对光荧光晶体6或绿光荧光晶体4进行图案化处理。干法刻蚀所用气体为氯气、三氯化硼、氩气的混合气体，氩气含量10％，三氯化硼和氯气提及比为1:5。
步骤4：将步骤3加工所得材料翻转，重复步骤3内容，对另一侧荧光晶体进行ICP干法刻蚀，实现对另一图案化处理。可得到图案化阵列，其俯视图如图5所示，截面图如图9所示。
步骤4中，干法刻蚀所用气体为氯气、三氯化硼、氩气的混合气体，氩气含量10％，三氯化硼和氯气提及比为1:5。所得色彩变换阵列空白处10为发出透过蓝光区域1，上下两层周期性阵列荧光材料经蓝光照射可分别发出红光和绿光。色彩变换阵列与蓝光LED阵列结合可实现三基色micro LED。如图11所示。
实施例6
一种制备一种图案化色彩变换阵列micro LED的方法的具体实施步骤如下：
步骤1：分别对红光荧光晶体和绿光荧光晶体进行光刻处理。在光刻处理时保留边框，光刻图案相互连接并与边框相连，如图7所示。
步骤2：分别对光刻后的红光荧光晶体和绿光荧光晶体进行干法刻蚀，得到图案化后的晶体。
步骤3：将图案化的红光荧光晶体和绿光荧光晶体边框上下对准，如图8所示。
步骤4：将步骤3中对准的荧光晶体材料的保留边框直接进行双层粘合或者通过粘合中间层三层粘合。可得到图案化阵列，其俯视图如图5所示，截面图分别如图9和图10所示。
所述步骤4中，所得图案化色彩变换阵列的空白处10(双层粘合)或粘合中间层5(三层粘合)可透过蓝光，上下两层周期性阵列荧光材料经蓝光照射可分别发出红光和绿光。色彩变换阵列与蓝光LED阵列结合可实现三基色micro LED。如图11所示。
实施例7
一种制备一种图案化色彩变换阵列micro LED的方法的具体实施步骤如下：
步骤1：通过粘合中间层5对待加工的红光荧光晶体材料6和绿光荧光晶体4进行三层粘合，粘合后样品截面图参见图2。
所述步骤1中，粘合中间层为3MTM光学透明胶粘剂8146-x。
步骤2：通过湿法刻蚀，对其中一面(红光面或绿光面)图案化处理。其中，湿法刻蚀所用溶液为浓磷酸和硫酸的混合溶液。
步骤3：将步骤2加工所得材料翻转，重复步骤2，对粘合后材料另一侧不同荧光材料进行湿法刻蚀，实现图案化处理。最终可得到图案化阵列，其俯视图如图1所示，截面图如图4所示。
其中，湿法刻蚀所用溶液为浓磷酸和硫酸的混合溶液。所得色彩变换阵列中间层透明介质5可透过蓝光，上下两层周期性阵列荧光材料经蓝光照射可分别发出红光和绿光。色彩变换阵列与蓝光LED阵列结合可实现三基色microLED。如图11所示。
实施例8
一种制备一种图案化色彩变换阵列micro LED的方法的具体实施步骤如下：
步骤1：双层粘合待加工的红光荧光晶体6和绿光荧光晶体4，粘合后样品截面图参见图6。
步骤2：通过湿法刻蚀，对其中一面(红光面或绿光面)图案化处理。其中，湿法刻蚀所用溶液为浓磷酸和硫酸的混合溶液。保留边框，图案相互连接并与边框相连，如图7所示
步骤3：将步骤2加工所得材料翻转，重复步骤2，对粘合后材料另一侧进行湿法刻蚀，实现对另一图案化处理。可得到图案化阵列，其俯视图如图5所示，截面图如图9所示。
其中，湿法刻蚀所用溶液为浓磷酸和硫酸的混合溶液。所得色彩变换阵列空白处10可透过蓝光，上下两层周期性阵列荧光材料经蓝光照射可分别发出红光和绿光。色彩变换阵列与蓝光LED阵列结合可实现三基色micro LED。如图11所示。
实施例9
一种制备一种图案化色彩变换阵列micro LED的方法的具体实施步骤如下：
步骤1：分别对红光荧光晶体和绿光荧光晶体进行湿法刻蚀，得到图案化后的晶体。
所述步骤1中，图案化处理保留边框，图案相互连接并与边框相连，如图7所示。
步骤2：将图案化的红光荧光晶体和绿光荧光晶体边框上下对准，如图8所示。
步骤3：将步骤2中对准的荧光晶体材料的保留边框直接进行双层粘合或者通过粘合中间层三层粘合。可得到图案化阵列，其俯视图如图5所示，截面图分别如图9和图10所示。
其中，所得图案化色彩变换阵列的无材料悬空区域10(双层粘合)或粘合中间层5(三层粘合)可透过蓝光，上下两层周期性阵列荧光材料经蓝光照射可分别发出红光和绿光。色彩变换阵列与蓝光LED阵列结合可实现三基色micro LED。如图11所示。
本发明提供了一种红、绿荧光单晶或者多晶体荧光转换材料结合Micro-LED蓝光背光源组成三基色基元的显示封装结构，实现彩色图像的显示，可有效提高显示屏色域，色彩更加鲜明。采用该结构制造显示屏工艺过程简单，可大幅提高封装效率及良率，降低生产成本，延长显示屏使用寿命。解决现有制作LED微显示器存在LED的发光单元尺寸难以做小，导致分辨率受到限制的问题。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种图案化色彩变换阵列Micro LED，其特征在于，包括LED芯片(100)和设置在LED芯片(100)上的色彩变换阵列(200)，所述LED芯片(100)用于发出蓝光，所述色彩变换阵列(200)包括若干连续设置的色彩单元，所述色彩单元包括红光荧光晶粒(3)、绿光荧光晶粒(2)和发出蓝光区域(1)，所述红光荧光晶粒(3)和绿光荧光晶粒(2)交错布置。
2.根据权利要求1所述的一种图案化色彩变换阵列Micro LED，其特征在于，所述红光荧光晶粒(3)和绿光荧光晶粒(2)均固定在粘合中间层(5)上。
3.根据权利要求2所述的一种图案化色彩变换阵列Micro LED，其特征在于，所有所述红光荧光晶粒(3)固定在粘合中间层(5)一侧，所有所述绿光荧光晶粒(2)固定在粘合中间层(5)另一侧。
4.根据权利要求1所述的一种图案化色彩变换阵列Micro LED，其特征在于，所述红光荧光晶粒(3)由M2Si5N8:Eu2+制成，其中M为Ca、Sr或Ba。
5.根据权利要求1所述的一种图案化色彩变换阵列Micro LED，其特征在于，所述绿光荧光晶粒(2)由Lu3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、Y3Al5O12:Ce、(LuY)3Al5O12:Ce、Y3(Al,Ga)5O12：Ce或Y3(Al,Si)5(O,N)12:Ce制成。
6.一种图案化色彩变换阵列Micro LED的制备方法，其特征在于，将红光荧光晶体(6)和绿光荧光晶体(4)粘合在一起；图案化红光荧光晶体(6)和绿光荧光晶体(4)，使红光荧光晶体(6)形成若干阵列布置的红光荧光晶粒(3)，绿光荧光晶体(4)形成若干阵列布置的绿光荧光晶粒(2)，既没有红光荧光晶粒(3)也没有绿光荧光晶粒(2)的地方为无材料悬空区域(10)，所述红光荧光晶粒(3)、绿光荧光晶粒(2)和无材料悬空区域(10)交错设置，形成色彩变换阵列(200)，将色彩变换阵列(200)与LED芯片(100)组装得到图案化色彩变换阵列Micro LED。
7.根据权利要求6所述的一种图案化色彩变换阵列Micro LED的制备方法，其特征在于，通过粘合中间层(5)将红光荧光晶体(6)和绿光荧光晶体(4)粘合，所述粘合中间层(5)作为发出蓝光区域(1)。
8.根据权利要求6所述的一种图案化色彩变换阵列Micro LED的制备方法，其特征在于，采用激光切割加工、干法刻蚀或湿法刻蚀的方法对红光荧光晶体(6)或绿光荧光晶体(4)进行图案化。
9.根据权利要求6所述的一种图案化色彩变换阵列Micro LED的制备方法，其特征在于，图案化红光荧光晶体(6)时：在红光荧光晶体(6)外预留第一边框(91)，图案化后，红光荧光晶粒(3)相互连接，且位于外周的红光荧光晶粒(3)和第一边框(91)连接；图案化绿光荧光晶体(4)时，在绿光荧光晶体(4)外预留第二边框(92)，图案化后，绿光荧光晶粒(2)相互连接，且位于外周的绿光荧光晶粒(2)和第二边框(92)连接。
10.一种权利要求1所述的一种图案化色彩变换阵列Micro LED在μLED和MicroLED彩色化中的用途。
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