CN113066945A - 一种改善出光准直性的微显示器结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种改善出光准直性的微显示器结构及其制备方法,属于微显示技术领域,其中的微显示器结构,包括由内而外依次设置的驱动电路层、像素定义层、发光层、阴极、封装层和反光层,反光层沉积在封装层上与像素定义层相对的区域,相邻反光层之间的内侧设置有将驱动电路层上反射的无定向光线聚焦为垂直出射光的弧形反光面,本发明的有益效果是,本发明通过在封装层上制备弧形反光的结构,能够阻挡串扰的光,同时能够把无定向光线聚焦为垂直出射光,保证出光的准直性,解决了微显示发射光非定向和串扰的问题,拓展了微显示在投影方面的应用。
Description
技术领域
本发明涉及微显示技术领域,尤其涉及一种改善出光准直性的微显示器结构及其制备方法。
背景技术
目前投影显示主要使用数字光处理DLP、硅基液晶LCOS和液晶3LCD技术,由于背光源、滤光片、显示芯片相互分离,无法集成,导致终端产品整体结构很大,无法小型化,不利于虚拟现实VR和增强现实AR的应用。而微显示器能够把光源、滤光片和显示驱动电路集成到一块芯片上,有利于小型化和减轻重量,降低成本和功耗。而且随着设计、工艺和材料的进一步发展,微显示器亮度越来越高,在投影显示上的应用潜力越来越大,例如AR、抬头显示HUD、AR战术头盔、便携式投影仪等。
但是在显示中,存在像素间的串扰,尤其是随着像素尺寸的减小,像素间的串扰越来越严重。如图1所示,光在阳极上的反射会使光线串扰到邻近像素,导致邻近暗态的像素发光,或由于像素边缘交叠发光强度更强导致像素边缘更亮,最终导致显示模糊不清。而且随着使用距离的延长和亮度的提高,串扰也会更加严重,尤其是在投影显示中,显示器离幕布或眼球较远,亮度很高,如果出光准直性不好,会导致投影的图像模糊。所以开发新的结构和工艺,改善微显示的出光准直性,解决微显示发射光非定向和串扰的问题,能够拓展微显示在投影方面的应用。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种改善出光准直性的微显示器结构,通过在封装层上制备弧形反光的结构,能够阻挡串扰的光,同时能够把无定向光线聚焦为垂直出射光,保证出光的准直性,解决微显示发射光非定向和串扰的问题,拓展微显示在投影方面的应用。
为实现上述目的,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:所述改善出光准直性的微显示器结构,包括由内而外依次设置的驱动电路层、像素定义层、发光层、阴极、封装层和反光层,所述反光层沉积在封装层上与所述像素定义层相对的区域,相邻反光层之间的内侧设置有将驱动电路层上反射的无定向光线聚焦为垂直出射光的弧形反光面。
进一步地,所述驱动电路层包括衬底及其上设置的多个阳极,相邻两个阳极之间设置所述像素定义层,所述像素定义层和阳极上依次覆盖所述发光层、阴极和封装层。
进一步地,所述反光层包括沉积在所述封装层上的金属沉积层,所述金属沉积层的表面设置所述弧形反光面。
进一步地,所述反光层包括无机层和弧形金属层,所述无机层的表面沉积所述弧形金属层,所述弧形金属层的表面设置所述弧形反光面。
进一步地,所述无机层包括由氧化硅,氮化硅或氮氧化硅的无机材料沉积而成。
进一步地,所述金属沉积层和弧形金属层均由反光性强的金属加工而成,所述反光性强的金属包括铝或钛。
一种改善出光准直性的微显示器结构的制备工艺,包括以下方法:
1)在衬底上制备阳极形成驱动电路层;
2)在相邻两个阳极之间制备像素定义层;
3)在像素定义层和阳极上依次蒸镀发光层和阴极,在阴极上沉积封装层;
4)在封装层上沉积反光结构,对反光结构通过光刻、各向同性干刻和后续处理后形成内侧为弧形反光面的反光层。
进一步地,所述步骤4)的具体操作方法是:
1)在封装层表面沉积反光性强的金属层;
2)对金属层涂覆光刻胶、曝光、显影后保留金属层表面与像素定义层相对的区域;
3)对金属层进行各向同性干法刻蚀去除金属层表面与阳极相对区域;
4)对金属层表面进行清洗、去除光刻胶,在封装层上得到与像素定义层相对的内侧为弧形反光面的反光层。
进一步地,所述步骤4)的具体操作方法是:
1)在封装层表面沉积包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅的无机层;
2)对无机层涂覆光刻胶、曝光、显影后保留无机层上与像素定义层相对的区域;
3)对无机层进行各向同性干法刻蚀去除无机层表面与阳极相对区域;
4)对无机层表面进行清洗、去除光刻胶,在封装层上得到与像素定义层相对的内侧为弧形的无机层;
5)在无机层的弧形表面沉积反光性强的金属层;
6)对金属层进行各向异性干法刻蚀去除金属层的上表面和与阳极相对区域,保留金属层的弧形侧壁形成弧形金属层。
本发明的有益效果是:
1、本发明通过在封装层上制备一种内侧为弧形反光面的反光层,能够阻挡驱动电路层中串扰的光,同时能够把驱动电路层中反射的无定向光线聚焦为垂直出射光,保证出光的准直性,解决微显示发射光非定向和串扰的问题,拓展微显示在投影方面的应用。
2、本发明中的反光层包括两种结构,一种结构是:在封装层上制备金属沉积层,金属沉积层的内侧设置弧形反光面,这种结构比较简单,通过金属沉积、光刻、各向同性干法刻蚀的工艺即可形成;另一种结构是在封装层上制备无机层,在无机层表面制备弧形金属层,弧形金属层表面为弧形反光面,起到了反射聚焦光线的作用,这种反光层结构由于包括两层结构,工艺相对来说比较复杂,包括无机层的沉积、光刻、各向同性干法刻蚀和弧形金属层的沉积、各向异性干法刻蚀,由于无机层各向同性干法刻蚀所使用的气体对侧壁的保护弱,很容易进行各向同性刻蚀,对调试条件要求不高,而对金属进行各向同性干法刻蚀时,所使用的气体对侧壁的保护较强,对调试条件要求高,因此,采用无机层和弧形金属层的结构刻蚀工艺更容易调试,所形成的结构精度更高。
综上,本发明通过在封装层上制备弧形反光的结构,能够阻挡串扰的光,同时能够把无定向光线聚焦为垂直出射光,保证出光的准直性,解决了微显示发射光非定向和串扰的问题,拓展了微显示在投影方面的应用。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
图1为现有技术中微显示器的结构示意图;
图2本发明中实施例1的结构示意图;
图3为图2的工艺流程图;
图4为本发明中实施例2的结构示意图;
图5为图4的工艺流程图;
上述图中的标记均为:1.驱动电路层,11.衬底,12.阳极,2.像素定义层,3.发光层,4.阴极膜层,5.封装层,6.反光层,61.弧形反光面,62.金属沉积层,63.无机层,64.弧形金属层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“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。
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。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。
实施例1:
如图2所示,一种改善出光准直性的微显示器结构,包括由内而外依次设置的驱动电路层1、像素定义层2、发光层3、阴极膜层4、封装层5和反光层6,驱动电路层1包括衬底11及其上设置的多个阳极12,相邻两个阳极12之间设置像素定义层2,像素定义层2和阳极12上依次覆盖发光层3、阴极膜层4和封装层5,反光层6沉积在封装层5上与像素定义层2相对的区域,相邻反光层6之间的内侧设置有将驱动电路层1上反射的无定向光线聚焦为垂直出射光的弧形反光面61,弧形反光面61能够阻挡多个阳极12中串扰的光,同时能够把阳极12中反射的无定向光线聚焦为垂直出射光,保证出光的准直性,解决微显示发射光非定向和串扰的问题,拓展了微显示在投影方面的应用。
具体地,其中的反光层6包括沉积在封装层5上的金属沉积层62,金属沉积层62的表面设置弧形反光面61,该金属沉积层62由反光性强的金属加工而成,该反光性强的金属包括铝或钛,制备成本低,反光性好。
如图3所示,上述微显示器结构的制备工艺包括以下步骤:
1)在衬底11上制备阳极12形成驱动电路层1;
2)在相邻两个阳极12之间通过光刻胶涂布、曝光、显影和烘烤的工艺制备像素定义层2;
3)在像素定义层2和阳极12上依次蒸镀发光层3和阴极膜层4,在阴极膜层4上沉积封装层5;
4)在封装层5表面沉积反光性强的金属层;
5)对金属层涂覆光刻胶、曝光、显影后保留金属层表面与像素定义层2相对的区域;
6)将Cl2或BCl3的气体置于2~20mTorr压力和50~90℃温度下施以电压,对金属层表面进行各向同性干法刻蚀去除金属层表面与阳极12相对区域;
7)对金属层表面进行清洗、去除光刻胶,在封装层5上得到与像素定义层2相对的内侧为弧形反光面61的反光层6。
上述微显示器结构比较简单,其中的反光层通过金属沉积、光刻、各向同性干法刻蚀的工艺即可形成,工艺步骤简单,但是由于其中的反光层6由反光性强的金属沉积形成,对金属进行干法刻蚀时一般使用Cl2或BCl3,由于这些气体对金属沉积层62的侧壁保护较强,各向同性刻蚀比较弱,需要根据材质的不同,调试到特定的压力和温度才可以刻蚀形成弧形反光面61,各向同性刻蚀比较难调试。
实施例2
如图4所示,一种改善出光准直性的微显示器结构,与实施例1中涉及的结构的不同之处在于,其中的反光层6包括无机层63和弧形金属层64,无机层63的表面沉积弧形金属层64,弧形金属层64的表面设置弧形反光面61,该无机层63包括由氧化硅,氮化硅或氮氧化硅的无机材料沉积而成,弧形金属层64由反光性强的金属加工而成,该反光性强的金属包括铝或钛。
如图5所示,上述微显示器结构的制备工艺,包括以下方法:
1)在衬底11上制备阳极12形成驱动电路层1;
2)在相邻两个阳极12之间通过光刻胶涂布、曝光、显影和烘烤的工艺制备像素定义层2;
3)在像素定义层2和阳极12上依次蒸镀发光层3和阴极膜层4,在阴极膜层4上沉积封装层5;
4)在封装层5表面沉积包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅的无机层63;
5)对无机层63涂覆光刻胶、曝光、显影后保留无机层63上与像素定义层2相对的区域;
6)将CF4、SF6或CHF3的气体置于2~50mTorr压力和30~90℃温度下施以电压,对无机层63进行各向同性干法刻蚀去除无机层63表面与阳极12相对区域;
7)对无机层63表面进行清洗、去除光刻胶,在封装层5上得到与像素定义层2相对的内侧为弧形的无机层63;
8)在无机层63的弧形表面沉积反光性强的金属层;
9)将Cl2或BCl3的气体置于2~20mTorr压力和50~90℃温度下施以电压,对金属层表面进行各向异性干法刻蚀,由于金属层侧壁较厚,利用各向异性干法刻蚀的原理,金属层的上表面和与阳极12相对区域首先被刻蚀掉,金属层的弧形侧壁会保留下来形成弧形金属层64。
上述微显示器结构相对于实施例1结构较为复杂,其中的反光层的制备工艺相对来说比较复杂,包括无机层的沉积、光刻、各向同性干法刻蚀和弧形金属层的沉积、各向异性干法刻蚀,但是由于无机层各向同性干法刻蚀所使用的气体对无机层63的侧壁保护弱,很容易进行各向同性刻蚀,对调试条件要求不高,相对于实施例1来说,采用无机层和弧形金属层的结构刻蚀工艺更容易调试,所形成的结构精度更高。
综上,本发明通过在封装层上制备弧形反光的结构,能够阻挡串扰的光,同时能够把无定向光线聚焦为垂直出射光,保证出光的准直性,解决了微显示发射光非定向和串扰的问题,拓展了微显示在投影方面的应用。
以上所述,只是用图解说明本发明的一些原理,本说明书并非是要将本发明局限在所示所述的具体结构和适用范围内,故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物,均属于本发明所申请的专利范围。
Claims (9)
1.一种改善出光准直性的微显示器结构,其特征在于,包括由内而外依次设置的驱动电路层(1)、像素定义层(2)、发光层(3)、阴极膜层(4)、封装层(5)和反光层(6),所述反光层(6)沉积在封装层(5)上与所述像素定义层(2)相对的区域,相邻反光层(6)之间的内侧设置有将驱动电路层(1)上反射的无定向光线聚焦为垂直出射光的弧形反光面(61)。
2.根据权利要求1所述的改善出光准直性的微显示器结构,其特征在于:所述驱动电路层(1)包括衬底(11)及其上设置的多个阳极(12),相邻两个阳极(12)之间设置所述像素定义层(2),所述像素定义层(2)和阳极(12)上依次覆盖所述发光层(3)、阴极膜层(4)和封装层(5)。
3.根据权利要求1所述的改善出光准直性的微显示器结构,其特征在于:所述反光层(6)包括沉积在所述封装层(5)上的金属沉积层(62),所述金属沉积层(62)的表面设置所述弧形反光面(61)。
4.根据权利要求1所述的改善出光准直性的微显示器结构,其特征在于:所述反光层(6)包括无机层(63)和弧形金属层(64),所述无机层(63)的表面沉积所述弧形金属层(64),所述弧形金属层(64)的表面设置所述弧形反光面(61)。
5.根据权利要求4所述的改善出光准直性的微显示器结构,其特征在于:所述无机层(63)包括由氧化硅,氮化硅或氮氧化硅的无机材料沉积而成。
6.根据权利要求3~5任意一项所述的改善出光准直性的微显示器结构,其特征在于:所述金属沉积层(62)和弧形金属层(64)均由反光性强的金属加工而成,所述反光性强的金属包括铝或钛。
7.一种如权利要求1~6任意一项所述的改善出光准直性的微显示器结构的制备工艺,其特征在于,包括以下方法:
1)在衬底(11)上制备阳极(12)形成驱动电路层(1);
2)在相邻两个阳极(12)之间制备像素定义层(2);
3)在像素定义层(2)和阳极(12)上依次蒸镀发光层(3)和阴极膜层(4),在阴极膜层(4)上沉积封装层(5);
4)在封装层(5)上沉积反光结构,对反光结构通过光刻、各向同性干刻和后续处理后形成内侧为弧形反光面(61)的反光层(6)。
8.根据权利要求7所述的微显示器结构的制备工艺,其特征在于:所述步骤4)的具体操作方法是:
1)在封装层(5)表面沉积反光性强的金属层;
2)对金属层涂覆光刻胶、曝光、显影后保留金属层表面与像素定义层(2)相对的区域;
3)对金属层进行各向同性干法刻蚀去除金属层表面与阳极(12)相对区域;
4)对金属层表面进行清洗、去除光刻胶,在封装层(5)上得到与像素定义层(2)相对的内侧为弧形反光面(61)的反光层(6)。
9.根据权利要求7所述的微显示器结构的制备工艺,其特征在于:所述步骤4)的具体操作方法是:
1)在封装层(5)表面沉积包括氧化硅、氮化硅或氮氧化硅的无机层(63);
2)对无机层(63)涂覆光刻胶、曝光、显影后保留无机层(63)上与像素定义层(2)相对的区域;
3)对无机层(63)进行各向同性干法刻蚀去除无机层(63)表面与阳极(12)相对区域;
4)对无机层(63)表面进行清洗、去除光刻胶,在封装层(5)上得到与像素定义层(2)相对的内侧为弧形的无机层(63);
5)在无机层(63)的弧形表面沉积反光性强的金属层;
6)对金属层进行各向异性干法刻蚀去除金属层的上表面和与阳极(12)相对区域,保留金属层的弧形侧壁形成弧形金属层(64)。
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