CN113314559A - 搭载图像传感功能的led微显示器 - Google Patents

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CN113314559A CN202110578773.8A CN202110578773A CN113314559A CN 113314559 A CN113314559 A CN 113314559A CN 202110578773 A CN202110578773 A CN 202110578773A CN 113314559 A CN113314559 A CN 113314559A
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杜晓松
宋东
沈秋华
聂华荣
郎咸忠
邱建华
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Abstract

本发明公开了一种搭载图像传感功能的LED微显示器,包括多个像素,每个所述像素包括三个子像素单元和三个图像传感单元,驱动背板承载多个像素,并驱动所述子像素单元发光,所述子像素单元根据配置的图像传感单元进行发光。本发明使用半导体工艺制备通过半导体工艺驱动背板上LED显示单元,同时搭载有3个图像传感单元,不仅可以实现高分辨率、高亮度、高对比度和低响应时间的显示功能,同时可以实时接收外界彩色图像,对外界图像具有图像传感功能。

Description

搭载图像传感功能的LED微显示器
技术领域
本发明涉及基于搭载图像传感功能的LED微显示器,属于显示器制造领域。
背景技术
随着显示技术的不断发展,显示面板的应用范围越来越广泛,人们对显示面板的要求也越来越高。例如,显示面板应用于手机、电脑、平板电脑、电子书、信息查询机和可穿戴设备等产品。而随着显示面板应用范围扩大,人们对于显示技术和显示器件提出了越来越高的要求。传统的LED/OLED显示器存在一定的局限性,已经无法满足现在人们对视觉体验的更多要求。
发明内容
为解决现有技术中的不足,本发明提供搭载图像传感功能的LED微显示器,不仅可以实现高分辨率、高亮度、高对比度和低响应时间的显示功能,同时可以实时接收外界彩色图像,对外界彩色图像具有图像传感功能。
本发明中主要采用的技术方案为:
一种搭载图像传感功能的LED微显示器,包括:
多个像素,每个所述像素包括发光区和图像传感区,其中,所述发光区包括三个子像素单元,分别为红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元,所述图像传感区包括三个图像传感单元,分别为红色图像传感单元、绿色图像传感单元和蓝色图像传感单元;
驱动背板,所述驱动背板上设有若干规则排列的过孔,所述子像素单元和图像传感单元覆盖至少一个所述过孔;所述驱动背板承载多个像素,并驱动所述子像素单元发光,所述子像素单元根据配置的图像传感单元进行发光;
所述图像传感单元包括传感电极、第一隔离层和图像传感层,所述传感电极设置在驱动背板上表面,且与所述过孔接触,所述第一隔离层生长在驱动背板上表面,且覆盖所述传感电极,所述传感电极上的第一隔离层上均开有第一槽口,露出部分传感电极,所述图像传感层设置在第一隔离层远离驱动背板的一侧,且通过第一槽口与传感电极接触。
所述发光区的三个子像素单元均包括阳极和LED发光单元,所述阳极设置在驱动背板上表面,且与所述过孔接触,所述LED发光单元设置在阳极远离驱动背板的一侧。
优选地,还包括第一薄膜封装层,所述第一薄膜封装层设置在第一隔离层上远离驱动背板的一侧,且覆盖图像传感单元中的图像传感层和子像素单元中的LED发光单元,所述图像传感单元中图像传感层对应的第一薄膜封装层上设有电极槽,露出部分图像传感层,所述发光区中LED发光单元对应的第一薄膜封装层上设有电极槽,露出部分LED发光单元的顶层。
优选地,还包括共阴极,所述共阴极设置在第一薄膜封装层上远离驱动背板的一侧,且在图像传感单元中,所述共阴极通过电极槽与所述图像传感层接触,在子像素单元中,所述共阴极通过电极槽与LED发光单元的顶层接触。
优选地,还包括第二薄膜封装层,所述第二薄膜封装层生长在共阴极远离驱动背板的一侧。
优选地,所述LED发光单元包括键合金属层、第一半导体层、发光层和第二半导体层,所述键合金属层生长在阳极远离驱动背板的一侧;所述第一半导体层位于所述键合金属层远离驱动背板的一侧,且与键合金属层键合;所述发光层设置在所述第一半导体层远离驱动背板的一侧;所述第二半导体层设置在所述发光层远离驱动背板的一侧;所述第一隔离层位于第二半导体层远离驱动背板的一侧,所述发光区的驱动背板、阳极和LED发光单元上均覆盖设置有第一隔离层,所述第一隔离层上开有与发光区中电极槽相对应的槽口,露出部分第二半导体层,所述红色子像素单元、所述绿色子像素单元和所述蓝色子像素单元中的发光层发出蓝光。
优选地,所述LED发光单元包括第一键合金属层、第一半导体层、发光层、第二半导体层和第二键合金属层,所述第一键合金属层生长在阳极上表面;所述第一半导体层位于所述第一键合金属层远离驱动背板的一侧;所述发光层设置在所述第一半导体层远离驱动背板的一侧;所述第二半导体层设置在所述发光层远离驱动背板一侧,所述第二键合金属层位于第二半导体层远离驱动背板的一侧,所述红色子像素单元中的发光层为红色多量子阱结构材料,所述绿色子像素单元中的发光层为绿色多量子阱结构材料;所述蓝色子像素单元中的发光层为蓝色多量子阱结构材料。
优选地,所述LED发光单元为OLED发光区,所述OLED发光区包括白光OLED、阴极和SiN侧壁,所述白光OLED覆盖发光区中的阳极和驱动背板上表面,所述阴极位于白光OLED远离驱动背板的一侧,所述SiN侧壁位于白光OLED、阴极和阳极的侧边。
优选地,每个图像传感单元还包括光栅层,所述光栅层设置在第二薄膜封装层上远离驱动背板的一侧,且光栅层与所述图像传感层在所述驱动背板上的投影交叠;所述红色子像素单元和绿色子像素单元还包括色转换层,所述红色子像素单元的色转换层包括红色量子点,所述绿色子像素单元的色转换层包括绿色量子点,所述红色子像素单元和绿色子像素单元中的第二薄膜封装层上设有第一凹槽,所述色转换层位于所述第一凹槽内,所述第一凹槽与所述发光层在所述驱动背板上的投影交叠,所述第二薄膜封装层上还设有第二凹槽,所述第二凹槽在所述驱动背板上的垂直投影位于相邻所述子像素单元在所述驱动背板上的垂直投影之间,所述第二薄膜封装层远离所述驱动背板的一侧设有第二隔离层,且所述第二隔离层覆盖所述色转换层和所述第二凹槽,所述防串扰层位于第二凹槽内,覆盖第二凹槽的底部和侧壁上的第二隔离层,所述第二薄膜封装层远离驱动背板的一侧通过UV胶粘接玻璃封装层,所述UV胶位于第二薄膜封装层的边框区域。
优选地,所述图像传感区还包括第一金属层、绝缘层、第二金属层和玻璃封装层,所述第一金属层设置在所述第二薄膜封装层上远离驱动背板的一侧,所述绝缘层位于所述第一金属层上远离驱动背板的一侧,所述第二金属层位于所述绝缘层上远离驱动背板的一侧,每个图像传感单元中的绝缘层与传感电极在驱动背板上投影交叠,每个图像传感单元中的绝缘层厚度根据对应的RGB色设置,所述第二薄膜封装层远离驱动背板的一侧通过UV胶粘接玻璃封装层,所述UV胶位于第二薄膜封装层的边框区域。
优选地,还包括第一金属层、绝缘层、第二金属层和玻璃封装层,所述第一金属层设置在所述第二薄膜封装层上远离驱动背板的一侧,所述绝缘层位于所述第一金属层上远离驱动背板的一侧,所述第二金属层位于所述绝缘层上远离驱动背板的一侧,,每个图像传感单元中的绝缘层与传感电极在驱动背板上投影交叠,每个子像素单元中的绝缘层与阳极在驱动背板上投影交叠,每个图像传感单元和子像素单元中的绝缘层厚度根据对应的RGB色设置,所述第一金属层远离驱动背板的一侧通过UV胶粘接玻璃封装层,所述UV胶位于第一金属层的边框区域。
有益效果:本发明提供搭载图像传感功能的LED微显示器及其制备方法,使用半导体工艺制备通过半导体工艺驱动背板上LED显示单元,同时搭载有3个图像传感单元,不仅可以实现高分辨率、高亮度、高对比度和低响应时间的显示功能,同时可以实时接收外界彩色图像,对外界彩色图像具有图像传感功能。
附图说明
图1为实施例1中步骤S1的示意图;
图2为实施例1中步骤S2的示意图;
图3为实施例1中步骤S3的示意图;
图4为实施例1中步骤S4的示意图;
图5为实施例1中步骤S5的示意图;
图6为实施例1中步骤S6的示意图;
图7为实施例1中步骤S7的示意图;
图8为实施例1中步骤S8的示意图;
图9为实施例1中步骤S9的示意图,即为实施例1的整体结构示意图;
图10为实施例1一个结构单元内的电路图。
图11为实施例2中步骤S1的示意图;
图12为实施例2中步骤S2的示意图;
图13为实施例2中步骤S3的示意图;
图14为实施例2中步骤S4的示意图,即为实施例2的整体结构示意图;
图15为实施例3中步骤S1的示意图;
图16为实施例3中步骤S2的示意图;
图17为实施例3中步骤S3的示意图;
图18为实施例3中步骤S4的示意图,即为实施例3的整体结构示意图;
图中:红色子像素单元1-1、绿色子像素单元1-2、蓝色子像素单元1-3、红色图像传感单元1-4、绿色图像传感单元1-5、蓝色图像传感单元1-6、驱动背板2、过孔3、阳极4、LED发光单元5、键合金属层5-1、第一半导体层5-2、发光层5-3、第二半导体层5-4、基板5-5、第一键合金属层5-6、第二键合金属层5-7、白光OLED5-8、阴极5-9、SiN侧壁5-10、色转换层6、传感电极7、图像传感层8、光栅层9、第一Al薄膜层9-1、ZnSe薄膜层9-2、第二Al薄膜层9-3、第一隔离层10、第一槽口10-1、第一薄膜封装层11、电极槽11-1、共阴极12、第二薄膜封装层13、第一凹槽13-1、第二凹槽13-2、第二隔离层14、防串扰层15、玻璃封装层16、UV胶17、第一金属层18、绝缘层19、第二金属层20。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
实施例1:如图9所示,一种搭载图像传感功能的LED微显示器,包括:
多个像素,每个所述像素包括三个子像素单元和三个图像传感单元,分别为红色子像素单元1-1、绿色子像素单元1-2、蓝色子像素单元1-3、红色图像传感单元1-4、绿色图像传感单元1-5和蓝色图像传感单元1-6;
驱动背板2,所述驱动背板2上设有若干规则排列的过孔3,所述子像素单元和图像传感单元覆盖至少一个所述过孔3;所述驱动背板2承载多个像素,并驱动所述子像素单元发光,所述子像素单元根据配置的图像传感单元进行发光;
图像传感单元包括传感电极7、图像传感层8、光栅层9、第一隔离层10,传感电极7设置在驱动背板2上表面,且与所述过孔3接触,所述第一隔离层10生长在驱动背板2上表面,且覆盖所述传感电极7,所述传感电极7上的第一隔离层10上均开有第一槽口10-1,露出部分传感电极7,所述图像传感层8设置在第一隔离层10远离驱动背板2的一侧,且通过第一槽口10-1与传感电极7接触,光栅层9设置在第二薄膜封装层13上远离驱动背板2的一侧,且光栅层10与所述图像传感层8在所述驱动背板上的投影交叠;
发光区的三个子像素单元均包括阳极4和LED发光单元5,所述阳极4设置在驱动背板2上表面,且覆盖至少一个过孔3,所述LED发光单元5设置在阳极4远离驱动背板2的一侧。本实施例1中,LED发光单元5包括键合金属层5-1、第一半导体层5-2、发光层5-3和第二半导体层5-4,所述键合金属层5-1生长在阳极4远离驱动背板2的一侧;所述第一半导体层5-2位于所述键合金属层5-1远离驱动背板的一侧,且与键合金属层5-1键合;所述发光层5-3设置在所述第一半导体层5-2远离驱动背板2的一侧;所述第二半导体层5-4设置在所述发光层5-3远离驱动背板2的一侧;所述第一隔离层10位于第二半导体层5-2远离驱动背板2的一侧,所述发光区的驱动背板2、阳极4和LED发光单元5上均覆盖设置有第一隔离层10,所述第一隔离层10上开有与发光区中电极槽相对应的第一槽口10-1,露出部分第二半导体层5-4,所述红色子像素单元、所述绿色子像素单元和所述蓝色子像素单元中的发光层5-3发出蓝光。
所述红色子像素单元1-1和绿色子像素单元1-2还包括色转换层6,所述红色子像素单元1-1的色转换层6包括红色量子点,所述绿色子像素单元1-2的色转换层6包括绿色量子点,所述红色子像素单元1-1和绿色子像素单元1-2中的第二薄膜封装层13上设有第一凹槽13-1,所述色转换层6位于所述第一凹槽13-1内,所述第一凹槽13-1与所述发光层5-2在所述驱动背板2上的投影交叠,所述第二薄膜封装层13上还设有第二凹槽13-2,所述第二凹槽13-2在所述驱动背板2上的垂直投影位于相邻所述子像素单元在所述驱动背板2上的垂直投影之间,所述第二薄膜封装层13远离所述驱动背板2的一侧设有第二隔离层14,且所述第二隔离层14覆盖所述色转换层6和所述第二凹槽13-2,所述防串扰层15位于第二凹槽13-2内,覆盖第二凹槽13-2的底部和侧壁上的第二隔离层14,所述第二薄膜封装层13远离驱动背板2的一侧通过UV胶17粘接玻璃封装层16,所述UV胶17位于第二薄膜封装层13的边框区域。
实施例1中,搭载图像传感功能的LED微显示器的具体制备步骤如下:
S1:如图1所示,在驱动背板2上形成若干规则排列的过孔3,并在过孔3中填充导电材料,随后在驱动背板2上表面形成若干阳极4和传感电极7,且与过孔3上表面接触;
S2:如图2所示,阳极4和传感电极7的上表面直接与LED发光基板上的键合金属层5-1键合,并完成基板5-5剥离,其中,所述LED发光基板包括基板5-5、键合金属层5-1、第一半导体层5-2、发光层5-3和第二半导体层5-4,所述第二半导体层5-4设置在基板5-5上;所述发光层5-3设置在第二半导体层5-4上远离基板5-5的一侧,所述第一半导体层5-2设置在发光层5-3上远离基板5-5的一侧,所述键合金属层5-1设置在第一半导体层5-2上远离基板5-5的一侧;本实施例1中,LED发光单元中第二半导体层为n-GaN层、发光层为多量子阱材料、第一半导体层为p-GaN层。
S3:如图3所示,对键合金属层5-1、第一半导体层5-2、发光层5-3和第二半导体层5-4进行图形化处理,分别在子像素单元的阳极4上形成LED发光单元5;本发明中,第一半导体层5-2材料可以为p-GaN、发光层5-3材料可以为多量子阱结构材料和第二半导体层5-4可以为n-GaN。
S4:如图4所示,在驱动背板2上表面生长第一隔离层10,且覆盖传感电极7和LED发光单元5,并对其进行图形化处理,分别在传感电极7和LED发光单元5上形成第一槽口10-1;本发明中,第一隔离层材料可以为SiN。
S5:如图5所示,在图像传感器单元的传感电极7对应的第一隔离层10上生长图像传感层8,且图像传感层8通过第一槽口10-1与传感电极7接触;本发明中,图像传感层8的材料可以为a-Si、p-Si或者还原氧化石墨烯。
S6:如图6所示,在第一隔离层10远离驱动背板2的一侧生长第一薄膜封装层11,且位于图像传感单元的第一薄膜封装层13上开设有电极槽11-1,位于子像素单元的第一薄膜封装层11上开设有与第一槽口10-1相对应的槽口;
S7:如图7所示,在第一薄膜封装层11远离驱动背板2的一侧制备共阴极12,随后在共阴极12上表面生长第二薄膜封装层13,并对其进行图形化处理,在第二薄膜封装层13上形成第一凹槽13-1和第二凹槽13-2,其中,所述共阴极12通过电极槽11-1与图像传感层8上表面接触,所述共阴极12通过子像素单元中的第一槽口10-1(即为电极槽)与LED发光单元5的第二半导体层5-4接触;
S8:如图8所示,在红色子像素单元1-4和绿色子像素单元1-5的第一凹槽13-1中分别采用电流体打印技术红色量子点和绿色量子点,从而形成色转换层6,随后在所述子像素单元中的第二薄膜封装层13上表面生长第二隔离层14,且所述第二隔离层14覆盖第二凹槽13-2和色转换层6;然后在第二凹槽13-2内底部和侧壁上生长防串扰层15,且所述防串扰层15覆盖在第二隔离层14上。本发明中,第二隔离层14可以为氧化铝薄膜层(厚度为50nm),对量子点材料进行保护,防串扰层可以为Al薄膜层(厚度为100nm),防止像素间出光串扰。
S9:如图9所示,在图像传感单元的第二薄膜封装层13上依次生长第一Al薄膜层9-1、ZnSe薄膜层9-2和第二Al薄膜层9-3,并对其进行图形化处理形成光栅层;最后采用UV胶将玻璃封装层粘接在第二薄膜封装层13上方。本发明中,第一Al薄膜层9-1和第二Al薄膜层9-3的厚度为40nm,ZnSe薄膜层9-2的厚度为100nm,三个图像传感单元中光栅层中各光栅的间距依次为230nm、270nm和360nm,分别对应蓝、绿和红色滤光层(光栅层),滤出P型偏振光。本实施例1中,光栅层为Al/ZnSe/Al光栅层,从下至上依次包括第一Al薄膜层、ZnSe薄膜层和第二Al薄膜层。
图10为本实施例1的一个结构单元(像素)内的电路图。
实施例2:如图14所示,一种搭载图像传感功能的LED微显示器,包括:
多个像素,每个所述像素包括三个子像素单元和三个图像传感单元,分别为红色子像素单元1-1、绿色子像素单元1-2、蓝色子像素单元1-3、红色图像传感单元1-4、绿色图像传感单元1-5和蓝色图像传感单元1-6;
驱动背板2,所述驱动背板2上设有若干规则排列的过孔3,所述子像素单元和图像传感单元覆盖至少一个所述过孔3;所述驱动背板2承载多个像素,并驱动所述子像素单元发光,所述子像素单元根据配置的图像传感单元进行发光;
图像传感单元包括传感电极7、图像传感层8、第一隔离层10、第一金属层18、绝缘层19、第二金属层20,所述传感电极7设置在驱动背板2上表面,且与所述过孔3接触,所述第一隔离层10生长在驱动背板2上表面,且覆盖所述传感电极7,所述传感电极7上的第一隔离层10上均开有第一槽口10-1,露出部分传感电极7,所述图像传感层8设置在第一隔离层10远离驱动背板2的一侧,且通过第一槽口10-1与传感电极7接触;所述第一金属层18设置在所述第二薄膜封装层13上远离驱动背板2的一侧,所述绝缘层19位于所述第一金属层18上远离驱动背板2的一侧,所述第二金属层20位于所述绝缘层19上远离驱动背板2的一侧,每个图像传感单元中的绝缘层19与传感电极7在驱动背板2上投影交叠,每个图像传感单元中的绝缘层19厚度根据对应的RGB色设置。本实施例2中,所述红色图像传感单元中的绝缘层12厚度为28nm,所述绿色图像传感单元中的绝缘层12厚度为15nm;所述蓝色图像传感单元中的绝缘层12厚度为9nm。
发光区的三个子像素单元均包括阳极4和LED发光单元5,所述阳极4设置在驱动背板2上表面,且与所述过孔3接触,所述LED发光单元5设置在阳极4远离驱动背板的一侧。LED发光单元5包括第一键合金属层5-6、第一半导体层5-2、发光层5-3、第二半导体层5-4和第二键合金属层5-7,所述第一键合金属层5-6生长在阳极4上表面;所述第一半导体层5-2位于所述第一键合金属层5-6远离驱动背板2的一侧;所述发光层5-3设置在所述第一半导体层5-2远离驱动背板2的一侧;所述第二半导体5-4层设置在所述发光层5-3远离驱动背板2一侧,所述第二键合金属层5-7位于第二半导体层5-4远离驱动背板2的一侧,所述红色子像素单元1-1中的发光层5-3为红色多量子阱结构材料,所述绿色子像素单元1-2中的发光层为绿色多量子阱结构材料;所述蓝色子像素单元1-3中的发光层为蓝色多量子阱结构材料。
第一薄膜封装层11,所述第一薄膜封装层11设置在第一隔离层10上远离驱动背板2的一侧,且覆盖图像传感单元中的图像传感层8和子像素单元中的LED发光单元5,所述图像传感单元中图像传感层8对应的第一薄膜封装层11上设有电极槽11-1,露出部分图像传感层,所述发光区中LED发光单元对应的第一薄膜封装层11上设有电极槽11-1,露出部分LED发光单元5的顶层(即第二键合金属层5-7)。
共阴极,所述共阴极12设置在第一薄膜封装层11上远离驱动背板2的一侧,且在图像传感单元中,所述共阴极12通过电极槽11-1与所述图像传感层8接触,在子像素单元中,所述共阴极12通过电极槽11-1与LED发光单元5的顶层接触。
第二薄膜封装层13,所述第二薄膜封装层13生长在共阴极12远离驱动背板2的一侧
玻璃封装层16,所述玻璃封装层16通过UV胶17粘接在第二薄膜封装层13远离驱动背板2的一侧,所述UV胶位于第二薄膜封装层13的边框区域。
实施例2中,搭载图像传感功能的LED微显示器的具体制备步骤如下:
S1:如图11所示,在驱动背板2上形成若干规则排列的过孔3,并在过孔3中填充导电材料,随后在图像传感区的驱动背板2上表面形成若干传感电极7,在发光区的驱动背板2上表面形成若干阳极4,所述阳极4和传感电极7覆盖至少一个过孔3,在图像传感区的驱动背板2上制备第一隔离层10,且覆盖传感电极7,在第一隔离层10上设有第一槽口10-1,随后在第一隔离层10远离驱动背板的一侧制备图像传感层8,且所述图像传感层8通过第一槽口10-1与传感电极7接触;本实施例2中,图像传感层用于生物模式的识别,其材料可以为多晶硅、非晶硅或者还原氧化石墨烯中的一种或多种,第一隔离层为SiN层。
S2:如图12所示,使用巨量转移和低温真空键合技术在发光区的阳极4上制备LED发光单元5,其中,所述LED发光单元5包括第一键合金属层5-6、第一半导体层5-2、发光层5-3、第二半导体层5-4和第二键合金属层5-7,所述第一键合金属层5-6生长在阳极4上表面;所述第一半导体层5-2位于所述第一键合金属层5-6远离驱动背板2的一侧;所述发光层5-3设置在所述第一半导体层5-2远离驱动背板2的一侧;所述第二半导体5-4层设置在所述发光层5-3远离驱动背板2一侧,所述第二键合金属层5-7位于第二半导体层5-4远离驱动背板2的一侧,随后在图像传感区和发光区生长第一薄膜封装层11,并对其进行图像化处理,在第一薄膜封装层11上形成相应电极槽11-1;
S3:如图3所示,在第一薄膜封装层11远离驱动背板2的一侧制备共阴极12,且所述共阴极12覆盖电极槽11-1,然后在共阴极12远离驱动背板2的一侧制备第二薄膜封装层13;
S4:如图4所示,在第二薄膜封装层13远离驱动背板2的一侧生长第一金属层18并对其进行图形化处理,使其覆盖图像传感区内的第二薄膜封装层13,然后在图像传感区生长并图形化不同厚度的绝缘层19,然后在绝缘层19上生长并图形化一层第二金属层20,最后采用UV胶17将玻璃封装层16粘接在第二薄膜封装层13上方。
本实施例2中,第一金属层和第二金属层可采用的金属材料为Ag或者Al,且第一金属层和第二金属层厚度为20nm。本发明中,绝缘层的材料可以为非晶硅。
本实施例2中,LED发光单元中,第一键合金属层的材料为P-pad,第一半导体层和第二半导体层的材料为n-GaN,所述发光层的材料为MQW(多量子阱发光材料),所述第二键合金属层的材料为N-pad。
本实施例2中,第一薄膜封装层和第二薄膜封装层的材质可以是有机薄膜、无机薄膜,或者是有机薄膜上堆叠无机薄膜。
实施例3:如图18所示,一种搭载图像传感功能的LED微显示器,包括:
多个像素,每个所述像素包括三个子像素单元和三个图像传感单元,分别为红色子像素单元1-1、绿色子像素单元1-2、蓝色子像素单元1-3、红色图像传感单元1-4、绿色图像传感单元1-5和蓝色图像传感单元1-6;
驱动背板2,所述驱动背板2上设有若干规则排列的过孔3,所述子像素单元和图像传感单元覆盖至少一个所述过孔3;所述驱动背板2承载多个像素,并驱动所述子像素单元发光,所述子像素单元根据配置的图像传感单元进行发光;
图像传感单元包括传感电极7、图像传感层8和第一隔离层10,所述传感电极7设置在驱动背板2上表面,且与所述过孔3接触,所述第一隔离层10生长在驱动背板2上表面,且覆盖所述传感电极7,所述传感电极7上的第一隔离层10上均开有第一槽口10-1,露出部分传感电极7,所述图像传感层8设置在第一隔离层10远离驱动背板2的一侧,且通过第一槽口10-1与传感电极7接触。
发光区的三个子像素单元均包括阳极4和LED发光单元5,所述阳极5设置在驱动背板2上表面,且与所述过孔3接触,所述LED发光单元5设置在阳极4远离驱动背板2的一侧。所述LED发光单元5为OLED发光区,所述OLED发光区包括白光OLED5-8、阴极5-9和SiN侧壁5-10,所述白光OLED5-8覆盖发光区中的阳极4和驱动背板2上表面,所述阴极5-9位于白光OLED5-8远离驱动背板2的一侧,所述SiN侧壁5-10位于白光OLED5-8、阴极5-9和阳极4的侧边。
第一薄膜封装层11,所述第一薄膜封装层11设置在第一隔离层10上远离驱动背板的一侧,且覆盖图像传感单元中的图像传感层8和子像素单元中的LED发光单元5,所述图像传感单元中图像传感层8对应的第一薄膜封装层11上设有电极槽11-1,露出部分图像传感层8,所述发光区中LED发光单元5对应的第一薄膜封装层11上设有电极槽11-1,露出部分LED发光单元5的顶层(即阴极5-9)。
共阴极12,所述共阴极12设置在第一薄膜封装层11上远离驱动背板2的一侧,且在图像传感单元中,所述共阴极12通过电极槽11-1与所述图像传感层8接触,在子像素单元中,所述共阴极12通过电极槽11-1与LED发光单元的顶层(即阴极5-9)接触。
第二薄膜封装层13,所述第二薄膜封装层13生长在共阴极12远离驱动背板2的一侧。
第一金属层18,所述第一金属层18设置在所述第二薄膜封装层13上远离驱动背板2的一侧;
绝缘层19,所述绝缘19位于所述第一金属层18上远离驱动背板2的一侧,每个图像传感单元中的绝缘层19与传感电极7在驱动背板2上投影交叠,每个子像素单元中的绝缘层19与阳极4在驱动背板2上投影交叠,每个图像传感单元和子像素单元中的绝缘层厚度根据对应的RGB色设置;
第二金属层20,所述第二金属层20位于所述绝缘层19上远离驱动背板2的一侧;
玻璃封装层16,所述玻璃封装层16通过UV胶17粘接在第一金属层18远离驱动背板2的一侧。
实施例3中,搭载图像传感功能的LED微显示器的具体制备步骤如下:
S1:如图15所示,在驱动背板2上形成若干规则排列的过孔3,并在过孔3中填充导电材料,随后图像传感区的驱动背板2上表面形成若干传感电极7,发光区的驱动背板2上表面形成若干阳极4,所述阳极4和传感电极7覆盖至少一个过孔3,然后在图像传感区制备第一隔离层10,使其覆盖图像传感区的覆盖传感电极7与驱动背板2,并在第一隔离层10设有若干第一槽口10-1,使得每个图像传感单元中的第一隔离层10露出部分传感电极7,在第一隔离层10远离驱动背板的一侧形成图像传感层8,使得图像传感层8通过第一槽口10-1与传感电极7接触;
S2:如图16所示,在驱动背板上依次蒸镀白光OLED5-8 、阴极5-9和部分第一薄膜封装层11,并对其进行蚀刻处理,使其覆盖发光区中的阳极4和驱动背板2,随后生长SiN侧壁5-10,形成LED发光单元5;本实施例3中,阴极可以为Al薄膜。
S3: 如图17所示,继续在驱动背板2上填充生长第一薄膜封装层11,并对其进行图形化处理。在每个图像传感单元和OLED发光区均生产一个电极槽11-1,随后在第一薄膜封装层11上远离驱动背板的一侧形成共阴极12,所述共阴极12覆盖电极槽11-1;本实施例3中,共阴极12为ITO薄膜层。
S4: 如图18所示,继续在共阴极12远离驱动背板2的一侧生长第二薄膜封装层13,然后在第二薄膜封装层13上依次生长第一金属层18和绝缘层19,并对其进行图形化处理,形成不同厚度的绝缘层19,随后在绝缘层19上生长一层第二金属层20;最后采用UV胶17将玻璃封装层16粘接在第一金属层18上表面。本实施例3中,红色图像传感单元1-4和红色子像素单元1-1的绝缘层厚度为28nm;绿色图像传感单元1-5和绿色子像素单元1-2的绝缘层厚度为15nm;蓝色图像传感单元1-6和蓝色子像素单元1-3的绝缘层厚度为9nm。
本实施例3中,第一隔离层10为SiN层,第一金属层18和第二金属层20的金属材料可以为Ag或者Al。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种搭载图像传感功能的LED微显示器,其特征在于,包括:
多个像素,每个所述像素包括发光区和图像传感区,其中,所述发光区包括三个子像素单元,分别为红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元,所述图像传感区包括三个图像传感单元,分别为红色图像传感单元、绿色图像传感单元和蓝色图像传感单元;
驱动背板,所述驱动背板上设有若干规则排列的过孔,所述子像素单元和图像传感单元覆盖至少一个所述过孔;所述驱动背板承载多个像素,并驱动所述子像素单元发光,所述子像素单元根据配置的图像传感单元进行发光;
所述图像传感单元包括传感电极、第一隔离层和图像传感层,所述传感电极设置在驱动背板上表面,且与所述过孔接触,所述第一隔离层生长在驱动背板上表面,且覆盖所述传感电极,所述传感电极上的第一隔离层上均开有第一槽口,露出部分传感电极,所述图像传感层设置在第一隔离层远离驱动背板的一侧,且通过第一槽口与传感电极接触;
所述发光区的三个子像素单元均包括阳极和LED发光单元,所述阳极设置在驱动背板上表面,且与所述过孔接触,所述LED发光单元设置在阳极远离驱动背板的一侧。
2.根据权利要求1所述的搭载图像传感功能的LED微显示器,其特征在于,还包括第一薄膜封装层,所述第一薄膜封装层设置在第一隔离层上远离驱动背板的一侧,且覆盖图像传感单元中的图像传感层和子像素单元中的LED发光单元,所述图像传感单元中图像传感层对应的第一薄膜封装层上设有电极槽,露出部分图像传感层,所述发光区中LED发光单元对应的第一薄膜封装层上设有电极槽,露出部分LED发光单元的顶层。
3.根据权利要求2所述的搭载图像传感功能的LED微显示器,其特征在于,还包括共阴极,所述共阴极设置在第一薄膜封装层上远离驱动背板的一侧,且在图像传感单元中,所述共阴极通过电极槽与所述图像传感层接触,在子像素单元中,所述共阴极通过电极槽与LED发光单元的顶层接触。
4.根据权利要求3所述的搭载图像传感功能的LED微显示器,其特征在于,还包括第二薄膜封装层,所述第二薄膜封装层生长在共阴极远离驱动背板的一侧。
5.根据权利要求4所述的一种搭载图像传感功能的LED微显示器,其特征在于,所述LED发光单元包括键合金属层、第一半导体层、发光层和第二半导体层,所述键合金属层生长在阳极远离驱动背板的一侧;所述第一半导体层位于所述键合金属层远离驱动背板的一侧,且与键合金属层键合;所述发光层设置在所述第一半导体层远离驱动背板的一侧;所述第二半导体层设置在所述发光层远离驱动背板的一侧;所述第一隔离层位于第二半导体层远离驱动背板的一侧,所述发光区的驱动背板、阳极和LED发光单元上均覆盖设置有第一隔离层,所述第一隔离层上开有与发光区中电极槽相对应的槽口,露出部分第二半导体层,所述红色子像素单元、所述绿色子像素单元和所述蓝色子像素单元中的发光层发出蓝光。
6.根据权利要求4所述的搭载图像传感功能的LED微显示器,其特征在于,所述LED发光单元包括第一键合金属层、第一半导体层、发光层、第二半导体层和第二键合金属层,所述第一键合金属层生长在阳极上表面;所述第一半导体层位于所述第一键合金属层远离驱动背板的一侧;所述发光层设置在所述第一半导体层远离驱动背板的一侧;所述第二半导体层设置在所述发光层远离驱动背板一侧,所述第二键合金属层位于第二半导体层远离驱动背板的一侧,所述红色子像素单元中的发光层为红色多量子阱结构材料,所述绿色子像素单元中的发光层为绿色多量子阱结构材料;所述蓝色子像素单元中的发光层为蓝色多量子阱结构材料。
7.根据权利要求4所述的搭载图像传感功能的LED微显示器,其特征在于,所述LED发光单元为OLED发光区,所述OLED发光区包括白光OLED、阴极和SiN侧壁,所述白光OLED覆盖发光区中的阳极和驱动背板上表面,所述阴极位于白光OLED远离驱动背板的一侧,所述SiN侧壁位于白光OLED、阴极和阳极的侧边。
8.根据权利要求5所述的搭载图像传感功能的LED微显示器,其特征在于,每个图像传感单元还包括光栅层,所述光栅层设置在第二薄膜封装层上远离驱动背板的一侧,且光栅层与所述图像传感层在所述驱动背板上的投影交叠;所述红色子像素单元和绿色子像素单元还包括色转换层,所述红色子像素单元的色转换层包括红色量子点,所述绿色子像素单元的色转换层包括绿色量子点,所述红色子像素单元和绿色子像素单元中的第二薄膜封装层上设有第一凹槽,所述色转换层位于所述第一凹槽内,所述第一凹槽与所述发光层在所述驱动背板上的投影交叠,所述第二薄膜封装层上还设有第二凹槽,所述第二凹槽在所述驱动背板上的垂直投影位于相邻所述子像素单元在所述驱动背板上的垂直投影之间,所述第二薄膜封装层远离所述驱动背板的一侧设有第二隔离层,且所述第二隔离层覆盖所述色转换层和所述第二凹槽,所述防串扰层位于第二凹槽内,覆盖第二凹槽的底部和侧壁上的第二隔离层,所述第二薄膜封装层远离驱动背板的一侧通过UV胶粘接玻璃封装层,所述UV胶位于第二薄膜封装层的边框区域。
9.根据权利要求6所述的搭载图像传感功能的LED微显示器,其特征在于,所述图像传感区还包括第一金属层、绝缘层、第二金属层和玻璃封装层,所述第一金属层设置在所述第二薄膜封装层上远离驱动背板的一侧,所述绝缘层位于所述第一金属层上远离驱动背板的一侧,所述第二金属层位于所述绝缘层上远离驱动背板的一侧,每个图像传感单元中的绝缘层与传感电极在驱动背板上投影交叠,每个图像传感单元中的绝缘层厚度根据对应的RGB色设置,所述第二薄膜封装层远离驱动背板的一侧通过UV胶粘接玻璃封装层,所述UV胶位于第二薄膜封装层的边框区域。
10.根据权利要求7所述的搭载图像传感功能的LED微显示器,其特征在于,还包括第一金属层、绝缘层、第二金属层和玻璃封装层,所述第一金属层设置在所述第二薄膜封装层上远离驱动背板的一侧,所述绝缘层位于所述第一金属层上远离驱动背板的一侧,所述第二金属层位于所述绝缘层上远离驱动背板的一侧,,每个图像传感单元中的绝缘层与传感电极在驱动背板上投影交叠,每个子像素单元中的绝缘层与阳极在驱动背板上投影交叠,每个图像传感单元和子像素单元中的绝缘层厚度根据对应的RGB色设置,所述第一金属层远离驱动背板的一侧通过UV胶粘接玻璃封装层,所述UV胶位于第一金属层的边框区域。
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