CN115692587A - 一种用于Micro-LED的色转换层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于Micro‑LED的色转换层及其制备方法，一具体实施方式的色转换层包括基底、光阻隔墙以及量子点材料；首先将掺杂反射材料的热固化压印胶经过纳米压印工艺制成的光阻隔墙；其次将光阻隔墙间隔固化在透明的基底上形成微阵列结构；并且微阵列结构中相邻两个光阻隔墙与基底之间形成开口向上的沟槽；最后在微阵列结构中指定的沟槽内填充量子点材料；Micro‑LED蓝光激发沟槽内的量子点材料所产生的红光和绿光，以及Micro‑LED蓝光分别能够通过光阻隔墙反射后从沟槽的开口方向发射出去；由此，通过一次纳米压印工艺制备光阻隔墙，解决了色转换层内的红绿蓝光之间的光串扰问题，提高色转换的出光效率。
Description
技术领域
本发明属于LED显示技术领域，尤其涉及一种用于Micro-LED的色转换层及其制备方法。
背景技术
Micro-LED全彩化是制约其发展的原因之一。目前，其中一个主流的Micro-LED全彩化方案是使用量子点作为颜色转换媒介对Micro-LED发射的蓝光进行色转换。在Micro-LED全彩化方案中，量子点材料以色转换层为载体，与Micro-LED芯片贴合，Micro-LED芯片发射出的蓝光与该蓝光激发量子点材料发射出红绿光相结合实现Micro-LED的全彩化显示。
由于色转换层当中存在红绿两种量子点材料，因此当色转换层与Micro-LED芯片贴合后Micro-LED芯片发出的蓝光会与色转换后的红绿光在色转换层内发生光串扰，从而导致色转换层最终发射出的光色纯度低。为了解决色转换层当中光串扰问题，常采用的解决办法是用黑色光刻胶在色转换层衬底上构筑的光学阻隔墙；但该方案当中黑色的阻挡墙对量子点转换后的红绿光会有强吸收作用，最终影响量子点的发光效率。再者，市场上较多黑色光刻胶产品的粘度相对偏低，较难使用简单的工艺构筑大厚度(＞10μm)挡墙，而高粘度黑胶产品通常伴随光刻精度低，光刻显影后胶层易于脱落等问题。
发明内容
本发明提供一种用于Micro-LED的色转换层及其制备方法；不仅解决了色转换层内部光串扰问题，而且提高了色转换层的出光效率。
为实现上述目的，根据本申请实施例第一方面提供一种用于Micro-LED的色转换层，所述色转换层包括：基底；所述基底是透明的；光阻隔墙，所述光阻隔墙是由掺杂反射材料的热固化压印胶经过纳米压印工艺制成的；所述光阻隔墙间隔固化在所述基底上形成微阵列结构；所述微阵列结构中相邻两个所述光阻隔墙与所述基底之间形成开口向上的沟槽；量子点材料，所述量子点材料填充至所述微阵列结构中指定的沟槽内；经过所述沟槽内的可见光和所述沟槽内量子点材料激发后产生的可见光分别能够通过所述光阻隔墙反射后从所述沟槽的开口方向发射出去。
可选的，所述光阻隔墙有若干个，若干个所述光阻隔墙按照预设距离等间距固定在所述基底上形成微阵列结构。
可选的，所述量子点材料的粒径为5-20nm；所述量子点材料包括第一量子点材料和第二量子点材料。
可选的，所述微阵列结构中相邻的三个所述沟槽形成一个发光单元；所述发光单元包括用于填充第一量子点材料的第一沟槽、用于填充第二量子点材料的第二沟槽，以及用于作为Micro-LED光线通道的第三沟槽；进一步，所述第一量子点材料选自红色量子点材料，所述第二量子点材料选自和绿色量子点材料；所述第一量子点材料和所述第二量子点材料均选自II-VI族量子点、III-V族量子点、钙钛矿量子点中的至少一种。
可选的，所述光阻隔墙的高度选自10-70μm，和/或所述光阻隔墙的宽度选自3-50μm。
可选的，所述反射材料选自二氧化钛、氧化锌、二氧化硅以及硫酸钡中的至少一种；所述反射材料的粒径选自50nm-1μm。
可选的，所述沟槽的反射率为80％-100％。
为实现上述目的，根据本申请实施例第二方面提供一种如第一方面所述色转换层的制备方法，所述制备方法包括：在能够用于微纳加工的硬质透明基底上均匀旋涂掺杂反射材料的热固化压印胶，形成湿膜；将压印模具倒置于所述湿膜的上表面，并对所述压印模具进行充分施压；对施压后的所述掺杂反射材料的热固化压印胶进行加热固化，形成具有微阵列结构排布的光阻隔墙；脱除所述压印模具后相邻所述光阻隔墙之间形成凹槽结构；采用刻蚀工艺对所述凹槽结构底部残留的热固化压印胶进行清除处理，得到沟槽；向所述微阵列结构中指定的沟槽内填充量子点材料形成色转换层。
可选的，所述掺杂反射材料的热固化压印胶通过如下方法获得：对反射材料进行改性，得到改性的反射材料；所述改性的反射材料携带的活性基团与热固化压印胶的活性基团具有相容性；将所述改性的反射材料和所述热固化压印胶进行干法混合，得到掺杂反射材料的热固化压印胶。可选的，所述湿膜的厚度是根据所述光阻隔墙的高度确定的。
可选的，所述压印模具上设有若干个等间距排布的压印结构；在对所述压印模具施压时，所述压印结构在所述湿膜上压印出与所述压印结构形状相同的凹槽。
可选的，所述压印结构的高度小于所述光阻隔墙的高度。
可选的，所述加热固化的温度为90-150℃；所述加热固化的时间为3-10min。
为实现上述目的，根据本申请实施例第三方面提供一种如第一方面所述色转换层在所述Micro-LED中的应用，包括：将所述色转换层设置在所述Micro-LED的上表面，并将所述色转换层的微阵列结构与所述Micro-LED的微阵列结构相对齐；在所述色转换层的任一发光单元中，所述Micro-LED发射出的蓝光激发所述第二沟槽内绿色量子点材料产生绿光，并激发所述第一沟槽内红色量子点材料产生红光；所述绿光、所述红光以及穿过所述第三沟槽的蓝光相结合生成用于实现所述Micro-LED全彩显示的可见光。
可选的，红光和绿光的波长为500-700nm。
与现有技术相比，本发明实施例提供一种用于Micro-LED的色转换层及其制备方法，所述色转换层包括基底、光阻隔墙以及量子点材料；在使用时，首先将掺杂反射材料的热固化压印胶经过纳米压印工艺制成的光阻隔墙；其次将光阻隔墙间隔固化在透明的基底上形成微阵列结构；并且微阵列结构中相邻两个光阻隔墙与基底之间形成开口向上的沟槽；最后在微阵列结构中指定的沟槽内填充量子点材料；Micro-LED蓝光激发沟槽内的量子点材料所产生的红光和绿光，以及经过沟槽内的蓝光分别能够通过光阻隔墙反射后从沟槽的开口方向发射出去。由此，通过一次纳米压印工艺配合掺杂反射材料的热固化压印胶制备光阻隔墙，不仅解决了色转换层内的红绿蓝光之间的光串扰问题，提高色转换的出光效率，技术简单且切实可行；而且，本实施例的方法可以在极小尺寸进行加工，单一纳米压印工艺的工艺极限可达纳米级。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1为本发明一实施例提供的Micro-LED色转换层的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的填充量子点材料的Micro-LED色转换层的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的Micro-LED色转换层的剖面结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的Micro-LED色转换层的制备方法的流程示意图；
图5为本发明一实施例提供的Micro-LED色转换层的制备原理的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，为本发明一实施例提供的Micro-LED色转换层的结构示意图；如图2所示，为本发明一实施例提供的填充量子点材料的Micro-LED色转换层的结构示意图；如图3所示，为本发明一实施例提供的Micro-LED色转换层的剖面结构示意图。
一种用于Micro-LED的色转换层，所述色转换层包括：基底11；所述基底是透明的；光阻隔墙12，所述光阻隔墙12是由掺杂反射材料的热固化压印胶经过纳米压印工艺制成的；所述光阻隔墙12间隔固化在所述基底11上形成微阵列结构；所述微阵列结构中相邻两个所述光阻隔墙12与所述基底11之间形成开口向上的沟槽13；量子点材料14，所述量子点材料14填充至所述微阵列结构中指定的沟槽13内；经过所述沟槽13内的可见光和所述沟槽13内量子点材料激发后产生的可见光分别能够通过所述光阻隔墙12反射后从所述沟槽13的开口方向发射出去。
具体地，首先将掺杂反射材料的热固化压印胶经过纳米压印工艺制成的光阻隔墙；然后将光阻隔墙间隔固化在透明的基底上形成微阵列结构；并且微阵列结构中相邻两个光阻隔墙与基底之间形成开口向上的沟槽；最后在微阵列结构中指定的沟槽内填充量子点材料；Micro-LED蓝光激发沟槽内的量子点材料所产生的红光和绿光，以及经过沟槽内的蓝光均能够通过光阻隔墙反射后从沟槽的开口方向发射出去。由此，通过在基底上设置由掺杂反射材料的热固化压印胶形成的光阻隔墙，解决了色转换层内的红绿蓝光之间的光串扰问题，提高色转换层的出光效率。
需要说明的是，纳米压印是近年来新兴的微纳加工技术，其工艺能力可达纳米级线宽，非常适宜用于Micro-LED色转换层的制备与加工。在优选的实施方式中，所述光阻隔墙有若干个，若干个所述光阻隔墙间隔固定在所述基底上形成微阵列结构；进一步，若干个所述光阻隔墙按照预设距离等间距固定在所述基底上形成微阵列结构。由此微阵列结构中任意两个沟槽尺寸基本相似从而能够使得发光单元中相邻两个沟槽内填充量子点材料的填充量不会差距太大，进而避免沟槽之间由于量子点材料填充量不同导致发光效率降低的问题，提高了色转换层的发光效率。
在优选的实施方式中，所述微阵列结构中相邻的三个所述沟槽形成一个发光单元；所述发光单元包括用于填充第一量子点材料的第一沟槽、用于填充第二量子点材料的第二沟槽，以及用于作为Micro-LED光线通道的第三沟槽。
具体地，将微阵列结构中的若干个沟槽按照排列方向依次划分若干个发光单元，每个发光单元包括第一沟槽、第二沟槽、和第三沟槽。对于第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽的排序不做任何限定；Micro-LED芯片发出的蓝光激发第一沟槽内第一量点材料发出对应的第一光线，并激发第二沟槽内第二量子点材料发出对应的第二光线；由于第三沟槽没有填充任何量子点材料，因此Micro-LED芯片发出的蓝光会穿过第三沟槽得到第三光线；之后将第一光线、第二光线和第三光线组合后能够实现Micro LED全彩显示。由此，通过将若干沟槽划分为不同的发光单元，并对发光单元内的沟槽按照预设规则填充，有利于实现Micro-LED全彩显示，提高了发光单元的发光效率。
在优选的实施方式中，所述第一量子点材料选自红色量子点材料；所述第二量子点材料选自和绿色量子点材料；所述第一量子点材料和所述第二量子点材料均选自II-VI族量子点、III-V族量子点、钙钛矿量子点中的至少一种。
具体地，在发光单元的第一沟槽内添加红色量子点材料，第二沟槽内添加绿色量子点材料，第三沟槽内不添加任何量子点材料。由于量子点材料具有快吸收窄发射的特性；因此基于Micro-LED芯片发射出的蓝光与该蓝光激发量子点材料发射出红绿光相结合能够实现Micro-LED全彩显示。
在优选的实施方式中，所述光阻隔墙的高度为10-70μm；所述光阻隔墙的宽度为3-50μm。由此，通过选择合适高度和合适宽度的光阻隔墙，有利于实现沟槽内光线的有效反射，从而避免色转换层内的光串扰问题的发生。
在优选的实施方式中，所述反射材料选自二氧化钛、氧化锌、二氧化硅以及硫酸钡中的至少一种；所述反射材料的粒径选自50nm-1μm；由此，通过选取合适粒径的反射材料，不仅有利于反射材料的掺杂，而且能够提高反射材料的折射率；从而提高光阻隔墙的反射率。从而
在优选的实施方式中，所述沟槽的反射率为80％-100％。由此，能够使得沟槽内的光线进行有效反射，减少了光阻隔墙对沟槽内光线的吸收，提高了量子点子像素的发光效率。
本实施例基于色转换层内部光阻隔墙对Micro-LED蓝光以及色转换后的红绿光有强的反射作用，解决了色转换层内部红绿蓝光之间的光串扰问题，提高了色转换层的出光效率。
如图4所示，为本发明一实施例提供的Micro-LED色转换层的制备方法的流程示意图。一种用于Micro-LED的色转换层的制备方法，至少包括如下步骤：
S401，在能够用于微纳加工的硬质透明基底上均匀旋涂掺杂反射材料的热固化压印胶，形成湿膜；
S402，将压印模具倒置于湿膜的上表面，并对压印模具进行充分施压；
S403，对施压后的掺杂反射材料的热固化压印胶进行加热固化，形成具有微阵列结构排布的光阻隔墙；
S404，脱除压印模具后相邻光阻隔墙之间形成凹槽结构；
S405，采用刻蚀工艺对凹槽结构底部残留的热固化压印胶进行清除处理，得到沟槽；
S406，向微阵列结构中指定的沟槽内填充量子点材料形成色转换层。
本实施例中热固化压印胶在热固化过程中受到压印模具的束缚不会产生流动，最终压印的沟槽只受限于压印模具。相较于黑胶配合光刻技术构筑光阻隔墙的方案，本实施例更容易通过简单工艺实现构筑高度大于10μm光阻隔墙，有效解决光串扰的问题的同时保证填充的量子点材料有足够的容量空间，提高了色转换层的发光效率。
在优选的实施方式中，所述湿膜的厚度是根据所述光阻隔墙的高度确定的。由此，通过控制湿膜的高度能够加工满足预设高度的光阻隔墙，从而简化了制备工艺，提高了制备工艺的可操作性。
在优选的实施方式中，所述掺杂反射材料的热固化压印胶通过如下方法获得：对反射材料进行改性，得到改性的反射材料；所述改性的反射材料携带的活性基团与热固化压印胶的活性基团具有相容性；将所述改性的反射材料和所述热固化压印胶进行干法混合，得到掺杂反射材料的热固化压印胶。例如：对二氧化硅纳米粉末进行酸酐化或者酯化，得到具有亲水基团的二氧化硅纳米粉末；之后，将丙烯酸树脂和二氧化硅纳米粉末通过高速震荡或者对辊破碎机进行充分混合，使得反射材料与热固化压印胶混合均匀，得到掺杂反射材料的热固化压印胶。由此，能够将反射材料均匀掺杂在热固化压印胶中，从而有利于提高一体成型后光阻隔墙的反射率。
在优选的实施方式中，所述压印模具上设有若干个等间距排布的压印结构；在对所述压印模具施压时，所述压印结构在所述湿膜上压印出与所述压印结构形状相同的凹槽结构。由此，通过选取不同的压印模具能够制备具有不同凹槽结构的色转换层，提高了制备方法的普适性。
在优选的实施方式中，所述刻蚀工艺为湿法刻蚀或者干法刻蚀。
在优选的实施方式中，为了提高色转换层的发光效率，所述Micro-LED选自蓝光波长为450-460nm的Micro-LED。
在优选的实施方式中，所述加热固化的温度为90-150℃；所述加热固化的时间为3-10min；由此能够对热固化压印胶进行充分固化。相对于现有的紫外光照固化，本实施方式中采用较低的温度进行加热固化，减少了固化过程中热能量的消耗。
在优选的实施方式中，所述基底选自玻璃，石英，蓝宝石，硅片等用于微纳加工的硬质透明基底。在一些特定场景中，也会采用柔性透明基底。
在优选的实施方式中，通过所述压印模具向基底施加的压力为5-15MPa；由此有利于色转换层中沟槽结构快速成型。本实施例使用纳米热压印技术配合热固化压印胶制备出具有反射功能的沟槽，从而降低了色转换层的光串扰；由此，不仅能够有效解决现有技术中色转换层光串扰严重的问题，而且提高了色转换层的出光效率。
需要说明的是，本实施例的方法可以在极小尺寸进行加工，单一纳米压印工艺的工艺极限可达纳米级。
如图5所示，为本发明一实施例提供的Micro-LED色转换层的制备原理的示意图。
一种用于Micro-LED的色转换层的制备方法，具体实现过程如下所述：
S1：在厚度为200μm玻璃基底上均匀旋涂一层掺杂反射材料TiO2的热固化压印胶；旋涂后测试其湿膜高度大约为3μm；反射材料的粒径为200nm；
S2：将压印模具倒置于湿膜上，并对压印模具施加8MPa压力，静置5min使热固化压印胶充分受压后分散开并填充压印模具的空腔部分；其中，所述压印模具是上表面均匀设置有若干个直径为10μm且高度为12μm压印结构；
S3：将压印模具加热至110℃，并保持5min以使热固化压印胶产生固化作用并成型，得到具有微阵列结构排布的光阻隔墙；
S4：成型后移除压印模具，从而形成凹槽结构；
S5：使用湿法刻蚀工艺对凹槽结构底部残胶进行排除，从而形成完整的沟槽；
S6：在形成发光单元的第一沟槽内填充红色量子点材料，并在第二沟槽内填充绿色量子点材料，第三沟槽不填充任何量子点材料；最终形成Micro LED色转换层。
本实施例只需要使用一次纳米压印工艺配合热固化压印胶即可在减少色转换层的光串扰同时提高色转换层的出光效率，技术简单并且切实可行。而且，本实施例的方法可以在极小尺寸进行加工，单一纳米压印工艺的工艺极限可达纳米级。
实施例1
一种用于Micro-LED的色转换层的制备方法，具体实现过程如下所述：
步骤一：在厚度为200μm玻璃基底上均匀旋涂一层掺杂反射材料氧化锌的热固化压印胶；旋涂后测试其湿膜高度约为4μm；反射材料的粒径约为300nm。
步骤二：将压印模具倒置于湿膜上，并对压印模具施加10MPa压力，静置5min使热固化压印胶充分受压后分散开并填充压印模具的空腔部分；其中，所述压印模具是上表面均匀设置有若干个直径为10μm且高度为14μm压印结构；
步骤三：将压印模具加热至120℃，并保持8min以使热固化压印胶产生固化作用并成型，得到具有微阵列结构排布的光阻隔墙；其中光阻隔墙的高度15μm，宽度为5μm。
步骤四：成型后移除压印模具，之后使用干法刻蚀工艺对成型的凹槽结构底部残胶进行排除，从而形成完整的沟槽；沟槽反射率为90％。步骤五：在形成发光单元的第一沟槽内填充由II-VI族量子点形成的红色量子点材料，并在第二沟槽内填充由III-V族量子点形成的绿色量子点材料，第三沟槽不填充任何量子点材料；最终形成Micro LED色转换层。红色量子点材料的粒径为8nm，绿色量子点材料的粒径为10nm。
实施例2
一种用于Micro-LED的色转换层的制备方法，具体实现过程如下所述：
步骤一：在厚度为250μm石英基底上均匀旋涂一层掺杂反射材料二氧化硅的热固化压印胶；旋涂后测试其湿膜高度约为3μm；反射材料的粒径约为200nm，折射率约为1.6。
步骤二：将压印模具倒置于湿膜上，并对压印模具施加8MPa压力，静置6min使热固化压印胶充分受压后分散开并填充压印模具的空腔部分；其中，所述压印模具是上表面均匀设置有若干个直径为10μm且高度为12μm压印结构；
步骤三：将压印模具加热至115℃，并保持6min以使热固化压印胶产生固化作用并成型，得到具有微阵列结构排布的光阻隔墙；其中光阻隔墙的高度13μm，宽度为4μm。
步骤四：成型后移除压印模具，之后使用干法刻蚀工艺对成型的凹槽结构底部残胶进行排除，从而形成完整的沟槽；沟槽反射率为90％。
步骤五：在形成发光单元的第一沟槽内填充由II-VI族量子点形成的红色量子点材料，并在第二沟槽内填充由III-V族量子点形成的绿色量子点材料，第三沟槽不填充任何量子点材料；最终形成Micro LED色转换层；其中，红色量子点材料的粒径为8nm，绿色量子点材料的粒径为10nm。
实施例3
一种用于Micro-LED的色转换层的制备方法，具体实现过程如下所述：
步骤一：在厚度为200μm玻璃基底上均匀旋涂一层掺杂反射材料氧化锌和硫酸钡的热固化压印胶；旋涂后测试其湿膜高度约为3μm；反射材料的粒径均约为200nm。
步骤二：将压印模具倒置于湿膜上，并对压印模具施加8MPa压力，静置5min使热固化压印胶充分受压后分散开并填充压印模具的空腔部分；其中，所述压印模具是上表面均匀设置有若干个直径为10μm且高度为12μm压印结构；
步骤三：将压印模具加热至110℃，并保持5min以使热固化压印胶产生固化作用并成型，得到具有微阵列结构排布的光阻隔墙；其中光阻隔墙的高度13μm，宽度为3μm。
步骤四：成型后移除压印模具，之后使用湿法刻蚀工艺对成型的凹槽结构底部残胶进行排除，从而形成完整的沟槽；沟槽反射率为90％。
步骤五：在形成发光单元的第一沟槽内填充由II-VI族量子点形成的红色量子点材料，并在第二沟槽内填充由钙钛矿量子点形成的绿色量子点材料，第三沟槽不填充任何量子点材料；最终形成Micro LED色转换层。红色量子点材料的粒径为8nm，绿色量子点材料的粒径为10nm。
本发明实施例将纳米压印技术与掺杂反射材料的热固化压印胶相结合，能够制备出高分辨率且具有强反射作用的色转换层。由此不仅解决了量子点发射时的光串扰问题，而且提高了量子点子像素的发光效率，同时还具有批量加工的前景。
对比例1
一种用于Micro-LED的色转换层的制备方法，具体实现过程如下所述：
步骤一：在厚度为200μm玻璃基底上均匀旋涂一层掺杂反射材料氧化锌的光固化压印胶；旋涂后测试其湿膜高度约为4μm；反射材料的粒径约为200nm。
步骤二：将压印模具倒置于湿膜上，并对压印模具施加10MPa压力，静置5min使光固化压印胶充分受压后分散开并填充压印模具的空腔部分；其中，所述压印模具是上表面均匀设置有若干个直径为10μm且高度为14μm压印结构；
步骤三：采用紫外光照射压印模具空腔部分的光固化压印胶，并保持40min以使光固化压印胶产生固化作用并成型，得到具有微阵列结构排布的光阻隔墙；其中光阻隔墙的高度15μm，宽度为5μm。
步骤四：成型后移除压印模具，之后使用干法刻蚀工艺对成型的凹槽结构底部残胶进行排除，从而形成完整的沟槽；沟槽反射率为90％。
步骤五：在形成发光单元的第一沟槽内填充由II-VI族量子点形成的红色量子点材料，并在第二沟槽内填充由III-V族量子点形成的绿色量子点材料，第三沟槽不填充任何量子点材料；最终形成Micro LED色转换层。红色量子点材料的粒径为8nm，绿色量子点材料的粒径为10nm。
本对比例将纳米压印技术与掺杂反射材料的光固化压印胶相结合也能制备得到Micro LED色转换层，但是由于光照过程中紫外光曝光强度在不断衰减，因此更换耗材非常昂贵，故不适合工业化生产。本实施例相对于对比例不仅能够节省制备时间，而且能降低耗材费用，从而节省制备工艺的成本，提高了色转换层制备的效率。
色转换层在Micro-LED中的应用
Micro-LED的微阵列结构中也存在与色转换层沟槽相对应的发光槽位；发光槽位用于盛放发光芯片。将色转换层设置在Micro-LED的上表面；并使色转换层的沟槽与Micro-LED的发光槽位进行一一对准；之后，在色转换层的任一发光单元中，Micro-LED发射出的蓝光激发第二沟槽内绿色量子点材料产生绿光，同时Micro-LED发射出的蓝光还能激发第一沟槽内红色量子点材料产生红光；绿光、红光以及穿过第三沟槽的蓝光相结合生成基本色彩单元，最后通过调节基本色彩单元中不同光的比例从而获得用户所需要颜色的可见光，进而实现了Micro-LED全彩显示。
在这里，沟槽可以理解成像素坑。
本实施例采用Micro-LED配合单独的QD色转换层实现全彩化，本申请方法上属于“面转换(QD on Surface)”延伸应用；该逻辑相较于“点转换(QD on Chip)”的优势在于，由于本实施例的色转换层是单独加工的，因此不损伤底部的Micro-LED光源，而且在进行封装时色转换层还能够进一步保护沟槽内量子点材料；另外，色转换层与Micro-LED对准键合以后由于色转换层内有光阻隔墙，因此能够极大程度抑制层内光串扰问题的发生。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“如但不限于”，且可与其互换使用。
还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于Micro-LED的色转换层，其特征在于，所述色转换层包括：
基底；所述基底是透明的；
光阻隔墙，所述光阻隔墙是由掺杂反射材料的热固化压印胶经过纳米压印工艺制成的；所述光阻隔墙间隔固化在所述基底上形成微阵列结构；所述微阵列结构中相邻两个所述光阻隔墙与所述基底之间形成开口向上的沟槽；
量子点材料，所述量子点材料填充至所述微阵列结构中指定的沟槽内；
经过所述沟槽内的可见光和所述沟槽内量子点材料激发后产生的可见光分别能够通过所述光阻隔墙反射后从所述沟槽的开口方向发射出去。
2.根据权利要求1所述的色转换层，其特征在于，
所述光阻隔墙有若干个，若干个所述光阻隔墙按照预设距离等间距固定在所述基底上形成微阵列结构。
3.根据权利要求1所述的色转换层，其特征在于，
所述微阵列结构中相邻的三个所述沟槽形成一个发光单元；所述发光单元包括用于填充第一量子点材料的第一沟槽、用于填充第二量子点材料的第二沟槽，以及用于作为Micro-LED光线通道的第三沟槽；
进一步，所述第一量子点材料为红色量子点材料，所述第二量子点材料为绿色量子点材料；所述第一量子点材料和所述第二量子点材料均选自II-VI族量子点、III-V族量子点、钙钛矿量子点中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的色转换层，其特征在于，
所述光阻隔墙的高度为10-70μm，和/或所述光阻隔墙的宽度为3-50μm。
5.根据权利要求1所述的色转换层，其特征在于，
所述反射材料选自二氧化钛、氧化锌、二氧化硅以及硫酸钡中的至少一种；
所述反射材料的粒径为50nm-1μm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沟槽的反射率为80％-100％。
7.一种如权利要求1至6任一所述的色转换层的制备方法，其特征在于，包括：
在能够用于微纳加工的硬质透明基底上均匀旋涂掺杂反射材料的热固化压印胶，形成湿膜；
将压印模具倒置于所述湿膜的上表面，并对所述压印模具进行充分施压；
对施压后的所述掺杂反射材料的热固化压印胶进行加热固化，形成具有微阵列结构排布的光阻隔墙；
脱除所述压印模具后相邻所述光阻隔墙之间形成凹槽结构；
采用刻蚀工艺对所述凹槽结构底部残留的热固化压印胶进行清除处理，得到沟槽；
向所述微阵列结构中指定的沟槽内填充量子点材料形成色转换层。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂反射材料的热固化压印胶通过如下方法获得：
对反射材料进行改性，得到改性的反射材料；所述改性的反射材料携带的活性基团与热固化压印胶的活性基团具有相容性；
将所述改性的反射材料和所述热固化压印胶进行干法混合，得到掺杂反射材料的热固化压印胶。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述加热固化的温度为90-150℃；所述加热固化的时间为3-10min。
10.一种如权利要求1至7任一所述的色转换层在所述Micro-LED中的应用，其特征在于，包括：
将所述色转换层设置在所述Micro-LED的上表面，并使所述色转换层的微阵列结构与所述Micro-LED的微阵列结构相对齐；
在所述色转换层的任一发光单元中，所述Micro-LED发射出的蓝光激发所述第二沟槽内绿色量子点材料产生绿光，并激发所述第一沟槽内红色量子点材料产生红光；所述绿光、所述红光以及穿过所述第三沟槽的蓝光相结合生成用于实现所述Micro-LED全彩显示的可见光。
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