CN116799127A - 量子点光转换板及其制作方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请的一些实施方式提供了一种量子点光转换板、量子点光转换板的制作方法以及显示装置。量子点光转换板包括：第一基板，第一基板上开设有多个透光孔，各透光孔沿第一基板的厚度方向贯穿第一基板；其中，第一基板的材料为对特定入射光的透射率低于预设值的材料；量子点材料，量子点材料填充在多个透光孔的至少部分透光孔中，量子点材料用于将照射到其表面的入射光转换为具有设定颜色的出射光。根据本申请实施方式，光转换板可以以简化的工艺进行制作，并且可以适配Micro‑LED基板的极小子像素尺寸。

Description

量子点光转换板及其制作方法、显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子点光转换板、量子点光转换板的制作方法以及显示装置。

背景技术

随着终端技术的发展，显示器性能的提升日益得到重视，人们对显示器的色彩饱和度、轻薄化和节能性能提出了更高的要求。

微发光二极管(Micro Light Emitting Diode，Micro-LED)技术是显示技术的一个重要发展方向。Micro-LED显示装置的驱动面板上形成有微米量级的发光LED阵列，与液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)相比，具有体积小、集成度高、高色彩饱和度、低能耗等明显优势。

全彩色Micro-LED转运是Micro-LED技术的核心问题。图1示出了全彩Micro-LED显示装置的示例性制造过程。首先，在图1(a)，在多块基板(例如，蓝宝石基板)分别生长出红、绿、蓝三色的LED半导体层；然后，在图1(b)，将各半导体层进行晶粒切分；之后，在图1(c)，将切分好的红、绿、蓝三色LED晶粒分批次地转移到驱动基板上。在Micro-LED显示装置的制造过程中，需要分批次转移几十万颗LED晶粒，不仅工艺比较繁琐，最终产品的LED光效、一致性、良率也较难得到保证。尤其对于高精度显示器，制造难度进一步增加，对工艺设备的要求也进一步提高。

量子点材料的应用可以用于改善上述情况。量子点(Quantum Dot，QD)是一种纳米级别的材料，通过在量子点上施加一定的光压，它们会发出特定波长的荧光。不同组分/尺寸的量子点可以发出不同波长的荧光。按照荧光波长的不同，量子点可以分为红光、黄光、橙光、蓝光、绿光量子点等。也就是说，量子点可以理解为一种光转换材料，其可以将照射到其表面的光(本文称为“入射光”)转换为特定颜色的光(本文称为“出射光”)。例如，红光量子点可以将照射到其表面的蓝光转换为红光。并且，量子点有着远比一般荧光粉高的量子产率，并且出射光具有非常高的纯度，因此可以降低显示装置的能耗。

图2示出了量子点材料的显示装置中的应用原理。参考图2，通过在蓝光Micro-LED基板上布设红、绿、蓝三色的量子点材料(或称“量子点彩膜”)，即可以实现Micro-LED显示器的全彩显示。相对于图1示出的方法，图2所示方法可以减弱巨量LED晶粒转移带来的工艺难度。

但是，目前的量子点光转换结构难以匹配Micro-LED的极小子像素尺寸。

发明内容

本申请的一些实施方式提供了一种量子点光转换板、量子点光转换板的制作方法以及显示装置，以下从多个方面介绍本申请，以下多个方面的实施方式和有益效果可互相参考。

第一方面，本申请提供了一种量子点光转换板，包括：第一基板，第一基板上开设有多个透光孔，各透光孔沿第一基板的厚度方向贯穿第一基板；其中，第一基板的材料为对特定入射光的透射率低于预设值的材料；量子点材料，量子点材料填充在多个透光孔的至少部分透光孔中，量子点材料用于将照射到其表面的入射光转换为具有设定颜色的出射光。

根据本申请实施方式，光转换板可以以简化的工艺进行制作，并且可以适配Micro-LED基板的极小子像素尺寸。另外，光转换结构还可以避免子像素之间的光串扰。

在一些实施方式中，透光孔包括沿厚度方向相对设置的第一端和第二端，透光孔的横截面积自第一端向第二端逐渐减小。

在一些实施方式中，量子点材料包括红光量子点材料和绿光量子点材料；多个透光孔以阵列的方式排布，阵列包括多个子阵列，每个子阵列包括至少三个透光孔；其中，红光量子点材料填充在各子阵列的第一透光孔中，绿光量子点材料填充在各子阵列的第二透光孔中。

在一些实施方式中，光转换板还包括绝缘层，绝缘层和第一基板沿厚度方向层叠设置；并且，绝缘层的材料为对入射光的透射率高于预设值的材料。

在一些实施方式中，透光孔的第二端相对第一端更为靠近绝缘层。

在一些实施方式中，第一基板的厚度为5～50μm，相邻透光孔之间的间距为1～10μm。

在一些实施方式中，第一基板的材料为硅。

第二方面，本申请提供了一种显示装置，包括：本申请第一方面任一实施方式提供的光转换板；LED基板，LED基板和第一基板沿第一基板的厚度方向相对设置，LED朝向第一基板的表面设有多个发光LED；其中，多个发光LED的位置与多个透光孔的位置一一对应，量子点材料用于将发光LED照射到量子点材料表面的入射光转换为具有特定颜色的出射光。

在一些实施方式中，多个发光LED为蓝光LED。

第三方面，本申请实施方式提供了一种量子点光转换板的制作方法，包括：在第一基板的一侧表面上形成绝缘层，第一基板的材料为对特定入射光的透射率低于预设值的材料；在第一基板上形成多个透光孔，各透光孔沿第一基板的厚度方向贯穿第一基板；在绝缘层背向第一基板的表面上形成电极层，电极层包括多个电极，多个电极与多个透光孔中的至少部分透光孔一一对应，相互对应的电极和透光孔沿厚度方向对齐；在电极上通电，以通过电沉积法在电极所对应的透光孔中沉积量子点材料。

根据本申请实施方式，首先在第一基板上形成透光孔，再通过电沉积的方式在透光孔中沉积量子点材料，可以形成极小间距的图形化量子点膜(例如，相邻量子点膜的间距为10μm以下)，从而可以更好地适配Micro-LED基板的极小化子像素尺寸。另外，本实施例提供的方法还可以通过较少的工艺步骤制作光转换板，因此具有较高的经济性和较好的应用前景。

在一些实施方式中，透光孔包括沿厚度方向相对设置的第一端和第二端，第二端相对第一端更为靠近绝缘层；其中，透光孔的横截面积自第一端向第二端逐渐减小。

在一些实施方式中，多个电极包括彼此绝缘的第一电极和第二电极；在电极上通电，以通过电沉积法在电极所对应的透光孔中沉积量子点材料，包括：将第一基板浸入第一量子点溶液中，并在第一电极上通电，以在第一电极所对应的透光孔中沉积第一量子点材料；将第一基板浸入第二量子点溶液中，并在第二电极上通电，以在第二电极所对应的透光孔中沉积第二量子点材料；其中，第一量子点材料和第二量子点材料的其中之一为红光量子点材料，另一为绿光量子点材料。

在一些实施方式中，第一基板的材料为硅；在在第一基板上形成多个透光孔，包括：通过深硅刻蚀的方法在第一基板上蚀刻透光孔。

在一些实施方式中，在第一基板的一侧表面上形成绝缘层，包括：通过化学气相沉积法在第一基板上沉积绝缘层。

在一些实施方式中，绝缘层和电极层为透光层。

在一些实施方式中，在通过电沉积法在电极所对应的透光孔中沉积量子点材料之后，方法还包括：去除绝缘层和/或多个电极。

附图说明

图1为Micro-LED显示装置的示例性制作过程；

图2为量子点材料在显示装置中的应用原理示意图；

图3为本申请实施例提供的显示装置的示例性应用场景；

图4为一些实施例中显示装置的示例性结构图；

图5为一些实施例中显示装置的示例性制作过程；

图6为另一些实施例中显示装置的示例性制作过程；

图7为本申请实施例提供的显示装置的示例性结构图一；

图8为本申请实施例提供的显示装置的透光孔的排列方式示意图一；

图9为本申请实施例提供的显示装置的透光孔的排列方式示意图二；

图10为本申请实施例提供的显示装置的透光孔的形状示意图；

图11为本申请实施例提供的显示装置的示例性结构图二；

图12为本申请实施例提供的显示装置的示例性结构图三；

图13为本申请实施例提供的显示装置的示例性结构图四；

图14为本申请实施例提供的光转换板的制作方法的流程示意图一；

图15为本申请实施例提供的光转换板的制作方法的流程示意图二；

图16为本申请实施例提供的光转换板的电极分布示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的具体实施方式。

本申请实施例用于提供一种量子点光转换板和显示装置。本申请实施例提供的量子点光转换板可以匹配Micro-LED的子像素的极小尺寸((1～10μm)，并且可以通过简化的制作工艺形成，具有较高的经济性。

图3示出了本实施例提供的显示装置的示例性应用场景。参考图3，本实施例提供的显示装置可以应用于手机、笔记本电脑、平板电脑、可穿戴设备(例如，手环、智能眼镜)等具有显示功能的电子设备上。需要说明的是，图3仅列出了显示装置的部分应用设备，显示装置可以应用于图3之外的任意具有显示功能的设备，例如，大屏设备，车载设备等。

图4示出了一些实施例中显示装置100的示例性结构图。参考图4，显示装置100包括沿出光方向依次层叠的驱动背板、蓝光LED阵列、反射板、导光板、量子点膜、液晶模组和压板。其中，量子点膜中包括红光量子点材料和绿光量子点材料。蓝光LED阵列发出的蓝光经量子点膜进行光转换后，可以变为白光，该白光可以作为液晶模组的背光。图4所示的显示装置100中，量子点膜为一整张色转换膜，用于向液晶模组提供背光，并不能适配Micro-LED的极小子像素。

图5示出了另一些实施例中显示装置100的示例性制作方式(具体为微纳打印方式)。首先，在图5(a)，制作蓝光LED阵列基板；然后，在图5(b)，在蓝光LED阵列的第1列LED上喷涂红光量子点材料；在图5(c)，在蓝光LED阵列的第2列LED上喷涂绿光量子点材料；在图5(d)，在蓝光LED阵列的第3列LED上喷涂蓝光量子点材料；最后，在图5(e)，将LED阵列基板与透光盖板进行封装，以得到显示装置100。

图5采用微纳打印方式在蓝光LED阵列上形成红、绿、蓝三色的量子点彩膜，从而，显示装置100可以进行全彩显示。但是，微纳打印技术中，难以精确控制量子点墨水的大小、形状，在像素密度越来越高的情况下，当前的微纳打印技术很难做到极小尺寸的图形化量子点，难以匹配Micro-LED极小的子像素尺寸(例如，1～10μm)。

其他形成量子点膜的方式还包括光刻方式和纳米压印方式。但是，对于光刻方式，受制于光刻胶，也较难实现极小尺寸的图形化量子点。对于纳米压印方式，目前仅能压印单色量子点，无法制备多种颜色的量子点彩膜。

另外，上述形成量子点膜的方式中，LED阵列的子像素(每个LED可以看做一个子像素)之间没有光阻挡结构，在某个子像素的LED发光时，可能会照亮旁边的量子点膜进行发光，相邻子像素之间容易出现光串扰的问题。

图6示出了另一些实施例中显示装置100的示例性制作方式。参考图6，该实施例中，显示装置100的制作过程包括：在图6(a)，在驱动基板上形成Micro-LED阵列；在图6(b)，在Micro-LED阵列之上涂覆透明保护层(光刻胶层)，并通过曝光显影、刻蚀等工艺形成透明保护层的图形，透明保护层的图像限定出子像素区域的挡墙；然后，在挡墙的侧壁上形成反光层，并在保护层的表面上喷墨打印出吸光层，以消除相邻LED子像素之间的光串扰；在图6(c)，在不同的子像素区域分别注入红光量子点溶液、绿光量子点溶液和蓝光量子点溶液，干燥后形成量子点转换膜。

图6所示的实施例中，为防止相邻子像素之间的光串扰，需要进行诸多的工艺步骤，例如，涂覆透明保护层、刻蚀挡墙、制作反光层、打印吸光层等，过程比较繁琐。另外，图6中，子像素区域通过光刻的方法形成。受制于光刻胶材料，当LED阵列的子像素密度较高时(即LED的子像素的尺寸较小时)，子像素区域难以实现较大的厚度。这样，填充在子像素区域中的量子点层的厚度会较薄，而较薄的量子点层难以完全吸收Micro-LED发出的蓝光，导致量子点层发出的红/绿光的光谱不纯。

为此，本实施例提供了一种量子点光转换板以及显示装置，用于解决上述技术问题。以下进行具体介绍。

【实施例一】

图7示出了本实施例提供显示装置100A的示例性结构。其中，图7(a)为显示装置100A的爆炸视图，图7(b)为图7(a)的A-A截面图。本文各图示中，x方向为显示装置100A的厚度方向(x方向的正方向为显示装置100A的出光方向)，y方向为显示装置100A的长度方向，z方向为显示装置100A的宽度方向。另外，显示装置100A的厚度方向(以下简称“厚度方向”)同时也是显示装置100A中各部件的厚度方向(例如，基板30的厚度方向)。

参考图7，显示装置100A包括沿出光方向层叠设置的LED基板10和量子点光转换板20(以下简称“光转换板20”)。示例性地，LED基板10和光转换板20相互贴合。

LED基板10为Micro-LED基板，其上设有多个发光LED 11。多个发光LED 11形成LED阵列。为便于表述，将第i行第j列的LED 11记作LED 11_ij。例如，图7(a)中左下角的LED 11被记作LED 11₄₁。本文中，y方向为行方向，z方向列方向。

每个LED 11对应一个子像素。Micro-LED基板10具有极小的子像素尺寸。示例性地，子像素尺寸为1～10μm，例如，1μm，5μm，8μm等。另外，子像素尺寸也可以理解为两个相邻LED 11之间的间距。本文中，两个物体之间的间距为其中心距。

本实施例中，LED 11为蓝光LED。但本申请不限于此。在其他实施例中，LED 11也可以为能够发射其他光线的LED，例如，紫外线LED。另外，LED基板10还可以包括LED阵列的驱动电路(未示出)。

光转换板20包括基板30(作为第一基板)。基板30的材料为不透光材料。即，基板30的材料为对特定入射光的透射率低于预设值(例如，30％)的材料。其中，“特定入射光”可以是显示装置的常用背光(例如，可见光(例如，白光，蓝光))，也可以根据光转换板的应用场景确定，例如，本实施例中，光转换板用于对LED 11发出的蓝光进行转换，则“特定入射光”为蓝光，在其他实施例中，如果光转换板用于对紫外线进行转换，则“特定入射光”为紫外线。

为便于表述，将图7中基板30朝上的一面称作其正面30a，朝下的一面称作其背面30b。示例性地，基板30的厚度为5～50μm，例如，8μm，15μm，25μm。本实施例中，基板30的材料为硅(Si)。在其他实施例中，基板30的材料可以为其他不透光材料，例如，金属(例如，铝)、塑料，陶瓷等。

基板30上设有多个透光孔31，各透光孔31沿基板30的厚度方向贯穿基板30。多个透光孔31的位置与Micro-LED 11阵列中的多个发光LED 11的位置一一对应。即，透光孔31也按照阵列的方式排布。也就是说，基板30上的多个透光孔31形成透光孔阵列。为便于表述，将透光孔阵列中第i行第j列的透光孔31记作透光孔31_ij。行列号相同的透光孔31和发光LED 11相对应。例如，透光孔31₄₁和发光LED 11₄₁相对应。相对应的发光LED 11和透光孔31沿厚度方向相互对齐。可以理解，相邻透光孔31之间的间距与LED基板10上相邻LED 11之间的间距一致，也为1～10μm。需要说明的是，为简化表述，图7中仅示出了部分的发光LED 11和透光孔31。

光转换板20还包括量子点材料32，量子点材料32填充在透光孔31阵列的至少部分透光孔31中。具体地，本实施例中，量子点材料32包括两种类型的量子点材料，分别为红光量子点材料32a和绿光量子点材料32b。以下结合透光孔31阵列的排布方式介绍量子点材料32的填充方式。

图8为光转换板20的俯视图，其示出了透光孔31的排布方式。另外，为便于理解，图8示出了基板30上的更多透光孔31。参考图8，透光孔31阵列包括多个子阵列，每个子阵列包括3个透光孔31(同一虚框中的3个透光孔31)，分别为透光孔31a、透光孔31b和透光孔31c。红光量子点材料32a填充在透光孔31a(作为第一透光孔)中，绿光量子点材料32b填充在透光孔31b(作为第二透光孔)中，透光孔31c中不填充量子点材料32。本文中，填充在透光孔31中的量子点材料32又被称作“量子点膜”。

量子点材料32可以将照射到其表面入射光的示例转换为特定颜色的出射光。具体地，红光量子点膜32a可以将LED 11发出的蓝光转换为红光，绿光量子点膜32b可以将LED11发出的蓝光转换为绿光。可以理解，每个子阵列中的3个透光孔31中分别可以发出红光、绿光和蓝光。这样，每个子阵列中的3个透光孔31可以对应一个像素，每个透光孔31对应一个子像素。例如，填充了红光量子点膜32a的透光孔31a对应红色子像素。

本实施例中，发光LED 11为蓝光LED，因此，透光孔31c中可以不填充量子点材料32，以简化光转换板20的制作过程。在其他实施例中，透光孔31c中可以填充蓝光量子点材料32。该实施例中，透光孔31阵列的全部透光孔31中均填充有量子点材料32。

需要说明的是，本实施例提供的透光孔31排列方式仅为示例性说明，本申请不限于此。

例如，参考图9，在另一个实施例中，每个透光孔子阵列包括4个透光孔31(同一虚框中的4个透光孔31)，4个透光孔31呈正方形排列，分别为透光孔31a，透光孔31b，透光孔31c，透光孔31d。其中，透光孔31a中填充有红光量子点材料32a，对应红色子像素；透光孔31b中填充有绿光量子点材料32b，对应绿色子像素；透光孔31c和透光孔31d中不填充量子点材料32，对应两个蓝色子像素。

又如，参考图10，每个透光孔子阵列包括3个透光孔31(同一虚框中的3个透光孔31)，3个透光孔31呈三角形排列，分别为透光孔31a，透光孔31b，透光孔31c。其中，透光孔31a中填充有红光量子点材料32a，透光孔31b中填充有绿光量子点材料32b，透光孔31c中不填充量子点材料32。

以下结合图7(b)介绍透光孔31的形状设置。参考图7(b)，透光孔31包括沿厚度方向相对设置的第一端311和第二端312。沿厚度方向，透光孔31的横截面积自第一端311向第二端312逐渐减小(其中，透光孔31的横截面为垂直于厚度方向的截面)。即，透光孔31为变截面孔，其第一端311(又称“大口端311”)朝向出光方向，第二端312(又称“小口端312”)朝向LED基板10，该设置方式有利于提高显示装置100A的出光量，并提高量子点膜的光转换效率。另外，当透光孔31采用刻蚀(例如，深硅刻蚀)工艺制作时，变截面的透光孔31有利于简化制作工艺(例如，可以减少刻蚀次数)。在其他实施例中，透光孔31也可以为其他形状，例如，透光孔31为等截面的孔。

本实施例中，透光孔31具体为锥形孔(可以为图7所示的方锥形孔，也可以为圆锥形孔)。但本申请不限于此。例如，参考图10(a)，在另一个实施例中，透光孔31可以是阶梯孔；又如，参考图10(b)，透光孔31可以是弧形漏斗状的孔。示例性地，各LED 11的面积可以覆盖其对应的透光孔31的大口端311的面积。

继续参考图7和图11，光转换板20还包括绝缘层40，绝缘层40和基板30沿厚度方向层叠设置。具体地，绝缘层40与基板30的背面30b贴合。绝缘层40的材料为透光材料，即，绝缘层30的材料为对特定入射光的透射率高于预定值(例如，70％)的材料，例如，氮化硅，透明树脂等。这里，“特定入射光”的含义与上文相同。即，本实施例中，“特定入射光”为LED 11发出的蓝光。从而，LED 11发出的光可以穿透绝缘层40照射进透光孔31中。示例性地，绝缘层40的厚度为25～35nm，例如，30nm。

进一步地，光转换板20还包括电极层50，电极层50与绝缘层40背向基板30的表面贴合。电极层50材料为导电材料，并且，电极层50也为透光层。这样，LED 11发出的光可以穿透电极层50照射进透光孔31中。本实施例中，电极层50的材料为氧化铟锡(ITO)，厚度为25～35nm，例如，30nm。但本申请不限于此，电极层50可以为其他的透明导电材料。例如，在另一个实施例中，电极层50为厚度10～18nm(例如，15nm)的银。由于银相较于ITO具有更好的电导率，因此，该实施例中，电极层50可以具有更薄的厚度。

以上介绍了本实施例提供的显示装置100A的示例性结构。本实施例提供的显示装置100A中，量子点材料32被填充在不透光基板30的透光孔31中，这样可以避免LED 11发出的光照射到相邻子像素的量子点材料32上，因此可以减少子像素之间的光串扰现象。另外，本实施例中，不同的透光孔31中可以被填充不同的量子点材料32，从而可以实现显示装置100A的全彩显示。

另外，本实施例提供的光转换板20可以显著简化光转换板20的制作工艺，具有较高的经济性。并且，相邻透光孔31之间可以实现极小间距(例如，1～10μm)，从而可以适配Micro-LED极小的子像素尺寸。后文将结合光转换板20的制作方法进行进一步说明。

进一步地，基板30具有较大的厚度(例如，5～50μm)，因此，透光孔31可以具有较大深度。这样，透光孔31中的量子点膜可以具有较大的厚度(只要不超过透光孔31的深度即可)，有利于量子点膜完全吸收LED 11发出的光，从而发出颜色纯正的出射光(例如，红光，绿光)，从而降低显示装置100A的能耗。

需要说明的是，以上为本实施例技术方案的示例性说明，本领域技术人员可以进行其他变形。

例如，本实施例中，光转换板20包括基板30、绝缘层40和电极层50。在其他实施例中，参考图11，光转换板20可以不包括绝缘层40和电极层50。

又如，本实施例中，Micro-LED阵列上的发光LED 11为蓝光LED，本申请不限于此。例如，在另一个实施例中，发光LED 11为紫外线LED。透光孔31a，透光孔31b，透光孔31c中分别填充有红光、绿光、蓝光量子点材料32，以将LED 11发出的紫外线转换为红色光、绿色光、蓝色光。

又如，本实施例中，显示装置100A的显示模式为RGB模式。但本申请不限于此。例如，在另一个实施例中，透光孔31a，透光孔31b，透光孔31c中填充的量子点材料32可以分别为青色、洋红色、黄色量子点材料，该实施例中，显示装置100A的显示模式可以为CYMK模式。又如，在又一个实施例中，各透光孔31中可以填充同一种颜色的量子点材料32(例如，红光量子点材料32a)，该实施例中，显示装置的显示模式为单色显示。

又如，本实施例中，LED基板10为Micro-LED基板，其具有较小的子像素尺寸。在其他实施例中，LED基板10也可以是常规的发光LED基板。该实施例中，LED基板10可以具有较大的子像素尺寸。

【实施例二】

本实施例基于实施例一。本实施例与实施例一的区别在于，透光孔31的大口端311朝向LED基板10，小口端312朝向出光方向。

图12示出了本实施例中提供的显示装置100B的示例性结构图(截面图)。参考图12，本实施例中，光转换板20的安装方向与实施例一相反。即，基板30的正面30a朝向LED基板10，背面30b朝向出光方向。这样，透光孔31的大口端311朝向LED基板10，小口端312朝向出光方向。本实施例可以将LED 11发出的光进行聚拢，从而使得显示装置100B具有更大的可视角度。

除此之外，各部件的具体结构以及变形方式与实施例一相同，例如，透光孔31的形状和变形方式、量子点膜的填充方式和变形方式、各部件(例如，基板30、绝缘层40、电极层50)的尺寸(例如，厚度)等均与实施例一实质相同，不作一一赘述。

本实施例中，光转换板20也包括绝缘层40和电极层50。与实施例一相同，绝缘层40与基板30的背面30b贴合，电极层50与绝缘层40背向基板30的表面贴合。另外，在其他实施例中，参考图13，光转换板20也可以不包括绝缘层40和电极层50。

以上介绍了本实施例提供的光转换板20的结构。本实施例提供的结构可以简化光转换板20的制作工艺。以下对光转换板20的制作方法进行示例性介绍。

参考图14，本实施例提供光转换板20的制作方法包括以下步骤：

S110：获取基板30(参考图15(a))。

本实施例中，基板30的材料为Si。示例性地，将Si晶圆进行切割后，即可得到基板30。基板30的厚度为5～50μm。基板30包括沿其厚度方向相对设置的两个表面。为便于表述，本文将其中一面称作基板30的正面30a，将另一面称作基板30的背面30b。

在其他实施例中，基板30的材料可以为金属(例如，铝)、塑料，陶瓷等其他材料，只要不透光即可。

S120：在基板30的背面30b形成绝缘层40(参考图15(b))。

具体地，将基板30的背面30b朝上，并通过电沉积法在基板30的背面30b形成绝缘层40。电沉积法为将金属、合金、非金属等物质，从其化合物水溶液、非水溶液或熔盐等中，通过电化学过程使这些物质沉积到电极周围，得到物质膜层的过程。

具体地，本实施例采用等离子增强的化学气相沉积法(EPCVD)在基板30的背面30b沉积一层氮化硅层，以在基板30的背面30b形成透明的绝缘层40。示例性地，绝缘层40的厚度为25～35nm(例如，30nm)。

在其他实施例中，也可以通过旋凃、印刷、蒸镀、磁控溅射等其他工艺形成绝缘层40。另外，绝缘层40也可为树脂等其他材料，只要是绝缘材料即可。

S130：在基板30上形成透光孔31，透光孔31沿基板30的厚度方向贯穿基板30(参考图15(c))。

在完成步骤S120之后，翻转基板30，使得基板30的正面30a朝上，并通过深硅刻蚀工艺在基板30上形成透光孔31。深硅刻蚀工艺多应用于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)的制造过程。MEMS器件的制造工艺为纳米尺度至毫米尺度微结构的加工工艺，包括光刻、外延、薄膜淀积、氧化、扩散、注入、溅射、蒸镀、刻蚀、划片和封装等，并以这些基本工艺步骤来制造复杂三维形体的微加工技术。

深硅刻蚀工艺可以在硅材料上形成具有较大深宽比的槽/孔结构。本实施例中，将深硅刻蚀工艺应用于光转换板20的制作，可以得到小间距(例如，1～10μm)，大深度(例如，5～50μm)的透光孔31，并且具有较高的经济性。相较于图6中通过光刻胶形成子像素区域的方式，更能适配10μm以下的极小子像素尺寸。在其他实施例中，也可以通过其他方式形成透光孔31，例如，机加工方式。

本实施例中，透光孔31为变截面孔。如上文所述，透光孔31包括沿基板30的高度方向相对设置的大口端311(即第一端311)和小口端312(即第二端312)。其中，小口端312相对大口端311更为靠近绝缘层40。该设置方式可以简化对基板30的刻蚀过程(例如，可以减少刻蚀次数)。

S140：在绝缘层40背向基板30的表面上形成电极层50，电极层50包括多个电极，多个电极与多个透光孔31中的至少部分透光孔31一一对应，相互对应的电极和透光孔31沿厚度方向对齐(参考图15(d))。

在完成步骤S130之后，再次翻转基板30，使得绝缘层40朝上，并在绝缘层40背向基板30的表面上形成整面的电极材料(例如，ITO)。本实施例中，通过磁控溅射工艺在绝缘层40上形成整面的电极材料。在其他实施例中，也可以通过旋凃、印刷、蒸镀、原子层沉积等工艺在绝缘层40上形成整面的电极材料。然后，通过光刻方法在整面电极材料上形成图形化的电极层50。本实施例中，绝缘层40可以作为电极层50的形成基体，对电极层50提供物理支撑。

本实施例中，电极的材料为氧化铟锡(ITO)，其厚度为25～35nm(例如，30nm)。本申请不限于此。例如，在另一个实施例中，电极层50的材料为银，其厚度为10～18nm(例如，15nm)。

本实施例中，电极层50中包括多个电极，多个电极与需要填充量子点材料32的多个透光孔31一一对应。结合图16进行介绍。图16为光转换板20的俯视图，其示出了电极的示例性布置方式。另外，为突出重点，图16中电极以外的结构用虚线表示。

参考图16，其示出了电极层50中的8个电极50a(作为第一电极)和4个电极50b(作为第二电极)。8个电极50a与8个透光孔31a(对应红色子像素的透光孔)一一对应，4个电极50b与4个透光孔31b(对应绿色子像素的透光孔)一一对应。相对应的电极和透光孔31沿基板30的厚度方向相互对齐。

为提高后续步骤中量子点材料32的沉积效率，对应于同一颜色子像素的电极可以相互电连接。例如，图16中，第1列的4个电极50a(均对应于红色子像素)相互之间电连接，以形成一条电极线；第2列的4个电极50b(均对应于绿色子像素)相互之间也电连接。另外，对应于不同颜色子像素的电极需要相互绝缘。例如，电极50a和电极50b相互绝缘。

在一些实施例中，电极的图形化精度可以决定量子点膜的图形化精度(即相邻量子点膜之间的最小间距)。根据本实施例提供的电极制作方法，可以实现的极小间距(例如，1～10μm)的图形化量子点膜。

S150：在电极上通电(例如，在电极上施加电压或电流)，以通过电沉积法在电极所对应的透光孔31中沉积量子点材料32。

本实施例中，利用胶体量子点在溶液(或称“分散液”)中带微量电荷的特性，通过电沉积法(EPD)在电极上沉积量子点。具体地，将基板30浸没在胶体量子点溶液中，在电极上通电(例如，施加电压)，即可以在电极所对应的透光孔31中沉积量子点材料32。示例性地，量子点材料32可以为CdSe、CdS等，本实施例不作限定。

本实施例中，光转换板20包括红光量子点和绿光量子点两种量子点材料，两种量子点材料分别进行沉积。具体地，参考图14，步骤S150包括：

S151：沉积红光量子点材料32a(参考图15(e))。具体地，将基板30浸没在红光量子点溶液中，在电极50a上通电(例如，在电极50a上施加电压或电流)，即可通过电沉积法在透光孔31a中沉积红光量子点膜32a。

S152：沉积绿光量子点材料32b(参考图15(f))。在步骤S151完成之后，将基板30浸没在绿光量子点溶液中，在电极50b上通电，即可通过电沉积法在透光孔31b中沉积绿光量子点膜32b。

通过步骤S151和S152，可以得到成形的光转换板20(例如，图7所示的光转换板20)。在其他实施例中，也可以先沉积绿光量子点材料32b，再沉积红光量子点材料32a。

本实施例中，通过电沉积法在透光孔31中沉积量子点材料32，可以方便地控制量子点材料32的沉积量。例如，通过调整电极上的电压、电流大小，或调整电极的通电时间来调整量子点材料32的沉积量。进一步地，通过调整量子点材料32的沉积量，可以自由调整量子点膜对LED 11光的吸收程度，从而实现更好的色转换纯度。另外，本实施例通过电沉积的方法形成量子点膜，更容易实现极小间距的图形化量子点膜。

另外，由于在基板30与电极层50之间设有绝缘层40，可以防止电沉积量子点材料32的过程中，在电极上施加的电压或电流对基板30产生影响(例如，在基板30中产生干扰电流)，以影响量子点材料的沉积精度。

以上对本实施例提供的光转换板20的制作方法进行了介绍。本实施例提供的方法中，首先在基板30上形成透光孔31，再通过电沉积的方式在透光孔31中沉积量子点材料32，可以形成极小间距的图形化量子点膜(例如，相邻量子点膜的间距为10μm以下)，从而可以更好地适配Micro-LED基板10的极小化子像素尺寸。另外，本实施例提供的方法还可以通过较少的工艺步骤制作光转换板，因此具有较高的经济性和较好的应用前景。

另外，本实施例中，通过控制步骤S120中，通过控制在基板30上形成的透光孔31的形状、大小(例如，孔径)，可以控制在透光孔31中沉积的量子点材料32的量，以控制量子点膜对LED 11光的吸收程度。从而，在LED 11功率不变的情况下，可以提高出射光的纯度，解决现有技术中量子点色转换纯度低的问题。

另外，上述透光孔和电极的设置方式均为示例性设置方式。本领域技术人员可以对电极和透光孔的设置方式(例如，尺寸、间距、形状等)进行调整。通过调整电极和透光孔的设置方式，可以实现显示装置像素尺寸、形状的精确可调。

本实施例提供的光转换板20的制作方法为本申请技术方案的示例性说明，本领域技术人员可以进行其他变形。

例如，在另一个实施例中，在步骤S150之后，还可以去除电极层50和/或绝缘层40，例如，通过蚀刻的方法去除电极层50和/或绝缘层40。在一些实施例中，可以仅去除电极层50；在另一些实施例中，可以将电极层50和绝缘层40都去除掉。该实施例中，拟被去除的层可以为不透光层。例如，当电极层50和绝缘层40都被去除时，电极层50和绝缘层40均可以为不透光层。

在通过以上方法得到光转换板20后，将光转换板20与Micro-LED基板10进行贴合封装，即可以得到本申请实施例提供的显示装置，例如，图7、图11、图12、图13任一所述的显示装置。

在本实施例的上述描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以标识A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、单独存在B、同时存在A和B这三种情况。另外，本实施例中，各数据范围的值包括端值。例如，A＝10～50，表示A可以为10或50。

Claims (16)

1.一种量子点光转换板，其特征在于，包括：

第一基板，所述第一基板上开设有多个透光孔，各所述透光孔沿所述第一基板的厚度方向贯穿所述第一基板；其中，所述第一基板的材料为对特定入射光的透射率低于预设值的材料；

量子点材料，所述量子点材料填充在所述多个透光孔的至少部分透光孔中，所述量子点材料用于将照射到其表面的所述入射光转换为具有设定颜色的出射光。

2.根据权利要求1所述的光转换板，其特征在于，所述透光孔包括沿所述厚度方向相对设置的第一端和第二端，所述透光孔的横截面积自所述第一端向所述第二端逐渐减小。

3.根据权利要求1或2所述的光转换板，其特征在于，所述量子点材料包括红光量子点材料和绿光量子点材料；

所述多个透光孔以阵列的方式排布，所述阵列包括多个子阵列，每个子阵列包括至少三个透光孔；

其中，所述红光量子点材料填充在各所述子阵列的第一透光孔中，所述绿光量子点材料填充在各所述子阵列的第二透光孔中。

4.根据权利要求1～3任一项所述的光转换板，其特征在于，所述光转换板还包括绝缘层，所述绝缘层和所述第一基板沿所述厚度方向层叠设置；并且，所述绝缘层的材料为对所述入射光的透射率高于预设值的材料。

5.根据权利要求4所述的光转换板，其特征在于，所述透光孔的所述第二端相对所述第一端更为靠近所述绝缘层。

6.根据权利要求1～5任一项所述的光转换板，其特征在于，所述第一基板的厚度为5～50μm，相邻所述透光孔之间的间距为1～10μm。

7.根据权利要求1～6任一项所述的光转换板，其特征在于，所述第一基板的材料为硅。

8.一种显示装置，其特征在于，包括：

权利要求1～7任一项所述的光转换板；

LED基板，所述LED基板和所述第一基板沿所述第一基板的厚度方向相对设置，所述LED朝向所述第一基板的表面设有多个发光LED；

其中，所述多个发光LED的位置与所述多个透光孔的位置一一对应，所述量子点材料用于将所述发光LED照射到所述量子点材料表面的入射光转换为具有特定颜色的出射光。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述多个发光LED为蓝光LED。

10.一种量子点光转换板的制作方法，其特征在于，包括：

在第一基板的一侧表面上形成绝缘层，所述第一基板的材料为对特定入射光的透射率低于预设值的材料；

在所述第一基板上形成多个透光孔，各所述透光孔沿所述第一基板的厚度方向贯穿所述第一基板；

在所述绝缘层背向所述第一基板的表面上形成电极层，所述电极层包括多个电极，所述多个电极与所述多个透光孔中的至少部分透光孔一一对应，相互对应的所述电极和所述透光孔沿所述厚度方向对齐；

在所述电极上通电，以通过电沉积法在所述电极所对应的所述透光孔中沉积量子点材料。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述透光孔包括沿所述厚度方向相对设置的第一端和第二端，所述第二端相对所述第一端更为靠近所述绝缘层；其中，所述透光孔的横截面积自所述第一端向所述第二端逐渐减小。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述多个电极包括彼此绝缘的第一电极和第二电极；

所述在所述电极上通电，以通过电沉积法在所述电极所对应的所述透光孔中沉积量子点材料，包括：

将所述第一基板浸入第一量子点溶液中，并在所述第一电极上通电，以在所述第一电极所对应的透光孔中沉积第一量子点材料；

将所述第一基板浸入第二量子点溶液中，并在所述第二电极上通电，以在所述第二电极所对应的透光孔中沉积第二量子点材料；

其中，所述第一量子点材料和所述第二量子点材料的其中之一为红光量子点材料，另一为绿光量子点材料。

13.根据权利要求10～12任一项所述的方法，其特征在于，所述第一基板的材料为硅；在所述在第一基板上形成多个透光孔，包括：

通过深硅刻蚀的方法在所述第一基板上蚀刻所述透光孔。

14.根据权利要求10～13任一项所述的方法，其特征在于，所述在第一基板的一侧表面上形成绝缘层，包括：

通过化学气相沉积法在所述第一基板上沉积所述绝缘层。

15.根据权利要求10～14任一项所述的方法，其特征在于，所述绝缘层和所述电极层为透光层。

16.根据权利要求10～15任一项所述的方法，其特征在于，在通过电沉积法在所述电极所对应的所述透光孔中沉积量子点材料之后，所述方法还包括：

去除所述绝缘层和/或所述多个电极。