CN117525249A - 一种单红色微型显示器结构 - Google Patents
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Abstract
一种单红色微型显示器结构，包括基于Micro‑LED发光的蓝光像素阵列和红色荧光粉膜层,还包括像素隔离柱、红色过滤层、保护玻璃等。本发明应用红色荧光粉制备成胶膜，具备将蓝色光转换成红色光的能力，并采用红色过滤器，提升红光色纯度，实现单红色微型显示器的制备，具备高亮度的显示性能和长寿命。
Description
技术领域
本发明属于微型显示器技术领域，尤其是一种单红色微型显示器结构,具体地说是一种采用荧光粉进行色转换的单红色微型显示器结构。
背景技术
Micro-LED在亮度、反应速度、寿命、工作温度等方面，远远优于OLED和LCD等技术。但Micro-LED微显示器的红色技术存在各种问题。首先，传统AlGaInP四元系的红色技术非常成熟，但因为是GaAs衬底，难以实现大尺寸制备，不利于微显示器产品的批产。其次，Micro-LED结合量子点色转换的技术能得到较好的红色光谱，但存在寿命短暂、色转换效率低和漏光等问题。第三，硅衬底InGaN基Micro-LED目前处于研究阶段，在效率和成本方面离产品要求还有较大差距。
发明内容
本发明使用Micro-LED与荧光粉相结合，以Micro-LED发光形成蓝色像素，发光亮度和良率有保证，以成熟的荧光粉色转换技术实现红色微显示器制备，实现较好的寿命和亮度指标。本发明将荧光粉溶入高粘度有机胶，并将有机胶作为Micro-LED阵列与保护玻璃的粘接剂，并用红色过滤胶提升红色光谱，简化了红色微显示器的制备工艺。
本发明的技术方案是：
一种单红色微型显示器结构，包括蓝色Micro-LED像素阵列和红色荧光粉胶膜，在所述的硅驱动芯片的表面制备蓝色Micro-LED像素阵列，并在两两像素中间制备像素隔离柱，红色荧光粉胶膜完全覆盖蓝色Micro-LED像素阵列和像素隔离柱，在红色荧光粉胶膜的上面覆盖红色过滤层，在红色过滤层的上面覆盖保护玻璃。
优选的是，本发明的红色荧光粉胶膜具备高粘合力，能将蓝色Micro-LED像素阵列与制备在玻璃表面的红色过滤层进行牢固而均匀的粘合。
优选的是，本发明的蓝色Micro-LED像素阵列预先制备在硅驱动芯片上，并被CMOS电路驱动发光。
优选的是，本发明的红色荧光粉胶膜采用高粘合力有机胶与荧光粉进行均匀混合，所得胶膜制备到蓝色Micro-LED像素阵列和红色过滤层之间。
优选的是，本发明的红色过滤层预先制备在保护玻璃上。
优选的是，本发明的红色过滤层可采用红色胶水，并用旋涂工艺来制备，以保证其均匀性。
优选的是，本发明的红色过滤层的厚度可控制到2µm以下。
本发明的有益效果是：
本发明采用成熟的荧光粉色转换技术，将荧光粉溶入有机胶，作为Micro-LED阵列与保护玻璃的粘接剂，并用红色过滤胶提升红色光谱，获得较好的显示性能。本发明使用成熟技术，避免使用不成熟的昂贵材料，制备工艺简洁，降低了制造成本，有望在一些要求不高的显示场景实现应用。
附图说明
图1 是本发明的一种单红色微型显示器结构的示意图。
其中：1、硅驱动芯片，2、蓝色Micro-LED像素阵列，3、像素隔离柱，4、红色荧光粉胶膜，5、红色过滤层，6、保护玻璃。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种单红色微型显示器结构，包括蓝色Micro-LED像素阵列2和红色荧光粉胶膜4，在硅驱动芯片1的表面制备蓝色Micro-LED像素阵列2，并在两两像素中间制备像素隔离柱3，而红色荧光粉胶膜4完全覆盖蓝色Micro-LED像素阵列2和像素隔离柱3，在红色荧光粉胶膜4的上面覆盖红色过滤层5，在红色过滤层5的上面覆盖保护玻璃6。
本发明的蓝色Micro-LED像素阵列2预先制备在硅驱动芯片1上，并被CMOS电路驱动发光。
本发明的像素隔离柱3制备于两两像素之间，采用高反射率材料制备，包括Al、Ag或含有Al、Ag的有机胶。
本发明的红色荧光粉胶膜4采用高粘合力有机胶与荧光粉进行均匀混合，所得胶膜制备到蓝色Micro-LED像素阵列2和红色过滤层5之间。
本发明红色荧光粉胶膜4中所采用的荧光粉要求颗粒尺寸小于10µm。荧光粉要求被激发后红光中心波长≧620nm。
本发明红色荧光粉胶膜4中所采用的高粘合力有机胶具备蓝光高透过率。
本发明的红色荧光粉胶膜4具备光学固化或热固化性能，采用旋涂或者压合工艺制备；红色荧光粉胶膜4的厚度在5-50µm之间。
本发明的红色过滤层5预先制备在保护玻璃6上，厚度小于2µm。红色过滤层5为红色胶水，并采用旋涂工艺来制备。
一种单红色微型显示器结构，首先将蓝色Micro-LED阵列按照像素一一对准的制备在硅驱动芯片上，可以采用巨量转移或者晶圆级键合方式。在像素中间，制备像素隔离柱，以避免光学串扰，可采用Al、Ag金属材料或含Al、Ag的有机胶材料。预先制备荧光粉有机胶，选择高粘度、高蓝光透过率有机胶和小颗粒尺寸荧光粉，将荧光粉等材料溶入并进行匀胶操作，使荧光粉具备较好的分散性。预先在保护玻璃上制备红色过滤层，可将红色胶水通过旋涂工艺制备，厚度控制到2µm以下。再用荧光粉有机胶将Micro-LED阵列与保护玻璃上的红色过滤层粘合在一起，荧光粉有机胶可采用旋涂或压合工艺，避免气泡影响显示质量，膜层厚度依据色彩转换效率情况，可适当调整，通常在5-50um之间。
本发明单红色微型显示器结构，利用微小颗粒荧光粉，制备出同时具备色转换功能和高粘合力的胶水，对荧光粉的可靠性和在胶水中的分散性提出高要求。高反射率像素隔离柱的设计，能抑制像素之间的光学串扰，提升光提取效率，但在尺寸和形状制备上存在难度。红色过滤层的设计能过滤杂光，提升红色纯度，同时是预先制备在玻璃上，而不是制备在荧光粉胶水上，避免了有机胶体之间在液态时相互溶解或浸润性不佳等难题。
相比较于其他的单色微型显示器结构，本发明单红色微型显示器性能优异，可靠性高，更具备量产性。相比于OLED红色技术，本发明采用蓝色Micro-LED驱动，在亮度、寿命、工作温度等方面更具优势；相比于量子点色转换方案，本发明的荧光粉胶体更具备长期可靠性；相比于AlGaInP体系红光，本发明结合硅基InGaN蓝光Micro-LED技术，可以实现8英寸生产，更适合器件尺寸较大的微型显示器的量产。
本发明的单红色微型显示器结构，在Micro-LED蓝光照射下，荧光粉受激产生620nm以上红光，同时经过红色过滤层的滤色，获得纯正红色光，经硅驱动芯片控制，实现红色显示功能。
Claims (10)
1.一种单红色微型显示器结构，其特征在于包括蓝色Micro-LED像素阵列（2）和红色荧光粉胶膜（4），在硅驱动芯片（1）的表面制备蓝色Micro-LED像素阵列（2），并在两两像素中间制备像素隔离柱（3），而红色荧光粉胶膜（4）完全覆盖蓝色Micro-LED像素阵列（2）和像素隔离柱（3），在红色荧光粉胶膜（4）的上面覆盖红色过滤层（5），在红色过滤层（5）的上面覆盖保护玻璃（6）。
2.根据权利要求1所述的一种单红色微型显示器结构，其特征在于蓝色Micro-LED像素阵列（2）预先制备在硅驱动芯片（1）上，并被CMOS电路驱动发光。
3.根据权利要求1所述的一种单红色微型显示器结构，其特征在于像素隔离柱（3）制备于两两像素之间，采用高反射率材料制备，包括Al、Ag或含有Al、Ag的有机胶。
4.根据权利要求1所述的一种单红色微型显示器结构，其特征在于红色荧光粉胶膜（4）采用高粘合力有机胶与荧光粉进行均匀混合，所得胶膜制备到蓝色Micro-LED像素阵列（2）和红色过滤层（5）之间。
5.根据权利要求4所述的一种单红色微型显示器结构，其特征在于红色荧光粉胶膜（4）中所采用的荧光粉要求颗粒尺寸小于10µm。
6.根据权利要求4所述的一种单红色微型显示器结构，其特征在于红色荧光粉胶膜（4）中所采用的荧光粉要求被激发后红光中心波长≧620nm。
7.根据权利要求4所述的一种单红色微型显示器结构，其特征在于红色荧光粉胶膜（4）中所采用的高粘合力有机胶具备蓝光高透过率。
8.根据权利要求1所述的一种单红色微型显示器结构，其特征在于红色荧光粉胶膜（4）具备光学固化或热固化性能，采用旋涂或者压合工艺制备；红色荧光粉胶膜（4）的厚度在5-50µm之间。
9.根据权利要求1所述的一种单红色微型显示器结构，其特征在于红色过滤层（5）预先制备在保护玻璃（6）上，厚度小于2µm。
10.根据权利要求1所述的一种单红色微型显示器结构，其特征在于红色过滤层（5）为红色胶水，并采用旋涂工艺来制备。
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