CN211743158U

CN211743158U - 一种防串扰Micro-LED显示屏

Info

Publication number: CN211743158U
Application number: CN202020965797.XU
Authority: CN
Inventors: 岳大川; 朱涛
Original assignee: Shenzhen Aoshi Micro Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Aoshi Micro Technology Co Ltd
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2020-10-23
Anticipated expiration: 2030-06-01

Abstract

本实用新型涉及一种防串扰Micro‑LED显示屏，包括驱动背板以及焊接在驱动背板上的多个像素结构，各所述的像素结构均包含至少一对LED芯片以及叠放在所述的LED芯片出光一侧的至少一对量子点发光材料，所述的至少一对量子点发光材料的非出光侧均设置有反射层。本实用新型是在量子点发光材料的非出光面形成反射层，从而减少量子点发光材料层的光吸收现象，消除光串扰，提高出光效率，尤其适用于量子点发光材料高度大于5微米的显示屏结构。

Description

一种防串扰Micro-LED显示屏

技术领域

本实用新型属于微显示技术领域，特别涉及一种Micro-LED显示屏。

背景技术

随着VR/AR（虚拟现实/增强现实）产业的迅速发展使得适用于VR/AR的显示器迎来了一个高速增长期。有鉴于VR/AR系统目前多以头戴式设备实现，因此适合于这些设备的显示必须是微显示芯片，一般对角线尺寸在1英寸以内，大多是在0.6-0.7英寸。目前的微显示芯片包括了LCOS、Micro-OLED以及Micro-LED三种，然而在面对AR应用时，LCOS和Micro-OLED芯片的亮度还难以达到实际需求，因此适用于AR系统的显示芯片将主要以Micro-LED微显示芯片为主。Micro-LED即LED微缩技术，是指将传统LED阵列化、微缩化后定址巨量转移到电路基板上，形成超小间距LED，将毫米级别的LED长度进一步微缩到微米级，以达到超高像素、超高解析率，理论上能够适应各种尺寸屏幕的技术。

随着像素的进一步缩小，LED微显示屏像素之间的光串扰现象变得尤为严重，在单色显示屏体里，这一问题的严重性可由在LED像素外部生长反光层来降低和缓解，然而，当前Micro-LED微显示实现彩色化方法之一是采用蓝光LED加红绿量子点QD的方法，在这种显示屏当中，为了达到较好的光转化效率，QD材料往往会超过5μm，这种情况下，存在着在QD层发生光串扰的问题，虽然可以采用BM（Black Matrix黑色遮光）材料消除这一问题（见US2018/0233537 Al），然而出光效率却会大幅下降。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种出光效率高的防串扰微显示屏。

为了实现上述实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种防串扰Micro-LED显示屏，包括驱动背板以及焊接在所述的驱动背板上的多个像素结构，各所述的像素结构均包含至少一对LED芯片以及叠放在所述的LED芯片出光一侧的至少一对量子点发光材料，所述的至少一对量子点发光材料的非出光侧均设置有反射层。

优选的，所述的LED芯片表面依次设置有LED绝缘层、光阻挡层和平坦化层，所述的光阻挡层布置在所述的LED芯片的非出光面上。

优选的，所述的LED芯片与所述的量子点发光材料之间还设有层间绝缘层。所述的层间绝缘层（16）选自SiO₂、SiN、Al₂O₃等绝缘材料，透光率≥90%。

优选的，所述的量子点发光材料的非出光侧侧依次设置有绝缘层、所述的反射层和量子井绝缘层。

进一步的，所述的至少一对量子点发光材料的出光面形成有保护绝缘层。

优选的，所述的量子井绝缘层选自SiO₂、SiN和Al₂O₃中的一种。

进一步的，所述的反射层为金属反射层。

优选的，所述的金属反射层的材料是Ag、Al、Ti材料中的一种

优选的，所述的反射层的厚度≤500nm，可见光反射率≥80%。

本实用新型与现有技术相比获得如下有益效果：本实用新型能够有效减少量子点发光材料层的光吸收现象，消除光串扰，提高出光效率，尤其适用于量子点发光材料高度大于5微米的显示屏结构。

附图说明

附图1为现有技术中的微显示屏的出光结构示意图；

附图2-附图12为本实用新型的Micro-LED显示屏的制造方法的步骤图；

附图13为最终获得的Micro-LED显示屏的出光结构示意图；

其中：11.衬底；12.LED芯片；13.LED绝缘层；14.光阻挡层；15.平坦化层；16.层间绝缘层；21.量子井绝缘层；22.量子井；22’量子井；23.第一量子点发光材料；24.第一反射层；25.第一绝缘层；26.第二量子点发光材料；27.第二反射层；28.第二绝缘层；30.保护绝缘层；40.驱动背板；41.绝缘层。

具体实施方式

为详细说明实用新型的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明，其中本说明书中所述的“上”、“下”位置关系分别与附图13中的上、下方对应，附图13中的上方为显示屏的出光方向，LED芯片和量子点发光材料的上表面分别为各自的出光面，相应的LED芯片的左右侧表面以及量子点发光材料的左右侧表面分别为本说明书中所述的“非出光面”。

本实施例提供了一种防串扰Micro-LED显示屏及其制造方法，附图2 至13显示了上述制造工艺的过程。图13为最终获得的成品微显示屏的一部分结构示意图，该微显示屏可在二维平面内以阵列形式向两个方向延伸，形成具有一定尺寸的Micro-LED显示屏。参照图13所示，防串扰Micro-LED显示屏，包括驱动背板40以及焊接在所述的驱动背板40上的多个像素结构100，各所述的像素结构100均包含至少一对LED芯片12以及叠放在所述的LED芯片12出光一侧的至少一对量子点发光材料，即第一量子点发光材料23和第二量子点发光材料26，各量子点发光材料23、26的非出光侧均设置有反射层24、27，即第一反射层24和第二反射层27。图13中，右侧LED示意了一种典型的出光光路，LED芯片12发出的光经LED芯片出光面进入第二量子点发光材料26，并在右侧非出光面经第二反射层27反射后重新进入第二量子点发光材料26，最终从第二量子点发光材料26的出光面出射。通过上述结构使得本实用新型能够有效减小量子点发光材料层的光吸收，提高光转化效率，同时减少光串扰现象。

本实施例当中，每个像素结构100均包含一对蓝光LED芯片12、以及受激发后发射红光的第一量子点发光材料23和受激后发射绿光的第二量子点发光材料26，本技术人员可以根据公知常识选择其他的发光组合，或者采用包含红、蓝、绿三种量子点发光材料的全彩LED像素结构。

优选的，上述反射层均为金属反射层。进一步的，上述第一反射层24和第二反射层27选用Ag、Al、Ti或上述材料的的合金材料等对可见光具有高反射率的材料，厚度为≤500nm，可见光反射率≥80%。

进一步优化的，所述的LED芯片12表面依次设置有LED绝缘层13、光阻挡层14和平坦化层15，所述的光阻挡层14布置在所述的LED芯片12的非出光面上。光阻挡层14选用对可见光反射率良好的金属材料制成，厚度≤500nm，可见光反射率≥80%，光阻挡层14能够有效减少LED芯片层的光串扰、提高出光效率。

进一步优选的，所述的LED芯片12与所述的量子点发光材料23、26之间还设有层间绝缘层16。层间绝缘层16选自SiO₂、SiN、Al₂O₃等绝缘材料，透光率大于90%。

第一量子点发光材料23的非出光侧依次设置有第一绝缘层25、第一反射层24和量子井绝缘层21。第二量子点发光材料26的非出光侧依次设置有第二绝缘层28、第二反射层27和量子井绝缘层21。量子井绝缘层21是由SiO₂、SiN、Al₂O₃等绝缘材料中的一种制成，此材料与层间绝缘层16分别选不同的材料，层间绝缘层16的目的是在刻蚀量子井绝缘层21的时候充当刻蚀阻挡层。

第一量子点发光材料23和第二量子点发光材料26的出光面均形成有保护绝缘层30，保护绝缘层30选用SiO₂、SiN、Al₂O₃等绝缘材料，透光率大于90%。

根据本实用新型的制造工艺，微显示屏的制造过程如下：

S1、参照图2，提供一衬底11，在衬底11上形成若干图形化的LED芯片12，LED芯片12的表面生长一层LED绝缘层13，在LED芯片12的非出光面设置光阻挡层14，该光阻挡层14选择对可见光具有高反射率的材料制成；

S2、参照图3、4，对所述的衬底11进行平坦化，形成平坦化层15，在平坦层15之上生长层间绝缘层16，并在所述的层间绝缘层16之上形成量子井绝缘层21；

S3、参照图5、6，在所述的量子井绝缘层21表面制作图形化且呈阵列分布的量子井22，在所述的量子井22的内壁上先后生长一反射层24和一绝缘层25；

S4、参照图7，在所述的量子井22内填充量子点发光材料23；

参照图8-11，形成绝缘层25’,重复步骤S3、S4，形成第二量子点发光材料26；

S5、参照图12，在所述的量子井绝缘层21表面形成保护绝缘层30；

S6、参照图13，提供一驱动背板40，剥离所述的衬底11，将所述的LED芯片12与所述的驱动背板40倒装压合。

在本实施例以及附图给出的实例中，Micro-LED显示屏的像素结构100包含一对LED芯片12和一对量子点发光材料，上述制造工艺当中，给出了依次形成量子井，逐次填充量子点发光材料的方法，即所述的步骤S3中，先形成一个量子井22，并形成该量子井的反射层和绝缘层，在步骤S4中，填充量子点发光材料23，然后再重复步骤S3、S4，形成新的量子井22’，然后再形成该量子井22’的反射层27和绝缘层28，最后填充量子点发光材料26，直至完成所有的量子点发光材料。该方法的优点是精度高，串扰少，出光效率高，缺点是工艺复杂，制造效率低。量子点的填充过程中需要注意不能超过量子井的上沿。

在本实用新型的其他实施例中，还可以在步骤S3中，一次形成多个量子井22、22’，同时在多个量子井中先后形成反射层和绝缘层，然后再通过步骤S4，一次或分批打印填充多个量子点发光材料23、26。该方法的优点是制成效率高，缺点是量子打印精度差和难度高。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims

1.一种防串扰Micro-LED显示屏，包括驱动背板（40）以及焊接在所述的驱动背板（40）上的多个像素结构（100），各所述的像素结构（100）均包含至少一对LED芯片（12）以及叠放在所述的LED芯片（12）出光一侧的至少一对量子点发光材料（23、26），其特征在于：所述的至少一对量子点发光材料（23、26）的非出光侧均设置有反射层（24、27）。

2.根据权利要求1所述的一种防串扰Micro-LED显示屏，其特征在于：所述的LED芯片（12）表面依次设置有LED绝缘层（13）、光阻挡层（14）和平坦化层（15），所述的光阻挡层（14）布置在所述的LED芯片（12）的非出光面上。

3.根据权利要求1所述的一种防串扰Micro-LED显示屏，其特征在于：所述的LED芯片（12）与所述的量子点发光材料（23、26）之间还设有层间绝缘层（16）。

4.根据权利要求3所述的一种防串扰Micro-LED显示屏，其特征在于：所述的层间绝缘层（16）选自SiO₂、SiN、Al₂O₃绝缘材料，透光率≥90%。

5.根据权利要求2所述的一种防串扰Micro-LED显示屏，其特征在于：所述的量子点发光材料（23、26）的非出光侧依次设置有绝缘层（25、28）、所述的反射层（24、27）和量子井绝缘层（21）。

6.根据权利要求1所述的一种防串扰Micro-LED显示屏，其特征在于：所述的至少一对量子点发光材料（23、26）的出光面形成有保护绝缘层（30）。

7.根据权利要求5所述的一种防串扰Micro-LED显示屏，其特征在于：所述的量子井绝缘层（21）选自SiO₂、SiN和Al₂O₃中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种防串扰Micro-LED显示屏，其特征在于：所述的反射层为金属反射层。

9.根据权利要求8所述的一种防串扰Micro-LED显示屏，其特征在于：所述的金属反射层的材料是Ag、Al、Ti材料中的一种。

10.根据权利要求1所述的一种防串扰Micro-LED显示屏，其特征在于：所述的反射层的厚度≤500nm，可见光反射率≥80%。