CN218918934U - 一种量子点材料像素图形化结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种量子点材料像素图形化结构，包括衬底，衬底上方设有若干蓝色发光区，各蓝色发光区之间通过介质层填充，在介质层对应2/3的蓝色发光区制备深孔，深孔中分别填充绿色量子点材料和红色量子点材料构成量子点发光区；量子点发光区和介质层的上方设有无机封装层，绿色量子点材料和红色量子点材料对应的无机封装层处上方分别设有绿色过滤层和红色过滤层，无机封装层上方设有红绿蓝三像素之间阻隔的光学阻挡层。本实用新型在介质层制作深孔，使得平面厚度较薄的量子点材料能实现足够厚度的量子点发光层，保持较高的图形化分辨率和较高的量子点色转换率，通过无机封装层保护量子点材料，稳定制备色彩过滤层，降低漏光对色纯度的影响。
Description
技术领域
本实用新型属于量子点像素图形化制备技术领域，具体涉及一种量子点材料像素图形化结构。
背景技术
GaN基LED在照明领域已实现大批量应用，正在向显示领域快速拓展，目前miniLED技术已具备量产条件，但microLED特别是10um以下像素尺寸的LED全彩显示技术仍有较大的工艺难题。业内正在开发多种10um像素LED全彩显示技术，利用量子点的色转换技术是其中一个重要方向。量子点色转换技术在大尺寸全彩显示方面已有成熟应用，但在10um以下像素尺寸上存在各种问题，喷墨打印技术难以在该尺寸上实现稳定控制，光刻技术足以实现该尺寸，但面临量子点材料粒径减小、厚度不足等导致的色转换率低、漏光等问题，无法制备较高亮度和色域的全彩显示器件。
实用新型内容
技术目的：针对现有技术中量子点材料微小像素化面临的图形化分辨率低、色转换率低和漏光等问题，本实用新型公开了一种量子点材料像素图形化结构，通过在介质层制作深孔，使得平面厚度较薄的量子点材料能实现足够厚度的量子点发光层，保持较高的图形化分辨率和较高的量子点色转换率，并通过无机封装层对量子点材料进行有效保护，以稳定制备色彩过滤层，降低漏光对色纯度的影响。
技术方案：为了实现上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案。
一种量子点材料像素图形化结构，包括衬底，所述衬底上方设有若干蓝色发光区，各蓝色发光区之间物理隔离，并通过介质层填充，在介质层对应2/3的蓝色发光区制备深孔，深孔中分别填充绿色量子点材料和红色量子点材料构成量子点发光区，所述量子点发光区用于通过色彩转化分别形成绿色色素和红色色素；量子点发光区和介质层的上方设有无机封装层，绿色量子点材料和红色量子点材料对应的无机封装层处上方分别设有绿色过滤层和红色过滤层，无机封装层上方设有红绿蓝三像素之间阻隔的光学阻挡层。
优选地，所述衬底采用硅片驱动衬底；所述介质层上表面与衬底平行，并高于蓝色发光区；所述量子点发光区上表面高于介质层。
优选地，所述蓝色发光区为氮化镓LED发光，发光区大小在1～20um之间。
优选地，所述介质层采用有机材料或无机材料，采用旋涂、蒸发或化学气相淀积方式制备，其厚度范围为1～20um。
优选地，单个量子点发光区的尺寸与单个蓝色发光区相当，采用光刻有机材料、湿法刻蚀或干法刻蚀方法形成深孔，量子点材料采用溶液或胶体承载的方式通过喷墨打印、旋涂、喷涂或浸泡方式灌入。
优选地，绿色量子点发光区和红色量子点发光区分两次分别制备，量子点采用隔系、钙钛矿或磷化铟。
优选地，所述无机封装层采用蒸发、化学气相淀积或原子层淀积方法制备，成分包含硅的氮化物、硅的氧化物、铝的氧化物等透明材料，其厚度范围为0～2um。
优选地，所述光学阻挡层采用光学吸收材料制备，用于阻止任何颜色的光透过，对像素之间的色光串扰进行阻挡，图形定义采用光刻或喷墨打印工艺完成，线宽范围为0.5～10um，厚度范围为1～20um。
优选地，所述红色过滤层采用红色彩胶制备，图形定义采用光刻或喷墨打印工艺完成，线宽范围为1～20um，厚度范围为1～10um。
优选地，所述绿色过滤层采用绿色彩胶制备，图形定义采用光刻或喷墨打印工艺完成，线宽范围为1～20um，厚度范围为1～10um。
有益效果：本实用新型通过在介质层制作深孔，使得平面厚度较薄的量子点材料能实现足够厚度的量子点发光层，保持较高的图形化分辨率和较高的量子点色转换率，并通过无机封装层对量子点材料进行有效保护，以稳定制备色彩过滤层，降低漏光对色纯度的影响。
附图说明
图1是本实用新型的介质深孔制作过程示意图；
图2是本实用新型的量子点材料图形化制作过程示意图；
图3是本实用新型的量子点材料像素图形化结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的一种量子点材料像素图形化结构作更进一步的解释和说明。
如附图3所示，一种量子点材料像素图形化结构，包括：衬底1，所述衬底1上方设有若干蓝色发光区2，各蓝色发光区2之间物理隔离，并通过介质层3填充，在介质层3对应2/3的蓝色发光区2制备深孔，使得相邻的三个蓝色发光区2最后制备完成后红绿蓝三种颜色各一个，深孔中分别填充绿色量子点材料和红色量子点材料构成量子点发光区4，深孔的厚度范围为0.5um-5um；所述量子点发光区4用于通过色彩转化分别形成绿色色素和红色色素；量子点发光区4和介质层3的上方设有无机封装层6，绿色量子点材料和红色量子点材料对应的无机封装层6处上方分别设有绿色过滤层8和红色过滤层5，无机封装层6上方设有红绿蓝三像素之间阻隔的光学阻挡层7。
所述衬底1采用硅片驱动衬底；所述介质层3上表面与衬底1平行，并高于蓝色发光区2；所述量子点发光区4上表面高于介质层3；
所述蓝色发光区2为氮化镓LED发光，发光区直径大小在1-3um之间。
所述介质层3采用有机材料或无机材料，采用旋涂、蒸发或化学气相淀积方式制备，其厚度范围为0.5-5um。
所述单个量子点发光区4的尺寸与单个蓝色发光区2相同，二者之间容许有一定的误差，采用光刻有机材料、湿法刻蚀或干法刻蚀方法形成深孔，量子点材料采用溶液或胶体承载的方式通过喷墨打印、旋涂、喷涂或浸泡方式灌入，量子点图形定义可采用直接光刻或掩膜去除的办法来完成，非像素区不需要的地方，如蓝光像素点区域可用干法刻蚀、湿法腐蚀等方式去除。
绿色量子点发光区和红色量子点发光区分两次分别制备，量子点采用隔系、钙钛矿或磷化铟。
所述无机封装层6采用蒸发、化学气相淀积或原子层淀积方法制备，成分包含硅的氮化物、硅的氧化物、铝的氧化物等透明材料，其厚度范围为0～2um。
所述光学阻挡层7采用光学吸收材料制备，用于阻止任何颜色的光透过，对像素之间的色光串扰进行阻挡，图形定义采用光刻或喷墨打印工艺完成，线宽范围为0.5～10um，厚度范围为1～20um。
所述红色过滤层5采用红色彩胶制备，允许多数红色光透过，大量吸收其他色光，图形定义采用光刻或喷墨打印工艺完成，线宽范围为1～20um，厚度范围为1～10um。
所述绿色过滤层8采用绿色彩胶制备，允许多数绿色光透过，大量吸收其他色光，图形定义采用光刻或喷墨打印工艺完成，线宽范围为1～20um，厚度范围为1～10um。
本实用新型通过在介质层制作深孔，使得平面厚度较薄的量子点材料能实现足够厚度的量子点发光层，保持较高的图形化分辨率和较高的量子点色转换率，并通过无机封装层对量子点材料进行有效保护，以稳定制备色彩过滤层，降低漏光对色纯度的影响。
如附图1所示，本实用新型的一种量子点材料像素图形化结构，其制备过程包含介质深孔的制作，该介质可采用有机介质，也可采用无机介质，厚度在1～20um之间，深孔宽度与蓝色发光区尺寸相当，可适当微调。深孔的宽度比较小，用光刻的方法来定义，其主要步骤如下：
（一）介质的生长：蓝色发光区完成后生长介质，如果是有机介质可采用旋涂、喷涂、喷墨打印、蒸发等方法完成；如果是无机介质，可采用化学气相淀积、蒸发等方法完成。
（二）深孔光刻：在介质层上方涂胶，依据介质去除工艺的选择比确定光刻胶厚度，兼顾图形分辨率，曝光时光刻胶去除位置控制在蓝色发光区上方，综合考虑套刻精度与工艺容差，曝光后用相应的显影液去除开窗处的光刻胶。
（三）介质去除：依据线宽控制要求，选择合适的去除工艺，可采用湿法蚀刻、干法刻蚀、离子束刻蚀等方法，要求去除干净，并确保蓝色发光区无较大损伤。
（四）光刻胶去除：介质去除完成后，将介质上方的光刻胶用湿法溶解或等离子体灰化等办法去除，要求该去除工艺不可对介质有明显损伤或破坏。
如附图2所示，本实用新型的一种量子点材料像素图形化结构，其制备过程包括量子点材料的图形化制作，该量子点材料可采用溶液或胶体承载，结合介质深孔厚度调整量子点材料的粘度和覆盖厚度，确保较高的光学转换效率。如果量子点材料具备光敏特性，可通过直接光刻来完成图形化制备，如果无光敏特性，可在其上制作掩膜，用其他的去除方法来完成图形化制备。其主要步骤如下：
（一）量子点材料的覆盖与填充：调配合适的量子点材料粘度，采用喷墨打印、旋涂、喷涂、浸泡等方式覆盖，优化覆盖工艺条件，确保介质深孔内完整填充，无明显空洞。
（二）量子点材料的图形化：用直接光刻或掩膜去除的方法将非转换区域的量子点材料去除。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实用新型未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种量子点材料像素图形化结构，其特征在于，包括衬底（1），所述衬底（1）上方设有若干蓝色发光区（2），各蓝色发光区（2）之间物理隔离，并通过介质层（3）填充，在介质层（3）对应2/3的蓝色发光区（2）制备深孔，深孔中分别填充绿色量子点材料和红色量子点材料构成量子点发光区（4），所述量子点发光区（4）用于通过色彩转化分别形成绿色色素和红色色素；量子点发光区（4）和介质层（3）的上方设有无机封装层（6），绿色量子点材料和红色量子点材料对应的无机封装层（6）处上方分别设有绿色过滤层（8）和红色过滤层（5），无机封装层（6）上方设有红绿蓝三像素之间阻隔的光学阻挡层（7）。
2.根据权利要求1所述的一种量子点材料像素图形化结构，其特征在于，所述衬底（1）采用硅片驱动衬底；所述介质层（3）上表面与衬底（1）平行，并高于蓝色发光区（2）；所述量子点发光区（4）上表面高于介质层（3）。
3.根据权利要求1所述的一种量子点材料像素图形化结构，其特征在于，所述蓝色发光区（2）为氮化镓LED发光，发光区大小在1～20um之间。
4.根据权利要求1所述的一种量子点材料像素图形化结构，其特征在于，所述介质层（3）采用有机材料或无机材料，采用旋涂、蒸发或化学气相淀积方式制备，其厚度范围为1～20um。
5.根据权利要求1所述的一种量子点材料像素图形化结构，其特征在于，单个量子点发光区（4）的尺寸与单个蓝色发光区（2）相当，采用光刻有机材料、湿法刻蚀或干法刻蚀方法形成深孔，量子点材料采用溶液或胶体承载的方式通过喷墨打印、旋涂、喷涂或浸泡方式灌入。
6.根据权利要求1所述的一种量子点材料像素图形化结构，其特征在于，绿色量子点发光区和红色量子点发光区分两次分别制备，量子点采用隔系、钙钛矿或磷化铟。
7.根据权利要求1所述的一种量子点材料像素图形化结构，其特征在于，所述无机封装层（6）采用蒸发、化学气相淀积或原子层淀积方法制备，其厚度范围为0～2um。
8.根据权利要求1所述的一种量子点材料像素图形化结构，其特征在于，所述光学阻挡层（7）采用光学吸收材料制备，用于阻止任何颜色的光透过，对像素之间的色光串扰进行阻挡，图形定义采用光刻或喷墨打印工艺完成，线宽范围为0.5～10um，厚度范围为1～20um。
9.根据权利要求1所述的一种量子点材料像素图形化结构，其特征在于，所述红色过滤层（5）采用红色彩胶制备，图形定义采用光刻或喷墨打印工艺完成，线宽范围为1～20um，厚度范围为1～10um。
10.根据权利要求1所述的一种量子点材料像素图形化结构，其特征在于，所述绿色过滤层（8）采用绿色彩胶制备，图形定义采用光刻或喷墨打印工艺完成，线宽范围为1～20um，厚度范围为1～10um。
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2022
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