一种颜色转换结构的制备方法与一种新型黑胶与流程

1.本发明涉及发光技术领域，尤其涉及一种颜色转换结构的制备方法与一种新型黑胶。


背景技术：

2.在发光技术领域中，利用微型led结构实现rgb全彩化显示，一般有两种技术路线，一种是通过r/g/b不同颜色的led芯片进行排列组合实现；另外一种是利用蓝光芯片或紫光芯片激发量子点，通过量子点材料进行色彩的转换。
3.对于利用量子点材料进行色彩转换的方案，存在光串扰问题，显示效果不佳。


技术实现要素：

4.基于此，本发明提供一种颜色转换结构的制备方法与一种新型黑胶。
5.为此，一种实施例中提供了一种颜色转换结构的制备方法，包括如下步骤：
6.制备填充模板：在基板上覆盖一层第一掩膜，从第一掩膜的顶部至其底部进行蚀刻处理为多个台面结构，得到填充模板；
7.制备填充围坝：在基板上的设定位置制作填充围坝；
8.涂布消光材料：对设置有所述填充模板和所述填充围坝的基板涂布消光材料，得到第一板材；
9.剥离填充模板：对所述第一板材上的填充模板进行剥离，得到第二板材；
10.其中，所述设定位置表征所述基板上围绕所述多个台面结构的位置；所述填充围坝为设定厚度的第二掩膜，且填充围坝的上表面高于填充模板的上表面；所述消光材料的上表面高于或等于填充模板的上表面。
11.作为本发明一种颜色转换结构的制备方法的进一步实施方式，所述消光材料为深色光阻材料，所述第一掩膜为与所述深色光阻材料的极性相反的光阻材料；
12.在所述剥离填充模板步骤中，采用与所述第一掩膜的极性相同的剥离液对所述第一板材上的填充模板进行剥离，得到第二板材。
13.作为本发明一种颜色转换结构的制备方法的进一步实施方式，在涂布消光材料步骤中包括先后进行的第一次涂布消光材料和第二次涂布消光材料，第一次涂布消光材料后进行第一次烘烤，经第一次烘烤后第二次涂布消光材料，得到第一板材。
14.作为本发明一种颜色转换结构的制备方法的进一步实施方式，所述制备填充围坝步骤中填充围坝的上表面高于所述涂布消光材料步骤中消光材料的上表面，所述涂布消光材料步骤中消光材料的上表面高于所述制备填充模板步骤中填充模板的上表面。
15.作为本发明一种颜色转换结构的制备方法的进一步实施方式，所述第一掩膜和所述第二掩膜为同种材料，且所述制备填充模板步骤和所述填充围坝步骤同时进行。
16.作为本发明一种颜色转换结构的制备方法的进一步实施方式，在所述剥离填充模板步骤之后，所述方法还包括：
17.剥离填充围坝：对所述第一板材上的填充围坝进行剥离。
18.作为本发明一种颜色转换结构的制备方法的进一步实施方式，在所述剥离填充模板步骤之后，所述方法还包括：
19.填充量子点材料：在剥离填充模板所在的位置处填充量子点材料。
20.一种实施例中提供了根据上述任意一项所述的一种颜色转换结构的制备方法制备的颜色转换结构。
21.一种实施例中提供了一种新型黑胶，所述新型黑胶可使用在上述任意一项中，以作为消光材料，所述新型黑胶为bm黑胶与透明光刻胶混合所得；
22.所述bm黑胶的光密度范围为4od～10od，所述bm黑胶在所述新型黑胶中占比范围为1％～15％，所述透明光刻胶的涂覆厚度范围为10um～50um，从而使得混合后所述新型黑胶的涂覆厚度范围为5um～30um。
23.作为本发明一种新型黑胶的进一步实施方式，所述透明光刻胶为正性光刻胶。
24.实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
25.本发明公开了一种颜色转换结构的制备方法，制备填充模板：在基板上覆盖一层第一掩膜，从第一掩膜的顶部至其底部进行蚀刻处理为多个台面结构，得到填充模板；制备填充围坝：在基板上的设定位置制作填充围坝；涂布消光材料：对设置有填充模板和填充围坝的基板涂布消光材料，得到第一板材；剥离填充模板：对第一板材上的填充模板进行剥离，得到第二板材；其中，设定位置表征基板上围绕多个台面结构的位置；填充围坝为设定厚度的第二掩膜，且填充围坝的上表面高于填充模板的上表面；消光材料的上表面高于或等于填充模板的上表面。通过首先制作出填充模板以及填充围坝，再在其上涂布消光材料，消光材料能够在其中进行固化，因而利用粘度较低的消光材料也能够制作更厚的挡墙，从而改善光串扰的问题，进而提高显示效果。
26.本发明公开了一种新型黑胶，新型黑胶为bm黑胶与透明光刻胶混合所得，混合后所形成的新型黑胶粘度较高，可以形成较厚的薄膜，以作为颜色转换结构的制备方法中的消光材料。与相关技术相比，本发明所公开的一种颜色转换结构的制备方法与一种新型黑胶能够实现制作更厚挡墙的目的，以及提供一种能够形成厚膜的新型黑胶。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.其中：
29.图1示出了根据本发明实施例所提供的一种颜色转换结构的制备方法的步骤流程图。
30.图2示出了如图1所示步骤s10所得填充模板的示意图。
31.图3示出了如图1所示步骤s20所得填充围坝的示意图。
32.图4示出了如图1所示步骤s30中涂布消光材料后填充围坝的示意图。
33.图5示出了如图1所示步骤s30所得第一板材的示意图。
34.图6示出了以光刻正胶作为填充模板和填充围坝、bm负胶作为消光材料时进行光刻前的示意图。
35.图7示出了如图6所示光刻后的示意图。
36.图8示出了如图1所示步骤s40所得第二板材的示意图。
37.附图标记：
38.1-基板，2-填充模板，3-填充区，4-非填充区，5-填充围坝，6-消光材料，7-硅片，8-消光挡墙。
具体实施方式
39.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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
40.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。
41.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
42.本技术的发明人发现，对于利用量子点材料进行色彩转换的方案，不同颜色量子点材料之间存在光相互串扰的问题，简称光串扰问题。在制作量子点阵列片时，可以采用bm黑胶等消光材料在量子点之间形成的挡墙，从而把光遮挡或者光吸收，进而改善光串扰现象。在微型led结构制作工艺中，需要用量子点材料进行色彩转换。为防止光串扰问题，需在各像素间制作膜厚10um以上的高od值(光密度)的挡墙。而bm黑胶是一种深色光刻胶，利用bm黑胶可以制成上述挡墙，起到遮光、吸光作用，从而改善rgb之间相互混色，进而增强色彩对比性。bm黑胶的厚度与遮光的效果呈正相关，越厚遮光效果越好，可是bm黑胶由于本身吸光的特性，黑胶达到一定的厚度之后，难以完全一次性光刻开，需要借助icp蚀刻等方法进行开孔，工序复杂且蚀刻出来的阵列不规则，量子点打印困难。相关技术中彩色化方案可以通过color filter(彩色滤色片)图案实现，rgb间bm黑胶在1.5um左右，因黑胶粘度较低，黑胶工艺无法将低线宽图案制作到10um以上，只能做到3um以下。全彩化显示中需要更厚的遮光挡墙去解决量子点之间光串扰的问题，为突破这个难题，生产bm黑胶的材料公司从组成材料以及配比进行了更换或是调整，但是仍然存在无法做厚问题。
43.在本发明实施例中，请参考图1，本发明公开了一种颜色转换结构的制备方法，包括如下步骤：
44.s10：制备填充模板：在基板上覆盖一层第一掩膜，从第一掩膜的顶部至其底部进行蚀刻处理为多个台面结构，得到填充模板；
45.s20：制备填充围坝：在基板上的设定位置制作填充围坝；
46.s30：涂布消光材料：对设置有填充模板和填充围坝的基板涂布消光材料，得到第一板材；
47.s40：剥离填充模板：对第一板材上的填充模板进行剥离，得到第二板材；
48.其中，设定位置表征基板上围绕多个台面结构的位置；填充围坝为设定厚度的第二掩膜，且填充围坝的上表面高于填充模板的上表面；消光材料的上表面高于或等于填充模板的上表面。
49.通过首先制作出填充模板以及填充围坝，再在其上涂布消光材料，由于消光材料能够在其中进行固化，因此粘度较低的消光材料也能够形成厚膜，从而防止光串扰的问题。其中，可以是先制备填充模板，再制备填充围坝；也可以是先制备填充围坝，再制备填充模板；还可以是在一道工艺中同时制备填充模板和填充围坝。与相关技术相比，本发明所公开的一种颜色转换结构的制备方法能够制作厚度更大的挡墙。
50.在一些实施例中，使用的消光材料6的粘度较低，在形成3um或以上的厚膜时存在形貌等方面的性能不佳，本发明的一些实施例通过将bm黑胶与透明光刻胶混合得到新型黑胶，混合后所形成的新型黑胶粘度较高，可以形成较厚的薄膜，这样，作为本发明各颜色转换结构的制备方法中的消光材料使用，能够制作出填充模板2以及填充围坝5的消光材料6厚膜。
51.以下将以正胶作为填充模板2和填充围坝5，以及bm负胶作为消光材料6为例，详细说明本发明所公开的一种颜色转换结构的制备方法的具体步骤。
52.需要说明的是，在经过s40步骤后所残留的消光材料6形成消光挡墙8，其中消光挡墙8所处的位置为填充区，填充模板2所处的位置的非填充区。
53.请参考图2，在s10制备填充模板2步骤中，首先在基板1上涂覆具有一定厚度的正胶，其中基板1可以是玻璃基板或硅板等材料，涂覆的方式可以为旋涂，以获得更加平滑均匀的表面，也可以让正胶自流平从而形成平滑均匀的表面。需要说明的是，可以根据具体制作消光挡墙8的厚度设置涂覆正胶的厚度。
54.请参考图5，优选的，在地势平坦的基板上涂覆正胶时，涂覆正胶的厚度略小于需要制作出的消光挡墙8的厚度，例如，可以将涂覆正胶的厚度设置为需要制作出的消光挡墙8的厚度的0.9倍，此时由于消光材料6有更多的部分处于填充模板2中，从而使得消光挡墙8的精度更高；同时还能够在下述去除非填充区4厚度方向上消光材料6时进行光刻的时间更短，请参考图6。
55.在步骤s10中，光刻时需要从正胶的顶部光刻到底部，也就是基板1的填充区3上尽量少地残留有正胶，若是残留有正胶，在步骤s30涂布消光材料6时会将消光材料6涂布在残留的正胶上，从而导致在步骤s40中使用剥离液剥离正胶时会将在填充区内的消光材料6一同去除。
56.请参考图3和图4，在步骤s20制备填充围坝5中，在基板1周围通过正胶制作填充围坝5，填充围坝5的上表面高于填充模板2的上表面，这是由于消光材料6粘性较差，具有流动性，需要制作一定高度填充围坝5将消光材料6限制在基板1上，若是没有填充围坝5，则最外层的消光挡墙8就无法形成，同时也无法在步骤s30中使得消光材料6的厚度不小于填充模板2的厚度。具体的说，请参考图3，其中的序号7表示衬底，可以为硅片或其他材料，图中为
硅片7的俯视图，在同一块硅片7上能够制作很多个基底。其中，可以在基底的周围以及硅片7的边缘区域制备填充围坝5，从而改善消光材料6流出，减少消光材料6的用量，提高消光材料的利用率。
57.优选的，请参考图5，考虑到消光材料6为流体，若是消光材料6的上表面低于填充模板2的上表面，则在涂布过程中有极大的可能涂布在每个填充区3中的厚度均不一致。在步骤s30涂布消光材料6中，消光材料6的厚度使得消光材料的上表面高于或平齐于填充模板2的上表面，这样，能够改善消光材料6膜层的质量，从而提高颜色转换结构的质量。
58.需要说明的是，根据颜色转换结构的具体结构设置，设置消光材料的区域可能设置有其他膜层，此时消光材料6的膜厚可能等于或小于填充模板2的膜厚。
59.在涂布消光材料6后，还可以保持水平静置，使基板1上的消光材料6自流平，获得较为平滑均匀的厚度，提高颜色转换结构的质量。
60.在步骤s40第二光刻中，由于消光材料6的厚度不小于填充模板2的厚度，因此在具体操作中填充模板2上往往也会具有消光材料6，因此需要通过光刻对填充模板2上的消光材料6进行去除。
61.在一些实施例中，消光材料为深色光阻材料，第一掩膜为与深色光阻材料的极性相反的光阻材料；
62.在剥离填充模板步骤中，采用与第一掩膜的极性相同的剥离液对第一板材上的填充模板进行剥离，得到第二板材。
63.请参考图7和图8，在步骤s40中，例如，若填充模板2和填充围坝5均为正胶，深色光阻材料为与第一掩膜极性相反的负胶，可以使用正胶剥离液同时去除填充模板2和填充围坝5，从而节约工艺制程，降低制备颜色转换结构的成本。需要说明的是，正胶剥离液不会对bm负胶产生剥离作用，而只会对正胶起到剥离的作用。
64.在一些实施例中，在涂布消光材料步骤中包括先后进行的第一次涂布消光材料和第二次涂布消光材料，第一次涂布消光材料后进行第一次烘烤，经第一次烘烤后第二次涂布消光材料，得到第一板材。
65.在涂布消光材料6步骤中包括先后进行的第一次涂布消光材料6和第二次涂布消光材料6，第一次涂布消光材料6后进行第一次烘烤，使第一次滴入的消光材料6轻微固化，轻微固化后第二次涂布消光材料6。相较于一次涂布bm黑胶，通过至少两次涂布bm黑胶，能够改善黑胶膜层制备过程中因涂布等因素导致的膜厚不均匀现象，从而使得消光材料6表面膜厚均匀，提高颜色转换结构的质量。
66.需要说明的是，步骤s30包括第一次涂布消光材料6以及第二次涂布消光材料6，通过两次涂布黑胶的过程可以使得消光材料6在基板1上更加稳固，同时制作出来的消光挡墙8质量更高，效果更佳。
67.在一些实施例中，在第二次涂布消光材料6后进行第二次烘烤，对第一次和第二次涂布的消光材料6进行固烤。
68.其中，在第二次涂布消光材料6后需要进行第二次烘烤，此次是为了对消光材料6进行固烤。
69.在一些实施例中，在s40步骤中去除填充模板2后对第五板材进行第三次烘烤，从而使得第五板材上的消光材料6硬化。
70.具体的说，在步骤s40后需要对第五板材进行第三次烘烤，此次烘烤是为了是消光材料6硬化。
71.在一些实施例中，制备填充围坝步骤中填充围坝的上表面高于涂布消光材料步骤中消光材料的上表面，涂布消光材料步骤中消光材料的上表面高于制备填充模板步骤中填充模板的上表面。
72.优选的，填充围坝5的厚度大于涂布消光材料6的厚度，涂布消光材料6的厚度大于填充模板2的厚度，这样能够使得消光材料6不会流到填充围坝5之外，从而污染设备。
73.在一些实施例中，第一掩膜和第二掩膜为同种材料，且制备填充模板步骤和填充围坝步骤同时进行。
74.其中，第一掩膜和第二掩膜为同种材料可以优化加工工艺，使得不需要使用不同的方式分别去除第一掩膜以及第二掩膜。
75.在一些实施例中，在剥离填充模板步骤之后，方法还包括：
76.剥离填充围坝：对第一板材上的填充围坝进行剥离。
77.需要说明的是，在剥离填充模板后还需对填充围坝进行剥离。
78.在一些实施例中，在剥离填充模板步骤之后，方法还包括：
79.填充量子点材料：在剥离填充模板所在的位置处填充量子点材料。
80.需要说明的是，在剥离填充模板后还需在剥离填充模板所在的位置处填充量子点材料。
81.本发明公开了一种根据上述中任意一项的颜色转换结构的制备方法制备的颜色转换结构。
82.在一些实施例中，涂布消光材料6步骤中可以通过涂布机、喷胶机或滴涂机对消光材料6的流量进行控制，从而控制涂布消光材料6的厚度。
83.其中，涂布消光材料6步骤中可以通过涂布机、喷胶机或滴涂机对消光材料6的流量进行控制。显而易见的，在步骤s10中，涂覆正胶时也可以通过涂布机、喷胶机或滴涂机对正胶的流量进行控制。
84.在本发明实施例中，本发明公开了一种新型黑胶，新型黑胶可使用在上述任意一项颜色转换结构的制备方法中，以作为消光材料，新型黑胶为bm黑胶与透明光刻胶混合所得；
85.在一些实施例中，bm黑胶的光密度范围可以为4od～10od，bm黑胶在新型黑胶中占比范围可以为1％～15％，透明光刻胶的涂覆厚度范围可以为10um～50um，从而使得混合后新型黑胶的涂覆厚度范围可以为5um～30um。其中od为光密度，也可以称为吸光度。
86.本发明公开了一种新型黑胶，通过将满足上述条件的bm黑胶和透明光刻胶混合所得，所得到的光刻胶呈偏灰色，具有遮光效果，且能够提升bm黑胶粘度，提升涂覆薄膜厚度，从而获得更好的显示效果。
87.在一些实施例中，透明光刻胶为正性光刻胶。
88.本发明公开了一种显示装置，包括上述的微型led结构。
89.该显示装置可应用于电子设备，以实现增强现实(augmented reality，ar)、虚拟现实(virtual reality，vr)、混合现实(mixed reality，mr)等技术。例如，该显示装置可以是电子设备的投影部分，例如投影仪、抬头显示(head up display，hud)等；又例如，该显示
装置也可以是电子设备的显示部分，例如该电子设备可以包括：智能手机、智能手表、笔记本电脑、平板电脑、行车记录仪、导航仪、头戴式设备等任何具有显示屏的设备。
90.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。