Micro-LED量子点色转化阵列制备方法

本发明涉及micro-led显示，具体提供一种micro-led量子点色转化阵列制备方法。

背景技术：

1、高像素micro-led（ppi＞2000）具有效率高、功耗低、结构简单、可靠性高的优点，是ar眼镜的理想像源。目前高像素密度micro-led采用晶圆键合工艺制备，只能实现单色显示。为了实现全彩色化显示，通常采用蓝光micro-led作为激发光源，通过红、绿双色量子点阵列将蓝光转化成红、绿光。但当一个像素单元的尺寸小于10µm时，目前制备量子点色转换阵列通常采用光刻法和喷墨打印法，但传统工艺无法完成小尺寸量子点阵列的制备，制备获得像素尺寸通常在几十微米左右。

2、光刻法由于利用光刻胶的光敏特性，将光模板的图案通过光刻胶转移到衬底上。当制备尺寸小于像素时，需要使用更短波长的光源。然而，使用更短波长的光源会导致光的衍射效应，限制了最小可达到的图案尺寸。

3、喷墨打印法是通过喷墨头将量子点溶液喷洒在衬底上来制备图案。但喷嘴尺寸通常在几十到数百微米之间，喷溅范围较大，限制了喷墨打印的最小图案尺寸，无法实现尺寸小于喷嘴直径的图案，无法满足小尺寸像素的要求。即使使用更小的喷墨头或者改变喷墨工艺，也很难做到高分辨率的喷墨打印。

技术实现思路

1、本发明为解决上述问题，提供了一种micro-led量子点色转化阵列制备方法，通过优化加工工艺，利用金属掩膜限制有效点胶区域，实现了小尺寸像素单元的制备。

2、本发明提供的micro-led量子点色转化阵列制备方法，micro-led量子点色转化阵列包括多个micro-led像素单元，每个micro-led像素单元包含量子点色转化层和micro-led光源，量子点色转化层的制备过程如下：

3、s1：提供透明基底，在透明基底的上表面涂抹光隔离结构，利用纳米压印模具将光隔离结构加工成具有n阵列凹槽的光隔离矩阵；

4、s2：提供金属掩膜，利用金属掩膜覆盖除某一阵列凹槽外的区域；

5、s3：提供量子点胶液，通过喷墨打印技术将量子点胶液填充入未被覆盖的阵列凹槽内；

6、s4：量子点胶液固化后，除去金属掩膜，获得子像素。

7、优选的，透明基底的材质为玻璃、亚克力板或石英。

8、优选的，光隔离结构的材料包括金属膜、硅胶和/或纳米颗粒。

9、优选的，量子点胶液包括量子点和液体胶，量子点为镉系量子点、inp量子点、pbs量子点、钙钛矿量子点或碳量子点；液体胶为紫外固化胶或热固化胶。

10、优选的，通过加热、紫外固化或静置的方式实现量子点胶液的固化。

11、优选的，n≥2，光隔离矩阵中至少有一个阵列凹槽中填充量子点胶液，至少有一个阵列凹槽中未填充量子点胶液。

12、优选的，n=3，光隔离矩阵的第一阵列凹槽中填充红色的量子点胶液，光隔离矩阵的第二阵列凹槽中填充绿色的量子点胶液，发光单元的第三阵列中未填充量子点胶液。

13、优选的，还包括：将点色转化层的量子点胶液对准micro-led光源，即可获得三阵列micro-led像素单元。

14、优选的，micro-led光源采用蓝光micro-led。

15、与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：

16、本发明利用精密金属掩膜(fmm)覆盖非目标子像素的方法，结合喷墨打印技术将量子点胶液填充到指定的目标子像素中，通过精密金属掩膜限制有效点胶区域，获得小尺寸像素。本发明有效克服了目前全彩色化显示中单个像素单元尺寸过大的问题，避免了像素尺寸受限于喷嘴尺寸的问题，使像素单元尺寸降低至10微米以下，提高了micro-led的像素分辨率。

技术特征：

1.一种micro-led量子点色转化阵列制备方法，micro-led量子点色转化阵列包括多个micro-led像素单元，每个micro-led像素单元包含量子点色转化层和micro-led光源，其特征在于，量子点色转化层的制备过程如下：

2.如权利要求1所述的micro-led量子点色转化阵列制备方法，其特征在于，所述透明基底的材质为玻璃、亚克力板或石英。

3.如权利要求1所述的micro-led量子点色转化阵列制备方法，其特征在于，光隔离结构的材料包括金属膜、硅胶和/或纳米颗粒。

4.如权利要求1所述的micro-led量子点色转化阵列制备方法，其特征在于，所述量子点胶液包括量子点和液体胶，量子点为镉系量子点、inp量子点、pbs量子点、钙钛矿量子点或碳量子点；液体胶为紫外固化胶或热固化胶。

5.如权利要求4所述的micro-led量子点色转化阵列制备方法，其特征在于，通过加热、紫外固化或静置的方式实现所述量子点胶液的固化。

6.如权利要求1所述的micro-led量子点色转化阵列制备方法，其特征在于，n≥2，光隔离矩阵中至少有一个阵列凹槽中填充所述量子点胶液，至少有一个阵列凹槽中未填充所述量子点胶液。

7.如权利要求6所述的micro-led量子点色转化阵列制备方法，其特征在于，n=3，光隔离矩阵的第一阵列凹槽中填充红色的量子点胶液，光隔离矩阵的第二阵列凹槽中填充绿色的量子点胶液，发光单元的第三阵列中未填充量子点胶液。

8.如权利要求7所述的micro-led量子点色转化阵列制备方法，其特征在于，还包括：将点色转化层的量子点胶液对准micro-led光源，即可获得三阵列micro-led像素单元。

9.如权利要求8所述的micro-led量子点色转化阵列制备方法，其特征在于，micro-led光源采用蓝光micro-led。

技术总结
本发明涉及Micro‑LED显示技术领域，具体提供一种Micro‑LED量子点色转化阵列制备方法，Micro‑LED量子点色转化阵列包括多个Micro‑LED像素单元，每个Micro‑LED像素单元包含量子点色转化层和Micro‑LED光源，对于每个量子点色转化层，通过在透明基底上制备具有N阵列凹槽的光隔离矩阵，利用金属掩膜覆盖除目标阵列凹槽外的区域，通过喷墨打印技术将量子点胶液填充入未被覆盖的阵列凹槽内，量子点胶液固化后获得子像素。本发明利用精密金属掩膜覆盖非目标子像素的方法，结合喷墨打印技术将量子点胶液填充到指定的目标子像素中，通过精密金属掩膜限制有效点胶区域，获得小尺寸像素。

技术研发人员：陶金,孟德佳
受保护的技术使用者：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15