MicroLED结构及其制备方法与流程
未命名
07-27
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micro led结构及其制备方法
技术领域
1.本公开涉及micro led显示技术领域,尤其涉及一种micro led结构及其制备方法。
背景技术:
2.目前,现有micro led显示技术,大多采用巨量转移技术将红色(red,r)、绿色(green,g)和蓝色(blue,b)即rgb三色像素转移至驱动基板上的同一平面上排布,利用rgb三个单色像素分别发光以组合显示所有颜色,由于受到转移方式及机械精度的限制,如仅可转移像素尺寸较大的单个led像素,并在放置像素时需为相邻像素预留足够空间,导致通过巨量转移技术生产出的micro led面板的显示方式单一且像素密度较低。
技术实现要素:
3.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题,本公开提供了一种micro led结构及其制备方法。
4.本公开提供了一种micro led结构,包括:沿出光方向设置的第一发光像素、第二发光像素以及第三发光像素;所述第二发光像素与所述第一发光像素在预设平面上的垂直投影存在交叠,所述第三发光像素与所述第一发光像素在预设平面上的垂直投影存在交叠;所述预设平面为垂直于所述出光方向的平面;偏振组件,设置于每个发光像素的出光面;针对所述第一发光像素,所述偏振组件包括位于不同交叠区域的两个偏振组件;针对所述第二发光像素和所述第三发光像素,所述偏振组件包括位于交叠区域的一偏振组件和位于非交叠区域的另一偏振组件;针对同一个发光像素的两个偏振组件各自独立控制,用于基于偏振调控对应区域的出光颜色。
5.可选地,所述第一发光像素的单侧交叠面积小于所述第一发光像素的总面积的1/2,且等于或大于所述第一发光像素的总面积的1/4。
6.可选地,所述偏振组件包括液晶偏振模组和金属偏振光栅,所述金属偏振光栅位于所述液晶偏振模组背离所述发光像素的一侧;所述液晶偏振模组用于控制每个发光像素发出的光的偏振方向;所述金属偏振光栅用于基于所述液晶偏振模组出射的光的偏振方向控制出光状态;所述出光状态包括完全透过所述液晶偏振模组出射的光、部分透过所述液晶偏振模组出射的光以及不透过所述液晶偏振模组出射的光中的一种。
7.可选地,所述液晶偏振模组包括沿所述出光方向层叠设置的第一电极、液晶取向层、液晶层以及第二电极;所述液晶取向层用于设置所述液晶层中液晶的初始排布方向;所述第一电极和所述第二电极用于对所述液晶层进行电压控制;所述液晶层用于基于所述电压控制进行预设
角度的偏转;所述金属偏振光栅包括间隔排布的矩形结构;所述间隔排布的矩形结构用于在液晶垂直于所述矩形结构时对所述液晶层出射的光不透过,或者在液晶平行于所述矩形结构时对所述液晶层出射的光全部透过。
8.可选地,所述micro led结构还包括第一发光基板、第二发光基板、第三发光基板、阳极层以及驱动基板;所述第一发光像素和对应的液晶偏振模组设置于所述第一发光基板中,所述第二发光像素和对应的液晶偏振模组设置于所述第二发光基板中,所述第三发光像素和对应的液晶偏振模组设置于所述第三发光基板中;所述阳极层设置于每个发光像素的背光面;所述驱动基板设置于所述第一发光基板背离所述第二发光基板的一侧。
9.可选地,所述micro led结构还包括绝缘层;所述绝缘层设置于所述第一发光基板和所述第二发光基板之间,以及所述第二发光基板和所述第三发光基板之间,且所述绝缘层包覆住所述偏振组件,所述金属偏振光栅和所述液晶偏振模组之间通过所述绝缘层隔开。
10.本公开还提供了一种micro led结构的制备方法,用于制备以上任一种所述的micro led结构;所述方法包括:沿出光方向制备第一发光像素、第二发光像素以及第三发光像素;所述第二发光像素与所述第一发光像素在预设平面上的垂直投影存在交叠,所述第三发光像素与所述第一发光像素在预设平面上的垂直投影存在交叠;所述预设平面为垂直于所述出光方向的平面;在每个发光像素的出光面制备偏振组件;针对所述第一发光像素,所述偏振组件包括位于不同交叠区域的两个偏振组件;针对所述第二发光像素和所述第三发光像素,所述偏振组件包括位于交叠区域的一偏振组件和位于非交叠区域的另一偏振组件;针对同一个发光像素的两个偏振组件各自独立控制,用于基于偏振调控对应区域的出光颜色。
11.可选地,所述制备第一发光像素、第二发光像素以及第三发光像素包括:提供第一发光基板、第二发光基板以及第三发光基板;在所述第一发光基板中制备第一发光像素;基于所述第一发光基板,在所述第二发光基板中制备第二发光像素;基于所述第二发光基板,在所述第三发光基板中制备第三发光像素。
12.可选地,所述制备偏振组件包括:在所述第一发光基板、所述第二发光基板以及所述第三发光基板中分别制备对应所述第一发光像素、对应所述第二发光像素和对应所述第三发光像素的液晶偏振模组;在所述液晶偏振模组背离所述发光像素的一侧制备金属偏振光栅。
13.可选地,所述方法还包括:在所述第一发光基板和所述第二发光基板之间,以及所述第二发光基板和所述第三发光基板之间形成绝缘层,且所述绝缘层包覆住所述偏振组件,所述金属偏振光栅和所述液晶偏振模组之间通过所述绝缘层隔开。
14.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点:本公开实施例提供的micro led结构,包括沿出光方向设置的第一发光像素、第二
发光像素以及第三发光像素;第二发光像素与第一发光像素在预设平面上的垂直投影存在交叠,第三发光像素与第一发光像素在预设平面上的垂直投影存在交叠;预设平面为垂直于出光方向的平面;偏振组件,设置于每个发光像素的出光面;针对第一发光像素,偏振组件包括位于不同交叠区域的两个偏振组件;针对第二发光像素和第三发光像素,偏振组件包括位于交叠区域的一偏振组件和位于非交叠区域的另一偏振组件;针对同一个发光像素的两个偏振组件各自独立控制,用于基于偏振调控对应区域的出光颜色。如此,增加了micro led结构的像素密度并扩展了显示方式。
附图说明
15.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。
16.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,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。
17.图1为本公开实施例提供的一种micro led结构的结构示意图;图2为本公开实施例提供的另一种micro led结构的结构示意图;图3为本公开实施例提供的又一种micro led结构的结构示意图;图4为本公开实施例提供的一种micro led结构的制备方法的流程示意图。
18.其中,110、第一发光像素;120、第二发光像素;130、第三发光像素;140、偏振组件;1411、第一电极;1412、液晶取向层;1413、液晶层;1414、第二电极;150、第一发光基板;160、第二发光基板;170、第三发光基板;100、阳极层;180、绝缘层;190、驱动基板;191、内部走线;01、通孔。
具体实施方式
19.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点,下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
20.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开,但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施;显然,说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。
21.下面结合附图,对本公开实施例提供的micro led结构及其制备方法进行示例性说明。
22.示例性地,在一些实施例中,图1为本公开实施例提供的一种micro led结构的结构示意图。参照图1,包括:沿出光方向设置的第一发光像素110、第二发光像素120以及第三发光像素130;第二发光像素120与第一发光像素110在预设平面上的垂直投影存在交叠,第三发光像素130与第一发光像素110在预设平面上的垂直投影存在交叠;预设平面为垂直于出光方向的平面;偏振组件140,设置于每个发光像素的出光面;针对第一发光像素110,偏振组件140包括位于不同交叠区域的两个偏振组件;针对第二发光像素120和第三发光像素130,偏振组件140包括位于交叠区域的一偏振组件和位于非交叠区域的另一偏振组件;针
对同一个发光像素的两个偏振组件各自独立控制,用于基于偏振调控对应区域的出光颜色。
23.其中,第一发光像素110、第二发光像素120以及第三发光像素130分别为发出不同颜色光的发光元件。需要说明的是,沿出光方向,可根据发出光的波长的长短设置发光像素的排布顺序。示例性地,可按照波长由长到短的顺序依次设置发光像素,如沿出光方向,第一发光像素110可为发出红光的led(红色led),第二发光像素120可为发出绿光的led(绿色led),第三发光像素130可为发出蓝光的led(蓝色led);以图1示出的方位和结构为例,通过将波长最短的led即发出蓝光的led设置在最上方,能够防止蓝光照射至发出红光的led和发出绿光的led而产生光致发光。
24.其中,以图1示出的方位和结构为例,第二发光像素120左侧与第一发光像素110右侧在垂直于出光方向的平面上的垂直投影存在交叠,第三发光像素130右侧与第一发光像素110左侧在垂直于出光方向的平面上的垂直投影存在交叠,如此,通过使以上三个发光像素在垂直于出光方向的平面上的垂直投影形成交叠,增加了micro led结构的像素密度,实现了以上三个发光像素的高密度集成。
25.以图1示出的方位和结构为例,针对以上三个发光像素靠近边侧位置的垂直投影存在交叠,对应地,可将偏振组件140设置于每个发光像素的左上方以及每个发光像素的右上方,从而使第一发光像素110的上方包括位于不同交叠区域的两个偏振组件,以及第二发光像素120和第三发光像素130的上方包括位于交叠区域的一偏振组件和位于非交叠区域的另一偏振组件。不难理解的是,不同交叠区域为第二发光像素120与第一发光像素110对应的交叠区域,以及第三发光像素130与第一发光像素110对应的交叠区域。
26.需要说明的是,通过对每个发光像素上方的两个偏振组件分别进行独立控制,能够控制发光像素对应位置处发出的光的透过情况,例如,由于偏振组件140设置于每个发光像素的左上方以及每个发光像素的右上方,所以偏振组件140能够基于偏振控制发光像素左侧和右侧发出的光是否透过,并进一步地调控对应区域的出光颜色。
27.示例性地,当第一发光像素110(如红色led)左侧发出的光无法透过对应的偏振组件,第三发光像素130(如蓝色led)右侧发出的光能够透过对应的偏振组件时,则第三发光像素130与第一发光像素110对应的交叠区域为单色出光,且出光颜色为蓝光;或者,当第一发光像素110左侧发出的光和第三发光像素130右侧发出的光均能够透过对应的偏振组件时,则第三发光像素130与第一发光像素110对应的交叠区域为混合出光,关于偏振组件140的工作原理在后文中示例性说明。
28.本公开实施例提供的micro led结构,包括:沿出光方向设置的第一发光像素110、第二发光像素120以及第三发光像素130;第二发光像素120与第一发光像素110在预设平面上的垂直投影存在交叠,第三发光像素130与第一发光像素110在预设平面上的垂直投影存在交叠;预设平面为垂直于出光方向的平面;偏振组件140,设置于每个发光像素的出光面;针对第一发光像素110,偏振组件140包括位于不同交叠区域的两个偏振组件;针对第二发光像素120和第三发光像素130,偏振组件140包括位于交叠区域的一偏振组件和位于非交叠区域的另一偏振组件;针对同一个发光像素的两个偏振组件各自独立控制,用于基于偏振调控对应区域的出光颜色。如此,增加了micro led结构的像素密度并扩展了显示方式。
29.在一些实施例中,继续参照图1,第一发光像素110的单侧交叠面积小于第一发光
像素110的总面积的1/2,且等于或大于第一发光像素110的总面积的1/4。
30.其中,第一发光像素110的单侧交叠面积与其制备工艺有关。示例性地,可根据不同的制备工艺,设置第一发光像素110的单侧交叠面积的大小,例如:第一发光像素110的单侧交叠面积可为第一发光像素110的总面积的1/3,据此可知,第三发光像素130的右侧交叠面积也为第三发光像素130的总面积的1/3,第二发光像素120的左侧交叠面积也为第二发光像素120的总面积的1/3,在此关于第一发光像素110的单侧交叠面积的大小不做具体限定。
31.在一些实施例中,图2为本公开实施例提供的另一种micro led结构的结构示意图。在图1的基础上,参照图2,偏振组件140包括液晶偏振模组141和金属偏振光栅142,金属偏振光栅142位于液晶偏振模组141背离发光像素的一侧;液晶偏振模组141用于控制每个发光像素发出的光的偏振方向;金属偏振光栅142用于基于液晶偏振模组141出射的光的偏振方向控制出光状态;出光状态包括完全透过液晶偏振模组141出射的光、部分透过液晶偏振模组141出射的光以及不透过液晶偏振模组141出射的光中的一种。
32.其中,以图2示出的方位和结构为例,金属偏振光栅142位于液晶偏振模组141的上方。示例性地,金属偏振光栅142和液晶偏振模组141之间可存在预设间隔,以在预设间隔处设置相应的绝缘层,防止金属偏振光栅142和液晶偏振模组141接触而导致短路,关于绝缘层的具体设置位置在后文中示例性说明。
33.具体地,先利用液晶偏振模组141对发光像素对应位置出射的光的偏振方向进行控制,从而形成具有预设偏振方向的光,之后金属偏振光栅142对液晶偏振模组141出射的具有预设偏振方向的光进行检偏,控制液晶偏振模组141出射的具有预设偏振方向的光是否能够透过,即,能够控制液晶偏振模组141出射的光完全透过、部分透过或不透过,实现了对金属偏振光栅142处出光亮度的调控,关于金属偏振光栅142控制出光状态的具体工作原理在后文中说明。
34.针对混合出光的情景,当第一发光像素110(如红色led)右侧发出的光和第二发光像素120(如绿色led)左侧发出的光均能够透过对应的金属偏振光栅时,第二发光像素120与第一发光像素110对应的交叠区域形成混合出光且出光颜色为黄色。
35.需要说明的是,本公开实施例还可实现多种情景的单色出光,如可利用偏振组件140实现发光像素交叠区域的单色出光,或者,利用偏振组件140实现发光像素非交叠区域的单色出光,或者,直接利用发光像素进行单色出光。不难理解的是,由于每个发光像素左上方和右上方设有偏振组件,所以发光像素可利用未对应偏振组件的中间位置进行单色出光,以实现常态化的单色出光。
36.在一些实施例中,继续参照图2,液晶偏振模组141包括沿出光方向层叠设置的第一电极1411、液晶取向层1412、液晶层1413以及第二电极1414;液晶取向层1412用于设置液晶层1413中液晶的初始排布方向;第一电极1411和第二电极1414用于对液晶层1413进行电压控制;液晶层1413用于基于电压控制进行预设角度的偏转;金属偏振光栅142包括间隔排布的矩形结构;间隔排布的矩形结构用于在液晶垂直于矩形结构时对液晶层1413出射的光不透过,或者在液晶平行于矩形结构时对液晶层1413出射的光全部透过。
37.其中,液晶取向层1412为用于使液晶的初始排布方向和液晶取向层1412内部的排布方向相同的结构。示例性地,液晶取向层1412可包括间隔排布的矩形结构,或者包括间隔
设置的凹槽,在其他实施方式中,还可为本领域技术人员可知的其他结构。具体地,在向第一电极1411和第二电极1414施加电压之前,液晶层1413中液晶的排布混乱且整体的排布方向不一致,通过利用液晶取向层1412的内部结构(如凹槽)放置液晶,使液晶层1413中的液晶能够沿着间隔设置的凹槽进行均匀排布,实现了对液晶的初始排布方向的设置。
38.其中,第一电极1411和第二电极1414为用于向对应的液晶层1413提供电压的电极,以使同一个发光像素的两个偏振组件各自能够受到独立控制。示例性地,第一电极1411和第二电极1414可均为透明电极,例如可为掺锡氧化铟(indium tin oxide,ito)材料制备的电极,在其他实施方式中,还可为本领域技术人员可知的其他材料制备的电极,在此不限定。
39.示例性地,当第一电极1411和第二电极1414向液晶层1413提供偏转所需的电压时,液晶层1413中的液晶会进行预设角度的偏转,使液晶的排布方向发生改变,例如液晶层1413中的液晶可均偏转至垂直于金属偏振光栅142中的矩形结构,此时,金属偏振光栅142对液晶层1413出射的光不进行透过;或者,液晶层1413中的液晶可均偏转至平行于金属偏振光栅142中的矩形结构,此时,金属偏振光栅142对液晶层1413出射的光全部透过,金属偏振光栅142处的出光亮度最大;或者,液晶层1413中的液晶与金属偏振光栅142中的矩形结构之间的夹角为锐角,此时,金属偏振光栅142对液晶层1413出射的光可进行部分透过。
40.结合上文中液晶的偏转过程,需要说明的是,液晶层1413中的液晶均偏转至垂直于金属偏振光栅142中的矩形结构时,液晶层1413出射的光的偏振方向平行于金属偏振光栅142中的矩形结构,由于光的偏振方向为电场的振动方向,当电场的振动方向平行于金属偏振光栅142中的矩形结构时,则会驱动金属偏振光栅142上的自由电子沿着矩形结构运动,从而消耗掉电场能量,同时,金属偏振光栅142此时会对光进行反射,以上因素导致使液晶层1413出射的光无法透过金属偏振光栅142;据此,液晶层1413中的液晶均偏转至平行于金属偏振光栅142中的矩形结构时,液晶层1413出射的光的偏振方向垂直于金属偏振光栅142中的矩形结构,则金属偏振光栅142对液晶层1413出射的光全部透过。
41.在一些实施例中,图3为本公开实施例提供的又一种micro led结构的结构示意图。在图2的基础上,参照图3,该micro led结构还包括第一发光基板150、第二发光基板160、第三发光基板170、阳极层100以及驱动基板190;第一发光像素110和对应的液晶偏振模组设置于第一发光基板150中,第二发光像素120和对应的液晶偏振模组设置于第二发光基板160中,第三发光像素130和对应的液晶偏振模组设置于第三发光基板170中;阳极层100设置于每个发光像素的背光面;驱动基板190设置于第一发光基板150背离第二发光基板160的一侧。
42.其中,驱动基板190为用于提供与外部控制芯片连接的逻辑电路的基板。示例性地,以图3示出的方位和结构为例,图中还示出了驱动基板190的内部走线191,第一发光像素110、第二发光像素120以及第三发光像素130均内嵌于对应的发光基板中,同时,每个发光像素对应的液晶偏振模组也内嵌于对应的发光基板并位于相应的发光像素的上方,每个发光像素下方均连接阳极层100,以通过阳极层100和第一发光基板150下方的驱动基板190连接,使驱动基板190能够利用相应的驱动电路(图中未示出)和内部走线191控制每个发光像素是否点亮,以及点亮的强度和时间长短。
43.需要说明的是,图3中还示出了第一发光基板150中用于布线走线的电极(对应第
二电极1414)的通孔(through silicon via,tsv)01,且通孔中的填充材料可与第二电极1414的制备材料相同,以实现和驱动基板190的内部走线191连接,在此不赘述。
44.在一些实施例中,继续参照图3,该micro led结构还包括绝缘层180;绝缘层180设置于第一发光基板150和第二发光基板160之间,以及第二发光基板160和第三发光基板170之间,且绝缘层180包覆住偏振组件140,金属偏振光栅142和液晶偏振模组141之间通过绝缘层180隔开。
45.其中,绝缘层180为用于电气绝缘的结构。具体地,通过将绝缘层180设置在相邻的发光基板之间,防止相邻的发光基板之间出现短路,同时,绝缘层180包覆住偏振组件140,为防止金属偏振光栅142和液晶偏振模组141中的第二电极1414接触而短路,利用绝缘层180将金属偏振光栅142和液晶偏振模组141隔开。
46.在上述实施方式的基础上,本公开实施例还提供了一种micro led结构的制备方法,用于制备上述实施方式提供的任一种micro led结构,具有相应的有益效果。
47.示例性地,图4为本公开实施例提供的一种micro led结构的制备方法的流程示意图。参照图4,该方法包括:s210、沿出光方向制备第一发光像素、第二发光像素以及第三发光像素。
48.其中,第二发光像素与第一发光像素在预设平面上的垂直投影存在交叠,第三发光像素与第一发光像素在预设平面上的垂直投影存在交叠;预设平面为垂直于出光方向的平面。
49.示例性地,第一发光像素、第二发光像素以及第三发光像素可为量子点材料制备的发光元件,例如:当第一发光像素用于发红光时,其可为针对红光的多量子阱(multiple quantum well,mqw)结构;当第二发光像素用于发绿光时,其可为针对绿光的多量子阱结构;当第三发光像素用于发蓝光时,其可为针对蓝光的多量子阱结构,关于多量子阱结构的具体组成结构和制备材料不限定。
50.s220、在每个发光像素的出光面制备偏振组件。
51.其中,针对第一发光像素,偏振组件包括位于不同交叠区域的两个偏振组件;针对第二发光像素和第三发光像素,偏振组件包括位于交叠区域的一偏振组件和位于非交叠区域的另一偏振组件;针对同一个发光像素的两个偏振组件各自独立控制,用于基于偏振调控对应区域的出光颜色。
52.示例性地,当出光面对应每个发光像素上方时,在已形成的第一发光像素的基础上,可先在第一发光像素的左上方和右上方形成液晶偏振模组,之后分别在两个液晶偏振模组的上方形成金属偏振光栅,以形成针对第一发光像素的偏振组件;同样,之后可依次形成针对第二发光像素的偏振组件和针对第三发光像素的偏振组件,关于偏振组件的具体制备过程在后文中示例性说明。
53.本公开实施例提供的micro led结构的制备方法,通过制备在预设平面上的垂直投影存在交叠的第一发光像素、第二发光像素以及第三发光像素,并在每个发光像素的出光面制备偏振组件,以利用偏振组件控制发光像素对应位置处发出的光的透过情况,从而调控对应区域的出光颜色,增加了micro led结构的像素密度并扩展了显示方式。
54.另外,相关micro led显示技术中采用的巨量转移技术还不够成熟,例如采用弹性印章微转移技术和激光转移等技术制备micro led结构时,良率和转移效率均无法达到
micro led量产的水平,且同时推高了制造成本,使目前的micro led产品的售价高昂。而本公开实施例中基于混合键合方式制备的micro led结构,大大提高了micro led结构的良率和转移效率,降低了micro led结构的制造成本,利于产品的大规模量产。
55.在一些实施例中,参照图4,s210中制备第一发光像素、第二发光像素以及第三发光像素包括如下步骤:步骤一:提供第一发光基板、第二发光基板以及第三发光基板。
56.具体地,由于第二发光基板位于第一发光基板和第三发光基板之间,所以可先在第一发光基板内部制备第一发光像素和对应的液晶偏振模组,再在第二发光基板内部制备第二发光像素和对应的液晶偏振模组,最后在第三发光基板内部制备第三发光像素和对应的液晶偏振模组。
57.步骤二:在第一发光基板中制备第一发光像素。
58.示例性地,可先对第一发光基板进行研磨减薄,之后在第一发光基板内部采用半导体制备工艺形成针对红光的多量子阱结构,关于第一发光像素的制备工艺不限定。
59.步骤三:基于第一发光基板,在第二发光基板中制备第二发光像素。
60.示例性地,在已形成的第一发光基板的基础上,对第二发光基板进行研磨减薄,之后在第二发光基板内部采用半导体制备工艺形成针对绿光的多量子阱结构,关于第二发光像素的制备工艺不限定。
61.步骤四:基于第二发光基板,在第三发光基板中制备第三发光像素。
62.示例性地,在已形成的第二发光基板的基础上,对第三发光基板进行研磨减薄,之后在第三发光基板内部采用半导体制备工艺形成针对蓝光的多量子阱结构,关于第三发光像素的制备工艺不限定。
63.在一些实施例中,参照图4,s220中制备偏振组件包括如下步骤:步骤一:在第一发光基板、第二发光基板以及第三发光基板中分别制备对应第一发光像素、对应第二发光像素和对应第三发光像素的液晶偏振模组。
64.具体地,针对第一发光基板中的第一发光像素,可在第一发光像素的左上方和右上方制备液晶偏振模组,例如,在制备第一发光像素的左上方的液晶偏振模组的过程中,沿出光方向层叠设置第一电极、液晶取向层、液晶层以及第二电极。
65.示例性地,可在第一发光像素上方采用光刻和刻蚀等工艺预留出液晶偏振模组的空间位置,之后利用化学气相沉积(chemical vapor deposition,cvd)工艺沉积绝缘层,再进行光刻和刻蚀以预留出液晶偏振模组的空间位置,在形成的绝缘层上利用物理气相沉积(physical vapor deposition,pvd)、光刻以及刻蚀等工艺形成第一电极,再涂布液晶取向层,对其使用紫外线偏振光取向后,在氮气氛围下烘烤固化,之后涂布液晶层,同样在氮气氛围下对其进行烘烤固化,最后利用物理气相沉积、光刻以及刻蚀等工艺形成第二电极,在形成的第二电极上方,利用物理气相沉积工艺再次沉积绝缘层,通过化学机械抛光(chemical mechanical polishing,cmp)磨平绝缘层,由此形成了被绝缘层包覆的液晶偏振模组。
66.需要说明的是,在发光基板内部制备发光像素之前,可先制作驱动基板,之后在驱动基板上放置相应发光基板,在驱动基板和发光基板的对应位置处形成用于电气连接的阳极层,并通过混合键合方式连接驱动基板与发光基板。例如,阳极层的制备材料可为氮化钽
(tan)、钽(ta)以及铜(cu)组合而成的材料,如可在发光像素的下方形成材料为氮化钽(tan)、钽(ta)以及铜(cu)的叠层,以形成阳极层,在此关于阳极层的制备材料不限定。
67.示例性地,结合上文中液晶偏振模组的制备过程,可在形成液晶偏振模组后,采用光刻和刻蚀工艺形成电极(如第二电极)的通孔引出位置,并刻蚀出相应通孔,再采用物理气相沉积工艺在通孔内填充相应材料,在此基础上,采用光刻和刻蚀工艺形成驱动基板中的内部走线。
68.步骤二:在液晶偏振模组背离发光像素的一侧制备金属偏振光栅。
69.其中,在形成被绝缘层包覆的液晶偏振模组后,形成同样被绝缘层包覆的金属偏振光栅。示例性地,金属偏振光栅可为铝材料的金属线栅,在其他实施方式中,还可为本领域技术人员可知的其他金属材料的光栅,在此关于金属偏振光栅的类型和材料均不限定。
70.在一些实施例中,参照图4,该制备方法还包括:在第一发光基板和第二发光基板之间,以及第二发光基板和第三发光基板之间形成绝缘层,且绝缘层包覆住偏振组件,金属偏振光栅和液晶偏振模组之间通过绝缘层隔开。
71.示例性地,结合上文中液晶偏振模组的制备过程,在形成的第二电极上方,利用物理气相沉积工艺再次沉积绝缘层时,可在第一发光基板上方形成用于和后续的第二发光基板隔开的绝缘层,并在液晶偏振模组上方形成金属偏振光栅,利用绝缘层将金属偏振光栅与液晶偏振模组隔开。由此,在形成驱动基板、第一发光基板、第一发光像素和对应的偏振组件的基础上,向上继续形成第二发光基板、第二发光像素和对应的偏振组件,以及第三发光基板、第三发光像素和对应的偏振组件,可结合上文相关的制备过程进行理解,在此不再赘述。
72.需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
73.以上所述仅是本公开的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
技术特征:
1. 一种micro led结构,其特征在于,包括:沿出光方向设置的第一发光像素、第二发光像素以及第三发光像素;所述第二发光像素与所述第一发光像素在预设平面上的垂直投影存在交叠,所述第三发光像素与所述第一发光像素在预设平面上的垂直投影存在交叠;所述预设平面为垂直于所述出光方向的平面;偏振组件,设置于每个发光像素的出光面;针对所述第一发光像素,所述偏振组件包括位于不同交叠区域的两个偏振组件;针对所述第二发光像素和所述第三发光像素,所述偏振组件包括位于交叠区域的一偏振组件和位于非交叠区域的另一偏振组件;针对同一个发光像素的两个偏振组件各自独立控制,用于基于偏振调控对应区域的出光颜色。2. 根据权利要求1所述的micro led结构,其特征在于,所述第一发光像素的单侧交叠面积小于所述第一发光像素的总面积的1/2,且等于或大于所述第一发光像素的总面积的1/4。3. 根据权利要求1或2所述的micro led结构,其特征在于,所述偏振组件包括液晶偏振模组和金属偏振光栅,所述金属偏振光栅位于所述液晶偏振模组背离所述发光像素的一侧;所述液晶偏振模组用于控制每个发光像素发出的光的偏振方向;所述金属偏振光栅用于基于所述液晶偏振模组出射的光的偏振方向控制出光状态;所述出光状态包括完全透过所述液晶偏振模组出射的光、部分透过所述液晶偏振模组出射的光以及不透过所述液晶偏振模组出射的光中的一种。4. 根据权利要求3所述的micro led结构,其特征在于,所述液晶偏振模组包括沿所述出光方向层叠设置的第一电极、液晶取向层、液晶层以及第二电极;所述液晶取向层用于设置所述液晶层中液晶的初始排布方向;所述第一电极和所述第二电极用于对所述液晶层进行电压控制;所述液晶层用于基于所述电压控制进行预设角度的偏转;所述金属偏振光栅包括间隔排布的矩形结构;所述间隔排布的矩形结构用于在液晶垂直于所述矩形结构时对所述液晶层出射的光不透过,或者在液晶平行于所述矩形结构时对所述液晶层出射的光全部透过。5. 根据权利要求3所述的micro led结构,其特征在于,还包括第一发光基板、第二发光基板、第三发光基板、阳极层以及驱动基板;所述第一发光像素和对应的液晶偏振模组设置于所述第一发光基板中,所述第二发光像素和对应的液晶偏振模组设置于所述第二发光基板中,所述第三发光像素和对应的液晶偏振模组设置于所述第三发光基板中;所述阳极层设置于每个发光像素的背光面;所述驱动基板设置于所述第一发光基板背离所述第二发光基板的一侧。6. 根据权利要求5所述的micro led结构,其特征在于,还包括绝缘层;所述绝缘层设置于所述第一发光基板和所述第二发光基板之间,以及所述第二发光基板和所述第三发光基板之间,且所述绝缘层包覆住所述偏振组件,所述金属偏振光栅和所述液晶偏振模组之间通过所述绝缘层隔开。7. 一种micro led结构的制备方法,其特征在于,用于制备权利要求1-6任一项所述的
micro led结构;所述方法包括:沿出光方向制备第一发光像素、第二发光像素以及第三发光像素;所述第二发光像素与所述第一发光像素在预设平面上的垂直投影存在交叠,所述第三发光像素与所述第一发光像素在预设平面上的垂直投影存在交叠;所述预设平面为垂直于所述出光方向的平面;在每个发光像素的出光面制备偏振组件;针对所述第一发光像素,所述偏振组件包括位于不同交叠区域的两个偏振组件;针对所述第二发光像素和所述第三发光像素,所述偏振组件包括位于交叠区域的一偏振组件和位于非交叠区域的另一偏振组件;针对同一个发光像素的两个偏振组件各自独立控制,用于基于偏振调控对应区域的出光颜色。8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述制备第一发光像素、第二发光像素以及第三发光像素包括:提供第一发光基板、第二发光基板以及第三发光基板;在所述第一发光基板中制备第一发光像素;基于所述第一发光基板,在所述第二发光基板中制备第二发光像素;基于所述第二发光基板,在所述第三发光基板中制备第三发光像素。9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述制备偏振组件包括:在所述第一发光基板、所述第二发光基板以及所述第三发光基板中分别制备对应所述第一发光像素、对应所述第二发光像素和对应所述第三发光像素的液晶偏振模组;在所述液晶偏振模组背离所述发光像素的一侧制备金属偏振光栅。10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:在所述第一发光基板和所述第二发光基板之间,以及所述第二发光基板和所述第三发光基板之间形成绝缘层,且所述绝缘层包覆住所述偏振组件,所述金属偏振光栅和所述液晶偏振模组之间通过所述绝缘层隔开。
技术总结
本公开涉及一种Micro LED结构及其制备方法,属于Micro LED显示技术领域,Micro LED结构包括沿出光方向设置的第一发光像素、第二发光像素以及第三发光像素;第二发光像素与第一发光像素在预设平面上的垂直投影存在交叠,第三发光像素与第一发光像素在预设平面上的垂直投影存在交叠;预设平面为垂直于出光方向的平面;偏振组件,设置于每个发光像素的出光面;针对第一发光像素,偏振组件包括位于不同交叠区域的两个偏振组件;针对第二发光像素和第三发光像素,偏振组件包括位于交叠区域的一偏振组件和位于非交叠区域的另一偏振组件;针对同一个发光像素的两个偏振组件各自独立控制,用于基于偏振调控对应区域的出光颜色。如此增加了整体像素密度并扩展了显示方式。了整体像素密度并扩展了显示方式。了整体像素密度并扩展了显示方式。
技术研发人员:谢峰 张羽 岳大川 蔡世星 李小磊 伍德民
受保护的技术使用者:深圳市奥视微科技有限公司
技术研发日:2023.06.20
技术公布日:2023/7/25
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