用于微型LED显示器的滤光片的制作方法

用于微型led显示器的滤光片
技术领域
1.本发明涉及发光像素阵列和形成发光像素阵列的方法。特别地，但非排他地，本发明涉及具有改善的色纯度的多色发光器件阵列和形成具有改善色纯度的多色发光器件阵列的方法。


背景技术：

2.众所周知，发光二极管(led)器件为多种应用提供高效的光源。led光产生效率和出光量(light extraction)的提高、以及更小led(具有更小的发光表面积)的生产和将不同波长的led发射器集成到阵列中，特别是在显示技术方面实现了提供具有多种应用的高品质彩色阵列。
3.已知可以由iii-v族化合物半导体结构来形成高效发光二极管。例如，高效蓝光led器件可以由基于氮化物的材料形成。由于这样的高效led可由这样的材料形成，因此在某些情况下，使用蓝光led来泵浦下转换材料以提供不同波长的光，例如用于多色显示器中，而不是采购发射不同波长光的led。
4.然而，随着这样的阵列中的像素间距减小到非常小的间距(例如，小于5μm)以提供更高分辨率的阵列，许多困难会随之而生。例如，典型地使用量子点(quantum dots，qd)作为色彩转换层来实现全色红绿蓝(rgb)显示，其中蓝色led典型地用作输入光源。典型地这样的qd用于使用适当的qd将蓝色输入光转换为红光和绿光。然而，这种qd层的厚度通常需要20μm到30μm才能实现全色饱和度。因此，在这种厚度下，可以生产的最小像素会被限制高于20μm的宽度。
5.已知在加工用于微型led阵列中光波长色彩转换的qd时会出现其他的困难，比如当使用例如微影和喷墨印刷形成包括qd的材料层时，这些波长转换qd的效率和寿命会降低。相应地，在追求高分辨率微型led阵列方面存在重大挑战，为此，像素间距小于10μm会是有效益的。


技术实现要素：

6.为了缓解上述问题中的至少一些，本发明提供了一种形成包括多个发光像素的发光二极管阵列的方法，其中，这些发光像素中的至少一个包括：发光二极管，该发光二极管被配置成发射具有第一主峰值波长的光；第一区域，该第一区域包括第一下转换材料，该第一下转换材料被配置成接收并转换来自该发光二极管的具有该第一主峰值波长的输入光，以提供具有第二主峰值波长的输出光以及具有该第一主峰值波长的未转换光；以及第二区域，该第二区域包括分散在介质中的有机半导体材料，该有机半导体材料被配置成吸收具有该第一主峰值波长的输入光，其中，该第二区域被配置成透射来自该第一区域的具有该第二主峰值波长的输出光，并且吸收来自该发光二极管的、穿过该第二区域的具有该第一主峰值波长的未转换光，由此增大该至少一个发光像素发射的光色纯度。
7.本发明还提供了一种以该方法形成的发光二极管阵列。
8.有利地，可以使用已知的半导体制造技术来加工分散在介质中的有机半导体材料以提供薄层，该薄层选择性地过滤色彩转换led阵列中的未转换光。有益地，可以使用较薄的色彩转换材料层，因为分散在介质中的有机半导体材料增大了色纯度(减少或去除了选定的波长)，从而可以解决使用较厚色彩转换材料层才能实现的色饱和度。
9.优选地，该方法包括形成至少一个另外的发光像素，其中，该至少一个另外的发光像素包括：另外的发光二极管，该另外的发光二极管被配置成发射具有该第一主峰值波长的光；以及第三区域，该第三区域包括第二下转换材料，该第二下转换材料被配置成接收并转换来自该另外的发光二极管的具有该第一主峰值波长的输入光，以输出具有第三主峰值波长的输出光以及具有该第一主峰值波长的未转换光，其中，该第二区域被配置成透射来自该第三区域的具有该第三主峰值波长的输出光，并吸收来自该另外的发光二极管穿过该第三区域的具有该第一主峰值波长的未转换光，由此增大该至少一个另外的发光像素发射的光色纯度。有利地，该方法以有效且可扩增的方式提供了具有更高色纯度的多色发光像素阵列，由此利用分散在介质中的相同有机半导体材料吸收来自发射的不同光波长的色彩转换材料的未转换光。
10.优选地，该第二区域被配置吸收与固化其中分散有该有机半导体材料的该介质相关联的波长的光。有利地，该第二区域是可光刻定义的，从而能够改进加工，同时提高发光阵列的色彩输出纯度。
11.优选地，该方法包括在发光二极管阵列上沉积该第二区域，优选地其中，沉积该第二区域包括狭缝涂布或旋转涂布该介质和/或另外的介质。有利地，该第二区域以高效且可扩增的方式沉积并且可以整合到半导体制造工艺流程中。
12.优选地，该方法包括在沉积该第二区域之前，以材料选择性地覆盖该发光二极管阵列中的一个或多个发光二极管，由此使得能够选择性沉积该第二区域。有利地，该第二区域用于选择性地过滤多色发光阵列中的波长。
13.优选地，该材料为以下中的至少一种：可移除的临时材料，由此使得能够在该发光二极管阵列上沉积该第二区域之后，在另外不同的步骤中在该被选择性覆盖的一个或多个发光二极管上另外沉积另外的材料；光学透明材料，该光学透明材料使得能够从该被选择性覆盖的一个或多个发光二极管发射光，其中，该一个或多个发光二极管被配置成发射具有该主峰值波长的光。有利地，选定的发光二极管的波长输出不变。
14.优选地，该介质包括树脂和聚合物介质中的至少一种。有利地，这种介质能够以有效的方式加工多色阵列以提高色纯度。
15.优选地，该方法包括在该发光二极管阵列上形成钝化层，由此保护该发光二极管阵列。有利地，该钝化层保护下面的层，同时使得能够以与不同色彩发光像素相关联的特定波长发射光。
16.优选地，该有机半导体包括有多个共轭结构的共轭有机半导体，优选地其中，该多个共轭结构包括核和臂，更优选地其中，该多个共轭结构中的至少两个具有不同的功能特性。有利地，这种结构是可调节的以提供吸收特性，并可同时整合到半导体制造技术中。
17.优选地，有机半导体沉积在溶剂中，典型地是有机溶剂，比如烯烃或烷烃或其混合物，优选地其中，有机半导体在溶剂中的浓度的重量百分比为1至5％，更典型地重量百分比为2.5％，并且更优选地其中，溶剂包括甲苯和庚烷。
18.优选地，一个功能特性是吸收该第一主峰值波长，和/或其中，一个功能特性是吸收具有主峰值波长的、使得能够固话该介质的光。有利地，吸收该第一主峰值波长减少了从色彩转换区域发射的未转换光的量，并且在使得介质能够固化的主峰值波长处的吸收提供了加工改进的色纯度阵列的有效方式。
19.优选地，该发光二极管阵列为高分辨率单块微型led阵列，优选地其中，该方法包括在该高分辨率单块微型led阵列中的这些发光二极管中的至少两个之间形成反射层，更优选地其中，该高分辨率单块led具有小于10μm、优选地小于4μm的像素间距。有利地，以特定波长发射的高分辨率、高效率阵列可以用于通过光波长转换材料来提供多色阵列，同时减少未转换光的量。来自高分辨率单块微型led阵列。
20.优选地，该多个发光像素各自具有小于或等于100μm2、优选地小于16μm2的发光表面。有利地，这种阵列能够实现高分辨率多色发光显示器。
21.优选地，该第二区域为层，优选地其中，该层的厚度小于2微米，更优选地其中，该层的厚度小于0.5微米。有利地，色彩转换材料的薄层使得能够实现更小的发光像素，因而提高显示器的分辨率。
22.本发明的其他方面在依据说明书和所附权利要求书中是显而易见的。
附图说明
23.仅作为示例，参考附图对本发明实施例的详细描述进行了描述，其中：
24.图1示出了多色发光阵列的截面视图；
25.图2示出了与图1的多色发光阵列的不同部分相对应的光谱图；
26.图3示出了多色发光阵列的截面视图；
27.图4示出了与图3的多色发光阵列的不同部分相对应的光谱图；
28.图5示出了有机半导体高分子区域的吸收特性；以及
29.图6示出了提供有机半导体材料的依序步骤。
具体实施方式
30.有利地，描述了用非常薄的膜提供全色饱和度的方法。例如，具有发射主峰值波长的led器件的单块发光二极管(led)阵列可以使用色彩转换区域选择性地着色，该色彩转换区域吸收具有主峰值波长的光并发射具有不同主峰值波长的光，以提供多色发光阵列。例如，发射具有对应于蓝光(大约450nm)的主峰值波长的光的led器件的单块阵列可以被选择性地下转换以提供具有对应于绿光(大约540nm)和/或红光(约630nm)的主峰值波长的光的发光。
31.在色彩转换区域的厚度减小以用薄膜提供全色饱和度的情况下，存在相关的益处。例如，这种薄膜能够使用更薄的下转换区域，与已知技术相比，吸收减少，因此增大发光。此外，有利地，使用更薄的膜使得能够提供更小的发光像素，由此有助于高分辨率发光阵列，比如高分辨率微型led阵列。有益地，该方法被整合到标准半导体加工技术中，这意味着可以以经济有效的方式和大规模地生产多色发光器件阵列。
32.本文所述的色彩转换材料是可以用于下转换具有一种较短(较高能量)波长的光以提供较长(较低能量)波长的光的材料。例如，蓝光或uv光可以通过色彩转换材料的吸收
和发射进行下转换，以提供具有绿色和/或红色波长的光。有利地，色彩转换材料可以用于从以一个波长发射的发光器件阵列(例如，发射蓝光的led器件阵列)提供不同波长的发光，由此利用已知方法来生产高质量、高效的发光阵列，例如使用基于氮化物的iii-v外延晶体化合物半导体结构。色彩转换可以通过使用有机材料和无机材料实现。例如，无机量子点(qd)材料(比如化合物半导体qd材料)可以用于提供从波长较短的光的色彩转换，以提供相对较长波长的发光。
33.已知包括分散有有机半导体的介质的色彩转换材料，该色彩转换材料使得能够将较短波长的光向下转换以提供具有较长波长的光。众所周知，可以调整下转换有机半导体以获得目标物理特性。特别地，有利地，有机半导体可以实现电离电位或电子亲和力、吸收和发射特性、带电传输特性、相行为、溶解性和可加工性的特定值。典型地，有机半导体是包括有多个共轭结构的共轭有机半导体。在示例中，这种共轭结构包括核和臂。有机半导体的这些组成部分的功能是可以调整的以提供特定特性。
34.在acc.chem.res 2019，52，1665至1674页和j.mater.chem.c，2016,4,11499中，有针对大分子进行讨论，其内容以其整体并入本文。可调整的大分子包括包含有多个共轭结构的共轭有机半导体。这些典型地是有机半导体。这种结构可形成为包括核和臂。该多个共轭结构可以形成为具有不同的功能特性，例如不同的吸收和/或发射特性。在示例中，提供色彩转换功能的有机半导体材料是合成的tpa-bdi(triphenylamine-benzodiimidazole，三苯胺-苯并二咪唑)分子种类，其是苯并二咪唑核(benzodiimidazole-cored)的有机系统。这样的材料可由市售的起始材料制备。苯并二咪唑及其衍生物通过使用推挽供体-受体组件而具有可调节的光学特性。在示例中，将下转换混合led器件中的tpa-bdi结合到光学透明材料中，比如聚(氨基甲酸乙酯)树脂，作为主体和密封剂。
35.图6示出了序列600，举例说明如何从1,5-二氟-2,4-二硝基苯(1,5-difluoro-2,4-dinitrobenzene，如图6中的第一化合物602所示)分四步骤合成tpa-bdi。第一化合物602与异丁胺(isobutylamine)进行芳香族亲核取代反应(snar)反应，并以高产率(例如90％)产出第二化合物604。随后第二化合物604的硝基还原产出第三化合物606，并且第三化合物与5-溴-2-噻吩甲醛(5-bromo-2-thiophenecarboxaldehyde)缩合产生关键中间体第四化合物608，经过两个步骤，产率约为47％。最终材料tpa-bdi 610是通过第四化合物608与4-(二苯基氨基)苯基硼酸皮纳科酯(4-(diphenylamino)phenylboronic acid pinacol ester)进行铃木宫浦交叉偶联反应(suzuki
–
miyaura cross-coupling)并以中等产率(例如55％)获得，由此产出tpa-bdi 610。虽然在一个实例中有机半导体材料是苯并二咪唑及其衍生物，但在其他示例中，使用具有光转换功能的替代和/或附加有机半导体材料以用于本文所述的色彩转换区域。
36.有利地，包括有机半导体材料的这样的大分子可以受到调整以吸收特定波长的光，同时对不同波长的光保持透明。有利地，这样的材料可用于吸收多个不同波长。此外，如下所述，使用分散在可光刻定义的介质中的有机半导体材料使得能够高效且有效地加工用于将发光器件阵列(比如单块微型led阵列)着色的材料。
37.图1示出了多色发光阵列100的截面视图。示出了发光二极管(light emitting diode，led)器件104、106、108的单块阵列，其被配置成发射具有与蓝光相对应的主峰值波长的光。led器件104、106、108形成于层102上。层102是氮化镓(gan)层。虽然led器件104、
106、108示出为被层102包围，但本领域技术人员理解，led器件104、106、108相对于层102的配置可以任何适当的方式配置。单独的led器件104、106、108示出为在各器件104、106、108之间由材料105隔开。材料105被配置成防止像素之间的光学串扰。在其他示例中，使用附加的和/或替代的层和材料。在其他示例中，不使用材料105。每个led器件104、106、108具有与其相关联的色彩转换区域。第一led器件104与第一色彩转换区域114相关联。第二led器件106与第二色彩转换区域116相关联。第三led器件108与区域118相关联，该区域不转换对应的第三led器件108发射的光。与第三led器件108相关联的区域118对蓝光是基本上透明的。相应地，区域118界定了与发射具有与蓝光相对应的主峰值波长的光的像素相关联的发光表面。使用与第三led器件108相关联的区域118结合第一色彩转换区域114和第二色彩转换区域116提供了均匀平面层。与第三led器件108相关联的区域118是光学透明树脂。在其他示例中，可使用替代和/或附加材料形成与第三led器件108相关联的区域118，使得来自第三led器件108的输入光穿过区域118并且从发光阵列100结构发射。
38.第一色彩转换区域114用于吸收来自第一led器件104的具有与蓝光相对应的主峰值波长的光，并将该光下转换以发射具有与绿光相对应的主峰值波长的光。相应地，色彩转换区域114界定了与发射具有与绿光相对应的主峰值波长的光的像素相关联的发光表面。
39.第二色彩转换区域116用于吸收来自第一led器件106的具有与蓝光相对应的主峰值波长的光，并将该光下转换以发射具有与红光相对应的主峰值波长的光。相应地，色彩转换区域116界定了与发射具有与红光相对应的主峰值波长的光的像素相关联的发光表面。
40.色彩转换区域由具有附加的反射区域112的区域110分开，以形成不同的像素。在示例中，区域110由介电材料形成并且反射区域112由金属形成，这些金属有利地在色彩转换区域形成之前通过图案化和沉积合适的材料形成。在其他示例中，可使用替代的和/或附加的材料和/或技术。在其他示例中，附加的反射区域112被光吸收区域替换以更好地界定像素。
41.led器件104、106、108及其对应的区域114、116、118提供了多色发光阵列。在区域114、116、118的顶部，示出了钝化层120。led器件104、106、108是基于氮化物的、外延生长的、复合晶体半导体led104、106、108。在其他示例中，使用其他led，比如其他iii-v族或ii-vi族化合物半导体材料。有利地，led器件104、106、108是单块地生长的，由此提供具有优异均匀性和效率的高质量材料，而不需要转移单独的led器件。有益地，单块led阵列联接到背板(未示出)以便使得能够控制单块阵列中的单独的led器件104、106、108。led器件104、106、108使用金属有机化学气相沉积(metal organic chemical vapour deposition，mocvd)生长为led单块阵列的一部分。在其他示例中，使用替代和/或附加技术来将led器件104、106、108形成为单块阵列的一部分，比如分子束外延(molecular beam epitaxy，mbe)和其他合适的沉积/生长技术。在其他示例中，使用其他附加和/或替代的半导体制造和加工技术来设置led器件104、108、108的单块阵列。在其他示例中，替代地和/或附加地，阵列100由不构成单块阵列的一部分的多个单独的led器件形成。
42.三个led器件104、106、108示出为没有有助于通过p型和n型区域注入载流子以提供发射复合的电连接部，并且本领域技术人员理解，这种用于通过led器件中的p型和n型区域注入载流子的电连接部可以以不同的方式实现。例如，阵列100可以与互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，cmos)背板联接以控制来自单独的led
器件的发射。
43.虽然led器件104、106、108以阵列100中的特定配置示出，但本领域技术人员理解，led器件的替代和/或附加配置和实施方式可以与本文描述的其他特征结合使用。虽然在截面中仅示出了三个led器件104、106、108，但在其他示例中，可以使用任何适当数量的led器件来形成阵列100。
44.图2示出了对应于图1的多色发光阵列的不同部分的发光光谱。
45.第一光谱200a示出了垂直标度204为光强度与水平标度202为波长的图。有两个显著的峰值，第一峰值206对应于蓝光，第二峰值208对应于绿光。具有第一峰值206的蓝光是来自第一led器件104的未被色彩转换区域114下转换的光，具有第二峰值208的绿光是来自第一led器件104的经过色彩转换区域114下转换的光。
46.第二光谱200b示出了垂直标度204为光强度与水平标度202为波长的图。有两个显著的峰值，第一峰值210对应于蓝光，第二峰值212对应于红光。具有第一峰值210的蓝光是来自第二led器件106的未被色彩转换区域116下转换的光，而具有第二峰值212的红光是来自第二led器件106的经过色彩转换区域116下转换的光。
47.第三光谱200c示出了垂直标度204为光强度与水平标度202为波长的图。有一个显著的峰值，峰值214对应于蓝光。具有峰值214的蓝光是来自第三led器件108的穿过区域118的光。
48.为了降低与绿色和红色像素中未转换的蓝光有关的峰值206、210的强度，可以增大与这些像素相关联的色彩转换区域114、116的厚度。然而，增大厚度会增大色彩转换区域中的光吸收，从而导致输出(转换)光的强度降低。此外，较厚的色彩转换区域通常会不利于在高分辨率显示器中使用的较小发光像素的生产。
49.图3示出了多色发光阵列300的截面视图。多色发光阵列300对应于图1的多色发光阵列100，其中附加层302形成在与第一led器件104和第二led器件106相关联的色彩转换区域114、116上。附加层302提供了被配置成吸收选定波长的光的区域，由此提高多色发光阵列300的光输出。
50.附加层302包括分散在树脂中并被配置成吸收蓝光的有机半导体材料。通过在与图1的多色发光阵列100的第一led器件104和第二led器件106相关联的区域上图案化和形成附加层302来形成附加层302，然后形成钝化层。使用比如光刻的已知半导体制造技术来图案化多色发光阵列100，以选择性地覆盖没有要形成附加层302的部分。使用旋转涂布或狭缝涂布来形成附加层302。在其他示例中，使用不同的方法和/或材料以在多色发光阵列100上的适当位置形成附加层302，由此提供蓝光阻挡层来吸收与发射已在相关联的色彩转换区域114、116处转换的光的像素相关联的led 104、106的未转换光。
51.图5中示出了附加层302的吸收特性。图5示出了吸收光谱500，其中垂直标度504与吸收相关，而水平标度502与波长相关。包括有机半导体材料的附加层302示出为具有两个不同的吸收峰值。第一吸收峰值506与在大约350nm处的紫外(uv)光的吸收有关。第二峰值508与大约450nm处的蓝光吸收有关。远离这些峰值，光透射过附加层302。例如，红光和绿光透射过附加层302。第一吸收峰值506与其中分散有有机半导体材料的树脂有关。在其他示例中，有机半导体材料被配置成吸收在第一吸收峰值506处的光，由此增强附加层302的uv光吸收并且使得能够改进可光刻定义的附加层302的加工。在示例中，提供目标吸收功能的
有机半导体材料的是合成的tpa-bdi分子种类，其是一种苯并二咪唑核的有机系统。这样的材料可由市售的起始材料制备。苯并二咪唑及其衍生物通过使用推挽供体-受体组件而具有可调节的光学特性。在示例中，将tpa-bdi结合到光学透明的聚(氨基甲酸乙酯)树脂中作为主体和密封剂。在其他示例中，使用不同的介质当作tpa-bdi的主体和密封剂。有机半导体沉积在溶剂中，典型地是有机溶剂，比如烯烃或烷烃或其混合物，优选地其中，有机半导体在溶剂中的浓度的重量百分比为1至5％，更典型地重量百分比为2.5％，并且更优选地其中，溶剂包括甲苯和庚烷。
52.图6示出了在示例中说明如何从1,5-二氟-2,4-二硝基苯(在图6中示出为第一化合物502)分四步骤合成tpa-bdi。第一化合物502与异丁胺进行snar反应以高产率(例如90％)产出第二化合物504。随后第二化合物504的硝基还原产出第三化合物506，并且第三化合物与5-溴-2-噻吩甲醛缩合产生关键中间体第四化合物508，经过两个步骤，产率约为47％。最终材料tpa-bdi 510是通过第四化合物508与4-(二苯基氨基)苯基硼酸皮纳科酯进行铃木宫浦交叉偶联反应并以中等产率(例如55％)获得，由此产出tpa-bdi 510。虽然在一个实例中有机半导体材料是苯并二咪唑及其衍生物，但在其他示例中，使用具有光转换功能的替代和/或附加有机半导体材料以用于色彩转换区域。在其他示例中，有机半导体大分子是基于4,4-二氟-4-硼-3a,4a-二氮杂-s-茚(bodipy)，例如该大分子包括一个bodipy核。在又其他示例中，大分子是基于2,1,3-苯并噻二唑(benzothiadiazole，bt)核。
53.虽然所述的附加层302为被配置成吸收具有主峰值波长与蓝光和紫外光对应的光的区域，但在其他示例中，附加层302为被配置成选择性地吸收具有不同光波长的光(例如绿光)的区域。使用色彩转换区域的输入光来提供转换后的光输出，而吸收与来自前述发光器件阵列的输入光相对应的不同光波长的光，是通过减少或去除从阵列发射的一种或多种不需要的光波长的光，为来自分散在可定义介质中的可调整的有机半导体薄膜的色彩转换光提供更高的色纯度。
54.图4示出了对应于图3的多色发光阵列300的不同部分的光谱图。
55.第一光谱400a示出了垂直标度204为光强度与水平标度202为波长的图。有一个显著的峰值，其对应于第二峰值208，对应于绿光，如图2所述。图2中看到的具有第一峰值206的蓝光被抑制，并且有一个不显著的峰值402对应于来自第一led器件104的未经色彩转换区域114下转换的光。
56.第二光谱400b示出了垂直标度204为光强度与水平标度202为波长的图。有一个显著的峰值，其对应于第二峰值212，对应于红光，如图2所述。图2中看到的具有第一峰值206的蓝光被抑制，并且有一个不显著的峰值404对应于来自第二led器件106的未经色彩转换区域114下转换的光。
57.第三光谱400c示出了垂直标度204为光强度与水平标度202为波长的图。有一个显著的峰值，峰值214对应于蓝光。具有峰值214的蓝光是来自第三led器件108的穿过区域118的光。
58.相应地，使用蓝色滤光层通过减少或去除从阵列发射的光的一个或多个不想要的波长，来增强与下转换来自第一led器件104和第二led器件106的光的第一色彩转换区域和第二色彩转换区域114、116的非蓝光相关联的两个发光表面的色纯度。不显着的峰值与在相应波长处发射的光不存在或几乎不存在有关。例如，测得的发光强度小于阈值。阈值可以
与像素发射的光的例如相对于主峰值输出的强度的可接受的色纯度相关(例如，红色发光像素的红光，绿色发光像素的绿光)。
59.有利地，使用附加层302作为蓝色吸收滤色器意味着第一色彩转换区域和第二色彩转换区域114、118可以比典型地用于实现具有适当色纯度的全色饱和度(例如，已经降低了强度和/或去除的一个或多个不想要的波长的适当水平)的转换区域更薄。典型地对于间距小于5微米的微型led显示器来说，为了提供可接受的输入光下转换效率，色彩转换区域的厚度与发射区域的尺寸之比为1:4。对于led间距为3微米的正方形的短间距阵列，发光表面积为2平方微米的量级。相应地，理想情况下，下转换区域的厚度约为0.4微米。典型地，在使用色彩转换材料的这种薄层(比如量子点)的情况下，合理量的输入泵浦光未被转换，因此通常无法实现良好的颜色饱和度。使用附加层302意味着可以用0.5微米量级的色彩转换区域实现全色饱和度，其中色彩转换区域包括有机半导体材料，并且当色彩转换区域包括量子点时有机半导体材料为2微米的量级。因此，介质中的有机半导体(比如树脂中的经过调整以吸收未转换光的tpa-bdi)与色彩转换区域(比如由树脂中的经过调整以下转换光的tpa-bdi所形成的色彩转换区域)的组合减少了提供特定色纯度的光输出而总体所需的区域的厚度。相应地，具有更高密度led器件的更短间距阵列使得能够转换高质量输入光，比如来自单块发射蓝光的基于氮化物的阵列的光。有益地，已知的技术可以用于提供高效、高分辨率的发光器件阵列，例如通过化合物半导体材料的外延生长，随后对其进行加工以提供不同波长的光，而不会影响各个像素的光输出的色纯度。

技术特征：
1.一种形成包括多个发光像素的发光二极管阵列的方法，其中，这些发光像素中的至少一个包括：发光二极管，该发光二极管被配置成发射具有第一主峰值波长的光；第一区域，该第一区域包括第一下转换材料，该第一下转换材料被配置成接收并转换来自该发光二极管的具有该第一主峰值波长的输入光，以提供具有第二主峰值波长的输出光以及具有该第一主峰值波长的未转换光；以及第二区域，该第二区域包括分散在介质中的有机半导体材料，该有机半导体材料被配置成吸收具有该第一主峰值波长的输入光，其中，该第二区域被配置成透射来自该第一区域的具有该第二主峰值波长的输出光，并且吸收来自该发光二极管的、穿过该第二区域的具有该第一主峰值波长的未转换光，由此提高该至少一个发光像素发射的光色纯度。2.如权利要求1所述的方法，包括形成至少一个另外的发光像素，其中，该至少一个另外的发光像素包括：另外的发光二极管，该另外的发光二极管被配置成发射具有该第一主峰值波长的光；以及第三区域，该第三区域包括第二下转换材料，该第二下转换材料被配置成接收并转换来自该另外的发光二极管的具有该第一主峰值波长的输入光，以输出具有第三主峰值波长的输出光以及具有该第一主峰值波长的未转换光，其中，该第二区域被配置成透射来自该第三区域的具有该第三主峰值波长的输出光，并吸收来自该另外的发光二极管、穿过该第三区域的具有该第一主峰值波长的未转换光，由此提高该至少一个另外的发光像素发射的光色纯度。3.如任一前述权利要求所述的方法，其中，该第二区域被配置吸收与固化其中分散有该有机半导体材料的该介质相关联的波长的光。4.如任一前述权利要求所述的方法，包括在发光二极管阵列上沉积该第二区域，优选地其中，沉积该第二区域包括狭缝涂布或旋转涂布该介质和/或另外的介质。5.如权利要求4所述的方法，包括在沉积该第二区域之前，用材料选择性地覆盖该发光二极管阵列中的一个或多个发光二极管，由此使得能够选择性沉积该第二区域。6.如权利要求5所述的方法，其中，该材料为以下中的至少一种：可移除的临时材料，由此使得能够在该发光二极管阵列上沉积该第二区域之后，在另外不同的步骤中在该被选择性覆盖的一个或多个发光二极管上另外沉积另外的材料；以及光学透明材料，该光学透明材料使得能够从该被选择性覆盖的一个或多个发光二极管发射光，其中，该一个或多个发光二极管被配置成发射具有该主峰值波长的光。7.如任一前述权利要求所述的方法，其中，该介质包括树脂和聚合物介质中的至少一种。8.如任一前述权利要求所述的方法，包括在该发光二极管阵列上形成钝化层，由此保护该发光二极管阵列。9.如任一前述权利要求所述的方法，其中，这些有机半导体包括有多个共轭结构的共轭有机半导体，优选地其中，该多个共轭结构包括核和臂，更优选地其中，该多个共轭结构中的至少两个具有不同的功能特性。10.如权利要求9所述的方法，其中，一个功能特性是吸收该第一主峰值波长，和/或其
中，一个功能特性是吸收具有主峰值波长的、使得能够固化该介质的光。11.如任一前述权利要求所述的方法，其中，该发光二极管阵列为高分辨率单块微型led阵列，优选地其中，该方法包括在该高分辨率单块微型led阵列中的这些发光二极管中的至少两个之间形成反射层，更优选地其中，该高分辨率单块led具有小于10μm、优选地小于4μm的像素间距。12.如任一前述权利要求所述的方法，其中，该多个发光像素各自具有小于或等于100μm2、优选地小于16μm2的发光表面。13.如任一前述权利要求所述的方法，其中，该第二区域为层，优选地其中，该层的厚度小于2微米，更优选地其中，该层的厚度小于0.5微米。14.一种根据如任一前述权利要求所述的方法形成的发光二极管阵列。

技术总结
一种形成包括多个发光像素的发光二极管阵列的方法，其中，这些发光像素中的至少一个包括：发光二极管，该发光二极管被配置成发射具有第一主峰值波长的光；第一区域，该第一区域包括第一下转换材料，该第一下转换材料被配置成接收并转换来自发光二极管的具有第一主峰值波长的输入光，以提供具有第二主峰值波长的输出光以及具有第一主峰值波长的未转换光；以及第二区域，该第二区域包括分散在介质中的有机半导体材料，该有机半导体材料被配置成吸收具有第一主峰值波长的输入光，其中，第二区域被配置成透射来自第一区域的具有第二主峰值波长的输出光，并且吸收来自发光二极管的、穿过第二区域的具有第一主峰值波长的未转换光，由此提高至少一个发光像素发射的光色纯度。度。度。


技术研发人员：萨米尔
受保护的技术使用者：普列斯半导体有限公司
技术研发日：2021.11.08
技术公布日：2023/8/9