[发明专利]基于玻璃内部量子点的全彩色Micro-LED显示器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于玻璃内部量子点的全彩色Micro‑LED显示器件及其制备方法。主要由从上到下的玻璃机体、Micro‑LED发光器件阵列和Micro‑LED驱动芯片构成；Micro‑LED发光器件阵列主要有多个Micro‑LED发光器件间隔阵列排布而成，Micro‑LED发光器件均电连接封装在Micro‑LED驱动芯片上，玻璃机体内具有阵列分布的量子点发光单元；量子点发光单元是由超快激光在玻璃机体内部直写诱导生成，玻璃机体内的各个量子点发光单元具有不同发光波长。本发明制备成的全彩色Micro‑LED显示器件尺寸更小，成本更低，克服了钙钛矿材料本身的稳定性较差的问题。

技术领域

本发明属于半导体照明应用领域和显示器件领域的一种彩色显示器件及制备方法，涉及一种基于激光诱导玻璃内部量子点析出的全彩色Micro-LED显示器件及其制备方法。

背景技术

随着信息技术的不断发展，对低功耗、高色域、高亮度、高分辨显示和照明技术的要求也在不断提高，新一代的Micro-LED技术应运而生。目前，单色Micro-LED的制备工艺比较成熟，主要采用喷墨打印和雾化喷涂的方法在Micro-LED芯片表面涂覆量子点材料。但对于全彩多色Micro-LED显示器件来说，这些方法的单个色彩单元的尺寸受限，且不可避免的会遭遇相邻不同色彩单元之间的量子点材料混合造成的光串扰。

钙钛矿量子点材料作为一种新型无机半导体纳米晶，具有发射光谱可调、宽激发光谱、窄半峰宽、光稳定性好、荧光产率高等优点。但由于无机钙钛矿材料的形成能低，在自然环境中容易降解或发生相变，且这个过程在加热或暴露于湿气和紫外线照射条件下会被加速。为了克服这一障碍并提高钙钛矿材料的稳定性，一系列策略例如用有机材料添加保护层以及掺杂不同卤素离子等被开发。但这些方法不足以保护量子点不受外部环境的影响，在实际应用中仍然存在较多缺陷，例如较差的热稳定性，低光照损伤阈值，色彩饱和度损失等。而在玻璃中析出量子点的方法使得制备的器件则具有出色的光学透明性和长期的热稳定性，并有望成为光子学和光电子学领域中更好的基质材料。

通常，在玻璃中获得析出量子点的一种常用方法是热处理，但传统的热处理方法只能实现整个玻璃块体中量子点的析出，无法控制量子点在玻璃基体内的空间选择性分布。

大多数研究都描述了一种两步技术，包括激光辐照产生晶核和随后的热处理使晶核长大，一种更简单，快速的激光直写在玻璃内部形成稳定的钙钛矿量子点仍是必须的。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于激光诱导玻璃内部量子点析出的全彩色Micro-LED显示器件及其制备方法，通过将Micro-LED芯片和激光诱导玻璃内部发光波长可控的量子点结合起来，提供一种全彩色的Micro-LED显示器件的制备方案，是一种全新的彩色照明显示产品。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一、一种基于激光诱导玻璃内部量子点析出的全彩色Micro-LED显示器件：

主要由从上到下的玻璃机体、Micro-LED发光器件阵列和Micro-LED驱动芯片构成；所述的Micro-LED发光器件阵列主要有多个Micro-LED发光器件间隔阵列排布而成，Micro-LED发光器件均电连接封装在Micro-LED驱动芯片上，玻璃机体内具有阵列分布的量子点发光单元。

所述的量子点发光单元是由超快激光在玻璃机体内部直写诱导生成。

所述的玻璃机体内的各个量子点发光单元具有不同发光波长。

所述的超短脉冲激光器的激光参数可调，激光参数包括了脉宽、重复频率、脉冲能量。

Micro-LED发光器件的数量和玻璃机体内的量子点发光单元数量相同且一一对应，使得Micro-LED发光器件的阵列分布和玻璃机体内的量子点发光单元的阵列分布完全相同，一个量子点发光单元下方均具有一个Micro-LED发光器件。