[发明专利]量子点光转换膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于Micro‑LED改善色域和分辨率且消除灯斑(mura)的量子点光转换膜及其制备方法。该量子点光转换膜，包括透明多孔基板、量子点、第一阻隔膜和第二阻隔膜。量子点填充在透明多孔基板中；第一阻隔膜与第二阻隔膜分别贴合透明多孔基板的上表面和下表面；量子点通过喷墨打印填充在透明多孔基板中。

技术领域

本发明涉及光学器件制造和光学系统，尤其涉及一种量子点光转换膜及其制备方法。

背景技术

微型发光二极管(Micro-LED)就是“微”LED(发光二极管)，微型发光二极管阵列显示作为一种新显示技术，与其它显示技术，比如液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)、有机电激光显示(Organic Light-Emitting Diode，OLED)等离子显示(Plasma DisplayPanel，PDP)等相比，其核心的不同之处在于其采用无机LED作为发光像素。由于Micro-LED产品具有高亮度、高解析度和寿命长等优点而备受关注。基于Micro-LED的产品设计越来越多，比如高亮度背光、区域调光(Local dimming，HDR)型背光等。

制作好的微小的LED需要转移到做好驱动电路的基底上。无论是电视还是手机屏，其像素的数量都是相当巨大的，以一个55寸4K电视为例，需要转移的晶粒就高达2400万颗(以4000x 2000x RGB三色计算)，即使一次转移1万颗，也需要重复2400次，这种技术叫做巨量转移。巨量转移设备是实现三基色Micro-LED芯片集成制造的关键。而4K或8K显示像素的尺寸较小，并且显示产品对于像素错误的容忍度也很低，一块有“亮点”或“暗点”的显示屏无法满足用户需求，所以将这些小像素可靠地转移到做好驱动电路的衬底上并实现电路连接是十分困难、复杂的技术。“巨量转移”确实是目前Micro-LED商业化上的一大瓶颈技术。其转移的效率，成功率都决定着商业化的成功与否。如何提高巨量转移后Micro-LED器件的良品率是值得研究的问题。无需封装将LED晶体薄膜直接搬运到驱动背板上，在Micro-LED的生产上，把数百万甚至数千万颗微米级的LED晶粒正确且有效率的移动到电路基板上可以显著提升良品率。

为了提高Micro-LED显示的颜色再现性，有效的方案是使背光单元的蓝、绿、红的各发光光谱的半值宽度变窄，并提高蓝、绿、红各颜色的色彩纯度。作为解决该课题的手段，中国专利CN110308587A提出了将由无机半导体微粒形成的量子点用作颜色转换膜的成分的技术。使用量子点的技术确实可使绿色、红色发光光谱的半值宽度变窄，并使得颜色再现性提高，色域提升。通过将具有该颜色转换功能的量子点膜与蓝色光源组合，从而能够从蓝色光源取出蓝色、绿色、红色这三种原色，即能够取出白色光。通过将组合上述蓝色光源和具有颜色转换功能的量子点膜而得到的白色光源作为背光单元、并将该背光单元与液晶驱动部分、滤色器组合，能够制作全彩色显示器。另外，没有液晶驱动部分时，可直接用作白色光源，例如能够用作LED照明等白色光源。但另一方面，量子点的荧光发射是随机的、没有取向性的，因此有一定比例的绿色、红色光发射回LED光源，造成显示亮度的大幅损失。

量子点喷墨打印是一种应用前景明朗、比较直接的技术，可以实现材料的有效利用，形成单独的像素点和打印器件的柔性设计。喷墨打印高分辨率显示的最大挑战是获得单个极小而稳定的液滴，并且干燥后形成均一的像素点。研究发现对于打印过程中的卫星散射点抑制和咖啡环抑制存在冲突的条件。量子点溶液的参数Z(奥内佐格数的倒数)：

ρ为溶液的密度，d为特征常数，在这里表示为喷嘴的直径，η为溶液的粘度，γ为溶液的表面张力。

当Z＜1时，溶液的粘度过大，难以形成液滴；

当Z＞10时，难以形成稳定的液滴，从而导致大量卫星液滴产生；

当1＜Z＜10时，能够形成稳定且适合喷墨打印使用的液滴，但是易产生咖啡环。

发明内容