本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種像素結(jié)構(gòu)及制造方法。

背景技術(shù)：

隨著顯示技術(shù)的高速發(fā)展，關(guān)于微發(fā)光二極管(Micro LED)的顯示應(yīng)用也越來(lái)越受到業(yè)界關(guān)注。

Micro LED作為電流驅(qū)動(dòng)的自發(fā)光單元，每個(gè)獨(dú)立的發(fā)光單元都向空間中的各個(gè)方向均勻發(fā)光，因此在這一過(guò)程中損失多數(shù)的光能量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種像素結(jié)構(gòu)及制造方法，能夠提高微發(fā)光二極管光利用率。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一種技術(shù)方案是：提供一種提高微發(fā)光二極管光利用率的像素制造方法，所述方法包括：準(zhǔn)備一基板；在所述基板上制造具有容置腔及隔離區(qū)的黑色光阻層；在所述黑色光阻層除所述隔離區(qū)外的表面涂布聚電解質(zhì)溶液風(fēng)干并形成聚電解質(zhì)層；在所述聚電解質(zhì)層表面涂布金屬納米粒子溶液風(fēng)干并形成金屬粒子層；將所述微發(fā)光二極管對(duì)位轉(zhuǎn)移至所述黑色光阻層中。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的又一種技術(shù)方案是：提供一種像素結(jié)構(gòu)，所述像素結(jié)構(gòu)包括：基板；黑色光阻層，沉積于所述基板上，所述黑色光阻層包括容置腔及隔離區(qū)，所述隔離區(qū)設(shè)置于所述容置腔內(nèi)；聚電解質(zhì)層，所述聚電解質(zhì)層涂覆于除所述隔離區(qū)外的所述黑色光阻層上；金屬納米粒子層，所述金屬納米粒子層覆蓋于所述聚電解質(zhì)層上；微發(fā)光二極管，所述微發(fā)光二極管設(shè)置于所述隔離區(qū)上。

本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明通過(guò)形成具有反射層的像素結(jié)構(gòu)，能夠提高微發(fā)光二極管的光利用率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明像素結(jié)構(gòu)制作方法一實(shí)施例的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明像素結(jié)構(gòu)一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明像素結(jié)構(gòu)制作方法一實(shí)施例，該方法包括如下步驟：

S110，準(zhǔn)備一基板。

其中，該基板可以為透明材質(zhì)，具體可以是玻璃或者透明塑料等。

S120，在基板上制造具有容置腔及隔離區(qū)的黑色光阻層。

在步驟S120中，該具有容置腔及隔離區(qū)的黑色光阻層的形成可以采用光刻法一步成型。其中，黑色光阻層是一種有機(jī)化合物，它受紫外光曝光后，在顯影液中的溶解度會(huì)發(fā)生變化。一般光阻以液態(tài)涂覆在基板表面上，曝光后烘烤成固態(tài)，其作用是將掩膜板上的圖形轉(zhuǎn)移到基板表面的氧化層中，以便在后續(xù)工序中，保護(hù)下面的材料(刻蝕或離子注入等)。

光刻法指在通過(guò)一系列生產(chǎn)步驟，將基板表面的光阻層的特定部分除去的工藝，在此之后基板表面會(huì)留下帶有微圖形結(jié)構(gòu)的光阻層。通過(guò)光刻工藝過(guò)程，最終在基板表面上保留的是特征圖形部分。且光刻法的三基本要素為控制光照(主要為紫外光)、掩模板以及光刻膠(光阻)。

在本實(shí)施例中，該具有容置腔及隔離區(qū)的黑色光阻層可以通過(guò)光刻法一步成型。在其它實(shí)施例中，該黑色光阻層也可以通過(guò)光刻法兩步成型，即先形成具有容置腔結(jié)構(gòu)的黑色光阻層，再在容置腔中進(jìn)一步形成隔離區(qū)結(jié)構(gòu)。其中，該隔離區(qū)可以設(shè)置為凸起、凹陷或溝槽等結(jié)構(gòu)，且后續(xù)的聚電解質(zhì)溶液和金屬納米粒子溶液都不會(huì)涂布在該隔離區(qū)部分，目的是隔離微發(fā)光二極管兩端的引腳，以使得微發(fā)光二極管不會(huì)被短路。在本實(shí)施例中，該隔離區(qū)設(shè)置成凸起結(jié)構(gòu)，以方便微發(fā)光二極管的放置。

S130，在黑色光阻層除隔離區(qū)外的表面涂布聚電解質(zhì)溶液風(fēng)干并形成聚電解質(zhì)層。

在步驟S130中，聚電解質(zhì)層以及后續(xù)的膜層結(jié)構(gòu)的涂布利用層層組裝技術(shù)(Layer-by-Layer,LBL)。層層組裝技術(shù)是利用逐層交替沉積的方法，借助各層分子間的弱相互作用(如靜電引力、氫鍵、配位鍵等)，使層與層自發(fā)地締合形成完整結(jié)構(gòu)、性能穩(wěn)定、具有某種特定功能的分子聚集體或超分子結(jié)構(gòu)的過(guò)程。本實(shí)施例中，主要采用靜電層層組裝技術(shù)即利用離子間的靜電作用作為成膜的驅(qū)動(dòng)力。在由上述光刻工藝得到均勻涂布的具有容置腔及隔離區(qū)結(jié)構(gòu)的黑色光阻層上涂布聚電解質(zhì)溶液風(fēng)干后形成聚電解質(zhì)層。其中，該聚電解質(zhì)溶液可以為聚二烯丙基二甲基氯化銨、聚丙烯酸鈉、聚二甲基二烯丙基氯化銨以及丙烯酸-乙烯基吡啶共聚物等的一種。在具體的實(shí)施例中，聚電解質(zhì)溶液選用聚二烯丙基二甲基氯化銨(Poly Dimethyl Diallyl Ammonium chloride，PDDA)溶液，其濃度為2mg/mL，且在涂布的過(guò)程中避開(kāi)黑色光阻層的隔離區(qū)結(jié)構(gòu)。風(fēng)刀吹干后，形成聚二烯丙基二甲基氯化銨膜層，即聚電解質(zhì)膜。

S140，在聚電解質(zhì)層表面涂布金屬納米粒子溶液風(fēng)干并形成金屬粒子層。

步驟S140中，在聚電解質(zhì)層上進(jìn)一步涂布金屬納米粒子溶液。其中，該金屬納米粒子溶液可以包括Au、Ag、Cu、Ni、Co、Pt中的至少一種和/或由Au、Ag、Cu、Ni、Co、Pt中至少兩種形成的合金。選用的金屬納米粒子溶液應(yīng)具有較高的消光系數(shù)，所謂消光系數(shù)是被測(cè)溶液對(duì)光的吸收大小值。在本實(shí)施例中，金屬納米粒子溶液選用Ag納米粒子溶液涂布于聚電解質(zhì)層上風(fēng)干并形成Ag納米粒子層。也即是以Ag納米粒子層作為反射層，當(dāng)光束由空氣入射到該Ag納米粒子層表面時(shí)，進(jìn)入Ag納米粒子層內(nèi)的光振幅迅速衰減，使得進(jìn)入Ag納米粒子層內(nèi)的光能相應(yīng)減少，而反射光能增加。且選用的金屬粒子溶液的消光系數(shù)越大，光振幅衰減越迅速，進(jìn)入金屬內(nèi)部的光能越少，反射率越高。

此外，步驟S130和步驟S140中，聚電解質(zhì)溶液和金屬納米粒子溶液的電性相反，即在步驟S130中，聚電解質(zhì)溶液選用的是陽(yáng)離子聚二烯丙基二甲基氯化銨，步驟S140中，金屬納米粒子溶液選用帶負(fù)電的Ag納米粒子溶液。在其它實(shí)施例中，聚電解質(zhì)溶液和金屬納米粒子溶液的選取只要滿(mǎn)足二者的電性相反即可。且利用層層組裝技術(shù)交替沉積技術(shù)可以控制組裝膜層的結(jié)構(gòu)和厚度。在具體實(shí)施例中，若還需要增加金屬納米粒子層的厚度，則重復(fù)上述步驟S130和步驟S140即可，即在金屬納米粒子層上再涂布一層聚電解質(zhì)溶液風(fēng)干形成聚電解質(zhì)層，再在該聚電解質(zhì)層上涂布金屬納米粒子溶液風(fēng)干形成金屬納米粒子層，如此反復(fù)上述步驟即可得到需要的膜層厚度。

S150，將微發(fā)光二極管對(duì)位轉(zhuǎn)移至黑色光阻層中。

通過(guò)層層組裝技術(shù)交替沉積技術(shù)形成所需要的金屬納米粒子層厚度后，將微發(fā)光二極管(Micro LED)對(duì)位轉(zhuǎn)移至黑色光阻層中。具體地，將微發(fā)光二極管對(duì)位轉(zhuǎn)移至黑色光阻層的隔離區(qū)結(jié)構(gòu)上。

其中，微發(fā)光二極管是指利用成熟的發(fā)光二極管制備工藝，規(guī)?；脑谒{(lán)寶石類(lèi)的基板上通過(guò)分子束外延的生長(zhǎng)出來(lái)的尺寸在10～50um的微發(fā)光二極管單元，若要形成圖案化的不同顏色的微發(fā)光二極管構(gòu)成顯示區(qū)域，則需要通過(guò)高精度的轉(zhuǎn)移技術(shù)將其轉(zhuǎn)移到玻璃基板上。由于制作微發(fā)光二極管的藍(lán)寶石基板尺寸基本上就是硅晶元的尺寸，而制作顯示器則是尺寸大得多的玻璃基板，因此必然需要進(jìn)行多次轉(zhuǎn)運(yùn)，其中對(duì)該微發(fā)光二極管的轉(zhuǎn)移需用到特殊的傳送工具，該傳送工具的作用是將微發(fā)光二極管從藍(lán)寶石基板上對(duì)位轉(zhuǎn)移至上述黑色光阻層的隔離區(qū)上，過(guò)程可以簡(jiǎn)單描述為：首先將傳送工具與微發(fā)光二極管接觸，向傳送工具施加電壓以產(chǎn)生對(duì)微發(fā)光二極管的夾持壓強(qiáng)，用傳送工具拾起微發(fā)光二極管，使黑色光阻層的隔離區(qū)結(jié)構(gòu)與微發(fā)光二極管接觸，最后將微發(fā)光二極管釋放到隔離區(qū)結(jié)構(gòu)上。

進(jìn)一步地，將該微發(fā)光二極管對(duì)位轉(zhuǎn)移至黑色光阻層的隔離區(qū)結(jié)構(gòu)上后，由于上述金屬納米粒子層的光學(xué)特性，可以使微發(fā)光二極管向周?chē)较虬l(fā)射的光線(xiàn)，經(jīng)過(guò)折射與反射重新匯聚到出光方向，減少光損失，提高光利用率。

上述實(shí)施方式，通過(guò)利用層層組裝技術(shù)以形成具有反射層的像素結(jié)構(gòu)，能夠提高微發(fā)光二極管的光利用率。

請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明像素結(jié)構(gòu)一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2，該像素10包括：基板11、黑色光阻層12、聚電解質(zhì)層13、金屬納米粒子層14以及微發(fā)光二極管15。

其中，基板11可以為透明材質(zhì)，具體可以是玻璃或者透明塑料等。

黑色光阻層12，沉積于基板11上，該黑色光阻層12包括容置腔121以及隔離區(qū)122，且隔離區(qū)122設(shè)置于容置腔121內(nèi)。具體地，該黑色光阻12是一種有機(jī)化合物，它受紫外光曝光后，在顯影液中的溶解度會(huì)發(fā)生變化。一般光阻以液態(tài)涂覆在基板表面上，曝光后烘烤成固態(tài)，其作用是將掩膜板上的圖形轉(zhuǎn)移到基板11表面的氧化層中，以便在后續(xù)工序中，保護(hù)下面的材料(刻蝕或離子注入等)，該黑色光阻層12也可以通過(guò)光刻法一步成型，也可以通過(guò)光刻法兩步成型，即先形成具有容置腔121結(jié)構(gòu)的黑色光阻層12，再在容置腔121中進(jìn)一步形成隔離區(qū)122結(jié)構(gòu)。其中，該隔離區(qū)122可以設(shè)置為凸起、凹陷或溝槽等結(jié)構(gòu)，且后續(xù)的聚電解質(zhì)層和金屬納米粒子層都不會(huì)涂布在該隔離區(qū)122部分，目的是隔離微發(fā)光二極管15兩端的引腳，以使得微發(fā)光二極管15不會(huì)被短路。在本實(shí)施例中，該隔離區(qū)122設(shè)置成凸起結(jié)構(gòu)，以方便微發(fā)光二極管15的放置。

聚電解質(zhì)層13，涂覆于除隔離區(qū)122外的黑色光阻層12上。其中，該聚電解質(zhì)層13可以為聚二烯丙基二甲基氯化銨、聚丙烯酸鈉、聚二甲基二烯丙基氯化銨以及丙烯酸-乙烯基吡啶共聚物等的一種，在具體實(shí)施方式中，該聚電解質(zhì)層13選用聚二烯丙基二甲基氯化銨。

金屬納米粒子層14，覆蓋于聚電解質(zhì)層13上，該金屬納米粒子包括Au、Ag、Cu、Ni、Co、Pt中的至少一種和/或由Au、Ag、Cu、Ni、Co、Pt中至少兩種形成的合金，且選用的金屬納米粒子層應(yīng)具有較高的消光系數(shù)。在本實(shí)施例中，選用Ag納米粒子層作為反射層，當(dāng)光束由空氣入射到該Ag納米粒子層表面時(shí)，進(jìn)入Ag納米粒子層內(nèi)的光振幅迅速衰減，使得進(jìn)入Ag納米粒子層內(nèi)的光能相應(yīng)減少，而反射光能增加。且選用的金屬粒子層的消光系數(shù)越大，光振幅衰減越迅速，進(jìn)入金屬內(nèi)部的光能越少，反射率越高。

在具體實(shí)施例中，上述的聚電解質(zhì)層13和金屬納米粒子層14電性相反，即上述的聚二烯丙基二甲基氯化銨薄膜層帶正電，Ag納米粒子層帶負(fù)電，二者通過(guò)靜電作用交替沉積，以達(dá)到需要厚度的金屬納米粒子膜層。在其它實(shí)施例中，聚電解質(zhì)層和金屬納米粒子層的選取只要滿(mǎn)足二者的電性相反即可。

微發(fā)光二極管15，設(shè)置于隔離區(qū)122上。其中，該微發(fā)光二極管15是指利用成熟的發(fā)光二極管制備工藝，規(guī)模化的在藍(lán)寶石類(lèi)的基板上通過(guò)分子束外延的生長(zhǎng)出來(lái)的尺寸在10～50um的微發(fā)光二極管單元。且其通過(guò)對(duì)位轉(zhuǎn)移將其設(shè)置在黑色光阻層12的隔離區(qū)122結(jié)構(gòu)上，且具體設(shè)置方法參照上文描述，此處不再贅述。由于上述金屬納米粒子層的光學(xué)特性，可以使微發(fā)光二極管向周?chē)较虬l(fā)射的光線(xiàn)，經(jīng)過(guò)折射與反射重新匯聚到出光方向，減少光損失，提高光利用率。

綜上所述，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，本發(fā)明提供一種像素結(jié)構(gòu)及制造方法，通過(guò)利用層層組裝技術(shù)以形成具有反射層的像素結(jié)構(gòu)，能夠提高微發(fā)光二極管的光利用率。

以上僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。