一种微发光二极管、微发光显示器数组结构及封装方法与流程

本发明属于LED技术领域，具体涉及一种微发光二极管、微发光显示器数组结构及封装方法。

背景技术：

近年来，白光LED逐渐应用于汽车仪表板与液晶显示板的背光或前光源，LED的优点为体积小、耗电量低、寿命长(十万小时以上)、环保(耐震、耐冲击不易破、废弃物可回收，无污染)等优点，故为新一代之绿色能源。

现有的LED产品，如名称为“High efficiency flat illuminator for liquid crystal micro-display”，申请号为“US09585200”的美国专利，其公开的micro display包括传统的光条、导光板和液晶调控开关，跟一般市面上的LCD结构相似，若要light bar画素，势必用滤色镜来控制，想当然，亮度受到滤色镜及导光模块影响，亮度将会耗损许多，且NTSC及演色性必定不高。

另外一篇名称为“High efficiency flat illuminator for liquid crystal micro-display”的文献，其利用ink jet的技术喷涂高分子荧光染料，经由蓝光微发光二极管激发来制作画素为34μm的微发光显示器，而加上间距后画素为50μm，其像素较大，且此技术色域范围不广，使用ink jet printing技术将有个极限在，而且此技术只能喷涂黏浊性较高的材质。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种微发光二极管和由该微发光二极管制作的微发光显示器数组结构，以及该微发光显示器数组结构的封装方法。

为实现上述目的，本发明按以下技术方案予以实现的：

本发明提供一种微发光二极管，所述微发光二极管的表面设有若干可透光的凹槽、以及覆盖所述凹槽的保护层，每个所述凹槽之间为不可透光的非透射区域，每个凹槽内均填充有由发光材料制成的溶液，相邻的凹槽内发光材料的颜色不同。

优选地，其特征在于，所述凹槽为方格形，若干所述凹槽在所述微发光二极管的表面连续排布。

优选地，所述微发光二极管为紫外光微发光二极管。

优选地，所述发光材料包括红光发光材料、绿光发光材料和蓝光发光材料。

优选地，所述发光材料包括量子点荧光粉、高分子荧光、磷光聚合物或染料。

优选地，所述保护层的材料为聚二甲基硅氧烷。

本发明提供一种微发光显示器数组结构，包括反射层以及若干上文所述的微发光二极管，若干所述微发光二极管排列设置，每个所述微发光二极管的保护层涂覆有荧光层，所述反射层覆盖若干所述微发光二极管。

优选地，所述荧光层的材料为单一的发光材料，所述荧光层包括分为不同的颜色种类。

优选地，所述反射层为分布式布拉格反射层。

本发明提供一种用于上文所述的微发光显示器数组结构的封装方法，包括如下步骤：

步骤S1：利用雷射切割技术在所述微发光二极管的表面挖出若干凹槽；

步骤S3：利用雾化喷涂技术将不同的发光材料的溶液填充于对应的凹槽；

步骤S3：在所述微发光二极管的表面涂覆保护层；

步骤S4：利用雾化喷涂系统将发光材料喷涂于所述保护层，形成所述荧光层；

步骤S5：将反射层覆盖在所有的微发光二极管上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述微发光二极管的光激发不同的发光材料发光，不同的色光混合后可以产生出色域范围极广的白光，利用该微发光二极管制作微发光显示器数组结构，再在每一个微发光二极管表面涂覆由不同的发光材料制作的荧光层，使其产生不同的颜色，同时，微发光二极管可以独立开关，不需要经过彩色过滤片以及液晶等结构，可以大量的提升效率。进一步地，该微发光二极管和微发光显示器数组结构可以利用雾化喷涂技术，雾化喷涂技术压低结构尺寸以节省材料损耗以及多余的流程。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明所述一种微发光二极管未填充发光材料时的结构示意图；

图2是本发明所述一种微发光二极管的填充发光材料后结构示意图；

图3是本发明所述一种微发光二极管的主视图；

图4是本发明所述一种微发光二极管的白光频谱图；

图5是本发明所述一种微发光二极管的NTSC1976色域覆盖范围图；

图6是本发明所述一种微发光显示器数组结构中多个微发光二极管排列方式的示意图；

图7是本发明所述一种微发光显示器数组结构的拆解示意图。

图中：

1-微发光二极管；11-凹槽；12-保护层；13-非透射区域；2-反射层；3-荧光层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明提供一种微发光二极管，如图1至图3所示，所述微发光二极管1的表面设有若干凹槽11，每个凹槽的表面均可透过微发光二极管1所发出的光，而在每个所述凹槽之间为不可透光的非透射区域13，换言之，微发光二极管1所发出的光不能由非透射区域射13出，仅仅能够通过凹槽11的表面射出，每个凹槽11内均填充有由发光材料制成的溶液，相邻的凹槽11内发光材料的颜色不同，同时，在凹槽11的顶部覆盖有保护层12，保护层12将发光材料密封在凹槽11内，优选地，所述保护层12的材料为聚二甲基硅氧烷。

优选地，所述凹槽11为方格形，若干所述凹槽11在所述微发光二极管1的表面连续排布，最终呈现为矩阵形状。本实施例中，相邻凹槽11之间的间距为40μm，凹槽11的深度约是80μm，非透光区域13为每个凹槽11的侧壁的上表面，即图1和图2中的横纵条。

其中，所述发光材料包括量子点荧光粉、高分子荧光、磷光聚合物或染料中的一种，本实施例的发光材料优选量子点荧光粉，微发光二极管1优选紫外光微发光二极管。为了使微发光二极管1产生白光，量子点荧光粉应该包括红色量子点荧光粉、绿色量子点荧光粉和蓝色量子点荧光粉，每种颜色量子点荧光粉交错地填充在凹槽11内，如图2所示，1a所指的颜色区域代表红色量子点荧光粉，1b所指的颜色区域代表绿色量子点荧光粉，1c所指的颜色区域代表蓝色量子点荧光粉。

微发光二极管1发出紫外光，紫外光激发红色量子荧光粉、绿色量子点荧光粉和蓝色量子点荧光粉，从而分别发出红光、绿光和蓝光，三种色光混合为色域范围极广的白光，如图4和图5所示，该白光的色域覆盖范围比NTSC1976标准值高47％，相较于传统的荧光粉白光LED，也比现在色域最广的phosphor白光LED还要高40％，以该微发光二极管1作为显示器背光模块，可以获得较高的色彩鲜艳度。

实施例2

本发明提供一种微发光显示器数组结构100，如图6和图7所示，其包括反射层2以及若干排列设置的微发光二极管1，微发光二极管1上的结构如上文所述。同时，在每个所述微发光二极管1的保护层12涂覆有荧光层3，所述反射层2覆盖若干所述微发光二极管1。其中，所述荧光层3的材料为单一的发光材料，所述荧光层3分为不同的颜色种类，换言之，每个所述微发光二极管1的保护层12仅涂覆一种颜色的荧光层3，而一个微发光显示器数组结构100包括多种颜色的荧光层3。本实施例的发光材料优选量子点荧光粉，量子点荧光粉的种类至少包括红色量子点荧光粉、绿色量子点荧光粉和蓝色量子点荧光粉。优选地，每一个微发光二极管1可以独立开关，也就是说，该微发光显示器数组结构100可以分别产生红光、绿光和蓝光，因此不需要经过彩色过滤片以及液晶等结构即可以大量的提升效率。红色、绿色、蓝色的量子点荧光粉的荧光层的厚度根据此三种颜色的转换效率来调整，本实施例中，三者的厚度分别为1.7μm、4.9μm、5.5μm。

优选地，所述反射层2为分布式布拉格反射层，反射层2可以阻档紫外光穿透出微发光二极管1，并将紫外光保留在微发光二极管1内，使得紫外光可以在微发光二极管1内重复的反射，可以提高微发光二极管1发光效率及发光均匀度。

实施例3

一种用于上文所述的微发光显示器数组结构100的封装方法，采用了雾化喷涂技术，该技术利用一个装有乘载液的管子，在其内部装量子点荧光粉，在经过强力的超音波震荡使得量子点荧光粉雾化后填充于枪身中，枪身壁中装载气流，气流将雾化的液体集中并挤压出来而达到喷涂效果，目前该技术最小可以喷涂9μm左右的尺寸的图案。

该封装方法包括如下步骤：

步骤S1：利用雷射切割技术在所述微发光二极管1的表面挖出若干凹槽11，相邻凹槽11之间的间距为40μm，凹槽11深度约是80μm，本实施例采用的微发光二极管1为蓝光微发光二极管；

步骤S2：利用雾化喷涂技术将不同的发光材料的溶液填充于对应的凹槽11，本实施采用的发光材料为量子点荧光粉，包括红色量子点荧光粉和绿色量子点荧光粉，

步骤S3：在所述微发光二极管1的表面涂覆保护层12，保护层12的材料为聚二甲基硅氧烷；

步骤S4：利用雾化喷涂技术，采用拉线喷涂的方式将发光材料喷涂于所述保护层12，从而形成所述荧光层3，发光材料的喷涂线宽为30μm的QD线，本实施采用的发光材料为量子点荧光粉，包括红色量子点荧光粉、绿色量子点荧光粉和蓝色量子点荧光粉，每个微发光二极管1的保护层12上仅喷涂一种颜色的量子点荧光粉；

步骤S5：将反射层2覆盖在所有的微发光二极管1上。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。