一種實現Micro-LED彩色化投影的光學引擎制造技術

本發明專利技術提供了一種實現Micro

【技術實現步驟摘要】
一種實現Micro
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LED彩色化投影的光學引擎


[0001]本專利技術涉及半導體發光器件
，特別是一種實現Micro
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LED彩色化投影的光學引擎。

技術介紹

[0002]投影技術歷經三代變革，第一代投影技術采用陰極射線管作為成像器件，器件內的熒光粉在高壓作用下經發光系統放大、會聚，在屏幕上顯示出彩色圖像。第二代投影技術采用液晶光板進行圖像調制，經投影系統對圖像進行傳輸與顯示。隨著人們對產品舒適度要求的提高，投影技術已在第二代技術的基礎上，向高亮度、高質量、微小型等方面發展。其中，微型投影儀是第三代投影儀的主要發展方向，其具有體積小、顯示尺寸大、光能利用率高等特點。目前應用最廣泛的投影系統為硅基液晶板(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)和數字光處理(Digital Light Processing，DLP)系統。因為這兩種系統的顯示單元都是不主動發光的，導致光的利用率很低，而且DMD的生產成本較高、LCOS難以進行良好散熱。近年來，被視為新一代顯示面板技術的Micro
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LED技術，受到廣泛關注。Micro
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LED顯示器主要基于無機氮化鎵基(GaN)發光二極管，與液晶顯示器(LCD)和有機發光二極管(OLED)顯示器相比，Micro
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LED顯示相比于其他顯示技術具有自發光、高對比度、高分辨率、高可靠性、壽命長、功耗低等諸多優勢。Micro
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LED顯示被認為是將顛覆傳統的新一代顯示技術。作為一種新型的顯示技術，Micro
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LED不僅具有ns級別的響應性能，材料性能穩定，可靠性高，發光效率好，顏色純度高等特點。Micro
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LED在光效、對比度諸多指標上優于OLED，僅從技術上看完全有機會取代OLED，有望成為繼OLED之后推動顯示質量提升的第三代顯示技術。利用Micro
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LED分辨率高，芯片尺寸下，亮度高的特點可是Micro
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LED投影做的更微型化，為人們日常娛樂、工作帶來極大的便利，這使得發展Micro
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LED投影成為了投影技術發展的趨勢。
[0003]目前在投影技術中為實現彩色化，有采用三片Micro
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LED屏幕單獨顯示紅、綠、藍三種顏色，然后通過合色棱鏡實現彩色化，也有用疊層的Micro
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LED來實現彩色化，但發光效果不是很好，還有就是使用背光技術，然后通過彩色濾光片來實現投影的全彩化。目前因Micro
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LED工藝難度較高，導致Micro
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LED芯片價格昂貴。利用三片Micro
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LED屏幕實現彩色化的方式就存在價格昂貴的缺點，而用彩色濾光片存在頻譜帶寬寬的問題，過濾的三基色光的色純度不高導致投影設備的色域不夠高，傳統設計的光引擎存在靈活性差且體積較大等問題。

技術實現思路

[0004]有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種實現Micro
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LED彩色化投影的光學引擎，提高色彩準度以及提高設備靈活性，且體積小。
[0005]為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種實現Micro
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LED彩色化投影的光學引擎，包括：柔性的藍光Micro
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LED微顯示芯片，提供自發光圖像源，該藍光Micro
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LED微顯示芯片含有至少一個獨立顯示區域，每個獨立顯示區域分別用于顯示不同色的圖像源，
各個獨立區域具有相同數量及排布間距的Micro
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LED像素點，每相鄰區域可進行0至180
°
角度的折疊或彎曲；該光學引擎還具有一個合色裝置和投影鏡頭，合色裝置用于將各個獨立顯示區域的圖像合成為一同方向的光路形成彩色圖像，并通過投影鏡頭投影至屏幕上。
[0006]在一較佳的實施例中,所述藍光Micro
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LED微顯示芯片具體為高密度、單個像素尺寸在50微米以內的微顯示芯片,每個像素是一個獨立的Micro
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LED發光單元，每一個Micro
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LED像素都可定址,并單獨驅動點亮；該藍光Micro
?
LED微顯示芯片相鄰獨立顯示區域之間至少存在一種鉸鏈結構，該鉸鏈結構使Micro
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LED芯片彎曲折疊α角度，并使其保持α角度彎曲折疊的穩定狀態；該鉸鏈結構具有兩片固定片分別位于折痕的兩邊，通過粘合劑使固定片固定在藍光Micro
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LED微顯示芯片背面，靠近折痕一端的固定片是一個帶有齒輪的驅動桿，兩片固定片中間通過一套齒輪傳動組合連接；以折痕為中心線的像素點不參與圖像顯示發光。
[0007]在一較佳的實施例中,各個顯示區域之間的彎曲或折疊角度范圍為α，且滿足0≤α≤90
°
；當α＝0
°
時，該Micro
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LED屏為平整的平面屏幕；當α＝90
°
時，該Micro
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LED屏相鄰兩塊顯示區域相互垂直。
[0008]在一較佳的實施例中,各獨立顯示區域的Micro
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LED芯片發光顏色不相同，即在每個獨立區域制備發出某個顏色的Micro
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LED芯片像素陣列；采用量子點色轉換方案，即多個顯示區域中應至少有一個區域附量子點色轉換像素薄膜，用于將藍光轉換為其他基色光的圖像，且量子點色轉換像素薄膜上的像素排布應與Micro
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LED像素排列一一對應。
[0009]在一較佳的實施例中,Micro
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LED芯片像素或者量子點色轉換像素薄膜上設置有準直微透鏡陣列，用于準直經量子點色轉換薄膜發射的像素光束，與像素形成一對一或多對一的空間對應關系，準直微透鏡通過某種粘合劑使其牢固地與Micro
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LED芯片或量子點色轉換薄膜連接起來。
[0010]在一較佳的實施例中,當Micro
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LED為藍光時，實現全彩化投影選用紅、綠量子點色轉換像素薄膜位于藍光Micro
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LED和準直透鏡陣列之間，緊貼于藍光Micro
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LED微顯示芯片上，或緊貼于準直透鏡陣列上；量子點色轉換膜可像素化與藍光Micro
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LED像素對準，并采用黑矩陣分隔，所述量子點色轉換膜采用第
Ⅱ?Ⅵ
或
Ⅲ?Ⅴ
族半導體量子點材料，通過濺射、移印或旋涂沉積后經退火處理，由光刻、打印、絲網印刷等圖案化制備工藝得到；量子點色轉換像素薄膜的轉換波長為495～780nm之間，半峰寬≤40nm，且膜厚低于15微米。
[0011]在一較佳的實施例中,合色裝置用于實現獨立顯示區域出射光的合色，在Micro
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LED微顯示本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種實現Micro
?
LED彩色化投影的光學引擎，其特征在于包括：柔性的藍光Micro
?
LED微顯示芯片，提供自發光圖像源，該藍光Micro
?
LED微顯示芯片含有至少一個獨立顯示區域，每個獨立顯示區域分別用于顯示不同色的圖像源，各個獨立區域具有相同數量及排布間距的Micro
?
LED像素點，每相鄰區域可進行0至180
°
角度的折疊或彎曲；該光學引擎還具有一個合色裝置和投影鏡頭，合色裝置用于將各個獨立顯示區域的圖像合成為一同方向的光路形成彩色圖像，并通過投影鏡頭投影至屏幕上。2.根據權利要求1所述的一種實現Micro
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LED彩色化投影的光學引擎,其特征在于,所述藍光Micro
?
LED微顯示芯片具體為高密度、單個像素尺寸在50微米以內的微顯示芯片,每個像素是一個獨立的Micro
?
LED發光單元，每一個Micro
?
LED像素都可定址,并單獨驅動點亮；該藍光Micro
?
LED微顯示芯片相鄰獨立顯示區域之間至少存在一種鉸鏈結構，該鉸鏈結構使Micro
?
LED芯片彎曲折疊α角度，并使其保持α角度彎曲折疊的穩定狀態；該鉸鏈結構具有兩片固定片分別位于折痕的兩邊，通過粘合劑使固定片固定在藍光Micro
?
LED微顯示芯片背面，靠近折痕一端的固定片是一個帶有齒輪的驅動桿，兩片固定片中間通過一套齒輪傳動組合連接；以折痕為中心線的像素點不參與圖像顯示發光。3.根據權利要求2所述的一種實現Micro
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LED彩色化投影的光學引擎,其特征在于,各個顯示區域之間的彎曲或折疊角度范圍為α，且滿足0≤α≤90
°
；當α＝0
°
時，該Micro
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LED屏為平整的平面屏幕；當α＝90
°
時，該Micro
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LED屏相鄰兩塊顯示區域相互垂直。4.根據權利要求1所述的一種實現Micro
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LED彩色化投影的光學引擎,其特征在于,各獨立顯示區域的Micro
?
LED芯片發光顏色不相同，即在每個獨立區域制備發出某個顏色的Micro
?
LED芯片像素陣列；采用量子點色轉換方案，即多個顯示區域中應至少有一個區域附量子點色轉換像素薄膜，用于將藍光轉換為其他基色光的圖像，且量子點色轉換像素薄膜上的像素排布應與Micro
?
LED像素排列一一對應。5.根據權利要求4所述的一種實現Micro
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LED彩色化投影的光學引擎,其特征在于,Micro
?
LED芯片像素或者量子點色轉換像素薄膜上設置有準直微透鏡陣列，用于準直經量子點色轉換薄膜發射的像素光束，與像素形成一對一或多對一的空間對應關系，準直微透鏡通過某種粘合劑使其牢固地與Micr...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳恩果，嚴銀菓，黎垚，江昊男，葉蕓，徐勝，郭太良，
申請(專利權)人：福州大學，
類型：發明
國別省市：