全色掃描顯示裝置的顯示底板及其製作方法與流程

2023-06-12 17:44:56 1

本發明涉及一種全色掃描顯示裝置的顯示底板及其製作方法。

背景技術：

抬頭顯示或者說平視顯示器(Head Up Display)，簡稱HUD，是目前普遍運用在航空器上的飛行輔助儀器，它能將飛行參數、瞄準攻擊、自檢測等信息，以圖像、字符的形式，通過光學部件投射到座艙正前方組合玻璃上的光/電顯示裝置上。飛行員透過組合玻璃觀察艙外景物時，可以同時看到疊加在外景上的字符、圖像等信息，並且投射焦距位於成像組合玻璃位於前方，使飛行員幾乎不用改變眼睛焦距，即可方便的隨時察看飛行參數，可視度也不會受到日光照射的影響。隨著科技的快速發展，抬頭顯示技術已經應用在高端轎車上。但現有的抬頭顯示器和掃描投影儀都存在色彩單一、結構複雜、體積較大的缺陷。

技術實現要素：

本發明的第一個目的是提供一種能夠顯示出豐富的色彩的全色掃描顯示裝置的顯示底板。

實現本發明第一個目的的技術方案是全色掃描顯示裝置的顯示底板，包括基底和設置在基底上的封裝有矽膠的腔體；所述腔體為多個橫縱垂直間隔的成陣列式分布的單元槽，或者為多行橫向平行間隔的長槽；每四個相鄰的所述單元槽為一個像素，分別封裝不同顏色的螢光粉及矽膠；或者每四行或者三行相鄰的所述長槽內封裝不同顏色的螢光粉及矽膠。

所述每四個相鄰的所述單元槽分別封裝有含紅色螢光粉的矽膠、含黃色螢光粉的矽膠、含綠色螢光粉的矽膠和用於反射藍光的不含螢光粉的矽膠；所述每四行相鄰的所述長槽分別封裝有含紅色螢光粉的矽膠、含黃色螢光粉的矽膠、含綠色螢光粉的矽膠和用於反射藍光的不含螢光粉的矽膠；所述每三行相鄰的所述長槽分別封裝有含紅色螢光粉的矽膠、含綠色螢光粉的矽膠和含黃色螢光粉的矽膠。

所述單元槽的截面為上寬下窄的梯形或者為倒三角形或者為圓弧型；所述長槽的截面為矩形或者圓弧形或者為三角形或者為上寬下窄的梯形。

所述每個腔體內壁上設置鍍層；所述鍍層為增強可見光反射的金屬或者有無機物塗層反光膜。

所述鍍層為鍍鋁層。

所述每個腔體大小形狀一致，尺寸由顯示像素要求確定。

所述基底為玻璃基底，所述腔體為截面是弧形的單元槽或者截面是弧形的長槽。

所述基底為矽基底，所述腔體為截面是上寬下窄的梯形或者倒三角形的單元槽，或者截面為矩形的長槽，腔體為在矽基底上蝕刻形成。

所述基底為塑料基底，所述腔體為在塑料基底上納米印刷形成。

本發明的第二個目的是提供一種全色掃描顯示裝置的顯示底板的製作方法。

實現本發明第二個目的的技術方案是全色掃描顯示裝置的顯示底板的製作方法，包括以下步驟：

步驟一：準備基底；

步驟二：在基底上形成腔體；所述腔體為多個橫縱垂直間隔的成陣列式分布的單元槽，或者為多行橫向平行間隔的長槽；

步驟三：在每個腔體內封裝螢光粉及矽膠，每四個相鄰的所述單元槽為一個像素，分別封裝不同顏色的螢光粉及矽膠；或者每四行或者三行相鄰的所述長槽內封裝不同顏色的螢光粉及矽膠。

所述步驟一中，基底為矽基底；

所述步驟二中，採用蝕刻的方法形成腔體；所述腔體為截面是上寬下窄的梯形或者倒三角形的單元槽，或者截面為矩形的長槽。

所述步驟二中，在矽基底表面採用化學澱積CVD的方法覆蓋一層氮化矽或氧化矽膜，溼法或等離子體幹法刻蝕法刻蝕掉氧化矽或氮化矽保護膜後，採用鹼性溶劑TMAH或KOH溼法蝕刻，沿矽的100面蝕刻成截面為上寬下窄的梯形或倒三角形的斜面單元槽；或者沿矽的110面蝕刻成截面為矩形的長槽。

所述步驟一中，基底為熱塑料基底；

所述步驟二中，由設有截面為橫縱間隔設置的梯形或者弧形或者三角形凸起，或者截面為橫向平行間隔設置的矩形或者弧形或者三角形的滾筒在塑料基底上通過納米印刷技術得到所需腔體。

所述步驟一中，基底為玻璃基底；

所述步驟二中，採用緩衝氫氟酸BHF或者氫氟酸HF在玻璃基底上腐蝕出腔體；所述腔體的截面為橫縱間隔設置的圓弧形單元槽，或者截面為橫向平行間隔設置的半圓形或者圓弧形的長槽。

所述步驟三中，先在每個腔體內壁形成鍍層；所述鍍層為增強可見光反射的金屬或者無機物塗層反光膜；所述每四個相鄰的所述單元槽分別封裝有含紅色螢光粉的矽膠、含黃色螢光粉的矽膠、含綠色螢光粉的矽膠和用於反射藍光的不含螢光粉的矽膠；所述每四行相鄰的所述長槽分別封裝有含紅色螢光粉的矽膠、含黃色螢光粉的矽膠、含綠色螢光粉的矽膠和用於反射藍光的不含螢光粉的矽膠；所述每三行相鄰的所述長槽分別封裝有含紅色螢光粉的矽膠、含綠色螢光粉的矽膠和含黃色螢光粉的矽膠。

採用上述技術方案後，本發明具有以下的積極的效果：(1)本發明採用在基底上設置橫縱垂直間隔的成陣列式分布的單元槽，或者為多行橫向平行間隔的長槽的形式來模仿顯示像素，相鄰四個或相鄰四行或者相鄰三行腔體作為一個像素，封裝含不同顏色的螢光粉的矽膠或純矽膠，通過掃描短波長的藍色雷射去激發紅、綠、黃等其他顏色螢光粉方式，掃描藍色雷射的功率和在各顏色螢光粉單位停留激發的時間決定了各像素點的亮度和顏色混合，由此達到色彩豐富的顯示效果。

(2)本發明的腔體的形狀有很多種選擇，矽基底效果最好，可以做得最小巧，但塑料基底和玻璃基底的成本更低，可以根據實際採用的工藝情況進行選擇。

(3)本發明的槽體內放置紅黃綠三種顏色的螢光粉，在進行全色掃描顯示時，只需用可見光中波長較短的功率可調製的藍色雷射通過微機電掃描微鏡和其他光學輔助系統掃描照射到本發明的顯示底板上，藍色雷射打到紅黃綠三種螢光粉上，便可激發出其他的波長的光(比藍光波長長)，通過控制藍色雷射的功率和停留時長，就可以混出需要的顏色，藍色雷射打到不含螢光粉的矽膠上，或者藍色雷射停留到沒有螢光粉的地方，就可以反射出藍色；如果在掃描到某像素點時將雷射關閉，則該像素點為黑色或暗色。

(4)本發明在腔體內壁鍍鋁或者銀或者鍍金等金屬膜或者其他無機物塗層，能增強反射效果，同時也可以提高散熱性能。

(5)本發明的腔體的大小由需要顯示的圖像的像素要求來確定，適用廣泛。

(6)本發明獲得腔體的方式可以是蝕刻或者納米印刷或者腐蝕，可以根據工藝情況選擇。

附圖說明

為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明一個像素的示意圖。

圖3為圖1這種結構的的側視示意圖。

圖4為本發明的另一種結構示意圖。

圖5為圖4這種結構的側視示意圖。

圖6為另一種結構的側視示意圖。

圖7為另一種結構的側視示意圖。

附圖中標號為：

基底1、腔體2、斜槽21、直槽22、鍍層23、螢光粉及矽膠3。

具體實施方式

(實施例1)

見圖1至圖3，以及圖6，本實施例的全色掃描顯示裝置的顯示底板，包括矽基底材質的基底1和蝕刻在矽基底上的陣列式分布的截面為上寬下窄的梯形的斜槽，這些斜槽作為封裝螢光粉的腔體2；每個腔體2內封裝有矽膠；如圖2所示，每四個相鄰的腔體2作為一個顯示像素，分別封裝含紅色螢光粉的矽膠、含黃色螢光粉的矽膠、含綠色螢光粉的矽膠和用於反射藍光的不含螢光粉的矽膠。為了更好的反射效果，每個腔體2內壁上設置鍍層23。鍍層23為鍍鋁層是最合適的選擇，成本可控。每個腔體大小形狀一致，尺寸由顯示像素要求確定，比如可以由四個200um×200um的腔體2組成一個400um×400um的像素框。

製作方法，包括以下步驟：

步驟一：準備矽基底；矽基底採用SOI晶圓或單晶矽晶圓；

步驟二：在矽基底表面採用化學澱積CVD的方法覆蓋一層氮化矽或氧化矽膜，溼法或等離子體幹法刻蝕法刻蝕掉氧化矽或氮化矽保護膜後，採用鹼性溶劑TMAH或KOH溼法蝕刻，沿矽的100面蝕刻成截面為上寬下窄的梯形單元槽；當然也可以蝕刻成圖6所示的倒三角形單元槽21；

步驟三：在每個矽杯內壁鍍鋁或者其他金屬或者無機物塗層，形成鍍層23，然後在矽杯內封裝螢光粉及矽膠3。以相鄰的四個腔體2為一個單位，在四個腔體2內以點膠的方式分別封裝含紅色螢光粉的矽膠、含黃色螢光粉的矽膠、含矽膠的綠色螢光粉和用於反射藍光的不含螢光粉的矽膠。

本實施例的這種結構，也可以採用在塑料基底上用特製(按照所需圖案)的滾筒進行納米印刷得到，比如圖6的倒三角形單元槽21。或者採用在玻璃基底上用緩衝氫氟酸BHF和氫氟酸HF腐蝕出需要腔體，但因為氫氟酸的刻蝕是各項同性的，因此腔體的截面為橫縱間隔設置的圓弧形單元槽(如圖7所示)，或者截面為橫向平行間隔設置的半圓形或者圓弧形的長槽。採用本實施例的結構，由於腔體是上大下小的梯形(斜面與水平面的夾角一般為72°)，點螢光粉時比較容易沉積，也即螢光粉的封裝工藝容易操作，但是由於開口較大，如果需要非常高的像素，在蝕刻工藝上會要求較高。

在進行全色掃描顯示時，用藍色雷射照射到本實施例的顯示底板上，通過控制藍色雷射的功率和停留時長，就可以混出需要的顏色，藍色雷射進行旋轉的話，還可以得到立體的顯示效果。

(實施例2)

見圖4和圖5，與實施例1不同的地方在於：腔體2的形狀採用橫向平行間隔的直槽23，沿矽的110面蝕刻，四行相鄰的直槽23內分別封裝含紅色螢光粉的矽膠、含黃色螢光粉的矽膠、含綠色螢光粉的矽膠和用於反射藍光的不含螢光粉的純矽。這樣做的好處是：根據矽原子的結構，沿著110面蝕刻，可以刻出上下大小一致的槽，這樣的優點在於開口可以較小，從而像素可以很高，並且可以將顯示底板做得比較小，便於用在需要較小體積的場合。

以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。