CN111863871A - 一种显示面板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种显示面板及其制备方法，所述方法包括提供驱动背板和发光基板，驱动背板上设置有第一键合金属层，发光基板上设置有第二键合金属层和发光层组；将第一键合金属层与第二键合金属层键合，形成金属键合层；将发光基板从发光层组上剥离；图形化发光层组和金属键合层，形成发光器件阵列；在部分发光器件上形成光转换层。通过上述方式，本申请能够提高显示面板的像素密度。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示面板及其制备方法。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)显示器是当今平板显示器研究领域的热点之一，与液晶显示器相比，OLED具有低能耗、生产成本低、自发光、宽视角及响应速度快等优点，目前在手机、PDA、数码相机等平板显示领域已有较多应用。随着显示技术的发展，用户对显示的要求也越来越高。本申请的发明人在长期的研发过程中，发现影响显示效果的一个主要原因是像素密度(Pixels Per Inch，PPI)，其中PPI越高，拟真度就越高，显示画面的细节也就会越丰富。因此，如何提高显示面板的PPI是OLED产业亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种显示面板及其制备方法，能够提高显示面板的像素密度。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种显示面板的制备方法，所述方法包括：提供驱动背板和发光基板，驱动背板上设置有第一键合金属层，发光基板上设置有第二键合金属层和发光层组；将第一键合金属层与第二键合金属层键合，形成金属键合层；将发光基板从发光层组上剥离；图形化发光层组和金属键合层，形成发光器件阵列；在部分发光器件上形成光转换层。
其中，利用电流体打印的方式形成光转换层。
其中，在图形化后的发光层组上形成绝缘层。
其中，在绝缘层上形成第二金属层，且使第二金属层通过贯穿绝缘层的过孔与金属键合层电连接。
其中，在第二金属层上形成第一封装结构；在第一封装结构上形成光转换层。
其中，在光转换层上形成第二封装结构。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种显示面板，所述显示面板包括驱动背板及设置在驱动背板上的发光器件阵列，发光器件包括金属键合层和发光层组，发光层组设置在金属键合层远离驱动背板的一侧；光转换层，设置在部分发光器件远离驱动背板的一侧。
其中，显示面板还包括第一封装结构和第二封装结构；第一封装结构设置在发光层组远离驱动背板的一侧；光转换层设置在第一封装结构远离驱动背板的一侧；第二封装结构设置在光转换层远离驱动背板的一侧。
其中，显示面板还包括绝缘层和第二金属层；绝缘层设置在发光层组远离驱动背板的一侧；第二金属层设置在绝缘层远离驱动背板的一侧，并通过贯穿绝缘层的通孔与金属键合层电连接。
其中，发光层组为量子阱发光层组，光转换层为量子点层；发光层组的发光颜色为蓝色，光转换层的发光颜色为红色或绿色。
本申请的有益效果是：本申请提供的显示面板的制作方法，通过选用蚀刻工艺形成发光器件阵列，能够实现高像素密度的发光器件阵列图形化，不再受限于金属掩膜精度的物理极限。同时选用LED发光材料作为发光器件的发光材料，能够提高发光效率，延长显示器件的寿命，且在部分发光器件上设置了光转换层，还能够实现多色显示。
附图说明
图1是本申请显示面板的制备方法第一实施方式的流程示意图；
图2是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中提供驱动背板的示意图；
图3是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中在驱动背板上形成键合金属层的示意图；
图4是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中提供发光基板的示意图；
图5是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中在发光基板上形成键合金属层的示意图；
图6是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中键合驱动背板与发光基板的示意图；
图7是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中去除发光基板衬底的示意图；
图8是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中形成光阻层的示意图；
图9是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中图形化发光层组的示意图；
图10是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中图形化金属键合层的示意图；
图11是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中形成绝缘层的示意图；
图12是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中在绝缘层上开口的示意图；
图13是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中形成第二金属层的示意图；
图14是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中形成薄膜封装层的示意图；
图15是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中形成光转换层的示意图；
图16是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中形成玻璃封装结构的示意图
图17是本申请显示设备第一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。
本申请提供一种显示面板的制备方法，请参阅图1，图1是本申请显示面板的制备方法第一实施方式的流程示意图。在该实施方式中，显示面板的制备方法包括如下步骤：
S101：提供驱动背板和发光基板。
其中，驱动背板上设置有第一键合金属层，发光基板上设置有发光层组和第二键合金属层。具体地，本申请所用发光基板是基于发光二极管(Light Emitting Diode，LED)技术的发光基板，其可选用量子阱为发光材料，具有高亮度、高响应速度、低功耗、长寿命等优点。
S102：将第一键合金属层与第二键合金属层键合，形成金属键合层。
其中，该实施方式所用的驱动背板和发光基板上设置有键合金属层，选用金属键合的方式连接驱动背板和发光基板。相对现有的先做好Micro-LED器件再转移至驱动背板上的技术，避免了批量转移中的对位精度等问题。
S103：将发光基板从发光层组上剥离。
其中，可利用激光剥离的方式剥离发光基板。
S104：图形化发光层组和金属键合层，形成发光器件阵列。
其中，可利用黄光和蚀刻工艺图形化发光层组和金属键合层，以形成发光器件阵列。相对现有的利用掩膜板采用蒸镀工艺实现图形化的方案，能够做到更小尺寸的像素，在显示面板尺寸相同的情况下，能够提高PPI。
S105：在部分发光器件上形成光转换层。
其中，通过设置光转换层能够将发光层组发出的光转换成不同颜色的光，实现多色显示。
该实施方式通过选用蚀刻工艺形成发光器件阵列，能够实现高PPI的发光器件阵列图形化，不再受限于金属掩膜精度的物理极限。所制得的显示面板选用LED发光材料作为发光材料具有亮度高、耗电量低、稳定性好、寿命长等优势。但是以LED发光材料作为发光材料难以实现多色显示，本申请所提供的方法，在部分发光器件上设置了光转换层，使其与发光层组配合发出不同颜色的光，能够实现多色显示。
请结合参阅图2-图16，下面对本申请显示面板的制备方法进行详细描述。
请参阅图2，图2是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中提供驱动背板的示意图。在该实施方式中，驱动背板10上设置有对应发光器件阵列的驱动电路101阵列，用于与发光器件电连接，以为发光器件提供驱动电压，进而控制发光器件的发光情况。驱动背板可以是柔性背板或者是刚性背板，在此不做限定。
请参阅图3，图3是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中在驱动背板上形成键合金属层的示意图。在驱动背板10上形成第一键合金属层201。其中，键合金属可以是金(Au)、铜(Cu)、镓(GA)、镍(Ni)等金属，也可以是这些金属的合金，如镍-金合金等。所形成的第一键合金属层201的厚度为800～1200nm。可以利用沉积或蒸镀的方式形成第一键合金属层201，如可以选用化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)的方式形成第一键合金属层201。
请参阅图4，图4是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中提供发光基板的示意图。在该实施方式中，发光基板30包括衬底301和发光层组，发光层组包括发光层303及分别位于发光层303两侧的第一半导体层302和第二半导体层304，第一半导体层302用于与第二金属层电连接，第二半导体层304用于与金属键合层电连接，发光层可以为量子阱材料发光层。
其中，第一半导体层302可以是N型半导体层，第二半导体层304可以是P型半导体层，在不同的发光器件中半导体层可以选用不同的半导体材料制成。例如可以是N型氮化镓(GaN)层、P型氮化镓(GaN)层，N型铝(Al)掺杂的氮化镓(AlGaN)层、P型铝(Al)掺杂的氮化镓(AlGaN)层，P型镁(Mg)掺杂的氮化镓层、N型硅(Si)掺杂的氮化镓层等。发光层303可以为多层结构，例如当发光层为量子阱材料发光层时可以是多个量子阱组合在一起的多量子阱(Multiple Quantum Well，MQW)层，如可以是由依次重复排列的氮化铟镓/氮化镓(InGaN/GaN)层组合成的氮化镓量子阱层。在其他实施方式中，P型半导体层、N型半导体层和量子阱层的材料还可根据显示面板的实际需求设置，或者还可以选择其他的发光材料，在此不作限定。
其中，P型半导体层304、发光层303和N型半导体层302构成发光PN结，通过P型半导体层304、N型半导体层302分别与两侧的电极电连接，可将上述发光PN结电连接到驱动电路中，从而实现通过驱动电路给发光PN结施加电压。当驱动电路给发光PN结施加电压时，N型半导体层302中产生电子，注入到发光层303中，P型半导体层304中产生空穴，注入到发光层303中；随后，在发光层303内，电子和空穴复合而发出光子，完成电能到光能的转换，实现发光层的发光。另外，P型半导体层、N型半导体层与电极之间还可以包括欧姆接触层(图中未示出)，欧姆接触层用于使P型半导体层中产生的空穴和/或N型半导体层中产生的电子能有效地注入量子阱层中，从而提高显示面板的发光效率。
其中，因为氮化镓基材料难以在玻璃基板上直接生长出来，所以衬底301一般为蓝宝石衬底，这是因为蓝宝石的稳定性很好、机械强度高，能够运用在高温生长过程中，在蓝宝石衬底上外延生长晶体时能够得到晶体质量较好的晶体；且蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好、易于处理和清洗。在其他实施方式中，也可以选用硅基基板(如碳化硅(SiC)衬底或者硅(Si)衬底)或氮化镓(GaN)基板等，还可以是其它可用的衬底材料，在此不作限定。
请参阅图5，图5是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中在发光基板上形成键合金属层的示意图。在发光基板30上形成第二键合金属层202。其中，第二键合金属层202与第一键合金属层201的材质、厚度可以相同也可以不同，优选地，第二键合金属层202与第一键合金属层201的材质相同，这样能够增强键合金属层的结合强度，防止层间分离，提高器件的稳定性。同样地，也可以选用沉积或蒸镀的方式形成第二键合金属层202，具体请参阅上述实施方式的描述，在此不再赘述。
请参阅图6，图6是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中键合驱动背板与发光基板的示意图。将带有第一键合金属层201的驱动背板10与带有第二键合金属层202的发光基板30贴合，贴合时使第一键合金属层201与第二键合金属层202相对。在预定温度、压力作用下将两者键合到一起，形成金属键合层20。键合时的温度、压力可根据键合金属的材质适应性设置。
请参阅图7，图7是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中去除发光基板衬底的示意图。去除发光基板的衬底301，如可利用激光剥离的方式剥离衬底301，在其他实施方式中，还可以采用其他方式剥离衬底，在此不作限定。
请参阅图8和图9，图8是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中形成光阻层的示意图，图9是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中图形化发光层组的示意图。利用黄光工艺图形化发光层组。具体地，在第一半导体层302上形成光阻层，然后曝光、显影得到光阻层图案40，其中，光阻层图案与发光器件阵列的排布方式相对应。然后以图形化后的光阻层40为掩膜蚀刻发光层组，形成发光层阵列。具体可利用反应离子刻蚀(Reactive IonEtching，RIE)的方式蚀刻发光层组。在其他实施方式中，也可以选择其他方式进行蚀刻。
请参阅图10，图10是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中图形化金属键合层的示意图。利用黄光工艺图形化金属键合层。先形成光阻层图案，再以图形化后的光阻层为掩膜蚀刻金属键合层，形成金属键合层阵列，金属键合层阵列与发光层阵列相对应。具体可利用反应离子刻蚀的方式蚀刻金属键合层。
请参阅图11，图11是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中形成绝缘层的示意图。形成覆盖发光层阵列、金属键合层阵列的绝缘层50，可以选用化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)的方式形成绝缘层。绝缘层的材料可以为无机材料，无机材料可以是以下材料中的一种或多种：Al2O3、TiO2、ZrO2、MgO、HFO2、Ta2O5、Si3N4、AlN、SiN、SiNO、SiO、SiO2、SiC、SiCNx、ITO、IZO等。
请参阅图12，图12是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中在绝缘层上开口的示意图。利用黄光工艺在绝缘层上形成开口501。具体地，先形成光阻层图案，再以图形化后的光阻层为掩膜蚀刻绝缘层，在绝缘层上形成开口501。具体可利用反应离子刻蚀的方式蚀刻绝缘层。
请参阅图13，图13是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中形成第二金属层的示意图。在绝缘层上形成第二金属层60。可利用化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)的方式形成第二金属层，第二金属层可以是铝(Al)、银(Ag)等，并通过绝缘层上的开口501使第二金属层与金属键合层电连接。
至此，完成成了发光器件阵列的制备。在该实施方式中，选用黄光、刻蚀工艺实现发光器件阵列图形化，能够制备更小尺寸的像素。如该方法中，图形化后的金属键合层的宽度可窄至5μm，所制得的子像素间的间距可缩小至8μm，进而能够制得高达3000PPI的显示面板。而现有的利用蒸镀不同OLED材料实现OLED图形化的方法，只能做到700～800PPI。这是因为蒸镀OLED材料时需要使用精细掩膜板(FMM)，但是金属掩膜板的精度存在物理极限，开口间距最小只能做到10～15μm。而利用黄光工艺图形化发光器件阵列时，图形间的间距可做到纳米级别，通过该方法，能够在显示面板尺寸一定的情况下，制得高像素密度的显示面板。
请参阅图14，图14是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中形成薄膜封装层的示意图。形成第一封装结构70，使其完全覆盖发光器件阵列，第一封装结构可以是薄膜封装结构。薄膜封装结构能够阻隔水汽、氧气，保护发光器件阵列。薄膜封装结构一般包括有机封装层和无机封装层。无机封装层对水汽、氧气有很好的阻隔性能；有机封装层的存在可以使器件表面平整度更好，有利于后续无机封装层的形成，同时有机封装层的抗弯折性能比较好。
请参阅图15，图15是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中形成光转换层的示意图。在部分发光器件的上方形成光转换层80。光转化层能够将发光层发出的第一颜色的光转化成第二颜色的光。具体地，光转换层可以为量子点层，可以选用电流体打印的方式形成光转换层。通过选用电流体打印的方式，能够实现小尺寸的打印。在其他实施方式中，光转换层也可以是其他有机发光材料，还可以在光转换层上形成保护层，以对其进行保护，提高器件寿命。
在该实施方式中，发光层303的发光颜色为蓝色，量子点层的发光颜色为红色或绿色，通过这种方式，既能够提高发光效率，延长显示器件的寿命，还能够实现多色显示。具体地，量子阱层采用的是无机材料，不存在寿命短和稳定性差的问题。尤其地，基于氮化镓(GaN)材料的发光层，GaN作为宽禁带半导体，在蓝光发光部分有先天优势，发光效率可以达到400lM/w，亮度高，耗电量低，寿命长，是最理想的蓝光发光材料。但是由于红绿LED发光晶体晶格小，与蓝宝石晶格失配率高，生长难度较大，成品质量较差，制备发红色绿色光的量子阱层较困难。而本申请中，选用量子点材料作为红色、绿色发光材料，设置在蓝色量子阱层上方，激发发出红光或绿光，实现多色显示。
请参阅图16，图16是本申请显示面板的制备方法第二实施方式中形成玻璃封装结构的示意图。形成第二封装结构，第二封装结构可以是玻璃封装结构。具体地，在发光器件阵列外围涂覆UV胶901，并使用玻璃盖板902形成玻璃封装结构，以进一步保护发光器件阵列，特别是可以对光转换层进行保护。
以上，本申请所提供的显示面板的制备方法，结合高分辨率驱动背板，可实现1000PPI及以上的高分辨率显示面板的制备，制备过程中选用黄光、刻蚀工艺实现高PPI的发光器件阵列图形化，不再受限于金属掩膜板的物理极限，同时还设置了光转换层，实现RGB三色显示。另外，本申请提供的方法先将驱动背板与发光基板键合，再制备形成发光器件阵列，相对现有的先做好Micro-LED器件再转移至驱动背板上的技术，避免了批量转移中的对位精度等问题。
基于此，本申请还提供一种显示面板，显示面板包括驱动背板及设置在驱动背板上的发光器件阵列，发光器件包括金属键合层和发光层组，发光层组设置在金属键合层远离驱动背板的一侧；光转换层，设置在部分发光器件远离驱动背板的一侧。
其中，发光层组包括分别位于发光层两侧的第一半导体层和第二半导体层，第一半导体层用于与第二金属层电连接，第二半导体层用于与金属键合层电连接。第一半导体层为N型氮化镓层，第二半导体层为P型氮化镓层，发光层为量子阱层。光转换层为量子点层。量子阱层的发光颜色为蓝色，量子点层的发光颜色为红色或绿色。
显示面板还包括第一封装结构和第二封装结构，第一封装结构设置在发光层组远离驱动背板的一侧；光转换层设置在第一封装结构远离驱动背板的一侧；第二封装结构设置在光转换层远离驱动背板的一侧。第一封装结构可以是薄膜封装结构，第二封装结构可以是玻璃封装结构。
显示面板还包括绝缘层和第二金属层；绝缘层设置在发光层组远离驱动背板的一侧；第二金属层设置在绝缘层远离驱动背板的一侧，并通过贯穿绝缘层的通孔与金属键合层电连接。具体结构请参阅图16，该显示面板可利用上述制备方法形成，具体描述请参阅上述实施方式的描述，在此不再赘述。
本申请提供的显示面板可以利用蚀刻工艺进行发光器件的图形化，具有高像素密度。同时选用LED发光材料作为发光器件的发光材料，能够提高发光效率，延长显示器件的寿命。另外，在部分发光器件上设置了光转换层，能够实现多色显示。再者，该显示面板设置了两层封装结构，先设置一层薄膜封装结构，能够对发光器件做好隔水隔氧保护；另外还设置了玻璃封装结构，不仅对发光器件二次保护，还能够保护光转换层，进一步提高了显示面板的稳定性、延长使用寿命。
请参阅图17，图17是本申请显示设备第一实施方式的结构示意图。在该实施方式中，显示设备170包括驱动电路1701和显示面板1702，驱动电路1701耦接显示面板1702，用于向显示面板1702提供驱动信号，驱动发光器件发光，进而使显示面板1702显示图像。显示面板的具体结构请参阅上述实施方式的描述，在此不再赘述。该显示设备具有高PPI，显示效果更好。该显示设备可以是手机、电视、MP3、VR眼镜的显示屏等。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种显示面板的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
提供驱动背板和发光基板，所述驱动背板上设置有第一键合金属层，所述发光基板上设置有第二键合金属层和发光层组；
将所述第一键合金属层与所述第二键合金属层键合，形成金属键合层；
将所述发光基板从所述发光层组上剥离；
图形化所述发光层组和所述金属键合层，形成发光器件阵列；
在部分所述发光器件上形成光转换层。
2.根据权利要求1所述的显示面板的制备方法，其特征在于，所述在部分发光器件上形成光转换层包括：
利用电流体打印的方式形成所述光转换层。
3.根据权利要求1所述的显示面板的制备方法，其特征在于，所述在部分发光器件上形成光转换层之前还包括：
在图形化后的所述发光层组上形成绝缘层。
4.根据权利要求3所述的显示面板的制备方法，其特征在于，所述在部分发光器件上形成光转换层之前还包括：
在所述绝缘层上形成第二金属层，且使所述第二金属层通过贯穿所述绝缘层的过孔与所述金属键合层电连接。
5.根据权利要求4所述的显示面板的制备方法，其特征在于，所述在部分发光器件上形成光转换层还包括：
在所述第二金属层上形成第一封装结构；
在所述第一封装结构上形成所述光转换层。
6.根据权利要求1所述的显示面板的制备方法，其特征在于，所述在部分发光器件上形成光转换层之后还包括：
在所述光转换层上形成第二封装结构。
7.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括：
驱动背板及设置在所述驱动背板上的发光器件阵列，所述发光器件包括金属键合层和发光层组，所述发光层组设置在所述金属键合层远离所述驱动背板的一侧；
光转换层，设置在部分所述发光器件远离所述驱动背板的一侧。
8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括第一封装结构和第二封装结构；
所述第一封装结构设置在所述发光层组远离所述驱动背板的一侧；
所述光转换层设置在所述第一封装结构远离所述驱动背板的一侧；
所述第二封装结构设置在所述光转换层远离所述驱动背板的一侧。
9.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括绝缘层和第二金属层；
所述绝缘层设置在所述发光层组远离所述驱动背板的一侧；
所述第二金属层设置在所述绝缘层远离所述驱动背板的一侧，并通过贯穿所述绝缘层的通孔与所述金属键合层电连接。
10.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，
所述发光层组为量子阱发光层组，所述光转换层为量子点层；
所述发光层组的发光颜色为蓝色，所述光转换层的发光颜色为红色或绿色。
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