阵列基板及其制备方法、显示装置与流程

文档序号:11955991阅读:193来源:国知局
阵列基板及其制备方法、显示装置与流程

本发明属于显示技术领域,具体涉及一种阵列基板及其制备方法、显示装置。



背景技术:

随着平板显示技术的发展,显示面板的性能要求越来越高。高分辨率、柔性&透明、高亮度、高对比度、轻薄、低功耗、高色域等成为显示面板的发展方向。

目前常用的平板显示装置包括液晶显示装置(Liquid Crystal Display:简称LCD)和OLED(Organic Light-Emitting Diode:有机发光二极管)显示装置。但是,发明人发现LCD显示面板很难制作柔性、高色域的显示面板,并且功耗较高;OLED显示面板很难制作高分辨率、高透过率的显示面板并且发光寿命受限。因此,提供一款高性能的显示面板是亟需要解决的技术问题。



技术实现要素:

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种高分辨率、高透过率、轻薄、低功耗、高色域的阵列基板及其制备方法、显示装置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种阵列基板,包括基底,设置在所述基底上的多个像素单元;每个所述像素单元均包括:薄膜晶体管和无机发光二极管;其中,所述薄膜晶体管的漏极通过第一电极线与所述无机发光二极管的第一极连接,所述无机发光二极管的第二极与第二电极线连接。

优选的是,所述阵列基板还包括平坦化层;所述薄膜晶体管、所述平坦化层、所述无机发光二极管依次设置在所述基底上方;在所述平坦化层与所述薄膜晶体管漏极对应的位置设置有连接过孔,所述第一电极线通过所述连接过孔将所述薄膜晶体管漏极与所述无机发光二极管的第一极连接。

优选的是,所述阵列基板还包括平坦化层;所述无机发光二极管、所述平坦化层、所述薄膜晶体管依次设置在所述基底上方;在所述平坦化层与所述无机发光二极管第一极对应的位置设置有连接过孔,所述第一电极线通过所述连接过孔将所述薄膜晶体管漏极与所述无机发光二极管的第一极连接。

优选的是,在每个所述像素单元中,所述无机发光二极管与所述薄膜晶体管在基底上的投影至少部分重叠。

优选的是,所述阵列基板还包括多个驱动芯片;所述驱动芯片,用于为所述阵列基板上的栅线和/或数据线提供信号。

优选的是,所述阵列基板还包括设置在其出光面侧的多个微透镜单元;所述微透镜单元与所述无机发光二极管的位置相对应。

进一步优选的是,所述微透镜单元在所述基底上的投影覆盖所述述无机发光二极管在所述基底上的投影。

优选的是,多个所述像素单元呈矩阵排列;其中,位于同一行的所述无机发光二极管的第二极所连接的第二电极线连接同一条信号输入线。

优选的是,所述基底的材料包括玻璃、塑料、石英、硅片中的任意一种。

优选的是,所述薄膜晶体管包括多晶硅薄膜晶体管、非晶硅薄膜晶体管、单晶硅薄膜晶体管、氧化物薄膜晶体管、薄膜晶体管有机薄膜晶体管中的任意一种。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种阵列基板的制备方法,包括:在基底上形成薄膜晶体管;通过转印工艺形成无机薄膜晶体管的步骤;其中,所述薄膜晶体管的漏极通过第一电极线与所述无机发光二极管的第一极连接,所述无机发光二极管的第二极与第二电极线连接。

优选的是,所述制备方法具体包括:

在基底上,通过构图工艺形成薄膜晶体管;

形成平坦化层;

通过转印工艺,将无机发光二极管转印至所述平坦化层上方;

通过刻蚀工艺,在所述平坦化层与所述薄膜晶体管漏极对应的位置形成连接过孔;

通过构图工艺,形成包括第一电极线和第二电极线的图形;其中,所述第一电极通过所述连接过孔将所述薄膜晶体管漏极与所述无机发光二极管的第一极连接,所述第二电极线与所述无机发光二极管的第二极连接。

优选的是,所述制备方法具体包括:

在基底上,通过转印工艺,将无机发光二极管转印至所述基底上方;

通过构图工艺,形成所述第二电极线,所述第二电极线与所述无机发光二极管的第二极连接;

形成平坦化层;

通过构图工艺形成薄膜晶体管;

通过刻蚀工艺,在所述平坦化层与所述无机发光二极管第一极对应的位置形成连接过孔;

通过构图工艺,形成第一电极线;其中,所述第一电极通过所述连接过孔将所述薄膜晶体管漏极与所述无机发光二极管的第一极连接。

优选的是,所述制备方法还包括:

通过转印工艺,形成多个驱动芯片。

优选的是,所述制备方法还包括:

在所述阵列基板的出光面侧的形成多个微透镜单元;所述微透镜单元与所述无机发光二极管的位置相对应。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置,其包括上述的阵列基板。

本发明具有如下有益效果:

在本发明中利用无机发光二极管ILED具有尺寸小、高亮度、高对比度、轻薄、低功耗、高色域、效率高、寿命长、响应快等优点,通过转印的方式将无机发光二极管ILED应用至阵列基板中,可以使该阵列基板具有分辨率高、显示效果佳等效果。

附图说明

图1为本发明的实施例1的阵列基板第一种实现方式中一个像素单元的示意图;

图2为本发明的实施例1的阵列基板第一种实现方式中的优选方式的示意图;

图3和4为本发明的实施例1的阵列基板第一种实现方式中的优选方式的示意图;

图5和图6为本发明的实施例1的阵列基板的像素单元排列的示意图;

图7为本发明的实施例1的阵列基板的结构示意图;

图8为本发明的实施例1的第一种实现方式的阵列基板的制备方法流程图;

图9为本发明的实施例1的阵列基板第二种实现方式中一个像素单元的示意图;

图10为本发明的实施例1的第二种实现方式的阵列基板的制备方法流程图。

其中附图标记为:10、基底;1、薄膜晶体管;2、平坦化层;3、第一电极线;4、第二电极线;5、微透镜单元;6、驱动芯片;ILED、无机发光二极管。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

在此需要说明的是:1、本发明实施例中的无机发光二极管(Inorganic Light-Emitting Diodes,简称ILED)、驱动芯片(驱动IC)、传感器模块、摄像头模块等的尺寸均为微米级的,具体的应小于1mm。2、本发明实施例中某一层在某一层上方,是对于制备顺序而言,而并非是指宏观上的上下。

实施例1:

结合图1-7、9所示,本实施例提供一种阵列基板,包括基底10,设置在基底10上多条栅线和多条数据线,在栅线和数据线的交叉位置处限定出多个像素单元;每个像素单元均包括:薄膜晶体管1和无机发光二极管ILED;其中,薄膜晶体管1的漏极通过第一电极线3与无机发光二极管ILED的第一极连接,无机发光二极管ILED的第二极与第二电极线4连接;薄膜晶体管1的源极与数据线连接,栅极与栅线连接。

具体的,当栅线输入扫描信号时,与该栅线连接的薄膜晶体管1被选通,此时数据线上所加载的数据电压则通过薄膜晶体管1和第一电极线3输出至相应的无机发光二极管ILED的第一极,相应的通过第二电极线4为该无机发光二极管ILED的第二极输入参考电压(参考电压与数据电压的电压值不相等),以驱动无机发光二极管ILED进行发光。

针对上述的阵列基板,本实施例中还提供了一种阵列基板的制备方法。该方法包括:在基底10上形成薄膜晶体管1的步骤,以及通过转印工艺形成无机薄膜晶体管1的步骤;其中,其中,所述薄膜晶体管1的漏极通过第一电极线3与所述无机发光二极管ILED的第一极连接,所述无机发光二极管ILED的第二极与所述第二电极线4连接。

由于无机发光二极管ILED具有尺寸小、高亮度、高对比度、轻薄、低功耗、高色域、效率高、寿命长、响应快等优点,因此在本实施例中将通过转印的方式将无机发光二极管ILED应用至阵列基板中,可以使该阵列基板具有分辨率高、显示效果佳等效果。

以下结合具体实现方式对本实施例中的阵列基板进行说明。

作为本实施例的第一种实现方式,如图1所示,阵列基板包括基底10,设置在基底10上方的薄膜晶体管1(栅线与薄膜晶体管1栅极同层设置,数据线与薄膜晶体管1源极和漏极同层设置),设置薄膜晶体管1所在层上方的平坦化层2(在平坦化层2与薄膜晶体管1漏极对应的位置设置有连接过孔),设置在平坦化层2上方的无机发光二极管ILED,设置在无机发光二极管ILED所在层上方的第一电极线3和第二电极线4;其中,第一电极线3通过连接过孔将薄膜晶体管1的漏极与无机发光二极管ILED的第一极连接,第二电极线4与无机发光二极管ILED的第二极连接。

进一步的,如图2所示,在该阵列基板上与无机发光二极管ILED同层设置的微型驱动芯片6(采用转印的方式集成在阵列基板上),该驱动芯片6用于为所述阵列基板上的栅线和/或数据线提供信号。

具体的,当驱动芯片6为源极驱动器时,此时在平坦化层2中与数据线对应的位置也需要设置连接过孔,与第一电极线3和第二电极线4同层设置的还有第三电极线,该第三电极线通过数据线上方的连接过孔将数据线与驱动芯片6(管脚)连接。

当驱动芯片6为栅极驱动器时,此时需要设置贯穿平坦化层2和栅极绝缘层(栅极绝缘层位于薄膜晶体管1的栅极和有源层之间)的连接过孔,与第一电极线3和第二电极线4同层设置的还有第四电极线,第四电极线通过贯穿平坦化层2和栅极绝缘层的连接过孔将栅线与驱动芯片6(管脚)连接。

当驱动芯片6为源极驱动器和栅极驱动器集成的芯片时,此时需要在平坦化层2中与数据线对应的位置设置连接过孔,与第一电极线3和第二电极线4同层设置的还有第三电极线,该第三电极线通过数据线上方的连接过孔将数据线与驱动芯片6(管脚)连接。同时,需要设置贯穿平坦化层2和栅极绝缘层(栅极绝缘层位于薄膜晶体管1的栅极和有源层之间)的连接过孔,与第一电极线3和第二电极线4同层设置的还有第四电极线,第四电极线通过贯穿平坦化层2和栅极绝缘层的接触过将栅线与驱动芯片6(管脚)连接。

在此需要说明的是,在以下实现方式中,均仅以阵列基板中的驱动芯片6为源极驱动器为例进行描述。但是,这不构成对本发明的限制。

当然,在阵列基板的平坦化层2上还可以通过微转印技术集成传感器模块、摄像头模块等,形成高集成度、多功能面板。因此可以增加显示面板的附加值,模组也轻薄。

进一步的,如图2和7所示,该阵列基板还包括设置在其出光面侧的多个微透镜单元5;微透镜单元5与无机发光二极管ILED的位置相对应。也即,在每个无机发光二极管ILED上完全覆盖一个微透镜单元5。之所以设置微透镜单元5是为了提高无机发光二极管ILED的出光效率。

进一步的,如图3和4所示,在每个所述像素单元中,无机发光二极管ILED与薄膜晶体管1在基底10上的投影至少部分重叠。其中,每个像素单元如图3所示时,为无机发光二极管ILED的第二极所连接第二电极线4提供信号的信号输入线(图3中未示)与该第二电极线4同层设置;每个像素单元如图4所示时,为无机发光二极管ILED的第二极所连接第二电极线4提供信号的信号输入线7与薄膜晶体管1(源/漏极或者栅极)同层,因此需要在平坦化层2中设置过孔,以使第二电极线4与信号输入线7连接。

之所以如此设置是因为无机发光二极管ILED与薄膜晶体管1在基底10上的投影的面积相当于该像素单元的尺寸,若这两者的在基底10上的投影的面积越小越易于实现高分辨率。因此,优选的这二者在基底10上的投影面积小的完全落入在基底10上的投影面积大的区域内。

优选的,如图5和6所示,本实施例阵列基板中的多个所述像素单元呈矩阵排列;其中,位于同一行的所述无机发光二极管ILED的第二极所连接的第二电极线4连接同一条信号输入线7。该种设置方式布线简单,且驱动容易。

相应的对于该种阵列基板,本实施例还提供了该种阵列基板的制备方法,如图8所示,该方法具体包括:

步骤一、在基底10上,通过图工艺形成包括薄膜晶体管1各层结构、栅线、数据线的图形。

其中,本实施例中的基底10的可以为硬质基底10,也可以为柔性基底10,也即基底10的材料包括玻璃、塑料、石英、硅片中的任意一种。若基底10的材料采用有机塑料时,具体材料包括PET、PC、PMMA、PI中的一种或多种。薄膜晶体管1可以多晶硅薄膜晶体管1、非晶硅薄膜晶体管1、单晶硅薄膜晶体管1、氧化物薄膜晶体管1、薄膜晶体管1有机薄膜晶体管1中的任意一种。当薄膜晶体管1选用氧化物薄膜晶体管1时,有源层的材料可以选取酞菁类化合物、寡聚噻吩、富勒烯等。

以该步骤中所形成的薄膜晶体管1为底栅型薄膜晶体管1为例,该步骤具体为:栅极/栅线→栅极绝缘层→有源层→源极/漏极/数据线。

步骤二、在完成步骤一的基底10上,涂覆形成平坦化层2。

其中,平坦化层2的材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯基苯酚(PVP)等。

步骤三、在完成步骤二的基底10上,采用转印工艺,将无机发光二极管ILED转移至平坦化层2上方。同时,还可以通过转印工艺将驱动芯片6转移至平坦化层2上方。

步骤四、在完成步骤三的基底10上,通过刻蚀工艺,在所述平坦化层2与所述薄膜晶体管1漏极对应的位置形成连接过孔。

步骤五、在完成步骤四的基底10上,通过构图工艺,形成包括第一电极线3和第二电极线4的图形;其中,第一电极通过所述连接过孔将薄膜晶体管1漏极与无机发光二极管ILED的第一极连接,第二电极线4与无机发光二极管ILED的第二极连接。

至此完成阵列基板的制备。

其中,步骤三和步骤四的顺序也可以颠倒,在此不进行详细描述。

当然,在上述步骤的基础上还可以包括步骤六,在所述阵列基板的出光面侧的形成多个微透镜单元5的步骤;所述微透镜单元5与所述无机发光二极管ILED的位置相对应,以提高无机发光二极管ILED的出光效率。

作为本实施例的第二实现方式,该阵列基板与第一种实现方式中的阵列基板结构大致相同,区别在于,相对于基底10而言,薄膜晶体管1位于无机发光二极管ILED之上。

具体的,如图9所示,该阵列基板包括基底10,设置在基底10上的无机发光二极管ILED,与无机发光二极管ILED第二极连接的第二电极线4,设置在无机发光二极管ILED所在层上方的平坦化层2,且在平坦化层2与无机发光二极管ILED的第一极所对应的位置设置有连接过孔,设置在平坦化层2上方的薄膜晶体管1(栅线与薄膜晶体管1栅极同层设置,数据线与薄膜晶体管1源极和漏极同层设置),通过连接过孔将薄膜晶体管1漏极与无机发光二极管ILED的第一极连接的第一电极线3。

进一步的,在薄膜晶体管1所在层上方还可以设置钝化层,在钝化层上可以通过转印工艺设置与第一种实现方式相同的微型驱动芯片6、传感器模块、摄像头模块等,形成高集成度、多功能面板。因此可以增加显示面板的附加值,模组也轻薄。

进一步的,还可以在钝化层上方多个微透镜单元5;微透镜单元5与无机发光二极管ILED的位置相对应。也即,在每个无机发光二极管ILED上方的平坦化层2上覆盖一个微透镜单元5,且每个微透镜单元5在基底10上的投影完全覆盖无机发光二极管ILED在基底10上的投影。

之所以设置微透镜单元5是为了提高无机发光二极管ILED的出光效率。

与第一种实现方式相同,在每个所述像素单元中,无机发光二极管ILED与薄膜晶体管1在基底10上的投影至少部分重叠,以实现高分辨率的阵列基板的设计。

相应的对于该种阵列基板,本实施例还提供了该种阵列基板的制备方法,如图10所示,该方法具体包括。

步骤一、在基底10上,在基底10上,通过转印工艺,将无机发光二极管ILED转印至所述基底10上方。同时,还可以通过转印工艺将驱动芯片6转移至基底10上方。

其中,本实施例中的基底10的可以为硬质基底10,也可以为柔性基底10,也即基底10的材料包括玻璃、塑料、石英、硅片中的任意一种。若基底10的材料采用有机塑料时,具体材料包括PET、PC、PMMA、PI中的一种或多种。

步骤二、在完成步骤一的基底10上,通过构图工艺,形成所述第二电极线4,所述第二电极线4与所述无机发光二极管ILED的第二极连接。

步骤三、在完成步骤二的基底10上,涂覆形成平坦化层2。

其中,平坦化层2的材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯基苯酚(PVP)等。

步骤四、在完成步骤三的基底10上,通过图工艺形成包括薄膜晶体管1各层结构、栅线、数据线的图形。

薄膜晶体管1可以多晶硅薄膜晶体管1、非晶硅薄膜晶体管1、单晶硅薄膜晶体管1、氧化物薄膜晶体管1、薄膜晶体管1有机薄膜晶体管1中的任意一种。当薄膜晶体管1选用氧化物薄膜晶体管1时,有源层的材料可以选取酞菁类化合物、寡聚噻吩、富勒烯等。

以该步骤中所形成的薄膜晶体管1为底栅型薄膜晶体管1为例,该步骤具体为:栅极/栅线→栅极绝缘层→有源层→源极/漏极/数据线。

步骤五、在完成步骤三的基底10上,通过刻蚀工艺,在所述平坦化层2与无机发光二极管ILED第一极对应的位置形成连接过孔。

步骤五、通过构图工艺,形成第一电极线3;其中,所述第一电极通过所述连接过孔将所述薄膜晶体管1漏极与所述无机发光二极管ILED的第一极连接。

至此完成阵列基板的制备。

当然,在上述步骤的基础上还可以包括步骤七和八,步骤七、在完成步骤六的基底10上,涂覆形成钝化层。步骤八、在钝化层上方形成多个微透镜单元5的步骤;所述微透镜单元5与所述无机发光二极管ILED的位置相对应,以提高无机发光二极管ILED的出光效率。

实施例2:

本实施例提供一种显示装置,其包括实施例1中的阵列基板。因此,该显示装置具有高分辨率、柔性&透明、高亮度、高对比度、轻薄、低功耗、高色域等优点。

其中,显示装置可以为液晶显示装置或者电致发光显示装置,例如液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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