CN109585488A - Led显示基板及其制作方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LED显示基板及其制作方法、显示装置，属于显示技术领域。LED显示基板的制作方法包括：提供具有多个相互独立的LED的外延基板；在驱动基板上形成像素界定层，像素界定层限定出多个像素区域，像素区域与LED一一对应，像素区域的尺寸与LED的尺寸匹配；在像素区域内形成导电银浆；将外延基板与驱动基板进行压合，使得LED与对应像素区域内的导电银浆接触；对导电银浆进行烧结，将LED粘结在驱动基板上；去除外延基板；形成覆盖LED的绝缘层，对绝缘层进行构图，形成暴露出LED的过孔；形成透明电极，透明电极通过过孔与LED连接。本发明能够提高LED与驱动基板连接的可靠性，且保证LED显示基板的良率。

Description

LED显示基板及其制作方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是指一种LED显示基板及其制作方法、显示装置。
背景技术
目前，对Micro-LED(微发光二极管)的研究热点主要集中在LED的大批量转移上，但是，在提高转移良率的基础上，如何将巨量的LED稳定有效的连接在驱动基板上，同样是需要攻克的技术难点。现阶段，按照连接用材料分类，LED与驱动基板的连接可以分为聚合物(导电/不导电)和金属材料两种；按照连接方式分类，LED与驱动基板的连接可以分为粘附、高温金属固-固扩散及共晶键合。
其中，聚合物连接材料的工艺温度低，但是稳定性和可靠性相对比较差；金属连接材料一般工艺温度高，不同材料之间的热膨胀系数差异导致的应力变化会对器件的工作性能产生极大影响，此外，若驱动基板对温度比较敏感，则会降低整体显示器件的工作性能。高温金属固-固扩散方式对键合表面的粗糙度要求高，对于高分辨率的驱动基板，由于薄膜晶体管结构分布较密集，无法保证键合区域表面的平整度。而对于聚合物粘附和共晶键合工艺，虽然对驱动基板表面粗糙度要求相对不高，但是连接的可靠性和良率有待解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种LED显示基板及其制作方法、显示装置，能够提高LED与驱动基板连接的可靠性，且保证LED显示基板的良率。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种LED显示基板的制作方法，包括：
提供具有多个相互独立的LED的外延基板；
提供一驱动基板，在所述驱动基板上形成像素界定层，所述像素界定层限定出多个像素区域，所述像素区域与所述LED一一对应，且所述像素区域的尺寸与所述LED的尺寸匹配；
在所述像素区域内形成导电银浆；
将所述外延基板与所述驱动基板进行压合，使得所述LED与对应像素区域内的导电银浆接触；
对所述导电银浆进行烧结，将所述LED粘结在所述驱动基板上；
去除所述外延基板；
形成覆盖所述LED的绝缘层，对所述绝缘层进行构图，形成暴露出所述LED的过孔；
形成透明电极，所述透明电极通过所述过孔与所述LED连接。
进一步地，所述在所述像素区域内形成导电银浆包括：
通过丝网印刷方式在所述像素区域内形成导电银浆；或
通过喷墨打印方式在所述像素区域内形成导电银浆。
进一步地，所述导电银浆为导电纳米银墨水，其中，纳米银颗粒的直径小于10nm，掺杂浓度大于30％。
进一步地，对所述导电银浆进行烧结的烧结温度为100-150℃，烧结时间为15min-30min。
进一步地，所述提供具有多个相互独立的LED的外延基板包括：
在形成有LED功能膜层的外延基板上形成一层厚度为10-20nm的导电层；
对所述LED功能膜层和所述导电层进行刻蚀，形成多个相互独立的LED。
进一步地，所述像素界定层的厚度大于所述LED的厚度。
进一步地，所述导电银浆的厚度大于所述LED与所述像素界定层的厚度差。
进一步地，在将所述外延基板与所述驱动基板进行压合时，所述导电银浆包覆所述LED的侧壁的部分区域，且所述部分区域包括所述LED的发光层的侧壁。
进一步地，所述去除所述外延基板包括：
采用机械抛光方法和/或干法刻蚀去除所述外延基板。
本发明实施例还提供了一种LED显示基板，采用如上所述的LED显示基板的制作方法制作得到。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的LED显示基板。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，采用导电银浆来连接LED和驱动基板，导电银浆的烧结温度在100-150℃之间，能够避免高温工艺对器件性能的影响，保证形成的LED显示基板的良率。另外，由于导电银浆为液态，对驱动基板表面的平整度要求不高，在烧结后能够牢固地与驱动基板结合在一起，提高LED与驱动基板连接的可靠性。
附图说明
图1-图8为本发明实施例制作LED显示基板的流程示意图。
附图标记
1 驱动基板
2 像素界定层
3 导电银浆
4 外延基板
5 LED
6 绝缘层
7 透明电极
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例提供一种LED显示基板及其制作方法、显示装置，能够提高LED与驱动基板连接的可靠性，且保证LED显示基板的良率。
本发明的实施例提供一种LED显示基板的制作方法，包括：
提供具有多个相互独立的LED的外延基板，具体地，可以对形成有LED功能膜层的外延基板进行刻蚀，得到多个相互独立的LED；
提供一驱动基板，在所述驱动基板上形成像素界定层，所述像素界定层限定出多个像素区域，所述像素区域与所述LED一一对应，且所述像素区域的尺寸与所述LED的尺寸匹配；
在所述像素区域内形成导电银浆；
将所述外延基板与所述驱动基板进行压合，使得所述LED与对应像素区域内的导电银浆接触；
对所述导电银浆进行烧结，将所述LED粘结在所述驱动基板上；
去除所述外延基板；
形成覆盖所述LED的绝缘层，对所述绝缘层进行构图，形成暴露出所述LED的过孔；
形成透明电极，所述透明电极通过所述过孔与所述LED连接，为了不影响LED的出光，因此需要采用透明导电材料形成出光侧的透明电极。
其中，绝缘层可以对LED进行保护，还可以保证导电银浆烧结后形成的电极与透明电极之间是绝缘的。
本实施例中，采用导电银浆来连接LED和驱动基板，导电银浆的烧结温度在100-150℃之间，能够避免高温工艺对器件性能的影响，保证形成的LED显示基板的良率。另外，由于导电银浆为液态，对驱动基板表面的平整度要求不高，在烧结后能够牢固地与驱动基板结合在一起，提高LED与驱动基板连接的可靠性。另外，本发明实施例还降低了对键合温度和对驱动基板粗糙度的要求，另一方面，导电银浆烧结后可以起到反射层的作用，能够提高LED显示基板的光取出效率。
具体实施例中，所述在所述像素区域内形成导电银浆包括：
通过丝网印刷方式在所述像素区域内形成导电银浆；或
通过喷墨打印方式在所述像素区域内形成导电银浆。
当然，本发明的技术方案并不局限于采用上述两种方式形成导电银浆，还可以采用其他方式形成导电银浆，喷墨打印方式可以应用于高分辨率的LED显示基板的制作中。
进一步地，所述导电银浆可以为导电纳米银墨水，为保证打印的稳定性，纳米银颗粒的直径可以小于10nm，掺杂浓度大于30％，这样可以保证导电银浆烧结后形成的电极的电导率。
具体实施例中，对所述导电银浆进行烧结的烧结温度可以为100-150℃，烧结时间为15min-30min，这样可以提高导电银浆烧结后形成的电极的电导率，烧结后形成的电极的电导率可以达到1*10-6Ωcm左右，并能够使外延基板和驱动基板牢固结合在一起，具体地，烧结温度可以为140℃。
进一步地，所述提供具有多个相互独立的LED的外延基板包括：
在形成有LED功能膜层的外延基板上形成一层厚度为10-20nm的导电层；
对所述LED功能膜层和所述导电层进行刻蚀，形成多个相互独立的LED。
导电层可以提高LED与导电银浆的界面粘附性，具体地，导电层可以采用Ti，厚度为10nm，对所述LED功能膜层和所述导电层进行刻蚀的刻蚀深度可以为2.5um-4um，这样可以保证相邻LED的LED功能膜层相互独立。
进一步地，所述像素界定层的厚度大于所述LED的厚度，这样可以保证在将所述外延基板与所述驱动基板进行压合时，导电银浆不会溢出像素区域。
进一步地，所述导电银浆的厚度大于所述LED与所述像素界定层的厚度差，这样可以保证导电银浆烧结后形成的电极具有一定的厚度。
进一步地，在将所述外延基板与所述驱动基板进行压合时，所述导电银浆包覆所述LED的侧壁的部分区域，且所述部分区域包括所述LED的发光层的侧壁。在将所述外延基板与所述驱动基板进行压合时，所述导电银浆包覆所述LED的侧壁的部分区域，且所述部分区域包括所述LED的发光层的侧壁，能够起到反射层的作用，作为LED底部和侧面的反射层，对LED发出的光进行反射，提高LED显示基板的出光效率。
进一步地，所述去除所述外延基板包括：
采用机械抛光方法和/或干法刻蚀去除所述外延基板。
具体地，可以采用先机械抛光，后干法刻蚀的方法去除所述外延基板，机械抛光方法可以提高剥离速度，干法刻蚀可以避免湿法刻蚀液中的HNO3、HF成分对Ag、Ti等金属材料的腐蚀影响。
下面结合附图以及具体的实施例对本发明的LED显示基板的制作方法进行进一步介绍：
本实施例的LED显示基板的制作方法包括以下步骤：
步骤1、在形成有LED功能膜层的外延基板上形成导电层；
具体地，在形成有LED功能膜层的外延基板上形成一层厚度为10nm的Ti，对LED功能膜层和Ti进行IBE(离子束刻蚀)或ICP(感应耦合等离子体刻蚀)，刻蚀深度可以为2.5um-4um，形成多个相互独立的LED。
步骤2、如图1所示，提供一驱动基板1；
其中，驱动基板1上形成有驱动薄膜晶体管和信号线等功能膜层；
步骤3、如图2所示，在驱动基板1上形成像素界定层2；
像素界定层2限定出多个像素区域，像素区域与LED一一对应，且像素区域的尺寸与LED的尺寸匹配，像素界定层材料可以选择耐高温(>150℃)的光刻胶，像素界定层2的厚度应略大于LED的高度，这样在将外延基板与驱动基板1进行压合时，导电银浆不会溢出像素区域，同时导电银浆烧结后形成的电极具有一定的厚度；但像素界定层2的厚度与LED的高度不宜相差太大，这样不至于由于导电银浆烧结后形成的电极太厚而增大接触电阻。
步骤4、如图3所示，在像素界定层2限定出的像素区域内打印导电银浆3；
导电银浆3可以通过丝网印刷的方式设置，对于高分辨率显示，也可通过喷墨打印方式设置，导电银浆3可以选择导电纳米银墨水，为保证打印的稳定性，纳米银颗粒的尺寸应<10nm，并且掺杂浓度>30％，以保证导电银浆烧结后形成的电极的电导率。
步骤5、如图4所示，将形成有LED5的外延基板4与驱动基板1进行压合；
其中，驱动基板1在下，外延基板4在上，导电银浆3的厚度略大于LED5和像素界定层2的高度差，可以保证导电银浆3与LED的P侧相接触，又不至于导电银浆3溢出像素区域。
在压合过程中，调节上下基板之间的距离，如图5所示，保证导电银浆能够包覆到LED的MQW(多重量子阱层)，但不会超过LED的侧壁高度。
步骤6、对导电银浆3进行烧结，形成电极；
烧结温度在140℃左右，烧结时间为15min-30min，以提高电导率，烧结后电极的电阻率在1*10-6Ωcm，同时能够使外延基板4和驱动基板1粘合在一起。
步骤7、如图6所示，去除外延基板4；
具体地，可以采用先机械抛光，后干法刻蚀的方法去除所述外延基板4，机械抛光方法可以提高剥离速度，干法刻蚀可以避免湿法刻蚀液中的HNO3、HF成分对Ag、Ti等金属材料的腐蚀影响。
步骤8、如图7所示，形成绝缘层6；
绝缘层6可以对LED5进行保护，还可以保证导电银浆烧结后形成的电极与透明电极之间是绝缘的。
绝缘层6的材料可选择SiO2、SiNx等无机绝缘层材料，也可以选择光刻胶等具有流平功能的有机绝缘层材料。
步骤9、如图8所示，对绝缘层6进行构图，形成暴露出LED5的过孔；
具体地，该过孔暴露出LED5的N侧。可以采用IBE(离子束刻蚀)或ICP(感应耦合等离子体刻蚀)对绝缘层6进行构图。
步骤10、形成透明电极7。
具体地，可以沉积一层ITO或IZO透明电极薄膜作为透明电极7。透明电极7可以作为驱动LED发光的阴极，导电银浆3烧结后形成的电极可以作为驱动LED发光的阳极。
其中，可以不对透明电极薄膜进行构图，直接以沉积的透明电极薄膜作为面状的透明电极7。
经过上述步骤1-10即可得到本实施例的LED显示基板。
本发明实施例还提供了一种LED显示基板，采用如上所述的LED显示基板的制作方法制作得到。
本实施例中，采用导电银浆来连接LED和驱动基板，导电银浆的烧结温度在100-150℃之间，能够避免高温工艺对器件性能的影响，保证形成的LED显示基板的良率。另外，由于导电银浆为液态，对驱动基板表面的平整度要求不高，在烧结后能够牢固地与驱动基板结合在一起，提高LED与驱动基板连接的可靠性。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的LED显示基板。所述显示装置可以为：电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件，其中，所述显示装置还包括柔性电路板、印刷电路板和背板。
在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种LED显示基板的制作方法，其特征在于，包括：
提供具有多个相互独立的LED的外延基板；
提供一驱动基板，在所述驱动基板上形成像素界定层，所述像素界定层限定出多个像素区域，所述像素区域与所述LED一一对应，且所述像素区域的尺寸与所述LED的尺寸匹配；
在所述像素区域内形成导电银浆；
将所述外延基板与所述驱动基板进行压合，使得所述LED与对应像素区域内的导电银浆接触；
对所述导电银浆进行烧结，将所述LED粘结在所述驱动基板上；
去除所述外延基板；
形成覆盖所述LED的绝缘层，对所述绝缘层进行构图，形成暴露出所述LED的过孔；
形成透明电极，所述透明电极通过所述过孔与所述LED连接。
2.根据权利要求1所述的LED显示基板的制作方法，其特征在于，所述在所述像素区域内形成导电银浆包括：
通过丝网印刷方式在所述像素区域内形成导电银浆；或
通过喷墨打印方式在所述像素区域内形成导电银浆。
3.根据权利要求1所述的LED显示基板的制作方法，其特征在于，所述导电银浆为导电纳米银墨水，其中，纳米银颗粒的直径小于10nm，掺杂浓度大于30％。
4.根据权利要求1所述的LED显示基板的制作方法，其特征在于，对所述导电银浆进行烧结的烧结温度为100-150℃，烧结时间为15min-30min。
5.根据权利要求1所述的LED显示基板的制作方法，其特征在于，所述提供具有多个相互独立的LED的外延基板包括：
在形成有LED功能膜层的外延基板上形成一层厚度为10-20nm的导电层；
对所述LED功能膜层和所述导电层进行刻蚀，形成多个相互独立的LED。
6.根据权利要求1所述的LED显示基板的制作方法，其特征在于，所述像素界定层的厚度大于所述LED的厚度。
7.根据权利要求1所述的LED显示基板的制作方法，其特征在于，所述导电银浆的厚度大于所述LED与所述像素界定层的厚度差。
8.根据权利要求1所述的LED显示基板的制作方法，其特征在于，在将所述外延基板与所述驱动基板进行压合时，所述导电银浆包覆所述LED的侧壁的部分区域，且所述部分区域包括所述LED的发光层的侧壁。
9.根据权利要求1所述的LED显示基板的制作方法，其特征在于，所述去除所述外延基板包括：
采用机械抛光方法和/或干法刻蚀去除所述外延基板。
10.一种LED显示基板，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一项所述的LED显示基板的制作方法制作得到。
11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求10所述的LED显示基板。
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