CN110265587A - 显示面板及其制造方法 - Google Patents

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杨小龙
周文斌
张峰
孙剑
高裕弟
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Kunshan Mengxian Electronic Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种显示面板及其制造方法，所述制造方法包括如下步骤：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；将所述驱动背板的第一键合金属层与所述发光基板的第二键合金属层进行金属键合，形成金属键合层；图形化所述发光基板和所述金属键合层，形成像素阵列；在所述像素阵列上形成金属层；在所述金属层上方对应像素阵列的至少部分位置形成滤光片，以形成多色显示。本发明的显示面板及其制造方法突破了高像素密度的高精度金属掩膜板的物理极限，可实现2000及更高像素密度的显示。

Description

显示面板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种显示面板及其制造方法，尤其涉及一种高像素密度的显示面板及其制造方法。
背景技术
目前的OLED显示屏体大多采用蒸镀不同OLED材料实现OLED图形化，这种方法在像素密度低于700时是没有问题的，但是当像素密度高于800时，现有的制造技术将进入物理瓶颈。
因此，实现高像素密度的多彩显示，是目前急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显示面板的制造方法，其在对应像素阵列的至少部分位置形成滤光片，可以实现高分辨率显示面板的多色显示。
为实现上述目的，本发明提供了一种显示面板的制造方法，主要包括如下步骤：
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；
将所述驱动背板的第一键合金属层与所述发光基板的第二键合金属层进行金属键合，形成金属键合层；
图形化所述发光基板和所述金属键合层，形成像素阵列；
在所述像素阵列上形成金属层；
在所述金属层上方对应像素阵列的至少部分位置形成滤光片，以形成多色显示。
作为本发明的进一步改进，所述像素阵列采用黄光和蚀刻工艺形成。
作为本发明的进一步改进，所述滤光片采用黄光工艺形成。
作为本发明的进一步改进，采用黄光工艺形成所述滤光片时还一并形成黑色矩阵层。
作为本发明的进一步改进，进一步包括在所述滤光片及黑色矩阵层的顶部封装玻璃盖板。
本发明的目的在于还提供一种显示面板，其在对应像素阵列的至少部分位置形成滤光片，可以实现高分辨率显示面板的多色显示。
为实现上述目的，本发明提供了一种显示面板，包括驱动背板和设置在所述驱动背板上的像素阵列，所述像素阵列包括金属键合阵列、发光阵列和金属层，所述金属键合阵列设置在所述驱动背板上，所述发光阵列设置在所述金属键合阵列远离所述驱动背板的一侧，所述发光阵列包括多量子阱层，所述金属层设置在所述发光阵列远离所述金属键合阵列的一侧，所述显示面板还包括设置在所述金属层上方并对应至少部分所述发光阵列的滤光片，以形成多色显示。
作为本发明的进一步改进，所述发光阵列包括分别位于所述多量子阱层两侧的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层与所述金属层电连接，所述第二半导体层与所述金属键合阵列电连接。
作为本发明的进一步改进，所述滤光片包括用于发出红光的红色滤光片及用于发出绿光的绿色滤光片。
作为本发明的进一步改进，所述显示面板进一步包括薄膜封装层，所述薄膜封装层完全覆盖所述像素阵列，所述滤光片设置在所述薄膜封装层的外侧。
作为本发明的进一步改进，所述显示面板进一步包括玻璃盖板，所述玻璃盖板封装在所述滤光片的顶部并完全覆盖所述像素阵列。
本发明的有益效果是：本发明的显示面板的制造方法在所述金属层上方对应像素阵列的至少部分位置形成滤光片，从而使得该方法制造的显示面板形成多色显示，进一步采用黄光、刻蚀工艺实现高像素的显示面板图形化，突破了高像素密度的高精度金属掩膜板的物理极限，可实现2000及更高像素密度的显示。
附图说明
图1是符合本发明显示面板的驱动背板和发光基板键合前的示意图。
图2是图1所示的显示面板的驱动背板和发光基板键合后的示意图。
图3是移除图2中发光基板的衬底的示意图。
图4是在图3所示的显示面板上形成光阻层的示意图。
图5是在图4所示的显示面板上形成发光阵列及相应排布金属键合阵列的示意图。
图6是在图5所示的显示面板的发光阵列相应的金属键合阵列上形成绝缘层的示意图。
图7是在图6所示的显示面板的绝缘层上形成开口的示意图。
图8是在图7所示的显示面板的绝缘层上形成金属层的示意图。
图9是在图8所示的显示面板上形成薄膜封装层的示意图。
图10是在图9所示的显示面板的薄膜封装层的顶部形成滤光片及黑色矩阵层的示意图。
图11是在图10所示的滤光片及黑色矩阵层的顶部封装玻璃盖板的示意图。
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。
请参阅图1-11，本申请提供了一种显示面板100的制造方法，如下方法步骤是所述显示面板100的制造方法的一种优选实施方式，在该实施方式中，所述显示面板100的制造方法主要包括如下步骤：
提供驱动背板10和发光基板20。其中，所述驱动背板10包括驱动电路阵列101，在所述驱动背板10上设置有第一键合金属层31，所述发光基板20上设置有第二键合金属层32。具体地，本申请所用发光基板20基于微型发光二极管(Micro Light Emitting Diode，Micro-LED)技术，其选用多量子阱(Multiple Quantum Well，MQW)结构发光，具有高亮度、高响应速度、低功耗、长寿命等优点。
将所述驱动背板10的第一键合金属层31与所述发光基板20的第二键合金属层32进行金属键合，形成金属键合层30。其中，所述第一键合金属层31与所述第二键合金属层32的厚度相同或不同，键合后形成的金属键合层30的厚度可以是所述第一键合金属层31或第二键合金属层32其中之一的厚度的两倍或三倍。本发明选用金属键合的方式连接所述驱动背板10和所述发光基板20，相较现有的先做好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。
图形化所述发光基板20和所述金属键合层30，以形成需要的像素阵列210，及与所述像素阵列210对应的金属键合阵列301，所述金属键合阵列301可作为阳极。其中，可利用黄光和蚀刻工艺图形化所述发光基板20和所述金属键合层30，以形成需要的像素阵列210。相较现有的利用掩膜板采用蒸镀工艺实现OLED图形化的方案，本申请能够做到更小尺寸的像素，在显示面板尺寸相同的情况下，能够提高像素密度(Pixels Per Inch，PPI)。
在所述像素阵列210上形成金属层40，该金属层40可作为阴极。
在所述金属层40上方对应像素阵列210的至少部分位置形成滤光片50，以形成多色显示。其中，所述发光基板20发出的光经过所述滤光片50后发出不同颜色的光，从而实现多色显示。具体地，该实施方式的滤光片50包括可以发出红光R的红色滤光片51，及可发出绿光G的绿色滤光片52，所述发光基板20可直接发出蓝光B，从而，所制得的显示面板100具有RGB三色显示。
下面对本申请的所述显示面板100的制造方法及结构进行详细描述。
请参阅图1，所述驱动背板10上设置有对应像素阵列210的驱动电路阵列101，用于与相应的所述像素阵列210电连接，以为所述像素阵列210提供驱动电压，进而控制所述像素阵列210的发光。所述驱动背板10可以是柔性背板或者是刚性背板，在此不做限定。
所述驱动背板10上形成有第一键合金属层31。其中，所述第一键合金属层31的材料可以是金(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31的厚度为800～1200nm。可以利用沉积或蒸镀的方式形成所述第一键合金属层31，具体地，所述沉积方式可以选用原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)等合适的方式。
所述发光基板20包括衬底21及设置在所述衬底21上的发光层22，所述第二键合金属层32设置在所述发光层22的与所述衬底21相对的另一侧。所述发光层22包括依次设置在所述衬底21上的第一半导体层220、设置在所述第一半导体层220上的多量子阱层221及设置在所述多量子阱层221上的第二半导体层222。所述第二半导体层222与所述第二键合金属层32电连接。
在本实施例中，所述第一半导体层220是N型半导体层，所述第二半导体层222是P型半导体层。在不同的实施例中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)、P型氮化镓(GaN)，N型铝(Al)掺杂的氮化镓(AlGaN)、P型铝(Al)掺杂的氮化镓(AlGaN)，P型镁(Mg)掺杂的氮化镓、N型硅(Si)掺杂的氮化镓等。所述多量子阱层221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，所述第一半导体层220、所述第二半导体层222和所述多量子阱层221的材料还可根据显示面板的实际需求设置，在此不作限定。
P型的第二半导体层222、多量子阱层221和N型的第一半导体层220构成发光PN结，通过所述第二半导体层222和所述第一半导体层220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型的第一半导体层220中产生电子注入到所述多量子阱层221中，P型的第二半导体层222中产生空穴注入到所述多量子阱层221中；随后，在所述多量子阱层221内，所述电子和所述空穴复合而发出光子，完成电能到光能的转换，实现所述发光层22的发光。
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21一般为蓝宝石衬底，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。当然，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。
所述第二键合金属层32与所述第一键合金属层31的材质、厚度可以相同也可以不同，优选地，所述第二键合金属层32与所述第一键合金属层31的材质相同，这样能够增强所述第二键合金属层32与所述第一键合金属层31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所述第二键合金属层32，具体请参阅上述实施方式的描述，在此不再赘述。
请参阅图1及图2，将所述驱动背板10的第一键合金属层31与所述发光基板20的第二键合金属层32贴合，在预定温度、压力作用下将第一键合金属层31与第二键合金属层32键合到一起，形成金属键合层30。
请参阅图3所示，为去除所述发光基板20的衬底21的示意图。去除所述发光基板20的衬底21时，可利用如激光剥离的方式剥离衬底21，当然，也可以采用其他方式剥离衬底21，在此不作限定。
请参阅图4及图5，图4是所述发光基板20去除衬底21后在所述第一半导体层220上形成光阻层223的示意图，图5是进一步利用黄光工艺图形化所述发光基板20。具体地，在所述第一半导体层220上形成光阻层223，然后曝光、显影得到所述光阻层图案，其中，光阻层图案与像素阵列210的排布方式相对应。然后以图形化后的光阻层223为掩膜蚀刻所述发光基板20及所述金属键合层30，形成发光阵列201及相应排布的金属键合阵列301，所述金属键合阵列301可作为阳极。具体可利用反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching，RIE)的方式蚀刻所述发光基板20及所述金属键合层30，在蚀刻时，可采用自对准原理进行定位。当然，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6，在所述发光阵列201和相应的金属键合阵列301上形成绝缘层224。所述绝缘层224覆盖所述发光阵列201及金属键合阵列301，所述绝缘层224可以选用原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)等方式。所述绝缘层224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7，在所述绝缘层224上形成开口225，较佳地，可利用前述的黄光工艺及RIE方式在所述绝缘层224上形成所述开口225。具体方法与前面类似，在此不再赘述。
请参阅图8，在所述绝缘层224上形成金属层40，所述金属层40的厚度为10nm，可利用原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)的方式形成。所述金属层40的材料可以是铝(Al)、银(Ag)等，所述金属层40可作为阴极。
在该实施方式中，选用黄光、刻蚀工艺实现像素阵列210的图形化，能够制造更小尺寸的像素。如该方法中，图形化后的金属键合层30的宽度可窄至5μm，所制得的像素间距为24μm，子像素间距为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材料时需要使用高精度金属掩膜板(Fine Metal Mask，FMM)，但是FMM存在物理极限，开口间距最小只能做到10～15μm。而本发明利用黄光工艺图形化像素阵列时，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PPI的显示面板。
请参阅图9，为形成薄膜封装层60的示意图。所形成的薄膜封装层60可完全覆盖像素阵列210，以阻隔水汽、氧气，保护像素阵列210。所述薄膜封装层60一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10，采用前述的黄光工艺，在所述薄膜封装层60的顶部形成滤光片50及黑色矩阵层70(Black Matrix，BM)。所述滤光片50与黑色矩阵层70设置在同一层，且所述滤光片50设置在部分所述开口225的正上方。所述滤光片50包括可以发出红光R的红色滤光片51及可发出绿光G的绿色滤光片52。在该实施方式中，所述多量子阱层221的发光颜色为蓝色，从而未设置滤光片50的发光区域可直接发出蓝光B，实现RGB三色显示。
具体地，多量子阱层221采用的是无机材料，不存在寿命短和稳定性差的问题。尤其是基于氮化镓(GaN)材料的多量子阱层221，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。
请参阅图11，进一步在所述滤光片50及黑色矩阵层70的顶部封装玻璃盖板80。所述玻璃盖板80通过在黑色矩阵层70外围涂覆UV胶90粘结固定，以进一步保护像素阵列210。
以上，本申请所提供的显示面板100的制造方法，结合高分辨率驱动背板10，可实现2000PPI及以上的高分辨率显示面板100的制造，制造过程中选用黄光、刻蚀工艺实现高PPI的像素阵列图形化，不再受限于FMM的物理极限，同时在薄膜封装层60顶部形成红色滤光片51及绿色滤光片52，以实现红色及绿色发光，进而实现RGB三色显示。另外，本申请提供的方法将驱动背板10与发光基板20直接键合，相较现有的先做好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100，所述显示面板100包括驱动背板10及设置在所述驱动背板10上的像素阵列210，所述像素阵列210包括金属键合阵列301、发光阵列201和金属层40，所述金属键合阵列301设置在所述驱动背板10上，所述发光阵列201设置在所述金属键合阵列301远离所述驱动背板10的一侧，所述金属层40设置在所述发光阵列201远离所述金属键合阵列301的一侧。所述显示面板100进一步包括设置在所述金属层40上方并对应至少部分所述发光阵列201的滤光片50，进而形成多色显示。
其中，所述发光阵列201包括多量子阱层221及分别位于所述多量子阱层221两侧的第一半导体层220和第二半导体层222，所述第一半导体层220与所述金属层40电连接，所述第二半导体层222与所述金属键合阵列301电连接。所述第一半导体层220为N型氮化镓层，所述第二半导体层222为P型氮化镓层，所述多量子阱层221为氮化镓量子阱层。所述滤光片50包括可以发出红光R的红色滤光片51及可发出绿光G的绿色滤光片52。所述多量子阱层221的发光颜色为蓝色B。
所述显示面板100还包括薄膜封装层60，所述薄膜封装层60完全覆盖所述像素阵列210，所述滤光片50设置在所述薄膜封装层60的外侧。
所述显示面板100还包括玻璃盖板80，所述玻璃盖板80通过UV胶90封装在滤光片50的顶部并完全覆盖所述像素阵列210。具体结构请参阅图11，具体结构描述请参阅上述实施方式的描述，在此不再赘述。
本发明的显示面板100具有高PPI，显示效果更好，可以作为AR及VR等设备的显示屏。
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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种显示面板的制造方法，其特征在于，主要包括如下步骤：
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；
将所述驱动背板的第一键合金属层与所述发光基板的第二键合金属层进行金属键合，形成金属键合层；
图形化所述发光基板和所述金属键合层，形成像素阵列；
在所述像素阵列上形成金属层；
在所述金属层上方对应像素阵列的至少部分位置形成滤光片，以形成多色显示。
2.根据权利要求1所述的显示面板的制造方法，其特征在于：所述像素阵列采用黄光和蚀刻工艺形成。
3.根据权利要求1所述的显示面板的制造方法，其特征在于：所述滤光片采用黄光工艺形成。
4.根据权利要求3所述的显示面板的制造方法，其特征在于：采用黄光工艺形成所述滤光片时还一并形成黑色矩阵层。
5.根据权利要求4所述的显示面板的制造方法，其特征在于：进一步包括在所述滤光片及黑色矩阵层的顶部封装玻璃盖板。
6.一种显示面板，包括驱动背板和设置在所述驱动背板上的像素阵列，所述像素阵列包括金属键合阵列、发光阵列和金属层，所述金属键合阵列设置在所述驱动背板上，所述发光阵列设置在所述金属键合阵列远离所述驱动背板的一侧，所述发光阵列包括多量子阱层，所述金属层设置在所述发光阵列远离所述金属键合阵列的一侧，其特征在于：所述显示面板还包括设置在所述金属层上方并对应至少部分所述发光阵列的滤光片，以形成多色显示。
7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于：所述发光阵列包括分别位于所述多量子阱层两侧的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层与所述金属层电连接，所述第二半导体层与所述金属键合阵列电连接。
8.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于：所述滤光片包括用于发出红光的红色滤光片及用于发出绿光的绿色滤光片。
9.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于：所述显示面板进一步包括薄膜封装层，所述薄膜封装层完全覆盖所述像素阵列，所述滤光片设置在所述薄膜封装层的外侧。
10.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于：所述显示面板进一步包括玻璃盖板，所述玻璃盖板封装在所述滤光片的顶部并完全覆盖所述像素阵列。
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