CN110875417B - Led显示器件及其制造方法、led显示面板 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种LED显示器件及其制造方法、LED显示面板。本申请设计在光转换基板上开设凹槽以及与所述凹槽连通的毛细沟道，通过毛细沟道的毛细吸附作用在凹槽中形成光转化材料，即形成量子点图案层，相比较于现有的喷墨打印工艺，本申请能够降低量子点图案化的难度，同时，本申请无需受限于喷墨打印工艺的打印精度的限制，从而有利于实现高像素密度下蓝光LED芯片的彩色化转换。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种LED(Light Emitting Diode,发光二极管)显示器件及其制造方法、LED显示面板。
背景技术
当前，以LED作为发光像素的显示面板(下文统称LED显示面板)已广泛应于显示领域。结合图1所示，现有一种Micro(微型)-LED显示面板10的每一像素单元包括依次排布于基板(又称发光基板)110上的红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B，各子像素分别通过各自的蓝光LED芯片实现彩色化转换，具体地，红色子像素R中设有蓝光LED芯片111及位于该蓝光LED芯片111上的量子点(Quantum Dot,简称QD)图案层112，该量子点图案层112在受到蓝光LED芯片111发出的蓝光照射时被激发而发出红光，以此实现红光转换；同理，绿色子像素G中设有蓝光LED芯片121及位于该蓝光LED芯片121上的量子点图案层122，该量子点图案层122在受到蓝光LED芯片121发出的蓝光照射时被激发而发出绿光，以此实现绿光转换；而蓝色子像素B中的蓝光LED芯片131则直接发出显示所需的蓝光。
当前业界一般采用喷墨打印(Ink Jet Printing,简称IJP)工艺在红色子像素R的蓝光LED芯片111上形成所述量子点图案层112，以及在绿色子像素G的蓝光LED芯片121上形成所述量子点图案层122。
本申请发明人在长期研发中发现，采用该喷墨打印工艺形成量子点图案层的过程中，喷嘴喷出的量子点液滴形态非常不稳定，常常在主液滴周围分布有很多细小的液滴，分散出来的小液滴容易偏离原来的位置，落入到邻近子像素区域中，这无疑会使得量子点图案层112、122的制备(即量子点需要多次图案化)难度较高，并且限制喷墨打印工艺的打印精度。
另外，随着科学技术的不断发展，人们对LED显示面板的高像素密度的要求不断提高，而高像素密度的设计无疑会导致LED显示面板的每一子像素的尺寸变小，受限于喷墨打印工艺的打印精度的限制，当前很难实现高像素密度下蓝光LED芯片的彩色化转换。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种LED显示器件及其制造方法、LED显示面板，能够降低量子点图案化的难度，同时有利于实现高像素密度下蓝光LED芯片的彩色化转换。
本申请一实施例的LED显示器件，包括层叠设置的发光基板和光转换基板，所述发光基板和光转换基板共同定义多个像素单元，每一所述像素单元包括多个子像素，所述光转换基板上开设有凹槽以及与所述凹槽连通的毛细沟道，所述凹槽中设有光转化材料，每一所述子像素包括LED芯片，所述凹槽与所述LED芯片对位设置。
本申请一实施例的LED显示面板，包括驱动电路以及上述LED显示器件，所述驱动电路电性耦接所述LED显示器件的LED芯片。
本申请一实施例的显示器件的制造方法，包括：
提供一发光基板，发光基板上设有LED芯片；
提供一光转换基板，光转换基板上开设有凹槽及与所述凹槽连通的毛细沟道；
将所述光转化材料通过所述毛细沟道进入所述凹槽中；
将所述发光基板和光转换基板层叠设置，所述发光基板和光转换基板共同定义多个像素单元，每一所述像素单元包括多个子像素，每一所述子像素包括LED芯片，且所述凹槽与所述LED芯片对位设置。
有益效果：本申请设计在光转换基板上开设凹槽及与凹槽连通的毛细沟道，通过毛细沟道的毛细吸附作用在凹槽中形成光转化材料，即形成量子点图案层，相比较于现有的喷墨打印工艺，本申请能够降低量子点图案化的难度，同时，本申请无需受限于喷墨打印工艺的打印精度的限制，从而有利于实现高像素密度下蓝光LED芯片的彩色化转换。
附图说明
图1是现有技术一实施例的LED显示面板的局部结构剖面示意图；
图2是本申请的LED显示面板一实施例的局部像素结构示意图；
图3是图2所示LED显示面板的LED显示器件的第一实施例的子像素的结构示意图；
图4是本申请LED显示器件的制造方法第一实施例的流程示意图；
图5是图3所示的LED显示器件的结构俯视示意图；
图6是图2所示LED显示面板的LED显示器件的第二实施例的子像素的结构示意图；
图7是本申请LED显示器件的制造方法第二实施例的流程示意图；
图8是本申请的光转换基板第一实施例的结构示意图；
图9是图2所示LED显示面板的LED显示器件的第三实施例的子像素的结构示意图；
图10是图9所示的LED显示器件的结构俯视示意图；
图11是本申请的光转换基板第二实施例的结构示意图；
图12是图2所示LED显示面板的LED显示器件的第四实施例的子像素的结构示意图；
图13是图12所示的LED显示器件的结构俯视示意图；
图14是本申请的光转换基板第三实施例的结构示意图。
具体实施方式
图2是本申请的LED显示面板一实施例的局部像素结构示意图，图3是图2所示LED显示面板的LED显示器件的第一实施例的子像素的结构示意图。请结合图2和图3所示，所述LED显示面板包括层叠设置的发光基板30a和光转换基板30b，LED显示器件30的LED芯片均设置于该发光基板30a上，光转换基板30b用于将发光基板30a上的LED芯片发出的光选择性转换以实现全彩转换，所述发光基板30a和光转换基板30b共同定义了LED显示面板的呈阵列排布的多个像素单元23，所述LED显示面板的沿列方向延伸的多条数据线21、沿行方向延伸的多条扫描线22可分别位于相邻两个像素单元23之间。
每一所述像素单元23均包括依次排布的三种颜色的子像素，例如红色(Red)子像素231、绿色(Green)子像素232和蓝色(Blue)子像素233。
本申请的主要目的是：在像素单元23的至少一个子像素中设有凹槽以及与所述凹槽连通的毛细沟道，该凹槽开设于光转换基板30b上，通过毛细沟道的毛细吸附作用在凹槽中形成光转化材料，相当于传统的量子点图案层，其中，未设置凹槽及毛细沟道的子像素设有的LED芯片可视为第一LED芯片，该第一LED芯片通过光转换基板30b后未改变发光波长，即第一LED芯片发出的光在通过光转换基板30b后颜色未发生变化，而设置凹槽及毛细沟道的子像素设有与凹槽对位设置的第二LED芯片，该第二LED芯片通过光转换基板30b后改变发光波长，即第二LED芯片发出的光在通过光转换基板30b后颜色发生变化。
也就是说，本申请至少存在六种可选方案：
一、蓝色子像素233中未设置凹槽及毛细沟道，其设置的LED芯片视为第一LED芯片，红色子像素231和绿色子像素232中均设置有凹槽及毛细沟道，两者的LED芯片均视为第二LED芯片。
二、红色子像素231和蓝色子像素233中均未设置凹槽及毛细沟道，两者的LED芯片均视为第一LED芯片，绿色子像素232中设置有凹槽及毛细沟道，其LED芯片视为第二LED芯片。
三、绿色子像素232和蓝色子像素233中均未设置凹槽及毛细沟道，两者的LED芯片均视为第一LED芯片，红色子像素231中设置有凹槽及毛细沟道，其LED芯片视为第二LED芯片。
四、红色子像素231和绿色子像素232中均未设置凹槽及毛细沟道，两者的LED芯片均视为第一LED芯片，蓝色子像素233中设置有凹槽及毛细沟道，其LED芯片视为第二LED芯片。
五、绿色子像素232中未设置凹槽及毛细沟道，其设置的LED芯片视为第一LED芯片，红色子像素231和蓝色子像素233中均设置有凹槽及毛细沟道，两者的LED芯片均视为第二LED芯片。
六、红色子像素231中未设置凹槽及毛细沟道，其设置的LED芯片视为第一LED芯片，绿色子像素232和蓝色子像素233中均设置有凹槽及毛细沟道，两者的LED芯片均视为第二LED芯片。
其中，所述第一LED芯片和第二LED芯片可以为Micro-LED，于此，所述LED显示面板可视为Micro-LED显示面板。
本申请可以采用图4所示的方法制造具有上述结构的LED显示器件。如图4所示，所述制造方法包括步骤S41～S44。
S41：提供一发光基板，其上设有LED芯片。
S42：提供一光转换基板，开设有凹槽及与凹槽连通的毛细沟道。
S43：将光转化材料通过毛细沟道进入凹槽中。
S44：将发光基板和光转换基板层叠设置，两者共同定义多个像素单元，每一像素单元包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，每一子像素包括LED芯片，且凹槽与LED芯片对位设置。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。在不冲突的情况下，下述各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外还需要说明的是，为了便于描述，所述附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
对于前述第一种方案，请结合图2、图3和图5所示，所述LED显示器件30包括上下层叠设置的光转换基板30b和发光基板30a，这两个基板共同定义了所述LED显示面板的多个像素单元23，每一像素单元23均包括依次排布的红色子像素231、绿色子像素232和蓝色子像素233，这三个子像素中分别设置有焊接于发光基板30a上的蓝光LED芯片31、蓝光LED芯片32、以及蓝光LED芯片33。
所述蓝色子像素233中未设置凹槽34及毛细沟道35，其蓝光LED芯片33称之为前述第一LED芯片。
所述红色子像素231和绿色子像素232中均设置有凹槽34及毛细沟道35，两者中分别设置的蓝光LED芯片31、32均称之为前述第二LED芯片。蓝光LED芯片31与红色子像素231中的凹槽34对位设置，蓝光LED芯片32与绿色子像素232中的凹槽34对位设置。
在本申请中，所述凹槽34以及毛细沟道35开设于光转换基板30b上。该光转换基板30b可以采用透明板体，其包括但不限于为玻璃基板、PI(Polyimide,聚酰亚胺)基板、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，又称有机玻璃)基板。所述凹槽34中设有通过毛细沟道35进入的光转化材料，该光转化材料在凹槽34中沉积形成LED显示器件的量子点图案层，具体地，所述红色子像素231中的光转化材料311用于将蓝光LED芯片31发出的蓝光转换为红光，而所述绿色子像素232中的光转化材料321用于将蓝光LED芯片32发出的蓝光转换为绿光。
相比较于图1所示的现有技术，本申请通过毛细沟道35的毛细吸附作用在凹槽34中形成光转化材料311、321，即图1所示的量子点图案层112、122，相比较于现有的喷墨打印工艺，本申请能够降低量子点图案化的难度，同时，本申请无需受限于喷墨打印工艺的打印精度的限制，从而有利于实现高像素密度下蓝光LED芯片的彩色化转换。
鉴于量子点具有发光效率高、及能够在承受多次的激发和光发射后仍具有良好的光稳定性等优点，前述光转化材料可以为掺有相应颜色的量子点光转化材料，例如红光量子点光转化材料311的材质包括但不限于为CdSe(硒化镉)、CdS(硫化镉)、ZnS(硫化锌)、ZnSe(硒化锌)、CuInS2(铜铟硫)、InS(硫化铟)、CH3PbCl3(三氯化硼酸)、CH3PbBr3(三溴化硼酸)、CH3PbI3(三碘化硼酸)、CsPbCl3(三氯化硼铯)、CsPbBr3(三溴化硼铯)及CsPbI3(三碘化硼铯)中的至少一种。
请继续参阅图3，所述凹槽34和毛细沟道35可以开设于光转换基板30b的上表面，由此位于凹槽34中的光转化材料，包括红色子像素231中的光转化材料311和绿色子像素232中的光转化材料321，与所述发光基板30a上的蓝光LED芯片间隔设置。
在另一实施方式中，如图6所示，为图2所示LED显示面板的LED显示器件的第二实施例的子像素的结构示意图。其中，为了便于描述，本申请对相同结构元件采用相同的标号。本实施例相当于将所述光转换基板30b上下翻转180°，使得红色子像素231中的光转化材料311与蓝光LED芯片31直接贴合、绿色子像素232中的光转化材料321与蓝光LED芯片32直接贴合。其中，所谓“直接贴合”应理解为：将光转换基板30b的凹槽34朝向发光基板30a放置，注入凹槽34中的光转化材料干燥朝向对应的蓝光LED芯片，基于此，在注入凹槽34中的光转化材料干燥后，光转化材料在完成封装后表面可以设置有粘接层，该粘接层将光转化材料粘接于蓝光LED芯片上。其中，该粘接层具有良好的透光性，尤其是对蓝光具有很强的透过能力，例如为胶水。
请参阅图3和图5，在红色子像素231中，位于同一列像素单元23的凹槽34与同一条毛细沟道35连通。同理，在绿色子像素232中，位于同一列像素单元23的凹槽34也与同一条毛细沟道35连通。于此，本申请可以通过同一条毛细沟道35向位于相同颜色子像素中同一列的凹槽34注入光转化材料，降低毛细沟道35的数量及所占面积。
当然，本申请也可以设计位于同一行像素单元23的凹槽34与同一条毛细沟道35连通，此时每一条毛细沟道35沿行方向延伸。
进一步地，每一条毛细沟道35的两端均可以为光转化材料注入端，当然也可以仅其中一端为光转化材料注入端。
图7是本申请LED显示器件的制造方法第二实施例的流程示意图。该制造方法可用于制备具有图3和图5所示子像素结构的LED显示器件30。如图7所示，本实施例的制造方法包括步骤S71～S74。
S71：提供一发光基板，其上设有第一LED芯片和第二LED芯片。
请结合图3所示，所述发光基板30a包括衬底基板310以及设置于该衬底基板310上的蓝光LED芯片31、32、33。其中，蓝光LED芯片33为第一LED芯片，蓝光LED芯片31、32为第二LED芯片。
所述衬底基板310可以为玻璃基体、塑料基体或可挠式基体，而对于制造柔性LED显示器件30的场景，该衬底基板310为柔性基板，例如PI基板。应理解，该衬底基板310上不仅设置有前述蓝光LED芯片31、32、33，还会设置有用于驱动各个蓝光LED芯片发光的驱动电路、焊接点等，因此，该衬底基板310也可视为驱动基板。
S72：提供一光转换基板，开设有凹槽及与凹槽连通的毛细沟道。
结合图5和图8所示，所述光转换基板30b可采用玻璃基板、PI基板、PMMA基板等透明板体，通过镭射、光刻或纳米压印等方式在其上形成凹槽34以与所述凹槽34连通的毛细沟道35。
进一步地，如图8所示，所述光转换基板30b还可以开设有第一输送沟道351和第二输送沟道352，该第一输送沟道351和第二输送沟道352并非为毛细沟道，第一输送沟道351的一端设置有第一加料口351a，第二输送沟道352的一端设置有第二加料口352a。其中，所述第一输送沟道351与红色子像素231中的毛细沟道35连通，所述第二输送沟道352与绿色子像素232中的毛细沟道35连通。
S73：将光转化材料通过毛细沟道进入凹槽中。
首先，将一盖板与光转换基板30b的上表面贴合，该盖板可以为玻璃基板、PMMA基板或者PDMS(聚二甲基硅氧烷)基板，此时毛细沟道35由于盖板的覆盖成为毛细管道，然后向第一加料口351a和第二加料口352a分别加入红光光转化溶液和绿光光转化溶液，两者分别经由第一输送沟道351和第二输送沟道352流向各自连通的毛细沟道35，所述光转化溶液在毛细沟道35的毛细吸附作用下进入凹槽34，接着去除所述盖板，并加热凹槽34中的光转化溶液，使得光转化溶液中的溶剂挥发，以此形成所述光转化材料311、321。
S74：将发光基板和光转换基板层叠设置，两者共同定义多个像素单元，每一像素单元至少包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，所述第一LED芯片位于蓝色子像素中，红色子像素和绿色子像素中分别设置有第二LED芯片，所述凹槽与第二LED芯片对位设置。
在将发光基板30a和光转换基板30b层叠设置之前，本申请可以根据发光基板30a的大小对步骤S73制备的光转换基板30b进行切割，以使切割后的光转换基板30b的凹槽34的数量与蓝光LED芯片31和蓝光LED芯片32之和相同。与此同时，第一输送沟道351和第二输送沟道352以及第一加料口351a和第二加料口352a也被切除。
在将所述发光基板30a和光转换基板30b层叠设置之后，所述红色子像素231中的凹槽34与蓝光LED芯片31一一对位设置，所述绿色子像素232中的凹槽34与蓝光LED芯片32一一对位设置，继而进行封装即可得到所述LED显示器件30。
对于前述第二种方案，请结合图2、图9和图10所示，所述LED显示器件30包括层叠设置的发光基板30a和光转换基板30b，两者共同定义了LED显示面板的多个像素单元23，每一像素单元23均包括依次排布的红色子像素231、绿色子像素232和蓝色子像素233，三者分别设置有焊接于发光基板30a上的蓝光LED芯片31、32、33。
在前述实施例的描述基础上，但与之不同的是，本实施例的红色子像素231和蓝色子像素233中均未设置凹槽34及毛细沟道35，仅绿色子像素232中设有凹槽34及毛细沟道35。此时，红色子像素231和蓝色子像素233的蓝光LED芯片31、33称之为前述第一LED芯片，而绿色子像素232的蓝光LED芯片32称之为前述第二LED芯片。
在本实施例中，红色子像素231的结构以及制造方法可以与图1所述的现有技术相同，此处不再赘述。在形成红色子像素231的具有预定图案的红光光转化材料311之后，通过封装层36对红光光转化材料311进行封装以隔绝水氧，然后基于与前述图3～图8所述实施例原理的方案制备设置于凹槽34中的绿光光转化材料321。
其中，如图11所示，本实施例的光转换基板30b仅设置有用于注入绿光光转化材料321的凹槽34及与其凹槽34连通的毛细沟道35，而未设置有用于注入红光光转化材料311的凹槽34及与其凹槽34连通的毛细沟道35。相应地，本实施例的光转换基板30b也仅设置一个用于注入绿光光转化材料321的加料口--第二加料口352a。
对于前述第三种方案，请结合图2、图12和图13所示，所述LED显示器件30包括层叠设置的发光基板30a和光转换基板30b，两者共同定义了LED显示面板的多个像素单元23，每一像素单元23均包括依次排布的红色子像素231、绿色子像素232和蓝色子像素233，三者分别设置有焊接于发光基板30a上的蓝光LED芯片31、32、33。
在前述实施例的描述基础上，但与之不同的是，本实施例的绿色子像素232和蓝色子像素233中均未设置凹槽34及毛细沟道35，而仅红色子像素231中设有凹槽34及毛细沟道35。此时，绿色子像素232和蓝色子像素233的蓝光LED芯片32、33称之为前述第一LED芯片，而红色子像素231的蓝光LED芯片31称之为前述第二LED芯片。
在本实施例中，绿色子像素232的结构以及制造方法可以与图1所述现有技术相同，此处不再赘述。在形成绿色子像素232的具有预定图案的绿光光转化材料321之后，通过封装层37对绿光光转化材料321进行封装以隔绝水氧，然后基于与前述图3～图8所述实施例原理的方案制备设置于凹槽34中的红光光转化材料311。
另外，如图14所示，本实施例的光转换基板30b仅设置有用于注入红光光转化材料311的凹槽34及与其凹槽34连通的毛细沟道35，而未设置有用于注入绿光光转化材料321的凹槽34及与其凹槽34连通的毛细沟道35。相应地，本实施例的光转换基板30b也仅设置一个用于注入红光光转化材料311的加料口--第一加料口351a。
在本申请中，图2所示实施例的LED显示面板可以为采用图3和图5所述实施例的LED显示器件30，也可以采用图9和图10所述实施例的LED显示器件30，还可以采用图12和图13所述实施例的LED显示器件30，于此，该LED显示面板具有与其相同的有益效果。
对于前述第四至第六种方案，本领域技术人员在前述各实施例的描述及原理基础上，完全可以参照实施，此处不再一一赘述。其中，蓝色子像素233可以并非设置蓝光LED芯片，而是可以设置其他颜色光的LED芯片，例如紫外光LED芯片，其对应的凹槽34中可以填充蓝光光转化材料，只要蓝色子像素233最终发出蓝光即可。
应理解，本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，以上所述仅为本申请的实施例，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，例如各实施例之间技术特征的相互结合，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LED显示器件，其特征在于，所述LED显示器件包括层叠设置的发光基板和光转换基板，所述发光基板和光转换基板共同定义多个像素单元，每一所述像素单元包括多个子像素，所述光转换基板上开设有凹槽以及与所述凹槽连通的毛细沟道，所述凹槽中设有光转化材料，所述毛细沟道通过毛细吸附作用使所述光转化材料进入所述凹槽中，每一所述子像素包括LED芯片，且所述凹槽与所述LED芯片对位设置。
2.根据权利要求1所述的LED显示器件，其特征在于，所述多个像素单元呈阵列设置，位于同一列或者同一行所述像素单元的所述凹槽与同一条所述毛细沟道连通。
3.根据权利要求2所述的LED显示器件，其特征在于，同一条所述毛细沟道的两端均为光转化材料注入端。
4.根据权利要求1所述的LED显示器件，其特征在于，所述光转化材料包括量子点光转化材料。
5.一种LED显示面板，其特征在于，所述LED显示面板包括驱动电路以及如上述权利要求1～4任一项所述的LED显示器件，所述驱动电路电性耦接所述LED显示器件的LED芯片。
6.根据权利要求5所述的LED显示面板，其特征在于，所述LED显示面板为柔性显示面板。
7.一种LED显示器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
提供一发光基板，所述发光基板上设有LED芯片；
提供一光转换基板，所述光转换基板上开设有凹槽及与所述凹槽连通的毛细沟道；
将所述光转化材料通过所述毛细沟道进入所述凹槽中，所述毛细沟道通过毛细吸附作用使所述光转化材料进入所述凹槽中；
将所述发光基板和光转换基板层叠设置，所述发光基板和光转换基板共同定义多个像素单元，每一所述像素单元包括多个子像素，每一所述子像素包括LED芯片，且所述凹槽与所述LED芯片对位设置。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述光转化材料通过所述毛细沟道进入所述凹槽中，包括：
将一盖板与所述光转换基板的上表面贴合；
向所述毛细沟道注入光转化溶液，所述光转化溶液在毛细吸附作用下通过所述毛细沟道进入所述凹槽；
去除所述盖板；
加热所述凹槽中的光转化溶液以形成所述光转化材料。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述多个像素单元呈阵列设置，位于同一列或者同一行所述像素单元的所述凹槽与同一条所述毛细沟道连通。
10.根据权利要求7～9任一项所述的方法，其特征在于，所述光转化材料包括量子点光转化材料。
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