CN111211117A - 显示面板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种显示面板及其制备方法，显示面板包括第一基板，具有若干薄膜晶体管单元；若干LED芯片，阵列分布于所述第一基板上，每一薄膜晶体管单元对应连接并控制一LED芯片。本发明的有益效果在于本发明的显示面板及其制备方法采用在玻璃基板制备阵列电路方式实现单颗控制LED芯片，该方式对显示画质调控更加精准，画质提升效果更加明显。在灰阶驱动方式上，采用场频调制驱动，时序控制更加简单，减少对液晶响应速度依赖性，避免直流驱动造成的色偏。在显示基板的制作工艺中，通过在电源线上增加高电导率金属线方式降低电路阻抗带来的压降，避免显示不良。采用纳米银浆技术解决非铜制程工艺带来的芯片邦定问题，提升显示面板的制作良率。

Description

显示面板及其制备方法
技术领域
本申请涉及显示领域，具体涉及显示面板及其制备方法。
背景技术
mini-LED具有高亮、高对比、省功耗、异形显示等诸多优势，近期受到市场的密切关注。Mini-LED在结构、工艺方面的开发也日趋成熟，目前常见的mini-LED架构为FPC/PCB基板的COB或CSP的打件工艺，采用driver IC进行PM驱动，搭配分区算法实现HDR显示。然而，PM驱动的方式，若在mini-LED灯板分区数较多，尺寸较小时，其布局易产生较多的走线而造成边界过大，同时PM的驱动方式受限于驱动器的分区通道，不可能设计较多的分区，在HDR显示画质上无法与micro-LED相媲美。因此PM驱动(电源管理驱动:PowerManagementDriver)的mini-LED背光在LCD显示时无法做到极致的显示画质，对mini-LED的高端应用产生瓶颈。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种显示面板及其制备方法用以解决现有技术中无法在实现单颗控制LED芯片的同时保证显示面板的高画质显示品质的技术问题。
解决上述问题的技术方案是：本申请实施例提供了一种显示面板，包括第一基板，具有若干薄膜晶体管单元；若干LED芯片，阵列分布于所述第一基板上，每一薄膜晶体管单元对应连接并控制一LED芯片。
进一步的，所述薄膜晶体管单元包括第一薄膜晶体管开关和第二薄膜晶体管开关；所述第一薄膜晶体管开关的控制端作为所述薄膜晶体管单元的扫描信号输入端，所述第一薄膜晶体管开关的电流输入端作为所述薄膜晶体管单元的第一数据信号输入端，所述第一薄膜晶体管开关的电流输出端与所述第二薄膜晶体管开关的控制端相连，所述第二薄膜晶体管开关的电流输入端作为所述薄膜晶体管单元的电源端，所述第二薄膜晶体管开关的电流输出端连接所述LED芯片的负极，所述LED芯片的正极接地；所述第一薄膜晶体管开关的电流输出端与所述第二薄膜晶体管开关的电流输入端之间连接有一存储电容。
进一步的，所述显示面板包括发光区和围绕所述发光区的非发光区，所述LED芯片分布于所述发光区中。
任一所述LED芯片包括两条相互平行的长边和连接所述长边的短边，其中，相邻两个所述LED芯片的长边的最短距离为0.5～10mm，相邻两个所述LED芯片的短边的最短距离为0.3～8mm。
进一步的，所述LED芯片的尺寸为3*6mi l～10*21mi l。
进一步的，所述第一基板还包括玻璃基板，所述薄膜晶体管单元设于所述玻璃基板上；所述第一薄膜晶体管开关的数据信号输入端延伸至所述非发光区连接数据线；所述第二薄膜晶体管开关的电流输入端延伸至所述非发光区连接电源线；GOA电路，设于所述非发光区，所述第二薄膜晶体管开关的扫描信号输入端汇聚于所述GOA电路。
进一步的，所述电源线上覆盖有金属保护层，所述金属保护层的材料包括银、铜、金中的至少一种。
进一步的，还包括保护层，设于所述第一基板上且覆盖所述LED芯片；反射层，设于所述第一基板远离所述LED芯片一侧。
进一步的，所述保护层包括荧光粉材料。
本发明还提供了一种显示面板的制备方法，包括提供一玻璃基板，包括发光区和围绕所述发光区的非发光区；在所述玻璃基板的非发光区中若干薄膜晶体管单元；在所述玻璃基板的发光区中焊接LED芯片，任一LED芯片均对应一薄膜晶体管单元；在所述玻璃基板设有LED芯片一侧制备一层保护层，所述保护层设于所述发光区且覆盖所述LED芯片；在所述玻璃基板远离所述LED芯片一侧制备一层反射层。
进一步的，还包括在焊盘上邦定LED芯片，焊盘为铜工艺，采用锡作为导电胶邦定所述LED芯片和所述焊盘，并在220℃回流焊工艺条件下完成邦定；或焊盘为Ti/Al/Ti、Mo/Al/Mo或者ITO电极中的至少一种，采用纳米银浆作为导电胶邦定所述LED芯片和所述焊盘，并在220℃条件下烘烤2小时完成邦定。
本发明的有益效果在于：本发明的显示面板及其制备方法采用在玻璃基板制备阵列电路方式实现单颗控制LED芯片，该方式对显示画质调控更加精准，画质提升效果更加明显。在灰阶驱动方式上，采用场频调制驱动，时序控制更加简单，减少对液晶响应速度依赖性，避免直流驱动造成的色偏。在显示基板的制作工艺中，通过在电源线上增加高电导率金属线方式降低电路阻抗带来的压降，避免显示不良。采用纳米银浆技术解决非铜制程工艺带来的芯片邦定问题，提升显示面板的制作良率。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1是实施例中的显示面板示意图。
图2是实施例中的薄膜晶体管单元与LED芯片电路图。
图3是实施例中的第一薄膜晶体管开关示意图。
图4是实施例中的时间调制法示意图。
图5是实施例中的第一基板示意图。
图6是实施例中的显示面板部分示意图。
图7是实施例中的显示面板部分示意图。
图8是实施例中的显示面板侧视图图。
图中
1显示面板； 10第一基板；
101发光区； 102非发光区；
20LED芯片； 30保护层；
40反射层； 110玻璃基板；
120薄膜晶体管单元； 130数据线；
140电源线； 150GOA电路；
121第一薄膜晶体管开关； 122第二薄膜晶体管开关；
123存储电容； 12201保护膜；
1211第一电流输入端； 1212第一控制端；
1213第一电流输出端； 1221第二电流输入端；
1222第二控制端； 1223第二电流输出端；
具体实施方式
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。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
实施例
如图1和图8所示，本实施例中，本发明的显示面板1包括第一基板10、LED芯片20、保护层30和反射层40。
显示面板1还包括发光区101和围绕所述发光区101的非发光区102；
如图5所示，所述第一基板10包括基板110、薄膜晶体管单元120、数据线130、电源线140和GOA电路150。
所述显示面板1上的LED芯片20通过与之对应的薄膜晶体管单元120实现单颗控制，使显示面板1的可以实现分区显示，从而使显示画面更加细腻，提升显示质量。
如图2和图3所示，具体的，所述第一基板10上设有若干薄膜晶体管单元120，每一所述薄膜晶体管单元120控制一对应的LED芯片20，为了实现这种驱动控制，所述薄膜晶体管单元120的具体结构包括第一薄膜晶体管开关121、第二薄膜晶体管开关122和存储电容123。
所述第一薄膜晶体管开关121的第一控制端1212作为所述薄膜晶体管单元120的扫描信号输入端。
所述第一薄膜晶体管开关121的第一电流输入端1211作为所述薄膜晶体管单元120的数据信号输入端。
所述第一薄膜晶体管开关121的第一电流输出端1213与所述第二薄膜晶体管开关122的第二控制端1222相连，所述第二薄膜晶体管开关122的第二电流输入端1221作为所述薄膜晶体管单元120的电源端。
所述第二薄膜晶体管开关122的第二电流输出端1223连接所述LED芯片20的负极，所述LED芯片20的正极接地。
所述LED芯片20对应设于所述第一基板10上，具体的，所述LED芯片20设于所述发光区101中。
所述LED芯片20包括两条相互平行的长边和连接所述长边的短边，其中，相邻所述LED芯片20的长边之间的距离为0.5～10mm，相邻两个所述LED芯片20的短边的距离为0.3～8mm，单颗所述LED芯片20的尺寸为3*6mi l～10*21mi l。
工作时，外接扫描信号通过所述扫描信号输入端打开所述第一薄膜晶体管开关121，外接数据信号通过所述第一薄膜晶体管开关121的第一电流输入端1211加载到所述第二薄膜晶体管开关122的第二控制端1222，从而打开所述第二薄膜晶体管开关122，以便电源从所述第二薄膜晶体管开关122的第二电流输出端1223传输至所述LED芯片20，从而点亮所述LED芯片20并实现LED芯片20的不同灰度显示。
，本实施例中，在所述第一薄膜晶体管开关121的第一电流输出端1213与所述第二薄膜晶体管开关的第二电流输入端1221之间连接有一所述存储电容123，所述存储电容123可以将数据信号保存至下一次扫描信号的接通，使所述LED芯片20的可以持续点亮。
所述第一薄膜晶体管开关121的第一电流输入端1211与第一电流输出端1213之间通过半导体连接，当第一薄膜晶体管开关121的控制端接入信号时，半导体导通，电流输入端与电流输出端可以传输信号，本实施例中，所述半导体的材料采用无定型硅(a-Si)、多晶硅(LTPS)、铟镓锌氧化物(IGZO)、多晶氧化物(LTPO)或有机半导体(OTFT)。
具体的，半导体的材料根据所述LED芯片20的亮度决定，若所述LED芯片20是作为所述显示面板1的背光源，则所述半导体材料优选多晶硅(LTPS)或者多晶氧化物(LTPO)。
若所述LED芯片20是作为所述显示面板1的显示屏，则所述半导体材料优选铟镓锌氧化物(IGZO)、无定型硅(a-Si)或者有机半导体(OTFT)。
所述电流输入端、电流输出端和控制端均采用导电材料制备，本实施例中，导电材料优选Ti/Al/Ti、Mo/Al/Mo、ITO或铜材料，也可选用其他导电性能好的材料。
所述第二薄膜晶体管开关122和所述第一薄膜晶体管开关121的结构相同。
为了提高所述显示面板1的显示质量，本实施例中，所述第二薄膜晶体管开关122与所述电源相连的线路即所述第二薄膜晶体管开关122的第二电流输入端1223上覆盖有一层保护膜12201，所述保护膜12201采用高导电性金属材料制备，如银、金、铜等，能够有效降低阻抗，保证所述LED芯片20的亮度均匀。
在所述显示面板1的驱动上，本实施例中采用幅值调制法、时间调制法实现单颗LED芯片20的灰度控制显示。
幅值调制法即通过调制电流幅值实现灰度调节，该方式通过对每次信号写入时电流幅值的控制来调节LED芯片20的灰度，该方式驱动方式简单。
如图4所示，时间调制法即场频调制，该方式可将每一帧场数据切分成若干个子场，通过不同子场的导通组合，实现对LED芯片20不同灰度的控制。如图4所示，将每帧时长t切分成n个子场，则对应的灰阶数为2n，每个子场对应的场序时间为t1、t2、t3至tn，且满足t1：t2：t3：…：tn＝2n-1：2n-2：2n-3：…：1，需要显示不同灰度时，控制相应子场的亮与暗即可得到。例如，假设子场数为8，需要显示255灰阶时，需要使每个子场都处于亮态，需要显示127灰阶时，则只亮子场1，其余子场处于暗态即可。相比于PM mini-LED的脉宽调制法，时间调制法时序控制简单，对显示屏的响应速度没有过高要求，同时避免直流驱动调控带来的色偏问题。但该方式对于实现高频驱动有较大的难度。对于LTPS驱动阵列电路，在常规60Hz驱动频率下其行扫描时间在2μs-5μs，8个子场数时对应单个模块的行扫数为13-32行，该方式对于横屏显示或对背光厚度要求不高的显示技术可以适用。
若所述LED芯片20作为所述显示面板1的背光源使用，则可以通过单区控制实现背光源的单区显示，搭配区域调光(local dimming)可以实现高亮度和高对比度的HDR显示效果。
若所述LED芯片20作为所述显示面板1的显示屏使用，常规PM mini-LED在分区数上受限，无法应用于高解析度的LCD显示面板上来提升画质(如VR显示)，同时在分区较多时需要更多LED驱动器从而增加成本，本发明的所述显示面板1可实现单颗LED芯片控制，对画质调控更加精准，画质提升效果更明显，相比PM多分区驱动方式灯板厚度更薄，驱动IC成本更低，灰阶显示驱动方式也更加方便，避免直流驱动带来的色偏。
如图6和图7所示，所述保护层30设于所述第一基板10上且覆盖所述LED芯片20，所述保护层30可以单颗覆盖所述LED芯片20也可整面覆盖，特别的，所述保护层30只设于所述发光区101中，所述非发光区102中的走线需要裸露出来以便后续IC邦定。
如图8所示，所述反射层40设于所述第一基板10远离所述LED芯片20一侧，所述反射层40用以增加所述显示面板1的显示亮度，提升所述LED芯片20的出光效率。
为了更好的解释本发明，本实施例中说明了所述显示面板1的制备方法，其具体制备步骤包括
提供一玻璃基板并清洗所述玻璃基板，保证所述玻璃基板的表面洁净度在千分之一以下；
在所述玻璃基板上通过光刻工艺制备若干薄膜晶体管单元，在所述薄膜晶体管单元的电源端增加保护膜形成第一基板，保护膜的材料采用高电导率金属，光罩数为10-15道。
在焊盘上邦定LED芯片，若焊盘为铜工艺，则选择锡作为导电胶邦定所述LED芯片和所述焊盘，并在220℃回流焊工艺条件下完成邦定。
若焊盘选择Ti/Al/Ti、Mo/Al/Mo或者ITO电极，则选择纳米银浆作为导电胶邦定所述LED芯片和所述焊盘，并在220℃条件下烘烤2小时完成邦定。
将保护层采用膜压工艺压合至所述LED芯片上完成对LED芯片的封装，保护层采用透明胶状材料，可以保证LED芯片的出光，同时在所述保护层内可以添加荧光材料实现LED芯片的白光出射，特别的，所述保护层只在发光区内，所述非发光区内的走线需要裸露出现以便后续的IC邦定工艺。
在所述第一基板远离所述LED芯片的一侧贴附反射层，所述反射层用以反射光线，增加所述显示面板的亮度，提高LED芯片的出光效率。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括第一基板，具有若干薄膜晶体管单元；若干LED芯片，阵列分布于所述第一基板上，每一薄膜晶体管单元对应连接并控制一LED芯片。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述薄膜晶体管单元包括第一薄膜晶体管开关和第二薄膜晶体管开关；
所述第一薄膜晶体管开关的控制端作为所述薄膜晶体管单元的扫描信号输入端，所述第一薄膜晶体管开关的电流输入端作为所述薄膜晶体管单元的第一数据信号输入端，所述第一薄膜晶体管开关的电流输出端与所述第二薄膜晶体管开关的控制端相连，所述第二薄膜晶体管开关的电流输入端作为所述薄膜晶体管单元的电源端，所述第二薄膜晶体管开关的电流输出端连接所述LED芯片的负极，所述LED芯片的正极接地；
所述第一薄膜晶体管开关的电流输出端与所述第二薄膜晶体管开关的电流输入端之间连接有一存储电容。
3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板包括发光区和围绕所述发光区的非发光区，所述LED芯片分布于所述发光区中；
任一所述LED芯片包括两条相互平行的长边和连接所述长边的短边，其中，相邻两个所述LED芯片的长边的最短距离为0.5～10mm，相邻两个所述LED芯片的短边的最短距离为0.3～8mm。
4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，
所述LED芯片的尺寸为3*6mil～10*21mil。
5.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，
所述第一基板还包括
玻璃基板，所述薄膜晶体管单元设于所述玻璃基板上；
所述第一薄膜晶体管开关的数据信号输入端延伸至所述非发光区连接数据线；
所述第二薄膜晶体管开关的电流输入端延伸至所述非发光区连接电源线；
GOA电路，设于所述非发光区，所述第二薄膜晶体管开关的扫描信号输入端汇聚于所述GOA电路。
6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，
所述电源线上覆盖有金属保护层，所述金属保护层的材料包括银、铜、金中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，还包括
保护层，设于所述第一基板上且覆盖所述LED芯片；
反射层，设于所述第一基板远离所述LED芯片一侧。
8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，
所述保护层包括荧光粉材料。
9.一种显示面板的制备方法，其特征在于，包括
提供一玻璃基板，包括发光区和围绕所述发光区的非发光区；
在所述玻璃基板的非发光区中若干薄膜晶体管单元；
在所述玻璃基板的发光区中焊接LED芯片，任一LED芯片均对应一薄膜晶体管单元；
在所述玻璃基板设有LED芯片一侧制备一层保护层，所述保护层设于所述发光区且覆盖所述LED芯片；
在所述玻璃基板远离所述LED芯片一侧制备一层反射层。
10.根据权利要求9所述的显示面板的制备方法，其特征在于，还包括
在焊盘上邦定LED芯片，焊盘为铜工艺，采用锡作为导电胶邦定所述LED芯片和所述焊盘，并在220℃回流焊工艺条件下完成邦定；或
焊盘为钛铝合金、钼合金或者ITO电极中的至少一种，采用纳米银浆作为导电胶邦定所述LED芯片和所述焊盘，并在220℃条件下烘烤2小时完成邦定。
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