CN111681598A - 显示面板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种显示面板，所述显示面板包括基板以及设置在所述基板上的多个显示单元，所述多个显示单元呈阵列排布；其中，每个所述显示单元内集成有微发光二极管芯片以及与所述微发光二极管芯片电连接的脉冲宽度调制芯片，所述脉冲宽度调制芯片中形成有脉冲宽度调制电路，所述脉冲宽度调制电路用于控制所述微发光二极管芯片的发光时间。

Description

显示面板及其制造方法
技术领域
本申请涉及显示领域，具体涉及一种显示面板及其制造方法。
背景技术
现有的微发光二极管(Micro light-emitting diodes,MicroLED)显示面板制造方法是将发光二极管切割成微发光二极管，后将微发光二极管大批量转移到显示基板上。显示基板上需提前制作好像素驱动电路等。像素驱动电路等会占用显示基板的一定面积，影响显示面板的开口率。并且，研究表明在不同的电流下，微发光二极管的发光波长呈现U型变化。引发发光光谱偏移，面板显示不均等问题。此外，在玻璃基板上制作驱动电路的制程工艺落后，不利于量产。
发明内容
有鉴于此，本申请目的在于提供一种能够提高显示面板开口率，并且能够解决微发光二极管的发光光谱偏移，面板显示不均的问题的显示面板及其制造方法。
本申请提供一种显示面板，所述显示面板包括基板以及设置在所述基板上的多个显示单元，所述多个显示单元呈阵列排布；其中，
每个所述显示单元内集成有微发光二极管芯片以及与所述微发光二极管芯片电连接的脉冲宽度调制芯片，所述脉冲宽度调制芯片中形成有脉冲宽度调制电路，所述脉冲宽度调制电路用于控制所述微发光二极管芯片的发光时间。
在一种实施方式中，所述微发光二极管芯片与所述脉冲宽度调制芯片在垂直于所述显示面板的显示面的方向上层叠设置。
在一种实施方式中，所述脉冲宽度调制芯片绑定于所述基板上，所述微发光二极管芯片设置于所述脉冲宽度调制芯片远离所述基板一侧。
在一种实施方式中，每一所述脉冲宽度调制芯片电连接并控制一个或多个所述微发光二极管芯片的发光。
在一种实施方式中，所述脉冲宽度调制芯片的尺寸为几十微米。
在一种实施方式中，所述基板上还设置有电路元件以及电连接所述显示单元与所述电路元件的走线，所述微发光二极管芯片、所述脉冲宽度调制芯片、所述电路元件共同构成所述显示面板的像素驱动电路。
在一种实施方式中，所述像素驱动电路包括输入单元、与所述输入单元耦合的控制单元以及与所述控制单元耦合的发光单元，所述输入单元包括PWM电路扫描信号、PWM电路数据信号、PAM电路扫描信号以及PAM电路数据信号；
所述控制单元包括与所述PWM电路扫描信号、PWM电路数据信号电连接的PWM驱动电路、与所述PWM驱动电路电连接的第一晶体管、与所述PAM电路扫描信号以及所述PAM电路数据信号电连接的第二晶体管；
所述发光单元包括所述微发光二极管芯片、电连接于所述微发光二极管芯片的第三晶体管以及电连接于所述第三晶体管的存储电容。
在一种实施方式中，所述显示面板还包括用于封装所述显示单元的封装部。
在一种实施方式中，所述基板上设置有多个电接触点，所述多个接触点与所述显示单元一一对应，每一所述显示单元绑定于对应所述电接触点上。
本申请还提供一种显示面板的制造方法，其包括以下步骤：
提供第一衬底，在第一衬底上形成微发光二极管芯片，提供第二衬底，在第二衬底上形成脉冲宽度调制芯片，所述脉冲宽度调制芯片中形成有脉冲宽度调制电路，所述脉冲宽度调制电路用于控制所述微发光二极管芯片的发光时间；
将所述微发光二极管芯片转移至所述第二衬底上，与所述脉冲宽度调制芯片电连接以形成多个显示单元；
提供基板，将多个所述显示单元绑定在所述基板上。
相较于现有技术，本申请的显示面板采用脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation，PWM)驱动电路，PWM驱动电路可以降低电流密度对微发光二极管芯片发光的影响，减少色偏问题的发生，还可以对TFT阈值电压进行补偿，改善显示均匀性。相较于在玻璃基板上制作驱动电路，本申请的显示面板的制造方法利用集成电路制作工艺形成脉冲宽度调制芯片，集成电路制作工艺更加先进，能够降低制造难度。玻璃基板上只需制作简单的走线用于驱动单元芯片。并且玻璃基板相较于其他基板更容易实现Mirco-LED的巨量转移，进一步降低了制造难度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请的第一实施方式的显示面板的结构示意图。
图2为本申请的第一实施方式的显示面板的显示单元的示意图。
图3为本申请的第一实施方式的显示面板的像素驱动电路的等价电路图。
图4(a)至图4(c)为本申请的第二实施方式的显示面板的制造方法的步骤示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参考图1和图2，本申请第一实施方式的显示面板100为微发光二极管芯片显示面板。显示面板100包括基板10以及设置在基板10上的多个显示单元20。第一基板10可以为玻璃基板。多个显示单元20呈阵列排布，用于在控制器的控制下显示图像。每个显示单元20均内集成有微发光二极管芯片21以及与微发光二极管芯片21连接的脉冲宽度调制(PulseWidth Modulation，PWM)芯片22。其中，脉冲宽度调制芯片22中形成有脉冲宽度调制电路22a。脉冲宽度调制电路22a用于控制微发光二极管芯片的发光时间。PWM驱动电路22a可以使用现有技术中的任一PWM驱动电路结构，此处不再赘述。
在一个实施方式中，微发光二极管芯片21与脉冲宽度调制芯片22在垂直于显示面板100的显示面的方向上层叠设置。脉冲宽度调制芯片22和微发光二极管芯片21集成在一起，总共只占用一个脉冲宽度调制芯片22或者微发光二极管芯片21的面积(视二者的大小而定)。在一个实施方式中，脉冲宽度调制芯片22设置于微发光二极管芯片21与基板10之间，以便光线出射。具体地，脉冲宽度调制芯片22绑定于基板10上。微发光二极管芯片21设置于脉冲宽度调制芯片22远离基板10一侧。可以理解，在另一个实施方式中，微发光二极管芯片21与脉冲宽度调制芯片22也可以水平排列在显示面板100的显示面上。
在每一显示单元20内，每一脉冲宽度调制芯片22可以电连接并控制一个或多个微发光二极管芯片21的发光。微发光二极管芯片21可以为蓝色微发光二极管芯片、绿色微发光二极管芯片或者红色微发光二极管芯片等。脉冲宽度调制芯片22上具有连接微发光二极管芯片21的触点，根据所连接的微发光二极管芯片21数量来设置触点数量。
现有技术中的脉冲宽度调制电路如果直接形成在基板上，其制程精度只能达到微米级别。在本申请中，以集成电路的制造方法将脉冲宽度调制电路做成脉冲宽度调制芯片22，可以达到纳米级别的制造精度。具体地能够达到几百纳米的制造精度，且可以将脉冲宽度调制芯片22控制在几十微米，例如20微米左右。
请参考图2和3，基板10上还设置有电路元件11以及电连接显示单元20与电路元件11的走线12。微发光二极管芯片21、脉冲宽度调制芯片22、电路元件11共同构成显示面板100的像素驱动电路101。电路元件12具包括晶体管和电容等。此外，基板10上设置有多个电接触点13。多个接触点13与显示单元20一一对应。每一显示单元20绑定于对应电接触点13上。
像素驱动电路101包括：输入单元101a、与输入单元101a耦合的控制单元101b以及与控制单元101b耦合的发光单元101c。控制单元101b用于驱动发光单元101c发光。
具体地，输入单元101a用于检测发光单元101c的光线色度信息并将光线色度信息传输至控制单元101b。其中，输入单元101a包括PWM电路扫描信号(PWM_SCAN)、PWM电路数据信号(PWM_DATA)、PAM电路扫描信号(PAM_SCAN)以及PAM电路数据信号(V_PAM)。
具体地，控制单元101b包括与PWM电路扫描信号(PWM_SCAN)、PWM电路数据信号(PWM_DATA)电连接的PWM驱动电路22a、与PWM驱动电路22a电连接的第一晶体管T1、与PAM电路扫描信号(PAM_SCAN)以及PAM电路数据信号(V_PAM)电连接的第二晶体管T2。PWM电路扫描信号(PWM_SCAN)通过PWM驱动电路22a与第一晶体管T1的栅极连接，用于对PWM控制单元进行逐行扫描；PWM电路数据信号(PWM_DATA)通过PWM驱动电路22a与第一晶体管T1的栅极连接，用于控制发光单元的发光时间。第一晶体管T1的源极接地，相当于电连接于复位信号Vi；PAM电路扫描信号(PAM_SCAN)与第二晶体管T2的栅极连接，用于对PAM控制单元进行逐行扫描；PAM电路数据信号(V_PAM)与第二晶体管T2的源极连接，用于控制发光单元中驱动电流的大小；具体地，PAM电路数据信号(V_PAM)的电压大小为固定参考电压(VREF)。
发光单元30包括微发光二极管芯片21、电连接于微发光二极管芯片21的第三晶体管T3以及电连接于第三晶体管T3的栅极和漏极之间的存储电容CST。
显示面板100的具体工作过程如下：
PAM电路扫描信号(PAM_SCAN)逐行扫描，并写入PAM电路数据信号(PAM_DATA)，PAM电路数据信号(V_PAM)可由一个固定参考电压(VREF)提供；之后，PWM电路扫描信号(PWM_SCAN)逐行扫描，并写入PWM电路数据信号(PWM_DATA)，PWM电路数据信号(PWM_DATA)的大小决定发光单元101c的发光时间；之后，PWM电路数据信号(PWM_DATA)输出到脉冲宽度调制电路20a，脉冲宽度调制电路20a将不同的PWM电路数据信号(PWM_DATA)转换为发光单元101c的发光控制时间，最终将存储电容内的电荷释放，完成输入电压到发光单元101c的发光时间的转换。
在本申请中，通过对PWM驱动电路输入相同大小的控制电压V_CTRL，控制驱动薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)产生相同的电流，同时对微发光二极管芯片的发光时间进行控制，可以发出不同亮度的光。现有的像素驱动电路中，像素电压由简单的脉冲幅值调制(Pulse Amplitude Modulation，PAM)电压控制，但PAM电压固定统一，使微发光二极管芯片的电流相同，无法解决光谱偏移和显示不均的问题。而PWM驱动电路对微发光二极管芯片的发光时间进行控制，能够使微发光二极管芯片发出不同亮度的光。PWM驱动电路可以降低电流密度对MicroLED发光的影响，减少色偏问题的发生，还可以对TFT阈值电压进行补偿，改善显示均匀性。
此外，显示面板100还包括用于封装显示单元20的封装部30。封装部30可以封装一个显示单元20，也可以封装多个显示单元20。封装部30包裹在微发光二极管芯片21和脉冲宽度调制芯片22外面，并将二者封装形成一个整体。
显示面板100还包括与第一基板10相对设置的第二基板40。第一基板10与第二基板40之间还设置有与显示单元20相对设置的色转换层50和滤光片层60。色转换层50和滤光片层60用于对蓝色微发光二极管芯片发出的光进行转换和纯化。在本申请其他实施方式中，采用红、绿、蓝三种颜色的微发光二极管芯片进行显示，则不需要设置色转换层50。
请参考图4(a)至图4(c)，本申请第二实施方式提供一种显示面板的制造方法，其包括以下步骤：
S1：提供第一衬底200，在第一衬底200上形成微发光二极管芯片21。提供第二衬底300，在第二衬底300上形成脉冲宽度调制芯片22。脉冲宽度调制芯片22中形成有脉冲宽度调制电路22a。脉冲宽度调制电路22a用于控制微发光二极管芯片21的发光时间。
在第一衬底200上形成微发光二极管芯片21和在第二衬底300上形成脉冲宽度调制芯片22的步骤独立进行。
微发光二极管芯片21的制作步骤包括：在第一衬底200上外延制作发光二极管(LED)芯片，再将制作出的LED芯片切割成微米级大小的微发光二极管芯片21。第一衬底200为蓝宝石衬底。微发光二极管芯片21可以为蓝色微发光二极管芯片、绿色微发光二极管芯片或者红色微发光二极管芯片等。
在本实施方式中，微发光二极管芯片21全部为蓝色微发光二极管芯片。
脉冲宽度调制芯片22包括脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)驱动电路22a。PWM驱动电路22a可以使用现有技术中的任一PWM驱动电路结构。脉冲宽度调制芯片22的制作步骤包括在第二衬底300上通过集成电路的方法制作大片PWM驱动电路，再将大片PWM驱动电路切割并形成微米级的脉冲宽度调制芯片22。第二衬底300为晶圆。
本申请的PWM驱动电路采用集成电路工艺制作，集成电路制作工艺相较于在玻璃基板上制作现有技术中的像素驱动电路的工艺更加先进，可以达到纳米级别的制造精度。具体地能够达到几百纳米的制造精度，且可以将脉冲宽度调制芯片22控制在微米级的尺寸，例如20微米左右。从而，有利于显示面板的量产。
S2：将微发光二极管芯片21转移至第二衬底300上，与脉冲宽度调制芯片22电连接以形成多个显示单元30。
在每一显示单元20内，，每一脉冲宽度调制芯片22可以电连接并控制一个或多个微发光二极管芯片21的发光。在此步骤中，还可以包括利用封装部30(参考图1)将微发光二极管芯片21和脉冲宽度调制芯片22封装形成一个整体的步骤。
S3：提供第一基板10，将多个显示单元20绑定在第一基板10上。在此步骤中，对形成在第二衬底300上的显示单元20进行拾取(sorting)和分级(binning)，将显示单元20转移并绑定在第一基板10上。
在一个实施方式中，显示单元20以微发光二极管芯片21与脉冲宽度调制芯片22在垂直于显示面板100的显示面的方向上层叠设置的方式绑定在第一基板10上。在一个实施方式中，脉冲宽度调制芯片22设置于微发光二极管芯片21与基板10之间，以便光线出射。具体地，脉冲宽度调制芯片22绑定于基板10上。微发光二极管芯片21设置于脉冲宽度调制芯片21远离基板10一侧。在另一个实施方式中，微发光二极管芯片21与脉冲宽度调制芯片22也可以水平排列在显示面板100的显示面上。
第一基板10为玻璃基板。玻璃基板相较于其他基板更容易实现显示单元20的巨量转移。请一并参考图2，图2为显示面板100上的显示单元的放大图。
基板10上还设置有电路元件11以及电连接显示单元20与电路元件11的走线12。微发光二极管芯片21、脉冲宽度调制芯片22、电路元件11共同构成显示面板100的像素驱动电路101。电路元件12具包括晶体管和电容等。此外，基板10上设置有多个电接触点13。多个接触点13与显示单元20一一对应。每一显示单元20绑定于对应电接触点13上。
像素驱动电路101的结构如第一实施方式所述，在此不再赘述。
除了上述步骤，显示面板的制造方法还可以包括在第二基板上制作色转换层和滤色层的步骤，以及将第一基板和第二基板对位贴合形成显示面板的步骤。
通过上述制造方法可以制得带有PWM驱动功能的微发光二极管芯片显示面板。
相较于现有技术，本申请的显示面板采用PWM驱动电路，PWM驱动电路可以降低电流密度对微发光二极管芯片发光的影响，减少色偏问题的发生，还可以对TFT阈值电压进行补偿，改善显示均匀性。相较于玻璃基板上制作驱动电路，本申请的显示面板的制造方法利用集成电路制作工艺形成脉冲宽度调制芯片，集成电路制作工艺更加先进，能够降低制造难度。玻璃基板上只需制作简单的走线用于驱动显示单元。并且玻璃基板相较于其他基板更容易实现Mirco-LED的巨量转移，进一步降低了制造难度。
以上对本申请实施例提供的液晶显示组件进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括基板以及设置在所述基板上的多个显示单元，所述多个显示单元呈阵列排布；其中，
每个所述显示单元内集成有微发光二极管芯片以及与所述微发光二极管芯片电连接的脉冲宽度调制芯片，所述脉冲宽度调制芯片中形成有脉冲宽度调制电路，所述脉冲宽度调制电路用于控制所述微发光二极管芯片的发光时间。
2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述微发光二极管芯片与所述脉冲宽度调制芯片在垂直于所述显示面板的显示面的方向上层叠设置。
3.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述脉冲宽度调制芯片绑定于所述基板上，所述微发光二极管芯片设置于所述脉冲宽度调制芯片远离所述基板一侧。
4.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，每一所述脉冲宽度调制芯片电连接并控制一个或多个所述微发光二极管芯片的发光。
5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述脉冲宽度调制芯片的尺寸为几十微米。
6.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述基板上还设置有电路元件以及电连接所述显示单元与所述电路元件的走线，所述微发光二极管芯片、所述脉冲宽度调制芯片、所述电路元件共同构成所述显示面板的像素驱动电路。
7.如权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述像素驱动电路包括输入单元、与所述输入单元耦合的控制单元以及与所述控制单元耦合的发光单元，所述输入单元包括PWM电路扫描信号、PWM电路数据信号、PAM电路扫描信号以及PAM电路数据信号；
所述控制单元包括与所述PWM电路扫描信号、PWM电路数据信号电连接的PWM驱动电路、与所述PWM驱动电路电连接的第一晶体管、与所述PAM电路扫描信号以及所述PAM电路数据信号电连接的第二晶体管；
所述发光单元包括所述微发光二极管芯片、电连接于所述微发光二极管芯片的第三晶体管以及电连接于所述第三晶体管的存储电容。
8.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括用于封装所述显示单元的封装部。
9.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述基板上设置有多个电接触点，所述多个接触点与所述显示单元一一对应，每一所述显示单元绑定于对应所述电接触点上。
10.一种显示面板的制造方法，其包括以下步骤：
提供第一衬底，在第一衬底上形成微发光二极管芯片，提供第二衬底，在第二衬底上形成脉冲宽度调制芯片，所述脉冲宽度调制芯片中形成有脉冲宽度调制电路，所述脉冲宽度调制电路用于控制所述微发光二极管芯片的发光时间；
将所述微发光二极管芯片转移至所述第二衬底上，与所述脉冲宽度调制芯片电连接以形成多个显示单元；
提供基板，将多个所述显示单元绑定在所述基板上。
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