CN112366214A - 一种led无缝拼接显示面板及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种LED无缝拼接显示面板及其实现方法，在透明衬底上制作氧化物薄膜晶体管(MOTFT)阵列，利用氧化物薄膜晶体管透明，高光照稳定性的特点，实现透明TFT基板。然后在TFT基板上制作LED阵列，采用倒装LED芯片，利用倒装LED芯片底部可发光的特点，实现底发射。然后制作10～200um厚的平坦化层，并形成通孔，采用电镀/化学镀/溶液法连接通孔，结合PVD溅射金属成膜刻蚀成信号导线及IC焊盘，最后贴上IC，TFT‑LED显示面板通过FPC通信，从而实现显示面板的无缝拼接。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种LED无缝拼接显示面板及其实现方法。
背景技术
MiniLED/MicroLED技术是对LED技术的微型化，是一种高密度微小尺寸的LED阵列显示，如同LED显示屏，每一个像素可定址、单独驱动点亮，可以看成是户外LED显示屏的缩小版，将像素间距从毫米级降低至微米级，由于其自发光、高亮度、低功耗、高色域等优点，目前受到广泛关注，并且在市场逐渐普及。
现在LED大尺寸显示多采用通过多个小尺寸LED显示屏的拼接实现，一般制作在PCB基板上，成本较高，且无法实现较小尺寸的LED。目前一般到P0.47以下，制作就非常困难。
而使用玻璃基板驱动LED可以实现更低的功耗和成本，但由于显示屏边缘存在行/列扫描驱动芯片、VDD电源和VSS地线等多条信号线，在拼接处可以明显看到拼接缝从而影响了观看效果。所以如何消除拼接缝的可见性、降低成本和简化工艺成为了设计的重点。
在申请号为CN201710014163.9的专利中，背面电路层和驱动IC通过基板过孔与基板顶面的TFT电路层相连，其基板过孔采用CO2激光打孔机打出，孔径小于等于25微米，孔内壁镀上导电涂层，这种方式虽然能够实现OLED显示的超窄边框以及LED显示的无边框拼接，但是这种打孔方式对玻璃基板材质要求非常高，且分别在玻璃双面分别进行TFT制作和ICbonding，工艺复杂，良率很低，造成昂贵的成本。
在申请号为CN201910180803.2的专利中，虽然避免了玻璃打孔和双面工艺，降低了工艺实现难度，能有效解决现有技术存在的拼缝较大的问题。但是，需要一张尺寸较大的母板玻璃，而母板玻璃的尺寸是提前定好的，不能实现任意尺寸的无缝拼接，且需要母板玻璃和背板玻璃的二次贴合，在超大尺寸面板拼接中很难保证母板玻璃和背板玻璃的精确对位。另外，对于超大尺寸的显示面板，母板玻璃尺寸过大，安装和运输也是一个问题。
因此，急需一种低成本，不需要在玻璃中打孔，也不需要母板玻璃作为信号层布线的方式来实现LED显示的无缝拼接方案。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种LED无缝拼接显示面板，在透明氧化物TFT-LED基板上，通过平坦化层的通孔将信号线引出，实现信号连接，最终实现LED显示面板之间的无缝拼接。
为实现上述目的之一，本发明采用如下技术方案：
一种LED无缝拼接显示面板，包括透明衬底、第一氧化物薄膜晶体管、第二氧化物薄膜晶体管、LED芯片、平坦化层、驱动芯片、若干连接电极，所述第一氧化物薄膜晶体管、所述第二氧化物薄膜晶体管、所述连接电极置于所述透明衬底上，所述平坦化层置于所述第一氧化物薄膜晶体管、所述连接电极上，所述LED芯片位于所述平坦化层内，所述驱动芯片置于所述平坦化层上，所述平坦化层开设有若干第一通孔，所述第一氧化物薄膜晶体管的绝缘层、所述第二氧化物薄膜晶体管的绝缘层上开设有若干第二通孔，所述驱动芯片的电源引脚与所述连接电极通过所述第一通孔内的信号线连接，所述连接电极与所述LED芯片的第一电极连接，所述第一氧化物薄膜晶体管的源极通过所述第二通孔内的信号线与所述LED芯片的第二电极连接，所述第一氧化物薄膜晶体管的漏极通过所述第二通孔和所述第一通孔内的信号线与所述驱动芯片的地引脚连接，所述第一氧化物薄膜晶体管的栅极与所述第二氧化物薄膜晶体管的源极连接，所述第二氧化物薄膜晶体管的漏极通过所述第二通孔和所述第一通孔内的信号线与所述驱动芯片的数据引脚连接，所述第二氧化物薄膜晶体管的栅极与所述连接电极连接，所述连接电极通过所述第二通孔和所述第一通孔内的信号线与所述驱动芯片的行扫描引脚连接。
进一步地，还包括反光层，所述反光层置于所述平坦化层上，所述反光层上开设有与所述第一通孔连通的第三通孔。
进一步地，所述反光层为白色反光层，所述反光层的厚度为0.2-2μm。
进一步地，所述LED芯片为LED倒装芯片，所述LED芯片的厚度为10～200μm，所述平坦化层的厚度为10～200μm，所述平坦化层与所述第一氧化物薄膜晶体管、所述第二氧化物薄膜晶体管以及所述LED芯片的高度差在±0.5μm范围内。
进一步地，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔上设有金属膜。
进一步地，所述平坦化层为以聚酰亚胺、环氧树脂、丙烯酸为基材的有机膜层。
本发明的目的之二在于提供一种LED无缝拼接显示面板实现方法，在透明氧化物TFT-LED基板上，通过平坦化层的通孔将信号线引出，实现信号连接，最终实现LED显示面板之间的无缝拼接。
为实现上述目的之二，本发明采用如下技术方案：
一种LED无缝拼接显示面板实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
在透明衬底上制作氧化物薄膜晶体管阵列；
在所述氧化物薄膜晶体管基板上制作LED阵列；
制作平坦化层并形成通孔；
采用物理气相沉积，溅射金属作为种子层；
在所述种子层上沉积金属膜，采用标准黄光工艺图形化形成LED芯片焊盘和信号导线；
贴上驱动芯片，LED芯片和所述氧化物薄膜晶体管通过所述通孔与所述驱动芯片通信。
进一步地，还包括在所述平坦化层上制作白色反光层，同时图形化所述平坦化层和所述白色反光层，形成通孔。
进一步地，所述白色反光层为白色光刻胶，厚度为0.2-2μm；所述LED芯片采用LED倒装芯片，所述LED芯片的厚度为10～200μm；所述平坦化层的厚度为10～200μm，所述平坦化层采用聚酰亚胺、环氧树脂、丙烯酸为基材的有机膜材料；所述平坦化层与所述氧化物薄膜晶体管阵列以及所述LED阵列的高度差在±0.5μm范围内；所述LED芯片和所述氧化物薄膜晶体管通过柔性电路板与所述驱动芯片通信。
进一步地，所述种子层为Cu或Cu合金构成的单层薄膜，或是Ni/Cu、Mo/Cu、Ti/Cu叠层结构，所述种子层厚度为50nm～500nm；采用电镀法或溶液加工法在所述种子层上沉积10μm～20μm厚的Cu膜。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明在透明衬底上制作氧化物薄膜晶体管(MOTFT)阵列，利用氧化物薄膜晶体管透明，高光照稳定性的特点，实现透明TFT基板。然后在TFT基板上制作LED阵列，采用倒装LED芯片，利用倒装LED芯片底部可发光的特点，实现底发射。然后制作10～200um厚平坦化层，并形成通孔，采用电镀/化学镀/溶液法连接通孔，结合PVD溅射金属成膜刻蚀成信号导线及IC焊盘，最后贴上IC，TFT-LED显示面板通过FPC通信，从而实现显示面板的无缝拼接。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的LED显示面板剖视图一；
图2为本发明的LED显示面板拼接示意图一；
图3为本发明的LED显示面板剖视图二；
图4为本发明的LED显示面板拼接示意图二；
图5为本发明的信号线路走线示意图；
图6为本发明的LED显示面板拼接连接关系示意图；
图7为本发明的LED无缝拼接显示面板实现方法流程图。
图中：1、透明衬底；2、第一氧化物薄膜晶体管；21、栅极；22、第一绝缘层；23、有源层；24、第二绝缘层；25、源极；26、漏极；27、第二通孔；3、第二氧化物薄膜晶体管；4、LED芯片；41、第一电极；42、第二电极；5、平坦化层；51、第一通孔；6、驱动芯片；61、电源引脚；62、地引脚；63、数据引脚；64、行扫描引脚；7、连接电极；8、反光层；81、第三通孔。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种LED无缝拼接显示面板，如图1、图2所示，包括透明衬底1、第一氧化物薄膜晶体管2(MOTFT)、第二氧化物薄膜晶体管3、LED芯片4、平坦化层5、驱动芯片6、若干连接电极7，透明衬底1为玻璃或塑料衬底等，氧化物薄膜晶体管包括栅极21、第一绝缘层22、有源层23、源极25、漏极26、第二绝缘层24。第一氧化物薄膜晶体管2、第二氧化物薄膜晶体管3、连接电极7置于透明衬底1上，平坦化层5置于第一氧化物薄膜晶体管2、连接电极7上，LED芯片4位于平坦化层5内，驱动芯片6置于平坦化层5上，平坦化层5开设有若干第一通孔51，第一氧化物薄膜晶体管2的第二绝缘层24、第二氧化物薄膜晶体管3的第二绝缘层24上开设有若干第二通孔27，驱动芯片6的电源引脚61与连接电极7通过第一通孔51内的信号线连接，连接电极7与LED芯片4的第一电极41连接，第一氧化物薄膜晶体管2的源极25通过第二通孔27内的信号线与LED芯片4的第二电极42连接，第一氧化物薄膜晶体管2的漏极26通过第二通孔27和第一通孔51内的信号线与驱动芯片6的地引脚62连接，第一氧化物薄膜晶体管2的栅极21与第二氧化物薄膜晶体管3的源极25连接，第二氧化物薄膜晶体管3的漏极26通过第二通孔27和第一通孔51内的信号线与驱动芯片6的数据引脚63连接，第二氧化物薄膜晶体管3的栅极21与连接电极7连接，连接电极7通过第二通孔27和第一通孔51内的信号线与驱动芯片6的行扫描引脚64连接。
第一氧化物薄膜晶体管2、第二氧化物薄膜晶体管3中的有源层23(ACT)是在金属氧化物MO半导体薄膜中掺入少量稀土氧化物RO作为光稳定剂，形成(MO)x(RO)y半导体材料，其中0<x<1，0.0001≤y≤0.2，x+y＝1。金属氧化物MO中，M为In、Zn、Ga、Sn、Si、Al、Mg、Zr、Hf、Ta中的一种元素或两种以上的任意组合。稀土氧化物RO材料包含：氧化镨、氧化铽、氧化镝、氧化镱中的一种或任意两种以上材料组合。利用具有高光稳定性的MOTFT器件，可以实现透明TFT基板。
如图3、图4所示，还包括反光层8，反光层8置于平坦化层5上，反光层8上开设有与第一通孔51连通的第三通孔81。第一通孔51、第二通孔27、第三通孔81上设有金属膜。本实施例中，反光层8为白色反光层8，厚度为0.2-2μm。
在一实施例中，LED芯片4为LED倒装芯片，利用LED倒装芯片底部可发光的特点，实现底发射。LED芯片4可以采用无衬底结构以及带衬底结构，厚度为10～200μm。平坦化层5的厚度为10～200μm，平坦化层5为以聚酰亚胺、环氧树脂、丙烯酸为基材的有机膜层。平坦化层5厚度与MOTFT阵列以及LED颗粒厚度相当，平坦化层5与第一氧化物薄膜晶体管2、第二氧化物薄膜晶体管3以及LED芯片4的高度差在±0.5μm范围内。
利用具有高光稳定性的MOTFT器件，可以实现透明TFT基板。在透明氧化物TFT-LED基板上，通过平坦化层5的通孔把信号线引出，如图5所示，TFT-LED显示面板通过FPC与驱动芯片6通信，实现信号连接，最终实现LED显示单元模块之间的无缝拼接。如图6所示，若干LED显示面板通过总线连接。
一种LED无缝拼接显示面板实现方法，如图7所示，其特征在于，包括以下步骤：
在透明衬底1上制作氧化物薄膜晶体管(MOTFT)阵列，透明衬底1为玻璃或塑料衬底等；
在氧化物薄膜晶体管基板上制作LED阵列。本实施例中，LED芯片4采用LED倒装芯片，利用倒装LED芯片4底部可发光的特点，实现底发射。LED芯片4可以采用无衬底结构以及带衬底结构，厚度为10～200μm；
制作平坦化层5并形成通孔；平坦化层5的厚度为10～200μm，平坦化层5采用聚酰亚胺(PI)、环氧树脂(SU8)、丙烯酸(PMMA)为基材的有机膜材料；平坦化层5厚度与MOTFT阵列以及LED颗粒厚度相当，平坦化层5与氧化物薄膜晶体管阵列以及LED阵列的高度差在±0.5μm范围内；
采用物理气相沉积(PVD)，溅射金属作为种子层；种子层为Cu或Cu合金构成的单层薄膜，或是Ni/Cu、Mo/Cu、Ti/Cu等叠层结构，种子层厚度为50nm～500nm；
在种子层上沉积金属膜，如采用电镀法或溶液加工法在种子层上沉积10μm～20μm厚的Cu膜。然后采用标准黄光工艺图形化形成LED芯片4焊盘和信号导线，完成LED灯板的制作；
贴上驱动芯片6，LED芯片4和氧化物薄膜晶体管通过通孔与驱动芯片6通信。本实施例中，LED芯片4和氧化物薄膜晶体管通过柔性电路板(FPC)与驱动芯片6通信，从而实现显示面板单元的无缝拼接。
在一实施例中，还包括在平坦化层5上制作白色反光层8，同时图形化平坦化层5和白色反光层8，形成通孔。优选的，白色反光层8为白色光刻胶，厚度为0.2-2μm。通过白色反光层8将LED灯板发出的光反射回去，从底面出光，提高发光效率。
本发明在透明衬底上制作氧化物薄膜晶体管(MOTFT)阵列，利用氧化物薄膜晶体管透明，高光照稳定性的特点，实现透明TFT基板。然后在TFT基板上制作LED阵列，采用倒装LED芯片，利用倒装LED芯片底部可发光的特点，实现底发射。然后制作10～200um厚平坦化层，并形成通孔，采用电镀/化学镀/溶液法连接通孔，结合PVD溅射金属成膜刻蚀成信号导线及IC焊盘，最后贴上IC，TFT-LED显示面板通过FPC通信，从而实现显示面板的无缝拼接，成本低，不需要在玻璃中打孔，也不需要母板玻璃作为信号层布线。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种LED无缝拼接显示面板，其特征在于：包括透明衬底、第一氧化物薄膜晶体管、第二氧化物薄膜晶体管、LED芯片、平坦化层、驱动芯片、若干连接电极，所述第一氧化物薄膜晶体管、所述第二氧化物薄膜晶体管、所述连接电极置于所述透明衬底上，所述平坦化层置于所述第一氧化物薄膜晶体管、所述连接电极上，所述LED芯片位于所述平坦化层内，所述驱动芯片置于所述平坦化层上，所述平坦化层开设有若干第一通孔，所述第一氧化物薄膜晶体管的绝缘层、所述第二氧化物薄膜晶体管的绝缘层上开设有若干第二通孔，所述驱动芯片的电源引脚与所述连接电极通过所述第一通孔内的信号线连接，所述连接电极与所述LED芯片的第一电极连接，所述第一氧化物薄膜晶体管的源极通过所述第二通孔内的信号线与所述LED芯片的第二电极连接，所述第一氧化物薄膜晶体管的漏极通过所述第二通孔和所述第一通孔内的信号线与所述驱动芯片的地引脚连接，所述第一氧化物薄膜晶体管的栅极与所述第二氧化物薄膜晶体管的源极连接，所述第二氧化物薄膜晶体管的漏极通过所述第二通孔和所述第一通孔内的信号线与所述驱动芯片的数据引脚连接，所述第二氧化物薄膜晶体管的栅极与所述连接电极连接，所述连接电极通过所述第二通孔和所述第一通孔内的信号线与所述驱动芯片的行扫描引脚连接。
2.如权利要求1所述的一种LED无缝拼接显示面板，其特征在于：还包括反光层，所述反光层置于所述平坦化层上，所述反光层上开设有与所述第一通孔连通的第三通孔。
3.如权利要求2所述的一种LED无缝拼接显示面板，其特征在于：所述反光层为白色反光层，所述反光层的厚度为0.2-2μm。
4.如权利要求1所述的一种LED无缝拼接显示面板，其特征在于：所述LED芯片为LED倒装芯片，所述LED芯片的厚度为10～200μm，所述平坦化层的厚度为10～200μm，所述平坦化层与所述第一氧化物薄膜晶体管、所述第二氧化物薄膜晶体管以及所述LED芯片的高度差在±0.5μm范围内。
5.如权利要求2所述的一种LED无缝拼接显示面板，其特征在于：所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔上设有金属膜。
6.如权利要求1所述的一种LED无缝拼接显示面板，其特征在于：所述平坦化层为以聚酰亚胺、环氧树脂、丙烯酸为基材的有机膜层。
7.一种LED无缝拼接显示面板实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
在透明衬底上制作氧化物薄膜晶体管阵列；
在所述氧化物薄膜晶体管基板上制作LED阵列；
制作平坦化层并形成通孔；
采用物理气相沉积，溅射金属作为种子层；
在所述种子层上沉积金属膜，采用标准黄光工艺图形化形成LED芯片焊盘和信号导线；
贴上驱动芯片，LED芯片和所述氧化物薄膜晶体管通过所述通孔与所述驱动芯片通信。
8.如权利要求7所述的一种LED无缝拼接显示面板实现方法，其特征在于：还包括在所述平坦化层上制作白色反光层，同时图形化所述平坦化层和所述白色反光层，形成通孔。
9.如权利要求8所述的一种LED无缝拼接显示面板实现方法，其特征在于：所述白色反光层为白色光刻胶，厚度为0.2-2μm；所述LED芯片采用LED倒装芯片，所述LED芯片的厚度为10～200μm；所述平坦化层的厚度为10～200μm，所述平坦化层采用聚酰亚胺、环氧树脂、丙烯酸为基材的有机膜材料；所述平坦化层与所述氧化物薄膜晶体管阵列以及所述LED阵列的高度差在±0.5μm范围内；所述LED芯片和所述氧化物薄膜晶体管通过柔性电路板与所述驱动芯片通信。
10.如权利要求7所述的一种LED无缝拼接显示面板实现方法，其特征在于：所述种子层为Cu或Cu合金构成的单层薄膜，或是Ni/Cu、Mo/Cu、Ti/Cu叠层结构，所述种子层厚度为50nm～500nm；采用电镀法或溶液加工法在所述种子层上沉积10μm～20μm厚的Cu膜。
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