CN112928195B - 发光基板和制备发光基板的方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了发光基板和制备发光基板的方法、显示装置。该发光基板包括：衬底；第一信号线，所述第一信号线位于所述衬底的一侧；电极层，所述电极层位于所述第一信号线远离所述衬底的一侧，所述电极层包括第一电极端、第二电极端以及第二信号线，所述第一电极端通过过孔与所述第一信号线电连接；至少一个发光元件，所述发光元件与所述第一电极端和第二电极端绑定连接。由此，可提高该发光基板中第一信号线的面积，从而降低走线电压降，并且有利于降低功耗，提升基板的散热性能。

Description

发光基板和制备发光基板的方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及发光基板和制备发光基板的方法、显示装置。
背景技术
微阵列发光二极管(Micro/Mini LED)是一种新一代显示技术，因LED发光器件具有低驱动电压、超高亮度、长寿命、耐高温等特点得到了广泛关注。目前常用的基于微阵列发光二极管的显示面板通常是在玻璃等基板上形成控制电路，并设置电极端子，随后将微阵列发光二极管转移至基板上。相较于有机发光二极管(OLED)的驱动电流(通常在几十nA级)，Micro/Mini-LED的驱动电流为微安、毫安级。同时Micro/Mini LED显示利用的是LED的芯片低效率区，因此显示过程中会产生较大量的热，热量的聚集会使芯片发光波长发生红移而影响显示效果，且大电流下会有较大的电压降(IR drop)而影响显示的均一性。
因此，目前的发光基板和制备发光基板的方法、显示装置仍有待改进。
发明内容
本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种发光基板。该发光基板包括：衬底；第一信号线，所述第一信号线位于所述衬底的一侧；电极层，所述电极层位于所述第一信号线远离所述衬底的一侧，所述电极层包括第一电极端、第二电极端以及第二信号线，所述第一电极端通过过孔与所述第一信号线电连接；至少一个发光元件，所述发光元件与所述第一电极端和第二电极端绑定连接。由此，可提高该发光基板中第一信号线的面积，从而降低走线电压降，并且有利于降低功耗，提升基板的散热性能。
根据本发明的实施例，所述第一信号线在任意方向的线宽均大于所述第二信号线的线宽。由此，可提升基板的散热性能。
根据本发明的实施例，所述第一信号线包括面状导电层。由此，可提升基板的散热性能。
根据本发明的实施例，第一信号线在所述衬底上的正投影成网格状。由此，可进一步降低走线电压降。
根据本发明的实施例，所述衬底以及所述第一信号线之间进一步具有合金缓冲层。由此，可提高衬底和第一信号线之间的结合。
根据本发明的实施例，形成所述第一信号线以及所述第二信号线的材料分别独立地包括Cu；所述第一信号线以及所述第二信号线的厚度分别独立地为1.5～2.5微米；所述第一信号线以及所述第二信号线的走线宽度分别独立地不小于100微米。由此，可进一步降低走线电压降。
根据本发明的实施例，所述第一信号线以及所述电极层之间进一步具有薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：有源层，所述有源层位于所述第一信号线远离所述衬底的一侧；第一绝缘层，所述第一绝缘层覆盖所述有源层并位于所述有源层远离所述衬底的一侧；源漏金属层，所述源漏金属层位于所述第一绝缘层远离所述衬底的一侧，且所述源漏金属层中的所述源漏极通过过孔于所述有源层相连；第二绝缘层，所述第二绝缘层位于所述源漏金属层远离所述第一绝缘层的一侧，所述第二信号线通过过孔与所述源漏极中的一个相连，所述第二电极端通过过孔与所述源漏极中的另一个相连。由此，可将热量利用过孔传到至面积较大的第一信号线一侧。
根据本发明的实施例，连接所述第一电极端以及所述第一信号线的过孔包括：第一子孔，所述第一子孔自所述电极层延伸至所述源漏金属层；第二子孔，所述第二子孔自所述源漏金属层延伸至所述第一信号线处，所述第一子孔在所述衬底上的正投影位于所述第二子孔在所述衬底上正投影范围之内。由此，有利于防止过孔处发生串流。
根据本发明的实施例，所述薄膜晶体管以及所述第一信号线之间进一步具有缓冲层；所述缓冲层的厚度大于0.3微米。由此，有利于提高形成薄膜晶体管时表面的平整度。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备前面所述的发光基板的方法。该方法包括：在衬底上形成第一信号线，所述第一信号线位于所述衬底的一侧；在所述第一信号线远离所述衬底的一侧形成电极层，所述电极层包括第一电极端、第二电极端以及第二信号线；并令所述电极层的第一电极端通过过孔与所述第一信号线电连接。由此，可简便地获得前述的发光基板。
根据本发明的实施例，所述第一信号线以及所述第二信号线分别独立地通过电镀金属Cu形成。由此，可简便地形成厚度足够的第一信号线以及所述第二信号线。
根据本发明的实施例，令第一电极端通过过孔与所述第一信号线电连接包括：形成所述薄膜晶体管的源漏金属层时，形成自所述源漏金属层延申至所述第一信号线的第二子孔，并在所述第二子孔内填充源漏金属；形成所述电极层之前，形成所述电极层延伸至所述源漏金属层的第一子孔，并在形成所述第一信号线时，令形成所述第一信号线的材料填充至所述第一子孔内。由此，有利于防止过孔处发生串流。
在本发明的又一方面，本发明提出了一种显示装置。该显示装置包括前面所述的发光基板。由此，该显示装置具有前面所述的发光基板所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。
根据本发明的实施例，所述发光元件包括发光二极管。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本发明一个实施例的发光基板的结构示意图；
图2显示了根据本发明另一个实施例的发光基板的结构示意图；
图3显示了根据本发明一个实施例的制备发光基板的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种显示基板。参考图1以及图2，该发光基板包括：衬底100，位于衬底的一侧的第一信号线200。电极层具有第二电极端500、第一电极端600以及第二信号线300，第二信号线300和第二电极端500之间可以形成电连接，例如可分别连接至薄膜晶体管的源漏极(如图中所示出的420和430)，第一电极端600通过过孔与第一信号线200电连接。该发光基板还具有至少一个发光元件800，该发光元件800与第一电极端600和第二电极端500绑定连接。由此，可提高该发光基板中第一信号线的布线空间，例如，可以增加第一信号线200线宽，从而降低走线电压降，有效降低发光基板功耗。特别地，当该发光基板应用于大尺寸的显示装置等装置中时，例如TV级别的显示装置，将更有利于提高大尺寸设备的散热性能，降低功耗并防止走线电压降。
发明人发现，虽然目前为了降低电压降，一些发光基板会采用多层合金(如Ti/Al/Ti)金属布线或是单层电镀厚铜的设计方案以降低第二信号线和第一信号线的走线电阻R，但以上设计方案在大尺寸(如TV级)的面板应用中仍旧不能够较好的解决电压降以及散热等问题。发明人发现，将第二信号线和第一信号线分层设置，例如分别设置在薄膜晶体管的两侧，一方面可以扩大下方第一信号线200的面积，以降低走线电阻，另一方面可以为第二信号线300空出更多的空间，也有利于增宽第二信号线的走线宽度。并且，第一信号线200位于衬底100上，因此可以设计为整面金属的形状，而与第二电极端500、第一电极端600连接的发光二极管(LED)产生的热量可以通过第一电极端600以及过孔，传递至面积较大的第一信号线200一侧，从而实现更好的散热，进而可以有效降低由于热聚集而引起的色偏问题。
根据本发明的实施例，第一信号线、第二信号线、第一电极端和第二电极端的具体类型不受特别限制，例如，第一信号线可以为阴极电源线，第二信号线可以为阳极电源线，类似第，第一电极端可以为阴极端，第二电极端可以为阳极端。
下面，根据本发明的具体实施例对该发光基板的各个结构进行详细说明：
根据本发明的实施例，第一信号线在任意方向的线宽可均大于第二信号线的线宽。如前所述，第一信号线可用于辅助散热，因此尺寸较大的第一信号线，有利于提升该发光基板的散热性能。在本发明中，“在任意方向”可指该第一信号线沿着平行于衬底基板同时垂直于该第一信号线延伸的方向上的线宽，换句话说，任意方向可以为沿着平行于衬底所在平面上的任意方向，具体地，第一信号线200可以为面状导电层，该面状导电层可以形成在整个衬底的表面。由此，可进一步降低走线电压降，并有利于更好的散热。
根据本发明的另一些实施例，第一信号线在衬底上的正投影可以成网格状。由此，可令第一信号线具有较大的面积，同时能够起到降低走线电压降，以及提升散热效果的作用。
根据本发明的实施例，形成第一信号线200以及第二信号线300的材料可以分别独立地包括Cu。由此，可提高第一信号线200以及第二信号线300的导电性能。为了保证第一信号线200以及第二信号线300的导电性能以及提升该发光基板整体的散热性能，第一信号线200以及第二信号线300的厚度可以较厚，例如可以分别独立地为1.5～2.5微米，具体地可以为2微米左右。而该发光基板中其他金属走线(如源极线等)的厚度可以为0.6微米左右。根据本发明的实施例，第一信号线200以及第二信号线300的走线宽度也可以较宽，具体地，可以分别独立地不小于100微米。由此，可进一步降低走线电压降。
如前所述，由于本发明采用了将第一信号线200以及第二信号线300分层设置的设计，因此第一信号线200以及第二信号线300的面积均可以较大，例如，第一信号线200可以为前述的面状导电层，或是为多个金属块互相连接构成的结构，即在衬底上的正投影可以成网格状。类似地，第二信号线300也可以进行网格化，由此可以进一步降低第二信号线300的电压降。
根据本发明的实施例，为了进一步提升衬底以及第一信号线200之间的粘附力，参考图2，衬底100以及第一信号线200之间可以进一步具有合金缓冲层110。合金缓冲层110的厚度以及材料不受特别限制。例如，衬底100可以为玻璃形成的，如直接在玻璃上形成厚度较厚的Cu层，则可能发生剥离等不良。此时，可以预先在玻璃的衬底100上形成合金缓冲层110，从而可以缓解或避免第一信号线自衬底上发生剥离等不良。
根据本发明的实施例，第一信号线以及电极层之间可以进一步具有薄膜晶体管。参考图2，薄膜晶体管具体可以包括有源层410、源漏极(420以及430)、栅极等结构，有源层410位于第一信号线200远离衬底100的一侧，第一绝缘层440覆盖有源层410并位于有源层远离衬底的一侧，例如，第一绝缘层440可以为栅绝缘层，将栅极以及有源层410绝缘隔离开。源漏金属层位于第一绝缘层440远离衬底的一侧，源漏金属层中的源漏极(420以及430)可以通过过孔与有源层410相连。第二绝缘层460可以位于源漏金属层远离第一绝缘层的一侧，具体地，第二绝缘层460可以是平坦化层。第二信号线300通过过孔与源漏极中的一个相连，第二电极端500通过过孔与源漏极中的另一个相连。该薄膜晶体管还可以具有层间绝缘层450以及钝化层470等结构，以进一步提高该薄膜晶体管的性能。
根据本发明的实施例，连接第一电极端600以及第一信号线200的过孔可以包括第一子孔21和第二子孔22。具体地，第一子孔21可以自电极层延伸至源漏金属层。第二子孔22可以自源漏金属层延伸至第一信号线处，第一子孔在衬底上的正投影位于第二子孔在衬底上正投影范围之内。换句话说，第一子孔的孔径可以小于第二子孔的孔径。由此，有利于防止过孔处发生串流。具体地，如果连接第一电极端600以及第一信号线200的过孔采用孔径一致的过孔结构，则为了保证该过孔可以具有一定的热传导能力，需要要求该过孔的孔径较宽。但孔径较宽的过孔容易导致串流的发生，因此，本发明采用了前述的第一子孔和第二子孔的结构。即：第一子孔可延伸至源漏金属层，第一子孔可以由形成第一信号线200的材料进行填充，例如可以为Cu。此时的过孔孔径可以较小。第二子孔内可填充有源漏金属材料，并连接至第一信号线200。第二子孔22的孔径可以较大，以实现较好的热传导功能。
发明人发现，由于第一信号线200的厚度较厚，且出于节省生产成本的考虑，第一信号线200可利用电镀形成的，此时第一信号线200的表面平整度较差，如直接在第一信号线200上形成后续结构，如薄膜晶体管，则可能会影响薄膜晶体管的性能。因此，可以在薄膜晶体管以及第一信号线200之间进一步设置缓冲层10。缓冲层10的材料不受特别限制，例如可以采用薄膜晶体管的缓冲层常用材料。为了改善第一信号线200上方的平整度，此处的缓冲层10的厚度可以较厚。例如，可为大于0.3微米。由此，有利于提高形成薄膜晶体管时表面的平整度。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备前面所述的发光基板的方法。根据本发明的实施例，参考图3，该方法可以包括在衬底上形成第一信号线，电极层，电极层包括第一电极端、第二电极端以及第二信号线，并令电极层的第一电极端通过过孔与第一信号线电连接的步骤。由此，可简便地获得前述的发光基板。
根据本发明的一些实施例，该方法可以具体包括以下步骤：
S100：在衬底上形成第一信号线，所述第一信号线位于所述衬底的一侧
根据本发明的实施例，在该步骤中首先形成第一信号线。关于第一信号线的位置、材料以及形状，前面已经进行了详细的描述，在此不再赘述。
例如，根据本发明一个具体的实施例，在该步骤中可以首先在衬底上形成合金缓冲层。随后，可以采用电镀工艺，形成厚度较厚的Cu金属层作为第一信号线。在一些实施例中，还可对金属层进行刻蚀处理，以形成在衬底上投影为网格状的第一信号线。根据本发明的实施例，采用电镀工艺形成第一信号线有利于简便的获得厚度足够的金属层。相对于溅射沉积的工艺，电镀工艺的工艺要求较低，可以较为简便地形成厚度足够的金属层。
S200：在所述第一信号线远离所述衬底的一侧形成薄膜晶体管
根据本发明的实施例，在该步骤中在第一信号线的一侧形成薄膜晶体管等电路结构。关于薄膜晶体管的具体结构，前面已经进行了详细的描述，在此不再赘述。
具体地，在该步骤中，还可预先在第一信号线的一侧形成厚度较厚的缓冲层，以提高薄膜晶体管形成的表面的平坦程度。该缓冲层可以采用有源层材料常用的缓冲层材料，但厚度可以较厚。
根据本发明的实施例，在形成薄膜晶体管的过程中，还可形成用于连接第一电极端以及第一信号线的过孔。具体地，可在形成薄膜晶体管的源漏金属层之前，刻蚀形成延伸至第一信号线的第二子孔，并在沉积源漏金属材料时，同步在第二子孔内填充源漏金属。随后，在形成电极层之前，形成延伸至源漏金属层的第一子孔，第一子孔在衬底上的投影需位于第二子孔在衬底上的投影范围以内，即第一子孔的孔径可以小于第二子孔的孔径。并在形成第一信号线时，令形成第一信号线的材料填充至所述第一子孔内。由此，不仅可将后续形成的第一电极端以及第一信号线连接，同时上述第一子孔和第二子孔的结构还有利于防止过孔处发生串流。
S300：在所述薄膜晶体管远离所述第二信号线的一侧形成电极层
根据本发明的实施例，在该步骤中形成电极层，电极层可包括第二电极端、第一电极端以及第二信号线。具体地，第二信号线的厚度可以较厚，例如可以通过电镀金属Cu形成。由此，可获得前述的发光基板。
在本发明的又一方面，本发明提出了一种显示装置。该显示装置包括前面所述的发光基板。由此，该显示装置具有前面所述的发光基板所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。
根据本发明的实施例，参考图2，该显示装置还包括多个发光元件，该发光元件可以为发光二极管800，多个发光二极管800与的发光基板中的第二电极端500以及第一电极端600均相连。多个发光二极管800可通过包括但不限于批量转移等方式，与第二电极端500以及第一电极端600实现绑定。为了进一步提高该显示抓装置的性能，该显示装置还可以包括黑胶层700。
具体地，黑胶层700可包括两个亚层(图中未示出)。为了防止发光二极管800的光扩散到薄膜晶体管而影响薄膜晶体管的特性，可以在绑定发光二极管800之前，预先在电极层表面涂覆一层封光黑胶，然后对封光黑胶进行图案化处理暴露出电极层的连接端子以及电源线。绑定发光二极管800之后可以再进行一次涂覆防串扰黑胶的操作，以防护多个发光二极管之间的光串扰，串扰黑胶可完全覆盖多个发光二极管800并填充多个发光二极管800之间的间隙。随后可研磨串扰黑胶，以裸露出多个发光二极管800的出光面即可。
根据本发明的实施例，在本发明中，术语“发光二极管”应做广义理解，其可以表示仅含有一颗LED的发光元件，也可以为含有至少一颗LED并包含封装结构等结构的发光芯片。含有至少一颗LED并包含封装结构等结构的发光芯片或是单颗LED，均可以通过第二电极端500以及第一电极端600，绑定至前面所述的发光基板上。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种发光基板，其特征在于，包括：
衬底；
第一信号线，所述第一信号线位于所述衬底的一侧；
电极层，所述电极层位于所述第一信号线远离所述衬底的一侧，所述电极层包括第一电极端、第二电极端以及第二信号线，所述第一电极端通过过孔与所述第一信号线电连接；
至少一个发光元件，所述发光元件与所述第一电极端和所述第二电极端绑定连接，
所述第一信号线为阴极电源线，所述第二信号线为阳极电源线，
所述第一信号线以及所述电极层之间进一步具有薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括：
有源层，所述有源层位于所述第一信号线远离所述衬底的一侧；
第一绝缘层，所述第一绝缘层覆盖所述有源层并位于所述有源层远离所述衬底的一侧；
源漏金属层，所述源漏金属层位于所述第一绝缘层远离所述衬底的一侧，且所述源漏金属层中的源漏极通过过孔与所述有源层相连；
第二绝缘层，所述第二绝缘层位于所述源漏金属层远离所述第一绝缘层的一侧，所述第二信号线通过过孔与所述源漏极中的一个相连，所述第二电极端通过过孔与所述源漏极中的另一个相连，
连接所述第一电极端以及所述第一信号线的过孔包括：
第一子孔，所述第一子孔自所述电极层延伸至所述源漏金属层；
第二子孔，所述第二子孔自所述源漏金属层延伸至所述第一信号线处，
所述第一子孔在所述衬底上的正投影位于所述第二子孔在所述衬底上正投影范围之内，且所述第一子孔在所述衬底上的正投影小于所述第二子孔在所述衬底上正投影。
2.根据权利要求1所述的发光基板，其特征在于，所述第一信号线在任意方向的线宽均大于所述第二信号线的线宽。
3.根据权利要求2所述的发光基板，所述第一信号线包括面状导电层。
4.根据权利要求1所述的发光基板，其特征在于，第一信号线在所述衬底上的正投影成网格状。
5.根据权利要求1所述的发光基板，其特征在于，所述衬底以及所述第一信号线之间进一步具有合金缓冲层。
6.根据权利要求1所述的发光基板，其特征在于，形成所述第一信号线以及所述第二信号线的材料分别独立地包括Cu；
所述第一信号线以及所述第二信号线的厚度分别独立地为1.5～2.5微米；
所述第一信号线以及所述第二信号线的走线宽度分别独立地不小于100微米。
7.根据权利要求1所述的发光基板，其特征在于，所述薄膜晶体管以及所述第一信号线之间进一步具有缓冲层；
所述缓冲层的厚度大于0.3微米。
8.一种制备权利要求1-7任一项所述的发光基板的方法，其特征在于，包括：
在衬底上形成第一信号线，所述第一信号线位于所述衬底的一侧；
在所述第一信号线远离所述衬底的一侧形成电极层，所述电极层包括第一电极端、第二电极端以及第二信号线；并令所述电极层的第一电极端通过过孔与所述第一信号线电连接。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一信号线以及所述第二信号线分别独立地通过电镀金属Cu形成。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，令第一电极端通过过孔与所述第一信号线电连接包括：
形成薄膜晶体管的源漏金属层时，形成自所述源漏金属层延伸至所述第一信号线的第二子孔，并在所述第二子孔内填充源漏金属；
形成所述电极层之前，形成所述电极层延伸至所述源漏金属层的第一子孔，并在形成所述第一信号线时，令形成所述第一信号线的材料填充至所述第一子孔内。
11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的发光基板。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述发光元件包括发光二极管。
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