CN113571532A - Tft背板与led显示面板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种TFT背板与LED显示面板及其制作方法。TFT背板包括显示晶体管区、LED结合区以及压感晶体管区；显示晶体管区内设有显示晶体管，显示晶体管包括第一有源层、第一栅极、第一源极、第一漏极；LED结合区的顶面设有第一导电层，第一导电层与第一漏极电性连接；压感晶体管区内设有压感晶体管，压感晶体管包括依次层叠设置的第二有源层、栅极绝缘层、第二栅极、第一压感材料层、第二导电层。本申请实施例提供的TFT背板，通过设置压感晶体管，当第一压感材料层受到压力时，压感晶体管被打开而产生电流，将压力信号转换成电信号，可以通过监控电信号大小实现实时监测LED转移压合过程中TFT背板所承受的压力变化。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种TFT背板与LED显示面板及其制作方法。
背景技术
Mini/MicroLED(MLED)显示技术在近些年进入加速发展阶段，可以应用在中小型高附加价值显示器应用领域。相较OLED屏幕，MLED显示可以在成本、对比度、高亮度和轻薄外形上表现出更佳性能。在MLED显示技术中，涉及到TFT背板技术和后段LED芯片转移技术，并且后段巨量转移技术作为Micro-LED量产的瓶颈技术，目前广泛采用的转移工艺为各向异性导电胶(ACF)工艺。
在ACF转移技术中，需要将ACF贴合后对其整面进行挤压，使得ACF胶中Au球释放，从而实现TFT背板与LED芯片连接。然而，现有的LED器件转移过程中，经常会发生TFT背板所承受压力过大导致内部线路导通发生短路的现象，导致转移良率较低。
发明内容
本申请实施例提供一种TFT背板与LED显示面板及其制作方法，当TFT背板在转移LED器件并受到挤压时，TFT背板中的压感晶体管能够实时监测TFT背板所承受的压力，避免TFT背板承受压力过大导致内部线路导通发生短路。
第一方面，本申请实施例提供一种TFT背板，包括显示晶体管区、LED结合区以及压感晶体管区；
所述显示晶体管区内设有显示晶体管，所述显示晶体管包括第一有源层、第一栅极、第一源极、第一漏极；
所述LED结合区的顶面设有第一导电层，所述第一导电层与所述第一漏极电性连接；
所述压感晶体管区内设有压感晶体管，所述压感晶体管包括依次层叠设置的第二有源层、栅极绝缘层、第二栅极、第一压感材料层、第二导电层。
在一些实施例中，所述第一压感材料层的材料包括聚偏二氟乙烯。
在一些实施例中，所述第一压感材料层的材料中掺杂有金属元素，所述金属元素包括钛和锆中的至少一种，所述金属元素在所述第一压感材料层的材料中的质量占比为5wt％～10wt％。
在一些实施例中，所述显示晶体管区的顶面与所述压感晶体管区的顶面均低于所述LED结合区的顶面。
在一些实施例中，所述LED结合区的顶面还设有第三导电层，所述第一导电层与所述第三导电层间隔设置。
在一些实施例中，所述第一导电层的下方设有第二压感材料层，所述第三导电层的下方设有第三压感材料层，所述第二压感材料层的材料、所述第三压感材料层的材料以及所述第一压感材料层的材料相同。
在一些实施例中，所述压感晶体管还包括第三栅极与第一绝缘层，所述第一绝缘层设于所述第二有源层背离所述栅极绝缘层的一侧，所述第三栅极设于所述第一绝缘层背离所述第二有源层的一侧。
第二方面，本申请实施例提供一种LED显示面板，包括TFT背板与LED器件，所述TFT背板为如上所述的TFT背板；所述LED器件与所述第一导电层电性连接。
第三方面，本申请实施例提供一种LED显示面板的制作方法，包括：
提供TFT背板，所述TFT背板为如上所述的TFT背板；
提供各向异性导电胶，将所述各向异性导电胶贴合于所述TFT背板上设有所述第一导电层的一侧；
提供LED器件，将所述LED器件对应所述第一导电层贴合于所述各向异性导电胶上；
提供施压设备，采用所述施压设备对所述TFT背板上设有所述LED器件和所述各向异性导电胶的一侧施加压力，使所述LED器件和所述第一导电层之间电性连接；
所述施压设备包括施压模块与控制模块，所述施压模块用于对所述TFT背板施加压力，所述控制模块与所述施压模块连接，以控制所述施压模块所施加的压力大小，所述控制模块还与所述TFT背板中的所述压感晶体管连接，以接收所述压感晶体管反馈的压力大小，并根据所述压感晶体管反馈的压力大小来调节所述施压模块对所述TFT背板所施加的压力。
本申请实施例提供的TFT背板，通过设置压感晶体管，当第一压感材料层受到压力时，位于第一压感材料层一侧的第二导电层形成低电位，位于第一压感材料层另一侧的第二栅极形成高电位，压感晶体管被打开而产生电流，将压力信号转换成电信号，可以通过监控电信号大小实现实时监测LED转移压合过程中TFT背板所承受的压力变化，避免TFT背板承受压力过大导致内部线路导通发生短路，提升转移良率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的TFT背板的第一种结构示意图。
图2为本申请实施例提供的TFT背板的第二种结构示意图。
图3为本申请实施例提供的LED显示面板的第一种结构示意图。
图4为本申请实施例提供的LED显示面板的第二种结构示意图。
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做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。
本申请实施例提供一种TFT背板，用于转移LED器件，转移时，首先在TFT背板上贴附ACF(各向异性导电胶)，之后将LED器件设置于ACF上，最后对贴合了ACF以及设置了LED器件的TFT背板进行施压，使ACF中的导电球(例如金球)释放出来，实现LED器件与TFT背板的电连接。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的TFT背板的第一种结构示意图。TFT背板110包括显示晶体管区、LED结合区以及压感晶体管区。
显示晶体管区内设有显示晶体管，显示晶体管包括第一有源层41、第一栅极51、第一源极61、第一漏极62。
LED结合区的顶面设有第一导电层81，第一导电层81与第一漏极62电性连接。
压感晶体管区内设有压感晶体管，压感晶体管包括依次层叠设置的第二有源层42、栅极绝缘层34、第二栅极52、第一压感材料层71、第二导电层82。
可以理解的是，第二栅极52、第一压感材料层71、第二导电层82可以构成压感电容，当TFT背板110上贴合ACF并设置LED器件后，采用施压设备对TFT背板110施加压力时，第一压感材料层71内的材料因受到压力而产生极化，在电容两端形成电位，使第二栅极52形成高电位，第二导电层82形成低电位，压感晶体管由此被打开而产生电流，将压力信号转换成电信号，从而实时监控ACF压合过程中TFT背板110所承受的压力变化。
本申请实施例提供的TFT背板110，通过设置压感晶体管，当第一压感材料层71受到压力时，位于第一压感材料层71一侧的第二导电层82形成低电位，位于第一压感材料层71另一侧的第二栅极52形成高电位，压感晶体管被打开而产生电流，将压力信号转换成电信号，可以通过监控电信号大小实现实时监测LED转移压合过程中TFT背板110所承受的压力变化，避免TFT背板110承受压力过大导致内部线路导通发生短路，提升转移良率。
可以理解的是，显示晶体管区可以对应像素区(例如红色像素区、绿色像素区、蓝色像素区)设置，压感晶体管区可以对应非像素区(即像素区之间的间隔区域)设置。
请结合图1，压感晶体管还可以包括第二源极63和第二漏极64，第二源极63和第二漏极64分别与第二有源层42的两端电性连接。
示例性地，第一压感材料层71的材料为聚偏二氟乙烯(PVDF)。当然，第一压感材料层71的材料也可以为其它的聚偏氟烷基烯材料。
为了提高第一压感材料层71的压感特性，第一压感材料层71的材料中可以掺杂金属元素，金属元素包括钛和锆中的至少一种，金属元素在第一压感材料层71的材料中的质量占比为5wt％～10wt％，例如5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％等。
示例性地，第一压感材料层71的厚度可以为3μm～10μm，例如3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm等。
在一些实施例中，显示晶体管区的顶面与压感晶体管区的顶面均低于LED结合区的顶面。即，LED结合区的顶面凸出于TFT背板110上的其它区域，当TFT背板110上贴附ACF(各向异性导电胶130)并设置LED器件120后，对ACF整面施加压力时，由于LED器件120的位置较高，因此LED器件120下方的ACF较易受力，释放出其中的导电球从而使LED器件120与第一导电层81电性导通。可以理解的是，当LED结合区的顶面位置较低时，对应LED器件120位置的ACF不容易受力，导致ACF中的导电球不能够充分释放，进而使LED器件120与TFT背板110之间的电连接效果较差，即出现转移不良的情况。
在一些实施例中，压感晶体管区的顶面高于显示晶体管区的顶面，或者，压感晶体管区的顶面与显示晶体管区的顶面平齐。可以理解的是，压感晶体管的作用在于监测TFT背板110所承受的压力大小，如果压感晶体管区的顶面低于显示晶体管区的顶面，甚至在三个区域(显示晶体管区、LED结合区、压感晶体管区)中位于最低的位置时，那么当施压设备向TFT背板110施加压力时，压感晶体管与施压设备之间的接触效果必然较差，使压感晶体管不容易感测到压力，或者感测到的压力不准确。
请结合图1，LED结合区的顶面还可以设置第三导电层83，第一导电层81与第三导电层83间隔设置。已知第一导电层81与显示晶体管的第一漏极电性连接，第一导电层81与第三导电层83可以分别构成LED器件120的正极和负极，或者，第一导电层81与第三导电层83可以分别构成LED器件120的负极和正极。
第一导电层81、第二导电层82、第三导电层83各自的材料可以为透明导电金属氧化物(例如氧化铟锡)或者金属。制备时可以采用物理气相沉积法整面沉积氧化铟锡(ITO)层，之后对氧化铟锡层进行图形化处理，得到第一导电层81、第二导电层82、第三导电层83。
请结合图1，第一导电层81的下方可以设置第二压感材料层72，第三导电层83的下方可以设置第三压感材料层73。通过采用第二压感材料层72将第一导电层81垫高，以及采用第三压感材料层73将第三导电层83垫高，在LED转移过程中，当对TFT背板110施加压力时，第二压感材料层72与第三压感材料层73还可以起到缓冲作用，减少或消除LED转移过程中TFT背板110中的线路压伤现象。
示例性地，第二压感材料层72的材料为聚偏二氟乙烯。当然，第二压感材料层72的材料也可以为其它的聚偏氟烷基烯材料。为了提高第二压感材料层72的压感特性，第二压感材料层72的材料中可以掺杂金属元素，金属元素包括钛和锆中的至少一种，金属元素在第二压感材料层72的材料中的质量占比为5wt％～10wt％，例如5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％等。示例性地，第二压感材料层72的厚度可以为3μm～10μm，例如3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm等。
示例性地，第三压感材料层73的材料为聚偏二氟乙烯。当然，第三压感材料层73的材料也可以为其它的聚偏氟烷基烯材料。为了提高第三压感材料层73的压感特性，第三压感材料层73的材料中可以掺杂金属元素，金属元素包括钛和锆中的至少一种，金属元素在第三压感材料层73的材料中的质量占比为5wt％～10wt％，例如5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％等。示例性地，第三压感材料层73的厚度可以为3μm～10μm，例如3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm等。
在一些实施例中，第一导电层81、第二导电层82、第三导电层83在TFT背板110中位于同一层，可以在同一个制程中形成。
第一压感材料层71、第二压感材料层72以及第三压感材料层73在TFT背板110中位于同一层，可以在同一个制程中形成。示例性地，第二压感材料层72的材料、第三压感材料层73的材料以及第一压感材料层71的材料相同。
请结合图1，显示晶体管区内还设有遮光层21，遮光层21与第一有源层41对应设置，以避免光线照射第一有源层41对其电性能造成影响。
示例性地，第一漏极62和遮光层21连接，以改善显示晶体管的电流特性。
示例性地，第一有源层41的材料与第二有源层42的材料可以均为金属氧化物半导体材料，例如氧化铟镓锌(IGZO，indium gallium zinc oxide)。第一有源层41的两端可以设置导体化区域，且两端的导体化区域分别与第一源极61、第一漏极62电性连接，第二有源层42的两端可以设置导体化区域，且两端的导体化区域分别与第二源极63、第二漏极64电性连接。导体化区域可以为N型掺杂区。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的TFT背板的第二种结构示意图。压感晶体管还可以包括第三栅极22与第一绝缘层31，第一绝缘层31设于第二有源层42背离栅极绝缘层34的一侧，第三栅极22设于第一绝缘层31背离第二有源层42的一侧。可以看出，该实施例中，压感晶体管为双栅型薄膜晶体管，第二有源层42的两侧分别设置第二栅极52(顶栅)与第三栅极22(底栅)，通过采用双栅极共同控制压感晶体管打开，使压感晶体管内的电流更大，信号更强，对TFT背板110所受压力变化的反应更加灵敏。
请结合图2，第三栅极22可以与遮光层21在TFT背板110中位于同一层，可以在同一个制程中形成。
请结合图2，在一些实施例中，TFT背板110可以包括依次层叠设置的衬底10、第一金属层、第一绝缘层31、半导体层、栅极绝缘层34、第二金属层、第二绝缘层32、第三金属层、第三绝缘层33、压感层、导电膜层。
第一金属层包括遮光层21和第三栅极22。图1的TFT背板110与图2的TFT背板110的区别主要在于：图1的TFT背板110中第一金属层不包括第三栅极22，图2的TFT背板110中第一金属层包括第三栅极22。
半导体层包括第一有源层41和第二有源层42。
第二金属层包括第一栅极51、第二栅极52以及第一导电图案53、第二导电图案54，第一导电图案53与第二导电图案54均设于LED结合区，第一导电图案53对应第一导电层81设置，第二导电图案54对应第三导电层83设置。
第三金属层包括第一源极61、第一漏极62、第二源极63、第二漏极64以及第三导电图案65、第四导电图案66，第三导电图案65与第四导电图案66均设于LED结合区，第三导电图案65对应第一导电层81设置且第三导电图案65与第一导电层81连接，第四导电图案66对应第三导电层83设置且第四导电图案66与第三导电层83连接，相当于分别增加了第一导电层81和第三导电层83的厚度，从而能够降低电阻。第一导电图案53还可以与第三导电图案65连接，第二导电图案54还可以与第四导电图案66连接，相当于进一步分别增加第一导电层81和第三导电层83的厚度，从而进一步降低电阻。另外，第一导电图案53、第二导电图案54、第三导电图案65、第四导电图案66还可以起到对LED结合区进行垫高的作用。
示例性地，衬底10可以为玻璃基板；第一金属层的材料、第二金属层的材料、第三金属层的材料可以各自包括钼、铝、铜、钛、钨及以上金属的合金中的至少一种；第一绝缘层31、第二绝缘层32、第三绝缘层33可以各自为氮化硅(SiNx)层、氧化硅(SiOx)层或者氮化硅层与氧化硅层的叠加复合层。
压感层包括第一压感材料层71、第二压感材料层72以及第三压感材料层73。第三绝缘层33上可以开设通孔，使第一压感材料层71设于该通孔内。
导电膜层包括第一导电层81、第二导电层82、第三导电层83以及第四导电层84，第四导电层84经由第三绝缘层33上的通孔与第一漏极62连接，并且，第四导电层84与第一导电层81连接。
第一源极61经由第二绝缘层32上的通孔与第一有源层41的一端连接，第一漏极62经由第二绝缘层32上的通孔与第一有源层41的另一端连接。第二源极63经由第二绝缘层32上的通孔与第二有源层42的一端连接，第二漏极64经由第二绝缘层32上的通孔与第二有源层42的另一端连接。第一漏极62经由位于第一绝缘层31和第二绝缘层32上的通孔与遮光层21连接。
请结合图1与图2，可以看出，图1中的压感晶体管为顶栅型薄膜晶体管(第二栅极52为顶栅极)，图2中的压感晶体管为双栅型薄膜晶体管(第二栅极52为顶栅极，第三栅极22为底栅极)。而图1中的显示晶体管和图2中的显示晶体管均为顶栅型(TG)薄膜晶体管(第一栅极51为顶栅极)，可以理解的是，显示晶体管还可以为其它类型的薄膜晶体管，例如背沟刻蚀道型(BCE)薄膜晶体管、刻蚀阻挡型(ESL)薄膜晶体管、双栅型(Dual-Gate)薄膜晶体管。
本申请实施例还提供一种LED显示面板，请参阅图3和图4，图3为本申请实施例提供的LED显示面板的第一种结构示意图，图4为本申请实施例提供的LED显示面板的第二种结构示意图。LED显示面板100可以包括TFT背板110与LED器件120，TFT背板110可以为上述任意实施例记载的TFT背板110；LED器件120与第一导电层81电性连接。
请结合图3和图4，LED器件120还可以与第三导电层83电性连接。
请结合图1、图2、图3以及图4，可以看出，图3所示的LED显示面板100包括图1所示的TFT背板110，图4所示的LED显示面板100包括图2所示的TFT背板110。图1所示的TFT背板110和图2所示的TFT背板110已在上文介绍，此处不再赘述。
请结合图3和图4，LED器件120与第一导电层81、第三导电层83之间设有各向异性导电胶130，LED器件120与第一导电层81、第三导电层83通过各向异性导电胶130电性连接。
示例性地，LED器件120可以为Mini LED或Micro LED。
请结合图3和图4，本申请实施例还提供一种LED显示面板的制作方法，包括：
提供TFT背板110，TFT背板110可以为上述任意实施例记载的TFT背板110；
提供各向异性导电胶130，将各向异性导电胶130贴合于TFT背板110上设有第一导电层81的一侧；
提供LED器件120，将LED器件120对应第一导电层81贴合于各向异性导电胶130上；
提供施压设备，采用施压设备对TFT背板110上设有LED器件120和各向异性导电胶130的一侧施加压力，使LED器件120和第一导电层81之间电性连接；
施压设备包括施压模块与控制模块，施压模块用于对TFT背板110施加压力，控制模块与施压模块连接，以控制施压模块所施加的压力大小，控制模块还可以与TFT背板110中的压感晶体管连接，以接收压感晶体管反馈的压力大小，并根据压感晶体管反馈的压力大小来调节施压模块对TFT背板110所施加的压力。
可以理解的是，由于TFT背板110中设置有压感晶体管，且压感晶体管能够感测TFT背板110所承受的压力大小，因此，当压感晶体管将其感测的压力大小反馈施压设备的控制模块后，控制模块可以判断TFT背板110此时所承受的压力是否在其能够承受的范围内，如果大于TFT背板110所承受的压力极限，则控制模块可以控制施压模块减小其对TFT背板110所施加的压力，避免TFT背板110承受压力过大导致内部线路导通发生短路，如果控制模块发现判断TFT背板110此时所承受的压力过小，不足以使LED器件120和第一导电层81之间电性导通或者导通效果较差，也可以控制施压模块增大其对TFT背板110所施加的压力。
以上对本申请实施例提供的TFT背板与LED显示面板及其制作方法进行了详细介绍。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TFT背板，其特征在于，包括显示晶体管区、LED结合区以及压感晶体管区；
所述显示晶体管区内设有显示晶体管，所述显示晶体管包括第一有源层、第一栅极、第一源极、第一漏极；
所述LED结合区的顶面设有第一导电层，所述第一导电层与所述第一漏极电性连接；
所述压感晶体管区内设有压感晶体管，所述压感晶体管包括依次层叠设置的第二有源层、栅极绝缘层、第二栅极、第一压感材料层、第二导电层。
2.根据权利要求1所述的TFT背板，所述第一压感材料层的材料包括聚偏二氟乙烯。
3.根据权利要求2所述的TFT背板，其特征在于，所述第一压感材料层的材料中掺杂有金属元素，所述金属元素包括钛和锆中的至少一种，所述金属元素在所述第一压感材料层的材料中的质量占比为5wt％～10wt％。
4.根据权利要求1所述的TFT背板，其特征在于，所述显示晶体管区的顶面与所述压感晶体管区的顶面均低于所述LED结合区的顶面。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的TFT背板，其特征在于，所述压感晶体管区的顶面高于所述显示晶体管区的顶面，或者，所述压感晶体管区的顶面与所述显示晶体管区的顶面平齐。
6.根据权利要求1所述的TFT背板，其特征在于，所述LED结合区的顶面还设有第三导电层，所述第一导电层与所述第三导电层间隔设置。
7.根据权利要求6所述的TFT背板，其特征在于，所述第一导电层的下方设有第二压感材料层，所述第三导电层的下方设有第三压感材料层，所述第二压感材料层的材料、所述第三压感材料层的材料以及所述第一压感材料层的材料相同。
8.根据权利要求1所述的TFT背板，其特征在于，所述压感晶体管还包括第三栅极与第一绝缘层，所述第一绝缘层设于所述第二有源层背离所述栅极绝缘层的一侧，所述第三栅极设于所述第一绝缘层背离所述第二有源层的一侧。
9.一种LED显示面板，其特征在于，包括TFT背板与LED器件，所述TFT背板为如权利要求1-8中任一项所述的TFT背板；所述LED器件与所述第一导电层电性连接。
10.一种LED显示面板的制作方法，其特征在于，包括：
提供TFT背板，所述TFT背板为如权利要求1-8中任一项所述的TFT背板；
提供各向异性导电胶，将所述各向异性导电胶贴合于所述TFT背板上设有所述第一导电层的一侧；
提供LED器件，将所述LED器件对应所述第一导电层贴合于所述各向异性导电胶上；
提供施压设备，采用所述施压设备对所述TFT背板上设有所述LED器件和所述各向异性导电胶的一侧施加压力，使所述LED器件和所述第一导电层之间电性连接；
所述施压设备包括施压模块与控制模块，所述施压模块用于对所述TFT背板施加压力，所述控制模块与所述施压模块连接，以控制所述施压模块所施加的压力大小，所述控制模块还与所述TFT背板中的所述压感晶体管连接，以接收所述压感晶体管反馈的压力大小，并根据所述压感晶体管反馈的压力大小来调节所述施压模块对所述TFT背板所施加的压力。
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