CN114975507B - 阵列基板和显示面板 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种阵列基板和显示面板，主要涉及显示技术领域，其中，阵列基板包括基板，基板的表面上内凹形成像素凹坑阵列，像素凹坑阵列中的每个像素凹坑中设置有发光结构，基板的表面设置有与每个像素凹坑中设置的发光结构一一对应的驱动结构。发光结构包括依次层叠设置的第一电极、发光组件、发光介质和第二电极，发光组件分别与第一电极和第二电极连接，发光组件通过第二电极和驱动结构相连，驱动结构用于驱动发光组件发光。本申请通过在基板上设置像素凹坑阵列，从而可以直接在该阵列中制备发光结构以形成Micro LED发光阵列，解决了现有技术中众多Micro LED转移到基板上时加工量较大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板和显示面板。
背景技术
微型发光二极管(Micro Light Emitting Diode，Micro LED)作为当前最热门的技术之一，由于其具有亮度高、功耗低、分辨率高、寿命长、色彩饱和度高、视角广等优点，而被广泛使用。
目前是将发光二极管(Light Emitting Diode，LED)微缩化形成Micro LED。在得到Micro LED后，需要通过巨量微转移技术，将Micro LED全部转移到控制阵列上，以制作Micro LED显示面板。然而，在制作Micro LED显示面板的过程中，需要转移的Micro LED数量众多且尺寸极小，因此，转移过程中加工量较大，且操作时费时费力。
发明内容
为解决上述问题，本申请提供一种阵列基板和显示面板，能够解决众多Micro LED转移到基板上时加工量较大的问题。
第一方面，本申请提供一种阵列基板，包括基板，基板的表面上内凹形成像素凹坑阵列，像素凹坑阵列中的每个像素凹坑中设置有发光结构，基板的表面设置有与每个像素凹坑中设置的发光结构一一对应的驱动结构。发光结构包括依次层叠设置的第一电极、发光组件、发光介质和第二电极，发光组件分别与第一电极和第二电极连接，第一电极用于接地，发光组件通过第二电极和驱动结构相连，驱动结构用于驱动发光组件发光。
本申请提供的阵列基板，通过基板上内凹设置像素凹坑阵列，从而可以直接在像素凹坑阵列中制备发光结构，以形成Micro LED发光阵列，且在形成的Micro LED发光阵列上直接制备与每个发光结构对应的驱动结构，形成驱动阵列，使得每个发光结构可以通过一一对应的驱动结构进行单独驱动和控制。因此，本申请提供的阵列基板无需对LED进行微缩化，也无需对微缩后的LED进行转移，在使用该阵列基板制作显示面板时，提高了显示面板的制作效率，减少了加工量。
在一种可能的设计方式中，第一电极为形成于像素凹坑内表面的金属薄膜，发光组件位于第一电极上，第一电极能够反光。
基于上述可选方式，通过将第一电极设置为可以反射光线的金属薄膜，使得发光组件发出的光可以全部被反射至像素凹坑外，提高了发光组件的出光率，即提高了发光结构整体的发光率。
在一种可能的设计方式中，发光组件包括依次设置的缓冲层、N型半导体层、发光层和P型半导体层。缓冲层设置在第一电极和N型半导体之间，P型半导体层通过第二电极和驱动结构相连，N型半导体层和P型半导体层用于驱动发光层发光。
在一种可能的设计方式中，基板上的各个发光结构中的第一电极为同一公共电极层。
在一种可能的设计方式中，驱动结构包括源极、漏极、栅极、驱动阵列有源层和栅极绝缘层。驱动阵列有源层设置在源极和漏极之间，栅极绝缘层在源极、漏极和驱动阵列有源层上，栅极设置在栅极绝缘层上，源极和第二电极相连。
在一种可能的设计方式中，基板上的各个驱动结构中的栅极绝缘层为同一公共栅极绝缘层。
在一种可能的设计方式中，阵列基板还包括第一保护层，第一保护层设置在发光结构和驱动结构之间，第一保护层用于将发光结构密封在像素凹坑中。第一保护层上设置有第一过孔，第二电极穿过第一过孔与P型半导体层连接。
在一种可能的设计方式中，阵列基板还包括第二保护层，第二保护层设置在发光组件和发光介质之间。第二保护层上设置有第二过孔，第二电极穿过第二过孔与P型半导体层连接。
在一种可能的设计方式中，阵列基板还包括第三保护层，第三保护层设置在驱动结构上，第三保护层用于将驱动结构封装在基板上。
基于上述可选方式，通过设置第三保护层可以将驱动结构封装在基板上，避免水、氧等气体进入从而影响发光介质的使用效果。
第二方面，本申请提供一种显示面板，包括至少一个第一方面的任一可选方式所述的阵列基板和玻璃盖板，玻璃盖板用于保护阵列基板。
本申请的构造以及它的其他目的及有益效果将会通过结合附图进行详细说明，以保证对优选实施例的描述更加明显易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例一提供的阵列基板结构示意图一；
图2是本申请实施例一提供的像素单元结构示意图；
图3是本申请的实施例一提供的像素凹坑结构示意图一；
图4是本申请的实施例一提供的像素凹坑结构示意图二；
图5是本申请的实施例一提供的像素凹坑结构示意图三；
图6是本申请的实施例一提供的像素凹坑结构示意图四；
图7是本申请实施例一提供的阵列基板结构示意图二；
图8是本申请实施例一提供的阵列基板结构示意图三；
图9是本申请实施例一提供的阵列基板结构示意图四；
图10是本申请实施例一提供的阵列基板结构示意图五；
图11是本申请实施例一提供的阵列基板结构示意图六；
图12是本申请实施例二提供的显示面板结构示意图。
其中，图中各附图标记：
1-基板；
2-发光结构；201-第一电极；202-发光组件；2021-缓冲层；2022-N型半导体层；2023-发光层；2024-P型半导体层；203-发光介质；204-第二电极；
3-驱动结构；301-源极；302-漏极；303-栅极；304-驱动阵列有源层；305-栅极绝缘层；
4-第一保护层；401-第一过孔；
5-第二保护层；501-第二过孔；
6-第三保护层；
7-玻璃盖板；
8-第四保护层。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域普通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。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“底”、“前”、“后”等指示的方位或者位置关系(若有的话)，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
微型发光二极管(Micro Light Emitting Diode，Micro LED)作为当前最热门的技术之一，由于其具有亮度高、功耗低、分辨率高、寿命长、色彩饱和度高、视角广等优点，而被广泛使用。
目前的Micro LED是通过将LED微缩化制成的，在Micro LED制备完成后，需要将Micro LED全部转移到控制阵列上进行使用，这里就涉及到了“巨量微转移技术”，在此过程中，由于需要转移的Micro LED数量众多且尺寸极小，因此，很容易在转移过程中出现偏差，即使得实际转移到基板上的Micro LED数量不足，从而使得应用该基板的显示屏显示异常，存在“坏点”现象。因此，若要在短时间内将成千上百万Micro LED转移到基板上，不仅加工量过大，操作时费时费力，且很容易在转移过程中出现偏差，从而影响显示屏最终的显示效果。
为此，本申请提供一种阵列基板和显示面板，通过直接在基板1上制备发光阵列和驱动阵列从而形成阵列基板，本申请提供的阵列基板无需对LED进行微缩化，也无需对微缩后的LED进行转移，从而提高了显示面板的制作效率，减少了加工量。结合下面附图对本申请提供的阵列基板和显示面板进行示例性的介绍。
实施例一
如图1所示为本申请提供的阵列基板结构示意图，该阵列基板包括基板1，基板1的表面上内凹形成像素凹坑阵列，像素凹坑阵列中的每个像素凹坑中设置有发光结构2，基板1的表面设置有与每个像素凹坑中设置的发光结构2一一对应的驱动结构3。
其中，发光结构2可以包括第一电极201、发光组件202、发光介质203、第二电极204。发光组件202分别与第一电极201和第二电极204连接，发光组件202位于发光介质203和基板1之间。例如，如图1所示，发光组件202可以制备成凹坑形状，发光介质203可以填充在发光组件202所形成的凹坑内，从而保证基板1表面的平整度，便于后续制备驱动结构3。
其中，发光介质203可以是一种光致发光材料，使得发光介质203在接收到发光组件202发出的光时能够产生光致发光效应，从而形成与发光介质203对应颜色的光。
可选的，发光介质203可以是红绿蓝(Red Green Blue，RGB)量子点发光材料，即红色量子点发光材料、绿色量子点发光材料和蓝色量子点发光材料。
可选的，发光介质203也可以是RGB荧光粉发光材料，即红色荧光粉发光材料、绿色荧光粉发光材料和蓝色荧光粉发光材料。
发光组件202通过第二电极204和驱动结构3相连，通过第一电极201接地。如此，当驱动结构3接收外部控制信号后，驱动结构3可以通过第二电极204向发光结构2输入预设的驱动电压/驱动电流，以驱动发光组件202发光。发光组件202发射出的光线射入发光介质203后，发光介质203发生光致发光效应，形成与发光介质203对应颜色的光。
可以理解的是，通过控制驱动电压/驱动电流的大小，可以实现对发光组件202发出的光的强弱进行控制，从而使得最终通过发光介质203形成的光可以呈现出对应颜色的不同亮度的光。
值得说明的是，本申请所提供的阵列基板中，各个发光结构2中的发光介质203可以是同一颜色的发光介质203。例如，发光介质203都是红色荧光粉，从而应用该阵列基板的显示面板可以显示出与红色的光。
若需要应用该阵列基板的显示面板可以呈现丰富多彩的图像，则可以在阵列基板中设置多个像素单元。示例性的，如图2所示，像素凹坑阵列中每三个相邻的像素凹坑内的发光结构2被划分为一个像素单元，三个发光结构2中发光介质203的颜色分别是绿色介质、红色介质和蓝色介质。从而通过控制每个像素单元中不同颜色的光的亮度，可以改变像素单元所发射出的光的颜色，从而使得应用该阵列基板的显示面板可以呈现出丰富多彩的图像。
本申请提供的阵列基板，通过基板1上内凹设置像素凹坑阵列，从而可以直接在像素凹坑阵列中制备发光结构2，以形成Micro LED发光阵列，且在形成的Micro LED发光阵列上直接制备与每个发光结构2对应的驱动结构3，形成驱动阵列，使得每个发光结构2可以通过一一对应的驱动结构3进行单独驱动和控制。因此，本申请提供的阵列基板无需对LED进行微缩化，也无需对微缩后的LED进行转移，在使用该阵列基板制作显示面板时，提高了显示面板的制作效率，减少了加工量。
下面对本申请提供的阵列基板的制备过程进行示例性的说明。
首先，选择目标形状的基板1后，在基板1的表面上内凹形成像素凹坑阵列。其中，像素凹坑阵列中的每个像素凹坑可以是类C型结构，例如，如图3所示的半圆形结构，或者如图4所示的倒梯形结构。类C型结构制备简单，且内表面较为平整，方便后续在像素凹坑内制备发光结构2。
可以理解的是，本实施例中将像素凹坑的形状不限制为上述类C型结构，还可以是其他形状，例如如图5或如图6所示的不规则结构等，对此，本申请对不做具体的限定。
在基板1的表面上内凹形成像素凹坑阵列后，即可在该基础上制备第一电极201。
示例性的，可以通过黄光制程在像素凹坑内表面形成第一电极201。通过黄光制程可以精确地控制形成第一电极201的形状和大小，提高了制作第一电极201的精确度。
可选的，每个像素凹坑内的第一电极201可以是独立的电极层，可以通过在阵列基板内设置导线以将每个第一电极201接地。
可选的，像素凹坑阵列中的各个第一电极201也可以是同一公共电极层。即可以通过黄光制程在基板1的表面(包括像素凹坑的内表面)光刻一层公共电极层。如此，只需将公共电极层接地即可实现每个发光结构2的接地需求，减少了阵列基板中导线的设置。
可以理解的是，为了保证发光结构2的发光率，可以将第一电极201设置为能够反光的金属薄膜(例如钼、银等金属薄膜)，该金属薄膜填充在像素凹坑内表面。当驱动电压/驱动电流输入发光结构2时，第一电极201(即金属薄膜)可以将发光结构2发出的光线向像素凹坑的开口方向反射，从而保证了应用该发光组件的显示面板的发光率。
示例性的，可以通过真空蒸镀的方式制备金属薄膜。
在像素凹坑内制备第一电极201后，再在第一电极201上制备发光组件202。
在一个示例中，如图7所示，发光组件202可以包括依次设置的缓冲层2021、N型半导体层2022、发光层2023和P型半导体层2024。缓冲层2021设置在第一电极201和N型半导体2022之间，P型半导体层2024通过第二电极204和驱动结构3相连。
当第一电极201接地时，P型半导体层2024接收到第二电极204传输的驱动电压/驱动电流后，P型半导体层2024中的空穴(即带正电的粒子)浓度增加，导电性增强，N型半导体层2022中的电子浓度增加，导电性增强，从而驱动发光层2023发光。
在本申请实施例中，可以通过有机金属化学气相沉积法(Metal-organicChemical Vapor Deposition，MOCVD)，利用半导体材料来制备发光组件202。
示例性的，以蓝光GaN(氮化镓)为例，缓冲层2021可以是GaN缓冲层,N型半导体层2022可以是n-GaN半导体，发光层2023可以是GaN发光层，P型半导体层2024可以是p-GaN半导体层。通过MOCVD，在第一电极201上依次外延出GaN缓冲层、n-GaN半导体、GaN发光层、p-GaN半导体层。
可选的，为了保证发光组件202的发光效果，避免外界水、氧等气体、杂质进入发光组件202，影响发光组件202的使用寿命，如图8所示，还可以在发光组件202上制备一层第二保护层5，以将发光组件202密封在像素凹坑内，通过第二保护层5来隔离外界水、氧等气体、杂质。
示例性的，可以通过化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)法在发光组件202上形成一层致密的第二保护层5。例如，第二保护层5可以是SiO2(二氧化硅)保护层。其中，第二保护层5的厚度可以根据实际需求来设置，例如，在保证隔离效果和透光效果的情况下，第二保护层5的厚度可以控制在
(埃)。
如图8所示，第二保护层5上可以设置有第二过孔501，第二电极204可以穿过第二过孔501与发光组件202连接。可以理解的是，第二过孔501的形状、大小和位置可以根据第二电极204的形状、大小和位置来设置，一方面，保证第二电极204能够穿过该第二过孔501；另一方面，保证第二电极204与该第二过孔501之间的贴合，能够避免了水、氧等气体、杂质进入发光组件202。
在申请实施例中，发光组件202可以制备为凹坑形状，对应的第二保护层5在发光组件202的表面也形成对应的凹坑形状，之后可以通过填充的方式，将对应颜色的发光介质203填充在发光组件202所形成的凹坑内，形成Micro LED发光阵列。
在一个示例中，为了保证发光介质202的发光效果以及使用寿命，如图9所示，还可以在发光介质203上制备一层第四保护层8，以将发光介质203封装在发光组件202所形成的凹坑内，通过第四保护层8来隔绝外界的水、氧等气体、杂质进入发光介质203。
示例性的，第四保护层8也可以是通过CVD法形成的一层致密的SiO2保护层，其厚度可以控制在
完成Micro LED发光阵列的制备后，即可在Micro LED发光阵列上进一步制备驱动阵列。
可选的，为了避免在制备驱动阵列时，对Micro LED发光阵列造成损伤，如图10所示，可以先在Micro LED发光阵列上(即多个发光结构2上)在制备一层第一保护层4。示例性的，第一保护层4也可以是通过CVD法形成的一层致密的SiO2保护层，其厚度可以控制在
可以理解的是，为了便于发光组件202和对应的驱动结构3连接，第一保护层4上设置有第一过孔401，第二电极204可以穿过第一过孔401与发光组件202连接。
可以理解的，如图10所示，当在该阵列基板中同时制备第一保护层4和第二保护层5时，第一过孔401和第二过孔501可以设置在相对应的位置，使得第一过孔401和第二过孔501可以形成一个通孔，使得第二电极204可以通过该通孔将驱动结构3和发光组件202连接。
在一个示例中，如图11所示，驱动阵列中的各个驱动结构3可以包括源极301、漏极302、栅极303、驱动阵列有源层304和栅极绝缘层305。
示例性的，结合图10所示的阵列基板中的Micro LED发光阵列，可以通过图案化技术在第二电极204上制备源极301，使得源极301和第二电极204相连。再在第一保护层4上通过图案化技术制备漏极302，再在第一保护层4上通过物理气相沉积(Physical VapourDeposition，PVD)或CVD的方式沉积形成驱动阵列有源层304，再通过黄光制程(涂胶、曝光、显影、刻蚀、去胶等)在第一保护层4上图案化驱动阵列有源层14。其中，驱动阵列有源层14的厚度可以控制在
可选的，驱动阵列有源层304的材料可以是非晶硅，例如a-Si(氢化非晶硅)。
可选的，驱动阵列有源层304的材料可以是多晶硅，例如p-Si(低温多晶硅)。
可选的，驱动阵列有源层304的材料可以是金属氧化物半导体材料。
之后，在源极301、漏极302和驱动阵列有源层304上，通过CVD制备栅极绝缘层305。示例性的，栅极绝缘层305可以是独立的，也可以如图11所示，每个驱动结构3中的栅极绝缘层305为同一公共栅极绝缘层。
然后，可以在栅极绝缘层305上(与源极301、漏极302和驱动阵列有源层304相对的位置)，通过PVD技术先在栅极绝缘层305上沉积一层金属薄膜，再通过图案化技术后形成栅极303。驱动结构中的源极301和栅极303通过导线与外部控制电路连接，以接收外部控制信号。至此完成了阵列基板中驱动阵列的制备。
当驱动结构3中的栅极303在外加的电压影响下，可以导通源极301和漏极202，从而使得电子流可以从源极301流向漏极302，导通源极301和漏极202之后，使得第二电极204可以接收到驱动电压/驱动电流，进而使得发光组件202可以发光。
可选的，在一个示例中，如图11所示，为了避免驱动阵列受到外界杂质的干扰从而影响应用该阵列基板的显示面板的显示效果，还可以在驱动这列上设置有第三保护层6，以将驱动阵列整体封装在LED发光阵列上，同时也实现了整个阵列基板的封装。
实施例二
基于实施例一提供的一种阵列基板，本申请实施例二还提供一种显示面板显示面板包括至少一个如实施例一提供的阵列基板和玻璃盖板7，玻璃盖板7设置在阵列基板上，玻璃盖板7用于保护阵列基板。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种阵列基板，所述阵列基板包括基板，其特征在于，所述基板(1)的表面内凹形成像素凹坑阵列，所述像素凹坑阵列中的每个像素凹坑中设置有发光结构(2)，所述基板(1)的表面设置有与所述发光结构(2)一一对应的驱动结构(3)；
所述发光结构(2)包括依次层叠设置的第一电极(201)、发光组件(202)、发光介质(203)和第二电极(204)，所述发光组件(202)分别与所述第一电极(201)和所述第二电极(204)连接，所述发光组件(202)通过所述第二电极(204)和所述驱动结构(3)相连，所述驱动结构(3)用于驱动所述发光组件(202)发光；
其中，所述驱动结构(3)位于所述发光结构(2)的出光侧，且所述驱动结构(3)和所述第二电极(204)分别位于所述发光介质(203)的一侧。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一电极(201)为形成于所述像素凹坑内表面的金属薄膜，所述发光组件(202)位于所述第一电极(201)上，所述第一电极能够反光。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述发光组件(202)包括依次设置的缓冲层(2021)、N型半导体层(2022)、发光层(2023)和P型半导体层(2024)；
所述缓冲层(2021)设置在所述第一电极(201)和所述N型半导体层(2022)之间，所述P型半导体层(2024)通过所述第二电极(204)和所述驱动结构(3)相连；所述N型半导体层(2022)和所述P型半导体层(2024)用于驱动所述发光层(2023)发光。
4.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述基板(1)上的各个所述发光结构(2)中的所述第一电极(201)为同一公共电极层。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述驱动结构(3)包括源极(301)、漏极(302)、栅极(303)、驱动阵列有源层(304)和栅极绝缘层(305)；
所述驱动阵列有源层(304)设置在所述源极(301)和所述漏极(302)之间，所述栅极绝缘层(305)设置在所述源极(301)、所述漏极(302)和所述驱动阵列有源层(304)上，所述栅极(303)设置在所述栅极绝缘层(305)上；
所述源极(301)和所述第二电极(204)相连。
6.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，所述基板(1)上的各个所述驱动结构(3)中的所述栅极绝缘层(305)为同一公共栅极绝缘层。
7.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括第一保护层(4)，所述第一保护层(4)设置在所述发光结构(2)和所述驱动结构(3)之间，所述第一保护层(4)用于将所述发光结构(2)密封在所述像素凹坑中；
所述第一保护层(4)上设置有第一过孔(401)，所述第二电极(204)穿过所述第一过孔(401)与所述P型半导体层(2024)连接。
8.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括第二保护层(5)，所述第二保护层(5)设置在所述发光组件(202)和所述发光介质(203)之间；
所述第二保护层(5)上设置有第二过孔(501)，所述第二电极(204)穿过所述第二过孔(501)与所述P型半导体层(2024)连接。
9.根据权利要求1-6任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括第三保护层(6)，所述第三保护层(6)设置在所述驱动结构(3)上，所述第三保护层(6)用于将所述驱动结构(3)封装在所述基板(1)上。
10.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括至少一个如权利要求1-9任一项所述的阵列基板和玻璃盖板(7)，所述玻璃盖板(7)用于保护所述阵列基板。
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