显示基板、显示面板及其制备方法与流程

1.本发明属于触控显示技术领域，具体涉及一种显示基板、显示面板及其制备方法。


背景技术：

2.micro led显示器(micro light
‑
emitting diode，微发光二极管，指以自发光的微米量级的led为发光像素单元，将其组装到驱动面板上形成高密度led阵列的显示技术)为无机发光材料发光，具有发光效率高、寿命长、可靠性高等的优点，被广泛关注。为了制作全彩的micro led显示器，需要把红、绿、蓝三种颜色的micro led从各自的生长基板上拾取并转移至相应的显示基板上。但由于红光micro led目前生长较为困难，亮度较低，所以一般采用色转换层将蓝光micro led发出的光进行色转换，以制得全彩显示器。
3.micro led显示器中色转换层经常容易遭受水汽的入侵，同时，色转换层容易受到micro led发光时发热的影响，这些都直接影响色转换层乃至micro led显示器的寿命。目前有通过有机材料对色转换层形成散热保护，但其散热效果也不是很有效。


技术实现要素：

4.本发明针对上述色转换层易受水汽入侵和受热影响micro led显示器寿命的问题，提供一种显示基板、显示面板及其制备方法。该显示基板，通过使色转换层位于缓冲层的开口中，缓冲层能够起到很好的保护色转换层免受水汽入侵损坏以及免受发光单元发出热量损坏的作用，从而能够确保色转换层的寿命，进而确保显示基板的寿命。
5.本发明提供一种显示基板，包括基底，设置在所述基底上方的多个发光单元；
6.所述发光单元包括外延层、缓冲层、第一电极和色转换层，所述外延层和所述缓冲层依次远离所述基底叠置；
7.所述缓冲层中开设有开口，所述第一电极和所述色转换层位于所述开口中；所述第一电极与所述开口处裸露的所述外延层接触；所述色转换层位于所述第一电极的背离所述外延层的一侧。
8.可选地，所述开口在所述基底上的正投影落入所述外延层在所述基底上的正投影内；
9.所述色转换层在所述外延层上的正投影覆盖所述第一电极在所述外延层上的正投影。
10.可选地，所述开口在所述基底上的正投影尺寸小于所述外延层在所述基底上的正投影尺寸；
11.所述第一电极和所述色转换层在所述外延层上的正投影尺寸小于或等于所述开口在所述外延层上的正投影尺寸。
12.可选地，所述色转换层的背离所述第一电极的一侧表面与所述缓冲层的背离所述外延层的一侧表面平齐；
13.或者，所述色转换层的背离所述第一电极的一侧表面与所述外延层的背离所述基
底的一侧表面之间的距离小于所述缓冲层的背离所述外延层的一侧表面与所述外延层的背离所述基底的一侧表面之间的距离。
14.可选地，所述缓冲层在所述基底上的正投影边缘与所述外延层在所述基底上的正投影边缘重合。
15.可选地，所述缓冲层的材料包括氮化镓或氮化铝；
16.所述色转换层的材料包括量子点色转换材料；
17.所述外延层采用发蓝光的外延层材料。
18.本发明还提供一种显示面板，包括上述显示基板；
19.还包括第二电极，位于所述显示基板中外延层的靠近基底的一侧，且所述第二电极与所述外延层接触。
20.可选地，所述显示基板中多个发光单元排布呈阵列；
21.每列所述发光单元的第一电极通过一条第一引线连接并引出；
22.每行所述发光单元的所述第二电极通过一条第二引线连接并引出。
23.可选地，还包括透明绝缘层和平坦层；
24.所述透明绝缘层包覆各个所述发光单元的背离所述基底的一侧；
25.所述平坦层设置于所述透明绝缘层的背离所述发光单元的一侧。
26.本发明还提供一种上述显示面板的制备方法，括：在蓝宝石衬底上依次生长缓冲层和外延层；
27.将所述外延层和所述缓冲层转移到暂态基板上；
28.将所述缓冲层和所述外延层刻蚀形成阵列，并在所述缓冲层中刻蚀形成开口；
29.制备第一电极的图形；
30.制备色转换层的图形；其中，所述外延层和所述缓冲层阵列及所述缓冲层开口中的所述第一电极的图形和所述色转换层的图形构成发光单元阵列；
31.将所述暂态基板上的所述发光单元阵列转移至形成第二电极的基底上，并使所述外延层与所述第二电极接触；
32.制备透明绝缘层的图形；
33.制备平坦层。
34.本发明的有益效果：本发明所提供的显示基板，通过使色转换层位于缓冲层的开口中，缓冲层能够起到很好的保护色转换层免受水汽入侵损坏以及免受发光单元发出热量损坏的作用，从而能够确保色转换层的寿命，进而确保显示基板的寿命。
35.本发明所提供的显示面板，通过采用上述显示基板，在不增加制备工艺难度的情况下，不仅能确保其实现彩色显示，而且能确保其寿命。本发明所提供的显示面板的制备方法，在转移前制备色转换层能有效节约制备工艺时间，提高显示面板的制备效率。
附图说明
36.图1为本发明实施例中显示基板的结构剖视示意图；
37.图2为本发明实施例中显示基板的另一种结构剖视示意图；
38.图3为本发明实施例中显示面板的结构剖视示意图；
39.图4为本发明实施例显示面板中发光单元接线的结构俯视示意图；
40.图5为本发明实施例中显示面板的制备过程示意图。
41.其中附图标记为：
42.1、基底；2、发光单元；21、外延层；22、缓冲层；220、开口；23、第一电极；24、色转换层；241、红色量子点层；242、绿色量子点层；243、散射粒子层；3、第二电极；4、第一引线；5、第二引线；6、透明绝缘层；7、平坦层；8、蓝宝石衬底；9、暂态基板。
具体实施方式
43.为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明一种显示基板、显示面板及其制备方法作进一步详细描述。
44.针对目前存在的色转换层易受水汽入侵和受热影响micro led显示器寿命的问题，本发明实施例提供一种显示基板，如图1所示，包括基底1，设置在基底1上方的多个发光单元2；发光单元2包括外延层21、缓冲层22、第一电极23和色转换层24，外延层21和缓冲层22依次远离基底1叠置；缓冲层22中开设有开口220，第一电极23和色转换层24位于开口220中；第一电极23与开口220处裸露的外延层21接触；色转换层24位于第一电极23的背离外延层21的一侧。
45.本实施例中，发光单元2可以是micro led、mini led或者led器件，该显示基板可以作为led显示面板制备过程中的一个中间基板进行流转。
46.通过使色转换层24位于缓冲层22的开口220中，缓冲层22能够起到很好的保护色转换层24免受水汽入侵损坏以及免受发光单元2发出热量损坏的作用，从而能够确保色转换层24的寿命，进而确保显示基板的寿命。
47.其中，缓冲层22的材料包括氮化镓或氮化铝。氮化镓的热导率是130w/(m
·
k)；有机材料的散热保护层(如硅胶)的热导率为1
‑
3w/(m
·
k)；上述材料的缓冲层22相比于目前采用的有机材料的散热保护层，上述材料的缓冲层22能够更好地对水汽和热量进行隔绝阻挡，从而能够起到更好的保护色转换层24免受水汽入侵损坏以及免受发光单元2发出热量损坏的作用。色转换层24的材料包括量子点色转换材料。外延层21采用发蓝光的外延层材料，该发蓝光的外延层材料为led通常采用的外延材料，这里不再赘述。如此避免了生长较为困难的发红光的外延层材料的生长，从而降低了制备工艺难度，同时还能提升显示基板的显示亮度。色转换层24包括红色量子点层241、绿色量子点层242和散射粒子层243，不同颜色的量子点层分别对应位于不同发光单元2的出光侧，从而能够实现该显示基板的彩色显示。可选地，散射粒子层也可以不设置。
48.可选地，开口220在基底1上的正投影落入外延层21在基底1上的正投影内；色转换层24在外延层21上的正投影覆盖第一电极23在外延层21上的正投影。其中，由于第一电极23覆盖的外延层21区域为发光单元2的有效发光区域，所以色转换层24的上述设置能够将发光单元2的有效发光区域进行完全覆盖，从而更好地实现显示基板的彩色显示。
49.可选地，开口220在基底1上的正投影尺寸小于外延层21在基底1上的正投影尺寸；如此能够确保第一电极23在基底1上的正投影尺寸小于外延层21的尺寸，从而提升发光单元2的电流密度，增强发光单元2的发光性能。第一电极23和色转换层24在外延层21上的正投影尺寸小于或等于开口220在外延层21上的正投影尺寸。第一电极23在外延层21上的正投影尺寸小于开口220在外延层21上的正投影尺寸，能进一步减小第一电极23的尺寸，从而
进一步提升发光单元2的电流密度，增强发光单元2的发光性能。色转换层24在外延层21上的正投影尺寸小于或等于开口220在外延层21上的正投影尺寸，能确保色转换层24完全处于开口220中，从而进一步确保色转换层24免受水汽入侵损坏以及免受发光单元2发出热量损坏，进而能够进一步确保色转换层24的寿命和显示基板的寿命。
50.可选地，色转换层24的背离第一电极23的一侧表面与缓冲层22的背离外延层21的一侧表面平齐。如此能确保色转换层24完全处于开口220中，从而确保色转换层24免受水汽入侵损坏以及免受发光单元2发出热量损坏，进而确保色转换层24的寿命和显示基板的寿命。
51.可选地，如图2所示，色转换层24的背离第一电极23的一侧表面与外延层21的背离基底1的一侧表面之间的距离h1小于缓冲层22的背离外延层21的一侧表面与外延层21的背离基底1的一侧表面之间的距离h2。如此能确保色转换层24完全处于开口220中，从而进一步确保色转换层24免受水汽入侵损坏以及免受发光单元2发出热量损坏，进而能够进一步确保色转换层24的寿命和显示基板的寿命。
52.可选地，缓冲层22在基底1上的正投影边缘与外延层21在基底1上的正投影边缘重合。如此便于形成显示基板上的发光单元2阵列，以实现显示基板的正常画面显示；同时还节约制备材料成本。当然，缓冲层22与外延层21的正投影边缘不重合也可以。
53.可选地，基底1可以采用玻璃或者有机树脂材料等材料。第一电极23采用透明导电材料，如氧化铟锡，如此使得位于发光单元2出光侧的第一电极23并不会阻挡发光单元2的光线出射。
54.本实施例中所提供的显示基板，通过使色转换层位于缓冲层的开口中，缓冲层能够起到很好的保护色转换层免受水汽入侵损坏以及免受发光单元发出热量损坏的作用，从而能够确保色转换层24的寿命，进而确保显示基板的寿命。
55.本发明实施例还提供一种显示面板，如图3所示，包括上述实施例中的显示基板；还包括第二电极3，位于显示基板中外延层21的靠近基底1的一侧，且第二电极3与外延层21接触。
56.其中，第二电极3、外延层21和第一电极23构成发光单元2。发光单元2的发光原理为：发光单元2为pn结结构，具有单向导电性；第二电极3为该pn结结构的p区，第一电极23为该pn结结构的n区；当给发光单元2加上正向电压后，从p区注入到n区的空穴和由n区注入到p区的电子，在pn结附近数微米内分别与n区的电子和p区的空穴复合，产生自发辐射的荧光，从而发光。
57.可选地，第二电极3在基底1上的正投影与外延层21在基底1上的正投影重合。
58.可选地，如图4所示，显示基板中多个发光单元2排布呈阵列；每列发光单元2的第一电极通过一条第一引线4连接并引出；每行发光单元2的第二电极通过一条第二引线5连接并引出。发光单元2的这种连接方式不仅适用于无源驱动模式的led显示面板，而且适用于有源驱动模式的led显示面板。无源驱动模式下，多条第一引线4和多条第二引线5同时给信号，可以实现画面的静态显示。有源驱动模式下，基底1上还设置有驱动电路，如薄膜晶体管驱动电路，该驱动电路可以通过逐行扫描实现对每一个发光单元进行独立驱动，如此实现画面的动态显示。
59.可选地，如图3所示，显示面板还包括透明绝缘层6和平坦层7；透明绝缘层6包覆各
个发光单元2的背离基底1的一侧；平坦层7设置于透明绝缘层6的背离发光单元2的一侧。
60.其中，透明绝缘层6采用氧化硅、氮化硅或是氧化硅和氮化硅的复合膜材料。该无机的透明绝缘层6能够对发光单元2形成很好的阻隔水汽入侵的作用，从而很好地保护发光单元2免受水汽损坏，确保其寿命；同时，透明绝缘层6的材料透明，还不会影响发光单元2的出光。平坦层7采用有机树脂材料。平坦层7能做的较厚，有利于显示面板的显示出光面平坦。
61.该显示面板，通过采用上述实施例中的显示基板，在不增加制备工艺难度的情况下，不仅能确保其实现彩色显示，而且能确保其寿命。
62.基于显示面板的上述结构，本实施例还提供一种该显示面板的制备方法，如图5所示，包括：
63.步骤s01：在蓝宝石衬底8上依次生长缓冲层22和外延层21。
64.该步骤中，缓冲层22先生长于蓝宝石衬底8上，能够提高外延层21和蓝宝石之间的晶格匹配度，从而使外延层21能够更好地生长成膜。缓冲层22和外延层21的生长可以采用传统等离子体物理气相沉积工艺，具体不再赘述。
65.步骤s02：将外延层21和缓冲层22转移到暂态基板9上。
66.该步骤中，通过激光剥离将外延层21与蓝宝石衬底8相互剥离；转移到暂态基板9上之后，外延层21与暂态基板9相接触。
67.步骤s03：将缓冲层22和外延层21刻蚀形成阵列，并在缓冲层22中刻蚀形成开口220。
68.该步骤可以通过两种不同的工艺方法完成；一种为：参照图5，先将缓冲层22和外延层21通过一次干刻工艺形成阵列；再通过一次干刻工艺在缓冲层22中形成开口220；另一种为：采用半色调掩膜板、通过一次曝光干刻工艺同时形成缓冲层及其中开口的图形。具体工艺均为比较成熟的传统工艺，这里不再赘述。
69.这里需要说明的是，传统制备工艺中，将外延层21和缓冲层22转移到暂态基板9上之后，由于缓冲层22没有什么作用，所以会将缓冲层22去除，而本发明实施例中，对缓冲层22进行保留并再利用，使其对后续形成的色转换层起到很好的防止水汽入侵和热量损坏的保护作用，使色转换层的保护无需再额外形成其他保护层进行保护，从而不仅降低了色转换层的保护成本，而且降低了显示面板的制备工艺成本和材料成本，提高了显示面板的寿命。
70.步骤s04：制备第一电极23的图形。
71.该步骤中，通过传统构图工艺(包括成膜、曝光、显影、刻蚀等步骤)形成第一电极23的图形。
72.步骤s05：制备色转换层24的图形。其中，外延层21和缓冲层22阵列及缓冲层22开口中的第一电极23的图形和色转换层24的图形构成发光单元2阵列。
73.该步骤中，色转换层24采用喷墨打印方法制备。具体为：红色量子点层241通过喷墨打印红色量子点色转换材料形成；绿色量子点层242通过喷墨打印绿色量子点色转换材料形成；散射粒子层243通过喷墨打印散射粒子层材料形成。
74.步骤s06：将暂态基板9上的发光单元2阵列转移至形成第二电极3的基底1上，并使外延层21与第二电极3接触。
75.该步骤中，可以通过巨量转移的方法将暂态基板9上的发光单元2转移至基底1上，从而形成显示面板中的发光单元2阵列。
76.需要说明的是，通过在暂态基板9上先制备色转换层24，然后再对完成色转换层制备的发光单元2进行转移，相对于目前的转移后再制备色转换层的方案，由于转移前能够通过一次工艺制备母板上所有发光单元2的同一种颜色的色转换层，而如果转移后再制备色转换层，则每一片显示面板(即子板)上的发光单元2需要分别单独通过一次工艺制备同一种颜色的色转换层，所以本实施例中的制备方法在转移前制备色转换层能有效节约制备工艺时间，提高显示面板的制备效率。
77.其中，暂态基板9可以是与基底1相同的基板，如玻璃基板或者有机树脂材料的硬质基板。
78.步骤s07：制备透明绝缘层6的图形。
79.该步骤中，通过化学气相沉积的方法制备透明绝缘层6。
80.步骤s08：制备平坦层7。
81.该步骤中，通过膜层涂敷、曝光、显影的方法制备平坦层7。
82.本实施例中显示面板的制备方法，通过在暂态基板上先制备各种颜色的色转换层，然后再对完成色转换层制备的发光单元进行转移，相对于目前的转移后再制备色转换层的方案，由于转移前能够通过一次工艺制备母板上所有发光单元的同一种颜色的色转换层，而如果转移后再制备色转换层，则每一片显示面板(即子板)上的发光单元需要分别单独通过一次工艺制备同一种颜色的色转换层，所以本实施例中的制备方法在转移前制备色转换层能有效节约制备工艺时间，提高显示面板的制备效率。
83.本发明所提供的显示面板可以为micro led面板、micro led电视、mini led面板、mini led电视、led面板、led电视、显示器、手机、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
84.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。