一种显示基板、显示面板及显示装置的制作方法

本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板、显示面板及显示装置。

背景技术：

LCD(Liquid Crystal Display的简称，液晶显示器)的主要构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，下基板玻璃(阵列基板)上设置TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)，上基板玻璃(彩膜基板)上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与电压改变，来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否，而达到显示目的。

随着人们的生活质量越来越高，用户对显示终端的轻薄要求也越来越高。普通的液晶显示器的结构主要包括：背光源和显示面板，其中，背光源主要包括LED灯、导光板、上下棱镜膜、扩散膜、DBEF(增亮膜)等，LED灯发出的水平白光，通过导光板向上传播，由于导光板上的反射颗粒大小和密度不均匀，需要扩散膜将出射光均匀化，避免人眼看到导光板上的颗粒。显示面板主要包括对盒的阵列基板和彩膜基板，及设置在阵列基板和彩膜基板之间的液晶分子，其中在阵列基板上还设有下偏光片、在彩膜基板上还设有上偏光片，这些结构共同影响着显示器的厚度。而现有技术中的液晶显示器的结构中背光源和偏光片外置，导致很难实现轻薄化，不利于液晶显示器的轻薄化。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种显示基板、显示面板及显示装置，其能够将背光内置，并省去下偏光片，有利于实现显示器的轻薄化。

本实用新型所提供的技术方案如下：

一种显示基板，包括：

衬底基板；

形成于所述衬底基板上的多条数据线和多条栅线，所述多条数据线和所述多条栅线相互交叉，而限定出多个像素区；

形成于所述衬底基板上的多个薄膜晶体管，在每一所述像素区内设置有一个所述薄膜晶体管；

位于所述衬底基板上的微LED阵列，所述微LED阵列包括多个微LED，每一所述微LED对应一个所述像素区设置；

以及，位于所述微LED阵列的出光侧的、用于将所述微LED出射的光线转换成线性偏振光的偏振转换层。

进一步的，所述微LED阵列包括呈阵列排布的多个微LED发光单元，每一所述微LED发光单元包括至少三个所述微LED，且每一所述微LED发光单元中的至少三个微LED分别发出能够混光成白光的不同颜色的单色光。

进一步的，所述偏振转换层包括位于每一所述微LED的发光面表面上的纳米金属线栅。

进一步的，所述显示基板还包括：位于所述衬底基板上、并覆盖所述微LED阵列的平坦层；其中所述多条栅线、所述多条数据线及所述薄膜晶体管均形成于所述平坦层上。

进一步的，所述微LED阵列还包括位于所述衬底基板上的LED电极走线，其中所述微LED阵列中的各微LED与所述LED电极走线连接。

进一步的，每一所述微LED发光单元至少包括：能够发出红光的红光微LED、能够发出绿光的绿光微LED以及能够发出蓝光的蓝光微LED。

一种显示面板，包括相对设置的第一基板和第二基板；及，设置在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；所述第一基板采用如上所述的显示基板。

进一步的，所述第二基板在面向所述第一基板的一侧形成有黑矩阵，所述黑矩阵限定出多个开口单元，且所述多个开口单元与所述第一基板上的多个像素区一一对应设置。

一种显示装置，包括如上所述的显示面板。

进一步的，所述显示装置还包括：位于所述第二基板的远离所述第一基板的一侧的偏光片，所述偏光片的透光轴方向与所述偏振转换层的透光轴方向相互垂直。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型所提供的显示基板，通过在衬底基板100上设置微LED阵列，并在微LED阵列的出光侧形成偏振转换层，以使得微LED阵列能够发出线性偏振光，来替代现有技术中外置的背光源和下偏光片，实现将背光源内置的目的，与传统的背光源外置的显示器相比，可以省去背光源中导光板等各结构以及显示基板在背光源入光一侧的下偏光片，从而可以降低显示器的厚度，有利于实现显示器的轻薄化。

附图说明

图1表示本实用新型实施例中所提供的显示基板的断面结构示意图；

图2表示本实用新型实施例中所提供的显示装置的断面结构示意图；

图3表示本实用新型实施例中所提供的显示基板的平面结构示意图；

图4表示本实用新型实施例中提供的显示基板的一个像素区的平面结构示意图；

图5表示图4中A-A向剖视图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

针对现有技术中液晶显示器的背光源外置，不利于轻薄化设计的技术问题，本实用新型提供了一种显示基板、显示面板及显示装置，能够将背光内置，并省去下偏光片，有利于实现显示器轻薄化。

如图1和图3所示，本实用新型所提供的显示基板包括：

衬底基板100；

形成于所述衬底基板100上的多条数据线200和多条栅线300，所述多条数据线200和所述多条栅线300相互交叉，而限定出多个像素区；

形成于所述衬底基板100上的多个薄膜晶体管400，在每一所述像素区内设置有一个所述薄膜晶体管400；

位于所述衬底基板100上的微LED阵列，所述微LED阵列包括多个微LED 500，每一所述微LED 500对应一个所述像素区设置；

以及，位于所述微LED阵列的出光侧、用于将所述微LED 500出射的光线转换成线性偏振光的偏振转换层。

本实用新型所提供的显示基板，通过在衬底基板100上设置微LED阵列，并在微LED阵列的出光侧形成偏振转换层，以使得微LED阵列能够发出线性偏振光，来替代现有技术中外置的背光源和下偏光片，实现将背光源内置的目的，与传统的背光源外置的显示器相比，可以省去背光源中导光板等各结构以及显示基板在背光源入光一侧的下偏光片，从而可以降低显示器的厚度，实现显示器的轻薄化。

其中需要说明的是，本实用新型所提供的显示基板可以是液晶显示屏的阵列基板，还可以是应用于其他显示器中的显示基板。

还需要说明的是，传统的LED芯片厚度约100-500微米，尺寸为100-1000微米，传统LED厚度大，难以做到阵列基板上；而微LED 500厚度只有5微米左右，LED电极走线厚度为0.2微米左右，可以制作在显示基板上，实现背光源内置，并将显示屏的像素间距从毫米级降低至微米级，从而可以用于液晶显示器高ppi显示产品。

此外，因现有技术中TFT-LCD非自发光的显示原理，导致液晶面板的穿透率约在7％以下，造成LCD光效很低；且白光LED的色饱和度差，导致大多LCD产品色域只有72％NTSC。

在本实用新型所提供的实施例中，优选的，如图1和图3所示，所述微LED阵列包括呈阵列排布的多个微LED发光单元，每一所述微LED发光单元包括至少三个所述微LED 500，且每一所述微LED发光单元中的至少三个微LED 500分别发出能够混光成白光的不同颜色的单色光。

采用上述方案，通过将微LED阵列中的各微LED 500按照像素排列设计的方式进行排布，使得每一微LED发光单元中的至少三个微LED 500分别发出不同颜色的单色光，例如：如图1和图3所示，每一微LED发光单元中包括能够分别发出红色单色光的第一微LED 500a、发出绿色单色光的第二微LED500b和发出蓝色单色光的第三微LED500c，且一个微LED 500正对一个像素区设置，如此，像素区的开口率不再影响透光率，可以做的很小，薄膜晶体管器件可以做大，有利于充电；且可以省去传统的液晶显示屏的彩膜基板上的彩膜，进一步有利于实现显示屏轻薄化；此外，微LED的发光半峰宽只有约20nm，色饱和度极高，色域有望达到120％NTSC以上。

此外，在本实用新型所提供的实施例中，优选的，所述偏振转换层包括位于每一所述微LED 500的发光面表面上的纳米金属线栅502。

采用上述方案，所述偏振转换层通过在每一微LED 500的发光面表面上制作的纳米金属线栅502来实现，纳米金属线栅502制作起来方便，且厚度薄，有利于显示器的轻薄化。

当然可以理解的是，所述偏振转换层还可以是采用其他结构来实现，只要能够将微LED 500发出的光转换为线性偏振光出射即可，例如：所述偏振转换层也可以采用偏振片实现，但是相较于纳米金属线栅，显示基板的厚度会较大。

此外，在本实用新型所提供的实施例中，优选的，如图1所示，所述微LED阵列还包括位于所述衬底基板100上的LED电极走线501，所述微LED阵列中的各微LED 500与所述LED电极走线501连接。其中，所述LED电极走线501可以与显示基板的驱动IC连接，以控制微LED阵列的发光状态。

此外，在本实用新型所提供的实施例中，优选的，如图1所示，所述显示基板还包括：位于所述衬底基板100上、并覆盖所述微LED阵列的平坦层600；其中所述多条栅线300、所述多条数据线200及所述薄膜晶体管400均形成于所述平坦层600上。其中，所述薄膜晶体管400的栅极401与对应的栅线300连接，所述薄膜晶体管的源极402与对应的数据线200连接，所述薄膜晶体管的漏极403与对应的像素电极404连接。

采用上述方案，可以将所述显示基板的衬底基板上制作好LED电极走线501、微LED阵列和纳米金属线栅502之后，再覆盖上一层平坦层600，在平坦层600上再制作形成显示基板的其他结构层，例如：如图4和图5所示，对于阵列基板来说，在衬底基板上形成LED电极走线501、微LED 500、纳米金属线栅502及平坦层600之后，再通过阵列基板的传统制造工艺来制作形成阵列基板的栅线300、数据线200及薄膜晶体管的栅极401、漏极403和源极402、以及栅极绝缘层101等其他结构层，其中LED电极走线501厚度约0.2微米左右，微LED 500厚度只有5微米左右，在平坦层600之上的其他结构层厚度约1.8微米左右。

具体地，本实用新型实施例中所提供的显示基板的制作方法如下：

首先，在衬底基板100上制作LED电极走线501；

然后，将微LED阵列芯片预先在其他衬底材料上生长完成，并在微LED500表面制作纳米金属线栅502，再转印到显示基板的衬底基板100上，并与显示基板的衬底基板100上的LED电极走线501相键合；

最后，在衬底基板100上制作平坦层600，并在平坦层600上形成所述多条栅线300、所述多条数据线200及所述薄膜晶体管400等结构层。

其中，在上述方法中，将微LED阵列芯片预先在其他衬底材料上生长形成，包括：将微LED阵列芯片在蓝宝石或硅晶片等晶格匹配的衬底材料上生长完成，然后通过物理方式(例如：激光切割方式)或化学方式(例如：化学腐蚀方式)，将微LED阵列芯片从衬底材料上剥离下来，再通过静电力或范德瓦尔斯力等作用力转印至显示基板的衬底基板之上；所述纳米金属线栅502可以通过纳米压印工艺制作形成。

具体地，在上述方法中，将微LED阵列芯片转印到显示基板的衬底基板100上时，可以利用STM表面贴装技术或COB板上芯片封装技术将各微LED500键合在显示基板的衬底基板100上，直接与阵列基板的衬底基板100上的LED电极走线501相连。

此外，本实用新型的实施例中还提供了一种显示面板，如图2所示，所述显示面板包括：相对设置的第一基板10和第二基板20；及，设置在所述第一基板10和所述第二基板20之间的液晶层30；其中，所述第一基板10为本实用新型实施例中所提供的显示基板。

需要说明的是，本实用新型实施例所提供的显示面板可以是液晶显示基板，所述第一基板可以为阵列基板，所述第二基板可以为彩膜基板。

本实用新型所提供的显示面板，通过在第二基板上设置微LED阵列，并在微LED阵列的出光侧形成偏振转换层，以使得微LED阵列能够发出线性偏振光，来替代现有技术中外置背光源和下偏光片，实现将背光源内置的目的，与传统的背光源外置的显示器相比，可以省去背光源中导光板等各结构以及显示面板的下偏光片，从而可以降低显示器的厚度，有利于实现显示器的轻薄化。

在本实用新型所提供的优选实施例中，如图2所示，在所述第一基板上，所述微LED阵列包括呈阵列排布的多个微LED发光单元，每一所述微LED发光单元包括至少三个所述微LED，且每一所述微LED发光单元中的至少三个微LED分别发出能够混光成白光的不同颜色的单色光；所述第二基板在面向所述第一基板的一侧形成有黑矩阵21，所述黑矩阵21限定出多个开口单元22，且所述多个开口单元22与所述第一基板10上的多个像素区一一对应设置。

采用上述方案，通过将微LED阵列中的各微LED 500按照像素排列设计的方式进行排布，使得每一微LED发光单元中的至少三个微LED 500分别发出不同颜色的单色光，例如：如图1和图3所示，每一微LED发光单元中包括能够分别发出红色单色光的第一微LED 500a、发出绿色单色光的第二微LED500b和发出蓝色单色光的第三微LED500c，且一个微LED 500正对一个像素区设置，如此，像素区的开口率不再影响透光率，可以做的很小，薄膜晶体管器件可以做大，有利于充电；且对于第二基板来说，无需制作彩膜，也就是说，省去了传统的液晶显示屏的彩膜基板上的彩膜，进一步有利于实现显示屏轻薄化；此外，微LED的发光半峰宽只有约20nm，色饱和度极高，色域有望达到120％NTSC以上。

此外，本实用新型的实施例中还提供了一种显示装置，包括本实用新型实施例中所提供的显示面板。

在本实用新型所提供的优选实施例中，如图2所示，所述显示装置还包括：位于所述第二基板的远离所述第一基板的一侧的偏光片700，所述偏光片700的透光轴方向与所述偏振转换层的透光轴方向相互垂直。

采用上述方案，微LED 500的出光侧的纳米金属线栅502的线栅方向与上偏振片的偏振方向垂直，保证由所述微LED 500发射出去的线性偏振光经过液晶旋光后，能顺利穿过上偏振片。其中上偏光片可以采用传统偏光片，也可以采用纳米金属线栅502。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。