显示基板、显示面板及其制备方法和显示装置与流程

本公开涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板及其制备方法、显示面板及其制备方法和显示装置。

背景技术：

液晶显示器(缩写为lcd)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(阵列基板)上设置薄膜晶体管(缩写为tft)，上基板(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，从而控制每个像素的偏振光的出射。

普通的液晶显示器的结构主要包括：背光源和显示面板。例如，背光源主要包括光源、导光板、上下棱镜膜、扩散膜、增亮膜等，光源发出的白光，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。在普通的液晶显示器中，由于需要设置背光源和偏光片，导致很难实现液晶显示器的轻薄化。

技术实现要素：

为了解决上述问题的至少一个方面，本公开提供一种显示基板及其制备方法、显示面板及其制备方法和显示装置。

在一个方面，提供一种显示基板，包括：衬底基板，所述衬底基板具有多个像素区；和设置于所述衬底基板的多个偏振发光部件，所述多个偏振发光部件分别位于所述多个像素区中，其中，每一个偏振发光部件包括：微发光二极管；和位于所述微发光二极管的出光侧的第一光偏振构件，用于将所述微发光二极管出射的光转换成线性偏振光，并且其中，位于一个像素区中的偏振发光部件的微发光二极管出射的光的颜色与位于与该像素区相邻的任一个像素区中的偏振发光部件的微发光二极管出射的光的颜色相同。

可选地，所述第一光偏振构件包括金属线栅偏振构件，所述金属线栅偏振构件位于所述微发光二极管的出光面上。

可选地，位于每一个像素区中的偏振发光部件的微发光二极管出射的光均为蓝光。

可选地，所述显示基板还包括：设置于所述衬底基板的多个薄膜晶体管，所述多个薄膜晶体管分别位于所述多个像素区中，其中，位于同一像素区中的所述薄膜晶体管和所述微发光二极管在所述衬底基板上的正投影彼此不重叠。

在另一方面，提供一种显示面板，包括上述任一段所述的显示基板。

可选地，所述显示面板还包括：与所述显示基板的衬底基板相对设置的对向基板；和夹设在所述显示基板的衬底基板和所述对向基板之间的液晶层。

可选地，所述显示面板还包括：设置于所述对向基板的光学元件层，用于将所述微发光二极管出射的光转换成不同颜色的光或允许所述微发光二极管出射的光透过。

可选地，所述光学元件层包括量子点。

可选地，所述像素区包括第一像素区、第二像素区和第三像素区，所述第一像素区和所述和第三像素区均与所述第二像素区相邻，其中，所述光学元件层包括位于所述第一像素区中的第一量子点、位于所述第二像素区中的第二量子点和位于所述第三像素区中的透光层，所述第一量子点和所述第二量子点在所述微发光二极管出射的光激发下出射的光的颜色不同。

可选地，所述微发光二极管出射的光为蓝光，所述第一量子点为在蓝光激发下发出红光的红光量子点，所述第二量子点为在蓝光激发下发出绿光的绿光量子点。

可选地，所述显示面板还包括：设置于所述对向基板的第二光偏振构件，其中，所述第二光偏振构件包括设置于所述对向基板背向所述显示基板的表面上的金属线栅偏振构件。

可选地，所述显示基板包括设置于所述衬底基板的多个薄膜晶体管，并且，所述光学元件层在所述衬底基板上的正投影覆盖所述薄膜晶体管和所述微发光二极管两者在所述衬底基板上的正投影。

在又一方面，提供一种显示装置，包括上述任一段所述的显示面板。

在再一方面，提供一种显示基板的制备方法，包括：

预先在晶圆上生长出微发光二极管阵列；

通过纳米压印工艺，在所述微发光二极管阵列中的各个微发光二极管的出光面上形成金属线栅偏振构件，以形成偏振发光部件阵列；和

通过巨量转印工艺将所述偏振发光部件阵列转印到衬底基板上，以形成显示基板，

其中，所述微发光二极管阵列中的各个微发光二极管出射的光的颜色相同。

在再一方面，提供一种显示面板的制备方法，包括：

根据上述制备方法制备显示基板；

在对向基板上形成光学元件层；

通过纳米压印工艺在所述对向基板背向所述光学元件层的表面上形成金属线栅偏振构件；和

将所述显示基板与所述对向基板对盒，以形成显示面板。

根据本公开的各个方面，提出一种显示基板及其制备方法、显示面板及其制备方法和显示装置，有利于降低显示装置的厚度，实现显示装置的轻薄化。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1是根据本公开实施例的显示基板的截面示意图；

图2是根据本公开实施例的显示基板的平面示意图；

图3是根据本公开实施例的显示面板的截面示意图；

图4是根据本公开实施例的显示面板的平面示意图；

图5是根据本公开实施例的显示基板沿图2中的线aa’截取的截面图；

图6是根据本公开实施例的显示基板的制备方法的流程图；

图7是根据本公开实施例的显示面板的制备方法的流程图；和

图8是根据本公开实施例的显示装置的示意图。

需要注意的是，为了清晰起见，在用于描述本发明的实施例的附图中，层、结构或区域的尺寸可能被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。

需要说明的是，本文中所述的“在……上”、“在……上形成”和“设置在……上”可以表示一层直接形成或设置在另一层上，也可以表示一层间接形成或设置在另一层上，即两层之间还存在其它的层。

需要说明的是，虽然术语“第一”、“第二”等可以在此用于描述各种部件、构件、元件、区域、层和/或部分，但是这些部件、构件、元件、区域、层和/或部分不应受到这些术语限制。而是，这些术语用于将一个部件、构件、元件、区域、层和/或部分与另一个相区分。因而，例如，下面讨论的第一部件、第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或第一部分可以被称为第二部件、第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二部分，而不背离本公开的教导。

本文中所采用的术语“微发光二极管”，在本领域中又被称为microled或μled，从尺寸上看，传统的发光二极管(led)的尺寸为100-1000微米；微发光二极管的尺寸可以缩小到传统的发光二极管的1/100，通常，微发光二极管的尺寸可以在100微米以下。

如图1和图2所示，根据本公开实施例的显示基板100可以包括：衬底基板10；和设置于衬底基板10上的多条数据线40和多条栅线50，多条数据线40和多条栅线50相互交叉，限定出多个像素区px。

如图1和图2所示，显示基板100还可以包括：设置于衬底基板10的多个薄膜晶体管60。例如，可以在每一像素区px内设置一个薄膜晶体管60，这样，在衬底基板10上形成薄膜晶体管阵列。

如图1和图2所示，显示基板100还可以包括设置于衬底基板10上的偏振发光部件200。显示基板100可以包括多个偏振发光部件200，例如，可以在每一像素区px内设置一个偏振发光部件200，这样，在衬底基板10上形成偏振发光部件阵列。

例如，每一个偏振发光部件200可以包括微发光二极管70和第一光偏振构件80。微发光二极管70用于发出光，第一光偏振构件80可以位于微发光二极管阵列的出光侧，用于将微发光二极管70出射的光转换成线性偏振光。在本公开的一些实施例中，第一光偏转构件80可以为线栅偏振构件，例如，金属线栅偏振构件。多个第一光偏振构件80可以与多个微发光二极管70一一对应。例如，每一个第一光偏转构件80可以位于对应的微发光二极管70的发光面上。通过这样的方式，可以将微发光二极管与光偏振构件集成为一个独立的偏振发光部件，有利于提高显示基板中的器件的集成度和小型化，从而有利于显示基板的轻薄化。具体地，可以通过在每个微发光二极管70的发光面上制作金属线栅来实现发出偏振光的微发光二极管，金属线栅制作起来方便，且厚度薄，更有利于显示基板的轻薄化。

如图1所示，每一个偏振发光部件200的微发光二极管70设置于衬底基板10上，该偏振发光部件200的第一光偏振构件80设置于微发光二极管70远离衬底基板10的一侧，即，微发光二极管70设置在衬底基板10与第一光偏振构件80之间。以此方式，将第一光偏振构件80设置在微发光二极管70的出光侧，用于将微发光二极管70出射的光转换成线性偏振光。

在根据本公开实施例的显示基板中，通过在衬底基板10上设置偏振发光部件200，使得偏振发光部件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，与传统的背光源外置的显示装置相比，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，从而可以降低显示装置的厚度，实现显示装置的轻薄化。

在本公开的实施例中，多个像素区px中的微发光二极管70发出的光的波长基本相同，即，多个像素区px中的微发光二极管70出射的光的颜色相同。具体地，位于一个像素区px中的微发光二极管70出射的光的颜色与位于与该像素区相邻的任一个像素区px中的微发光二极管70出射的光的颜色相同。例如，每一个像素区px中的微发光二极管70可以为发蓝光的微发光二极管。

发明人经研究发现，在制造微发光二极管显示面板时，通常预先在晶圆上生长微发光二极管阵列，然后将微发光二极管阵列通过巨量转移(masstransfer)工艺转移至基板上。为了实现彩色显示，一般需要将多种颜色的微发光二极管(例如红色微发光二极管、绿色微发光二极管和蓝色微发光二极管)通过巨量转移工艺转移至基板上。相比较而言，在本公开实施例的显示基板中，在衬底基板上的多个微发光二极管可以为同一种颜色的微发光二极管，这样，只需要将单色的微发光二极管(例如蓝色微发光二极管)通过巨量转移工艺转移至基板上，可以降低巨量转移工艺的难度，提高转移效率，并且提高产品良率。

如图1和图2所示，多个偏振发光部件200可以与多个薄膜晶体管60一一对应，具体地，多个微发光二极管70可以与多个薄膜晶体管60一一对应。例如，可以在每一个像素区px内设置一个偏振发光部件200和一个薄膜晶体管60，即，可以在每一个像素区px内设置一个微发光二极管70和一个薄膜晶体管60。如图所示，位于同一个像素区px内的微发光二极管70和薄膜晶体管60在衬底基板10上的正投影彼此不重叠。这样，薄膜晶体管60并不在微发光二极管70的出光路径上，所以，薄膜晶体管60不会遮挡微发光二极管70出射的光。通过这样的设置方式，保证薄膜晶体管不会对像素区的开口率造成影响，不仅增大了开口率，还可以灵活设置薄膜晶体管的尺寸和位置，例如，可以增大薄膜晶体管的尺寸，以提高薄膜晶体管的充电速度。

如图1所示，显示基板100还可以包括位于衬底基板10上的发光二极管电极走线71，所述微发光二极管阵列中的各个微发光二极管70与发光二极管电极走线71电连接。发光二极管电极走线71还可以与显示基板的驱动ic连接，以控制微发光二极管阵列的发光状态。

如图1所示，显示基板100还可以包括覆盖薄膜晶体管60和偏振发光部件200的平坦化层120。

需要说明的是，根据本公开实施例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装置中的显示基板。

如图3和图4所示，根据本公开实施例的显示面板300可以包括：根据上述实施例的显示基板100；与显示基板100的衬底基板10相对设置的对向基板20；以及夹设在显示基板100的衬底基板10和对向基板20之间的液晶层30。

应该理解，由于显示基板300包括上述显示基板100，所以，显示基板300应该具有上述显示基板100具有的所有结构和优点，在此不再赘述。

如图3所示，显示面板300还可以包括：设置于对向基板20的光学元件层90，光学元件层90用于将微发光二极管70出射的光转换成不同颜色的光或允许微发光二极管70出射的光透过。例如，光学元件层90可以包括量子点(qd)。在图示的实施例中，光学元件层90可以设置在对向基板20面向衬底基板10的一侧。

如图3所示，显示面板300还可以包括：设置于对向基板20的第二光偏振构件110。第二光偏振构件110可以位于对向基板20背向光学元件层90的表面上，用于将光学元件层90出射的光转换成线性偏振光。在本公开的一些实施例中，第二光偏振构件110可以为线栅偏振构件，例如，金属线栅偏振构件。通过这样的方式，可以更有利于实现显示面板的轻薄化。

例如，第二光偏振构件110的透光轴方向可以与第一光偏振构件80的透光轴方向不同，例如二者可以相互垂直。以此方式，由微发光二极管70发射出的线性偏振光经过液晶旋光后，能顺利穿过第二光偏振构件110。这样，通过控制液晶层中液晶分子的偏转状态，可以控制各个像素区的灰阶。

在本公开的一些实施例中，光学元件层90可以包括光学胶901和荧光粒子903(例如荧光粉或量子点)。荧光粉可以为红色荧光粉、绿色荧光粉和蓝色荧光粉的组合，或者红色荧光粉和绿色荧光粉的组合；或者黄色荧光粉。例如，荧光粉的材料可以包括铝酸盐系列的荧光粉、硅酸盐系列的荧光粉、氟化物系列的荧光粉或者氮氧化物系列的荧光粉。例如，量子点可以包括受蓝光激发后发出红光的红光量子点和/或受蓝光激发后发出绿光的绿光量子点。荧光粉和/或量子点903可以掺杂(例如均匀分布)于光学胶901中，以形成光学元件层90。

例如，微发光二极管70可以为发出蓝光的微发光二极管，光学元件层90可以包括光学胶、受蓝光激发后发出红光的红光量子点和受蓝光激发后发出绿光的绿光量子点。具体地，如图3和图4所示，多个像素区px可以包括第一像素区(例如红色像素区r)、第二像素区(例如绿色像素区g)和第三像素区(例如蓝色像素区b)，所述第一像素区和所述和第三像素区均与所述第二像素区相邻。在红色像素区r中，光学元件层90可以包括受蓝光激发后发出红光的红光量子点。在绿色像素区g中，光学元件层90可以包括受蓝光激发后发出绿光的绿光量子点。在蓝色像素区b中，光学元件层90可以包括透明光学胶，即，光学元件层90为透光层。在该示例性的实施例中，微发光二极管70响应于电流驱动信号发出蓝光，分别激发红色像素区r中的红光量子点和绿色像素区g中的绿光量子点发出红光、蓝光，这样，蓝光、红光和绿光混合以实现彩色显示。

发明人经研究发现，现有的生长微发光二极管的工艺制造出来的不同颜色的微发光二极管的光效不一样，蓝色微发光二极管的光效可以达到40％，绿色微发光二极管的光效可以达到20-30％，红色微发光二极管的光效仅为10％，这样，在采用三色(r/g/b)微发光二极管的显示面板中，会出现光效低以及发光不均匀的问题。在根据本公开实施例的显示面板中，采用单色(例如蓝色)微发光二极管+量子点的结构，可以充分利用蓝色微发光二极管的光效高的优点，提高显示面板的整体光效。

另外，在本公开的实施例中，可以通过调节量子点的粒径大小，使得光学元件层90可以发出其它颜色的光。例如，可以通过调节量子点的粒径大小，使得光学元件层90发出黄光(y)。这样，可以通过调节量子点的粒径大小，容易地实现多种颜色(例如r/g/b/y)，以实现rgb/rgby等多种颜色组合，从而可以提高显示面板的色域。

如图3和图4所示，光学元件层90在衬底基板10上的正投影可以覆盖薄膜晶体管60和微发光二极管70两者在衬底基板10上的正投影。具体地，在每一个像素区px中，光学元件层90在衬底基板10上的正投影可以覆盖对应的薄膜晶体管60和对应的微发光二极管70两者在衬底基板10上的正投影。在本公开的实施例中，由于薄膜晶体管60并不在微发光二极管70的出光路径上，使得薄膜晶体管60不会遮挡微发光二极管70出射的光，所以，每一个像素区px中的光学元件层90可以设置得足够大，使得每一个像素区的开口率足够大。即，可以保证薄膜晶体管不会对像素区的开口率造成影响，不仅增大了开口率，还可以灵活设置薄膜晶体管的尺寸和位置。

例如，显示面板300还可以包括：设置于对向基板20面向衬底基板10一侧的黑矩阵130，黑矩阵130用于将各个像素区px隔开，以避免各个像素区px混光。

如图4和图5所示，薄膜晶体管60的栅极61与对应的栅线50电连接，源极62与对应的数据线40电连接，漏极63与显示面板的像素电极140电连接。

在本公开实施例的显示面板中，通过设计电路可以实现对单个微发光二极管的寻址驱动，实现局部调光(localdimming)的效果，能改善显示面板的对比度，增强显示效果。

本公开的实施例还提供一种显示基板的制备方法，参照图图1、5和图6，显示基板的制备方法可以按照以下步骤执行。

在步骤s1中，在衬底基板10上制作发光二极管电极走线71。

在步骤s2中，预先在晶圆上生长出微发光二极管阵列。在该步骤中，微发光二极管阵列中的各个微发光二极管出射的光的颜色相同。

在步骤s3中，在微发光二极管阵列中的各个微发光二极管的出光面上形成第一光偏振构件80，以形成偏振发光部件阵列。

在步骤s4中，将包括第一光偏振构件80和微发光二极管70的偏振发光部件阵列转印到衬底基板10上，并与衬底基板10上的发光二极管电极走线71电连接。

例如，可以预先在晶圆上生长出蓝色微发光二极管阵列，然后通过纳米压印工艺在各个蓝色微发光二极管的出光面上形成纳米金属线栅，以形成偏振发光部件200，接着，通过巨量转印工艺将偏振发光部件200转印到衬底基板10上。

例如，巨量转移工艺可以基于精准抓取(finepick/place)、选择性释放(selectiverelease)、自组装(self-assembly)、转印(rollprinting)等技术，再例如，精准抓取技术可以利用静电力、凡德瓦力或磁力实现精准抓取和放置微发光二极管或偏振发光部件。

例如，在预先在晶圆上生长出蓝色微发光二极管阵列的步骤中，可以在蓝宝石或硅晶片等晶格匹配的衬底材料上生长出蓝色微发光二极管阵列芯片，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)，将微发光二极管阵列芯片从衬底材料上剥离下来，从而形成蓝色发光二极管阵列。再例如，在将偏振发光部件200转印到衬底基板10上的步骤中，可以利用stm表面贴装技术或cob板上芯片封装技术将各个微发光二极管70键合在显示基板的衬底基板10上，使得各个微发光二极管70可以直接与衬底基板10上的发光二极管电极走线71电连接。

在步骤s5中，在衬底基板10上形成薄膜晶体管阵列。在该步骤中，薄膜晶体管阵列中的各个薄膜晶体管在衬底基板上的正投影与微发光二极管70在衬底基板10上的正投影彼此不重叠，这样，可以在衬底基板10上灵活地布置薄膜晶体管阵列。

在步骤s6中，在衬底基板10上形成平坦化层120，以覆盖各个薄膜晶体管60和各个偏振发光部件200。

另外，根据本公开实施例的显示基板的制备方法还可以包括在平坦化层上形成像素电极等的步骤。

本公开的实施例还提供一种显示面板的制备方法，参照图3和图7，显示面板的制备方法可以按照以下步骤执行。

在步骤s11中，按照上述显示基板的制备方法制备显示基板。

在步骤s12中，在对向基板20上形成黑矩阵130和光学元件层90。

在步骤s13中，在对向基板20上形成第二光偏振构件110。例如，可以通过纳米压印工艺在对向基板20背向光学元件层90的表面上形成纳米金属线栅。

在步骤s14中，将显示基板100与对向基板20对盒，以形成显示面板。

需要说明的是，根据本公开的一些实施例，上述方法的一些步骤可以单独执行或组合执行，以及可以并行执行或顺序执行，并不局限于上文描述的具体操作顺序。

此外，本公开的实施例还提供一种显示装置，包括上述实施例所提供的显示面板。如图8所示，其示出了根据本公开实施例的显示装置的平面图，显示装置800可以包括以上任一项所述的显示面板。例如，所述显示装置可以是例如智能手机、可穿戴式智能手表、智能眼镜、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、车载显示器、电子书等任何具有显示功能的产品或部件。

虽然本发明总体构思的一些实施例已被图示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。