显示装置及其制备方法与流程

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种显示装置及其制备方法。

背景技术：

micro-led显示技术能够提供较高的对比度与刷新速度，以及广视角。相较于oled显示技术，micro-led色域更广、亮度更高，具有更低功耗和更长的寿命。因此，micro-led显示技术具有广阔的发展空间。此外，micro-led易于整合传感器与电路，可打造具有指纹识别和手势控制等嵌入传感能力的薄型显示器。预计在增强现实与混合现实(ar/mr)的显示器应用领域有巨大的应用潜力。

现有micro-led显示装置通常采用如下方法制备：首先在原始衬底上形成微发光二极管阵列；再将微发光二极管阵列从衬底上剥离，并用专用的转移印章将其转移到接收衬底上；然后，在接收衬底上填充柔性聚合物并进行封装；最后，采用ito沉积制备该微发光二极管阵列器件的电极。

上述技术方案工艺复杂，特别是微发光二极管阵列进行转移步骤。以智能手表的显示面板计，需要转移的发光二极管多达上百万个。要实现这些二极管与驱动背板的可靠电学连接，工艺难度极高，导致产品良率低，生产成本高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的显示装置加工工艺复杂，良品率低的缺陷。

鉴于此，本发明提供一种显示装置的制备方法，包括以下步骤：

在衬底上形成发光二极管像素阵列；

在所述衬底上形成覆盖所述发光二极管像素阵列的第一柔性聚合物层；

剥离所述衬底。

可选地，形成所述第一柔性聚合物层的步骤包括：在所述发光二极管像素阵列上浇筑聚合物预聚体或者聚合物的溶液；

所述聚合物的预聚体聚合或者聚合物溶液干燥后，形成柔性聚合物层。

可选地，第一柔性聚合物层厚度为0.01毫米-1.0毫米。

可选地，还包括在所述发光二极管像素阵列中形成第二柔性聚合物层的步骤,所述第二柔性聚合物层填充在所述发光二极管像素阵列的各发光二极管之间。

可选地，还包括在所述发光二极管像素阵列远离所述第一柔性聚合物层的一侧设置第三柔性聚合物层的步骤。

可选地，所述衬底为刚性衬底。

可选地，所述衬底的厚度为0.1毫米-1.1毫米。

可选地，所述衬底通过激光剥离工艺剥离。

可选地，所述第一柔性聚合物层，所述第二柔性聚合物层以及所述第三柔性聚合物层的聚合物可分别独立选自聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯中的至少一种。

本发明还提供一种显示装置，包括第三柔性聚合物层，直接形成在所述第三柔性聚合物层上的发光二极管像素阵列；直接形成在所述第三柔性聚合物层上，并覆盖所述发光二极管像素阵列的第一柔性聚合物层；以及填充在所述发光二极管像素阵列中的第二柔性聚合物层。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明实施例提供的显示装置的制备方法，包括以下步骤：在衬底上形成发光二极管像素阵列；在衬底上形成覆盖像素阵列的第一柔性聚合物层；剥离衬底。通过在衬底上直接形成覆盖像素阵列的第一柔性聚合物层，在保证该显示装置的柔性的同时，简化了工艺步骤，节约成本，易于工业化使用。

2.本发明实施例提供的显示装置的制备方法，通过将第二柔性聚合物层填充在各发光二极管之间，同时在显示阵列远离第一柔性聚合物层的一侧设置第三柔性聚合物层，进一步提高了该显示装置的可靠性。

3.本发明实施例提供的显示装置，包括第三柔性聚合物层，直接形成在所述第三柔性聚合物层上的发光二极管像素阵列；直接形成在所述第三柔性聚合物层上，并覆盖所述发光二极管像素阵列的第一柔性聚合物层；以及填充在所述发光二极管像素阵列中的第二柔性聚合物层。通过设置各柔性聚合物层，保证了该显示装置的柔性，且其结构简单，易于制备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例1中显示装置制备方法的流程图；

图2为本发明实施例1中第一柔性聚合物层制备方法的流程图；

图3为本发明实施例2中显示装置的结构示意图；

附图标记：1-发光二极管像素阵列；11-第二电极；12-第一电极；13-电子注入层；14-发光层；15-空穴注入层；2-第一柔性聚合物层；3-第二柔性聚合物层；4-第三柔性聚合物层。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供一种显示装置，如图3所示，包括第三柔性聚合物层4，直接形成在第三柔性聚合物层4上的发光二极管像素阵列1；直接形成在第三柔性聚合物层4上，并对发光二极管像素阵列1进行封装的第一柔性聚合物层2；以及填充在发光二极管像素阵列中的第二柔性聚合物层3。

该显示装置的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

s10：在衬底上形成柔性发光二极管像素阵列1和电极。

本实施例中的衬底为刚性衬底，由于通过采用刚性衬底可减小发光二极管像素阵列1在制作过程中可能出现移位的情况。例如该刚性衬底可以为蓝宝石衬底，碳化硅衬底或硅衬底等，但是本发明的保护范围并不仅限于此，所有能够实现本发明目的的均属于本发明的保护范围。衬底决定外延材料晶体的极性、应力大小与种类(张应力或压应力)，以及极化效应的程度。用不同的外延生长技术，可以对这些性能进行适当的调整，本实施例中的衬底为蓝宝石衬底，从而可以在该衬底上生长任一极性的发光二极管的制作材料，提高该衬底的利用率。在该衬底上形成发光二极管像素阵列1和电极，用于制备显示装置。

作为本发明的一种可选实施例，该衬底可以被分割或划分成多个个体，每个发光二极管或多个发光二极管可以作为一个单独的单元使用，丰富了该显示装置的应用场合。用来制作发光二极管的常见衬底材料有sic,gaas掺al，gap，gaasp，gan，gainn，algainp等。当给发光二极管加上正向电压后，从p区注入到n区空穴和由n区注入到p区的电子，在pn结附近数微米内分别与n取的电子和p区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。

不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同，当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。此外，由于使用gan制备的半导体具有禁带宽度大、击穿电场高、电子饱和和漂移速度高介电常数小、抗辐射能力强、化学性质稳定等优点，且其在作为光源方面的应用，能和nin、nal相互掺杂改变iii族元素的比例，从而能使其发光波长覆盖从红光到紫外光的范围。本实施例的发光二极管像素阵列1中的发光二极管可以使用gan制备红光发光二极管、绿光发光二极管、蓝光发光二极管、黄光发光二极管、紫外光发光二极管、白光发光二极管或者其任意组合。

作为本发明的一个可选实施例，发光二极管像素阵列1可以选用gan制备。如图3所示，在衬底上制备蓝光发光二极管阵列1，本实施例以同一衬底上制备蓝光发光二极管的数量可根据实际情况进行选择，例如，可以是阵列排布的若干个，在下文描述中以一个蓝光发光二极管的制备过程为例进行。

可选地，在衬底上形成蓝光发光二极管的结构为：在衬底上设置有电子注入层13、第二电极11、发光层14、空穴注入层15以及第一电极12。该结构中，第二电极11与第一电极12之间的间隙能够提高该显示装置的柔性。该蓝光发光二极管选用蓝宝石衬底制备，在该衬底上可以形成任一极的gan以制备电子注入层，从而提高该衬底的利用率；例如，可以为n型gan，也可以为p型gan。本实施例中的电子注入层13为n型gan，空穴注入层15为p型gan。

作为本发明的一种可选实施例，本实施例中，还包括在发光二极管像素阵列1中的发光二极管之间的空隙形成第二柔性聚合物层3的步骤，具体为：在发光二极管像素阵列1的各发光二极管之间的空隙，浇筑聚合物的预聚体或者聚合物的溶液，预聚体交联或者聚合物溶液干燥后形成第二柔性聚合物层3。该预聚体或者聚合物的溶液的浇筑方式选自但不限于喷涂、旋涂、刮刀涂布、流延涂布等涂布方法，预聚体或者聚合物溶液中聚合物材料为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯中的至少一种。但本发明的保护范围并不限于此，所有能够实现在发光二极管像素阵列1浇筑聚合物层的聚合物材料，均属于本发明的保护范围。该第二柔性聚合物层3填充在各发光二极管之间，从而进一步提高显示装置的柔性。

s20：形成第一柔性聚合物层2。

该第一柔性聚合物层2用于覆盖上述形成在刚性衬底上的发光二极管像素阵列1，实现对该发光二极管像素阵列1的柔性封装。此外，形成第一柔性聚合物层2的步骤，如图2所示，包括：

s21：在发光二极管像素阵列1上浇筑聚合物的预聚体或者聚合物的溶液，或者直接贴合已经成型的柔性聚合物薄膜作为第一柔性聚合物层。

本实施例中，在该发光二极管像素阵列1远离刚性衬底的一侧，浇筑聚合物的预聚体或者聚合物的溶液，该预聚体或者聚合物的溶液的浇筑方式选自但不限于喷涂、旋涂、刮刀涂布、流延涂布等涂布方法，但本发明的保护范围并不限于此，所有能够实现在发光二极管像素阵列1浇筑预聚体或者聚合物的溶液的聚合物材料的方式，均属于本发明的保护范围；本实施例中的预聚体或者聚合物的溶液的聚合物材料选自但不限于聚酰亚胺，现有技术中所有能够实现本发明目的的的材料均属于本发明的保护范围，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯。

s22：该聚合物固化，形成第一柔性聚合物层2。

在发光二极管像素阵列1上浇筑聚合物的预聚体或者聚合物的溶液之后，可以通过现有技术中方法实现该聚合物的预聚体的聚合，即实现聚合物的交联反应，并使其固化。或者使聚合物的溶液干燥，使其形成第一柔性聚合物层2。

所谓交联，是指生物分子活泼基团之间相互作用引起的化学结合和分子联结。就化学活性而言，生物体是一个远未达成化学平衡的化学体系，体系中各生物分子具有大量的活泼基团，它们必然相互作用发生化学反应，使生物分子缓慢交联以趋向化学的稳定，随着时间推移交联程度不断增加，生物分子的活泼基团不断消耗减少，原有的分子结构和分子间架构逐渐改变。这种改变的不断积累无疑地使生物组织逐渐变得坚韧和老态，从而实现其固化。

根据实际显示装置的厚度以及柔性角度出发，作为本发明的一个实施例，本实施例中，第一柔性聚合物层2的聚合物选自但不限于聚酰亚胺，所有能够实现本发明目的的均属于本发明的保护范围，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯；第一柔性聚合物层2的厚度为0.01毫米-1.0毫米，例如可以为0.01毫米，0.02毫米，0.08毫米，0.5毫米，1.0毫米等等。在此厚度条件下，不但能够保证足够机械强度、柔韧性、水氧阻隔性能；同时，厚度比较薄，符合器件轻薄化的趋势，能够满足用户的使用需求。另外，厚度较薄，可卷曲尺度大，应用领域广泛。作为本发明的可选实施方式，第一柔性聚合物层2的厚度为0.02毫米。

s30：剥离衬底并封装。

本实施例中，采用激光剥离工艺，即使用激光照射衬底实现衬底与发光二极管像素阵列1的剥离。本实施例中的激光选用能量介于蓝宝石禁带宽度与gan禁带宽度的准分子krf激光，由于其能量不被较高禁带宽度的蓝宝石衬底吸收的特性，使处于蓝宝石界面处的gan在900℃-1000℃发生分解反应生成低熔点的金属ga与n2，从而快速实现gan与蓝宝石衬底的分离。其中，krf激光的波长为248nm，相当于5ev的能量，一般蓝宝石衬底的禁带宽度都大于5ev，而gan薄膜的禁带宽度仅有3.4ev，因此krf激光能够在没有能量损失的情况下穿越蓝宝石衬底，并仅在蓝宝石/gan界面处被gan薄膜吸收，但是本发明的保护范围并不限于此，所有能够实现本发明剥离目的的，均属于本发明的保护范围。

本实施例中的衬底为蓝宝石、碳化硅或硅，其厚度为0.1毫米-1.1毫米，例如其厚度可以为0.1毫米，0.4毫米，0.8毫米，1.1毫米等等，在此厚度条件下，可以保证衬底的禁带宽度，使得激光在穿越衬底4对发光二极管像素阵列1剥离时，其激光能量没有损失。作为本发明的一种可选实施例，本实施例中的衬底为蓝宝石衬底，厚度为0.4毫米，该厚度还能够减小发光二极管在制作过程中可能出现移位的情况。

本实施例中，在该发光二极管像素阵列1远离第一柔性聚合物层2的一侧设置有第三柔性聚合物层4，从而实现对发光二极管像素阵列1的封装和保护，提高该显示装置的使用寿命。

本实施例中，形成第三柔性聚合物层4的步骤，具体为：在发光二极管像素阵列1远离柔性第一聚合物层的一侧，浇筑聚合物的预聚体或者聚合物的溶液，预聚体交联或者聚合物溶液干燥后形成第三柔性聚合层4。该预聚体或者聚合物的溶液的浇筑方式选自但不限于喷涂、旋涂、刮刀涂布、流延涂布等涂布方法，预聚体或者聚合物溶液中所述聚合物材料为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯。第三柔性聚合物薄膜也可以采用已经成型的柔性聚合物薄膜直接贴合的方式加工。但本发明的保护范围并不限于此，所有能够实现在发光二极管像素阵列1浇筑聚合物层的聚合物材料，均属于本发明的保护范围。

作为本发明的可变换实施例，上述第一柔性聚合物层2，第二柔性聚合物层3以及第三柔性聚合物层4的聚合物分别独立选自聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯中的至少一种，厚度为0.01-1.0毫米，例如可以为0.01毫米，0.02毫米，0.08毫米，0.5毫米，1.0毫米等等。在此厚度条件下，保证足够机械强度、柔韧性、水氧阻隔性能的同时，厚度比较薄，符合器件轻薄化的趋势，能够满足用户的使用需求。同时，厚度较薄，可卷曲尺度大，应用领域广泛。作为本发明的可选实施例，第二柔性聚合物层3以及第三柔性聚合物层4均为聚酰亚胺层，厚度为0.02毫米。

作为本发明的一种可选实施例，该显示装置可应用于各种具有显示功能的电子设备中。例如，该电子设备可以为ar眼镜、头戴式影院、智能手表、智能腕带平板电脑、手机、电视等。

实施例2

本实施例中提供一种显示装置，其结构如图3所示。其中，该显示装置的制作方法请参照实施1，在此不再赘述。该显示装置包括有发光二极管像素阵列，在图3中仅以3组发光二极管为例进行详细描述，但是本发明的保护范围并不限于此，该显示装置可以包括任意多个发光二极管。

本实施例中的显示装置，包括由发光二极管组成的发光二极管像素阵列1，以及覆盖发光二极管的第一柔性聚合物层2，该第一柔性聚合物层2用于对发光二极管像素阵列1进行封装。作为本发明的一种可选实施例,该发光二极管可以为红光发光二极管、绿光发光二极管、蓝光发光二极管、黄光发光二极管、紫外光发光二极管、白光发光二极管的任意一种或者其组合。本实施例中的发光二极管像素阵列1的具体结构请参照实施例1。

作为本发明的一种可选实施例，在发光二极管像素阵列1的各发光二极管的间隙中填充有第二柔性聚合物层3，从而能够保证该显示装置弯曲时有效隔离第一电极12与第二电极11，并且能够进一步提高该显示装置的柔性。

作为本发明的一种可选实施例，在该发光二极管像素阵列1远离第一柔性聚合物层2的一侧设置有第三柔性聚合物层4，从而实现对发光二极管像素阵列1的封装和保护，提高该显示装置的使用寿命。

作为本发明的一种可选实施例，上述第一柔性聚合物层2，第二柔性聚合物层3以及第三柔性聚合物层4的聚合物分别独立选自聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯中的至少一种，但是本发明的保护范围并不限于此，所有能够实现本发明柔性目的的，均属于本发明的保护范围。

本发明实施例中的显示装置，可应用于各种具有显示功能的电子设备中。例如，该电子设备可以为ar眼镜、头戴式影院、智能手表、智能手环、平板电脑、手机、电视等。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。