一种LED阵列基板及其制备方法、显示装置

摘要

本发明提供一种LED阵列基板及其制备方法、显示装置，涉及显示技术领域，可解决发光功能层与基板的对位精度高的技术难题。所述LED阵列基板的制备方法，包括：在第一基板上形成至少一组电极组，所述电极组包括至少三个等间距设置的第一电极；在磁场作用下，控制所述电极组移动至一个像素区域，且每个所述第一电极位于所述像素区域的一个子像素区域中；在形成有所述第一电极的第一基板上形成对应每个所述第一电极的发光功能层；将所述第一基板上的所述发光功能层以及所述第一电极转移至第二基板上，使所述发光功能层与位于所述第二基板上子像素区域的第二电极一一对应并接触，形成LED。

权利要求

1.一种LED阵列基板的制备方法，其特征在于，包括：

在第一基板上形成至少一组电极组，所述电极组包括至少三个等间距设置的第一电极；在磁场作用下，控制所述电极组移动至一个像素区域，且每个所述第一电极位于所述像素区域的一个子像素区域中；

在形成有所述第一电极的第一基板上形成对应每个所述第一电极的发光功能层；

将所述第一基板上的所述发光功能层以及所述第一电极转移至第二基板上，使所述发光功能层与位于所述第二基板上子像素区域的第二电极一一对应并接触，形成LED。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在第一基板上形成至少一组电极组，所述电极组包括至少三个等间距设置的第一电极；在磁场作用下，控制所述电极组移动至一个像素区域，且每个所述第一电极位于所述像素区域的一个子像素区域中，具体包括：在第一基板的表面通过构图工艺或者蒸镀工艺形成至少一组所述电极组；

所述第一基板的相对两侧面设置有一对磁极，所述第一电极在所述磁极产生的磁场的作用下移动，直至每个所述第一电极位于一个所述子像素区域时，消除所述磁极产生的磁场，使所述第一电极停止移动。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一基板的相对两侧面设置有一对磁极，所述第一电极在所述磁极产生的磁场的作用下移动，直至每个所述第一电极位于一个所述子像素区域时，消除所述磁极产生的磁场，使所述第一电极停止移动，具体包括：所述第一基板的相对两侧面设置有一对磁极，所述像素区域设置有定位块，靠近所述定位块的所述第一电极在所述磁场的作用下移动至与所述定位块接触后，所述磁极停止产生磁场。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述定位块的材料为惰性高分子化合物。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在形成有所述第一电极的第一基板上形成对应每个所述第一电极的发光功能层，具体包括：在形成有所述电极组的第一基板上依次形成覆盖所述电极组的第一掺杂膜层、量子阱膜层和第二掺杂膜层；其中，所述第一掺杂膜层和所述第二掺杂膜层互为n型掺杂膜层和p型掺杂膜层；

采用干法刻蚀工艺对所述第一掺杂膜层、所述量子阱膜层和所述第二掺杂膜层进行刻蚀，形成所述发光功能层。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述第一基板上的所述发光功能层以及所述第一电极转移至第二基板上，使所述发光功能层与位于所述第二基板上子像素区域的第二电极一一对应并接触，形成LED，具体包括：通过纳米转印技术，将所述第一基板上的所述发光功能层以及所述第一电极转移至第二基板上，使所述发光功能层与位于所述第二基板上子像素区域的第二电极一一对应并接触。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，通过转印技术，将所述第一基板上的所述发光功能层以及所述第一电极转移至第二基板上，使所述发光功能层与位于所述第二基板上子像素区域的第二电极一一对应并接触，具体包括：相对移动所述第一基板和所述第二基板，使所述发光功能层与所述第二电极接触；

将所述第一基板与所述第二基板进行像素区域对位；

对所述第一基板加压，使所述发光功能层粘附在所述第二电极上；

揭离所述第一基板。

8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一基板为玻璃基板或硅基板。

9.一种LED阵列基板，其特征在于，通过权利要求1-8任一项所述的方法制备得到。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9所述的LED阵列基板。

说明书

一种LED阵列基板及其制备方法、显示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种LED阵列基板及其制备方法、显示装置。

背景技术

[0002] LED(Light Emitting Diode，发光二极管)属于半导体二极管的一种，是一种依靠半导体PN结的单向导电性发光的光电元件，LED是目前世界范围市场上广泛使用的照明元件，具有体积小、亮度高、耗电量低、发热少、使用寿命长、环保等优点。

[0003] LED作为背光源在手机、电视、电脑等需要背光显示的电子产品中发挥着不可或缺的作用。随着电子产品尺寸的不断缩小，需要LED芯片的尺寸也能够大幅减小，以在较小的尺寸范围内实现更强更稳定的显示亮度。

[0004] Micro LED(微LED)技术，即LED芯片缩微化和矩阵化技术，指的是在一个基板(本领域技术人员应该理解该基板上设置有用于驱动LED阵列的电路，故该基板也可以是芯片)上集成高密度微小尺寸的LED阵列，形成LED阵列基板(或称为Micro LED芯片)。其中每一个微LED(LED微粒)可定址、单点驱动发光，还具有高亮度、低功耗、超高解析度与色彩饱和度等优点，使得其得到了广泛的应用。

[0005] 在将微LED阵列设置到基板上时，通常是将微LED的发光功能层在外部制备好，然后转移至基板上，为了确保每个微LED的光效和波长保持一致，需要将发光功能层精准的设置到基板上的子像素区域内。现有技术中通常是通过机械手将发光功能层放置到子像素区域内，这对机械手的对位精度要求非常高，甚至要达到微米级，增加了工艺难度。

发明内容

[0006] 本发明的实施例提供一种LED阵列基板及其制备方法、显示装置，可解决发光功能层与基板的对位精度高的技术难题。

[0007] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

[0008] 第一方面，提供一种LED阵列基板的制备方法，包括：在第一基板上形成至少一组电极组，所述电极组包括至少三个等间距设置的第一电极；在磁场作用下，控制所述电极组移动至一个像素区域，且每个所述第一电极位于所述像素区域的一个子像素区域中；在形成有所述第一电极的第一基板上形成对应每个所述第一电极的发光功能层；将所述第一基板上的所述发光功能层以及所述第一电极转移至第二基板上，使所述发光功能层与位于所述第二基板上子像素区域的第二电极一一对应并接触，形成LED。

[0009] 优选的，在第一基板上形成至少一组电极组，所述电极组包括至少三个等间距设置的第一电极；在磁场作用下，控制所述电极组移动至一个像素区域，且每个所述第一电极位于所述像素区域的一个子像素区域中，具体包括：在第一基板的表面通过构图工艺或者蒸镀工艺形成至少一组所述电极组；所述第一基板的相对两侧面设置有一对磁极，所述第一电极在所述磁极产生的磁场的作用下移动，直至每个所述第一电极位于一个所述子像素区域时，消除所述磁极产生的磁场，使所述第一电极停止移动。

[0010] 优选的，所述第一基板的相对两侧面设置有一对磁极，所述第一电极在所述磁极产生的磁场的作用下移动，直至每个所述第一电极位于一个所述子像素区域时，消除所述磁极产生的磁场，使所述第一电极停止移动，具体包括：所述第一基板的相对两侧面设置有一对磁极，所述像素区域设置有定位块，靠近所述定位块的所述第一电极在所述磁场的作用下移动至与所述定位块接触后，所述磁极停止产生磁场。

[0011] 优选的，所述定位块的材料为惰性高分子化合物。

[0012] 优选的，在形成有所述第一电极的第一基板上形成对应每个所述第一电极的发光功能层，具体包括：在形成有所述电极组的第一基板上依次形成覆盖所述电极组的第一掺杂膜层、量子阱膜层和第二掺杂膜层；其中，所述第一掺杂膜层和所述第二掺杂膜层互为n型掺杂膜层和p型掺杂膜层；采用干法刻蚀工艺对所述第一掺杂膜层、所述量子阱膜层和所述第二掺杂膜层进行刻蚀，形成所述发光功能层。

[0013] 优选的，将所述第一基板上的所述发光功能层以及所述第一电极转移至第二基板上，使所述发光功能层与位于所述第二基板上子像素区域的第二电极一一对应，具体包括：通过纳米转印技术，将所述第一基板上的所述发光功能层以及所述第一电极转移至第二基板上，使所述发光功能层与位于所述第二基板上子像素区域的第二电极一一对应。

[0014] 优选的，通过转印技术，将所述第一基板上的所述发光功能层以及所述第一电极转移至第二基板上，使所述发光功能层与位于所述第二基板上子像素区域的第二电极一一对应，具体包括：相对移动所述第一基板和所述第二基板，使所述发光功能层与所述第二电极接触；将所述第一基板与所述第二基板进行像素区域对位；对所述第一基板加压，使所述发光功能层粘附在所述第二电极上；揭离所述第一基板。

[0015] 基于上述，优选的，所述第一基板为玻璃基板或硅基板。

[0016] 第二方面，提供一种LED阵列基板，通过第一方面所述的方法制备得到。

[0017] 第三方面，提供一种显示装置，包括第二方面所述的LED阵列基板。

[0018] 本发明实施例提供的LED阵列基板及其制备方法、显示装置，通过采用磁性对位的原理，使第一基板上的第一电极在磁场作用下移动到预设的子像素区域中，并且与第二基板在子像素区域为其预留的位置对应，这样一来，将第一基板与第二基板对位后，可直接将第一电极以及与其对应的发光功能层转移到第二基板的预留位置处，可以简单的实现发光功能层与第二基板的精准对位。

[0019] 此外，本发明提供的制备方法，一次至少可以完成一个像素单元的转移及制备，并且无需精确对位，相比现有技术中利用机械手实现单词单个子像素的转移，可以降低对位精度的要求，提高生产效率、降低成本。

附图说明

[0020] 为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0021] 图1为本发明实施例提供的一种OLED阵列基板制备方法的流程图；

[0022] 图2-7为本发明实施例提供的OLED阵列基板的制备过程示意图。

[0023] 附图标记

[0024] 100-第一基板；200-第二基板；10-电极组；11-第一电极；20-发光功能层；21-第一掺杂膜层；22-量子阱膜层；23-第二掺杂膜层；30-第二电极；41、42-磁极；50-定位块。

具体实施方式

[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

[0026] 本发明实施例提供一种LED阵列基板的制备方法，如图1所示，包括：

[0027] S10、如图2所示，在第一基板100上形成至少一组电极组10，电极组10包括至少三个等间距设置第一电极11；在磁场作用下，控制电极组10移动至一个像素区域，且每个第一电极11位于像素区域的一个子像素区域中。

[0028] 此处，不对电极组10的形成方式进行限定，例如可以通过构图工艺、或者蒸镀工艺、当然还可以是其他工艺。在磁场作用下，电极组10与第一基板100的吸附力小于磁场力，第一电极11移动的方向与磁场的方向平行。

[0029] 其中，在磁场力的作用下，若电极组10中的多个第一电极11的移动速度相同，多个第一电极11等间距设置，当一个第一电极11移动到一个子像素区域时，一个电极组10中的每个第一电极11均移动到对应的子像素区域中。

[0030] 本领域技术人员应该明白，如图2所示，为使每个第一电极11在子像素区域中的位置相同，相邻两个第一电极11中心点之间的距离S2应等于相邻两个子像素区域中心点之间的距离S1。

[0031] 此外，对于在第一基板100上形成的电极组10的个数，可以根据具体的工艺及结构进行选择，对于电极组10中包括的第一电极11的个数，根据待形成的OLED阵列基板的包含的子像素区域的个数来决定，一个第一电极11对应一个子像素区域。

[0032] S20、如图3所示，在形成有第一电极11的第一基板100上形成对应每个第一电极11的发光功能层20。

[0033] 其中，一个像素区域中对应的多个发光功能层20发出的光互为基色，例如，一个像素区域中包含三个发光功能层20，三个发光功能层20发出的光分别为红、绿、蓝。或者，一个像素区域中包含四个发光功能层20，四个发光功能层20发出的光分别为红、绿、蓝、白，或者其他基色的组合。

[0034] 此外，不对形成发光功能层20的方式进行限定，现有技术中可形成发光功能层20的工艺均适用于本发明。

[0035] S30、如图4所示，将第一基板100上的发光功能层20以及第一电极11转移至第二基板200上，使发光功能层20与位于第二基板200上子像素区域的第二电极30一一对应并接触，形成LED。

[0036] 本领域技术人员应该明白，将第一基板100上的发光功能层20直接转移到第二基板200上，那么，第一基板100上的像素区域的大小与第二基板200上的像素区域的大小应相同。并且，第一电极11在第一基板100的子像素区域中的位置，应与第二基板200的子像素区域为其预留的位置对应。将第一基板100和第二基板200对位后，可以将发光功能层20和第一电极11直接转移到第二基板200上的预留位置处形成LED阵列基板。此处，LED阵列基板即为，形成有LED阵列的基板，LED阵列包括多个阵列排布的micro LED(20)。

[0037] 本发明实施例提供的LED阵列基板的制备方法，通过采用磁性对位的原理，使第一基板100上的第一电极11在磁场作用下移动到预设的子像素区域中，并且与第二基板200在子像素区域为其预留的位置对应，这样一来，将第一基板100与第二基板200对位后，可直接将第一电极11以及与其对应的发光功能层20转移到第二基板200的预留位置处，可以简单的实现发光功能层20与第二基板200的精准对位。

[0038] 此外，本发明提供的制备方法，一次至少可以完成一个像素单元的转移及制备，并且无需精确对位，相比现有技术中利用机械手实现单词单个子像素的转移，可以降低对位精度的要求，提高生产效率、降低成本。

[0039] 优选的，步骤S10，具体包括：

[0040] 步骤S11，在第一基板100的表面通过构图工艺或者蒸镀工艺形成至少一组电极组。

[0041] 例如，通过一次构图工艺形成一组电极组10：

[0042] 在第一基板100上形成一层导电膜层；

[0043] 在导电膜层上形成一层光刻胶；

[0044] 通过曝光、显影形成光刻胶完全保留部分和光刻胶去除部分；其中，光刻胶完全保留部分与待形成的第一电极11对应。

[0045] 通过刻蚀形成第一电极11，去除剩余的光刻胶。

[0046] 当然，也可以采用蒸镀工艺，形成第一电极11。

[0047] 步骤S12，如图2所示，第一基板100的相对两侧面设置有一对磁极(41、42)，第一电极11在磁极(41、42)产生的磁场的作用下移动，直至每个第一电极11位于一个子像素区域时，消除磁极(41、42)产生的磁场，使第一电极11停止移动。

[0048] 如图2所示，第一基板100有两组相对的两侧，第一电极11向设置有磁极(41或42)的一侧移动。即，两个磁极(41和42)的连线与第一电极11的移动路线平行。

[0049] 其中，例如可以通过使用蒸发、溅镀或其它涂覆方法将薄磁性材料层(例如，铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)或其任何组合)涂覆于第一基板100的两侧。磁极(41和42)可以是电磁体，电磁体通电来施加电场。磁极(41和42)也可以是永久磁体来施加磁场。

[0050] 优选的，如图5所示，像素区域设置有定位块50，靠近定位块50的第一电极11在磁场的作用下与定位块50接触后，磁极(41和42)停止产生磁场。

[0051] 其中，本领域技术人员应该明白，定位块50用于对第一电极11进行定位，因此，第一磁极11应是向设置有定位块50的一侧移动。如图5所示，如果子像素区域的面积大于第一电极11的面积，则定位块50设置在像素区域的内部。若子像素区域的面积等于第一电极11的面积，则定位块50靠近像素区域的边缘与像素区域靠近定位块50的边缘重合。

[0052] 此外，例如可以通过停止向磁极(41和42)通电的方式使磁极(41和42)停止产生磁场，也可以是采用移除磁极(41和42)的方式使磁极(41和42)停止产生磁场。

[0053] 当然，当在第一基板100上形成多个电极组10时，对应的定位块50应也为对个，一个电极组10对应一个定位块50。

[0054] 优选的，定位块50的材料为惰性高分子化合物。

[0055] 具体的，定位块50例如可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸酯等高分子化合物。在形成发光功能层20时，不会对定位块50产生很大的影响。

[0056] 优选的，步骤S20，具体包括：

[0057] S21、如图6所示，在形成有电极组10的第一基板100上依次形成覆盖电极组10的第一掺杂膜层21、量子阱膜层22和第二掺杂膜层23；其中，第一掺杂膜层21和第二掺杂膜层23互为n型掺杂膜层和p型掺杂膜层。

[0058] S22、采用干法刻蚀工艺对第一掺杂膜层21、量子阱膜层22和第二掺杂膜层23进行刻蚀，形成发光功能层20。

[0059] 其中，LED主要是由PN结组成，具有单向导电性，其发光原理为：向LED加正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入P区的电子，在PN结构附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，电子和空穴消失的同时产生光子，即产生了自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态(带隙)不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，电子和空穴之间的能量越大，产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应，由于不同的材料具有不同的带隙，从而能够发出不同颜色的光。

[0060] 第一掺杂膜层21可以是n型掺杂膜层，此时第二掺杂膜层23为p型掺杂膜层；第一掺杂膜层21也可以是p型掺杂膜层，此时第二掺杂膜层23为n型掺杂膜层。

[0061] 当然，此处也可以是先形成第一掺杂膜层21后，通过干法刻蚀工艺形成第一掺杂层；再形成量子阱膜层22，通过干法刻蚀工艺形成量子阱层，再形成第二掺杂膜层23，通过干法刻蚀工艺形成第二掺杂层。

[0062] 为了简化工艺，降低对其他膜层的影响，本发明实施例优选第一掺杂膜层21、量子阱膜层22和第二掺杂膜层23均形成后，通过干法刻蚀工艺形成发光功能层20。

[0063] 优选的，步骤S30，具体包括：通过纳米转印技术，将第一基板100上的发光功能层20以及第一电极11转移至第二基板200上，使发光功能层20与位于第二基板200上子像素区域的第二电极30一一对应。

[0064] 其中，目前纳米转印技术的基本想法是通过模板将图形转移到相应底层上，这个模板可以具有一定纳米图形的模板，也可以是已经制备好的图形，纳米转印可以简单分为三种：热成模、塑膜和微接触印刷。热成模：通过聚合物进行图形转移。将聚合物涂层加热到玻璃化转变温度(Tg)之后，接触模板后进行冷却使图形固定下来。塑膜：涂一层低粘度的聚合物单体，在卤素灯照射下，紫外光光会使这些单体发生聚合反应，相互交联形成固体结构，从而使图形保留下来。微接触印刷：首先将制作好的图形制备在印刷板上，之后通过接触使自组装单分子层附着在基板表面，完成图形转移。

[0065] 进一步优选的，步骤S30，具体包括：

[0066] S31、如图7所示，相对移动第一基板100和第二基板200，使发光功能层20与第二电极30接触。

[0067] 其中，可以是如图7所示，将第一基板100与第二基板200相对设置，且第一基板100位于第二基板200上方，也可是将第一基板100与第二基板200相对设置，且第一基板100位于第二基板200下方，使第一基板100和第二基板200向对设置，并且相对移动第一基板100和第二基板200，使第二电极30与发光功能层20接触。

[0068] S32、将第一基板100与第二基板200进行像素区域对位。

[0069] 例如，可以是通过在第一基板100和第二基板200上设置对位部件，使第一基板100的像素区域与第二基板200待放置发光功能层20的像素区域完全对准，以使发光功能层20与第二基板200预留的区域完全对准。

[0070] S33、对第一基板100加温加压，使发光功能层20粘附在第二电极30上。

[0071] 其中，本领域技术人员应该明白，在对第一基板100加压时，应注意设置好所施加的压力的范围，避免压力过大导致第一基板100和第二基板200上的其他膜层损坏。此处施加的压力，根据第一基板100和第二基板200上各膜层的结构进行合理选择，不做限定。

[0072] S34、揭离第一基板100。

[0073] 即，如图4所示，揭离第一基板100后形成LED阵列基板。

[0074] 基于上述，第一基板100可使用玻璃基板或硅基板；第二基板200可使用玻璃基板、硅基板、塑料或者其他柔性基板。

[0075] 本发明实施例还提供一种LED阵列基板，所述LED阵列基板通过上述方法制备得到。

[0076] 通过上述方法制备得到的LED阵列基板的有益效果与上述方法的有益效果相同，此处不再赘述。

[0077] 本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述LED阵列基板。

[0078] 本发明的显示装置可以是顶发射、底发射、或者双面发射结构，本发明实施例对此不作限定。

[0079] 本发明提供的显示装置包括上述LED阵列基板，其有益效果与上述LED阵列基板的有益效果相同，此处不再赘述。

[0080] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。