驱动背板、发光面板、显示装置以及成型方法转让专利
申请号 : CN202010857582.0
文献号 : CN111951721B
文献日 : 2021-11-02
发明人 : 马从华 , 孙晓平 , 东强 , 王丽花
申请人 : 上海天马微电子有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种驱动背板,其特征在于,包括:基底;
驱动单元,多个所述驱动单元在所述基底阵列分布,每个所述驱动单元用于驱动发光模块;
所述驱动单元包括驱动模块以及过流保护模块,所述过流保护模块包括极性相反且彼此之间能够形成有耗尽层的第一半导体层以及第二半导体层,所述发光模块能够与所述驱动模块以及所述第一半导体层串联在第一电源端与第二电源端之间并形成通路,所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的所述耗尽层的宽度可调,以调节所述第一半导体层接入所述通路部分的阻抗。
2.根据权利要求1所述的驱动背板,其特征在于,所述过流保护模块还包括第一电极以及第二电极,所述第一电极至少部分与所述第一半导体层层叠设置,所述第一电极包括间隔分布且与所述第一半导体层串联的第一电极单元以及第二电极单元,所述第一半导体层通过所述第一电极单元以及所述第二电极单元接入所述通路;
所述第二电极至少部分与所述第二半导体层层叠设置,以向所述第二半导体层施加电压。
3.根据权利要求2所述的驱动背板,其特征在于,所述第一半导体层以及所述第二半导体层在所述基底的厚度方向相互层叠并能够形成所述耗尽层,所述第一电极以及所述第二电极在所述厚度方向相对并通过第一图案化绝缘层绝缘设置,所述第一电极单元与所述第二电极单元同层设置,所述第二电极在所述厚度方向的与所述第二半导体层交叠。
4.根据权利要求3所述的驱动背板,其特征在于,所述驱动模块包括晶体管,所述晶体管的栅极与脉冲宽度调制信号端电连接,所述晶体管的第一极与以及第二极串联至所述通路;
所述晶体管的所述栅极与所述第二电极同层设置,所述第一极以及所述第二极与所述第一电极单元以及所述第二电极单元同层设置。
5.根据权利要求2所述的驱动背板,其特征在于,所述第一半导体层以及所述第二半导体层在与所述基底的厚度方向相交的水平方向相对设置并能够形成所述耗尽层,所述第二电极包括间隔设置并与所述第二半导体层串联的第三电极单元以及第四电极单元,在所述基底的厚度方向,所述第一电极单元与所述第二电极单元间隔且相对设置并通过第一图案化绝缘层分隔,所述第三电极单元与所述第四电极单元间隔且相对设置并通过所述第一图案化绝缘层分隔。
6.根据权利要求5所述的驱动背板,其特征在于,所述第一电极单元与所述第三电极单元同层设置,所述第二电极单元与所述第四电极单元同层设置。
7.根据权利要求6所述的驱动背板,其特征在于,所述驱动模块包括晶体管,所述晶体管的栅极与脉冲宽度调制信号端电连接,所述晶体管的第一极以及第二极串联至所述通路;
所述栅极与所述第二电极单元以及所述第四电极单元同层设置,所述第一极以及所述第二极与所述第一电极单元以及所述第三电极单元同层设置。
8.根据权利要求1所述的驱动背板,其特征在于,所述第一半导体层以及所述第二半导体层的一者为P型半导体且另一者为N型半导体。
9.一种发光面板,其特征在于,包括:如权利要求1至8任意一项所述的驱动背板;
发光模块,多个所述发光模块在所述驱动背板上阵列分布,每个所述发光模块与其中一个所述驱动单元连接。
10.根据权利要求9所述的发光面板,其特征在于,所述发光模块包括一个发光元件;或者,所述发光模块包括串联或并联的两个以上发光元件;
其中,所述发光元件包括迷你发光二极管或微发光二极管。
11.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求9或10所述的发光面板。
12.根据权利要求11所述的显示装置,其特征在于,所述发光面板为直下式背光源;
所述显示装置还包括位于所述发光面板的出光面一侧的显示面板,所述发光面板的所述出光面与所述显示面板的背光侧相对设置。
13.根据权利要求11所述的显示装置,其特征在于,所述发光面板为单一色发光面板;
所述显示装置还包括位于所述发光面板的出光面一侧的彩色滤光片及功能元件。
14.一种驱动背板的成型方法,其特征在于,包括:在基底上形成第一图案化金属层,所述第一图案化金属层至少包括多个第一电极块以及多个第一金属走线;
在所述第一图案化金属层上形成具有第一过孔的第一图案化绝缘层,所述第一电极块通过所述第一过孔暴露;
在各所述第一过孔形成过流保护模块,所述过流保护模块与所述第一电极块连接,所述过流保护模块包括相邻设置且极性相反的第一半导体层以及第二半导体层;
在所述第一图案化绝缘层和所述过流保护模块背离所述基底的一侧形成第二图案化金属层,所述第二图案化金属层至少包括多个第二金属走线和多个第二电极块,各所述第二电极块与自身对应的所述过流保护模块连接;
在所述第二图案化金属层背离所述基底的一侧形成具有第二过孔的第二图案化绝缘层,所述第二电极块及所述第二金属走线通过与自身对应的所述第二过孔暴露,以使所述第二图案化金属层能够至少部分与所述第二图案化绝缘层背离所述基底的一侧的器件电连接。
15.根据权利要求14所述的驱动背板的成型方法,其特征在于,所述在各所述第一过孔形成过流保护模块的步骤包括:
在所述第一图案化绝缘层形成有源层,各所述第一过孔内均填充有所述有源层;
对所述有源层的至少部分进行第一导电类型掺杂,以在各所述第一过孔内形成所述第一半导体层;
对所述有源层的至少部分进行第二导电类型掺杂,以在各所述第一过孔内形成所述第二半导体层。
16.根据权利要求15所述的驱动背板的成型方法,其特征在于,所述在所述第一图案化绝缘层处形成有源层的步骤中,所述有源层至少部分形成于所述第一图案化绝缘层背离所述基底的一侧表面;
所述对所述有源层的至少部分进行第一导电类型掺杂的步骤具体包括,对所述有源层位于各所述第一过孔内的部分以及位于所述第一图案化绝缘层背离所述基底的一侧表面的部分进行第一导电类型掺杂,以形成所述第一半导体层以及有源区;
所述在所述第一图案化绝缘层和所述过流保护模块背离所述基底的一侧形成第二图案化金属层的步骤中,至少部分所述第二金属走线与所述有源区连接,以与部分所述第一金属走线共同形成晶体管。
说明书 :
驱动背板、发光面板、显示装置以及成型方法
技术领域
背景技术
短路故障时,将会引起大电流,对发光模块以及其所在通路的元器件造成损害。
发明内容
保护模块,过流保护模块包括极性相反且彼此之间能够形成有耗尽层的第一半导体层以及
第二半导体层,发光模块能够与驱动模块以及第一半导体层串联在第一电源端与第二电源
端之间并形成通路,第一半导体层与第二半导体层之间的耗尽层的宽度可调,以调节第一
半导体层接入通路部分的阻抗。
第一电源端以及第二电源端之间以形成通路,通过驱动模块能够控制对应发光模块所在通
路的通断。由于过流保护模块包括极性相反且彼此之间能够形成有耗尽层的第一半导体层
以及第二半导体层,可以通过调节耗尽层的宽度,来调节第一半导体层接入通路中的阻抗,
进而调节发光模块所在通路的电流,满足对发光模块的驱动要求,且能够避免发光模块所
在通路发生短路时产生大电流对发光模块及通路内的其他元器件造成损害。并且,过流保
护模块的结构形式使得第一半导体层接入通路内的阻抗调节区间大,应用范围广泛。
电流,有效保证发光模块及其所在通路的各元器件的安全。
证发光模块及其所在通路的各元器件的安全。
的过流保护模块连接;
少部分与第二图案化绝缘层背离基底的一侧的器件电连接。
板在连接发光模块后,能够通过过流保护模块调节发光模块所在通路的电流,避免发光模
块所在通路发生短路时产生大电流对发光模块及通路内的其他元器件造成损害。并且,过
流保护模块的结构形式使得第一半导体层接入通路内的阻抗调节区间大,应用范围广泛。
附图说明
极单元;
具体实施方式
很明显的是,本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施
例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面
的描述中,至少部分的公知结构和技术没有被示出,以便避免对本发明造成不必要的模糊;
并且,为了清晰,可能夸大了部分结构的尺寸。此外,下文中所描述的特征、结构或特性可以
以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连
接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以间接相连。对于本领域的
普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
用于发光模块并控制发光模块。已有的驱动背板,在连接发光模块后,为了限制发光模块所
在通路的电流,通常会在通路上连接一限流电阻,虽然能够起到一定的限流作用,但由于限
流电阻的阻值是固定的,其限流能力有限,使得发光模块所在通路的电流可调范围受限,当
通路内存在短路时,发光模块以及通路内的其它元器件仍然存在存在损害的风险。
及成型方法进行详细描述。
硅基底等。多个驱动单元在基底10上阵列分布,每个驱动单元用于驱动发光模块200。驱动
单元能够控制发光模块200所在通路的通断,还可以调节发光模块200所在通路的电流,以
保证发光模块200及其所在通路各元器件的安全运行。
通过驱动模块20控制发光模块200所在通路的通断,通过过流保护模块30调节发光模块200
所在通路的电流。
的电压值。例如,第一电源端PVDD可以提供正电压,第二电源端PVEE可以提供负电压。
在发光模块200所在通路。第一极212以及第二极213中的一者为晶体管21的源极,另一者为
晶体管21的漏极。可以采用PWM信号调制方式控制发光模块200发光显示。应当理解的是,驱
动模块20也可以包括其它元件,也可以采用PWM信号调制方式之外的控制方式来控制发光
模块200发光,本发明对此不作限定。
31串联在驱动模块20以及发光模块200所在通路中。第一半导体层31与第二半导体层32之
间的耗尽层33的宽度可调,由于耗尽层33缺少多子,通过调节第一半导体层31以及第二半
导体层32之间的耗尽层33的宽度,可以改变第一半导体层31接入通路部分的导电离子数
量,以调节第一半导体层31接入通路部分的阻抗,进而调节发光模块200所在通路的电流。
的连接,可选地,各驱动单元还可以包括第一接脚70,发光模块200可以连接于第一接脚70
并通过第一接脚70串联至通路中。
半导体层31以及第二半导体层32,通过调节耗尽层33的宽度来调节第一半导体层31接入通
路中的阻抗,一些示例中,可以通过改变第一半导体层31与第二半导体层32之间的电位差
来改变耗尽层33的宽度。
宽,进而使得第一半导体层31接入通路中的阻抗增大。如当第一半导体层31所在通路出现
短路时将产生瞬时大电流,会使得第一半导体层31对应的电位变大,当第二半导体层32的
电位不变时,二者的电位差会变大,耗尽层33会变宽,使得第一半导体层31接入通路中的阻
抗增大。以减小发光模块200所在通路的电流,满足对发光模块200的驱动要求,且能够避免
发光模块200所在通路发生短路时产生大电流对发光模块200及通路内的其他元器件如驱
动模块20等造成损害。
据需求调节第一半导体层31接入发光模块200所在通路中的阻抗至任意所需数值,应用范
围广泛,且安全性能更高。
穴”,N型半导体层含有高度的“电子”,在P型半导体层和N型半导体层相互结合后形成PN结,
耗尽层33形成于第一半导体层31以及第二半导体层32相结合的区域。
改变第一半导体层31接入通路中的阻抗。
与第一半导体层31串联的第一电极单元341以及第二电极单元342,第一半导体层31通过第
一电极单元341以及第二电极单元342接入通路。第二电极35至少部分与第二半导体层32层
叠设置,以向第二半导体层32施加电压。由于第一半导体层31是通过第一电极单元341以及
第二电极单元342串联在第一电源端PVDD以及第二电源端PVEE之间的通路,能够获取第一
电源端PVDD以及第二电源端PVEE给定的电压,而第二电极35可以与第三电源端的走线CFG
连接,以向第二半导体层32施加电压,可以使得第二半导体层32获取第二电压。通过调节第
二半导体层32获取的第二电压值来调节第一电压以及第二电压之间的压差,进而改变耗尽
层33的宽度,实现通路电流的调节。
过第一图案化绝缘层42绝缘设置,第一电极单元341与第二电极单元342同层设置,第二电
极35在厚度方向Y的与第二半导体层32交叠。
的金属层结构,为了便于第二电极35与第三电源端连接,基底10上还可以设置有与第二电
极35连接并与第二电极35同层设置的第三电源端的走线CFG。
上与第二电极35交叠。可选地,第一半导体层31位于第一过孔41内并与第二半导体层32交
叠。第一电极单元341以及第二电极单元342位于第一半导体层31在厚度方向Y上背离第二
半导体层32的一侧且均为具有预定厚度的金属层结构,第一电极单元341以及第二电极单
元342彼此间隔设置且各自至少部分与第一半导体层31相互交叠。
过孔51,在第二过孔51内设置有第一接脚70,第一接脚70的一个接线端可以连接于第一电
极单元341,另一个接线端可以连接于第一电源端PVDD以及第二电源端PVEE的一者。
341连接,第二极213可以与第一电源端PVDD连接。第一半导体层31、第二半导体层32采用上
述结构形式,利于成型,且便于与驱动模块20以及发光模块200串联至第一电源端PVDD以及
第二电源端PVEE之间,满足对发光模块200的驱动以及所在通路的电流调节要求。
PVEE的走线可以与第一电极单元341以及第二电极单元342同层设置。
Modulation,PWM)信号端的走线可以与栅极211连接并与栅极211同层设置。晶体管21的有
源区214、第一极212以及第二极213可以设置于第一图案化绝缘层42背离基底10的表面。第
一极212以及第二极213可以与第一电极单元341以及第二电极单元342同层设置。通过上述
设置,能够简化驱动背板100的成型,并利于满足驱动模块20、过流保护模块30以及发光模
块200在第一电源端PVDD以及第二电源端PVEE之间的串联需求。
时电流将会变大,使得第一电极34的第一电极单元341以及第二电极单元342之间的压差变
大,进而使得第一电极34向第一半导体层31施加的电压增大。当第二电极35的电压保持不
变时,第一电极34与第二电极35之间的电位差将变大,进而第一半导体层31以及第二半导
体层32之间的电位差变大,耗尽层33变宽,第一半导体层31接入通路中的阻抗将增大,以减
小通路的电流,避免通路发生短路时产生大电流对发光模块200及通路内的其他元器件如
驱动模块20等造成损害。
绝缘设置为例进行举例说明,此为一种可选的实施方式,但不限于上述方式。
35包括间隔设置并与第二半导体层32串联的第三电极单元351以及第四电极单元352,在基
底10的厚度方向Y,第一电极单元341与第二电极单元342间隔且相对设置并通过第一图案
化绝缘层42分隔。第三电极单元351与第四电极单元352间隔且相对设置并通过第一图案化
绝缘层42分隔。通过上述设置,同样能够满足驱动背板100的性能要求,且利于过流保护模
块30的成型。可选地,第三电极单元351与第四电极单元352可以同电位设置。
352以及基底10的表面。第一图案化绝缘层42上同样设置有第一过孔41,第二电极单元342
与第四电极单元352通过第一过孔41显露于第一图案化绝缘层42。
第二半导体层32在厚度方向Y的一端与第四电极单元352显露于第一过孔41的部分相互交
叠。第一电极单元341以及第三电极单元351设置于第一绝缘层40背离基底10的表面并彼此
间隔。第一电极单元341在厚度方向Y与第二电极单元342相对并与第一半导体层31远离基
底10的一端相互交叠。第三电极单元351在厚度方向Y与第四电极单元352相对并与第二半
导体层32远离基底10的一端相互交叠。
层52上设置有第二过孔51,第二电极单元342至少部分显露于第二过孔51,当驱动单元包括
第一接脚70时,第一接脚70设置于第二过孔51且与第一电极单元341连接。
接,使得第一电源端PVDD以及第二电源端PVEE另一者的走线与第二电极单元342以及第四
电极单元352同层设置并与第二电极单元342连接。
341以及第三电极单元351同层设置。晶体管21的第一极212以及第二极213的一者可以连接
于第一电极单元342,且另一者可以与第一电极单元342同层设置的第一电源端PVDD或第二
电源端PVEE连接,以满足对发光模块200的驱动要求以及电流调节要求,避免发光模块200
及其所在通路的元器件因短路产生的大电流发生损坏。
电流将会变大,使得第一电极34的第一电极单元341以及第二电极单元342之间的压差变
大,进而使得第一电极34向第一半导体层31施加的电压增大。由于第二电极35的第三电极
单元351以及第四电极单元352同电位设置,在第二电极35的电压保持不变时,第一电极34
与第二电极35之间的电位差将变大,进而第一半导体层31以及第二半导体层32之间的电位
差变大,耗尽层33变宽,第一半导体层31接入通路中的阻抗将增大,以减小通路的电流,避
免通路发生短路时产生大电流对发光模块200及通路内的其他元器件如驱动模块20等造成
损害。
31以及第二半导体层32之间的电位差变大,耗尽层33变宽,以满足在短路或者非短路状态
下对通路电流的调节。
上述方式,在有些实施例中,也可以使得晶体管21采用打件的方式与过流保护模块30等形
成通路。
52上与第一连接线MM以及第二连接线NN相对处同样设置有第二过孔51以及位于第二过孔
51内的第二接脚110,晶体管21的第一极212以及第二极213可以通过第二接脚110与相应的
第一连接线MM以及第二连接线NN连接,以使得晶体管21接入发光模块200所在的通路。同样
能够满足驱动背板100的性能要求,且能够简化驱动背板100的成型工艺,并利于晶体管21
的更换。
导体层31以及第二半导体层32与基底10的厚度方向Y相交的水平方向X相对设置时,第一连
接线MM以及第二连接线NN与第一电极单元341以及第三电极单元351同层设置,同样可以满
足对发光模块200所在通路的通断以及电流的调节,降低短路故障对元器件的影响。
41、第二过孔51)与晶体管21的栅极连接。当然,也可以被第二图案化绝缘层52覆盖并通过
相应的过孔(如第二过孔51)与晶体管21的栅极连接,满足对晶体管21的控制需求。
块200与其中一个驱动单元连接。
200所在通路的电流,有效保证发光模块200及其所在通路的各元器件的安全。
时,每个发光模块200的两个以上发光元件210可以相互串联。在有些实施例中,也可以使得
两个以上发光元件210相互并联,此处不做具体限定。
接脚70串联至通路中。当然,此为一种可选的实施方式,在有些实施例中,也可以采用在驱
动背板100上直接生长形成发光元件210,同样能够满足发光面板300的性能要求。
脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。由于本发明实施例提供的显示装
置包括上述任一实施例中的发光面板300,因此,能够满足显示要求,并且能够通过过流保
护模块30可靠的调节发光模块200所在通路的电流,有效保证发光模块200及其所在通路的
各元器件的安全。
所示,显示装置还可以包括显示面板400。显示面板400包括显示区,发光面板300的出光面
301可以和显示面板400的显示区对应,满足显示装置的显示需求。
板300发出的单一色的光透过彩色滤光片500对应区域后呈现预定色彩的光线,以满足显示
需求。可选地,所提及的功能器件可以为偏光片、能够对光线进行聚光的层结构等,具体可
以根据显示装置的显示需求进行设定,使得显示装置的性能更加优化。
电极块与自身对应的过流保护模块30连接。
案化金属层90能够至少部分与第二图案化绝缘层52背离基底10的一侧的器件电连接。
溅射、沉积等方式成型第一金属层81。
211。成型的第一金属走线可以包括与第二电极单元341连接的第一电源端PVDD或者第二电
源端PVEE的走线的一者,与第三电极单元351连接用于传输电能的金属走线以及与栅极211
连接的PWM走线。
电极单元342以及第四电极单元352,形成的第一过孔41可以根据待显露的第一电极块的数
量以及位置进行确定,不做具体限定。
形成于第一图案化绝缘层42背离基底10的一侧表面并与形成栅极211的第一电极块相对设
置。
过孔41内的部分可以在与基底10的厚度方向Y相交的水平方向X分成两个部分,其中一个部
分进行第一导电类型掺杂,有源层60第一导电类型掺杂的部分与第二电极单元342交叠设
置。
第四电极单元352交叠设置。
导电类型掺杂,或者,在步骤S330中,可以同步对形成于第一图案化绝缘层42背离基底10的
一侧表面的部分进行第二导电类型掺杂,形成晶体管21的有源区214。
212以及第二极213。可选地,在基底10的厚度方向Y,第一电极单元341与第二电极单元342
相对设置并与有源层60位于第一过孔41内且为第一导电类型掺杂的部分交叠设置。第三电
极单元351与第四电极单元352相对设置并与有源层60位于第一过孔41内且第二导电类型
掺杂的部分交叠设置。第一极212以及第二极213相对设置并与晶体管21的有源区214相交
叠,以与部分第一金属走线共同形成晶体管21。可选地,成型的第二金属走线可以包括第一
电源端PVDD以及第二电源端PVEE的走线另一者,与第四电极单元352连接用于传输电能的
金属走线等。
露,以使第二图案化金属层90能够至少部分与第二图案化绝缘层52背离基底10的一侧的器
件电连接。示例性地,第二图案化绝缘层52背离基底10的一侧的器件可以为发光模块200所
包括的发光元件210。
成第一接脚70,以用于连接发光模块200。
驱动背板100在连接发光模块200后,能够通过过流保护模块30调节发光模块200所在通路
的电流,避免发光模块200所在通路发生短路时产生大电流对发光模块200及通路内的其他
元器件造成损害。并且,过流保护模块30的结构形式使得第一半导体层31接入通路内的阻
抗调节区间大,使用范围广泛。
选的方式,但不限于上述方式,在一些示例中,其还可以用于成型如图2、图3所示的第一半
导体层31以及第二半导体层32在厚度方向Y相交叠的方式的驱动背板100。该示例的成型方
法与上述示例成型方法基本相同,不同之处在于:
源层60采用第二导电类型掺杂的部分与第二电极35交叠设置。可以在每个第一过孔41内的
有源层60的剩余部分进行第一导电类型掺杂。
341以及第二电极单元342与第一过孔41内有源层60的第一导电类型掺杂部分相互交叠。通
过上述成型方式,能够成型图2、图3所示的第一半导体层31以及第二半导体层32在厚度方
向Y相交叠的方式的驱动背板100,使得成型的驱动背板100能够满足其性能要求。
不限于上述方式。在有些实施例中,也可以通过该成型方法成型如图8、图9所示的驱动背板
100,该示例的成型方法与上述各实施例的成型方法基本相同,不同之处在于,以成型图9所
示驱动背板100为例:
接第二极213的第二连接线NN。
一部分。用于驱动晶体管21的PWM走线可以设置于第一金属层81或者第二金属层91,可以采
用在第一过孔41和/或第二过孔51内部设置导体如焊锡的方式将晶体管21的栅极211与相
应的PWM走线连接,以成型如8、图9所示类别的驱动背板100。使得成型的驱动背板100同样
能够满足对发光模块200的驱动要求。
突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文
中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。