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CN114023783A - 一种显示面板及制作方法和移动终端 - Google Patents

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CN114023783A
CN114023783A CN202111268258.6A CN202111268258A CN114023783A CN 114023783 A CN114023783 A CN 114023783A CN 202111268258 A CN202111268258 A CN 202111268258A CN 114023783 A CN114023783 A CN 114023783A
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China
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light
display panel
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electrode
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Application number
CN202111268258.6A
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Inventor
胡道兵
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TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/10—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/857—Interconnections, e.g. lead-frames, bond wires or solder balls

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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本申请提出了一种显示面板及制作方法和移动终端；该显示面板包括衬底和位于所述衬底上的发光驱动层；其中，所述发光驱动层包括：发光器件，设置于所述衬底上，所述发光器件包括由半导体材料构成的发光层以及位于所述发光层两侧的源极和漏极；以及栅极，位于所述发光器件的至少一侧，所述栅极与所述发光器件绝缘设置；本申请将用于控制开关的薄膜晶体管与发光二极管的发光结构集成起来，形成具有开关功能的发光薄膜晶体管，从而可以省略芯片转移的步骤，解除或较大程度缓解了现阶段芯片转移技术对MiniLED/Micro‑LED显示面板的限制问题。

Description

一种显示面板及制作方法和移动终端
技术领域
本申请涉及显示技术的领域，具体涉及一种显示面板及制作方法和移动终端。
背景技术
随着高阶TV市场对画质的要求越来越高，提升显示画质成为高阶TV的一个新需求。目前Mini LED/Micro-LED作为一个全新的显示技术，在亮度、功耗上较OLED具有优势，成为显示领域的一个热门方向。
但随着Mini LED/Micro-LED的尺寸越做越小，LED芯片转移工艺的难度越来越大，且到了Micro-LED级别时，传统的固晶工艺已无法满足芯片转移需求，而巨量转移技术尚未成熟，因此芯片转移技术已成为限制Micro-LED发展的一大关键因素。
发明内容
本申请提供一种显示面板及制作方法和移动终端，以改善当前Mini LED/Micro-LED显示面板因芯片转移技术而发展受到限制的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请提供的技术方案如下：
本申请提供一种显示面板，包括衬底和位于所述衬底上的发光驱动层；其中，所述发光驱动层包括：
发光器件，设置于所述衬底上，所述发光器件包括由半导体材料构成的发光层以及位于所述发光层两侧的源极和漏极；以及
栅极，位于所述发光器件的至少一侧，所述栅极与所述发光器件绝缘设置。
在本申请的显示面板中，在第一方向上，所述栅极与所述发光层相对设置；
其中，所述第一方向垂直于所述源极、发光层及所述漏极的叠层方向。
在本申请的显示面板中，在所述第一方向上，所述发光层在所述栅极上的正投影位于所述栅极内。
在本申请的显示面板中，所述显示面板还包括公共电压端和交流电压端，所述源极与所述公共电压端电性连接，所述漏极与所述交流电压端电性连接。
在本申请的显示面板中，所述显示面板还包括栅绝缘层，所述栅绝缘层位于所述栅极与所述发光层之间；
其中，所述栅绝缘层包括第一栅绝缘部和第二栅绝缘部，所述第一栅绝缘部设置在所述源极、所述发光层及所述漏极所形成的层叠结构上，所述第二栅绝缘部设置在所述衬底除所述层叠结构之外的区域上。
在本申请的显示面板中，所述发光层至少包括第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层的材料不相同。
在本申请的显示面板中，所述第一半导体层的材料包括GaAs，所述第二半导体层的材料包括AlGaAs。
在本申请的显示面板中，在所述发光层中，所述第一半导体层和所述第二半导体层交替层叠设置。
本申请还提出了一种显示面板的制作方法，包括：
在衬底上形成发光器件，所述发光器件包括由半导体材料构成的发光层及位于所述发光层两侧的源极和漏极；
在所述发光器件的至少一侧形成栅极，所述栅极与所述发光器件绝缘设置。
本申请还提出了一种移动终端，包括终端主体和上述显示面板，所述终端主体和所述显示面板组合为一体。
有益效果：本申请通过将用于控制开关的薄膜晶体管与发光二极管的发光结构集成起来，形成具有开关功能的发光薄膜晶体管，从而可以省略芯片转移的步骤，解除或较大程度缓解了现阶段芯片转移技术对Mini LED/Micro-LED显示面板的限制问题，而且同时可以省略薄膜晶体管所占空间，提高了LED的集成度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请所述显示面板的第一种整体结构示意图；
图2是本申请所述显示面板的第二种整体结构示意图；
图3是本申请所述显示面板的第三种整体结构示意图；
图4至图9是本申请所述显示面板的成型工艺流程图。
附图标记说明：
衬底100、发光器件200、发光层210、源极220、漏极230、栅极240、栅绝缘层300、第一栅绝缘部310、第二栅绝缘部320。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
随着高阶TV市场对画质的要求越来越高，提升显示画质成为高阶TV的一个新需求。目前Mini LED/Micro-LED作为一个全新的显示技术，在亮度、功耗上较OLED具有优势，成为显示领域的一个热门方向。但随着Mini LED/Micro-LED的尺寸越做越小，LED芯片转移工艺的难度越来越大，且到了Micro-LED级别时，传统的固晶工艺已无法满足芯片转移需求，而巨量转移技术尚未成熟，因此芯片转移技术已成为限制Micro-LED发展的一大关键因素。本申请基于上述技术问题提出了以下方案。
请参阅图1和图2，本申请提供一种显示面板，包括衬底100和位于所述衬底100上的发光驱动层；其中，所述发光驱动层包括：
发光器件200，设置于所述衬底100上，所述发光器件200包括由半导体材料构成的发光层210以及位于所述发光层210两侧的源极220和漏极230；以及栅极240，位于所述发光器件200的至少一侧，所述栅极240与所述发光器件200绝缘设置。
本申请实施例通过在衬底100上设置包括有发光器件200和栅极240的发光驱动层，发光驱动层兼备“发光”和“驱动”功能，实现薄膜晶体管(TFT)与发光二极管(LED)的集成。其中，栅极240控制漏极230和源极220的导通与否，而漏极230、源极220还分别充当了发光二极管(LED)发光结构中的正、负极。当栅极240给正电位时，漏极230、源极220导通，此时由半导体材料构成的发光层210两侧的漏极230、源极220产生电压差，向发光层210中注入载流子(电子、空穴)，电子与空穴在发光层210内聚集、结合进而发光；当栅极240给负电位时，漏极230、源极220未导通，由于发光二极管的单向导通特性，此时发光层210内无载流子，薄膜晶体管(TFT)为关闭状态，不发光。
本实施例通过以上设置，可以将具有开关功能的薄膜晶体管(TFT)与具有发光功能的发光二极管(LED)结合起来并实现高度集成，形成具有开关功能的发光薄膜晶体管，从而省略Micro-LED中芯片转移的步骤，巧妙规避了当前的技术难关，而且由于发光二极管(LED)的正负极是通过薄膜晶体管(TFT)的源漏极来形成，从而可省略或减小TFT所占的空间，实现高度集成。
现结合具体实施例对本申请的技术方案进行描述。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
请参阅图1，图1是本申请所述显示面板的第一种整体结构示意图，在本申请的显示面板中，所述源极220设置于所述衬底100上，所述发光层210设置于所述源极220远离所述衬底100的一侧，所述漏极230设置于所述发光层210远离所述源极220的一侧。所述源极220、所述发光层210以及所述漏极230在所述衬底100上的正投影完全重合，以及，所述栅极240设置于所述源极220、所述发光层210及所述漏极230所形成的层叠结构的外围。
在本实施例中，在第一方向X上，所述栅极240与所述发光层210相对设置，所述第一方向X垂直于所述源极220、发光层210及所述漏极230的叠层方向。
在本实施例中，所述漏极230、源极220作为薄膜晶体管的组成部分，需要通过有源层实现导通，而处于漏极230、源极220中间且由半导体材料构成的发光层210除了实现发光功能，还充作了薄膜晶体管的有源层。因此本实施例通过在第一方向X上使所述栅极240与所述发光层210相对设置，可以实现所述栅极240对所述源极220、漏极230的导通控制，使薄膜晶体管的开关性能更加稳定。
而且，本实施例由于将所述栅极240设置在所述发光层210、漏极230、源极220沿第一方向X的一侧，使所述栅极240未在垂直于显示面板的方向上与所述源漏极层进行层叠，因而可一定程度减小显示面板的厚度，实现显示面板的轻薄化。
请参阅图1，在本申请的显示面板中，在所述第一方向X上，所述发光层210在所述栅极240上的正投影位于所述栅极240内。本实施例通过以上设置，使所述发光层210作为所述薄膜晶体管的有源层可以与所述栅极240完全相对，从而保证所述栅极240对所述漏极230、源极220导通与否的精准控制，有助于进一步提高“发光TFT”的开关功能稳定性。
在本申请的显示面板中，所述显示面板还包括公共电压端(图中未示出)和交流电压端(图中未示出)，所述源极220与所述公共电压端电性连接，所述漏极230与所述交流电压端电性连接。
本实施例通过将所述源极220电连接公共电压端，使所述源极220作为发光二极管结构中的负极，用于向所述发光层210中注入电子；与此同理，将所述漏极230与交流电压端电性连接，使所述漏极230作为发光二极管结构中的正极，用于向所述发光层210中注入空穴，当给所述栅极240正电压时，所述源极220、漏极230导通，电子与空穴在所述发光层210内聚集结合进而发光。
本实施例通过以上设置，可以使在所述发光层210中聚集结合的电子、空穴分别由所述公共电压端、交流电压端提供，进而实现电子、空穴注入、结合发光的可持续性、可控性，发光可控性更强。
请参阅图1，在本申请的显示面板中，所述显示面板还包括栅绝缘层300，所述栅绝缘层300位于所述栅极240与所述发光层210之间。本实施例通过在所述栅极240与所述发光层210之间设置栅绝缘层300，实现所述栅极240与作为有源层的所述发光层210之间的绝缘效果，进而实现“发光TFT”的基础开关效果。
在本实施例中，所述栅绝缘层300包括第一栅绝缘部310和第二栅绝缘部320，所述第一栅绝缘部310设置在所述源极220、所述发光层210及所述漏极230所形成的层叠结构上，所述第二栅绝缘部320设置在所述衬底100除所述层叠结构之外的区域上。
本实施例通过所述第一栅绝缘部310将所述发光器件200中的所述漏极230、所述源极220和所述发光层210与所述显示面板上的其他膜层隔绝开来，除了实现基础的“开关”作用，还对由漏极230、源极220及发光层210构成的发光结构起到较好的绝缘保护作用。此外，本实施例将所述第二栅绝缘部320设置于所述衬底100除所述层叠结构之外的区域上，可以对设置在所述衬底100上的各类走线起到良好的绝缘保护效果，提高电路稳定性。
在本实施例中，所述栅极240位于所述第二栅绝缘部320上且设置于所述第一栅绝缘部310远离所述层叠结构的至少一侧。
在本实施例中，请参阅图1至图3，在垂直于所述显示面板且朝向所述显示面板的出光方向上，所述栅极240远离所述衬底100的侧面不低于所述发光层210远离所述衬底100的侧面。
请参阅图2，图2是本申请所述显示面板的第二种整体结构示意图，在本实施例中，所述栅极240远离所述衬底100的侧面与所述发光层210远离所述衬底100的侧面齐平，以使所述发光层210可以全部对应于所述栅极240，保证薄膜晶体管的稳定开关性能。
请参阅图3，图3是本申请所述显示面板的第三种整体结构示意图，在本实施例中，所述栅极240远离所述衬底100的侧面与所述漏极230远离所述衬底100的侧面齐平，以使所述栅极240对应于所述发光层210还有结余部分，减小因制程误差所导致的薄膜晶体管的开关性能不稳定的风险。
请参阅图1，在本实施例中，所述栅极240远离所述衬底100的侧面与所述第二栅绝缘部320远离所述衬底100的侧面齐平。本实施例通过以上设置，可以在垂直于所述显示面板的方向上，使所述栅极240与所述源极220、所述发光层210及所述漏极230所形成的叠层结构等高设置，从而提高所述发光驱动层的表面平整度，有利于继续在所述发光驱动层上形成其他膜层。
在本申请的显示面板中，所述发光层210至少包括第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层的材料不相同。在本实施例中，所述第一半导体层的材料可以包括GaAs，所述第二半导体层的材料可以包括AlGaAs。
在本实施例中，所述第一半导体层和所述第二半导体层交替层叠设置。
本实施例通过将不同材料构成的第一半导体层和第二半导体层交替层叠以形成发光层210，使所述发光层210可以在不同半导体材料层的界面处形成空间电荷区，即“PN结”结构，进而具备发光二极管的“单向导电”特性，即只有在所述栅极240给正电位时且漏极230给高电位时，“PN结”才导通，发光层210才进行发光。在所述栅极240给负电位时或所述漏极230给低电位时(漏极230电位低于源极220电位)，“PN结”不能导通，发光层210不发光。本实施例通过以上设置，可以使所述发光层210的发光与否可控与可调性更好，从而与所述发光驱动层中的薄膜晶体管结构形成良好的匹配度，实现高度集成。
本申请实施例还提供一种显示面板的制作方法，用于制作以上所述显示面板，所述显示面板的制作方法包括：
S100、请参阅图4至图8，在衬底100上形成发光器件200，所述发光器件200包括由半导体材料构成的发光层210及位于所述发光层210两侧的源极220和漏极230；
S200、请参阅图9，在所述发光器件200的至少一侧形成栅极240，所述栅极240与所述发光器件200绝缘设置。
本实施例通过以上步骤制作所述显示面板，使得所述“发光驱动层”中的薄膜晶体管(TFT)结构与发光二极管(LED)可以同时形成，既节省TFT所需的空间，而且整体的制作步骤简单，易于操作，制作难度及成本更低。
在本实施例中，所述S100步骤包括：
S110、请参阅图4，采用化学沉积法在所述衬底100上形成源电极层，进行第一次图案化处理，采用湿法蚀刻，形成源极220；
S120、请参阅图5和图6，采用化学沉积法在所述源极220上形成半导体材料层，进行第二次图案化处理，干法蚀刻或湿法蚀刻，形成所述发光层210；
S130、请参阅图7，采用化学沉积法在所述发光层210上形成漏电极层，进行第三次图案化处理，采用湿法蚀刻，形成漏极230；
S140、请参阅图8，采用化学沉积法在所述漏极230上形成栅绝缘层300。
本实施例通过将所述S100步骤分解为包括S110、S120、S130、S140四步，可以逐步在衬底100上形成源极220、发光层210、漏极230、栅绝缘层300，而且由于源极220、发光层210、漏极230在所述衬底100上的正投影完全重合，因此S110、S120、S130步骤中的图案化处理步骤可以采用同一张光罩，从而可以减少光罩的数量，有效降低制作难度及成本。
需要说明的是，在本实施例中，当所述S120步骤中的半导体材料层也采用湿法蚀刻时，所述S110、S120、S130步骤中的图案化处理可以在最后进行一步处理，即只进行一次蚀刻，具体的步骤如下：
所述S100步骤包括：
S110、采用化学沉积法在所述衬底100上形成源电极层；
S120、采用化学沉积法在所述源极220上形成半导体材料层；
S130、采用化学沉积法在所述发光层210上形成漏电极层，进行图案化处理，采用湿法蚀刻，同时形成源极220、发光层210和漏极230；
S140、采用化学沉积法在所述漏极230上形成栅绝缘层300。
本实施例通过以上步骤，可以使所述源极220、发光层210和漏极230只通过一次蚀刻来形成，不仅节省了光罩，而且减少了蚀刻次数，从而更好地减少制作工序、降低制作成本。
在本实施例中，所述S200步骤包括：
S210、请参阅图7，采用化学沉积法在所述栅绝缘层300上形成栅电极层，进行第四次图案化处理，采用湿法蚀刻，形成栅极240。
本申请实施例通过在衬底100上设置包括有发光器件200和栅极240的发光驱动层，发光驱动层将具有开关功能的薄膜晶体管(TFT)与具有发光功能的发光二极管(LED)结合起来并实现高度集成，兼备“发光”和“驱动”功能，形成了具有开关功能的发光薄膜晶体管，从而省略Micro-LED中芯片转移的步骤，巧妙规避了当前的技术难关，而且由于发光二极管(LED)的正负极是通过薄膜晶体管(TFT)的源漏极来形成，从而可省略或减小TFT所占的空间，实现高度集成。
以上对本申请实施例所提供的一种显示面板及制作方法和移动终端进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括衬底和位于所述衬底上的发光驱动层；其中，所述发光驱动层包括：
发光器件，设置于所述衬底上，所述发光器件包括由半导体材料构成的发光层以及位于所述发光层两侧的源极和漏极；以及
栅极，位于所述发光器件的至少一侧，所述栅极与所述发光器件绝缘设置。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，在第一方向上，所述栅极与所述发光层相对设置；
其中，所述第一方向垂直于所述源极、发光层及所述漏极的叠层方向。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，在所述第一方向上，所述发光层在所述栅极上的正投影位于所述栅极内。
4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括公共电压端和交流电压端，所述源极与所述公共电压端电性连接，所述漏极与所述交流电压端电性连接。
5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括栅绝缘层，所述栅绝缘层位于所述栅极与所述发光层之间；
其中，所述栅绝缘层包括第一栅绝缘部和第二栅绝缘部，所述第一栅绝缘部设置在所述源极、所述发光层及所述漏极所形成的层叠结构上，所述第二栅绝缘部设置在所述衬底除所述层叠结构之外的区域上。
6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述发光层至少包括第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层的材料不相同。
7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述第一半导体层的材料包括GaAs，所述第二半导体层的材料包括AlGaAs。
8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，在所述发光层中，所述第一半导体层和所述第二半导体层交替层叠设置。
9.一种显示面板的制作方法，其特征在于，包括：
在衬底上形成发光器件，所述发光器件包括由半导体材料构成的发光层及位于所述发光层两侧的源极和漏极；
在所述发光器件的至少一侧形成栅极，所述栅极与所述发光器件绝缘设置。
10.一种移动终端，其特征在于，包括终端主体和如权利要求1-8任一项所述的显示面板，所述终端主体和所述显示面板组合为一体。
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