一種陣列基板及發光二極體顯示器的製作方法

2023-10-04 08:50:24 1

本發明涉及半導體製造技術領域，特別是涉及一種陣列基板及發光二極體顯示器。

背景技術：

現有陣列基板的製作過程中，發光元件通常通過焊接等轉移工藝與陣列基板鍵合，但鍵合過程中，陣列基板上的靜電或者鍵合過程中產生的靜電，極易造成發光元件的靜電炸傷，降低陣列基板的製程良率。

技術實現要素：

本發明主要解決的技術問題是提供一種陣列基板及發光二極體顯示器，能夠解決現有陣列基板製作過程中極易造成發光元件靜電炸傷的問題。

為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是：提供一種陣列基板，包括：多個陣列排布的像素電路和多個靜電防護組件；其中，每個像素電路至少包括：發光元件和驅動電路，驅動電路連接發光元件，用於驅動發光元件發光；靜電防護組件耦接於兩個相鄰的像素電路的發光元件之間，用於防止靜電擊穿發光元件。

其中，發光元件是發光二極體，靜電防護組件耦接與兩個相鄰的發光二極體的陽極之間。

其中，靜電防護組件包括第一開關管和第二開關管；第一開關管的第一連接端與兩個相鄰的發光二極體中一個發光二極體的陽極連接，第一開關管的第二連接端分別與第一開關管的控制端、第二開關管的控制端和第二開關管的第一連接端連接，第二開關管的第二連接端與另一個發光二極體的陽極連接。

其中，靜電防護組件包括第一二極體和第二二極體；第一二極體的陰極與兩個相鄰的發光二極體中一個發光二極體的陽極連接，第一二極體的陽極與第二二極體的陽極連接，第二二極體的陰極與另一個發光二極體的陽極連接。

其中，靜電防護組件是金屬氧化物壓敏電阻。

其中，靜電防護組件是雙向瞬態二極體。

其中，靜電防護組件是聚合物浪湧抑制器。

其中，靜電防護組件是氣體放電管。

其中，陣列基板進一步包括多條相互平行的掃描線，多條與掃描線垂直的數據線，掃描線與數據線交叉圍成多個陣列排布的像素，像素電路分別設置在像素中；驅動電路至少包括：第三開關管、第四開關管和電容；其中，第三開關管的控制端與掃描線連接，第三開關管的第一連接端與數據線連接，第三開關管的第二連接端和第四開關管的控制端分別通過電容與發光二極體的陽極耦接，第四開關管的第一連接端與電源連接，第四開關管的第二連接端與發光二極體的陽極連接。

為解決上述技術問題，本發明採用的另一個技術方案是：提供一種發光二極體顯示器，至少包括如前所述的陣列基板。

本發明的有益效果是：區別於現有技術的情況，本發明通過在陣列基板的兩個相鄰的像素電路的發光元件之間耦接靜電防護組件，使得陣列基板上的靜電或者發光元件與陣列基板鍵合過程中產生的靜電通過靜電防護組件釋放，從而防止靜電擊穿發光元件，提高陣列基板的製程良率。

附圖說明

圖1是本發明陣列基板第一實施方式的電路結構示意圖；

圖2是本發明陣列基板第二實施方式的電路結構示意圖；

圖3是本發明陣列基板第三實施方式的電路結構示意圖；

圖4是本發明陣列基板第四實施方式的電路結構示意圖；

圖5是本發明陣列基板第五實施方式的電路結構示意圖；

圖6是本發明陣列基板第六實施方式的電路結構示意圖；

圖7是本發明陣列基板第七實施方式的電路結構示意圖；

圖8是本發明發光二極體顯示器一實施方式的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參閱圖1，圖1是本發明陣列基板第一實施方式的電路結構示意圖。如圖1所示，本發明陣列基板10包括：多個陣列排布的像素電路101和多個靜電防護組件102；

其中，每個像素電路101至少包括：發光元件1012和驅動電路1013，驅動電路1013連接發光元件1012，用於驅動發光元件1012發光；靜電防護組件102耦接於兩個相鄰的像素電路101的發光元件1012之間，用於防止靜電擊穿發光元件1012。

在一個應用例中，發光元件1012是發光二極體，靜電防護組件102耦接與兩個相鄰的發光二極體1012的陽極之間；

其中，發光二極體(簡稱LED)是一種能將電能轉化為光能的半導體電子元件，其電光轉化效率高(接近60％)，綠色環保，壽命長(可達10萬小時)，工作電壓低(3V左右)，反覆開關無損壽命，體積小，發熱少，亮度高，堅固耐用，易於調光，色彩多樣，光束集中穩定而且啟動無延時，廣泛應用於各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明等領域。當然，在其他應用例中，發光元件1012也可以是有機發光二極體等其他發光電路元件，此處不做具體限定。

具體地，在像素電路101正常工作過程中，靜電防護組件102隻是表現為容值極低(一般小於5皮法)的容抗特性，極間漏電流很低，不會對像素電路101的正常工作產生影響，且不會影響到發光二極體1012的正常工作；而當靜電防護組件102兩端的過電壓達到預定的崩潰電壓，即發光二極體1012的陽極和像素電路101的連接處產生靜電時，靜電防護組件102會迅速做出反應(響應時間一般為納秒級)，以幾何級數的量放大極間漏電流，使靜電通過靜電防護組件102釋放，從而防止靜電炸傷發光二極體1012；由於發光元件1012與陣列基板10鍵合過程中極易產生靜電，通過靜電防護組件102可以釋放靜電，進而保護髮光元件1012，最終提高陣列基板10的製程良率。

請參閱圖2，圖2是本發明陣列基板第二實施方式的電路結構示意圖。如圖2所示，本發明陣列基板20包括：多條相互平行的掃描線103，多條與掃描線103垂直的數據線104，掃描線103與數據線104交叉圍成多個陣列排布的像素105，像素電路101分別設置在像素105中；

每個像素電路101至少包括：發光元件1012和驅動電路1013，驅動電路1013連接發光元件1012，用於驅動發光元件1012發光；靜電防護組件102耦接於兩個相鄰的像素電路101的發光元件1012之間，用於防止靜電擊穿發光元件1012。

在一個應用例中，發光元件1012是發光二極體，靜電防護組件102包括第一開關管T1和第二開關管T2；第一開關管T1的第一連接端S1與兩個相鄰的發光二極體1012中一個發光二極體LED1的陽極連接，第一開關管T1的第二連接端D1分別與第一開關管T1的控制端B1、第二開關管T2的控制端B2和第二開關管T2的第一連接端S2連接，第二開關管T2的第二連接端D2與另一個發光二極體LED2的陽極連接。當然，在其他應用例中，發光元件1012也可以是有機發光二極體等其他發光電路元件，此處不做具體限定。

具體地，第一開關管T1和第二開關管T2均是薄膜電晶體，第一開關管T1的第一連接端S1和第二開關管T2的第一連接端S2均是薄膜電晶體的源極，第一開關管T1的第二連接端D1和第二開關管T2的第二連接端D2均是薄膜電晶體的漏極，第一開關管T1的控制端B1和第二開關管T2的控制端B2均是薄膜電晶體的柵極。在其他應用例中，第一開關管T1的第一連接端S1和第二開關管T2的第一連接端S2可以是薄膜電晶體的漏極，則第一開關管T1的第二連接端D1和第二開關管T2的第二連接端D2是薄膜電晶體的源極，此處不做具體限定。

薄膜電晶體的柵極與源極/漏極其中一極短接時，薄膜電晶體即相當於一個二極體，如圖2中第一開關管T1的控制端B1和第二連接端D1短接，第二開關管T2的控制端B2和第一連接端S2短接，則第一開關管T1和第二開關管T2即相當於兩個陽極相互連接，陰極分別與發光二極體LED1的陽極和連接發光二極體LED2的陽極的二極體；當發光二極體LED1和像素電路101的連接處產生靜電時，由於靜電釋放會產生瞬時大電壓，此時該二極體(即第一開關管T1)兩端的電壓差達到反向擊穿電壓，其阻抗迅速下降，大大低於發光二極體LED1的阻抗，則靜電會通過第一開關管T1和第二開關管T2釋放，而不會經過發光二極體LED1，從而防止靜電炸傷發光二極體LED1。圖2中第二開關管T2的工作原理與T1類似，此處不再重複。

當然，在其他實施方式中，第一開關管T1和第二開關管T2也可以是其他類型的開關元件，此處不做具體限定。

進一步參閱圖2，驅動電路1013至少包括：第三開關管T3、第四開關管T4和電容CS；第三開關管T3的控制端B3與掃描線103連接，第三開關管T3的第一連接端S3與數據線104連接，第三開關管T3的第二連接端D3和第四開關管T4的控制端B4分別通過電容CS與發光二極體1012的陽極耦接，第四開關管T4的第一連接端S4與電源VDD連接，第四開關管T4的第二連接端D4與發光二極體1012的陽極連接。

具體地，在一個應用例中，第三開關管T3和第四開關管T4是薄膜電晶體，第三開關管T3的控制端B3和第四開關管T4的控制端B4均是薄膜電晶體的柵極，第三開關管T3的第一連接端S3和第四開關管T4的第一連接端S4均是薄膜電晶體的源極，第三開關管T3的第二連接端D3和第四開關管T4的第二連接端D4均是薄膜電晶體的漏極；當然，在其他應用例中，第三開關管T3的第一連接端S3和第四開關管T4的第一連接端S4可以是薄膜電晶體的漏極，則第三開關管T3的第二連接端D3和第四開關管T4的第二連接端D4是薄膜電晶體的源極，而第三開關管T3和第四開關管T4也可以是其他類型的開關元件，此處不做具體限定。

該驅動電路1013工作過程如下：當與第三開關管T3的控制端B3連接的掃描線103被選中時，第三開關管T3導通，數據電壓通過T3管對電容CS充電，電容CS的電壓控制第四開關管T4的漏極電流；當與第三開關管T3的控制端B3連接的掃描線103未被選中時，第三開關管T3截止，儲存在電容CS上的電荷繼續維持第四開關管T4的柵極電壓，T4管仍然保持導通狀態，故在整個幀周期中，發光二極體LED1處於恆流控制。

上述實施方式中，通過在陣列基板的兩個相鄰的像素電路的發光元件之間耦接靜電防護組件，該靜電防護組件由兩個開關管連接而成，使得陣列基板上的靜電或者發光元件與陣列基板鍵合過程中產生的靜電通過兩個開關管釋放，從而防止靜電擊穿發光元件，提高陣列基板的製程良率。

在其他實施方式中，該靜電防護組件也可以是由兩個二極體連接而成。

具體請參閱圖3，圖3是本發明陣列基板第三實施方式的電路結構示意圖。圖3和圖2的結構類似，此處不再贅述，不同之處在於，靜電防護組件102包括第一二極體LED3和第二二極體LED4；

其中，第一二極體LED3的陰極與兩個相鄰的發光二極體中一個發光二極體LED1的陽極連接，第一二極體LED3的陽極與第二二極體LED4的陽極連接，第二二極體LED4的陰極與另一個發光二極體LED2的陽極連接。

具體地，在像素電路101正常工作過程中，由於第一二極體LED3的陰極電壓通常高於其陽極電壓，且第一二極體LED3兩端的電壓差低於其反向擊穿電壓，第二二極體LED4的陰極電壓通常略高於其陽極電壓，且第二二極體LED4兩端的電壓差低於其反向擊穿電壓，因此第一二極體LED3和第二二極體LED4處於截止狀態；當驅動電路1013和發光二極體LED1的連接處產生靜電時，第一二極體LED3兩端的電壓差達到或超過其反向擊穿電壓，第一二極體LED3被擊穿，其阻抗迅速下降，大大低於發光二極體LED1的阻抗，使得靜電通過第一二極體LED3釋放，而不經過發光二極體LED1，從而防止靜電炸傷發光二極體LED1。圖3中第二二極體LED4的工作原理與第一二極體LED3類似，此處不再重複。

上述實施方式中，由於發光元件與陣列基板鍵合過程中極易產生靜電，通過由第一二極體和第二二極體組成的靜電防護組件可以釋放靜電，進而保護髮光元件，最終提高陣列基板的製程良率。

在其他實施方式中，該靜電防護組件也可以是雙向瞬態二極體。

具體請參閱圖4，圖4是本發明陣列基板第四實施方式的電路結構示意圖。圖4與圖2結構類似，此處不再贅述，不同之處在於，靜電防護組件102是雙向瞬態二極體TVS。

其中，瞬態二極體(Transient Voltage Suppressor，簡稱TVS)是一種二極體形式(齊納二極體的進化)的高效保護器件。當TVS二極體的兩極受到反向瞬態高能量衝擊時，它能以極快的速度，將其兩極間的高阻抗變為低阻抗，吸收電源和信號線上的浪湧功率，使兩極間的電壓箝位於一個預定值。TVS管具有響應時間快、瞬態功率大、漏電流低、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優點。瞬態二極體包括雙向TVS管和單向TVS管兩種，單向TVS管只能吸收正向的浪湧電壓脈衝，一般只用於直流電路，且沒有反接和負向脈衝；雙向TVS管可在正反兩個方向吸收浪湧電壓脈衝，實現了對電壓的鉗制，雙向TVS管用途較廣，直流、交流電流均可使用。

具體地，本實施方式中，如圖4所示，雙向瞬態二極體TVS耦接於兩個相鄰的發光二極體1012的陽極之間；在像素電路101正常工作過程中，雙向瞬態二極體TVS兩端的電壓差低於其箝位電壓，雙向瞬態二極體TVS處於截止狀態；當驅動電路1013和發光二極體LED1的連接處產生靜電時，雙向瞬態二極體TVS的輸入電壓達到或超過其箝位電壓，雙向瞬態二極體TVS處於反嚮導通狀態，通過雙向瞬態二極體TVS的電流迅速增大，靜電通過雙向瞬態二極體TVS釋放，而不經過發光二極體LED1，從而防止靜電炸傷發光二極體LED1。

在其他實施方式中，靜電防護組件還可以是金屬氧化物壓敏電阻。

具體請參閱圖5，圖5是本發明陣列基板第五實施方式的電路結構示意圖。圖5與圖2結構類似，此處不再贅述，不同之處在於，靜電防護組件102是金屬氧化物壓敏電阻MOV。

其中，壓敏電阻是一種具有非線性伏安特性的電阻器件，主要用於在電路承受過壓時進行電壓鉗位，吸收多餘的電流以保護敏感器件。壓敏電阻在小電流和低電壓下具有高阻抗，但在高電壓和大電流下，其阻抗大幅下降。壓敏電阻是雙向保護器件，具有很寬範圍的電流和電壓保護能力。當過電壓出現在壓敏電阻的兩端時，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，從而實現對後級電路的保護。最常見的壓敏電阻是金屬氧化物壓敏電阻(Metal Oxide Varistor，簡稱MOV)，包含由氧化鋅顆粒與少量其他金屬氧化物或聚合物間隔構成的陶瓷塊，夾於兩金屬片間。氧化鋅顆粒與鄰近氧化物交界處會形成二極體效應，由於有大量雜亂顆粒，使其等同於一大堆背向相連的二極體，低電壓時只有很小的逆向漏電電流，當遇到高電壓時，二極體因熱電子與隧道效應而發生逆向崩潰，流通大電流。

具體地，在本實施方式中，如圖5所示，金屬氧化物壓敏電阻MOV耦接於兩個相鄰的發光二極體1012的陽極之間；在像素電路101正常工作過程中，金屬氧化物壓敏電阻MOV兩端的電壓差較小，金屬氧化物壓敏電阻MOV具有高阻抗；當驅動電路1013和發光二極體LED1的連接處產生靜電時，金屬氧化物壓敏電阻MOV兩端達到瞬時高壓，金屬氧化物壓敏電阻MOV的阻抗大幅度下降，大大低於發光二極體LED1的阻抗，靜電通過金屬氧化物壓敏電阻MOV釋放，而不經過發光二極體LED1，從而防止靜電炸傷發光二極體LED1；而且金屬氧化物壓敏電阻MOV還可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，從而實現對相鄰的發光二極體LED2的保護。

在其他實施方式中，靜電防護組件還可以是氣體放電管。

具體請參閱圖6，圖6是本發明陣列基板第六實施方式的電路結構示意圖。圖6與圖2結構類似，此處不再贅述，不同之處在於，靜電防護組件102是氣體放電管GDT。

其中，氣體放電管常用於多級保護電路中的第一級或前兩級，起洩放雷電暫態過電流和限制過電壓作用，氣體放電管的絕緣電阻很大，寄生電容很小，浪湧防護能力強。當外加電壓增大到超過氣體的絕緣強度時，兩極間的間隙將放電擊穿，由原來的絕緣狀態轉化為導電狀態，導通後放電管兩極之間的電壓維持在放電弧道所決定的殘壓水平。

具體地，在本實施方式中，如圖6所示，氣體放電管GDT耦接於兩個相鄰的發光二極體1012的陽極之間；在像素電路101正常工作過程中，氣體放電管GDT兩端的電壓差低於氣體的絕緣強度，氣體放電管GDT具有高阻抗；當驅動電路1013和發光二極體LED1的連接處產生靜電時，氣體放電管GDT兩端達到瞬時高壓，超過氣體的絕緣強度，氣體放電管GDT由原來的絕緣狀態轉化為導電狀態，其阻抗大大低於發光二極體LED1的阻抗，靜電通過氣體放電管GDT釋放，而不經過發光二極體LED1，從而防止靜電炸傷發光二極體LED1；而且氣體放電管GDT導通後期兩端的電壓會維持在放電弧道所決定的殘壓水平，從而實現對相鄰的發光二極體LED2的保護。

在其他實施方式中，靜電防護組件還可以是聚合物浪湧抑制器。

具體請參閱圖7，圖7是本發明陣列基板第七實施方式的電路結構示意圖。圖7與圖2結構類似，此處不再贅述，不同之處在於，靜電防護組件102是聚合物浪湧抑制器SPD。

其中，聚合物浪湧抑制器是一種為各種電子設備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護的電子裝置。當電氣迴路或者通信線路中因為外界的幹擾突然產生尖峰電流或者電壓時，聚合物浪湧抑制器能在極短的時間內導通分流，從而避免浪湧對迴路中其他設備的損害。

具體地，在本實施方式中，如圖7所示，聚合物浪湧抑制器SPD耦接於兩個相鄰的發光二極體1012的陽極之間；在像素電路101正常工作過程中，聚合物浪湧抑制器SPD呈現高阻態；當驅動電路1013和發光二極體LED1的連接處產生靜電時，聚合物浪湧抑制器SPD兩端達到瞬時高壓，聚合物浪湧抑制器SPD由原來的高阻態轉化為低阻態，實現導通分流，從而防止靜電炸傷發光二極體LED1。

請參閱圖8，圖8是本發明發光二極體顯示器一實施方式的結構示意圖。如圖8所示，本發明發光二極體顯示器80至少包括陣列基板801，陣列基板801的電路結構可以參考本發明陣列基板第一至第七任一實施方式的電路結構，此處不再重複。

本實施方式中，發光二極體顯示器通過在陣列基板的兩個相鄰的像素電路的發光元件之間耦接靜電防護組件，使得陣列基板上的靜電或者發光元件與陣列基板鍵合過程中產生的靜電通過靜電防護組件釋放，從而防止靜電擊穿發光元件，提高發光二極體顯示器的陣列基板的製程良率。

以上所述僅為本發明的實施方式，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。