CN107706227B - 一种显示基板及其制备方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种显示基板及其制备方法、显示装置，涉及显示技术领域，为解决现有的显示基板的出光率较低的问题。所述显示基板的制备方法，包括在衬底基板上形成发光元件，还包括在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构，所述微透镜结构能够将所述发光元件发出的光线进行扩散。本发明提供的显示基板的制备方法用于制备显示基板。

Description

一种显示基板及其制备方法、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板及其制备方法、显示装置。

背景技术

随着显示技术的不断发展，有机发光二极管(英文：Organic Light-EmittingDiode，以下简称OLED)显示基板以其自发光、抗震能力强，重量轻、体积小，携带更加方便等特点，受到了人们的广泛关注。目前，OLED显示基板主要为底发光结构，一般包括衬底基板，以及依次叠加形成在衬底基板上的栅极绝缘层、有源层、钝化层、平坦层、阳极、有机发光层和阴极等。底发光结构的OLED显示基板在实际应用时，由有机发光层发出的光会依次通过阳极、平坦层、钝化层、有源层、栅极绝缘层等多种膜层，并最终从衬底基板出射实现显示基板的出光。

但是由有机发光层发出的光线在经多种膜层传输的过程中，容易被多种膜层吸收和反射，造成光传输过程中的损失，进而导致显示基板的出光率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示基板及其制备方法、显示装置，用于解决现有的显示基板的出光率较低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种显示基板的制备方法，包括在衬底基板上形成发光元件，所述制备方法还包括：在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构，所述微透镜结构能够将所述发光元件发出的光线进行扩散。

进一步地，所述在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构包括：利用制作薄膜晶体管的有源层的材料，在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构。

进一步地，所述利用制作薄膜晶体管的有源层的材料，在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构包括：

在衬底基板上沉积氧化物半导体材料；

对所述氧化物半导体材料进行构图，形成过渡图形，所述过渡图形包括位于显示基板的像素发光区的待刻蚀图形和位于薄膜晶体管半导体区域的有源层图形；

对所述待刻蚀图形进行不完全刻蚀，形成所述微透镜结构。

进一步地，所述对所述待刻蚀图形进行不完全刻蚀，形成所述微透镜结构包括：

根据所述待刻蚀图形的厚度，计算将所述待刻蚀图形完全刻蚀所需要的完全刻蚀时间；

设置目标刻蚀时间，且所述目标刻蚀时间小于所述完全刻蚀时间；

根据所述目标刻蚀时间，对所述待刻蚀图形进行刻蚀，以形成所述微透镜结构。

进一步地，所述目标刻蚀时间为所述完全刻蚀时间的20％～80％。

进一步地，所述在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构包括：利用氧化铟锡材料，在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构。

基于上述显示基板的制备方法的技术方案，本发明的第二方面提供一种显示基板，采用上述显示基板的制备方法制备，所述显示基板包括：衬底基板、形成在所述衬底基板上的发光元件，以及设置在所述发光元件的出光侧的微透镜结构，所述微透镜结构能够将所述发光元件发出的光线进行扩散。

进一步地，所述显示基板还包括设置在薄膜晶体管半导体区域，且与所述微透镜结构同层设置的有源层图形；所述微透镜结构的材料与所述有源层图形的材料相同，且所述微透镜结构的厚度为所述有源层图形的厚度的20％～80％。

进一步地，所述微透镜结构的材料为氧化铟锡材料。

基于上述显示基板的技术方案，本发明的第三方面提供一种显示装置，包括上述显示基板。

本发明提供的技术方案中，在发光元件的出光侧形成能够将发光元件发出的光线进行扩散的微透镜结构，使得由发光元件中的有机发光层发出的光线，在向发光元件的出光侧传输时，能够经过微透镜结构，并在微透镜结构中发生折射、反射和散射，以产生光学扩散的效果，从而很好的降低了光线在位于发光元件出光侧的各膜层中传输时产生的反射光的比例，增加了显示基板的光线透过率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中显示基板的光线传输示意图；

图2为本发明实施例提供的显示基板的光线传输示意图；

图3为本发明实施例提供的显示基板对应步骤101的结构示意图；

图4-图6为本发明实施例提供的显示基板对应步骤102的结构示意图；

图7-图8为本发明实施例提供的显示基板对应步骤103的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的采用IGZO形成的微透镜结构的拓扑图；

图10为本发明实施例提供的采用IGZO形成的微透镜结构放大图；

图11为本发明实施例提供的IGZO形成的晶体结构的截面电镜图。

附图标记：

1-衬底基板， 2-栅极绝缘层，

31-氧化物半导体材料， 32-光刻胶，

321-光刻胶保留区域， 322-光刻胶未保留区域，

33-待刻蚀图形， 34-有源层图形，

35-微透镜结构， 4-钝化层，

5-平坦层， 6-阳极，

7-有机发光层， 8-阴极。

具体实施方式

为了进一步说明本发明实施例提供的显示基板及其制备方法、显示装置，下面结合说明书附图进行详细描述。

如图1所示，现有的底发光结构的OLED显示基板在实际应用中，由有机发光层7发出的光会依次通过阳极6、平坦层5、钝化层4、栅极绝缘层2等多种膜层，并最终从衬底基板1射出实现显示基板的出光。而由于光线在经上述各膜层传输的过程中，容易被各膜层吸收和反射，致使现有的显示基板存在出光率较低的问题。基于上述问题的存在，本发明的发明人经研究发现，通过在光线的传输路径中设置能够增加光线透过率的微透镜结构，能够有效改善显示基板的出光率较低的问题。

请参阅图2，本发明实施例提供了一种显示基板的制备方法，包括在衬底基板1上形成发光元件，该制备方法还包括：在发光元件的出光侧形成微透镜结构35，该微透镜结构35能够将发光元件发出的光线进行扩散。

具体地，在衬底基板1上形成发光元件的步骤一般包括：在衬底基板1上叠加形成阳极6、有机发光层7和阴极8，而且，为了使发光元件能够发光，还会在衬底基板1上形成用于驱动发光元件发光的薄膜晶体管，以及栅极绝缘层2、钝化层4、平坦层5等辅助膜层，形成在衬底基板上的各膜层的具体结构和制备过程均与现有技术相同，此处不作说明。

上述显示基板在实际工作时，由发光元件中的有机发光层7发出光线，光线经显示基板中的各膜层(如图2中的平坦层5、钝化层4和栅极绝缘层2)传输，并最终从衬底基板1出射，因此发光元件的出光侧即为有机发光层7靠近衬底基板1的一侧。在将微透镜结构35形成在发光元件的出光侧时，可以在阳极6和衬底基板1之间的任意两个膜层之间形成微透镜结构35，或者将微透镜结构35与任一膜层同层设置。

本发明实施例提供的显示基板的制备方法中，在发光元件的出光侧形成能够将发光元件发出的光线进行扩散的微透镜结构35，使得由发光元件中的有机发光层7发出的光线，在向发光元件的出光侧传输时，能够经过微透镜结构35，并在微透镜结构35中发生折射、反射和散射，以产生光学扩散的效果，从而很好的降低了光线在位于发光元件出光侧的各膜层中传输时产生的反射光的比例，增加了显示基板的光线透过率。

上述在发光元件的出光侧形成微透镜结构35的步骤包括多种实现方式，下面举例两种具体的实现方式，但不仅限于此。

第一种方式，利用制作薄膜晶体管的有源层的材料，在发光元件的出光侧形成微透镜结构35。

更进一步的说，上述利用制作薄膜晶体管的有源层的材料，在发光元件的出光侧形成微透镜结构35的步骤可具体包括：

步骤101，在衬底基板1上沉积氧化物半导体材料31，如图3所示；

具体地，在制备显示基板时，应先在衬底基板1上形成栅极绝缘层2，然后在栅极绝缘层2上沉积氧化物半导体材料31，该氧化物半导体材料31可选为铟镓锌氧化物(IGZO)，但不仅限于此。

步骤102，对氧化物半导体材料31进行构图，形成过渡图形，过渡图形包括位于显示基板的像素发光区的待刻蚀图形33和位于薄膜晶体管半导体区域的有源层图形34；

具体地，如图4所示，先在氧化物半导体材料31上涂覆一层光刻胶32，采用掩膜板对光刻胶32进行曝光，如图5所示，使光刻胶32形成光刻胶未保留区域322和光刻胶保留区域321，其中，光刻胶保留区域321对应于显示基板的像素区，光刻胶未保留区域322对应于上述像素区以外的区域；然后进行显影处理，光刻胶未保留区域322的光刻胶32被完全去除，光刻胶保留区域321的光刻胶32厚度保持不变；如图6所示，通过刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶未保留区域322的氧化物半导体材料31，然后再剥离剩余的光刻胶32，形成过渡图形。该过渡图形包括两部分，其中一部分为位于显示基板的像素发光区的待刻蚀图形33，另一部分为位于发光元件的薄膜晶体管半导体区域的有源层图形34。

步骤103，对待刻蚀图形33进行不完全刻蚀，形成微透镜结构35。

具体地，在过渡图形上涂覆一层光刻胶32，采用掩膜板对光刻胶32进行曝光，使光刻胶32形成光刻胶未保留区域和光刻胶保留区域，其中，光刻胶保留区域对应于有源层图形34，光刻胶未保留区域对应于上述有源层图形34以外的区域；然后进行显影处理，光刻胶未保留区域的光刻胶32被完全去除，将待刻蚀图形33暴露在外(如图7所示)，光刻胶保留区域的光刻胶32厚度保持不变；对待刻蚀图形33进行不完全刻蚀，使得待刻蚀图形33在不完全刻蚀的状态下产生晶体结构，进而形成具有光学扩散效果的微透镜结构35(如图8所示)。

更详细地说，以上述氧化物半导体材料31具体采用IGZO为例，IGZO形成的待刻蚀图形33在不完全刻蚀状态下，会形成如图9所示的微透镜结构35。具体的，图9为采用聚焦离子束设备观测到的采用IGZO形成的微透镜结构35的拓扑图，图9中的白色颗粒结晶小球即为IGZO形成的晶体结构。图10为采用聚焦离子束设备观测到的微透镜结构35的放大图，图11为采用聚焦离子束设备观测到的IGZO形成的晶体结构的截面图，IGZO形成的晶体结构构成微透镜结构35，实现对光线的折射、反射和散射，从而产生光学扩散的效果。

更进一步地说，上述步骤103，对待刻蚀图形33进行不完全刻蚀，形成微透镜结构35可具体包括：

步骤1031，根据待刻蚀图形33的厚度，计算将待刻蚀图形33完全刻蚀所需要的完全刻蚀时间；

具体地，根据待刻蚀图形33的厚度，以及实际选用的刻蚀工艺，计算出将待刻蚀图形33完全刻蚀掉所需要的完全刻蚀时间。

步骤1032，设置目标刻蚀时间，且目标刻蚀时间小于完全刻蚀时间；

具体地，设置目标刻蚀时间小于完全刻蚀时间，使得根据该目标刻蚀时间对待刻蚀图形33进行刻蚀时，待刻蚀图形33被刻蚀掉的厚度小于待刻蚀图形33的厚度，避免出现待刻蚀图形33被完全刻蚀的问题。

需要说明的是，上述目标刻蚀时间可以根据实际需要进行设置，只需满足小于完全刻蚀时间即可，优选的，设置上述目标刻蚀时间为完全刻蚀时间的20％～80％。

将目标刻蚀时间设置为完全刻蚀时间的20％～80％，在依据该目标刻蚀时间对待刻蚀图形33进行不完全刻蚀时，刻蚀所形成的微透镜结构35的厚度为待刻蚀图形33厚度的20％～80％，使得刻蚀所形成的微透镜结构35具有较好的光学扩散效果，最大限度的提升了显示基板的光线透过率。

步骤1033，根据目标刻蚀时间，对待刻蚀图形33进行刻蚀，以形成微透镜结构35。

具体地，在目标刻蚀时间内，对待刻蚀图形33进行刻蚀，使得待刻蚀图形33能够被不完全刻蚀，并在该不完全刻蚀的状态下形成晶体结构，进而实现微透镜结构35的制备。

第二种方式，利用氧化铟锡材料(ITO)，在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构35。

由于氧化铟锡材料自身具有良好的透光性能，采用这种材料形成的微透镜结构35，能够更好的提升显示基板的的光线透过率。

更进一步的说，上述利用氧化铟锡材料，在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构35的步骤可具体包括：

步骤201，在衬底基板1上沉积氧化铟锡材料；

具体地，在制备显示基板的过程中，利用氧化铟锡材料，采用喷涂或旋涂工艺，在位于发光元件的出光侧的任一膜层上沉积氧化铟锡材料。

步骤202，对氧化铟锡材料进行构图，形成过渡图形；

具体地，对氧化铟锡材料进行固化，在固化后的氧化铟锡材料上涂覆一层光刻胶，采用掩膜板对光刻胶进行曝光，使光刻胶形成光刻胶未保留区域和光刻胶保留区域，其中，光刻胶保留区域对应于显示基板的像素发光区，光刻胶未保留区域对应于上述像素发光区以外的区域；然后进行显影处理，光刻胶未保留区域的光刻胶被完全去除，光刻胶保留区域的光刻胶厚度保持不变；通过刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶未保留区域的氧化铟锡材料，然后再剥离剩余的光刻胶，形成过渡图形。该过渡图形包括位于显示基板的像素发光区的待刻蚀图形33。

步骤203，对待刻蚀图形进行不完全刻蚀，形成微透镜结构。

具体地，对待刻蚀图形进行不完全刻蚀，使得待刻蚀图形在不完全刻蚀的状态下产生晶体结构，进而具有光学扩散效果的微透镜结构。步骤203的具体过程可参见上述步骤1031-步骤1033，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种显示基板，采用上述实施例提供的显示基板的制备方法制备，如图2所示，该显示基板包括：衬底基板1、形成在衬底基板1上的发光元件，以及设置在发光元件的出光侧的微透镜结构35，微透镜结构35能够将发光元件发出的光线进行扩散。

本实施例提供的显示基板中，在发光元件的出光侧设置有能够将发光元件发出的光线进行扩散的微透镜结构35，使得由发光元件中的有机发光层7发出的光线，在向发光元件的出光侧传输时，能够经过微透镜结构35，并在微透镜结构35中发生折射、反射和散射，以产生光学扩散的效果，从而很好的降低了光线在位于发光元件出光侧的各膜层中传输时产生的反射光的比例，增加了显示基板的光线透过率。

上述实施例提供的显示基板还包括设置在薄膜晶体管半导体区域，且与微透镜结构35同层设置的有源层图形34；微透镜结构35的材料与有源层图形34的材料相同，且微透镜结构35的厚度为有源层图形34的厚度的20％～80％。

具体地，将微透镜结构35与有源层图形34同层设置，并采用相同的材料制备，可以实现通过一次构图工艺，同时形成有源层图形34和用于形成微透镜结构35的待刻蚀图形33，然后再对待刻蚀图形33进行不完全刻蚀，即可形成微透镜结构35，避免为了形成微透镜结构35而增加过多的制备流程。

此外，通过一次构图工艺同时形成待刻蚀图形33和有源层图形34时，待刻蚀图形33和有源层图形34的厚度相同，对待刻蚀图形33进行不完全刻蚀，形成厚度为有源层厚度的20％～80％的微透镜结构35，能够使得形成的微透镜结构35具有较好的光学扩散效果，最大限度的提升了显示基板的光线透过率。

上述实施例提供的微透镜结构35的材料还可选为氧化铟锡材料，当采用氧化铟锡材料制备微透镜结构35时，可将微透镜结构35形成在位于发光元件的出光侧的任一膜层上。而且由于氧化铟锡材料自身具有良好的透光性能，采用这种材料形成的微透镜结构35，能够更好的提升显示基板的光线透过率。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述实施例提供的显示基板，由于上述实施例提供的显示基板具有良好的光线透过率，因此本发明提供的显示装置在包括上述实施例提供的显示基板时，能够实现更好的显示效果。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

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。

Claims (8)

1.一种显示基板的制备方法，包括在衬底基板上形成发光元件，其特征在于，所述制备方法还包括：

在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构，所述微透镜结构能够将所述发光元件发出的光线进行扩散；

所述在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构包括：

利用制作薄膜晶体管的有源层的材料，在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构；

所述利用制作薄膜晶体管的有源层的材料，在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构包括：

在衬底基板上沉积氧化物半导体材料；

对所述氧化物半导体材料进行构图，形成过渡图形，所述过渡图形包括位于显示基板的像素发光区的待刻蚀图形和位于薄膜晶体管半导体区域的有源层图形；

对所述待刻蚀图形进行不完全刻蚀，形成所述微透镜结构。

2.根据权利要求1所述的显示基板的制备方法，其特征在于，所述对所述待刻蚀图形进行不完全刻蚀，形成所述微透镜结构包括：

根据所述待刻蚀图形的厚度，计算将所述待刻蚀图形完全刻蚀所需要的完全刻蚀时间；

设置目标刻蚀时间，且所述目标刻蚀时间小于所述完全刻蚀时间；

根据所述目标刻蚀时间，对所述待刻蚀图形进行刻蚀，以形成所述微透镜结构。

3.根据权利要求2所述的显示基板的制备方法，其特征在于，所述目标刻蚀时间为所述完全刻蚀时间的20％～80％。

4.一种采用如权利要求1～3任一项所述的显示基板的制备方法制备的显示基板，其特征在于，所述显示基板包括：衬底基板、形成在所述衬底基板上的发光元件，以及设置在所述发光元件的出光侧的微透镜结构，所述微透镜结构能够将所述发光元件发出的光线进行扩散；

所述显示基板还包括设置在薄膜晶体管半导体区域，且与所述微透镜结构同层设置的有源层图形；

所述微透镜结构的材料与所述有源层图形的材料相同。

5.根据权利要求4所述的显示基板，其特征在于，所述微透镜结构的厚度为所述有源层图形的厚度的20％～80％。

6.一种显示基板的制备方法，其特征在于，包括在衬底基板上形成发光元件，其特征在于，所述制备方法还包括：

在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构，所述微透镜结构能够将所述发光元件发出的光线进行扩散；

所述在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构包括：

利用氧化铟锡材料，在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构；

所述利用利用氧化铟锡材料，在所述发光元件的出光侧形成微透镜结构包括：

在衬底基板上沉积氧化铟锡材料；

对氧化铟锡材料进行构图，形成过渡图形；

对待刻蚀图形进行不完全刻蚀，形成微透镜结构。

7.一种采用如权利要求6所述的显示基板的制备方法制备的显示基板，其特征在于，所述显示基板包括：衬底基板、形成在所述衬底基板上的发光元件，以及设置在所述发光元件的出光侧的微透镜结构，所述微透镜结构能够将所述发光元件发出的光线进行扩散；所述微透镜结构的材料为氧化铟锡材料。

8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求4、权利要求5和权利要求7中任一项所述的显示基板。

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