CN108511623A - 光取出结构、显示屏体及其制作方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种光取出结构、显示屏体及其制作方法、显示装置，属于显示技术领域。该光取出结构包括：防串扰层，具有由金属材料形成的连续的网格结构；反射层，覆盖在所述网格结构上。一方面，本公开通过反射层与像素单元形成微腔结构，可以提高光取出效率；另一方面，由于网格结构设置在像素单元的边缘，可以起到防串扰的作用，进一步避免像素间的光线串扰，从而提高显示屏体的清晰度和发光效率。

Description

光取出结构、显示屏体及其制作方法、显示装置

技术领域

本公开涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种光取出结构、显示屏体及其制作方法、显示装置。

背景技术

OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)是一种利用有机半导体材料在电流的驱动下产生的可逆变色来实现显示的技术具有自发光、结构简单、超轻薄、响应速度快、宽视角、低功耗及可实现柔性显示等特性。OLED器件主要包括沿远离基板方向依次设置的阳极、发光功能层以及阴极构成。根据发光方向的不同，OLED器件可分为底发光型(即相对于基板向下发光)和顶发光型(即相对于基板向上发光)两种类型。由于具有较大的开口率，目前OLED显示装置多采用顶发光型的OLED器件。

顶发光型OLED的阳极为ITO/Ag/ITO，具有良好的反射效果。由于磷光材料的应用，其内量子效率几乎达到了理论的极限值100％，但是其外量子效率却还不到20％，制约外量子效率进一步提高的主要因素是器件的光取出效率。为了提高OLED器件的光出射效率，通常在屏体内设计光取出结构。例如在屏体内部设置的散射层、微光栅或者在屏体外部设置的散射膜、透镜膜等，但是上述设计均会造成屏体表面的严重漫反射，无法在显示屏上应用且容易造成像素间光线串扰。

因此，现有技术中的技术方案还存在有待改进之处。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种光取出结构、显示屏体及其制作方法、显示装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术中像素间光线串扰的问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得清晰，或者部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种光取出结构，包括：

网格层，具有由金属材料形成的连续的网格结构；以及

反射层，覆盖在所述网格结构上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述网格结构的截面的形状为梯形。

在本公开的一种示例性实施例中，所述网格结构中网格的间距为3um±5％，所述网格结构中网格的宽度为1um±5％。

在本公开的一种示例性实施例中，所述网格层的厚度为0.5um～1um。

在本公开的一种示例性实施例中，所述反射层覆盖在所述网格结构上的部分的厚度为20nm±5％。

根据本公开的第二方面，还提供一种显示屏体，包括：

衬底基板；

设置在所述衬底基板上的多个像素单元；以及

设置在所述多个像素单元上的光取出结构，所述光取出结构为以上所述的光取出结构。

在本公开的一种示例性实施例中，所述光取出结构中的网格结构位于所述像素单元的边缘，且所述网格结构中网格的间距小于相邻所述像素单元的间距。

在本公开的一种示例性实施例中，所述像素单元中包括顶发光型的有机发光器件。

根据本公开的第三方面，还提供一种显示装置，包括以上所述的显示屏体。

本公开的某些实施例提供的光取出结构、显示屏体及其制作方法、显示装置，一方面，通过反射层与像素单元形成微腔结构，可以提高光取出效率；另一方面，由于网格结构设置在像素单元的边缘，可以起到防串扰的作用，进一步避免像素间的光线串扰，从而提高显示屏体的清晰度和发光效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。

图1示出本公开一示例实施例提供的一种光取出结构的示意图。

图2示出本公开一示例实施例中网格层的示意图。

图3示出本公开一示例实施例中在不增加网格状的网格层时光线传输路径的示意图。

图4示出本公开一示例实施例中在增加网格状的网格层时光线传输路径的示意图。

图5示出本公开另一示例实施例中提供的一种显示屏体的示意图。

图6示出本示例另一示例实施例中没有增加光取出结构时的模拟结果。

图7示出本示例另一示例实施例中增加光取出结构时的模拟结果。

图8示出本示例再一示例实施例中提供的一种显示屏体的制作方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，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方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

图1示出本示例实施例提供的一种光取出结构的示意图。

如图1所示，该光取出结构包括：网格层110和反射层120，其中网格层110具有由金属材料形成的连续的网格结构，反射层120覆盖在网格结构上。

基于上述，本示例实施例提供的光取出结构，一方面，通过反射层与像素单元形成微腔结构，可以提高光取出效率；另一方面，由于网格结构设置在像素单元的边缘，可以起到防串扰的作用，进一步避免像素间的光线串扰，从而提高显示屏体的清晰度和发光效率。

以下，将结合图1以及具体实例对上述光取出结构进行详细介绍：

在本示例实施例中，光取出结构设置在像素单元上，其中网格层110设置在像素单元上，而反射层120进一步覆盖在该网格层110。

图2示出网格层的示意图，如图2所示，网格层110具有由金属材料形成的连续的网格结构，具体为多条柱状结构形成纵横交叉的网格，网格的中间为中空的，其中柱状结构的截面(也就是网格结构的界面)的形状可以包括但不限于梯形。梯形的网格结构可以减少散射的光反射回来，增加光的取出，同时可以防止RGB三色光的混色。由于网格结构位于像素单元的边缘，且网格结构中网格的间距小于相邻像素单元的间距，这样通过设置网格结构可以起到防止像素间串扰的作用。

在本示例实施例中，网格结构中网格的间距d为3um±5％，宽度w为1um±5％。如图2所示，间距d为3um，宽度w为1um，但是可以根据具体设计需求(如根据像素单元的间距和大小)对网格的间距和宽度等进行调整，调整范围可以在5％之内。需要说明的是，由于网格结构的截面的形状为梯形，因此网格的宽度w可以是指梯形上下两底的平均值。

在本示例实施例中，网格层110的厚度h为0.5um～1um，如图2所示，即梯形的高为0.5um～1um。

需要说明的是，网格层的金属材料可以采用Ag或Al等具有较好反射率的金属。

需要说明的是，在本示例实施例中，由于反射层120覆盖在网格层上，即反射层120既覆盖在网格结构上，也覆盖在网格的中空部分，而且覆盖在网格结构上的部分反射层的厚度为20nm±5％，覆盖在网格的中空部分的反射层的厚度就是整个光取出结构的厚度。反射层120的材料可以采用MgAg合金，由于薄MgAg合金具有较好的透过率，当光穿过反射层120时，光损失小，出光率得到提高，因此反射层的材料还可以采用其他具有类似透过率的金属及合金。

在本示例实施例中，光取出结构设置在像素单元上，厚度大约与像素单元中的彩膜层厚度相当，即光取出结构的整体厚度大概在1um+Xnm左右，其中X的范围在几十左右，通常不超100。

OLED发光器件内部产生的光在OLED内部传输时，在各种材料界面处会由于光学系数不匹配而发生反射以及折射。当内部的光经反射后的角度太大(如大于全反射临界角)时会造成光全反射，导致光被限制在OLED内部而无法出射。由于OLED发光器件的厚度大约在几百纳米，和发光的波长在同一数量级，因此会有较强的干涉效应。图3示出在不增加网格状的网格层时光线传输路径的示意图，如图3所示，依次包括反射面31、阳极32、空穴传输层33、发光层34、电子传输层35和半透明阴极36，部分光经反射面S1的反射后由于全反射的作用，会被限制在器件内，无法从出射面S2射出，从而导致显示器件的出光率下降，光的亮度和效率较差。相对应的，图4示出本示例实施例中增加网格状的网格层时光线传输路径的示意图，如图4所示，依次包括反射面41、阳极42、发光层43、半透明阴极44、封装层45、缓冲层46、网格层47和反射层48，由于网格层中网格结构的存在，增加了光在器件内的散射，从而增加大角度光的出射机率和比例，提高显示器件的出光率，使光的亮度及效率得以提升。

综上所述，本示例实施例提供的光取出结构通过反射层与像素单元形成微腔结构，可以提高光取出效率；另外，由于网格结构设置在像素单元的边缘，可以起到防串扰的作用，进一步避免像素间的光线串扰，从而提高显示屏体的清晰度和发光效率。

本公开另一示例实施例中还提供一种显示屏体，图5示出该显示屏体的示意图，如图5所示显示屏体包括：衬底基板510、设置在衬底基板510上的多个像素单元520和设置在多个像素单元520上的光取出结构540，其中的光取出结构540为以上实施例的光取出结构。

在本示例实施例中，在衬底基板510上除了设置有像素单元520之外，还设置有TFT阵列结构，例如OLED的像素驱动电路。该像素驱动电路中包括多个晶体管，如TFT(ThinFilm Transistor，薄膜晶体管)以及存储电容。

图5示出的仅仅是针对一个像素单元以及相应的驱动晶体管，且图5中是以顶栅型驱动晶体管为例进行介绍。如图5所示，在衬底基板510上具有像素区和驱动区，其中位于驱动区的晶体管530包括有源层531、栅绝缘层532、栅极533、层间绝缘层534、源漏金属层535、钝化层536等，另外，对于顶栅型晶体管除上述以外还可以包括遮挡层等，此处不再赘述。而在像素区的像素单元520中包括有机发光器件，有机发光器件具体包括：第一电极521、第二电极522以及位于第一电极521和第二电极522之间的有机功能层523，其中有机功能层可以包括但不限于：空穴传输层(HTL)、电子阻挡层(EBL)、发光层(EL)、电子传输层(ETL)等。该有机发光器件为顶发光型有机发光器件，即通过相对于衬底基板510向上的光进行显示，也就是显示侧在衬底基板510的上方。

需要说明的是，不同颜色的子像素内的发光层124采用在主发光体中掺入不同的掺杂物实现蓝色(B)、绿色(G)和红色(R)实现，另外，有机功能层中某一种或多种膜层的厚度还需针对不同颜色的子像素进行调整，此处不做过多限定。

其中第一电极521靠近衬底基板510，可以为有机发光器件的阳极，材料可以为透明导电氧化物，如氧化铟锡ITO，或者是透明导电氧化物与金属形成的层叠结构，如ITO/Mg/ITO。第二电极522可以为有机发光器件的阴极，材料可以为金属，如Ag和Mg中的至少一种。

如图5所示，像素单元520中进一步还包括对有机发光器件进行封装的封装层524，封装层524主要包括由无机材料和有机材料形成的膜层，无机材料包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等，可以通过CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)、化学镀、溅射沉积、物理气相沉积等其他方式形成，有机材料包括但不限于环氧基树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯磺酸盐、聚甲醛、聚芳酯、亚克力和六甲基二硅氧烷等材料。

还需要说明的是，如图5所示，对于驱动区而言，在钝化层536之上还包括像素定义层537、隔垫物538等。在封装层524之上还包括缓冲层525，形成一平面，以便进一步将光取出结构540的网格层541和反射层542形成在缓冲层525之上。其中缓冲层525的材料可以包括但不限于SiNx/SiON。这样，在反射层542和有机发光器件的阴极之间形成微腔结构，在微腔结构可以产生微腔效应，通过光波干涉，使谐振峰在发光材料的发射峰附近，提高发光层在发射波长的辐射强度，从而可以增强光的取出。

在该显示屏体中，光取出结构为上述实施例中的光取出结构，而且光取出结构中的网格结构位于像素单元的边缘，且网格结构中网格的间距小于相邻像素单元的间距，这样通过设置网格结构还可以起到防止像素间串扰的作用。

对于本示例实施例中提供的显示屏体而言，由于增加设置含有网格层和反射层的光取出结构，通过反射层与像素单元中的阴极形成微腔结构，可以提高光取出效率；另外，由于网格结构设置在像素单元的边缘，可以起到防串扰的作用，进一步避免像素间的光线串扰，从而提高显示屏体的清晰度和发光效率。

通过仿真软件对网格层进行模拟，图6示出和图7分别示出没有增加光取出结构时和增加光取出结构时的模拟结果，如图6所示，由于没有网格层，大部分光被局限在器件内部，出光率较低；如图7所示，添加网格层之后，可看到出射光波部分明显增加，出射光强度明显增强。其中图6和图7中的x，y表示出光面，z表示出光方向。

需要说明的是，针对图5所示的结构，像素间距在15um～20um，相应的，网格结构的间隔为3um，网格结构的宽度为1um，能够得到图7所示的模拟结果，提高光的取出效率，同时避免像素间的光线串扰。但是在其他示例实施例中如果像素间距和像素大小根据设计需求进行调整，则为了也能达到本示例实施例的效果，也需要对网格层中网格结构的间隔和宽度机械能给你适应性调整，此处不再赘述。

图8还示出本公开的一些实施例提供的一种显示屏体的制作方法的流程图，大致可以包括以下步骤：

如图8所示，在步骤S81中，在衬底基板上形成像素单元。具体的，形成像素单元包括形成TFT和有机发光器件，其中TFT形成在衬底基板的驱动区，有机发光器件形成在像素区。

其中该步骤具体包括形成TFT的有源层、栅绝缘层、栅极、层间绝缘层、源漏金属层、钝化层等，采用传统构图工艺制作上述各层结构即可，此处不再赘述。本示例实施例中的构图工艺通常包括光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工艺。在实际加工过程中可根据本公开中所形成的结构选择相应的构图工艺。

有机发光器件具体包括形成阳极、空穴传输层(HTL)、电子阻挡层(EBL)、发光层(EL)、电子传输层(ETL)、阴极等，可以采用蒸镀等方式制作形成。

需要说明的是，有机发光器件的阳极通过过孔与TFT的漏极电性连接，开孔工艺等也可以采用传统工艺实现，此处不再赘述。

形成有机发光器件之后，还需要对有机发光器件进行薄膜封装，并在封装后形成缓冲层。

如图8所示，在步骤S82中，在像素单元上形成网格层，网格层具有由金属材料形成的连续的网格结构。

该网格层可以采用传统的构图方式形成，如包括：在缓冲层上沉积金属层，其中该金属层的材料可以为Ag或Al等；然后，通过曝光显影，刻蚀出梯形形状的网格结构，形成网格层；或者该网格层还可以以通过纳米压印的方式形成。

如图8所示，在步骤S83中，在网格层上形成反射层，且反射层覆盖在网格层上。

该步骤具体包括：在网格结构上沉积(或真空蒸镀的方式)形成一层金属合金(或其他金属或金属合金)，即反射层。该反射层既覆盖在网格结构上，也覆盖在网格的中空部分。

通过上述步骤流程，制成得到上述的显示屏体。

基于上述，本公开在另一示例实施例中还提供一种显示装置，该显示装置包括上述显示屏体。

需要说明的是，该显示装置可以为：显示面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

另外，该显示装置能够实现与上述压感触控显示面板相同的效果，此处不再赘述。

应清楚地理解，本公开描述了如何形成和使用特定示例，但本公开的原理不限于这些示例的任何细节。相反，基于本公开公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施方式。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施方式。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (10)

1.一种光取出结构，其特征在于，包括：

网格层，具有由金属材料形成的连续的网格结构；以及

反射层，覆盖在所述网格结构上。

2.根据权利要求1所述的光取出结构，其特征在于，所述网格结构的截面的形状为梯形。

3.根据权利要求1所述的光取出结构，其特征在于，所述网格结构中网格的间距为3um±5％，所述网格结构中网格的宽度为1um±5％。

4.根据权利要求1所述的光取出结构，其特征在于，所述网格层的厚度为0.5um～1um。

5.根据权利要求1所述的光取出结构，其特征在于，所述反射层覆盖在所述网格结构上的部分的厚度为20nm±5％。

6.一种显示屏体，其特征在于，包括：

衬底基板；

设置在所述衬底基板上的多个像素单元；以及

设置在所述多个像素单元上的光取出结构，所述光取出结构为权利要求1-5中任一项所述的光取出结构。

7.根据权利要求6所述的显示屏体，其特征在于，所述光取出结构中的网格结构位于所述像素单元的边缘，且所述网格结构中网格的间距小于相邻所述像素单元的间距。

8.根据权利要求8所述的显示屏体，其特征在于，所述像素单元中包括顶发光型的有机发光器件。

9.一种显示屏体的制作方法，其特征在于，包括：

在衬底基板上形成多个像素单元；

在所述像素单元上形成网格层，所述网格层具有由金属材料形成的连续的网格结构；

在所述网格层上形成反射层，且所述反射层覆盖在所述网格层上。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求6-8任一项所述的显示屏体。