CN109728186A - 有机发光二极管显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有机发光二极管(OLED)显示装置，其包括多个像素区，所述像素区中的每者包括发光二极管(LED)，所述LED包括具有形成于其中的多个孔的第一电极；设置在所述孔的每者中并且从所述第一电极突出的堤图案；设置在所述第一电极和所述堤图案的上表面上的有机发光层；以及设置在所述有机发光层上的第二电极，其中，所述有机发光层和所述第二电极两者具有与所述第一电极和所述堤图案的上表面共形的形状。

Description

有机发光二极管显示装置
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2017年10月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2017-0144068的权益，以引用的方式将所述申请的全文并入本文。
技术领域
本公开涉及一种有机发光二极管显示装置，更具体而言，涉及具有提高的光提取效率的有机发光二极管显示装置。
背景技术
最近，随着信息取向型社会的来临，由于人们对用于处理和显示大量信息的信息显示器的兴趣以及对便携式信息媒体的需求提高，因而显示领域取得了快速进步。因而，各种轻薄平板显示装置得到了发展和重视。
作为平坦显示装置的具体示例，存在液晶显示(LCD)装置、等离子体显示面板(PDP)装置、场发射显示(FED)装置、电致发光显示(ELD)装置、有机发光二极管(OLED)显示装置等。平坦显示装置在其轻薄和功耗下降方面表现出了良好的特性，因而迅速取代了常规的阴极射线管(CRT)显示器。
在平板显示装置中，OLED显示装置是发射型装置，并且不需要在非发射型装置(即，LCD装置)中使用的背光单元。结果，OLED显示装置具有低重量和薄外形。
此外，与LCD装置相比，OLED显示装置在视角、对比度系数和功耗方面具有优势。此外，OLED显示装置可以采用低直流(DC)电压驱动，并且具有高响应速度。此外，由于OLED显示装置的内部元件具有固相，因而OLED显示装置对外部冲击具有高耐受性，并且具有宽可用温度范围。
具体而言，由于OLED显示装置是通过简单的工艺制造的，因而与LCD装置相比可以降低制造成本。
然而，在OLED显示装置中，在从有机发光层发射的光通过各种部件并且被发射至外部时，损失了很大一部分光。因而，发射至OLED显示装置的外部的光仅占从有机发光层发射的光的大约20％。
这里，由于从有机发光层发射的光的量与施加至OLED显示装置的电流的量一起增大，因而有可能通过向有机发光层施加更多电流而进一步增大OLED显示装置的亮度。然而，在这种情况下，功耗增大，并且OLED显示装置的寿命也缩短。
因此，最近开展了各种研究来提高OLED显示装置的光提取效率。
发明内容
相应地，本发明涉及一种与相关技术相比能够提高OLED显示装置的光提取效率的有机发光二极管(OLED)显示装置。
在本发明的一个方面中，一种有机发光二极管(OLED)显示装置包括多个像素区，所述像素区中的每者包括发光二极管(LED)，所述LED包括具有形成于其中的多个孔的第一电极；设置在所述孔中的每者中并且从所述第一电极突出的堤图案；设置在所述第一电极和所述堤图案的上表面上的有机发光层；以及设置在所述有机发光层上的第二电极，其中，所述有机发光层和所述第二电极两者具有与所述第一电极和所述堤图案的上表面共形的形状。
所述有机发光层和所述第二电极构成了微透镜。所述微透镜具有提高所述OLED显示装置的光提取效率的曲面形状。
此外，所述有机发光二极管(OLED)显示装置进一步包括处于所述第一电极的下表面之下的外涂层，其中，在所述第一电极和所述外涂层之间的界面处被全反射的光通过由于所述微透镜的曲面形状而以小于全反射临界角的角度传播，从而通过一次或多次反射而被提取。
所述多个孔相互隔开一定距离。形成于所述第一电极中的多个孔减小了所述堤图案和所述第一电极之间的界面。
设置在所述孔的每者中的堤图案具有到的宽度，并且相邻堤图案之间的宽度大约是堤图案的宽度的三倍。
所述堤图案可以具有从所述第一电极突出的半圆形。相应地，所述有机发光层和所述第二电极可以具有对应于所述堤图案的凸起部分和对应于所述第一电极的平坦部分。在这种情况下，被提取到所述像素区的外部的光的量随着堤图案的高度的增大而增大，并且堤图案的高度处于到的范围内。
此外，所述堤图案可以具有由从所述第一电极突出的第一和第二突出部以及连接所述第一和第二突出部并且朝所述第一电极凹陷的凹陷部分所构成的形状。相应地，所述有机发光层和所述第二电极可以具有对应于所述堤图案的第一和第二突出部的第一和第二凸起部分、对应于所述堤图案的凹陷部分的沟槽以及对应于所述第一电极的平坦部分，其中，所述第一和第二凸起部分以及所述沟槽增大了用于光反射的曲面面积。在这种情况下，被提取到所述像素区的外部的光的量随着堤图案的凹陷部分的高度的增大而增大，并且堤图案的凹陷部分的高度处于堤图案的高度的1/3到2/3的范围内。
应当理解，本发明的上文的一般描述和下文的具体实施方式均为示例性和说明性的，并且意在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
所包括的用于提供对本公开的进一步理解并且被包含到本说明书中并构成了本说明书的部分的附图示出了本公开的各种实施方式，并且附图与描述一起起着解释本公开的原理的作用。
图1是示出了根据本公开的第一实施例的有机发光二极管(OLED)显示器的示意性截面图。
图2是示出了根据本公开的第一实施例的OLED显示器的堤图案的布置结构的示意性平面图。
图3是沿图2的II-II线截取的截面图，并且示意性地示出了对光进行引导的状态。
图4A和图4B示出了根据本公开的第一实施例的OLED显示器的测量的光提取状态的比较的模拟结果。
图4C和图4D示出了根据本公开的第一实施例的根据OLED显示器的堤图案的高度的OLED显示器的光提取状态的模拟结果。
图5是示出了根据本公开的第二实施例的对光进行引导的状态的示意图。
图6A和图6B示出了根据本公开的第二实施例的OLED显示器的测量的光提取状态的比较的模拟结果。
图6C到图6E示出了根据本公开的第二实施例的根据OLED显示器的堤图案的凹陷部分的高度的OLED显示器的光提取状态的测量的模拟结果。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。
-第一实施例-
图1是示出了根据本公开的第一实施例的有机发光二极管(OLED)显示器的示意性截面图。
在描述之前，根据发射的光的传输方向，将根据本公开的实施例的OLED显示器100划分为顶部发射型或者底部发射型。在下文中，将描述底部发射型作为本公开的示例。
为了方便描述，将每个像素区SP定义为具有发射区EA以及沿发射区EA的边缘设置的电路区CA，在发射区EA中提供发光二极管(LED)E以大体上实施图像，在电路区CA中形成驱动薄膜晶体管DTr。
如所示，在根据本公开的第一实施例的OLED显示器中，通过保护膜102包封在上面形成了驱动薄膜晶体管DTr和LED E的基板101。
更具体而言，半导体层103设置在基板101上的每个像素区SP的电路区CA中。半导体层103由硅构成，并且具有被配置为构成沟道并且被设置在半导体层103的中央部分的有源区103A以及采用高浓度杂质掺杂并且被设置在有源区103a的两个侧表面上的源极区103b和漏极区103c。
栅极绝缘层105设置在半导体层103的上部部分上。
在栅极绝缘层105的上部部分上提供栅电极107以及在附图中未示出并且沿一个方向延伸的栅极线，以便对应于半导体层103的有源区103a。
此外，第一层间绝缘层109a被设置在栅电极107和栅极线(未示出)上。在这种情况下，第一层间绝缘层109a和位于第一层间绝缘层109a下方的栅极绝缘层105具有被配置为分别暴露设置在有源区103a的两个侧表面上的源极区103b和漏极区103c的第一和第二半导体层接触孔116。
接下来，源电极110a和漏电极110b在具有第一和第二半导体层接触孔116的第一层间绝缘层109a的上部部分上被相互隔开，并且分别与通过所述第一和第二半导体层接触孔116暴露的源极区103b和漏极区103c接触。
第二层间绝缘层109b被设置在第一层间绝缘层109a的在源电极110a和漏电极110b之间被暴露的上部部分上。
在这种情况下，源电极110a和漏电极110b、具有与源电极110a和漏电极110b接触的源极区103b和103c的半导体层103、设置在半导体层103的上部部分上的栅极绝缘层105以及栅电极107构成了驱动薄膜晶体管DTr。
尽管在附图中未示出，但是提供了与栅极线(未示出)相交并且限定了像素区SP的数据线(未示出)。开关薄膜晶体管(未示出)具有与驱动薄膜晶体管DTr相同的结构，并且连接至驱动薄膜晶体管DTr。
开关薄膜晶体管(未示出)和驱动薄膜晶体管DTr在附图中被示为具有顶栅类型，其中，半导体层103可以被形成为多晶硅半导体层或者氧化物半导体层。作为经修改的示例，开关薄膜晶体管(未示出)和驱动薄膜晶体管DTr可以具有底栅类型，其中，半导体层103由本征非晶硅和掺杂非晶硅构成。
基板101可以主要由玻璃材料构成，但是也可以由可弯曲或者柔性的透明塑料材料(例如，聚酰亚胺材料)构成。在采用塑料材料作为基板101的材料时，考虑到在基板101上执行高温沉积工艺，可以使用能够抵御高温的具有高耐热性的聚酰亚胺。可以采用至少一个缓冲层(未示出)覆盖基板101的整个表面。
在这种情况下，在电路区CA中提供的驱动薄膜晶体管DTr可以具有其阈值电压被光移位的特性。为了避免这种现象，根据本申请的OLED显示器100可以进一步包括在半导体层103下方提供的遮光层(未示出)。
在基板101和半导体层103之间提供遮光层(未示出)，以阻挡通过基板101入射到半导体层103上的光，并且使外部光引起的晶体管的阈值电压的变化降至最低或者防止所述变化。采用缓冲层(未示出)覆盖遮光层(未示出)。
波长转换层106被设置在第二层间绝缘层109b的对应于每个像素区SP的发射区EA的上部部分上。
波长转换层106包括彩色滤波器，其仅透射从LED E向基板101发射的白光中的在该像素区SP中设置的颜色的波长。
在示例中，波长转换层106可以仅透射红光波长、绿光波长或者蓝光波长。例如，在根据本申请的OLED显示器100中，一个单位像素可以包括相邻的第一到第三像素区SP。在这种情况下，在第一像素区中提供的波长转换层106可以包括红色滤波器，在第二像素区中提供的波长转换层106可以包括绿色滤波器，并且在第三像素区中提供的波长转换层106可以包括蓝色滤波器。
此外，在根据本申请的OLED显示器100中，一个单位像素可以进一步包括在其中未形成波长转换层106的白色像素。
在另一个示例中，波长转换层106可以包括量子点，所述量子点具有能够根据从LED E向基板101发射的白光而发射在每个像素区SP中设置的颜色的光的尺寸。这里，量子点可以是从由Cds、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、GaAs、GaP、GaAs-P、Ga-Sb、InAs、InP、InSb、AlAs、AlP、AlSb等构成的量子点中选出的。
例如，第一像素区的波长转换层106可以包括由CdSe或InP构成的量子点，第二像素区的波长转换层106可以包括由CdZnSeS构成的量子点，并且第三像素区的波长转换层106可以包括由ZnSe构成的量子点。如上文所述，其中的波长转换层106包括量子点的OLED显示器100可以具有高色域。
在另一个示例中，波长转换层106可以包括含有量子点的彩色滤波器。
具有被配置为暴露第二层间绝缘层109b和漏电极110b的漏极接触孔118的外涂层108被设置在波长转换层106的上部部分上。第一电极111设置在外涂层108的上部部分上，并且连接至驱动薄膜晶体管DTr的漏电极110b并且由具有相对较高功函数值的材料构成的第一电极111构成了LED E的阳极。
第一电极111可以由诸如氧化铟锡(ITO)或者氧化铟锌(IZO)的金属氧化物、诸如ZnO:Al或SnO2:Sb的金属和氧化物的混合物、或者诸如聚(3-甲基噻吩)、3,4聚乙烯二氧噻吩(PEDT)、聚吡咯或者聚苯胺的导电聚合物构成。此外，第一电极111可以由碳纳米管(CNT)、石墨烯或者银纳米线等构成。
第一电极111被设置为用于每个像素区SP，并且堤119可以设置在为每个像素区SP设置的第一电极111之间。
也就是说，堤119是沿每个像素区SP的边缘设置的。通过作为每个像素区SP的边缘部分的堤119，为每个像素区SP单独设置第一电极111。
堤119可以由具有大约1.5的折射率的透明绝缘材料构成。例如，堤119可以由从基于丙烯酸的树脂、环氧树脂、苯酚树脂、基于聚酰胺的树脂、基于聚酰亚胺的树脂、基于不饱和聚酯的树脂、基于聚亚苯基的树脂、基于聚苯硫醚的树脂、苯并环丁烯和光致抗蚀剂中选出的至少一者构成，但是本公开不限于此。堤119可以由具有大约1.5的折射率的任何绝缘材料构成。
这里，在根据本公开的第一实施例的OLED显示器100中，第一电极111具有相互隔开一定距离的多个孔H。所述多个孔H暴露设置在第一电极111的下部部分上的外涂层108。
堤图案200设置在第一电极111的上部部分上。堤图案200具有设置在形成于第一电极111中的孔H的每者中并且从第一电极111向保护膜102凸起地突出的半圆形。
堤图案200可以包括与沿每个像素区SP的边缘设置的堤119相同的材料。
也就是说，堤图案200可以由透明绝缘材料构成。从LED E发射的光的传播路径因透明堤图案200而改变，由此增大了光提取效率。后面将对此予以更详细的描述。
由于堤图案200由与堤119相同的材料构成，可以利用形成堤119的过程在第一电极111的孔H中的每者中形成堤图案200，而不需要单独的过程。相应地，不需要单独的过程。例如，堤119和堤图案200可以是利用半透半反式掩模同时形成的。
有机发光层113设置在第一电极111和堤图案200上。有机发光层113可以包括由发光材料构成的单层。为了提高发光效率，有机发光层113可以包括由空穴注入层、空穴传输层、发光材料层、电子传输层和电子注入层构成的多层。即，有机发光层113由多个不同的子层构成，其中，一些子层发射光，并且一些子层不发射光。
构成阴极的第二电极115设置在有机发光层113的整个上表面上。
第二电极115可以由具有相对较低的功函数值的材料构成。在这种情况下，第二电极115可以具有双层结构，并且可以包括由合金构成的单层或者由其构成的多个层，所述合金按照某一比例含有如Ag的具有相对较低的功函数的第一金属以及如Mg的第二金属。
在OLED显示器100中，在根据所选择的信号向第一电极111和第二电极115施加某一电压时，从第一电极111注入的空穴和从第二电极115注入的电子被传输至有机发光层113，以形成激子。在激子从激发态跃迁至基态时，生成并且发射具有可见光形式的光。
在这种情况下，所发射的光通过透明的第一电极111，并且被发射至外部，以使得OLED显示器100可以实施任何图像。
这里，依次设置在第一电极111和堤图案200上的有机发光层113和第二电极115两者具有与第一电极111和从第一电极111凸起地突出的堤图案200的上表面的形状共形。在优选实施例中，层113和115是被沉积为共形层，这意味着它们在其所有沉积位置上都具有均匀厚度，并且沉积之后它们的上表面一般具有与它们的沉积表面相同的形状。
因此，有机发光层113和第二电极115具有对应于堤图案200的凸起部分117a和对应于第一电极111的平坦部分117b，从而构成了微透镜117。
在驱动薄膜晶体管DTr和LED E上方形成具有薄膜形式的保护膜102，从而通过保护膜102包封OLED显示器100。
这里，为了防止外部氧气和湿气渗透到OLED显示器100中，保护膜102包括至少两个堆叠的无机保护膜。在这种情况下，优选将有机保护膜插入在两个无机保护膜之间，以补偿无机保护膜的耐冲击性。
由于要防止湿气和氧气渗透到其中有机保护膜和无机保护膜交替并且重复地堆叠的这种结构中的有机保护膜的侧表面中，优选使无机保护膜完全覆盖有机保护膜。
相应地，OLED显示器100可以防止湿气和氧气从外部渗透到OLED显示器100中。
如上文所述，在根据本公开的第一实施例的OLED显示器100中，由于在LED E的第一电极111中形成了多个孔H，并且在孔H的每者中设置了从第一电极111凸起地突出的堤图案200，因而能够改变从LED E发射的光的路径以提高光提取效率，由此提高亮度并且降低功耗。
也就是说，由于提供了从第一电极111凸起地突出的堤图案200，因而依次设置在第一电极111和堤图案200上的有机发光层113和第二电极115具有凸起部分117a和平坦部分117b。因而，有机发光层113和第二电极115构成了微透镜117。
因此，提高了OLED显示器100的光提取效率。
具体而言，在根据本公开的第一实施例的OLED显示器100中，由于在第一电极111中形成了多个孔H，并且在所述多个孔H的每者中设置了堤图案200，因而减小了堤图案200和第一电极111之间的界面。结果，也提高了光提取效率。
图2是示出了根据本公开的第一实施例的OLED显示器100的堤图案200的布置结构的示意性平面图。
如所示，被设置在外涂层(图1的108)的上部部分上以对应于每一像素区(图1的SP)的发射区(图1的EA)的第一电极111具有多个相互间隔一定距离的孔H。在这种情况下，在从上面看时，通过孔H界定的第一电极111可以具有六边形形状，但是本公开不限于此。第一电极111可以具有诸如半球形状、半椭球形状和矩形形状的各种总体形状。
在从上面看时，多个孔H可以是按照六边形蜂巢结构设置的。换言之，具有六边形形状的一个孔H和另一个相邻孔H(它们相互隔开一定距离)可以共享一条边，从而整体形成六边形蜂巢结构。
因此，设置在孔H中的堤图案200也可以是按照六边形蜂巢结构设置的。
设置在孔H中的堤图案200的宽度w1可以处于到的范围内。由于当前工艺中的曝光比和材料本身的限制的原因，很难形成使得宽度w1小于的堤图案200。此外，在堤图案200的宽度w1大于时，堤图案200使非发射区增大，从而对OLED显示器(图1的100)的亮度造成影响。
因此，优选将堤图案200形成为具有到的宽度w1。
这里，优选的是，相邻堤图案200之间的宽度w2是堤图案200的宽度w1的大约三倍，从而使OLED显示器(图1的100)的亮度不受堤图案200影响。因此，金属区域比第一金属中的孔的面积大了大约三倍。
图3是沿图2的II-II截取的截面图，并且示意性地示出了对光进行引导的状态。
如所示，包括第一电极111、有机发光层113和第二电极115的LED E被设置在外涂层108的上部部分上，对应于发射区(图1的EA)。
这里，第一电极111具有多个相互间隔一定距离的孔H，并且堤图案200设置在孔H中的每者中。
堤图案200具有从第一电极111的孔H中的每者向保护膜(图1的102)凸起地突出的半圆形，并且由透明绝缘材料层构成。凹陷的堤图案200的预期高度和形状是通过下述步骤形成的：在第一电极上形成绝缘材料层；在所述绝缘材料层上形成具有不同厚度的第一光致抗蚀剂图案；使用第一光致抗蚀剂图案对所述绝缘材料层进行第一蚀刻；通过灰化形成第二光致抗蚀剂图案；使用第二光致抗蚀剂图案对所述绝缘材料层进行第二蚀刻；以及去除所述第二光致抗蚀剂图案。
有机发光层113和第二电极115依次设置在第一电极111和堤图案200上。有机发光层113和第二电极115沿第一电极111和堤图案200的表面具有对应于堤图案200的凸起部分117a以及对应于第一电极111的平坦部分117b，以构成微透镜117。
这里，由于有机发光层113的折射率基本上与第一电极111的折射率相同，因而有机发光层113中生成的光的光路在有机发光层113和第一电极111之间的界面处未受改变。
有机发光层113和第一电极111可以具有处于1.7到2.0的范围内的折射率。
由于外涂层108具有大约1.5的折射率，因而在从有机发光层113发射的光通过第一电极111并且被提取到基板(图1的101)的外部时，从有机发光层113发射的光在第一电极111和外涂层108之间的界面处被全反射。
在这种情况下，在第一电极111和外涂层108之间的界面处被全反射的光之中，光L1被提取到基板(图1的101)的外部。然而，某些光具有大于全反射临界角的角度，因而陷于外涂层108和第一电极111之间或者第一电极111和第二电极115之间，而未被提取到基板101的外部。
这里，在根据本公开的第一实施例的OLED显示器(图1的100)中，由于有机发光层113和第二电极115构成了微透镜117，因而在第一电极111和外涂层108之间的界面处被全反射的光L2和光L3之中，光L2因有机发光层113和第二电极115的凸起部分117a的曲面形状的原因而以小于全反射临界角的角度传播，从而通过多次反射被提取到基板(图1的101)的外部。
因此，提高了光提取效率。
也就是说，尽管根据本公开的第一实施例的OLED显示器(图1的100)不包括单独的微透镜，但是有机发光层113和第二电极115可以通过堤图案200和第一电极111构成微透镜117，由此提高光提取效率。
在这种情况下，可以在第一电极111和堤图案200之间的界面处执行全反射。在根据本公开的第一实施例的OLED显示器(图1的100)中，在第一电极111中形成了多个孔H，并且在所述多个孔H的每者中设置了堤图案200，由此减小了堤图案200和第一电极111之间的界面。
因此，在从有机发光层113发射的光之中的在第一电极111和堤图案200之间的界面处被全反射的光L2和光L3之中，光L3因有机发光层113和第二电极115的凸起部分117a的曲面形状的原因而以小于全反射临界角的角度传播，从而通过多次反射被提取到基板(图1的101)的外部。结果，也提高了光提取效率。
图4A和图4B示出了根据本公开的第一实施例的OLED显示器100的测量的光提取状态的比较的模拟结果，图4C和图4D示出了根据本公开的第一实施例的根据OLED显示器100的堤图案200的高度的OLED显示器100的光提取状态的模拟结果。
在描述之前，图4A示出了一种OLED显示器，其中，第一电极、有机发光层和第二电极依次堆叠在外涂层上，对应于一个像素区中的发射区，以构成LED，并且多个堤图案设置在第一电极的上部部分上并相互隔开。
图4B示出了根据本公开的第一实施例的OLED显示器(图1的100)，其中，具有多个孔H的第一电极111、有机发光层113和第二电极(图3的115)依次堆叠在外涂层(图3的108)上、对应于一个像素区(图1的SP)中的发射区(图1的EA)，以构成LED(图3的E)，并且堤图案200被设置在第一电极111的孔H中的每者中。
参考图4A，可以证实大量的光在第一电极和堤图案之间的界面处被全反射。在第一电极和堤图案之间的界面处被全反射的光具有大于全反射临界角的角度，因而被陷于外涂层和第一电极之间或者第一电极和第二电极之间，而未被提取到基板的外部。
相反，参考图4B，可以证实在第一电极111和堤图案200之间的界面处被全反射的光的量与图4A的情况相比更小。具体而言，可以证实被提取到基板(图1的101)的外部的光的量与图4A的情况相比更大。
也就是说，在本公开的第一实施例中，由于在设置在外涂层(图3的108)的上部部分上、对应于发射区(图1的EA)的第一电极111中形成了多个孔H，并且堤图案200被设置在孔H中的每者中，因而在通过有机发光层113和第二电极(图3的115)的微透镜(图3的117)提高了光提取效率的同时，还能够将在第一电极111和堤图案200之间的界面处被全反射的光提取到基板(图1的101)的外部。
因此，能够进一步提高光提取效率，由此提高了OLED显示器(图1的100)的亮度而不消耗额外的功率，并且避免了OLED显示器(图1的100)的使用寿命的缩短。
同时，结合示出了根据本公开的第一实施例的OLED显示器(图1的100)的图4B参考附图4C和附图4D，在所述OLED显示器中，具有多个孔H的第一电极111、有机发光层113和第二电极(图3的115)依次堆叠在外涂层(图3的108)上、对应于一个像素区(图1的SP)中的发射区(图1的EA)，以构成LED(图3的E)，并且堤图案200设置在第一电极111的孔H中的每者中，随着堤图案200的高度h1增大，被提取到基板101的外部的光的量也能够增大。因而，优选的是堤图案200的高度h1处于到的范围内。
这里，在堤图案200的高度h1小于时，难以通过堤图案200预期光提取效率。在堤图案200的高度h1大于时，从LED(图3的E)入射的光可能不会朝基板(图1的101)传播，而是被陷到LED(图3的E)内部。因而，可能降低光提取效率。
因此，可以将堤图案200的高度h1设置在到的范围内，由此使光提取效率最大化。
如上所述，在根据本公开的第一实施例的OLED显示器(图1的100)中，由于在LED(图3的E)的第一电极111中形成了多个孔H，并且堤图案200设置在孔H中的每者中，以使其从第一电极111凸起地突出，因而有机发光层113和第二电极(图3的115)构成了微透镜(图3的117)，由此提高了OLED显示器(图1的100)的光提取效率。
结果，能够提高亮度，并且能够降低功耗。
具体而言，在根据本公开的第一实施例的OLED显示器(图1的100)中，由于在第一电极111中形成了多个孔H，并且在多个孔H中的每者中设置了堤图案200，因此能够减小堤图案200和第一电极111之间的界面，由此进一步提高光提取效率。
-第二实施例-
图5是示出了根据本公开的第二实施例的对光进行引导的状态的示意图。
如所示，包括第一电极111、有机发光层113和第二电极115的LED E被设置在外涂层108的上部部分上，对应于一个像素区(图1的SP)的发射区(图1的EA)。
这里，第一电极111具有多个相互间隔一定距离的孔H，并且堤图案200设置在孔H中的每者中。
堤图案200由透明绝缘材料构成，并且具有从第一电极111的孔H中的每者向保护膜102凸起地突出的第一和第二突出部210a和210b以及连接第一和第二突出部210a和210b并且朝第一电极111凹陷的凹陷部分210c。
有机发光层113和第二电极115依次设置在第一电极111和堤图案200上。有机发光层113和第二电极115沿第一电极111和堤图案200的表面具有对应于堤图案200的第一和第二突出部210a和210b的第一和第二凸起部分217a和217b、对应于堤图案200的凹陷部分210c的沟槽217c以及对应于第一电极111的平坦部分217d，因而它们构成了微透镜217。
这里，由于有机发光层113的折射率基本上与第一电极111的折射率相同，因而有机发光层113中生成的光的光路在有机发光层113和第一电极111之间的界面处未受改变。
有机发光层113和第一电极111可以具有处于1.7到2.0的范围内的折射率。
由于外涂层108具有大约1.5的折射率，因而在从有机发光层113发射的光通过第一电极111并且被提取到基板(图1的101)的外部时，从有机发光层113发射的光在第一电极111和外涂层108之间的界面处被全反射。
在这种情况下，在第一电极111和外涂层108之间的界面处被全反射的光之中，光L1被提取到基板(图1的101)的外部。然而，某些光具有大于全反射临界角的角度，因而陷于外涂层108和第一电极111之间或者第一电极111和第二电极115之间，而未被提取到基板(图1的101)的外部。
在根据本公开的第一实施例的OLED显示器(图1的100)中，由于有机发光层113和第二电极115构成了具有第一和第二凸起部分217a和217b以及沟槽217c的微透镜217，因而在有机发光层113和外涂层108之间的界面处被全反射的光之中，一些光L2因有机发光层113和第二电极115的第一和第二凸起部分217a和217b以及沟槽217c的曲面形状的原因而以小于全反射临界角的角度传播，由此通过多次反射被提取到基板(图1的101)的外部。
因此，提高了光提取效率。
也就是说，尽管根据本公开的第二实施例的OLED显示器(图1的100)不包括单独的微透镜，但是有机发光层113和第二电极115可以通过堤图案200和第一电极111构成微透镜217，由此提高光提取效率。
具体而言，由于有机发光层113和第二电极115构成了具有第一和第二凸起部分217a和217b、沟槽217c以及平坦部分217d的微透镜217，因而通过第一和第二凸起部分217a和217b以及沟槽217c增大了曲面面积，由此增大了反射面积。
因此，进一步提高了光提取效率。
在这种情况下，也可能在第一电极111和堤图案200之间的界面处执行全反射。在根据本公开的第二实施例的OLED显示器(图1的100)中，在第一电极111中形成了多个孔H，并且在多个孔H中的每者中设置了堤图案200，由此减小了堤图案200和第一电极111之间的界面。
因此，在从有机发光层113发射的光之中的在第一电极111和堤图案200之间的界面处被全反射的光之中，光L3因有机发光层113和第二电极115的第一和第二凸起部分217a和217b以及沟槽217c的曲面形状的原因而以小于全反射临界角的角度传播，从而通过多次反射被提取到基板(图1的101)的外部。结果，也提高了光提取效率。
图6A和图6B示出了根据本公开的第二实施例的OLED显示器100的测量的光提取状态的比较的模拟结果。
图6C到图6E示出了根据本公开的第二实施例的根据OLED显示器100的堤图案200的凹陷部分210c的高度的OLED显示器100的光提取状态的测量的模拟结果。
在描述之前，图6A示出了一种OLED显示器，其中，第一电极、有机发光层和第二电极依次堆叠在外涂层上、对应于一个像素区中的发射区，以构成LED，并且多个堤图案设置在第一电极的上部部分上并相互隔开。
图6B示出了根据本公开的第二实施例的OLED显示器(图1的100)，其中，具有多个孔H的第一电极111、有机发光层113和第二电极(图5的115)依次堆叠在外涂层(图5的108)上、对应于一个像素区(图1的SP)中的发射区(图1的EA)，以构成LED(图5的E)，并且具有第一和第二突出部210a和210b以及凹陷部分210c的堤图案200被设置在第一电极111的孔H中的每者中。
在这种情况下，有机发光层113和第二电极115具有对应于堤图案200的第一和第二突出部210a和210b的第一和第二凸起部分217a和217b、对应于堤图案200的凹陷部分210c的沟槽217c以及对应于第一电极111的平坦部分217d，因而它们构成了微透镜217。
参考图6A，从有机发光层发射的光中的一些在第一电极和外涂层之间的界面处被全反射。在这种情况下，可以证实在第一电极和外涂层之间的界面处被全反射的光中的一些也在第一电极和堤图案之间的界面处被全反射。
因而，光被陷于第一电极和外涂层之间的界面处以及第一电极和堤图案之间的界面处。
相反，参考图6B，从有机发光层113发射的光中的一些在第一电极111和外涂层108之间的界面处被全反射。在这种情况下，可以证实在第一电极111和外涂层108之间的界面处被全反射的光中的一些通过了堤图案200并且被第二电极(图5的115)反射，而未在第一电极111和堤图案200之间的界面处被全反射。
被第二电极(图5中的115)反射的光被提取到基板101的外部。
因此，在根据本公开的第二实施例的OLED显示器(图1的100)中，由于在设置在外涂层108的上部部分上、对应于发射区(图1的EA)的第一电极111中形成了多个孔H，并且具有第一和第二突出部210a和210b以及凹陷部分210c的堤图案200被设置在孔H中的每者中，因而在通过有机发光层113和第二电极(图5的115)的微透镜(图5的217)提高光提取效率的同时，还能够将在第一电极111和堤图案200之间的界面处被全反射的光提取到基板(图1的101)的外部。
因此，能够进一步提高光提取效率，由此提高了OLED显示器(图1的100)的亮度，而不消耗额外的功率并且避免了OLED显示器(图1的100)的使用寿命的缩短。
另一方面，参考图6C和图6D，能够证实，随着堤图案200的凹陷部分210c的高度h2增大，被提取到基板(图1的101)的外部的光的量也增大。因而，优选的是凹陷部分210c的高度h2处于堤图案200的高度h1的1/3到2/3的范围内。
也就是说，堤图案200的高度h1处于到的范围内的情况对于光提取效率是最合适的。这里，凹陷部分210c的高度h2处于到的范围内。
在凹陷部分的高度h2小于堤图案200的高度h1的1/3时，难以寄希望于通过凹陷部分210c增大弯曲表面的效果。在凹陷部分210c的高度h2大于堤图案200的高度h1的2/3时，由于当前工艺中的曝光比和材料自身方面的限制的原因，难以形成凹陷部分210c。此外，从LED(图5的E)入射的光可能未向基板(图1的101)传播，而是可能被陷于LED(图5的E)的内部。因而，可能降低光提取效率。
因此，优选的是堤图案200的凹陷部分210c的高度h2处于堤图案200的高度h1的1/3到2/3的范围内。被配置有第一和第二突出部210a和210b以及凹陷部分210c的绝缘材料200的预期高度和形状是通过下述步骤形成的：在第一电极上形成绝缘材料层；在所述绝缘材料层上形成具有不同厚度的第一光致抗蚀剂图案；使用第一光致抗蚀剂图案对所述绝缘材料层进行第一蚀刻；通过灰化形成第二光致抗蚀剂图案；使用第二光致抗蚀剂图案对所述绝缘材料层进行第二蚀刻；通过灰化形成第三光致抗蚀剂图案；使用第三光致抗蚀剂图案对所述绝缘材料层进行第三蚀刻；以及去除所述第三光致抗蚀剂图案。
如上所述，在根据本公开的第二实施例的OLED显示器(图1的100)中，由于在LED(图5的E)的第一电极111中形成了多个孔H，并且将具有第一和第二突出部210a和210b以及被配置为连接第一和第二突出部210a和210b的凹陷部分210c的堤图案200设置在孔H中的每者中，因此有机发光层113和第二电极(图5中的115)构成了具有第一和第二凸起部分217a和217b以及沟槽217c的曲面形状的微透镜217，由此提高了OLED显示器(图1的100)的光提取效率。
结果，能够提高亮度，并且能够降低功耗。
具体而言，在根据本公开的第二实施例的OLED显示器(图1的100)中，由于在第一电极111中形成了多个孔H，并且在所述多个孔H中的每者中设置了堤图案200，因此能够减小堤图案200和第一电极111之间的界面，由此进一步提高了光提取效率。
如上文所述，根据本公开，由于在LED的第一电极中形成了多个孔，并且在所述孔中的每者中设置堤图案，因而有机发光层和第二电极构成了微透镜，由此提高了OLED显示器的光提取效率。
结果，能够提高亮度，并且能够降低功耗。
具体而言，由于在第一电极中形成了多个孔，并且在所述多个孔中的每者中设置了堤图案，因此能够减小堤图案和第一电极之间的界面，由此进一步提高光提取效率。
本公开不限于上文描述的实施例，并且对本领域技术人员而言将显而易见的是，可以对本公开做出各种修改和变化而不脱离本公开的精神或范围。

Claims (19)

1.一种有机发光二极管(OLED)显示装置，其包括多个像素区，所述像素区中的每者包括发光二极管(LED)，所述LED包括：
具有形成于其中的多个孔的第一电极；
设置在所述孔的每者中并且从所述第一电极突出的堤图案；
设置在所述第一电极和所述堤图案的上表面上的有机发光层；以及
设置在所述有机发光层上的第二电极，
其中，所述有机发光层和所述第二电极两者具有与所述第一电极和所述堤图案的上表面共形的形状。
2.根据权利要求1所述的OLED显示装置，其中，所述有机发光层和所述第二电极构成了微透镜。
3.根据权利要求2所述的OLED显示装置，其中，所述微透镜具有提高所述OLED显示装置的光提取效率的曲面形状。
4.根据权利要求1所述的OLED显示装置，进一步包括处于所述第一电极的下表面之下的外涂层，其中，在所述第一电极和所述外涂层之间的界面处被全反射的光因所述有机发光层和所述第二电极构成的微透镜的原因以小于全反射临界角的角度传播，从而通过一次或多次反射而被提取。
5.根据权利要求1所述的OLED显示装置，其中，所述多个孔按照六边形蜂巢结构形成于所述第一电极中。
6.根据权利要求1所述的OLED显示装置，其中，所述多个孔相互隔开一定距离。
7.根据权利要求1所述的OLED显示装置，其中，形成于所述第一电极中的所述多个孔减小了所述堤图案和所述第一电极之间的界面。
8.根据权利要求1所述的OLED显示装置，其中，设置在所述孔中的每者中的所述堤图案具有到的宽度。
9.根据权利要求1所述的OLED显示装置，其中，相邻堤图案之间的宽度大约是堤图案的宽度的三倍。
10.根据权利要求1所述的OLED显示装置，进一步包括沿所述像素区的边缘设置的堤。
11.根据权利要求10所述的OLED显示装置，其中，所述堤图案由与所述堤相同的材料构成，并且所述堤图案与所述堤是在同一过程中设置的。
12.根据权利要求1所述的OLED显示装置，其中，所述堤图案具有从所述第一电极突出的半圆形。
13.根据权利要求12所述的OLED显示装置，其中，所述有机发光层和所述第二电极具有对应于所述堤图案的凸起部分和对应于所述第一电极的平坦部分。
14.根据权利要求12所述的OLED显示装置，其中，被提取到所述像素区的外部的光的量随着所述堤图案的高度的增大而增大。
15.根据权利要求14所述的OLED显示装置，其中，所述堤图案的高度处于到的范围内。
16.根据权利要求1所述的OLED显示装置，其中，所述堤图案具有从所述第一电极突出的第一突出部和第二突出部以及连接所述第一突出部和所述第二突出部并且朝所述第一电极凹陷的凹陷部分。
17.根据权利要求16所述的OLED显示装置，其中，所述有机发光层和所述第二电极具有对应于所述堤图案的所述第一突出部和所述第二突出部的第一凸起部分和第二凸起部分、对应于所述堤图案的所述凹陷部分的沟槽以及对应于所述第一电极的平坦部分，其中，所述第一凸起部分和所述第二凸起部分以及所述沟槽增大了用于光反射的曲面面积。
18.根据权利要求16所述的OLED显示装置，其中，被提取到所述像素区的外部的光的量随着所述堤图案的所述凹陷部分高度的增大而增大。
19.根据权利要求18所述的OLED显示装置，其中，所述堤图案的所述凹陷部分的高度处于所述堤图案的高度的1/3到2/3的范围内。
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