CN110581228A - 显示装置及包括该显示装置的头戴式显示器 - Google Patents

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Abstract

显示装置及包括该显示装置的头戴式显示器。公开了一种用于防止混色的显示装置。该显示装置包括：基板，其包括光量在大于0度的角度中为最大值的多个像素；以及封装层，其被设置为覆盖多个像素，该封装层包括多个光收集结构，每个光收集结构具有四角锥形状或四角截锥形状。

Description

显示装置及包括该显示装置的头戴式显示器
技术领域
本公开涉及用于显示图像的显示装置及头戴式显示器(HMD)。
背景技术
随着面向信息社会的发展，对用于显示图像的显示装置的各种要求正在增加。因此，近来正在使用诸如液晶显示(LCD)装置、等离子显示面板(PDP)和有机发光显示装置之类的各种显示装置。
有机发光显示装置是自发光显示装置并且不需要单独的背光。因此，与LCD装置相比，有机发光显示装置可以实现为重量轻且薄并具有低功耗。此外，有机发光显示装置由直流(DC)低电压驱动，响应时间快并且制造成本低。
近来，正在开发每个包括有机发光显示装置的HMD。HMD可以是用于虚拟现实(VR)或增强现实(AR)的监视器设备，其按照眼镜型或头盔型来佩戴并且在靠近用户眼睛的距离处形成焦点。然而，在具有超高分辨率的HMD中，由于像素之间的间隔非常短，因此从每个像素发出的光行进到相邻像素的滤色器，导致混色。
发明内容
因此，本公开旨在提供一种基本上消除了由于相关技术的限制和缺点导致的一个或更多个问题的显示装置及头戴式显示器(HMD)。
本公开的一个方面旨在提供一种防止混色的显示装置及包括该显示装置的HMD。
本公开的其他优点和特征将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地对于本领域普通技术人员在研究以下内容时将变得显而易见，或者可以从本公开的实践中获知。本公开的目的和其他优点可以通过书面描述及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和获得。
为了实现这些和其他优点并且根据本公开的目的，如本文所实施和广泛描述的，提供了一种显示装置，包括：基板，其包括光量在大于0度的角度中为最大值的多个像素；以及封装层，其设置为覆盖多个像素，该封装层包括多个光收集结构，每个光收集结构具有四角锥形状或四角截锥形状。
在本公开的另一方面，提供了一种头戴式显示器，包括：显示装置；透镜阵列，其包括用于放大由显示装置所显示的图像的多个透镜；以及容纳壳体，其容纳显示装置和透镜阵列，其中，显示装置包括：基板，其包括光量在大于0度的角度中为最大值的多个像素；以及封装层，其设置为覆盖多个像素，该封装层包括多个光收集结构，每个光收集结构具有四角锥形状或四角截锥形状。
应当理解，本公开的前述一般描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对要求保护的本公开的进一步说明。
附图说明
附图被包括进来以提供对本公开的进一步理解，并且被并入并构成本申请的一部分，附图例示了本公开的实施方式，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：
图1是例示了根据本公开的实施方式的显示装置的立体图；
图2是例示了沿图1中的线I-I'提取的示例的截面图；
图3是例示了图2的区域A的示例的放大图；
图4是例示了图2的区域A的另一示例的放大图；
图5是例示了图2的区域A的另一示例的放大图；
图6是例示了图2的变型实施方式的截面图；
图7A是示出未应用微腔结构的光源的光分布的图；
图7B是示出应用了微腔结构的光源的光分布的图；
图7C是示出根据本公开的实施方式的光源的光分布的图；
图8A是示出图7A的光源的仿真结果的图；
图8B是示出图7B的光源的仿真结果的图；
图8C是示出图7C的光源的仿真结果的图；
图9A是例示了光收集结构的示例的图；
图9B是例示了光收集结构的另一示例的图；
图10A是示出具有半球形状的光收集结构的仿真结果的图；
图10B是示出具有四角锥形状的光收集结构的仿真结果的图；
图11是例示了根据本公开的实施方式的制造显示装置的方法的流程图；
图12A至图12H是例示了根据本公开的实施方式的制造显示装置的方法的截面图；
图13A是例示了应用了根据本公开的实施方式的显示装置的HMD的示例图；以及
图13B是例示了图13A的容纳壳体的示例的示例图。
具体实施方式
现在将参照本公开的示例性实施方式详细进行说明，其示例在附图中示出。尽可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。
通过以下参照附图描述的实施方式，将阐明本公开的优点和特征及其实现方法。然而，本公开可以以不同的形式实施，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了使本公开将是全面的和完整的，并且将本公开的范围完全传达给本领域技术人员。此外，本公开仅由权利要求的范围限定。
用于描述本公开的实施方式的附图中公开的形状、尺寸、比率、角度和数量仅仅是示例，因此，本公开不限于所例示的细节。相似的附图标记始终指代相似元件。在以下描述中，当相关已知功能或配置的详细描述被确定为不必要地模糊本公开的重点时，将省略详细描述。在使用了本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用“仅～”，否则可以添加另一部件。除非另有相反说明，否则单数形式的术语可以包括复数形式。
在解释元件时，尽管没有明确描述，但是元件被解释为包括误差范围。
在描述位置关系时，例如，当两个部件之间的位置关系被描述为“在…上”、“在…上方”、“在…下”和“挨着～”时，除非使用“仅”或“直接”，否则一个或更多个其他部件可以设置在这两个部件之间。
在描述时间关系时，例如，当时间顺序被描述为“～之后”、“～随后”、“下一个～”和“～之前”时，除非使用“仅”或“直接”，否则可以包括不连续的情况。
应当理解，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。
在描述本公开的元件时，可以使用术语“第一”、“第二”等。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开，并且相应元件的本质、顺序、次序或数量不应受术语限制。应当理解，当元件或层被描述为“连接”、“联接”或“粘附”到另一元件或层时，该元件或层可以直接连接或粘附到另一元件或层，但是至少一个其他元件或层可以“设置”在它们之间，或者元件或层可以通过至少一个其他元件或层彼此“连接”、“联接”或“粘附”。
如本领域技术人员能够充分理解的，本公开的各种实施方式的特征可以彼此部分地或整体地联接或组合，并且可以彼此以各种方式相互操作并且技术上被驱动。本公开的实施方式可以彼此独立地实施，或者可以以相互依赖关系一起实施。
在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的显示装置的实施方式。在将附图标记添加到每个附图的元件时，尽管在其他附图中例示了相同元件，但是相似附图标记可以指代相似元件。
图1是例示了根据本公开的实施方式的显示装置100的立体图。图2是例示了沿图1中的线I-I'提取的示例的截面图。图3至图5是例示了图2的区域A的各种实施方式的放大图。图6是例示了图2的变型实施方式的截面图。
参照图1和图2，根据本公开的实施方式的显示装置100可以包括基板110、多个第一电极120、有机发光层130、第二电极140、堤部B、封装层150、和滤色器160。
基板110可以是塑料膜、玻璃基板或通过半导体工艺形成的硅晶片基板。基板110可以包括多条选通线、多条数据线和多个晶体管。选通线和数据线可以布置成彼此交叉。选通线可以连接到选通驱动器，并且可以被提供有选通信号。数据线可以连接到数据驱动器，并且可以被提供有数据电压。
第一电极120、有机发光层130和第二电极140顺序层叠的区域可以被定义为发光的像素。像素P可以包括红像素RP、绿像素GP和蓝像素BP，并且还可以包括白像素。
第一电极120可以在基板110上设置成彼此隔开一定间隔，因此，可以通过第一电极120来划分像素P。在像素P中可以提供N(其中N是正整数)个晶体管，并且当通过选通线输入选通信号时，N个晶体管可以基于数据线的数据电压向第一电极120提供一定的电压。
第一电极120可以设置在基板110上。例如，每个第一电极120可以包括反射率高的金属材料，诸如铝(Al)和钛(Ti)的层叠结构(Ti/Al/Ti)、Al和铟锡氧化物(ITO)的层叠结构(ITO/Al/ITO)、APC合金、或者APC合金和ITO的层叠结构(ITO/APC/ITO)。APC合金可以是银(Ag)、钯(Pd)和铜(Cu)的合金。每个第一电极120可以是阳极。
堤部B可以设置为在基板110上覆盖第一电极120的边缘，用于划分多个像素P。堤部B可以具有比有机发光层130的折射率小的折射率(例如，小于1.7的折射率)。从有机发光层130发出的光的一部分可以入射在堤部B上。在这种情况下，由于堤部B的折射率小于有机发光层130的折射率，所以入射在堤部B上的光可以被全反射并且可以行进到封装层150。
此外，可以在堤部B中设置沟槽T，用于提供气隙AG。沟槽T可以在有机发光层130中沿从堤部B的上表面到第一电极120的方向形成。根据实施方式的沟槽T可以形成为狭缝形状，但不限于此，并且可以形成诸如圆柱形之类的其他形状。沟槽T可以设置为多个，并且多个沟槽T可以在堤部B中彼此分开设置。
有机发光层130、第二电极140和构成封装层150的第一无机层151可以顺序地层叠在堤部B上，并且如图2中所例示，气隙AG可以设置在沟槽T中。
在图2中，沟槽T被例示为设置为穿过堤部B，但不限于此。在另一实施方式中，如图6所例示，沟槽T可以被设置为使得堤部B的一部分凹陷。
堤部B可以由诸如丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、和/或聚酰亚胺树脂等的有机层形成。
有机发光层130可以设置在第一电极120和堤部B上。有机发光层130可以包括空穴传输层、发光层和电子传输层。在这种情况下，当向第一电极120和第二电极140施加电压时，空穴和电子通过空穴传输层和电子传输层移动到发光层，并在发光层中复合以发光。
有机发光层130可以是发出白光的白发光层。在这种情况下，有机发光层130可以是共同设置在像素P中的公共层。公共地设置的层可以表示该层是连续的。
当有机发光层130是白发光层时，有机发光层130可以设置为两个或更多个层叠体的串联结构。每个层叠体可以包括空穴传输层、至少一个发光层和电子传输层。
此外，电荷生成层可以设置在相邻的层叠体之间。电荷生成层可以包括：邻近下层叠体设置的n型电荷生成层、以及设置在n型电荷生成层上并且邻近上层叠体设置的p型电荷生成层。n型电荷生成层可以将电子注入下层叠体中，并且p型电荷生成层可以将空穴注入上层叠体中。n型电荷生成层可以由掺杂有诸如锂(Li)、钠(Na)、钾(K)或铯(Cs)之类的碱金属或诸如镁(Mg)、锶(Sr)、钡(Ba)或镭(Ra)之类的碱土金属的有机层形成。可以通过在具有传输空穴能力的有机材料上掺杂掺杂剂来形成p型电荷生成层。
有机发光层130也可以设置在设置于堤部B中的沟槽T上。有机发光层130可以通过沉积工艺或溶液工艺(solution process)形成。在通过沉积工艺形成有机发光层130的情况下，可以通过使用蒸镀工艺形成有机发光层130。通过蒸镀工艺形成的层可能台阶覆盖特性不好。由于有机发光层130的台阶覆盖特性不好，因此有机发光层130可以形成为在由于设置于堤部B中的沟槽T而出现台阶高度的区域中不具有恒定厚度。
有机发光层130可以在从堤部B的上表面向沟槽T的侧表面弯曲的部分中较厚地形成。更详细地，有机发光层130在堤部B的上表面和沟槽T的第一侧表面之间的边界部分中的厚度可以设置为比有机发光层130在沟槽T的第一侧表面或底面中的厚度更厚。此外，有机发光层130在堤部B的上表面和沟槽T的第二侧表面之间的边界部分中的厚度可以设置为比有机发光层130在沟槽T的第二侧表面或底面中的厚度更厚。沟槽T的第一侧表面和第二侧表面可以彼此面对。结果，沟槽T的内部可以沿从其下部到上部的方向变窄，并且第二电极140和封装层150可以被设置在有机发光层130上，从而提供气隙AG。
此外，有机发光层130在设置于堤部B中的沟槽T的侧壁中的厚度可以设置为比有机发光层130在沟槽T的底面中的厚度薄。在本公开的实施方式中，由于提供了穿过堤部B或凹陷的沟槽T，因此相邻像素P之间穿过有机发光层130的电流泄漏路径的长度可以比没有沟槽的情况长。此外，在本公开的实施方式中，由于有机发光层130在设置于堤部B中的沟槽T的侧壁中的厚度被设置为比有机发光层130在沟槽T的底面中的厚度薄，所以有机发光层130的电阻可以增加，并且因此，可以使通过有机发光层130的电流泄漏对相邻像素的影响最小化。
第二电极140可以设置在有机发光层130上。第二电极140可以是共同设置在像素P中的公共层。第二电极140可以由诸如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)之类的透明导电材料(或TCO)或者诸如镁(Mg)、银(Ag)、或者Mg和Ag的合金之类的半透明导电材料形成。
第二电极140可以设置在设置于堤部B中的沟槽T上。第二电极140可以通过诸如溅射工艺的物理气相沉积(PVD)工艺形成。通过诸如溅射工艺之类的PVD工艺形成的层可以具有良好的台阶覆盖特性。因此，不管由设置于堤部B中的沟槽T引起的台阶高度如何，与有机发光层130相比，第二电极140可以在沟槽T的侧壁和底面上沉积为具有均匀厚度。
在图2和图3中，第二电极140被例示为沉积在第二电极140的侧壁和底面上，但不限于此。在另一实施方式中，如图5所例示，第二电极140可以仅设置在气隙AG中。可以首先在沟槽T上形成有机发光层130。在这种情况下，由于有机发光层130的台阶覆盖特性不佳，所以有机发光层130可以形成为不具有恒定厚度，并且具体地，有机发光层130可以在堤部B的上表面和沟槽T的侧表面之间的边界部分中较厚地形成。在这种情况下，气隙AG可以形成在沟槽T中，以沿从其下部到上部的方向由于有机发光层130而变窄。因此，设置在有机发光层130上的第二电极140可以不沉积在沟槽T的侧壁和底面上并且可以仅沉积在气隙AG中。
封装层150可以设置为覆盖第二电极140。封装层150可以防止氧气或水渗入有机发光层130和第二电极140中。为此，封装层150可以包括至少一个无机层和至少一个有机层。
详细地，封装层150可以包括第一无机层151和有机层152。在实施方式中，封装层150还可以包括第二无机层153。
第一无机层151可以设置为覆盖第二电极140。有机层152可以设置在第一无机层151上，并且颗粒可以提供为具有足以防止颗粒经由第一无机层151渗入有机发光层130和第二电极140的长度。第二无机层153可以设置为覆盖有机层152。
第一无机层151和第二无机层153中的每一个可以由硅氮化物、铝氮化物、锆氮化物、钛氮化物、铪氮化物、钽氮化物、硅氧化物、铝氧化物或钛氧化物形成。第一无机层151和第二无机层153中的每一个可以通过化学气相沉积(CVD)工艺或原子层沉积(ALD)工艺沉积，但不限于此。
第一无机层151可以设置在设置于堤部B中的沟槽T的侧壁和底面上。第一无机层151可以设置在沟槽T的侧壁和底面上，并且因此，气隙AG可以设置在沟槽T中。
在图2和图3中，第一无机层151被例示为沉积在沟槽T的侧壁和底面上，但不限于此。在通过CVD工艺形成第一无机层151的情况下，第一无机层151可以形成为在沟槽T中不具有恒定厚度。具体地，第一无机层151可以在在沟槽T的侧壁和底面之间的边界部分中较薄地沉积，由此可能出现接缝。在第一无机层151中出现的接缝可以提供水渗入到第二电极140和有机发光层130中的路径。
在另一实施方式中，如图4和5所例示，第一无机层151可以仅设置在气隙AG中。更详细地，有机发光层130可以首先设置在沟槽T上。在这种情况下，由于有机发光层130的台阶覆盖特性不佳，所以有机发光层130可以形成为不具有恒定厚度，并且具体地，有机发光层130可以在堤部B的上表面和沟槽T的侧表面之间的边界部分中较厚地形成。在这种情况下，如图5所例示，气隙AG可以形成在沟槽T中，以沿从其下部到上部的方向由于有机发光层130而变窄。另选地，如图4所示，气隙AG可以设置在沟槽T中，以沿从其下部到上部的方向由于有机发光层130和第二电极140而变窄。因此，设置在有机发光层130上的第一无机层151可以不沉积在沟槽T的侧壁和底面上，并且可以仅沉积在气隙AG中。以这种方式形成的第一无机层151可以不沉积在沟槽T中并且可以仅沉积在气隙AG中，从而防止出现接缝。
根据本公开的实施方式的封装层150可以收集从每个像素P发出的光并且可以将所收集的光传送到滤色器160。为此，构成封装层150的有机层152可以包括高折射有机层152a和低折射有机层152b。
高折射有机层152a可以设置在第一无机层151上，以防止颗粒经由第一无机层151渗入有机发光层130和第二电极140中，并且收集从有机发光层130发出的光。
高折射有机层152a可以包括用于收集从有机发光层130入射的光的多个光收集结构。在这种情况下，多个光收集结构可以设置为对应于多个像素P并且可以收集从每个像素P入射的光。光收集结构可以具有四角锥形状(也称为基于矩形的棱锥或基于四边形的棱锥)或四角截锥形状(也称作截断的基于矩形的棱锥或者截断的基于四边形的棱锥)。基于矩形的棱锥和截断的基于矩形的棱锥也可以分别为基于方形的棱锥和截断的基于方形的棱锥。
包括光收集结构的高折射有机层152a可以由具有大于低折射有机层152b的折射率的折射率(例如，折射率为1.7或更大)的有机材料形成。
由于高折射有机层152a的折射率大于低折射有机层152b的折射率，因此从有机发光层130入射的光的一部分可以被折射并且可以被传送到滤色器160。更详细地，从有机发光层130发出的光可以入射在高折射有机层152a和低折射有机层152b之间的界面上。在这种情况下，入射在高折射有机层152a和低折射有机层152b之间的界面上的光可以在其入射角等于或大于一定角度时被折射。折射光可以穿过滤色器160并且可以被射出到外部。也就是说，从有机发光层130发出的光可以被包括光收集结构的有机层152收集。
此外，由于高折射有机层152a的折射率大于低折射有机层152b的折射率，因此从有机发光层130入射的光的一部分可以被反射。更详细地，从有机发光层130发出的光可以入射在高折射有机层152a和低折射有机层152b之间的界面上。在这种情况下，入射在高折射有机层152a和低折射有机层152b之间的界面上的光可以在其入射角小于一定角度时被反射。从高折射有机层152a和低折射有机层152b之间的界面反射的光可以入射在气隙AG上，如图2所示。入射在气隙AG上的光可以被反射并且可以再次入射在第一电极120上。入射在第一电极120上的光可以被反射，并且可以再次入射在高折射有机层152a和低折射有机层152b之间的界面上。在这种情况下，入射光可以被折射并且可以被传送到滤色器160。
低折射有机层152b可以设置在高折射有机层152a上。低折射有机层152b可以设置为覆盖高折射有机层152a。
低折射有机层152b可以由具有小于高折射有机层152a的折射率的折射率(例如，折射率小于1.7)的有机材料形成。例如，低折射有机层152b可以由单体形成。
滤色器160可以设置在封装层150上。滤色器160可以设置为对应于每个像素P。例如，红滤色器RCF可以设置为对应于红像素RP，绿滤色器GCF可以设置为对应于绿像素GP，并且蓝滤色器BCF可以设置为对应于蓝像素BP。
根据本公开的实施方式的显示装置100可以包括：高折射有机层152a，其包括多个光收集结构；以及低折射有机层152b，其设置在高折射有机层152a上。因此，根据本公开的实施方式的显示装置100可以限制从有机发光层130发出的光的光输出角度。
更详细地，从有机发光层130发出的光可以被高折射有机层152a和低折射有机层152b之间的界面折射或反射。入射在高折射有机层152a和低折射有机层152b之间的界面上的光可以在其入射角小于一定角度时被反射，并且因此可以不向滤色器160输出。
入射在高折射有机层152a和低折射有机层152b之间的界面上的光可以在其入射角等于或大于一定角度时被折射，并且可以被传送到滤色器160。也就是说，可以收集从有机发光层130发出的光的一部分，并且收集的光可以穿过滤色器160并且可以被射出到外部。
结果，根据本公开的实施方式的显示装置100可以包括窄的光分布，因此，即使当像素P之间的间隔减小时，也可以防止混色。
此外，在根据本公开的实施方式的显示装置100中，沟槽T可以设置在堤部B中，并且气隙AG可以设置在沟槽T中。在根据本公开的实施方式的显示装置100中，经由设置在沟槽T中的气隙AG从高折射有机层152a和低折射有机层152b之间的界面反射的光可以再次行进到高折射有机层152a。根据本公开的实施方式的显示装置100可以使从有机发光层130发出的光的损失最小化，从而增强光效率。
此外，在根据本公开的实施方式的显示装置100中，光收集结构可以设置在构成封装层150的有机层152中，因此，可以在不增加显示装置100的厚度的情况下进行光收集。
图7A是示出未应用微腔结构的光源的光分布的图，图7B是示出应用了微腔结构的光源的光分布的图，并且图7C是示出根据本公开的实施方式的光源的光分布的图。在根据本公开的实施方式的显示装置中，光源可以指代发出光的多个像素，并且光源的光分布可以指代从发出光的多个像素发出的光的光分布。
在未应用微腔结构的光源和应用了微腔结构的光源中，光量可以在0度为最大值，如图7A和图7B所示。
在根据本公开的实施方式的光源中，可以不应用微腔结构，并且如图7C所示，光量可以是在大于0度的角度为最大值。最大光量或最大光输出可以是光的最大强度或最大亮度。在实施方式中，可以通过调整有机发光层130的厚度来获得光分布。有机发光层130可以基于微腔未最大化的谐振距离在红像素RP、绿像素GP和蓝像素BP中具有不同厚度。在这种情况下，红像素RP、绿像素GP和蓝像素BP可以在有机发光层130的厚度方面是不同的。
在另一实施方式中，可以通过调整第一电极120的厚度来获得光分布。第一电极120可以基于微腔未最大化的谐振距离在红像素RP、绿像素GP和蓝像素BP中具有不同的厚度。在这种情况下，红像素RP、绿像素GP和蓝像素BP可以在第一电极120的厚度方面是不同的。
图8A是示出图7A的光源的仿真结果的图，图8B是示出图7B的光源的仿真结果的图，并且图8C是示出图7C的光源的仿真结果的图。
图8A示出了通过在图7A的光源应用于包括根据本公开的实施方式的光收集结构的有机层152下方的部分的情况下执行仿真获得的仿真结果。在仿真结果中，检测装置D检测到3.75mW/cm2的光量。
图8B示出了通过在图7B的光源应用于包括根据本公开的实施方式的光收集结构的有机层152下方的部分的情况下执行仿真获得的仿真结果。在仿真结果中，检测装置D检测到4.12mW/cm2的光量。
图8C示出了通过在图7C的光源应用于包括根据本公开的实施方式的光收集结构的有机层152下方的部分的情况下执行仿真获得的仿真结果。在仿真结果中，检测装置D检测到4.91mW/cm2的光量。
也就是说，通过应用具有如图7C所示光量在大于0度的角度为最大值的光分布的光源，根据本公开的实施方式的显示装置100可以使光收集效果最大化。
图9A是例示了光收集结构的示例的图。图9B是例示了光收集结构的另一示例的图。图10A是示出了具有半球形状的光收集结构的仿真结果的图。图10B是示出具有四角锥形状的光收集结构的仿真结果的图。
光收集结构可以具有图9A中所例示的四角锥形状或图9B中所例示的四角截锥形状。可以基于在设计产品时确定的有机层152的厚度来调整光收集结构的高度“H”。光收集结构的高度“H”可以等于或小于有机层152的厚度。随着光收集结构的高度“H”增加，光收集效率可以增强。因此，当光收集结构的高度“h”被设置为等于有机层152的厚度时，光收集效率可以最大程度地增强。然而，由于制造工艺误差，光收集结构的一部分可能突出而不被低折射有机层152b覆盖，并且在这种情况下，光收集效率可能降低并且可以出现莫尔条纹。为了防止这种问题，光收集结构的高度“H”可以设计为小于有机层152的厚度。也就是说，包括光收集结构的高折射有机层152a可以设计为被低折射有机层152b覆盖。因此，可以优化光收集效率，并且可以防止出现莫尔条纹。
此外，可以基于在设计产品时确定的像素P的宽度来调整光收集结构的下表面的宽度“W4”。光收集结构的宽度“W4”可以等于或大于像素P的宽度。因此，光收集结构可以收集从每个像素P发出的光而不损失发出的光。
根据本公开的实施方式的光收集结构可以具有四角锥形状或四角截锥形状，因此可以具有良好的光收集效果。图10A示出了具有半球形状的光收集结构的仿真结果。在仿真结果中，检测装置D已经检测到4.35mW/cm2的光量。图10B示出了具有四角锥形状的光收集结构的仿真结果。在仿真结果中，检测装置D已经检测到4.91mW/cm2的光量。也就是说，与具有半球形状的光收集结构相比，具有四角锥形状的光收集结构具有良好的光收集效果。
图11是例示了根据本公开的实施方式的制造显示装置的方法的流程图。图12A至图12H是例示了根据本公开的实施方式的制造显示装置的方法的截面图。
首先，如图12A中，可以在基板110上形成多个晶体管(未示出)和多个第一电极120(S1101)。
详细地，可以在基板110上形成每个晶体管的有源层。有源层可以由硅基半导体材料或氧化物基半导体材料形成。
随后，可以在有源层上形成栅极绝缘层。栅极绝缘层可以由无机层(例如，SiOx、SiNx或其多层)形成。
随后，可以在栅极绝缘层上形成栅极。
随后，可以在有源层和栅极上形成第一绝缘层。第一绝缘层可以由无机层(例如，SiOx、SiNx或其多层)形成。
随后，可以形成穿过第一绝缘层连接到有源层的第一接触孔和第二接触孔。可以在第一绝缘层上形成通过第一接触孔连接到有源层的源极和通过第二接触孔连接到有源层的漏极。
随后，可以在源极和漏极上附加形成第一绝缘层。可以形成穿过附加形成的第一绝缘层连接到漏极的第三接触孔。可以在附加形成的第一绝缘层上形成通过第三接触孔连接到漏极的M3金属层。
随后，可以在M3金属层上形成第二绝缘层。第二绝缘层可以由无机层(例如，SiOx、SiNx或其多层)形成。
随后，可以形成穿过第二绝缘层连接到M3金属层的第四接触孔。可以在第二绝缘层上形成通过第四接触孔连接到M3金属层的M4金属层。
随后，可以在M4金属层上附加形成第二绝缘层。可以形成穿过附加形成的第二绝缘层连接到M4金属层的第五接触孔。可以省略M3金属层、M4金属层和第二绝缘层。
随后，可以在基板110上形成第一电极120。更详细地，可以在第二绝缘层上形成第一电极层。例如，第一电极层可以包括反射率高的金属材料，诸如Al和Ti的层叠结构(Ti/Al/Ti)、Al和ITO的层叠结构(ITO/Al/ITO)、APC合金、或者APC合金和ITO的层叠结构(ITO/APC/ITO)。APC合金可以是Ag、Pd和Cu的合金。
随后，可以在第一电极层上形成光致抗蚀剂图案。可以在要形成像素P的位置处形成光致抗蚀剂图案。如图12A中，可以通过干刻未由光致抗蚀剂图案覆盖的第一电极层来形成第一电极120，并且可以去除光致抗蚀剂图案。
随后，如图12B中，可以形成堤部B以覆盖第一电极120的边缘(S1102)。
详细地，可以在第一电极120上形成充载材料。充载材料可以是有机材料(例如，丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂等)。
随后，可以通过干刻执行堤部B。干刻材料可以被选择为能够蚀刻充载材料但是不能蚀刻第一电极120的材料。
随后，可以在堤部B中形成沟槽T。可以在堤部B的除了要形成沟槽T的区域之外的区域中形成光致抗蚀剂图案。可以通过蚀刻没有被光致抗蚀剂图案覆盖而露出的堤部B来形成沟槽T，并且可以去除光致抗蚀剂图案。
随后，如图12C中，可以顺序地形成有机发光层130和第二电极140。
详细地，有机发光层130可以形成在第一电极120和堤部B上。有机发光层130可以通过沉积工艺或溶液工艺形成。在通过沉积工艺形成有机发光层130的情况下，可以通过使用蒸镀工艺形成有机发光层130。
有机发光层130可以是发出白光的白发光层。在这种情况下，有机发光层130可以是共同设置在像素P中的公共层。
当有机发光层130是白发光层时，有机发光层130可以设置为两个或更多个层叠体的串联结构。每个层叠体可以包括空穴传输层、至少一个发光层和电子传输层。
此外，电荷生成层可以设置在相邻的层叠体之间。电荷生成层可以包括：邻近下层叠体设置的n型电荷生成层以及设置在n型电荷生成层上并且邻近上层叠体设置的p型电荷生成层。n型电荷生成层可以将电子注入下层叠体中，并且p型电荷生成层可以将空穴注入上层叠体中。n型电荷生成层可以由掺杂有诸如锂(Li)、钠(Na)、钾(K)或铯(Cs)之类的碱金属或诸如镁(Mg)、锶(Sr)、钡(Ba)或镭(Ra)之类的碱土金属的有机层形成。可以通过在具有传输空穴能力的有机材料上掺杂掺杂剂来形成p型电荷生成层。
由于通过蒸镀工艺形成有机发光层130，因此有机发光层130可能台阶覆盖特性不好。因此，有机发光层130可以形成为在由于设置于堤部B的沟槽T而出现台阶高度的区域中不具有恒定厚度。
有机发光层130可以在从堤部B的上表面向沟槽T的侧表面弯曲的部分中较厚地形成。更详细地，有机发光层130在堤部B的上表面和沟槽T的第一侧表面之间的边界部分中的厚度可以设置为比有机发光层130在沟槽T的第一侧表面或底面中的厚度更厚。此外，有机发光层130在堤部B的上表面和沟槽T的第二侧表面之间的边界部分中的厚度可以设置为比有机发光层130在沟槽T的第二侧表面或底面中的厚度更厚。沟槽T的第一侧表面和第二侧表面可以彼此面对。结果，沟槽T的内部可以沿从其下部到上部的方向变窄。
此外，有机发光层130在设置于堤部B中的沟槽T的侧壁中的厚度可以设置为比有机发光层130在沟槽T的底面中的厚度更薄。
随后，可以在有机发光层130上形成第二电极140(S1103)。第二电极140可以是共同设置在像素P中的公共层。第二电极140可以由诸如ITO或IZO之类的透明导电材料(或TCO)或诸如镁(Mg)、银(Ag)或者Mg和Ag的合金之类的半透明导电材料形成。
可以通过诸如溅射工艺之类的物理气相沉积(PVD)工艺来形成第二电极140。通过诸如溅射工艺之类的PVD工艺形成的层可以台阶覆盖特性好。因此，不管由设置于堤部B中的沟槽T引起台阶高度如何，与有机发光层130相比，第二电极140可以沉积在沟槽T的侧壁和底面上以具有均匀厚度。
随后，可以在第二电极140上形成封装层150(S1104)。
详细地，如图12D中，可以在第一电极140上形成第一无机层151。第一无机层151可以由硅氮化物、铝氮化物、锆氮化物、钛氮化物、铪氮化物、钽氮化物、硅氧化物、铝氧化物或钛氧化物形成。可以通过化学气相沉积(CVD)工艺或原子层沉积(ALD)工艺来沉积第一无机层151，但不限于此。
随后，可以在第一无机层151上形成高折射有机层152a。详细地，如图12E中，可以在第一无机层151上形成具有高折射率(例如，折射率为1.7或更高)的高折射有机材料。随后，可以在高折射有机材料上设置硬掩模HM，并且通过执行各向同性蚀刻，可以形成高折射有机层152a，如图12F所示。另外，可以去除硬掩模HM。
随后，如图12G中，可以在高折射有机层152a上形成低折射有机层152b。例如，低折射有机层152b可以由具有小于高折射有机层152a的折射率的折射率(例如，小于1.7的折射率)的有机材料形成。例如，低折射有机层152b可以由单体形成。
随后，可以在低折射有机层152b上形成第二无机层153。第二无机层153可以由硅氮化物、铝氮化物、锆氮化物、钛氮化物、铪氮化物、钽氮化物、硅氧化物、铝氧化物或钛氧化物形成。可以通过化学气相沉积(CVD)工艺或原子层沉积(ALD)工艺来沉积第二无机层153，但不限于此。
随后，如图12H中，可以在封装层150上形成滤色器160(S1105)。滤色器160可以被设置为对应于每个像素P。例如，红滤色器RCF可以设置为对应于红像素RP，绿滤色器GCF可以设置为对应于绿像素GP，并且蓝滤色器BCF可以设置为对应于蓝像素BP。尽管未在附图中示出，但是封装膜可以附着在滤色器160上。
图13A是例示了应用根据本公开的实施方式的显示装置的HMD的示例图，并且图13B是例示了图13A的容纳壳体的示例的示例图。
参照图13A和图13B，应用了根据本公开的实施方式的显示装置的HMD1可以包括容纳壳体11、左眼透镜20a、右眼透镜20b、透镜阵列12和头戴式条带13。
容纳壳体11可以容纳显示装置2，并且可以为左眼透镜20a和右眼透镜20b提供由显示装置2显示的图像。显示装置2可以是根据本公开的实施方式的显示装置。
如图13B中，容纳壳体11可以包括设置在左眼透镜20a前方的左眼显示装置2a和设置在右眼透镜20b前方的右眼显示装置2b。
左眼显示装置2a和右眼显示装置2b可以显示相同的图像，并且在这种情况下，用户可以观看二维(2D)图像。另选地，左眼显示装置2a可以显示左眼图像，并且右眼显示装置2b可以显示右眼图像，并且在这种情况下，用户可以观看立体图像。
左眼显示装置2a和右眼显示装置2b中的每一个可以是有机发光显示装置。
如图13B中，容纳壳体11还可以包括设置在左眼显示装置2a和左眼透镜20a之间的透镜阵列12以及设置在右眼显示装置2b和右眼透镜20b之间的透镜阵列12。透镜阵列12可以是微透镜阵列。透镜阵列12可以由针孔阵列代替。通过使用透镜阵列12，由左眼显示装置2a或右眼显示装置2b显示的图像可以被用户看作放大图像。
用户的左眼LE可以位于左眼透镜20a中，并且用户的右眼RE可以位于右眼透镜20b中。也就是说，左眼透镜20a和右眼透镜20b中的每一个可以对应于设置在显示装置2前方的目镜透镜。
头戴式条带13可以固定到容纳壳体11。头戴式条带13被例示为设置为围绕用户头部的上表面和两个侧表面，但不限于此。头戴式条带13可以用于将HMD固定到用户的头部，并且可以设置为眼镜框架型或头盔型。
根据本公开，可以设置包括多个光收集结构的高折射有机层，并且可以在高折射有机层上设置低折射有机层，从而限制从有机发光层发出的光的光输出角。因此，在本公开中，可以实现窄的光分布，并且即使当像素之间的间隔减小时，也可以防止混色。
此外，根据本公开，可以在堤部中设置沟槽，并且可以在沟槽中设置气隙，从而允许从高折射有机层和低折射有机层之间的界面反射的光行进到高折射有机层。因此，在本公开中，可以使从有机发光层发出的光的损失最小化，从而增强光效率。
此外，根据本公开，光收集结构可以设置在构成封装层的有机层中，并且因此，可以在不增加显示装置的厚度的情况下收集光。
此外，根据本公开，可以应用具有光量在大于0度的角度处为最大值的光分布的光源，因此，可以使光收集效果最大化。
本公开的上述特征、结构和效果包括在本公开的至少一个实施方式中，但不限于仅一个实施方式。此外，本公开的至少一个实施方式中描述的特征、结构和效果可以通过本领域技术人员对其他实施方式进行组合或变型来实现。因此，与组合和变型相关联的内容应被解释为在本公开的范围内。
对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，能够在本公开中进行各种修改和变型。因此，本公开旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本公开的修改和变型。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年6月11日提交的韩国专利申请No.10-2018-0067046的权益，该申请通过引用结合于此，如同在本文完全阐述一样。

Claims (21)

1.一种显示装置，该显示装置包括：
基板，所述基板包括光量在大于0度的角度中为最大值的多个像素；以及
封装层，所述封装层被设置为覆盖所述多个像素，所述封装层包括多个光收集结构，所述多个光收集结构中的每一个具有四角锥形状或四角截锥形状。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述封装层包括：
第一无机层，所述第一无机层被设置为覆盖所述多个像素；以及
有机层，所述有机层设置在所述第一无机层上。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述有机层包括：
高折射有机层，所述高折射有机层包括收集从所述多个像素中的每个像素发出的光的一部分的所述多个光收集结构；以及
低折射有机层，所述低折射有机层设置在所述高折射有机层上。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述高折射有机层具有第一折射率，并且所述低折射有机层具有小于所述第一折射率的第二折射率。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述第一折射率等于或大于1.7，并且所述第二折射率小于1.7。
6.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述多个光收集结构被设置为以一一对应关系分别对应于所述多个像素。
7.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述多个光收集结构中的每一个的高度小于所述有机层的厚度。
8.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述封装层还包括：
第二无机层，所述第二无机层被设置为覆盖所述有机层。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述多个像素中的每一个包括：
多个第一电极，所述多个第一电极设置在所述基板上；
堤部，所述堤部被设置为覆盖所述多个第一电极的边缘，所述堤部包括沟槽；
有机发光层，所述有机发光层设置在所述多个第一电极和所述堤部上；以及
第二电极，所述第二电极设置在所述有机发光层上。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其中，在设置于所述堤部中的所述沟槽中设置有气隙。
11.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述有机发光层设置在所述沟槽的侧壁和底面中的每一者上。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中，沿所述沟槽的所述侧壁设置的所述有机发光层的厚度比设置在所述沟槽的所述底面中的所述有机发光层的厚度薄。
13.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述有机发光层被形成为在所述堤部的形成有所述沟槽的区域中不具有恒定厚度。
14.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述沟槽穿过所述堤部。
15.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述有机发光层是共同设置于所述多个像素中的白发光层。
16.根据权利要求1所述的显示装置，该显示装置还包括设置在所述封装层上的滤色器。
17.一种显示装置，该显示装置包括：
基板，所述基板包括被配置为发出光的多个像素，其中，发出的光量在以大于0度的角度发出时最大；以及
封装层，所述封装层覆盖所述多个像素并且包括多个光收集结构，所述多个光收集结构中的每一个具有三维四角锥形状或三维四角截锥形状。
18.根据权利要求17所述的显示装置，其中，所述封装层包括：
第一无机层，所述第一无机层覆盖所述多个像素；
有机层，所述有机层设置在所述第一无机层上；以及
第二无机层，所述第二无机层覆盖所述有机层。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中，所述有机层包括：
高折射有机层，所述高折射有机层包括所述多个光收集结构，其中，所述多个光收集结构收集从所述多个像素中的每个像素发出的光的一部分；以及
低折射有机层，所述低折射有机层在所述高折射有机层上。
20.根据权利要求19所述的显示装置，其中，所述多个光收集结构中的每一个分别对应于所述多个像素中的每个像素。
21.一种头戴式显示器，该头戴式显示器包括：
根据权利要求1至20中的任一项所述的显示装置；
透镜阵列，所述透镜阵列包括用于放大由所述显示装置显示的图像的多个透镜；以及
容纳壳体，所述容纳壳体容纳所述显示装置和所述透镜阵列。
CN201910500653.9A 2018-06-11 2019-06-11 显示装置及包括该显示装置的头戴式显示器 Active CN110581228B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

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