CN110729407A - 显示面板及其制备方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开一种显示面板及其制备方法、显示装置，其中，显示面板包括依次层叠的第一电极、发光结构、第二电极和散射层，所述散射层背离所述第二电极的一侧配置为出光侧；所述第二电极为透明电极，所述散射层背离所述第二电极的一侧表面为粗糙面，所述粗糙面的粗糙度RMS为50nm‑200nm。上述显示面板中，第二电极位于发光结构背离衬底基板的一侧，作为出光一侧的电极，该第二电极采用透明材料，出光效率较高；并且，该出光电极一侧还设置有散射层，该散射层表面为粗糙面，粗糙度RMS在50nm‑200nm范围内，可以实现对光线的散射，进而有效提升显示面板的出光效率。

Description

显示面板及其制备方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种显示面板及其制备方法、显示装置。
背景技术
量子点(QD)作为新型的发光材料，具有光色纯度高、发光量子效率高、发光颜色可调、使用寿命长等优点，成为目前新型LED发光材料的研究热点。因此，以量子点材料作为发光层的量子点发光二极管(QLED)成为了目前新型显示器件研究的主要方向。
对于QLED显示产品，由于高分辨率的需求，发光单元常采用顶发射的结构。在顶发射结构中，顶电极一般采用半透明电极，如金属Al、Ag等薄膜，一方面，薄金属薄膜的透过率较低，影响了器件的出光效率，另一方面，微腔效应也使得对于光取出效率的调控变得十分复杂，不利于改善出光效率。
发明内容
本发明公开了一种显示面板及其制备方法、显示装置，目的是改善显示面板的出光率。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种显示面板，包括依次层叠的第一电极、发光结构、第二电极和散射层，所述散射层背离所述第二电极的一侧配置为出光侧；所述第二电极为透明电极，所述散射层背离所述第二电极的一侧表面为粗糙面，所述粗糙面的粗糙度RMS为50nm-200nm。
上述显示面板中，第二电极位于发光结构背离衬底基板的一侧，作为出光一侧的电极，该第二电极采用透明电极材料，相比于金属Al、Ag等电极材料的透过率较高，出光效率较高；并且，该出光电极一侧还设有散射层，该散射层表面为粗糙面，其表面粗糙度的均方根值(RMS)在50nm-200nm范围内，可以实现对光线的散射，进而有效提升显示面板的出光效率。综上所述，上述显示面板的出光效率较高，图形显示效果较好。
可选的，所述散射层的折射率大于所述第二电极的折射率。
可选的，所述散射层为图案化的阵列结构；
所述显示面板还包括位于所述散射层背离所述第二电极一侧的第三电极；所述第三电极通过所述阵列结构之间的间隙与所述第二电极连接；
所述第三电极的功函数大于所述第二电极的功函数，所述第三电极的光透过率大于所述第二电极的光透过率。
可选的，所述第一电极配置为阳极，所述第二电极和所述第三电极配置为阴极；所述发光结构包括从第一电极至第二电极方向依次设置的空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层；所述第二电极与所述电子传输层接触，且所述第二电极的功函数与所述电子传输层的能级匹配。
可选的，所述第二电极和所述第三电极的材料相同。
可选的，所述第二电极和所述第三电极为氧化铟锌材料。
可选的，所述第三电极的厚度大于所述第二电极的厚度。
可选的，所述第二电极的厚度为10nm-100nm。
可选的，所述第一电极配置为阴极，所述第二电极配置为阳极；所述发光结构包括从第一电极至第二电极方向依次设置的电子传输层、量子点发光层、空穴传输层、空穴注入层；所述第二电极与所述空穴注入层接触，且所述第二电极的功函数与所述空穴注入层的能级匹配。
可选的，所述散射层为光子晶体结构；
所述显示面板包括红色像素、绿色像素和蓝色像素，所述红色像素、绿色像素和蓝色像素内的所述光子晶体的晶格尺寸分别为：150nm-200nm，250nm-300nm，350nm-400nm。
可选的，所述散射层的材料包括氧化物、氮化物和高分子聚合物。
可选的，所述散射层的材料包括SiNx、SiONx、TiOx、ZrOx、HfOx和PMMA。
一种显示装置，包括上述任一项所述的显示面板。
一种显示面板的制备方法，包括以下步骤：
分别制备第一电极、发光结构、第二电极和散射层，所述第一电极、发光结构、第二电极和散射层依次层叠；其中，所述散射层背离所述第一电极的一侧被配置为出光侧；所述第二电极为透明电极；所述散射层背离所述第二电极的一侧表面为粗糙面，所述粗糙面的粗糙度RMS为50nm-200nm。
可选的，制备散射层的步骤，具体包括：
沉积散射层材料；
通过等离子体刻蚀工艺或者喷砂工艺将所述散射层材料背离第二电极的一侧表面进行粗糙化处理，以使得所述表面的粗糙度RMS为50nm-200nm。
可选的，所述方法，还包括：
通过构图工艺使散射层形成图案化的阵列结构；
在所述散射层上形成第三电极，所述第三电极通过所述阵列结构之间的间隙与所述第二电极连接；所述第三电极的功函数大于所述第二电极的功函数，所述第三电极的光透过率大于所述第二电极的光透过率。
可选的，制备散射层，以及通过构图工艺使散射层形成图案化的阵列结构，具体包括：
采用PECVD工艺沉积氧化物材料层或氮化物材料层，并通过光刻工艺形成图案化的阵列结构；
或者，
采用湿法成膜工艺制备PMMA材料层，并通过纳米压印工艺形成图案化的阵列结构。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种显示面板的截面结构示意图；
图2为散射单元表面在平滑和粗糙两种情况下光线经过散射单元的出射光路示意图；
图3为本发明另一实施例提供的一种显示面板的截面结构示意图；
图4为本发明另一实施例提供的一种显示面板的截面结构示意图；
图5为本发明另一实施例提供的一种显示面板的截面结构示意图；
图6为本发明另一实施例提供的一种显示面板的截面结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种散射层的部分结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图3至图6所示，本发明实施例提供了一种显示面板，包括依次层叠的第一电极2、发光结构3、第二电极4和散射层5，所述散射层5背离所述第二电极4的一侧配置为出光侧；所述第二电极4为透明电极，所述散射层5背离所述第二电极4的一侧表面为粗糙面，所述粗糙面的粗糙度RMS为50nm-200nm。具体的，透明电极是指由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氟掺杂氧化锡(FTO)等透明导电氧化物材料制备而成的电极。
上述显示面板中，第二电极4位于发光结构3背离衬底基板1的一侧，作为出光一侧的电极，该第二电极4采用透明电极材料，相比于金属Al、Ag等电极材料的透过率较高，出光效率较高；并且，该出光电极一侧还设有散射层5，该散射层5表面为粗糙面，其表面粗糙度的均方根值(RMS)在50nm-200nm范围内，可以实现对光线的散射，进而有效提升显示面板的出光效率。综上所述，上述显示面板的出光效率较高，图形显示效果较好。
具体的，所述散射层5表面为粗糙面。由图2中的(a)和(b)两个散射层5比较可知，粗糙的散射层5表面，可以防止光线在该表面上发生全反射，提高光线的出光率，同时还可以改善光线在散射层5表面的折射效果，加强光线在出射过程中的汇聚作用，提高正面出光率。
可选的，本发明实施例提供的显示面板，可以是顶发射器件，也可以是底发射器件；具体的，该显示面板包括衬底基板，如图1、图3和图4所示，如果是顶发射器件，则衬底基板1靠近第一电极2设置，如图5和图6所示，如果是底发射器件，则衬底基板1靠近散射层5设置。
一种具体的实施例中，所述散射层5的折射率大于所述第二电极4的折射率。
现有技术中，以顶发射器件为例，顶部半透明的阴极(金属Al、Ag等薄膜)的折射率大于空气，光线容易在阴极发生反射导致部分光线无法从阴极射出。本发明实施例中，通过在第二电极4表面设置折射率更高的散射层5，可以防止光线在第二电极4和散射层5界面全反射而导致光线无法出射，因此可以进一步增大出射效率。
示例性的，第二电极4为透明电极，一般可选氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等材料，其折射率大致为1.7-1.9。
示例性的，散射层5材料的折射率可以为2-2.5。
示例性的，所述散射层的材料可以包括氧化物、氮化物等无机材料，也可以选择高分子聚合物等有机材料。具体的，例如，所述散射单元51的材料可以是SiNx、SiONx、TiOx、ZrOx、HfOx等无机绝缘材料，也可以是PMMA等有机材料。
一种具体的实施例中，如图1、图3至图6所示，所述散射层5为图案化的阵列结构；所述显示面板还包括位于所述散射层5背离所述第二电极4一侧的第三电极6；所述第三电极6通过所述阵列结构之间的间隙与所述第二电极4连接，所述第三电极6和所述第二电极4共同组成显示面板的出光侧电极结构，可以有效减小出光侧电极的电阻，改善发光器件的性能。
一种具体的实施方式中，所述第三电极6的功函数大于所述第二电极4的功函数，所述第三电极6的光透过率大于所述第二电极4的光透过率。
示例性的，如图3和图5所示，所述第一电极2配置为阳极，所述第二电极4和所述第三电极6配置为阴极；所述发光结构3包括从第一电极2至第二电极4方向依次设置的空穴注入层(HI)31、空穴传输层(HT)32、量子点发光层(QD)33、电子传输层(ET)34。具体的，如图3和图5所示，所述第二电极4与所述电子传输层34接触，且所述第二电极4的功函数与所述电子传输层34的能级匹配。
具体的，第二电极的功函数与电子传输层的能级匹配，可以理解为第二电极的功函数与电子传输层的HOMO能级数值接近，一般差值不大于0.3eV，例如，第二电极的功函数与电子传输层的HOMO能级的差值可以为0eV、0.1eV、0.2eV或0.3eV。
示例性的，空穴注入层31材料，可以是有机注入材料如PEDOT：PSS等，也可以是无机氧化物如MoOx。空穴传输层32材料，可以是有机传输层如PVK、TFB、TPD等，也可以是无机氧化物如NiOx、VOx等。电子传输层34，可选ZnO纳米粒子或者掺Mg的ZnO纳米粒子。示例性的，所述第二电极4和所述第三电极6的材料相同，具体可以是采用磁控溅射的工艺制备的高透过率电极。具体的，所述第二电极4和所述第三电极6为氧化铟锌(IZO)材料。氧化铟锌(IZO)电极在制备过程中，直接采用磁控溅射的方式沉积形成即可，不需要退火工艺，可以避免对下层电极结构产生影响。
示例性的，第二电极4的功函数较低，约为4.2eV～4.4eV，与电子传输层34的导带能级接近，电子注入势垒较合适，但其透过率较低，大概40％左右；第三电极6可通过掺氧工艺实现90％以上的高透过率，其功函数约为5.6eV。具体的，本发明实施例中，阴极结构包括第三电极6和第二电极4两层，可以有效减小阴极电阻，改善发光器件的性能。同时，第二电极4与电子传输层34接触且能级匹配，可以进一步保证发光器件的性能。另外，第二电极4按照功函数与电子传输层34(如ZnO层)能级匹配的要求，可选择IZO溅射过程不掺氧的工艺，此时制备形成的第二电极4的透过率相对较低，而第三电极6远离电子传输层34，可选择能够实现高透过率的掺氧的溅射工艺，透过率相对较高；本发明实施例中，通过第三电极6和第二电极4两层结构，既可以保证发光器件的性能，又可以提高整个出光侧电极结构的透过率。
示例性的，如图3和图5所示，所述第三电极6的厚度大于所述第二电极4的厚度。
本发明实施例中，透过率相对较高的第三电极6的厚度大于透过率相对较低的第二电极4的厚度，可以在保证发光器件性能的情况下，进一步提高整个出光侧电极结构的透过率。
示例性的，所述第二电极4的厚度可以为10nm-100nm。第三电极6大于100nm，具体可以根据实际需求而定。
另一种具体的实施方式中，如图4和图6所示，所述第一电极2配置为阴极，所述第二电极4配置为阳极；所述发光结构3包括从第一电极2至第二电极4方向依次设置的电子传输层34、量子点发光层33、空穴传输层32、空穴注入层31；所述第二电极4与所述空穴注入层31接触，且所述第二电极4的功函数与所述空穴注入层31的能级匹配，即第二电极4的功函数与空穴注入层31的HOMO能级数值接近，一般差值不大于0.3eV，例如，第二电极的功函数与空穴传输层HOMO能级的差值可以为0eV、0.1eV、0.2eV或0.3eV。具体的，所述第二电极4可以为氧化铟锌(IZO)材料，第二电极4的功函数与空穴注入层31的HOMO能级接近，数值较大，可通过掺氧溅射工艺实现90％以上的高透过率。此时，可以将第二电极4的厚度设置的比较大以改善阳极的性能，同时不会对出光亮度造成太大影响，进而本实施例中可以省去第三电极。
一种具体的实施例中，所述散射层5为光子晶体结构，进而，通过散射层5可以实现滤光和光取出，从而可以进一步提高显示面板出光效率以及正面出光率。
光子晶体是指具有光子带隙(PhotonicBand-Gap，简称为PBG)特性的人造周期性电介质结构，换句话说，光子晶体是一种周期性阵列结构，每个周期的尺寸即光子晶体的晶格尺寸，该尺寸决定了其过滤和取出的光波长。
示例性的，显示面板包括不同颜色的子像素，散射层5的光子晶体晶格尺寸与各子像素对应输出的光波长在同一个尺度量级范围内，均为纳米级。具体的，显示面板包括红色像素、绿色像素和蓝色像素，所述红色像素、绿色像素和蓝色像素内的所述光子晶体的晶格尺寸分别为：150nm-200nm，250nm-300nm，350nm-400nm。
示例性的，如图7所示，所述散射层5的厚度d(光子晶体的厚度)可以为50nm-500nm。
当然，如图7所示，散射层5的阵列结构也可以不采用周期性的光子晶体结构，而是形状、尺寸随机分布的阵列图案。
另外，示例性的，本发明实施例中，衬底基板1可以是玻璃或者是柔性PET基底；第一电极2可以是透明的氧化铟锡(ITO)、氟掺杂氧化锡(FTO)或者导电聚合物等，也可以是不透明的Al、Ag等金属电极；具体可以实际需求而定。
再者，本发明实施例还提供一种显示装置，该显示装置可以包括上述任一项所述的显示面板。
具体的，本发明实施例的显示装置，可以为顶发射量子点发光二极管显示装置(QLED)，具体可以用于电视机、显示器、笔记本、平板电脑等。
基于本发明实施例提供的显示面板，本发明还提供一种显示面板的制备方法，该方法包括以下步骤：
分别制备第一电极、发光结构、第二电极和散射层，所述第一电极、发光结构、第二电极和散射层依次层叠；其中，所述散射层背离所述第一电极的一侧被配置为出光侧；所述第二电极为透明电极；所述散射层背离所述第二电极的一侧表面为粗糙面，所述粗糙面的粗糙度RMS为50nm-200nm。
可选的，制备散射层的步骤，具体可以包括：
沉积散射层材料；
通过等离子体刻蚀工艺或者喷砂工艺将所述散射层材料背离第二电极一侧的表面进行粗糙化处理，以使得该表面的粗糙度RMS为50nm-200nm。
一种具体的实施例中，本发明实施例的制备方法，还可以包括：
通过构图工艺使散射层形成图案化的阵列结构；
在所述散射层上形成第三电极，所述第三电极通过所述阵列结构之间的间隙与所述第二电极连接；所述第三电极的功函数大于所述第二电极的功函数，所述第三电极的光透过率大于所述第二电极的光透过率。
一种具体的实施例中，制备散射层，以及通过构图工艺使散射层形成图案化的阵列结构；具体可以包括：
采用PECVD工艺沉积氧化物材料层或氮化物材料层，并通过光刻工艺(包括涂覆光刻胶、显影、刻蚀、剥离等步骤)形成图案化的阵列结构。
另一种具体的实施例中，制备散射层，以及通过构图工艺使散射层形成图案化的阵列结构；具体可以包括：
采用湿法成膜工艺制备PMMA材料层，并通过纳米压印工艺形成图案化的阵列结构。
一种具体的实施例中，可以分别采用溅射IZO的方式沉积形成第二电极和第三电极。
示例性的，形成发光结构，具体可以包括：依次制备空穴注入层(HI)、空穴传输层(HT)、量子点发光层(QD)、电子传输层(ET)等步骤。
示例性的，本发明提供的显示面板的制备方法，还可以包括形成像素界定层、封装层等步骤，在此不一一赘述。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (17)

1.一种显示面板，其特征在于，包括依次层叠的第一电极、发光结构、第二电极和散射层，所述散射层背离所述第二电极的一侧配置为出光侧；所述第二电极为透明电极，所述散射层背离所述第二电极的一侧表面为粗糙面，所述粗糙面的粗糙度RMS为50nm-200nm。
2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述散射层的折射率大于所述第二电极的折射率。
3.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述散射层为图案化的阵列结构；
所述显示面板还包括位于所述散射层背离所述第二电极一侧的第三电极；所述第三电极通过所述阵列结构之间的间隙与所述第二电极连接；
所述第三电极的功函数大于所述第二电极的功函数，所述第三电极的光透过率大于所述第二电极的光透过率。
4.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述第一电极配置为阳极，所述第二电极和所述第三电极配置为阴极；所述发光结构包括从第一电极至第二电极方向依次设置的空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层；所述第二电极与所述电子传输层接触，且所述第二电极的功函数与所述电子传输层的能级匹配。
5.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述第二电极和所述第三电极的材料相同。
6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述第二电极和所述第三电极为氧化铟锌材料。
7.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述第三电极的厚度大于所述第二电极的厚度。
8.如权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述第二电极的厚度为10nm-100nm。
9.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述第一电极配置为阴极，所述第二电极配置为阳极；所述发光结构包括从第一电极至第二电极方向依次设置的电子传输层、量子点发光层、空穴传输层、空穴注入层；所述第二电极与所述空穴注入层接触，且所述第二电极的功函数与所述空穴注入层的能级匹配。
10.如权利要求1-9任一项所述的显示面板，其特征在于，所述散射层为光子晶体结构；
所述显示面板包括红色像素、绿色像素和蓝色像素，所述红色像素、绿色像素和蓝色像素内的所述光子晶体的晶格尺寸分别为：150nm-200nm，250nm-300nm，350nm-400nm。
11.如权利要求1-9任一项所述的显示面板，其特征在于，所述散射层的材料包括氧化物、氮化物和高分子聚合物。
12.如权利要求11所述的显示面板，其特征在于，所述散射层的材料包括SiNx、SiONx、TiOx、ZrOx、HfOx和PMMA。
13.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的显示面板。
14.一种显示面板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
分别制备第一电极、发光结构、第二电极和散射层，所述第一电极、发光结构、第二电极和散射层依次层叠；其中，所述散射层背离所述第一电极的一侧被配置为出光侧；所述第二电极为透明电极；所述散射层背离所述第二电极的一侧表面为粗糙面，所述粗糙面的粗糙度RMS为50nm-200nm。
15.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于，制备散射层的步骤，具体包括：
沉积散射层材料；
通过等离子体刻蚀工艺或者喷砂工艺将所述散射层材料背离第二电极的一侧表面进行粗糙化处理，以使得所述表面的粗糙度RMS为50nm-200nm。
16.如权利要求14或15所述的制备方法，其特征在于，还包括：
通过构图工艺使散射层形成图案化的阵列结构；
在所述散射层上形成第三电极，所述第三电极通过所述阵列结构之间的间隙与所述第二电极连接；所述第三电极的功函数大于所述第二电极的功函数，所述第三电极的光透过率大于所述第二电极的光透过率。
17.如权利要求16所述的制备方法，其特征在于，制备散射层，以及通过构图工艺使散射层形成图案化的阵列结构，具体包括：
采用PECVD工艺沉积氧化物材料层或氮化物材料层，并通过光刻工艺形成图案化的阵列结构；
或者，
采用湿法成膜工艺制备PMMA材料层，并通过纳米压印工艺形成图案化的阵列结构。
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