CN111505866A - 显示装置及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供的显示装置及其制作方法，包括：多个相互独立的子像素区；光源，光源发出的光照射各子像素区；光控制层，位于光源的出光侧，光控制层包括：位于子像素区的色转换结构，色转换结构包括纳米多孔材料和至少分布于纳米多孔材料中的色转换材料，色转换材料用于将光源发出的光转换为所在子像素区对应颜色的光。

Description

显示装置及其制作方法
技术领域
本公开涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置及其制作方法。
背景技术
随着显示技术的蓬勃发展，显示产品以迅雷不及掩耳之势入侵了我们的生活。显示产品的高色域意味着显示画面具有更加丰富多彩的色彩，具有更强的色彩展现能力，已经成为一个重要发展方向。
发明内容
本公开实施例提供的一种显示装置，包括：
多个相互独立的子像素区；
光源，所述光源发出的光照射各所述子像素区；
光控制层，位于所述光源的出光侧，所述光控制层包括：位于所述子像素区的色转换结构，所述色转换结构包括纳米多孔材料和至少分布于所述纳米多孔材料中的色转换材料，所述色转换材料用于将所述光源发出的光转换为所在所述子像素区对应颜色的光。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，所述色转换材料还位于所述纳米多孔材料所在层背离所述光源的一侧。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，所述子像素区，包括：蓝色子像素区、红色子像素区和绿色子像素区；
所述色转换结构具体位于所述红色子像素区和所述绿色子像素区，所述色转换材料包括：位于所述红色子像素区的红色有机荧光染料，以及位于所述绿色子像素区的绿色有机荧光染料；
所述光控制层，还包括：位于所述蓝色子像素区的光散射结构。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，还包括：位于所述光控制层背离所述光源一侧且位于各所述子像素区的色阻层，所述光控制层在各所述子像素区的正投影位于所述色阻层在各所述子像素区的正投影内。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，还包括：驱动背板和透镜结构；
所述光源位于所述驱动背板之上，所述光源包括多个蓝色二极管芯片，所述色转换结构和所述光散射结构包覆所述蓝色二极管芯片，所述透镜结构位于所述光控制层与所述色阻层之间。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，所述透镜结构的折射率为1.5～1.7，所述透镜结构分别与所述色转换结构、所述色阻层接触的表面之间的最大距离为1μm～2μm。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，还包括：位于相邻所述色转换结构和/或光散射结构之间的挡墙；
所述挡墙的坡度角为85°～90°，所述挡墙的表面反射率70％～100％，且在垂直于所述驱动背板所在平面的方向上所述挡墙的高度大于所述蓝色二极管芯片的高度。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，所述光源包括位于各所述子像素区的蓝色电致发光器件，所述显示装置还包括：位于各所述蓝色电致发光器件所在层与所述光控制层之间的封装层，以及位于所述封装层与所述光控制层之间的第一黑矩阵；
所述第一黑矩阵在所述显示装置所在平面上的正投影与所述光控制层的正投影部分交叠，且在垂直于所述显示装置所在平面的方向上，所述第一黑矩阵的高度小于所述光控制层的高度。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，还包括：位于所述第一黑矩阵背离所述封装层一侧的第二黑矩阵；
所述第二黑矩阵在所述显示装置所在平面上的正投影与所述色阻层的正投影互不交叠，且在垂直于所述显示装置所在平面的方向上，所述第二黑矩阵的高度小于所述色阻层的高度。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，所述光源包括位于各所述子像素区的蓝色电致发光器件，所述显示装置还包括：相对而置的显示基板和第一彩膜基板；
所述显示基板，包括：各所述蓝色电致发光器件；
所述第一彩膜基板，包括：第一衬底基板，依次位于所述第一衬底基板上的所述色阻层和第三黑矩阵，以及位于所述色阻层背离所述第一衬底基板一侧的所述光控制层；
所述第三黑矩阵在所述第一衬底基板上的正投影边界与所述色阻层的正投影边界相互重合，且在垂直于所述第一衬底基板的方向上，所述第三黑矩阵的高度与所述色阻层的高度相同。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，还包括：位于所述第三黑矩阵背离所述第一衬底基板一侧的第四黑矩阵；
所述第四黑矩阵在所述第一衬底基板上的正投影边界与所述光控制层的正投影边界相互重合，且在垂直于所述第一衬底基板的方向上，所述第四黑矩阵的高度与所述光控制层的高度相同。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，所述光源为蓝色背光源，所述显示装置还包括：相对而置的阵列基板和第二彩膜基板，以及位于所述阵列基板与所述第二彩膜基板之间的液晶层；
所述第二彩膜基板，包括：第二衬底基板，依次位于所述第二衬底基板上的所述色阻层和第五黑矩阵，以及位于所述色阻层背离所述第二衬底基板一侧的所述光控制层；
所述第五黑矩阵在所述第二衬底基板上的正投影与所述色阻层的正投影部分交叠，且在垂直于所述第二衬底基板的方向上，所述第五黑矩阵的高度小于所述色阻层的高度。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，还包括：位于所述第五黑矩阵背离所述第二衬底基板一侧的第六黑矩阵；
所述第六黑矩阵在所述第二衬底基板上的正投影与所述光控制层的正投影部分交叠，且所述第六黑矩阵背离所述第二衬底基板一侧的表面与所述光控制层背离所述第二衬底基板一侧的表面平齐。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，所述光源包括位于各所述子像素区的蓝色电致发光器件，所述显示装置还包括：位于所述色阻层背离各所述蓝色电致发光器件所在层一侧的遮光层，所述遮光层在所述显示装置所在平面上的正投影与所述色阻层的正投影互不交叠。
基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种显示装置的制作方法，包括：
提供光源；
在所述光源出光侧形成光控制层；
所述显示装置具有多个相互独立的子像素区，所述光控制层，包括：位于各所述子像素区的色转换结构，所述色转换结构包括纳米多孔材料和至少分布于所述纳米多孔材料中的色转换材料，所述色转换材料用于将所述光源发出的光转换为所在所述子像素区对应颜色的光。
可选地，在本公开实施例提供的上述制作方法中，形成光控制层，具体包括：
将纳米多孔材料和色转换材料混合，并采用混合后的材料形成光控制层；或者，形成纳米多孔材料层，并在纳米多孔材料层上形成包括色转换材料的光刻胶层后，对所述光刻胶层进行构图获得所述光控制层。
附图说明
图1为本公开实施例提供的显示装置的一种结构示意图；
图2为本公开实施例提供的显示装置的又一种结构示意图；
图3为本公开实施例提供的显示装置的又一种结构示意图；
图4为本公开实施例提供的显示装置的又一种结构示意图；
图5为本公开实施例提供的显示装置的又一种结构示意图；
图6为相关技术中纳米多孔石英玻璃的图片；
图7为相关技术中纳米多孔铝膜的图片。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本公开内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开说明书以及权利要求书中使用的“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。“内”、“外”、“上”、“下”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。
目前有机电致发光(OLED)显示产品由于相较于传统的液晶(LCD)显示产品具有高分辨率、高色域、低功耗等有点，在显示产品中份额越来越高，可以预见未来仍会加速发展。OLED显示目前发展的趋势有高分辨率、高色域、低功耗等方向，目前大尺寸OLED量产产品主要结构为白光OLED(WOLED)结合彩膜(CF)的方式。但是由于CF存在交叠(Overlap)问题，致使OLED显示产品的色域一般小于90％NTSC色域标准。为了应对高色域标准，从提高CF品质着手去解决较难。
量子点(QD)显示技术属于创新半导体纳米晶体技术，可以准确输送光线，高效提升显示屏的色域值以及视角，让色彩更加纯净鲜艳，使色彩表现更具张力。采用该技术的显示器不仅能产生色域范围更广的动态色彩，还能在画质中展现真实的色板，超越了传统意义上的背光技术。相关技术中已经出现了WOLED结合QD以及CF的结构的显示产品，但是QD材料的色转换效率较低，影响该类显示产品的推广应用。
针对相关技术中存在的上述问题，本公开实施例提供了一种显示装置及其制作方法。
具体地，本公开实施例提供的一种显示装置，如图1至图5所示，包括：
多个相互独立的子像素区；示例性地，图1至图5中示出了相互独立的红色子像素区R、绿色子像素区G和蓝色子像素区B；在具体实施时，还可以包括其他颜色的子像素区，在此不做限定；
光源101，光源101发出的光照射各子像素区；
光控制层102，位于光源101的出光侧，光控制层102包括：位于子像素区的色转换结构1021，色转换结构1021包括纳米多孔材料和至少分布于纳米多孔材料中的色转换材料，色转换材料用于将光源101发出的光转换为所在子像素区对应颜色的光。
在本公开实施例提供的上述显示装置中，由于纳米多孔材料尺寸在10nm～100nm之间，其微观尺寸较小，比表面积较大，光会在纳米孔内部具有强烈的散射效应，在传播过程中的有效光径将被大大增强，当色转换材料分布在多孔材料中时，能够提高色转换材料对光源101出射光线的吸收率，大幅度提高色转换材料的色转换效率。同时大部分纳米多孔材料的表面增强效应，也能够增强荧光激发特性，提高色转换材料的光效。并且，可以理解的是，因为色转换材料的色转换效率被大幅提高，所以较低膜厚下的光控制层102即可达到较高的光效，从而降低荧光材料的膜厚，节省成本。
需要说明的是，本公开实施例提供的上述显示装置可以为：LCD显示装置、OLED显示装置、微发光二极管显示装置(micro LED)、迷你发光二极管(mini LED)显示装置等。
具体地，在显示装置为LCD时，光源101为侧入式背光源或直下式背光源；在显示装置为OLED时，光源101为OLED器件；在显示装置为micro LED时，光源101为micro LED芯片；在显示装置为mini LED时，光源101为mini LED芯片。
相关技术中，色转换材料多为可吸收蓝光转换为红光或绿光的材料，因此光源101具体可以为白色光源或蓝色光源。并且在光源101为白色光源的情况下，各子像素区的色转换材料仅可以将白色光源中部分波长的光线转换为与子像素区对应颜色的光，如此则对光源101的利用率较低。而在光源101为蓝色光源的情况下，各子像素区的色转换材料可以将蓝色光源中全部波长的光线转换为与子像素区对应颜色的光。因此，在本公开中优选光源101为蓝色光源。
色转换材料可以为量子点(QD)材料，也可以为有机荧光染料。QD材料含有隔(Cd)等有毒金属，无法进行商业化应用，无Cd的QD材料的发光效率远低于含Cd的QD材料，且QD材料本身极怕水氧，高温下性能衰减较多。另外在本公开中色转换结构1021的制造方法涉及到将色转换材料与光刻胶混合、或将色转换材料、纳米多孔材料与光刻胶混合的工艺步骤，通常QD与光刻胶的相溶性较差，而有机荧光染料不含重金属且与光刻胶同属于有机材料，二者相溶性较好，不会存在分散稳定性不好的问题，利于形成配方进行光刻工艺或者打印工艺。基于此，在本公开中优选有机荧光染料作为色转换材料。
相关技术中，红色有机荧光染料的吸收光谱位于430nm～580nm和580nm～660nm，可以吸收蓝光和绿光，转换出红光，主要有以下几大类：苝红系列、CF 488A、Alexa Fluor488、FAM、DyLight 488、Cy2；以苝红染料为例，其结构为核心骨架苝酰亚胺，通过对几个湾位进行不同的改性，接枝不同取代基，可实现不同颜和不同性质荧光染料的合成。绿色有机荧光染料吸收光谱位于430nm～580nm，可吸收蓝光转换为绿光，主要包括Alexa Fluor430，Lucifer yellow等。并且绿色有机荧光染料的吸收光谱中心波长可达～520nm，符合高色纯度要求；而绿色磷化铟(InP)QD激发波长在530nm以下效率劣化严重。因此有机荧光染料具有高光效、高色转换效率，和QD材料相比更适合应用于显示产品。
相关技术中，Micro LED和mini LED产品采用红色LED芯片、绿色LED芯片和蓝色LED芯片三种芯片实现全彩显示，而红色LED芯片和绿色LED芯片的成本较高。在本公开中可使用蓝色LED芯片结合色转换材料的方法实现全彩显示，能够极大的降低芯片成本，且提高巨量转移芯片的效率和良率。并且即使LED芯片发热量较大，有机荧光材料的耐高温性可以很好地保证色转换率，维持白平衡。
此外，在本公开实施例提供的上述显示装置中，纳米多孔材料可以为有机纳米多孔材料，也可以为无机多孔材料，还可以为金属纳米多孔材料，在此不做限定。具体地，纳米多孔材料可以为纳米多孔碳、纳米多孔金、纳米多孔银、纳米多孔石英玻璃(如图6所示)、纳米多孔氧化铝膜(如图7所示)等。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，可以将纳米多孔材料和色转换材料混合，并采用混合后的材料形成光控制层；在此情况下，色转换材料可以均匀分布于纳米多孔材料的孔内。也可以首先形成纳米多孔材料层，之后在纳米多孔材料层上形成包括色转换材料的光刻胶层，最后对光刻胶层进行构图获得光控制层；在此情况下，包括色转换材料的光刻胶层的自身的流动性会使得部分色转换材料分布于纳米多孔材料的孔内，区域部分色转换材料位于纳米多孔材料所在层之上。因此，可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，色转换材料还可以位于纳米多孔材料所在层背离光源的一侧(即位于纳米多孔材料所在层之上)。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，如图1至图5所示，子像素区，包括：蓝色子像素区B、红色子像素区R和绿色子像素区G；
色转换结构1021具体位于红色子像素区R和绿色子像素区G，色转换材料包括：位于红色子像素区的红色有机荧光染料，以及位于绿色子像素区的绿色有机荧光染料；
光控制层102，还包括：位于蓝色子像素区B的光散射结构1022。
由于红色有机荧光染料吸收蓝光和绿光转换成红光，绿色有机荧光染料吸收蓝光转换成绿光，相当于在色转换结构1021上产生了自发光，该自发光会向四面八方发散。因此在蓝色子像素区B设置了光散射结构1022，其实质为一层散射粒子(diffuser)层，可将蓝色子像素区B的光进行散射，匹配器件视角和白平衡。一般地，为更好地实现红色子像素区R、绿色子像素区G和蓝色子像素区B的视角和白平衡匹配，可在色转换结构1021中也设置散射粒子。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，如图1至图5所示，还可以包括：位于光控制层102背离光源101一侧且位于各子像素区的色阻层103，光控制层102在各子像素区的正投影位于色阻层103在各子像素区的正投影内。
采用色阻层103在各子像素区的正投影覆盖光控制层102在各子像素区的正投影的设计，可避免由于光控制层102的色转换结构1021可能未完全转换蓝光造成漏光和色域下降的问题，进而满足显示需求。具体地，该色阻层103可以为彩色滤光片，彩色滤光片一般包括位于红色子像素区R的红色滤光片、位于绿色子像素区G的绿色滤光片和位于蓝色子像素区的蓝色滤光片。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置为micro LED或mini LED时，如图1所示，还可以包括：驱动背板104和透镜结构105；
光源101位于驱动背板104之上，光源101包括多个蓝色二极管芯片，色转换结构1021和光散射结构1022包覆蓝色二极管芯片，确保发光率，透镜结构105位于光控制层102与色阻层103之间。
红色有机荧光染料吸收蓝光和绿光转换成的红光，绿色有机荧光染料吸收蓝光转换成的绿光，散射粒子对蓝光具有散射作用，使得各子像素区的光线向四面八方发散，可视范围较大。通过设置透镜结构105可将红色子像素区R的红光、绿色子像素区G的绿光和蓝色子像素区B的蓝光汇聚至正视角，提高出光效率，实现防窥显示应用。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，为更好地将光线汇聚至正视角，透镜结构105的折射率为1.5～1.7，例如1.5、1.6、1.7等；透镜结构105分别与色转换结构1021、色阻层103接触的表面之间的最大距离(即透镜结构105的拱高h，如图1所示)为1μm～2μm，例如1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm、2μm等。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，如图1所示，还包括：位于相邻色转换结构1021和/或光散射结构1022之间的挡墙106；
挡墙106的坡度角为85°～90°，例如85°、86°、87°、88°、89°、90°等，挡墙106的表面反射率70％～100％，例如70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％，且在垂直于驱动背板104所在平面的方向上，挡墙106的高度大于蓝色二极管芯片的高度。
挡墙106的设置能够极大的减少出光损失，同时还能防止相邻间像素之间混色现象，并且在一定程度上还可将光汇聚至正视角，进一步提高防窥效果。
一般地，在本公开实施例提供的上述显示装置为micro LED或mini LED时，如图1所示，还可以包括：位于色阻层103上方的第一保护盖板107。色阻层103在第一保护盖板107上制作使用170℃或230℃的高温工艺制程。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置为顶发射型OLED时，如图2所示，光源101包括位于各子像素区的蓝色电致发光器件，显示装置还可以包括：位于各蓝色电致发光器件所在层与光控制层102之间的封装层108，以及位于封装层108与光控制层102之间的第一黑矩阵109；
第一黑矩阵109在显示装置所在平面上的正投影与光控制层102的正投影部分交叠，且在垂直于显示装置所在平面的方向上，第一黑矩阵109的高度小于光控制层102的高度。
由于光控制层102位于各子像素区，且第一黑矩阵109在显示装置所在平面上的正投影与光控制层102的正投影部分交叠相当于将光控制层102设置于第一黑矩阵109的开口区域，因此第一黑矩阵109的设置可以避免红色子像素区R、绿色子像素区G和蓝色子像素区B的光串扰，提高显示效果。
一般地，如图2所示，蓝色电致发光器件包括设置在各子像素区的阳极1011，位于阳极1011上方的蓝色发光层1012，以及位于蓝色发光层1012上方且整面设置的阴极1013。可选地，蓝光发光层1012可以仅设置在各子像素区，也可以整面设置。当然，蓝色电致发光器件还可以包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层，在此不做具体限定。
另外，如图2所示，封装层108包括依次位于阴极1013之上的第一无机封装层1081、有机封装层1082和第二无机封装层1083。OLED显示装置一般还可以包括最上方的第二保护盖板110。光控制层102通过内嵌(On Cell)的方式设置于第二无机封装层1083与第二保护盖板110之间。为确保发光(EL)性能，光控制层102需使用85℃的低温工艺制程。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，如图2所示，还可以包括：位于第一黑矩阵109背离封装层108一侧的第二黑矩阵111；
第二黑矩阵111在显示装置所在平面上的正投影与色阻层103的正投影互不交叠，且在垂直于显示装置所在平面的方向上，第二黑矩阵111的高度小于色阻层103的高度。
设置第二黑矩阵111可以降低表面反射率，同时因各子像素区内的色阻层103位于第二黑矩阵111的开口区域，所以还可以避免降低透过率和开口率。
并且由图2可以看出，色阻层103通过On Cell的方式设置于第二无机封装层1083与第二保护盖板110之间。同样，为确保发光(EL)性能，色阻层103需使用85℃的低温工艺制程。
一般地，在本公开实施例提供的上述显示装置为顶发射型OLED时，如图2所示，还可以包括：绝缘(OC)层112、隔垫物(PS)层113、像素界定(PDL)层114、平坦(PLN)层115、源漏极116、层间介质(ILD)层117、第一电容电极118、第一栅绝缘(GI1)层119、同层设置的栅极120和第二电容电极118’、第二栅绝缘(GI2)层121、有源层122(具体包括被栅极120遮挡的半导体区和位于半导体区两侧的导体化区)、柔性(PI)基底123、缓冲(PSA)层124、底膜基板125。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置顶发射型OLED时，如图3所示，光源101包括位于各子像素区的蓝色电致发光器件，显示装置还可以包括：相对而置的显示基板301和第一彩膜基板302；具体地，显示基板301和第一彩膜基板302可通过封框胶303进行组装在一起；
显示基板301，包括：各蓝色电致发光器件；
第一彩膜基板302，包括：第一衬底基板3021，依次位于第一衬底基板3021上的色阻层103第三黑矩阵3022，以及位于色阻层103背离第一衬底基板3021一侧的光控制层102；
第三黑矩阵3022在第一衬底基板3021上的正投影边界与色阻层103的正投影边界相互重合，且在垂直于第一衬底基板3021的方向上，第三黑矩阵3022的高度与色阻层103的高度相同。
通过将各子像素区的色阻层103设置于第三黑矩阵3022的开口区域，使得相邻子像素区的色阻层103的侧面出射光线可被二者之间的第三黑矩阵3022遮挡，从而有效避免了红色子像素区R、绿色子像素区G和蓝色子像素区B的光串扰，提高了显示效果。
需要说明的是，如图3所示，此处蓝色电致发光器件的构成与上述蓝色电致发光器件相同，在此不做赘述；并且一般地，显示基板301还包括上述底膜基板125至封装层108这些膜层，在此也不再赘述。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置中，如图3所示，还可以包括：位于第三黑矩阵3022背离第一衬底基板一侧3021的第四黑矩阵3023；
第四黑矩阵3023在第一衬底基板3021上的正投影边界与光控制层102的正投影边界相互重合，且在垂直于第一衬底基板3021的方向上，第四黑矩阵3023的高度与光控制层102的高度相同。
光控制层102位于第四黑矩阵3023的开口区域，使得不同子像素区的光控制层102的侧面出射光线，可被第四黑矩阵3023有效阻挡，基于此，第四黑矩阵3023的设置可以进一步避免红色子像素区R、绿色子像素区G和蓝色子像素区B的光串扰，提高显示效果。
图3所示结构可应用于大尺寸顶发射OLED产品，光控制层102和色阻层103均在第一衬底基板3021上制作，光控制层102和色阻层103使用170℃或230℃高温工艺制程，其中230℃与现有彩膜(CF)制作工艺温度吻合。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置为底发射型OLED时，如图4所示，光源101包括位于各子像素区的蓝色电致发光器件，显示装置还可以包括：位于色阻层103背离各蓝色电致发光器件所在层一侧的遮光层401，遮光层401在显示装置所在平面上的正投影与色阻层103的正投影互不交叠。
遮光层401的设置可以避免红色子像素区R、绿色子像素区G和蓝色子像素区B的光串扰，提高显示效果。并且一般地，如图4所示，本公开实施例提供的底发射型OLED还包括：有源层122(具体包括被栅极120遮挡的半导体区和位于半导体区两侧的导体化区)，遮光层401完全覆盖有源层122，避免了外界光线对有源层122的干扰。此外，如图4所示，本公开实施例提供的底发射型OLED还包括：像素界定(PDL)层114、第一树脂(Resin1)层402、第一钝化(PVX1)层403、第二钝化(PVX2)层404、辅助源漏极116’(包括覆盖有源层122且与栅极120电连接以避免蓝色发光器件的光线照射有源层122的第一部分、以及电连接漏极与阳极1011的第二部分)、第二树脂(Resin2)层405、层间介质(ILD)层117、第二栅绝缘层121、缓冲(PSA)层124和柔性(PI)基底123。
本公开提供的上述底发射型OLED显示装置可以为大尺寸底发射OLED产品，色转换结构1021和色阻层103均设置在驱动背板上，具体可使用230℃高温工艺制程形成色转换结构1021和色阻层103。230℃的高温会导致QD材料发光性能弱化，不适用于QD材料。
可选地，在本公开实施例提供的上述显示装置为LCD时，如图5所示，光源101为蓝色背光源，显示装置还包括：相对而置的阵列基板501和第二彩膜基板502，以及位于阵列基板501与第二彩膜基板502之间的液晶层503；
第二彩膜基板502，包括：第二衬底基板5021，依次位于第二衬底基板5021上的色阻层103和第五黑矩阵5022，以及位于色阻层103背离第二衬底基板5021一侧的光控制层102；
第五黑矩阵5022在第二衬底基板5021上的正投影与色阻层103的正投影部分交叠，且在垂直于第二衬底基板5021的方向上，第五黑矩阵5022的高度小于色阻层103的高度。
由于色阻层103位于各子像素区，通过将色阻层103设置在第五黑矩阵5022的开口区域，可采用第五黑矩阵5022阻止不同子像素区的色阻层103侧面出射光线照射至相邻子像素区，因此第五黑矩阵5022的设置可以避免红色子像素区R、绿色子像素区G和蓝色子像素区B的光串扰，提高显示效果。
可选地，在本公开实施例提供的上述LCD显示装置中，如图5所示，还可以包括：位于第五黑矩阵5022背离第二衬底基板5021一侧的第六黑矩阵5023；
第六黑矩阵5023在第二衬底基板5021上的正投影与光控制层102的正投影部分交叠，且第六黑矩阵5023背离第二衬底基板5021一侧的表面与光控制层102背离第二衬底基板5021一侧的表面平齐。
一般地，在本公开提供的LCD显示装置中，如图5所示，第二彩膜基板502还包括金属透射光栅(WGP)5024，由于色转换结构1021会使透过液晶层503的偏振光去偏振化，而金属透射光栅5024具有偏振作用，因此可使用内置金属透射光栅5024使得透过该金属透射光栅5024的光线形成偏振光，来解决色转换结构1021的去偏振化问题。第六黑矩阵5023的设置一方面可以避免光串扰现象，另一方面还具有平坦化的作用，利于后续金属透射光栅5024的制作。进一步地，为保证后续金属透射光栅5024的刻蚀均一性，第二彩膜基板502还可以包括平坦保护层5025。具体地，平坦保护层5025一般使用多层OC材料，例如第一光固化OC材料/热固化OC材料/第二光固化OC材料(UOC/HOC/FOC)等高平坦性材料。
本公开提供的上述LCD显示装置中的色转换结构1021可使用170℃或230℃的高温工艺制程进行制作。170℃与现有QD产品的工艺温度吻合，230℃与现有彩膜基板工艺温度吻合，无需重新调试温度，简化了制作工艺。
此外，在本公开提供的LCD显示装置中，如图5所示，阵列基板501还可以包括隔垫物层113、像素电极5012、平坦层115、源漏极116、层间介质层117、栅极120、有源层122、与栅极120同层设置的公共电极5013和第三衬底基板5014。
应该理解的是，在本公开中，“同层”指的是采用同一成膜工艺形成用于形成特定图形的膜层，然后利用同一掩模板通过一次构图工艺形成的层结构。即一次构图工艺对应一道掩模板(mask，也称光罩)。根据特定图形的不同，一次构图工艺可能包括多次曝光、显或刻蚀工艺，而形成的层结构中的特定图形可以是连续的也可以是不连续的，这些特定图形还可能处于不同的高度或者具有不同的厚度。
基于同一发明构思，本公开实施例提供了一种显示装置的制作方法，由于该制作方法解决问题的原理与上述显示装置解决问题的原理相似，因此，本公开实施例提供的该制作方法的实施可以参见本公开实施例提供的上述显示装置的实施，重复之处不再赘述。
具体地，本公开实施例还提供的一种显示装置的制作方法，包括：
提供光源；
在光源出光侧形成光控制层；
显示装置具有多个相互独立的子像素区，光控制层，包括：位于各子像素区的色转换结构，色转换结构包括纳米多孔材料和至少分布于纳米多孔材料中的色转换材料，色转换材料用于将光源发出的光转换为所在子像素区对应颜色的光。
可选地，在本公开实施例提供的上述制作方法中，形成光控制层，具体可以通过以下两种可能的方式进行实现：
其一，将纳米多孔材料和色转换材料混合，并采用混合后的材料形成光控制层；其二，形成纳米多孔材料层，并在纳米多孔材料层上形成包括色转换材料的光刻胶层后，对光刻胶层进行构图获得光控制层。
需要说明的是，在本公开实施例提供的上述制作方法中，形成各层结构涉及到的构图工艺，不仅可以包括沉积、光刻胶涂覆、掩模板掩模、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等部分或全部的工艺过程，还可以包括其他工艺过程，具体以实际制作过程中形成所需构图的图形为准，在此不做限定。例如，在显影之后和刻蚀之前还可以包括后烘工艺。
其中，沉积工艺可以为化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法或物理气相沉积法，在此不做限定；掩膜工艺中所用的掩膜板可以为半色调掩膜板(Half ToneMask)、单缝衍射掩模板(Single Slit Mask)或灰色调掩模板(Gray Tone Mask)，在此不做限定；刻蚀可以为干法刻蚀或者湿法刻蚀，在此不做限定。
以下将对图1至图5所示显示装置的制作过程进行详细介绍。
具体地，图1所示显示装置的制作过程如下：
第一步：首先制作Micro LED或mini LED的驱动背板104，包括一基板、依次形成于该基板上的缓冲层、低温多晶硅层、栅极绝缘层、栅极、层间绝缘层、源漏极层、平坦层和像素电极层。
第二步：在驱动背板104上通过巨量转移方式，将蓝色micro LED或microLED芯片转移到驱动背板104上，进行绑定和上电极制作；该蓝色micro LED或micro LED芯片即为光源101。
第三步：对蓝色micro LED芯片进行保护，若为蓝色mini LED芯片，则可跳过此工艺。
第四步：在芯片之间通过光刻工艺形成高反射挡墙106，挡墙106的膜厚大于芯片高度，且坡度角为85°～90°以上，表面反射率大于70％～100％。
第五步：在芯片上以光刻或者打印工艺依次形成红色子像素区R的色转换结构1021、绿色子像素区G的色转换结构1021、以及蓝色子像素区B的光散射结构1022，优选为光刻工艺，打印工艺容易导致高段差，造成表面不平影响出光效率。其中，色转换结构1021由纳米多孔材料、有机荧光染料、散射粒子和光刻胶混合后制作而成，光散射结构1022由散射粒子和光刻胶混合后制作而成。具体可以通过光刻工艺形成，也可以使用打印方式制作。色转换结构1021与光散射结构1022构成光控制层102。
第六步：在光控制层102上以光刻工艺形成透镜结构105，具体地，透镜结构105折射率为1.5～1.7，拱高h为1μm～2μm。
第七步：在第一保护盖板107上依次制作黑矩阵、色阻层103位于红色子像素区R内的第一部分、色阻层103位于绿色子像素区G内的第二部分、色阻层103位于蓝色子像素区B内的第三部分、以及OC绝缘层。具体地，各层均通过光刻工艺形成。
具体地，图2所示显示装置的制作过程如下：
第一步：首先制作驱动背板，包括提供一底膜基板125、于底膜基板125上依次形成缓冲层124、柔性基底123、低温多晶硅构成的有源层122、第二栅绝缘层121、同层设置的栅极120和第二电容电极118’、第一栅绝缘层119、第一电容电极118、层间介质层117、源漏极116、平坦层115、阳极1011和像素界定层114。
第二步：通过蒸镀方式在阳极1011所在层上形成蓝色OLED器件，包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、蓝色发光层1012、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层和阴极1013，该蓝色OLED器件为顶发射器件，阴极1013采用半透金属，如Mg/Ag。
第三步：对蓝色OLED器件进行封装工艺，目前柔性OLED主流封装工艺为第一无机封装层1081/有机封装层1082/第二无机封装层1083这三层薄膜构成的封装层108。第一无机封装层1081和第二无机封装层1083为氮化硅(SiN)或氧化硅(SiN)，通过等离子化学气相沉积(PECVD)方式制作。有机封装层1082为有机材料，通过喷墨打印(IJP)方式打印制作。
第四步：在封装层108上进行低温COE(Color film on TFE)制程，COE的制作具体包括：依次形成黑矩阵、红色子像素区R的色转换结构1021、绿色子像素区G的色转换结构1021、蓝色子像素区B的光散射结构1022、色阻层103位于红色子像素区R内的第一部分、色阻层103位于绿色子像素区G内的第二部分、色阻层103位于蓝色子像素区B内的第三部分、以及绝缘层112。为确保EL性能，以上各层均需要使用85℃的低温工艺制程。其中，色转换结构1021由纳米多孔材料、有机荧光染料、散射粒子和光刻胶混合后制作而成，光散射结构1022由散射粒子和光刻胶混合后制作而成。具体可以通过光刻工艺形成，也可以使用打印方式制作。或者，先通过金属溅射以及刻蚀在红色子像素区R和绿色子像素区B形成一层孔径为30nm、周期为110nm纳米多孔金属结构，然后采用有机荧光染料、散射粒子和光刻胶的混合物制作色转换结构1021。色转换结构1021与光散射结构1022构成光控制层102。黑矩阵可以为由第一黑矩阵109构成的单层黑矩阵结构，也可以为由第一黑矩阵109和第二黑矩阵111构成的双层黑矩阵结构。具体地，在黑矩阵为双层黑矩阵结构时，在制作OC之前，依次制作第一黑矩阵109、光控制层102、色阻层103和第二黑矩阵111。第二黑矩阵111可以降低显示装置的表面反射率，但是第二黑矩阵111的线宽不能覆盖色阻层103，以避免降低透过率和开口率。另外，每个子像素区内色阻层103的面积必须大于色转换结构1021或光散射结构1022的面积，以避免漏光和色域下降。
具体地，图3所示显示装置的制作过程如下：
第一步：首先制作显示背板301，具体包括提供一底膜基板125、于底膜基板125上依次形成缓冲层124、柔性基底123、低温多晶硅构成的有源层122、第二栅绝缘层121、同层设置的栅极120和第二电容电极118’、第一栅绝缘层119、第一电容电极118、层间介质层117、源漏极116、平坦层115、阳极1011和像素界定层114。
第二步：通过蒸镀方式在阳极1011所在层上形成蓝色OLED器件，包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、蓝色发光层1012、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层和阴极1013，该蓝色OLED器件为顶发射器件，阴极1013采用半透金属，如Mg/Ag。
第三步：对蓝色OLED器件进行封装工艺，目前柔性OLED主流封装工艺为第一无机封装层1081/有机封装层1082/第二无机封装层1083这三层薄膜构成的封装层108。第一无机封装层1081和第二无机封装层1083为氮化硅(SiN)或氧化硅(SiN)，通过等离子化学气相沉积(PECVD)方式制作。有机封装层1082为有机材料，通过喷墨打印(IJP)方式打印制作。
第四步：第一彩膜基板302的制作，具体包括：在第一衬底基板3021上依次形成黑矩阵、红色子像素区R的色转换结构1021、绿色子像素区G的色转换结构1021、蓝色子像素区B的光散射结构1022、色阻层103位于红色子像素区R内的第一部分、色阻层103位于绿色子像素区G内的第二部分、色阻层103位于蓝色子像素区B内的第三部分、以及绝缘保护层3024。以上各层可使用170℃或230℃的高温工艺制程，以与现有CF工艺吻合。其中，色转换结构1021由纳米多孔材料、有机荧光染料、散射粒子和光刻胶混合后制作而成，光散射结构1022由散射粒子和光刻胶混合后制作而成。具体可以通过光刻工艺形成，也可以使用打印方式制作。色转换结构1021与光散射结构1022构成光控制层102。黑矩阵可以为由第三黑矩阵3022构成的单层黑矩阵结构，也可以为由第三黑矩阵3022和第四黑矩阵3023构成的双层黑矩阵结构。具体地，在黑矩阵为双层黑矩阵结构时，在制作OC之前，依次制作第三黑矩阵3022、色阻层103、第四黑矩阵3023和光控制层102。第四黑矩阵3023可以降低像素串扰风险。另外，每个子像素区内色阻层103的面积必须大于色转换结构1021或光散射结构1022的面积，以避免漏光和色域下降。
第五步：将显示基板301与第一彩膜基板302对盒封装，两者之间可以使用填充(filler)材料(例如封框胶303)填充，也可以使用空气层。
具体地，图4所示显示装置的制作过程如下：
第一步：制作驱动背板，包括提供一柔性基板123，在柔性基板123上依次形成遮光层401、缓冲层124、有源层122、第二栅绝缘层121、栅极120、层间介质层117、源漏极116、色阻层103位于红色子像素区R内的第一部分、色阻层103位于绿色子像素区G内的第二部分、色阻层103位于蓝色子像素区B内的第三部分、红色子像素区R的色转换结构1021、绿色子像素区G的色转换结构1021、蓝色子像素区B的光散射结构1022、第二树脂层405、第二钝化层404、辅助源漏极116’、第一钝化层403、第一树脂层402、阳极1011、像素界定层114。其中，色转换结构1021由纳米多孔材料、有机荧光染料、散射粒子和光刻胶混合后制作而成，光散射结构1022由散射粒子和光刻胶混合后制作而成。具体可以通过光刻工艺形成，也可以使用打印方式制作。色转换结构1021与光散射结构1022构成光控制层102。另外，每个子像素区内色阻层103的面积必须大于色转换结构1021或光散射结构1022的面积，以避免漏光和色域下降。
第二步：通过蒸镀方式在阳极1011上形成蓝色OLED器件的其余组成部分，具体包括：依次位于阳极1011上方的空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、蓝色发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层和阴极，该蓝色OLED器件为底发射器件，阴极采用全反射金属，如Ag。
第三步：对蓝色OLED器件进行封装工艺，目前刚性OLED一般采用盖板封装方式，柔性OLED采用薄膜封装方式。
具体地，图5所示显示装置的制作过程如下：
第一步：制作阵列基板501，包括提供一第三衬底基板5014，在三衬底基板5014上依次形成同层设置的公共电极5013和栅极120、第二栅绝缘层121、有源层122、源漏极116、平坦层115、像素电极5012和隔垫物层113。
第二步：制作第二彩膜基板502：具体包括提供一第二衬底基板5021，在第二衬底基板5021上依次形成黑矩阵、色阻层103位于红色子像素区R内的第一部分、色阻层103位于绿色子像素区G内的第二部分、色阻层103位于蓝色子像素区B内的第三部分、红色子像素区R的色转换结构1021、绿色子像素区G的色转换结构1021、蓝色子像素区B的光散射结构1022和平坦保护层5025。其中，色转换结构1021由纳米多孔材料、有机荧光染料、散射粒子和光刻胶混合后制作而成，光散射结构1022由散射粒子和光刻胶混合后制作而成。具体可以通过光刻工艺形成，也可以使用打印方式制作。色转换结构1021与光散射结构1022构成光控制层102。另外，每个子像素区内色阻层103的面积必须大于色转换结构1021或光散射结构1022的面积，以避免漏光和色域下降。黑矩阵可以为由第五黑矩阵5022构成的单层黑矩阵结构，也可以为由第五黑矩阵5022和第六黑矩阵5026构成的双层黑矩阵结构。具体地，在黑矩阵为双层黑矩阵结构时，在制作平坦保护层5025之前，依次制作第五黑矩阵5022、色阻层103、第六黑矩阵5023和光控制层102。第六黑矩阵5023利于后续金属透射光栅5024的制作。并且，为保证后续金属透射光栅5024的刻蚀均一性，平坦保护层5025一般使用多层OC材料，例如第一光固化OC材料/热固化OC材料/第二光固化OC材料等高平坦性材料。上述各层的工艺温度均为170℃或230℃。
第三步：在平坦保护层5025上沉积铝(Al)金属，对Al金属进行刻蚀形成宽60nm、间隙60nm、高120nm的金属透射光栅5024。
第四步：利用液晶滴加(ODF)方式将阵列基板501与第二彩膜基板502进行对盒，中间填充液晶层503。
本公开实施例提供的上述显示装置，包括：多个相互独立的子像素区；光源，光源发出的光照射各子像素区；光控制层，位于光源的出光侧，光控制层包括：位于子像素区的色转换结构，色转换结构包括纳米多孔材料和至少分布于纳米多孔材料中的色转换材料，色转换材料用于将光源发出的光转换为所在子像素区对应颜色的光。由于纳米多孔材料尺寸在10nm～100nm之间，其微观尺寸较小，比表面积较大，光会在纳米孔内部具有强烈的散射效应，在传播过程中的有效光径将被大大增强，因此当色转换材料分布在多孔材料中时，能够提高色转换材料对光源出射光线的吸收率，大幅度提高色转换材料的色转换效率。同时大部分纳米多孔材料的表面增强效应，也能够增强荧光激发特性，提高色转换材料的光效。并且，可以理解的是，因为色转换材料的色转换效率被大幅提高，所以较低膜厚下的光控制层即可达到较高的光效，从而降低荧光材料的膜厚，节省成本。
显然，本领域的技术人员可以对本公开实施例进行各种改动和变型而不脱离本公开实施例的精神和范围。这样，倘若本公开实施例的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种显示装置，其中，包括：
多个相互独立的子像素区；
光源，所述光源发出的光照射各所述子像素区；
光控制层，位于所述光源的出光侧，所述光控制层包括：位于所述子像素区的色转换结构，所述色转换结构包括纳米多孔材料和至少分布于所述纳米多孔材料中的色转换材料，所述色转换材料用于将所述光源发出的光转换为所在所述子像素区对应颜色的光。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中，所述色转换材料还位于所述纳米多孔材料所在层背离所述光源的一侧。
3.如权利要求1所述的显示装置，其中，所述子像素区，包括：蓝色子像素区、红色子像素区和绿色子像素区；
所述色转换结构具体位于所述红色子像素区和所述绿色子像素区，所述色转换材料包括：位于所述红色子像素区的红色有机荧光染料，以及位于所述绿色子像素区的绿色有机荧光染料；
所述光控制层，还包括：位于所述蓝色子像素区的光散射结构。
4.如权利要求3所述的显示装置，其中，还包括：位于所述光控制层背离所述光源一侧且位于各所述子像素区的色阻层，所述光控制层在各所述子像素区的正投影位于所述色阻层在各所述子像素区的正投影内。
5.如权利要求4所述的显示装置，其中，还包括：驱动背板和透镜结构；
所述光源位于所述驱动背板之上，所述光源包括多个蓝色二极管芯片，所述色转换结构和所述光散射结构包覆所述蓝色二极管芯片，所述透镜结构位于所述光控制层与所述色阻层之间。
6.如权利要求5所述的显示装置，其中，所述透镜结构的折射率为1.5～1.7，所述透镜结构分别与所述色转换结构、所述色阻层接触的表面之间的最大距离为1μm～2μm。
7.如权利要求5所述的显示装置，其中，还包括：位于相邻所述色转换结构和/或光散射结构之间的挡墙；
所述挡墙的坡度角为85°～90°，所述挡墙的表面反射率70％～100％，且在垂直于所述驱动背板所在平面的方向上所述挡墙的高度大于所述蓝色二极管芯片的高度。
8.如权利要求4所述的显示装置，其中，所述光源包括位于各所述子像素区的蓝色电致发光器件，所述显示装置还包括：位于各所述蓝色电致发光器件所在层与所述光控制层之间的封装层，以及位于所述封装层与所述光控制层之间的第一黑矩阵；
所述第一黑矩阵在所述显示装置所在平面上的正投影与所述光控制层的正投影部分交叠，且在垂直于所述显示装置所在平面的方向上，所述第一黑矩阵的高度小于所述光控制层的高度。
9.如权利要求8所述的显示装置，其中，还包括：位于所述第一黑矩阵背离所述封装层一侧的第二黑矩阵；
所述第二黑矩阵在所述显示装置所在平面上的正投影与所述色阻层的正投影互不交叠，且在垂直于所述显示装置所在平面的方向上，所述第二黑矩阵的高度小于所述色阻层的高度。
10.如权利要求4所述的显示装置，其中，所述光源包括位于各所述子像素区的蓝色电致发光器件，所述显示装置还包括：相对而置的显示基板和第一彩膜基板；
所述显示基板，包括：各所述蓝色电致发光器件；
所述第一彩膜基板，包括：第一衬底基板，位于所述第一衬底基板上的所述色阻层和第三黑矩阵，以及位于所述色阻层背离所述第一衬底基板一侧的所述光控制层；
所述第三黑矩阵在所述第一衬底基板上的正投影边界与所述色阻层的正投影边界相互重合，且在垂直于所述第一衬底基板的方向上，所述第三黑矩阵的高度与所述色阻层的高度相同。
11.如权利要求10所述的显示装置，其中，还包括：位于所述第三黑矩阵背离所述第一衬底基板一侧的第四黑矩阵；
所述第四黑矩阵在所述第一衬底基板上的正投影边界与所述光控制层的正投影边界相互重合，且在垂直于所述第一衬底基板的方向上，所述第四黑矩阵的高度与所述光控制层的高度相同。
12.如权利要求4所述的显示装置，其中，所述光源为蓝色背光源，所述显示装置还包括：相对而置的阵列基板和第二彩膜基板，以及位于所述阵列基板与所述第二彩膜基板之间的液晶层；
所述第二彩膜基板，包括：第二衬底基板，依次位于所述第二衬底基板上的所述色阻层和第五黑矩阵，以及位于所述色阻层背离所述第二衬底基板一侧的所述光控制层；
所述第五黑矩阵在所述第二衬底基板上的正投影与所述色阻层的正投影部分交叠，且在垂直于所述第二衬底基板的方向上，所述第五黑矩阵的高度小于所述色阻层的高度。
13.如权利要求12所述的显示装置，其中，还包括：位于所述第五黑矩阵背离所述第二衬底基板一侧的第六黑矩阵；
所述第六黑矩阵在所述第二衬底基板上的正投影与所述光控制层的正投影部分交叠，且所述第六黑矩阵背离所述第二衬底基板一侧的表面与所述光控制层背离所述第二衬底基板一侧的表面平齐。
14.如权利要求4所述的显示装置，其中，所述光源包括位于各所述子像素区的蓝色电致发光器件，所述显示装置还包括：位于所述色阻层背离各所述蓝色电致发光器件所在层一侧的遮光层，所述遮光层在所述显示装置所在平面上的正投影与所述色阻层的正投影互不交叠。
15.一种显示装置的制作方法，其中，包括：
提供光源；
在所述光源出光侧形成光控制层；
所述显示装置具有多个相互独立的子像素区，所述光控制层，包括：位于各所述子像素区的色转换结构，所述色转换结构包括纳米多孔材料和至少分布于所述纳米多孔材料中的色转换材料，所述色转换材料用于将所述光源发出的光转换为所在所述子像素区对应颜色的光。
16.如权利要求15所述的制作方法，其中，形成光控制层，具体包括：
将纳米多孔材料和色转换材料混合，并采用混合后的材料形成光控制层；或者，形成纳米多孔材料层，并在纳米多孔材料层上形成包括色转换材料的光刻胶层后，对所述光刻胶层进行构图获得所述光控制层。
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