CN112310299A - 一种双面显示面板及其制备方法 - Google Patents

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周万亮
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Abstract

本申请公开一种双面显示面板及其制备方法，包括：基板和有机发光二极管层，所述有机发光二极管层包括多个顶发光单元和多个底发光单元；所述顶发光单元包括由下至上依次层叠设置在所述基板上的阳极、有机层和阴极；所述有机层包括依次层叠设置的空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层，所述空穴注入层的厚度为10纳米至110纳米；所述阳极包括反射电极和透射电极，所述透射电极位于所述反射电极远离所述基板的一侧；所述反射电极和所述阴极之间形成微腔，所述微腔的腔长为225纳米至1050纳米。空穴注入层厚度的降低，提高了双面显示面板中的发光强度，延长了显示器件的使用寿命。

Description

一种双面显示面板及其制备方法
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种双面显示面板及其制备方法。
背景技术
近年来，有源矩阵有机电致发光二极管(Active Matrix Organic LightEmitting Diode，简称AMOLED)显示器因其具有色域广、对比度高、自发光、轻薄、可折叠等优点，在显示领域具有广阔的应用前景。在一种已知的AMOLED双面显示器中，将顶发光显示单元和底发光显示单元排列制作在同一基板上以实现双面显示的目的。顶发光显示单元和底发光显示单元排列在基板的同一表面上，导致AMOLED双面显示器的开口率较低，该AMOLED双面显示器需要在较高的电流密度下才能维持所需发光强度，长时间的高电流密度容易缩短器件寿命。
发明内容
为了解决以上问题，本申请提供一种高发光强度的双面显示面板及其制备方法。
本申请提供一种双面显示面板，包括：
基板；
有机发光二极管层，设置于所述基板上，所述有机发光二极管层包括多个顶发光单元和多个底发光单元，多个所述顶发光单元和多个所述底发光单元沿至少一个方向交替排列在所述基板的一个表面上；
所述顶发光单元包括在所述基板上由下至上依次层叠的阳极、有机层和阴极；
所述有机层包括依次层叠设置的空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层，所述空穴注入层的厚度为10纳米至110纳米；
所述阳极包括反射电极和透射电极，所述透射电极位于所述反射电极远离所述基板的一侧；
所述反射电极和所述阴极之间形成微腔，所述微腔的腔长为225纳米至1050纳米。
进一步地，在一些实施方式中，所述空穴注入层的厚度为10纳米至55纳米。
进一步地，在一些实施方式中，所述透射电极的厚度大于或等于60纳米，所述透射电极包括层叠设置的至少两层透明材料层，每层所述透明材料层的厚度小于60纳米。
进一步地，在一些实施方式中，所述透射电极的厚度为60纳米至120纳米。
进一步地，在一些实施方式中，每层所述透明材料层的厚度为30纳米至60纳米。
进一步地，在一些实施方式中，所述透明材料层的层叠层数为2层或3层。
进一步地，在一些实施方式中，所述透明材料层的材料为透明导电氧化物。
本申请还提供一种双面显示面板的制备方法，其包括以下步骤：
提供一基板，在所述基板上制备有机发光二极管层，所述有机发光二极管层包括多个顶发光单元和多个底发光单元，多个所述顶发光单元和多个所述底发光单元沿至少一个方向交替排列在所述基板的一个表面上；
其中，制备所述顶发光单元的步骤包括：
在所述基板上形成反射电极；
在所述反射电极上形成透射电极；所述反射电极与所述透射电极共同构成阳极；
在所述阳极上依次层叠设置空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层，形成有机层；其中，所述空穴注入层的厚度为10纳米至110纳米；
在所述有机层上形成阴极，其中，所述反射电极和所述阴极之间形成微腔，所述微腔的腔长设置为225纳米至1050纳米。
进一步地，在一些实施方式中，在所述反射电极上形成透射电极的步骤包括：在所述反射电极上设置一层透明材料层，刻蚀所述透明材料层，然后在刻蚀后的透明材料层上层叠和刻蚀另一层透明材料层，依次形成包括多层透明材料层的透射电极。
进一步地，在一些实施方式中，所述透射电极的厚度大于或等于60纳米，所述透射电极包括层叠设置的至少两层透明材料层，每层所述透明材料层的厚度小于60纳米。
和现有技术相比，本申请具有以下有益效果：
根据本申请提供的双面显示面板，其顶发光单元的有机层包括空穴注入层和发光层，空穴注入层的厚度为10纳米至110纳米，所述顶发光单元的反射电极和阴极之间形成微腔，所述微腔的腔长为225纳米至1050纳米，将空穴注入层的厚度降低，以提高同等电流密度下双面显示面板的发光强度，延长器件寿命，同时，不改变顶发光单元的微腔腔长，以使同一微腔出射特定波长的光线。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果清楚可见。
图1为本申请实施例提供的一种双面显示面板的截面示意图。
图2为本申请实施例提供的一种双面显示面板的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种双面显示面板100的截面示意图。本申请提供一种双面显示面板100，其包括：基板110和设置于基板110上的有机发光二极管层120。
基板110为薄膜晶体管阵列基板，包括衬底基板(未图示)以及设置于所述衬底基板上的薄膜晶体管阵列层(未图示)。其中，所述薄膜晶体管阵列层包括多个阵列排布的薄膜晶体管阵列。
有机发光二极管层120包括多个顶发光单元130和多个底发光单元140，顶发光单元130和底发光单元140在基板110的一个表面上沿至少一个方向交替排列。具体地，顶发光单元130和底发光单元140可以在第一方向和第二方向中的一个方向上交替排列，也可以在两个方向上同时交替排列。所述第一方向与所述第二方向互相垂直。在一个实施方式中，所述第一方向为基板110的一个表面的水平方向，所述第二方向为垂直于所述水平方向。
如图1中的箭头所示，顶发光单元130背向基板110发射光线，底发光单元140朝向基板110发射光线，从而实现双面显示。在一些实施方式中，底发光单元140位于基板110的透光区域，而顶发光单元130位于基板110的不透光区域，从而增加发光面积，提高像素的开口率。
顶发光单元130包括由下至上依次层叠设置的阳极131、有机层132和阴极133。有机层132包括依次层叠设置的空穴注入层1321、空穴传输层1322、发光层1323、电子传输辅助层1324和电子传输层1325。空穴注入层1321的透射性是影响顶发光单元130发光强度的关键性因素。一般空穴注入层1321的厚度越薄，其透射性越好，顶发光单元130的发光强度越高，在本申请中空穴注入层1321的厚度为10纳米至110纳米，以保证较高的光透射率。
在一些实施方式中，空穴注入层1321的厚度为10纳米至55纳米。所述厚度低于10纳米时，顶发光单元130的性能稳定性变差，高于55纳米时，空穴注入层1321的透射率降低，影响顶发光单元130的发光效率和发光强度。
因空穴注入层1321的材料通常较为昂贵，降低空穴注入层1321的厚度，可以减少制备成本。
顶发光单元130的阳极131为反射阳极。具体地，阳极131包括反射电极1311和透射电极1312，透射电极1312位于反射电极1311远离基板110的一侧。在一些实施方式中，反射电极1311的材料包括银(Ag)、铝(Al)、铂(Pt)及金(Au)中的至少一种。阴极133的材料可以为透明金属或透明导电氧化物。所述透明导电氧化物为氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)或氧化锡(SnO2)中的至少一种。
反射电极1311和阴极133之间形成微腔(Micro-cavity)134。为了满足产品的亮度要求，AMOLED双面显示器中顶发光显示单元130通常利用微腔134来调整光路，微腔134能够产生微腔效应以提高显示器的发光强度，然而，光路的调整主要通过微腔134的腔长来实现的。所述腔长为反射电极1311远离基板110的表面到阴极133靠近基板110的表面之间的距离。微腔134的腔长与发光层发射的发射光波长相关，为了保证顶发光单元130中的发光层1323发射特定波长的光，需要保持微腔134的腔长在一个特定的范围内。
所述腔长一般为红(R)、绿(G)、蓝(B)光波长的一半或整数倍。所述腔长根据微腔134出射光的波长做相应调整，在一些实施方式中，所述腔长为225纳米至1050纳米。光线通过微腔134发射出来，光谱得到窄化，出射光的色饱和度较高。
本申请为提升顶发光单元130的发光强度，通过降低空穴注入层1321的厚度以增大其透光率，同时增大透射电极1312的厚度以保持微腔134的腔长不变。透射电极1312的厚度大于或等于60纳米。在一些实施方式中，透射电极1312的厚度可以为60纳米至120纳米，具体可以为70纳米、80纳米、90纳米、100纳米或110纳米。但限于透射电极1312制程工艺，透射电极1312的厚度过厚的话，比如超过60纳米，透射电极1312制程工艺中的沉积膜会出现结晶，刻蚀过程中会出现残留问题。因此，本申请的透射电极1312包括多层层叠设置的透明材料层，每层所述透明材料层的厚度小于60纳米。所述厚度小于60纳米的透明材料层在刻蚀过程中，不会出现残留，有利于提高显示效果，提升显示成品的良率。
在一些实施方式中，每层所述透明材料层的厚度为30纳米至60纳米，具体可以为30纳米、40纳米、50纳米或60纳米。所述厚度小于30纳米时，透明材料层过薄，刻蚀工艺容易对其他功能层产生损害。所述厚度大于60纳米时，透明材料层过厚，透射电极1312制程工艺中出现刻蚀残留问题。
在一些实施方式中，所述透明材料层的层叠层数为2或3层。层叠层数不能过多，过多的层叠会导致透射电极1312的表面粗糙度变大，降低发光效率和发光强度。
在一些实施方式中，所述透明材料层的材料包括透明金属氧化物，比如铟锌氧化物(IZO)、铟锡氧化物(ITO)、铝锌氧化物(AZO)和铟氟氧化物(IFO)等，在此，本申请不做具体限制。
底发光单元140包括由下至上依次层叠的阳极、有机层和阴极。底发光单元140的阳极具有透光性，阴极具有反射性。底发光单元140的具体结构请参照现有技术，本申请不再做详细介绍。
以下结合具体实施例对上述方案进行详述。
实施例
本实施例提供一种双面显示面板100。其顶发光单元各功能层的相应厚度为：
反射电极(140纳米)/透射电极(80纳米)/空穴注入层(55纳米)/空穴传输层(80纳米)/发光层(90纳米)/电子传输辅助层(3纳米)/电子传输层(10纳米)/阴极(18纳米)。
所述微腔的腔长为318纳米。
所述透射电极包括两层层叠设置的透明材料层，每层所述透明材料层的厚度为40纳米。
所述透明材料层为ITO。所述反射电极为Ag。
比较例
比较例提供了一种双面显示面板，其结构和双面显示面板100的结构基本相似，可参阅图1，不同的是其包括的顶发光显示单元的透射电极和空穴注入层的厚度。所述顶发光单元的各功能层的厚度具体体现为：
反射电极(140纳米)/透射电极(15纳米)/空穴注入层(120纳米)/空穴传输层(80纳米)/发光层(90纳米)/电子传输辅助层(3纳米)/电子传输层(10纳米)/阴极(18纳米)。
其微腔的腔长也为318纳米。
所述透射电极的材料为ITO。所述反射电极的材料为Ag。
请参阅表1，表1为R/G/B像素单元在实施例和比较例提供的双面显示面板中的亮度。亮度是衡量显示器发光强度的重要指标。本申请在使用亮度计(Minolta Cs-1000A)从0V至10V增加电压的同时，分别测量实施例和比较例提供的双面显示面板的亮度。如表1所示，实施例提供的双面显示面板的亮度记为L1，比较例提供的双面显示面板的亮度记为L2，亮度提升比记为R：
R＝(L1-L2)/L2。
表1
R/G/B三像素 R G B
L<sub>1</sub>(cd/m<sup>2</sup>) 54.78 192.92 24.24
L<sub>2</sub>(cd/m<sup>2</sup>) 32.80 113.48 15.44
R 67.01％ 70.00％ 56.99％
比较例提供的双面显示面板的空穴注入层的厚度为120纳米，透射电极的厚度为15纳米，实施例提供的双面显示面板的空穴注入层的厚度为55纳米透射电极的厚度为80纳米，通过降低空穴注入层的厚度来保持腔长固定不变(均为318纳米)，将空穴注入层的厚度降低65纳米，同时将透射电极的厚度增加65纳米。如表1所示，相应的红色像素亮度提升67.01％，绿色像素的亮度提升70.00％，蓝色像素的亮度提升56.99％。
本申请提供的双面显示面板，在保持微腔的腔长不变的情况下，通过降低空穴注入层的厚度，增加阳极中透射电极的厚度，提高顶发光单元的发光强度。所述透射电极包括多层层叠设置的透明材料层，该设计结构可以避免透射电极制程出现刻蚀残留问题，改善显示效果，提升显示质量。
本申请还提供了一种双面显示面板的制备方法。请参阅图2，图2为一种双面显示面板的制备方法流程图。该制备方法包括以下步骤：
步骤101：提供一基板，在所述基板上制备有机发光二极管层，所述有机发光二极管层包括多个顶发光单元和多个底发光单元，多个所述顶发光单元和多个所述底发光单元沿至少一个方向交替排列在所述基板的一个表面上。
具体地，所述基板为薄膜晶体管阵列基板，包括衬底基板以及设置于所述衬底基板上的薄膜晶体管阵列层，其中，所述薄膜晶体管阵列层包括多个阵列排布的薄膜晶体管阵列。
在所述基板上形成交替排列的顶发光单元和底发光单元。将所述顶发光单元背向所述基板发射光设置，所述底发光单元朝向所述基板发射光设置。
在一些实施方式中，将所述底发光单元设置在透光区域上，所述顶发光单元设置在不透光区域上，以增加发光面积，提高像素的开口率。
步骤102：制备所述顶发光单元的步骤包括：在所述基板上由下至上依次形成反射电极、透射电极、有机层和阴极，所述反射电极和所述透射电极共同构成所述顶发光单元的阳极。
在所述基板上采用磁控溅镀工艺沉积反射电极，所述反射电极的材料为银(Ag)、铝(Al)、铂(Pt)及金(Au)中的至少一种。反射电极的反射率直接影响双面显示面板的色彩饱和度和亮度，因此，反射电极需要选择反射率高的材料，在一些实施方式中，采用Ag作为反射电极。
在一些实施方式中，在所述基板和所述反射电极之间设置一层介质膜，比如ITO层，以防止反射电极的从基板的剥落。
在所述反射电极上形成透射电极。
在一些实施方式中，所述形成透射电极的步骤包括：在所述反射电极上设置一层透明材料层，刻蚀所述透明材料层，然后在刻蚀后的透明材料层上层叠和刻蚀另一层透明材料层，依次形成包括多层透明材料层的透射电极。每层所述透明材料层的厚度小于60纳米，所述透射电极的厚度大于或等于60纳米。在一些实施方式中，所述透射电极的厚度可以为60至120纳米。
具体地，利用薄膜沉积工艺在所述反射电极的表面上制备所述透明材料层，利用刻蚀工艺制备出所述透射电极的图形。所述薄膜沉积工艺为物理气相沉积(PhysicalVapour Deposition，PVD)或化学气相沉积(Chemical Vapour Deposition，CVD)中的一种。
每层所述透明材料层的厚度设置为小于60纳米，以防止刻蚀过程中出现残留问题，提高显示效果，提升显示装置的良品率。
在一些实施方式中，每层所述透明材料层的厚度可以设置为30至60纳米，对所述厚度在30纳米以上的透明材料层进行刻蚀时，可以减少刻蚀对其他功能层的损害，易于操作。
在一些实施方式中，在所述反射电极的表面上层叠2层或3层的所述透明材料层。过多的层叠层数会增大透射电极的表面粗糙度，降低光的透射率，影响透射电极的性能。
在一些实施方式中，所述透明材料层的材料选用金属氧化物，具体可以为如铟锌氧化物(IZO)、铟锡氧化物(ITO)、铝锌氧化物(AZO)和铟氟氧化物(IFO)等，在此，本申请不做具体限制。当透明材料层选用ITO时，PVD工艺的原料为ITO靶材。CVD工艺的原料为氮气、氨气和硅烷。
所述形成有机层的步骤包括：在所述阳极上依次层叠空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输辅助层和电子传输层。
在一些实施方式中，利用喷墨打印(Ink Jet Printing，IJP)的方式形成所述空穴注入层、所述空穴传输层和所述发光层。通过蒸镀的方式形成所述电子传输辅助层和所述电子传输层。
在所述顶发光单元中，所述反射电极和所述阴极之间形成微腔，为了保证所述微腔的腔长固定不变，降低所述空穴注入层的厚度，所述厚度降低量等于所述透射电极的增加量。空穴注入层的厚度降低至10纳米不会对双面显示面板的稳定性产生影响。所述空穴注入层的厚度可以为10至110纳米。
在一些实施方式中，利用热蒸镀的方式将透明金属蒸镀在所述电子传输层的表面，形成所述阴极。所述透明金属包括Al/Ag，Ca/Ag等。通过蒸镀方式形成的阴极是半透明的，光透过率低，可以在所述阴极表面设置增透膜，增加出光量。在另一些实施方式中，利用磁控溅镀工艺在所述电子传输层的表面生长一层透明导电氧化物，比如ITO，形成所述阴极。
根据本申请提供的双面显示面板的制备方法，在反射电极上设置一层透明材料层，然后刻蚀所述透明材料层，再依次设置和刻蚀另一透明材料层，形成包括多层透明材料层的透射电极。此种制备工艺能够有效避免透射电极现有制程中的刻蚀残留问题，提升双面显示面板的显示效果，提高显示产品的良率。
以上对本申请所提供的一种双面显示面板及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种双面显示面板，其特征在于，包括：
基板；
有机发光二极管层，设置于所述基板上，所述有机发光二极管层包括多个顶发光单元和多个底发光单元，多个所述顶发光单元和多个所述底发光单元沿至少一个方向交替排列在所述基板的一个表面上；
所述顶发光单元包括在所述基板上由下至上依次层叠的阳极、有机层和阴极；
所述有机层包括依次层叠设置的空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层，所述空穴注入层的厚度为10纳米至110纳米；
所述阳极包括反射电极和透射电极，所述透射电极位于所述反射电极远离所述基板的一侧；
所述反射电极和所述阴极之间形成微腔，所述微腔的腔长为225纳米至1050纳米。
2.如权利要求1所述的双面显示面板，其特征在于，所述空穴注入层的厚度为10纳米至55纳米。
3.如权利要求1所述的双面显示面板，其特征在于，所述透射电极的厚度大于或等于60纳米，所述透射电极包括层叠设置的至少两层透明材料层，每层所述透明材料层的厚度小于60纳米。
4.如权利要求3所述的双面显示面板，其特征在于，所述透射电极的厚度为60纳米至120纳米。
5.如权利要求3所述的双面显示面板，其特征在于，每层所述透明材料层的厚度为30纳米至60纳米。
6.如权利要求3所述的双面显示面板，其特征在于，所述透明材料层的层叠层数为2层或3层。
7.如权利要求1所述的双面显示面板，其特征在于，所述透明材料层的材料为透明导电氧化物。
8.一种双面显示面板的制备方法，其包括以下步骤：
提供一基板，在所述基板上制备有机发光二极管层，所述有机发光二极管层包括多个顶发光单元和多个底发光单元，多个所述顶发光单元和多个所述底发光单元沿至少一个方向交替排列在所述基板的一个表面上；
其中，制备所述顶发光单元的步骤包括：
在所述基板上形成反射电极；
在所述反射电极上形成透射电极；所述反射电极与所述透射电极共同构成阳极；
在所述阳极上依次层叠设置空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层，形成有机层；其中，所述空穴注入层的厚度为10纳米至110纳米；
在所述有机层上形成阴极，其中，所述反射电极和所述阴极之间形成微腔，所述微腔的腔长设置为225纳米至1050纳米。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述反射电极上形成透射电极的步骤包括：在所述反射电极上设置一层透明材料层，刻蚀所述透明材料层，然后在刻蚀后的透明材料层上层叠和刻蚀另一层透明材料层，依次形成包括多层透明材料层的透射电极。
10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述透射电极的厚度大于或等于60纳米，所述透射电极包括层叠设置的至少两层透明材料层，每层所述透明材料层的厚度小于60纳米。
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