CN112331807A - 一种高亮高色域的硅基oled微显示器件 - Google Patents

一种高亮高色域的硅基oled微显示器件 Download PDF

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Abstract

本发明属于微型显示技术领域，具体为一种高亮高色域的硅基OLED微显示器件。本发明的硅基OLED微型显示器无需制备彩色滤光片，通过对应像素层的调节可以实现RGB及其他各种颜色OLED发射，在保证硅基OLED微型显示器高PPI的条件下，可以大幅提高现有技术中制作的硅基OLED的亮度和效率，在相同亮度条件下，降低硅基OLED显示器件的功耗，同时可以大幅改善现有技术中白光OLED加彩色滤光片方案中色域不佳的问题。

Description

一种高亮高色域的硅基OLED微显示器件
技术领域
本发明属于微型显示技术领域，具体为一种高亮高色域的硅基OLED微显示器件。
背景技术
硅基OLED(Organic Light Emitting Display)被称为下一代显示技术的黑马，它区别于常规的利用非晶硅、微晶硅或者低温多晶硅薄膜晶体管为背板的AMOLED器件，它是以单晶硅作为有源驱动背板制作的主动式有机发光二极管显示器件，像素尺寸为传统显示器件的1/10，精细度远远高于传统器件，具有高分辨率、高集成度、低功耗、体积小、重量轻等诸多优势。硅基OLED微显示器现已广泛应用于机戴头盔、枪瞄、夜视仪等军用市场，并且随着AR/VR以及自动驾驶等新技术的应用，硅基OLED微显示器件将迎来爆发式的增长。
现如今采用精细掩膜(FMM)技术难以满足硅基OLED高精细度像素需求，因此硅基OLED的彩色化方案目前还只能采用白光OLED+彩色滤光片(CF)的技术方案。而采用该方案的硅基OLED器件受限于白光OLED效率相对低下以及CF的70%的光效损失，硅基OLED产品亮度大大受限，难以满足头戴显示特别是AR头戴显示对于高亮度微显示器件的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的高亮高色域的硅基OLED微显示器件， 以解决上述背景技术中提出的问题。采用本发明的OLED微显示器可以提高产品的亮度和显示品质。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高亮高色域硅基OLED微显示器件，包括： 硅基板 ,硅基板上制备有OLED驱动电路，所述驱动电路通过钨阀与像素层连接，所述像素层包括像素定义层和像素阳极层， 所述像素阳极层为多层复合结构，包括层叠于所述钨阀之上的Ti连接层,所述Ti连接层上设置有共Al反射层，所述共Al反射层上设置有多个导电纳米棒，所述导电纳米棒为四层复合结构，包括层叠于共Al反射层之上的原位纳米层，所述原位纳米层上设置有Al导电层，所述Al导电层将所述原位纳米层包覆，并与所述Al反射层连接，所述Al导电层上设置有TiN连接层,所述TiN连接层将所述Al导电层包覆，并与所述Al反射层连接，所述TiN连接层上设置有ITO导电层，所述ITO导电层将所述TiN连接层包覆并与所述Al反射层连接。
进一步的，硅基OLED微显示器件还包括OLED发光层，所述OLED发光层为白光OLED，所述白光OLED为顶发射OLED器件结构，采用半透明的阴极出光方式，所述OLED发光层层叠在像素层上，所述OLED发光层上还层叠有薄膜封装层，所述薄膜封装层可以为多层复合薄膜，包括但不限于ALD层、PECVD层和IJP层，所述薄膜封装层上设置有玻璃盖板，所述薄膜封装层和玻璃盖板通过透明光学胶进行连接。
进一步的，像素定义层将像素阳极层每个隔断，并定义出每个像素的形状，所定义的形状可以为矩形、六边形或者圆形；所述像素定义层为绝缘材料，包括但不限定于氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或者有机高聚物，所述像素定义层的高度为100-2000nm，所述像素定义层的宽度为200-2000nm，所述像素定义层中心与紧邻的像素定义层的间隔为1500-15000nm。
进一步的， Ti连接层的厚度为2-10 nm。
进一步的，共Al反射层的厚度为100-2000 nm，所述共Al反射层定义与钨阀一一对应，定义硅基OLED微显示器件的一个子像素。
进一步的，所述纳米棒的底面直径为50-150 nm，所述纳米棒的高度为100-250nm，所述纳米棒的设置间隔为50-200 nm。
进一步的，所述原位纳米层为原位生长或者光刻工艺制备的纳米结构。
进一步的，所述Al导电层的厚度为40-60 nm。
进一步的，所述TiN连接层的厚度为2-10 nm。
进一步的，所述ITO导电层的厚度为5-15 nm。
与现有技术相比，本发明的技术效果至少包括以下方面是：
（1）本发明的硅基OLED微型显示器无需制备彩色滤光片，通过对应像素层的调节可以实现RGB及其他各种颜色OLED发射，在保证硅基OLED微型显示器高PPI的条件下，可以大幅提高现有技术中制作的硅基OLED的亮度和效率，在相同亮度条件下，降低硅基OLED显示器件的功耗，同时可以大幅改善现有技术中白光OLED加彩色滤光片方案中色域不佳的问题。
（2）本发明的技术方案采用共Al反射层，增大了纳米棒间隔处的反射面积，提高了OLED的出光效率。
（3）本发明的技术方案采用Ti和TiN的连接层，改善了像素阳极中各层的电性连接，采用ITO作为OLED直接阳极，增大了阳极功函数，提高了OLED的效率，采用原位纳米层定义纳米棒的尺寸，并通过纳米棒尺寸和间隔的调节实现白光OLED中不同发光峰的选择性出光，通过设置像素定义层减少显示中的串色现象。
附图说明
图1为本发明硅基OLED微显示器件结构示意图；
图2为本发明硅基OLED像素层结构示意图；
图3为本发明中纳米棒的结构示意图；
图4为本发明中纳米棒在像素层的排布示意图。
图中：1、硅基板，2、像素层，3、OLED发光层，4、薄膜封装层，5、玻璃盖板，201、像素定义层，202、像素阳极层，2021、Ti连接层，2022、共Al反射层，2023、原位纳米层，2024、Al导电层，2025、TiN连接层，2026、ITO导电层，222、导电纳米棒。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种高亮高色域的硅基OLED微显示器件，包括： 硅基板1 ,硅基板1上制备有OLED驱动电路，所述驱动电路通过钨阀与像素层2连接，所述像素层2包括像素定义层201和像素阳极层202， 所述像素阳极层202为多层复合结构，包括层叠于所述钨阀之上的Ti连接层2021,所述Ti连接层2021上设置有共Al反射层2022，所述共Al反射层2022上设置有多个导电纳米棒222，所述导电纳米棒为四层复合结构，包括层叠于共Al反射层2022之上的原位纳米层2023，所述原位纳米层2023上设置有Al导电层2023，所述Al导电层2024将所述原位纳米层2023包覆，并与所述Al反射层2022连接，所述Al导电层2024上设置有TiN连接层2025,所述TiN连接层2025 将所述Al导电层2024包覆，并与所述Al反射层2022连接，所述TiN连接层2025上设置有ITO导电层2026，所述ITO导电层2026 将所述TiN连接层2025包覆并与所述Al反射层2022连接。
进一步的，硅基OLED微显示器件还包括OLED发光层3，所述OLED发光层为白光OLED，所述白光OLED为顶发射OLED器件结构，采用半透明的阴极出光方式，所述OLED发光层3层叠在像素层2上，所述OLED发光层3上还层叠有薄膜封装层4，所述薄膜封装层4可以为多层复合薄膜，包括但不限于ALD层、PECVD层和IJP层，所述薄膜封装层4上设置有玻璃盖板5，所述薄膜封装层4和玻璃盖板5通过透明光学胶进行连接。
进一步的，像素定义层201将像素阳极层每个隔断，并定义出每个像素的形状，所述形状可以为矩形、六边形或者圆形；像素定义层201为绝缘材料，包括但不限定于氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或者有机高聚物，所述像素定义层201的高度为100-2000nm，像素定义层201的宽度为200-2000nm，所述紧邻像素定义层201中心间隔为1500-15000nm。
所述Ti连接层2021的厚度为2-10 nm。
所述共Al反射层2022的厚度为100-2000 nm，所述共Al反射层2022定义与钨阀一一对应，定义硅基OLED微显示器件的一个子像素。
所述导电纳米棒222的底面直径为50-150 nm，所述导电纳米棒222的高度为100-250 nm，所述导电纳米棒222的设置间隔为50-200 nm。
所述原位纳米层2023为原位生长或者光刻工艺制备的纳米结构。
所述Al导电层2024的厚度为40-60 nm。
所述TiN连接层2025的厚度为2-10 nm。
所述ITO导电层2026的厚度为5-15 nm。
在某个具体的实施例中，设置各参数如下201像素定义层高度为100 nm，宽度为200nm，紧邻像素定义层201中心间隔为1500 nm，共Al反射层2022的厚度为100 nm，Ti连接层2021的厚度为2 nm，导电纳米棒222的底面直径为50-150 nm，导电纳米棒222的高度为100-250 nm，导电纳米棒222的设置间隔为50-200 nm，Al导电层2024的厚度为40 nm，TiN连接层2025的厚度为2 nm，ITO导电层2026的厚度为5 nm。
在另一个具体的实施例中，设置各参数如下201像素定义层高度为2000nm，宽度2000nm，紧邻像素定义层201中心间隔为15000 nm，共Al反射层2022的厚度为2000 nm，Ti连接层2021的厚度为10 nm，导电纳米棒222的底面直径为50-150 nm，导电纳米棒222的高度为100-250 nm，导电纳米棒222的设置间隔为50-200 nm， Al导电层2024的厚度为60 nm，TiN连接层2025的厚度为10 nm，所述ITO导电层2026的厚度为15 nm。
在另一个具体的实施例中，设置各参数如下201像素定义层高度为1000nm，宽度为1000nm，紧邻像素定义层201中心间隔为7500nm，共Al反射层2022的厚度为 1000 nm，Ti连接层2021的厚度为5 nm，导电纳米棒222的底面直径为50-150 nm，导电纳米棒222的高度为100-250 nm，导电纳米棒222的设置间隔为50-200 nm，Al导电层2024的厚度为40-60 nm，TiN连接层2025的厚度为5 nm，所述ITO导电层2026的厚度为10 nm。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高亮高色域硅基OLED微显示器件，其特征在于，包括： 硅基板(1) ,硅基板上制备有OLED驱动电路，所述驱动电路通过钨阀与像素层(2)连接，所述像素层(2)包括像素定义层(201)和像素阳极层(202)， 所述像素阳极层(202)为多层复合结构，包括层叠于所述钨阀之上的Ti连接层(2021),所述Ti连接层(2021)上设置有共Al反射层(2022)，所述共Al反射层(2022)上设置有多个导电纳米棒(222)，所述导电纳米棒为四层复合结构，包括层叠于共Al反射层(2022)之上的原位纳米层(2023)，所述原位纳米层(2023)上设置有Al导电层(2023)，所述Al导电层(2024)将所述原位纳米层(2023)包覆，并与所述Al反射层(2022)连接，所述Al导电层(2024)上设置有TiN连接层(2025),所述TiN连接层(2025) 将所述Al导电层(2024) 包覆，并与所述Al反射层(2022)连接，所述TiN连接层(2025) 上设置有ITO导电层(2026)，所述ITO导电层(2026) 将所述TiN连接层(2025) 包覆并与所述Al反射层(2022)连接。
2.根据权利要求1所述的一种高亮高色域硅基OLED微显示器件，其特征在于：硅基OLED微显示器件还包括OLED发光层（3），所述OLED发光层为白光OLED，所述白光OLED为顶发射OLED器件结构，采用半透明的阴极出光方式，所述OLED发光层（3）层叠在像素层（2）上，所述OLED发光层(3)上还层叠有薄膜封装层（4），所述薄膜封装层(4)可以为多层复合薄膜，包括但不限于ALD层、PECVD层和IJP层，所述薄膜封装层(4)上设置有玻璃盖板(5)，所述薄膜封装层(4)和玻璃盖板(5)通过透明光学胶进行连接。
3.根据权利要求1所述的一种高亮高色域硅基OLED微显示器件，其特征在于：所述像素定义层(201)将像素阳极层每个隔断，并定义出每个像素的形状，所述形状可以为矩形、六边形或者圆形；所述像素定义层(201)为绝缘材料，包括但不限定于氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或者有机高聚物，所述像素定义层(201)的高度为100-2000nm，所述像素定义层(201)的宽度为200-2000nm，所述像素定义层(201)中心与紧邻的像素定义层(201)的间隔为1500-15000nm。
4.根据权利要求1所述的一种高亮高色域硅基OLED微显示器件，其特征在于：所述Ti连接层(2021)的厚度为2-10 nm。
5.根据权利要求1所述的一种高亮高色域硅基OLED微显示器件，其特征在于：所述共Al反射层(2022)的厚度为100-2000 nm，所述共Al反射层(2022)定义与钨阀一一对应，定义硅基OLED微显示器件的一个子像素。
6.根据权利要求1所述的一种高亮高色域硅基OLED微显示器件，其特征在于：所述纳米棒(222)的底面直径为50-150 nm，所述纳米棒(222)的高度为100-250 nm，所述纳米棒(222)的设置间隔为50-200 nm。
7.根据权利要求1所述的一种高亮高色域硅基OLED微显示器件，其特征在于：所述原位纳米层(2023)为原位生长或者光刻工艺制备的纳米结构。
8.根据权利要求1所述的一种高亮高色域硅基OLED微显示器件，其特征在于：所述Al导电层(2024)的厚度为40-60 nm。
9.根据权利要求1所述的一种高亮高色域硅基OLED微显示器件，其特征在于：所述TiN连接层(2025)的厚度为2-10 nm。
10.根据权利要求1所述的一种高亮高色域硅基OLED微显示器件，其特征在于：所述ITO导电层(2026)的厚度为5-15 nm。
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