CN112420963B - 一种对比度改善的硅基oled微显示器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于硅基OLED微显示技术领域,具体为一种对比度改善的硅基OLED微显示器及其制备方法。本发明的技术方案一方面可以有效改善传统贴合方式导致硅基OLED显示屏的窗口对比度差的技术问题,提升硅基OLED显示屏的显示对比度。另一方面可以保证玻璃盖板与单晶硅衬底之间每处的间隙一致,即提升玻璃盖板与OLED出光面的平行度,拓展硅基OLED产品在高端显示领域的应用。
Description
技术领域
本发明属于硅基OLED微显示技术领域,具体为一种对比度改善的硅基OLED微显示器及其制备方法。
背景技术
硅基OLED显示器件区别于常规利用非晶硅、微晶硅或低温多晶硅薄膜晶体管为背板的AMOLED器件,它以单晶硅芯片为基底,像素尺寸为传统显示器件的十分之一,精细度远远高于传统器件。硅基OLED显示器件的尺寸一般小于2英寸,通过光学系统的放大达到巨幅显示的效果,所以硅基OLED微显示对于显示画面质量要求要远高于传统的OLED显示。
目前,几乎所有的硅基OLED显示均采用光学胶水全贴合的方案,即通过光学水胶将玻璃盖板和硅衬底进行连接。这一方案中主要存在以下的技术问题:(1)OLED出光在光学水胶中的光波导模式导致作为微显示屏的硅基OLED产品显示画面对比度变差。这可以简单理解为在一副上黑下白的画面中,下部的亮画面照亮上部的黑画面,导致上下黑白画面的亮度差别变小。而由于可选的光学水胶材料有限,通过调节光学水胶材料的折射率进行光学上的适配变的困难。(2)硅基OLED传统的光学水胶贴合方案中,由于水胶流平效果不好或者在盖板贴合过程中压合力的不均极易造成盖板玻璃表面与出光表面难以达到较好的平行度,限制了硅基OLED的一些高端应用。基于以上的背景技术,开发新的硅基OLED的盖板贴合方法变得迫切。
发明内容
鉴于背景技术中提出的技术问题,作为本发明的一个方面,在于提供一种改善对比度和平行度的硅基OLED产品:
微显示器包括:
像素显示区;
第一间隔区,第一间隔区设置于像素显示区的外侧;
共电极区,共电极区,设置于第一间隔区的外侧;
第二间隔区,第二间隔区设置于共电极区的外侧;
贴合区,贴合区设置于第二间隔区的外侧,贴合区上制备有若干个微米结构形成的阵列;
微米结构为半球形状,微米结构的高度为1-20 um,微米结构之间的中心间隔为3-60 um;
像素显示区、第一间隔区、共电极区、第二间隔区和贴合区均制备在单晶硅衬底之上;
像素显示区上还制备有OLED层和薄膜封装层等功能层,其中OLED层的顶电极搭接至共电极区之上;
贴合区上形成有黑胶层,所述黑胶层将单晶硅衬底与玻璃盖板相连接;
玻璃盖板为双面AR玻璃;
玻璃盖板与像素显示区的间隔为微米结构的高度所限定,且玻璃盖板与像素显示区的间隔处填充有干燥空气、氮气或者惰性气体。
进一步的,像素显示区对角线尺寸为0.1-2英寸,像素显示区的像素尺寸为2-20um,像素的形状可以为矩形、正六边形、Π形或者圆形。
进一步的,第一间隔区的宽度为50-300 um,第二间隔区的宽度为50-1000 um。
进一步的,共电极区的宽度为50-500 um,共电极区可设置于像素显示区上、下、左、右四个方位中的任意1至4个方位。
进一步的,贴合区的宽度为0.5-2 mm。
进一步的,微米结构为刚性结构,可选材料包括金属以及硅的氮化物、氧化物或者氮氧化物。
进一步的,单晶硅衬底集成有CMOS驱动电路以及绑定区域。
进一步的,黑胶层热固型黑色树脂胶或者黑色UV胶。
进一步的,玻璃盖板的厚度为0.3-1 mm,玻璃盖板的光学透过率大于90%。
作为本发明的第二方面,提供了一种提高硅基OLED产品对比度和平行度的硅基OLED的制备方法,包括以下步骤:
S1、提供单晶硅衬底,单晶硅衬底上已制备好像素显示区、第一间隔区、共电极区、第二间隔区和贴合区;
S2、贴合区制备微米结构阵列;
S3、在像素显示区形成像素电极并图案化;
S4、将单晶硅衬底送入蒸镀机进行OLED制备,真空条件下依次进行有机功能层、共电极层和光耦合输出层的蒸镀;
S5、对OLED进行薄膜封装;
S6、在OLED之上进行彩膜的制备;
S7、将单晶硅衬底送入贴合设备,贴合设备内为干燥空气、氮气或者惰性气体环境,在贴合区上涂布黑胶层,覆盖双面AR玻璃盖板,加压贴合并进行黑胶层的固化;
S8、产品切割;
S9、绑定后完成产品制作。
与现有技术相比,本发明的技术效果至少包括以下方面:
1、本发明提供了一种对比度改善的硅基OLED微显示器及其制备方法,通过外框黑胶贴合+气体间隙+双面AR玻璃盖板的技术方案,避免了在传统硅基OLED领域中采用透明水胶进行全贴合方案中,由于在透明水胶中形成的光波导模式,导致硅基OLED显示屏的窗口对比度(或者棋盘格对比度)差的技术问题,提升了硅基OLED显示屏的显示对比度,这种提升作用对于尺寸愈小的硅基OLED显示屏愈明显。
2、本发明在贴合区设置半球形状微米结构阵列,可以起到增强硅基OLED微显示器产品平行度的技术效果。与透明胶水不同,刚性的半球形状微米结构阵列不易变形,对于硅基OLED器件的玻璃盖板形成支撑作用,保证了玻璃盖板与单晶硅衬底之间每处的间隙是一致的,即提升了玻璃盖板与OLED出光面的平行度,这种平行度的提升对于硅基OLED产品在高端显示领域的应用至关重要。
3、本发明的贴合区设置半球形状微米结构阵列+黑胶的技术方案还具备技术效果(1)半球形状微米结构阵列提高了黑胶在单晶硅衬底上的附着效果,减少黑胶剥落的可能性,增强了产品的机械可靠性。(2)无机或者金属半球形状微米结构阵列+黑胶的方案,与仅简单的黑胶方案相比,延长了水氧的传输路径,增加水氧进入OLED器件内部的难度,可以提高产品的工作寿命。(3)微米结构阵列+黑胶的方案可以有效减少出射光在显示器件边界的反射,减少光晕现象的同时,大幅降低玻璃表面的镜面反射,提升硅基OLED产品的画面显示质量。
附图说明
图1、本发明的硅基OLED微显示器侧面示意图 ;
图2、本发明的硅基OLED微显示器俯视图 ;
图中:100-像素显示区,200-第一间隔区,300-共电极区,400-第二间隔区,500-贴合区,600-微米结构,700-单晶硅衬底,800-黑胶层,900-玻璃盖板。
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。
实施例一
一种对比度改善的硅基OLED微显示器,所述微显示器包括:
像素显示区100;第一间隔区200,所述第一间隔区设置于像素显示区100的外侧;共电极区300,所述共电极区300设置于第一间隔区200的外侧;第二间隔区400,所述第二间隔区400设置于共电极区300的外侧;贴合区500,所述贴合区500设置于第二间隔区400的外侧,所述贴合区500上制备有若干个微米结构600形成的阵列,所述微米结构600为半球形状,所述微米结构600的高度为20 um,所述微米结构600之间的中心间隔为60 um;所述像素显示区100、第一间隔区200、共电极区300、第二间隔区400和贴合区500均制备在单晶硅衬底700之上;所述像素显示区100上还制备有OLED层和薄膜封装层等功能层,其中OLED层的顶电极搭接至共电极区300之上;所述贴合区500上形成有黑胶层800,所述黑胶层800将单晶硅衬底700与玻璃盖板900相连接;所述玻璃盖板900为双面AR玻璃;所述玻璃盖板900与像素显示区100的间隔为微米结构600的高度所限定,且玻璃盖板900与像素显示区100的间隔处填充有惰性气体。
所述像素显示区100对角线尺寸为2英寸,所述像素显示区100的像素尺寸为20um,所述像素的形状可以为正六边形。所述第一间隔区200的宽度为300 um,所述第二间隔区400的宽度为1000 um。所述共电极区300的宽度为500 um,所述共电极区300设置于像素显示区100上、下、左、右四个方位。所述贴合区500的宽度为2 mm。所述微米结构600为刚性结构的金属。所述单晶硅衬底700集成有CMOS驱动电路以及绑定区域。所述黑胶层800采用黑色UV胶。所述玻璃盖板900的厚度为1 mm,所述玻璃盖板的光学透过率大于90%。
一种硅基OLED微显示器的制备方法,包括以下步骤:
S1、提供单晶硅衬底700,单晶硅衬底700上已制备好像素显示区100、第一间隔区200、共电极区300、第二间隔区400和贴合区500; S2、贴合区500制备微米结构600阵列;S3、在像素显示区100形成像素电极并图案化; S4、将单晶硅衬底700送入蒸镀机进行OLED制备,真空条件下依次进行有机功能层、共电极层和光耦合输出层的蒸镀; S5、对OLED进行薄膜封装; S6、在OLED之上进行彩膜的制备; S7、将单晶硅衬底700送入贴合设备,贴合设备内为惰性气体环境,在贴合区500上涂布黑胶层800,覆盖双面AR玻璃盖板900,加压贴合并进行黑胶层800的UV光照固化; S8、产品切割; S9、绑定后完成产品制作。
实施例二
一种对比度改善的硅基OLED微显示器,所述微显示器包括:
像素显示区100;第一间隔区200,所述第一间隔区设置于像素显示区100的外侧;共电极区300,所述共电极区300设置于第一间隔区200的外侧;第二间隔区400,所述第二间隔区400设置于共电极区300的外侧;贴合区500,所述贴合区500设置于第二间隔区400的外侧,所述贴合区500上制备有若干个微米结构600形成的阵列,所述微米结构600为半球形状,所述微米结构600的高度为1 um,所述微米结构600之间的中心间隔为3 um;所述像素显示区100、第一间隔区200、共电极区300、第二间隔区400和贴合区500均制备在单晶硅衬底700之上;所述像素显示区100上还制备有OLED层和薄膜封装层等功能层,其中OLED层的顶电极搭接至共电极区300之上;所述贴合区500上形成有黑胶层800,所述黑胶层800将单晶硅衬底700与玻璃盖板900相连接;所述玻璃盖板900为双面AR玻璃;所述玻璃盖板900与像素显示区100的间隔为微米结构600的高度所限定,且玻璃盖板900与像素显示区100的间隔处填充有干燥空气。
所述像素显示区100对角线尺寸为0.1英寸,所述像素显示区100的像素尺寸为2um,所述像素的形状为矩形。所述第一间隔区200的宽度为50um,所述第二间隔区400的宽度为50 um。所述共电极区300的宽度为50 um,所述共电极区300可设置于像素显示区100上、下、左、右四个方位中上下两侧。所述贴合区500的宽度为0.5mm。所述微米结构600为刚性硅的氧化物。所述单晶硅衬底700集成有CMOS驱动电路以及绑定区域。所述黑胶层800采用热固型黑色树脂胶。所述玻璃盖板900的厚度为0.3 mm,所述玻璃盖板的光学透过率大于90%。
一种硅基OLED微显示器的制备方法,包括以下步骤:
S1、提供单晶硅衬底700,单晶硅衬底700上已制备好像素显示区100、第一间隔区200、共电极区300、第二间隔区400和贴合区500; S2、贴合区500制备微米结构600阵列;S3、在像素显示区100形成像素电极并图案化; S4、将单晶硅衬底700送入蒸镀机进行OLED制备,真空条件下依次进行有机功能层、共电极层和光耦合输出层的蒸镀; S5、对OLED进行薄膜封装; S6、在OLED之上进行彩膜的制备; S7、将单晶硅衬底700送入贴合设备,贴合设备内为干燥空气气体环境,在贴合区500上涂布黑胶层800,黑胶层800为热固型黑色树脂胶,覆盖双面AR玻璃盖板900,加压贴合并进行黑胶层800的热固化; S8、产品切割; S9、绑定后完成产品制作。
实施例三
在另一些实施例中,微米结构600的高度为10 um,微米结构600之间的中心间隔为30 um。
在另一些实施例中,玻璃盖板900与像素显示区100的间隔处填充氮气。
在另一些实施例中,步骤S6制备彩膜是不需要的。
在另一些实施例中,薄膜封装层最上层材料为氮化硅氧化硅或者氮氧化硅。
在另一些实施例中,像素显示区100对角线尺寸为0.39英寸、0.6英寸、0.71英寸或者1英寸。
在另一些实施例中,玻璃盖板900的厚度为0.5mm或者0.7mm。
在另一些实施例中,共电极区300为共阳极。
在另一些实施例中,共电极区300为共阴极。
在另一些实施例中,第一间隔区的宽度为100 um.
在另一些实施例中,第二间隔区的宽度为200 um
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 (9)
1.一种对比度改善的硅基OLED微显示器,其特征在于所述微显示器包括:
像素显示区(100);
第一间隔区(200),所述第一间隔区设置于像素显示区(100)的外侧;
共电极区(300),所述共电极区(300)设置于第一间隔区(200)的外侧;
第二间隔区(400),所述第二间隔区(400)设置于共电极区(300)的外侧;
贴合区(500),所述贴合区(500)设置于第二间隔区(400)的外侧,所述贴合区(500)上制备有若干个微米结构(600)形成的阵列,所述微米结构(600)为半球形状,所述微米结构(600)的高度为1-20um,所述微米结构(600)之间的中心间隔为3-60um;
所述像素显示区(100)、第一间隔区(200)、共电极区(300)、第二间隔区(400)和贴合区(500)均制备在单晶硅衬底(700)之上;
所述像素显示区(100)上还制备有OLED层和薄膜封装层功能层,其中OLED层的顶电极搭接至共电极区(300)之上;
所述贴合区(500)上形成有黑胶层(800),所述黑胶层(800)将单晶硅衬底(700)与玻璃盖板(900)相连接;
所述玻璃盖板(900)为双面AR玻璃;
所述玻璃盖板(900)与像素显示区(100)的间隔为微米结构(600)的高度所限定,且玻璃盖板(900)与像素显示区(100)的间隔处填充有干燥空气、氮气或者惰性气体;
所述像素显示区(100)对角线尺寸为0.1-2英寸,所述像素显示区(100)的像素尺寸为2-20um,所述像素的形状为矩形、正六边形、Π形或者圆形。
2.根据权利要求1所述的硅基OLED微显示器,其特征在于:所述第一间隔区(200)的宽度为50-300um,所述第二间隔区(400)的宽度为50-1000um。
3.根据权利要求1所述的硅基OLED微显示器,其特征在于:所述共电极区(300)的宽度为50-500um,所述共电极区(300)设置于像素显示区(100)上、下、左、右四个方位中的任意1至4个方位。
4.根据权利要求1所述的硅基OLED微显示器,其特征在于:所述贴合区(500)的宽度为0.5-2mm。
5.根据权利要求1所述的硅基OLED微显示器,其特征在于:所述微米结构(600)为刚性结构,包括金属以及硅的氮化物、氧化物或者氮氧化物中的一种。
6.根据权利要求1所述的硅基OLED微显示器,其特征在于:所述单晶硅衬底(700)集成有CMOS驱动电路以及绑定区域。
7.根据权利要求1所述的硅基OLED微显示器,其特征在于:所述黑胶层(800)采用热固型黑色树脂胶或者黑色UV胶。
8.根据权利要求1所述的硅基OLED微显示器,其特征在于:所述玻璃盖板(900)的厚度为0.3-1mm,所述玻璃盖板的光学透过率大于90%。
9.一种如权利要求1所述的硅基OLED微显示器的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、提供单晶硅衬底(700),单晶硅衬底(700)上已制备好像素显示区(100)、第一间隔区(200)、共电极区(300)、第二间隔区(400)和贴合区(500);
S2、贴合区(500)制备微米结构(600)阵列;
S3、在像素显示区(100)形成像素电极并图案化;
S4、将单晶硅衬底(700)送入蒸镀机进行OLED制备,真空条件下依次进行有机功能层、共电极层和光耦合输出层的蒸镀;
S5、对OLED进行薄膜封装;
S6、在OLED之上进行彩膜的制备;
S7、将单晶硅衬底(700)送入贴合设备,贴合设备内为干燥空气、氮气或者惰性气体环境,在贴合区(500)上涂布黑胶层(800),覆盖双面AR玻璃盖板(900),加压贴合并进行黑胶层(800)的固化;
S8、产品切割;
S9、绑定后完成产品制作。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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