CN117769289A - 硅基oled显示面板、显示器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供了一种硅基OLED显示面板、显示器及电子设备，显示面板至少包括：阳极层、发光材料层和阴极层；阴极层至少包括透明导电材料层和金属层，金属层位于透明导电材料层之间；其中，透明导电材料的光透过率大于预定光透过率；金属层的厚度小于第一厚度，透明导电材料层的厚度小于第二厚度，第一厚度小于第二厚度。本公开实施例的阴极层将透明导电材料和金属结合使用，金属层上下均设置透明导电材料层，金属层厚度可以设置的很薄，不会影响光学性能，金属层上下两侧的透明导电材料层不会影响光学性能，采用三层结构后，导电效果较好，阴极层的方阻较小，能够有效降低压降，产品中间区域和周边区域显示亮暗均匀，产品性能较好。

Description

硅基OLED显示面板、显示器及电子设备

技术领域

本公开涉及显示领域，特别涉及一种硅基OLED显示面板、显示器及电子设备。

背景技术

硅基OLED显示器有亮度高、解析度高的特性，为下一代近眼显示最适合的显示器之一，在商品化的过程，其尺寸从约0.2吋一路发展到现在的主流产品0.4-0.8寸之间，未来在解析度与光学系统的设计，尺寸在1吋以上且解析度往4K为发展趋势。

在硅基OLED显示器中常用的阴极为半透明镁银金属合金(MgAg)约10-20nm，金属层厚度对光学影响极为明显，为了改善薄金属对光学的影响，逐渐开始使用金属氧化物膜层(如氧化锌或氧化铟锌)，但其相同厚度单位面积上的导电性比金属导体低1-3个数量级。

随着大尺寸的硅基OLED显示器使用越来越广泛，对应的透明阴极展现出传导特性不足的情况也越来越明显，大尺寸的硅基OLED显示器的中间区域和周边区域会存在明显因为压降(IR drop)导致的显示亮暗不均匀问题，产品性能较差。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提出了一种硅基OLED显示面板、显示器及电子设备，用以解决现有技术的如下问题：大尺寸的硅基OLED显示器的中间区域和周边区域会存在明显因为压降导致的显示亮暗不均匀问题，产品性能较差。

一方面，本公开实施例提出了一种硅基OLED显示面板，至少包括：阳极层、发光材料层和阴极层；所述阴极层至少包括透明导电材料层和金属层，所述金属层位于透明导电材料层之间；其中，所述透明导电材料的光透过率大于预定光透过率；所述金属层的厚度小于第一厚度，所述透明导电材料层的厚度小于第二厚度，所述第一厚度小于所述第二厚度。

在一些实施例中，所述透明导电材料层至少包括第一导电层和第二导电层，所述金属层位于所述第一导电层和所述第二导电层之间；所述第一导电层与所述第二导电层的厚度之和等于所述第二厚度；所述第一导电层与所述第二导电层采用不同的透明导电材料。

在一些实施例中，所述金属层为N层结构，所述透明导电材料层为M层结构，相邻的所述金属层之间设置有所述透明导电材料层；N层结构的厚度之和等于所述第一厚度，M层结构的厚度之和等于所述第二厚度。

在一些实施例中，所述第一厚度的取值范围为0-10nm。

在一些实施例中，所述第二厚度的取值范围为0-250nm。

在一些实施例中，所述金属材料至少包括以下之一：镁、银。

在一些实施例中，所述透明导电材料为金属氧化物。

在一些实施例中，所述金属氧化物至少包括以下之一：氧化锌、氧化铟锌、氧化铟锡。

另一方面，本公开实施例提出了一种显示器，包括：本公开任一实施例提供的硅基OLED显示面板。

另一方面，本公开实施例提出了一种电子设备，包括：本公开任一实施例提供的显示面板。

本公开实施例的阴极层将透明导电材料和金属结合使用，金属层上下均设置透明导电材料层，金属层厚度可以设置的很薄，不会影响光学性能，金属层上下两侧的透明导电材料层不会影响光学性能，采用透明导电材料层、金属层、透明导电材料层结构后，导电效果较好，阴极层的方阻较小，能够有效降低压降，产品中间区域和周边区域显示亮暗均匀，产品性能较好。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例提供的硅基OLED显示面板的剖面结构示意图；

图2为本公开实施例提供的阴极层采用不同材料对发光特性的影响示意图；

图3为本公开实施例提供的不同金属层厚度对阴极层方阻的影响示意图；

图4为本公开实施例提供的金属层不同厚度对应相同硅基OLED显示面板的光谱图。

附图标记：

1-阳极层，2-发光材料层，3-阴极层，31-透明导电材料层，32-金属层。

具体实施方式

为了使得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。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的实施例，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他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开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。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”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。

为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。

硅基OLED显示器(即一种显示面板)为接下来穿戴产品中重要的关键零组件，需要具备高解析度、高亮度且高显示品质的特性，整体的制作过程更是达到芯片产业的管控标准，且需要同时确保电学与光学的稳定性，随着产品技术的提升与光学整合，硅基OLED显示器的尺寸逐步往大尺寸推进(在此指的大尺寸是指1吋以上、2.5吋以下的硅基OLED显示器)，有助于提升光学系统设计，提升使用者的沉浸感与视效体验。

由于硅基OLED显示器是基于具有复杂电路的硅基芯片进行发光OLED部件制作，该发光OLED部件制作在不透明的硅基芯片上，因此需要以顶发射(使用半透光电极实现芯片上方的光线输出)的形式达成出光目的，该半透光的电极多使用薄金属或金属氧化物实现透光性与导电能力，薄金属多为厚度介于10-25nm的镁银合金，维持30-60％的透光特性与OLED器件所需的电学特性，使用相同厚度纯银为薄金属中具有较好的光学透光性，但其电学特性不吻合OLED电极所需。

使用特定金属氧化物如氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)等也可实现导电特性同时具有可见光区80％以上的穿透特性，为未来提高OLED发光总量的良好选择，但在相同厚度下，该类金属氧化物面电阻特性为金属膜有着至少一个数量级以上的下降，因此厚度多使用在80-150nm的范围，以确保其方阻特性实现基本使用目标。

当硅基OLED显示器往更大尺寸与更高解析度应用时，通过OLED部件的瞬间电流可以达到数百毫安培(mA)，因此就需要有效的电极方案有效降低电极的方阻减少压降，薄金属增加厚度后会直接损失光学穿透率，金属氧化物则需要大幅度增加厚度，造成工艺与光路等影响。

基于上述思考，在大尺寸硅基OLED显示器中电极压降(IR drop)为必须克服的关键技术难题。

本公开实施例提供了一种硅基OLED显示面板，其剖面结构示意如图1所示，至少包括：

阳极层1、发光材料层2和阴极层3；阴极层3至少包括透明导电材料层31和金属层32，金属层32位于透明导电材料层31之间；其中，透明导电材料的光透过率大于预定光透过率；金属层的厚度小于第一厚度，透明导电材料层的厚度小于第二厚度，第一厚度小于第二厚度。

本公开实施例的阴极层将透明导电材料和金属结合使用，金属层上下均设置透明导电材料层，金属层厚度可以设置的很薄，不会影响光学性能，金属层上下两侧的透明导电材料层不会影响光学性能，采用透明导电材料层、金属层、透明导电材料层结构后，导电效果较好，阴极层的方阻较小，能够有效降低压降，产品中间区域和周边区域显示亮暗均匀，产品性能较好。

由上述可知，透明导电材料层至少包括夹住金属层的第一导电层和第二导电层，金属层位于第一导电层和第二导电层之间，具体设置时，第一导电层与第二导电层可以采用不同的透明导电材料，第一导电层与第二导电层的厚度之和等于第二厚度即可。

图1所示的阴极层为透明导电材料层、金属层、透明导电材料层的三明治结构，本公开实施例还可以将金属层设置为多层，即每层金属层都相对于三明治结构的一层金属层设置的更薄，进而取得更好的光透过率。具体实现时，可以设置金属层为N层结构，透明导电材料层为M层结构，相邻的金属层之间设置有透明导电材料层；N层结构的厚度之和等于第一厚度，M层结构的厚度之和等于第二厚度。由于每一层金属层两面必然设置有透明导电材料层，所以M必然大于N。

具体实现时，上述第一厚度的取值范围优选设置为0-10nm，以使得金属层具有较好的光透过率，第二厚度的取值范围优选设置为0-250nm，以使得透明导电材料层具有更好的导电性能，通过上述优选设置，阴极层会具有更小的方阻。

上述透明导电材料通常为金属氧化物，例如，氧化锌、氧化铟锌、氧化铟锡等金属氧化物；对于金属材料，其通常为镁、银等材质。

下面，结合具体材料和厚度对上述硅基OLED显示面板进行示例性说明。上述第一厚度和第二厚度的取值范围均为下限至上限，该实施例中，上述第一厚度的取值示例为3nm，第二厚度的取值示例为100nm。

首先，进行金属层嵌入金属氧化物中可行方案的验证。

在相同硅基OLED器件架构下，比较三种不同类型的半透明电极(即阴极层)对发光特性的影响，分别为：

(1)IZO-100nm；

(2)MgAg-3nm/IZO-100nm；

(3)IZO-50nm/Ag-3nm/IZO-50nm。

上述实验结构如图2所示，实验结果将(1)(2)(3)进行对比，(2)(3)均能保有(1)的发光特性；(3)的发光特性相较于(2)更接近(1)，说明将金属层嵌入金属氧化物中为可行方案。

其次，进行方阻评估计算方案。

方阻评估计算方案，IZO在上述实施例中方阻为50Ω/□，对应的厚度为100nm；金属银的方阻为12Ω/□，对应的厚度为6nm；根据欧姆订定律指出方阻与其厚度呈现反比例(厚度越大，方阻越小)，同时多层(三层结构)导体迭加(实际上为并联)后期方阻的评估方式为：

根据上述计算关系推估IZO-50nm/Ag-3nm/IZO-50nm的等校方阻值为16.21Ω/□，相较于原IZO 50Ω/□方阻明显下降。表1为不同IZO/Ag/IZO厚度方阻特性组合。

表1

如图3所示，也可以进一步看出嵌入金属层至金属氧化物(IZO)中对方阻有明显改善。

最后，研究金属层厚度对阴极层光学性能的影响。

根据公式1和公式2的计算关系，当金属氧化物总厚度确定之后，金属膜层嵌入在金属氧化物中的位置仅轻微影响光学特性，并不对方阻产生显着变化，如IZO-(x)nm/Ag-(y)nm/IZO-(100-x)nm，在理论计算中，x的变化并不影响其有效电特性(即方阻)，y值金属厚度有效调节整体方阻大小；x与y调节整体光谱出光特性，图4为阴极层为IZO-(70)nm/Ag-(1-5)nm/IZO-(30)nm结构下，金属层不同厚度对应相同硅基OLED显示面板的光学表现特性(光谱)，在电极方阻有效下降的前提下可以维持良好出光特性。

在硅基OLED显示器技术路线发展中，使用金属氧化物作为OLED器件电极成为了提升产品性能的主要工艺技术，但金属氧化物本身有方阻大于金属膜的特性，降低金属氧化物电极方阻的方案成为未来技术迭代中的关键技术。

在本公开实施例中，采用IZO(x nm)/Ag(0-10nm)/IZO(100-x nm)作为硅基OLED显示器的阴极层，该阴极层膜层方阻从纯IZO(100nm)的50Ω/□，优化下降至8.33Ω/□，有效改善电极的电学性质；同时，对OLED出光特性的影响进行全面评估，对光学影响基本可以忽略。

对照传统思路，使用镁银合金的金属层在发光材料层与金属氧化物层之间，该层金属合金需同时具备OLED注入特性调节、光学控制、电极方阻控制，因此对合金比例等要求更佳严苛，采用本公开实施例的IZO(x nm)/Ag(0-10nm)/IZO(100-x nm)架构，可以有有效确保阴极层的电极方阻，同时高导电金属层远离发光材料层，也可以减少在电学上跟高导电层的耦合，减少出光损失，也可以选用稳定性高且光学特性可调变的金属类型。

本实施例提出一种IZO/Ag/IZO电极架构应用在硅基OLED显示面板，其可以有效提升阴极层在大尺寸硅基OLED产品应用上的方阻造成压降问题，提升产品整体性能。

在该实施例中，由于并未对硅基OLED显示面板中阳极层、发光材料层和阴极层之外的其它层级进行改进，因此本公开实施例中并未对其它层级进行说明，其它层级本领域技术人员可以参考现有硅基OLED显示面板，本公开实施例不进行赘述。

本公开实施例还提供了一种显示器，其包括上述实施例中的硅基OLED显示面板，硅基OLED显示面板的结构此处不再赘述。

本公开实施例还提供了一种电子设备，其至少包括上显示面板，显示面板包含的硅基OLED显示面板的结构此处不再赘述。

本公开实施例应用金属氧化物/金属/金属氧化物的三明治层结构改善大面积硅基OLED显示器，实验结果指出在确保光学特性的前提下，采用氧化铟锌/Ag/氧化铟锌的结构，在透光性、电极特性、方阻特性上得到平衡，有效改善发光均匀性，有效改善大尺寸硅基OLED显示器的产品特性。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本公开的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本公开的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上对本公开多个实施例进行了详细说明，但本公开不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本公开构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本公开所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种硅基OLED显示面板，其特征在于，至少包括：

阳极层、发光材料层和阴极层；

所述阴极层至少包括透明导电材料层和金属层，所述金属层位于透明导电材料层之间；

其中，所述透明导电材料的光透过率大于预定光透过率；

所述金属层的厚度小于第一厚度，所述透明导电材料层的厚度小于第二厚度，所述第一厚度小于所述第二厚度。

2.如权利要求1所述的硅基OLED显示面板，其特征在于，

所述透明导电材料层至少包括第一导电层和第二导电层，所述金属层位于所述第一导电层和所述第二导电层之间；所述第一导电层与所述第二导电层的厚度之和等于所述第二厚度；所述第一导电层与所述第二导电层采用不同的透明导电材料。

3.如权利要求1所述的硅基OLED显示面板，其特征在于，

所述金属层为N层结构，所述透明导电材料层为M层结构，相邻的所述金属层之间设置有所述透明导电材料层；N层结构的厚度之和等于所述第一厚度，M层结构的厚度之和等于所述第二厚度。

4.如权利要求1所述的硅基OLED显示面板，其特征在于，所述第一厚度的取值范围为0-10nm。

5.如权利要求1所述的硅基OLED显示面板，其特征在于，所述第二厚度的取值范围为0-250nm。

6.如权利要求1至5中任一项所述的硅基OLED显示面板，其特征在于，所述金属材料至少包括以下之一：镁、银。

7.如权利要求1至5中任一项所述的硅基OLED显示面板，其特征在于，所述透明导电材料为金属氧化物。

8.如权利要求7所述的硅基OLED显示面板，其特征在于，所述金属氧化物至少包括以下之一：氧化锌、氧化铟锌、氧化铟锡。

9.一种显示器，其特征在于，包括：权利要求1至8所述的硅基OLED显示面板。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：权利要求9所述的显示面板。