CN206076288U - 光学器件、显示基板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及显示技术领域，公开了一种光学器件、显示基板及显示装置，所述光学器件包括发光器件和光学膜，所述光学膜用于对所述发光器件发出的光线进行折射，将光线折射至出光侧，提高光线输出效率和光谱稳定性，提升产品的显示亮度，降低功耗。

Description

光学器件、显示基板及显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，特别是涉及一种光学器件、显示基板及显示装置。

背景技术

发光二极管(Organic Light-Emitting Device)显示器件具备主动发光、温度特性好、功耗小、响应快、可弯曲、超轻薄和成本低等优点，已广泛应用于显示设备中。

OLED显示器件按照出光方向可以分为三种：底发射OLED、顶发射OLED与双面发射OLED。在底发射OLED中光从背板方向射出，在顶发射OLED中光从器件顶部方向射出，在双面发射OLED中光同时从基板和器件顶部射出。

但是，受制作工艺的影响，会导致膜层与膜层之间、膜层与基板之间存在微腔结构，使得OLED显示器件的光效损失较大。

实用新型内容

本实用新型提供一种光学器件、显示基板及显示装置，用以提高光线输出效率。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例中提供一种光学器件，包括发光器件，还包括光学膜，所述光学膜用于对所述光学器件发出的光线进行折射。

如上所述的光学器件，优选的是，所述光学膜为单层结构，制备所述光学膜的材料的折射率不小于1.5。

如上所述的光学器件，优选的是，所述光学器件还包括基底，所述光学膜设置在所述基底上，所述光学膜远离所述基底的表面具有不平整结构。

如上所述的光学器件，优选的是，所述光学膜的整个所述表面均具有不平整结构。

如上所述的光学器件，优选的是，所述不平整结构为水波纹结构。

如上所述的光学器件，优选的是，所述发光器件为有机发光二极管，所述发光器件包括发光层，所述光学膜相对所述发光层更靠近所述有机发光二极管的出光侧，所述光学膜对所述发光层发出的光线进行折射。

如上所述的光学器件，优选的是，所述发光器件为顶发射有机发光二极管；

所述发光器件还包括顶电极，所述光学膜位于所述顶电极的与所述发光层相对的一侧。

如上所述的光学器件，优选的是，所述发光器件为底发射有机发光二极管；

所述发光器件还包括底电极，所述光学膜位于所述底电极的与所述发光层相对的一侧。

本实用新型实施例中还提供一种显示基板，采用如上所述的光学器件。

本实用新型实施例中还提供一种显示装置，采用如上所述的显示基板。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

上述技术方案中，光学器件包括发光器件和光学膜，所述光学膜用于对所述发光器件发出的光线进行折射，将光线折射至出光侧，提高光线输出效率和光谱稳定性，提升产品的显示亮度，降低功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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表示本实用新型实施例底发射发光二极管的结构示意图一；

图2表示本实用新型实施例底发射发光二极管的结构示意图二；

图3表示本实用新型实施例顶发射发光二极管的结构示意图一；

图4表示本实用新型实施例顶发射发光二极管的结构示意图二；

图5表示本实用新型的发光二极管和现有技术中的发光二极管的光效对比图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例一

本实施例中提供一种光学膜的制作方法，所述光学膜用于对光线进行折射，所述制作方法包括：

在所述光学膜的表面形成不平整结构。

通过上述步骤形成的光学膜，在其表面具有不平整结构，能够提高对光线的折射作用，增加光线的透过率和光谱稳定性，具体的原理参见图2和图4所示，图中带箭头的直线表示光路。不平整结构的凸起和凹陷，能够改变光路，增加折射作用，当应用于显示装置上时，能够提升产品的显示亮度，降低功耗，还能够增加视角，使显示产品不受视角的影响。

需要说明的是，本实施例中涉及的薄膜的表面是指在形成所述薄膜后，所述薄膜暴露在外的表面，以能够对薄膜的表面实施加工工艺，形成所述不平整结构。

可选的，所述光学膜为单层结构，制备所述光学膜的材料为高折射率材料，其折射率不小于1.5，以提高对光线的折射作用。所述光学膜具体可以由树脂等聚合物材料制得。

本实施例中，通过以下方法在所述光学膜的表面形成不平整结构，具体包括：

提供一模具，所述模具的一个表面上具有与所述不平整结构的图形匹配的第一图形；

利用所述模具在所述光学膜的表面形成不平整结构。

上述方法利用模具通过微模塑工艺，将模具上的第一图形复制到所述光学膜的表面上，从而形成不平整结构，相对于光刻工艺缺省了掩膜板，降低了生产成本。

需要说明的是，此处的模塑工艺是指：模具在压力下将具备的图形复制到薄膜的表面的过程。在半导体领域，结构的尺寸较小，因此，在模塑工艺前加“微”作为修饰。

进一步地，所述光学膜由可固化的材料制得，形成所述光学膜的步骤具体包括：

步骤a、形成制作所述光学膜的第一薄膜；

步骤b、对所述第一薄膜进行固化，在一定的气压环境下，将所述模具具有第一图形的表面压在所述第一薄膜的表面上一段时间；

步骤c、重复步骤b N次，其中，N为不小于2的正整数；

步骤d、对所述第一薄膜进行后烘工艺，形成所述光学膜。

上述步骤通过多次固化工艺，并在每次固化工艺后进行一次微模塑工艺，从而在所述光学膜的表面形成不平整结构，多次固化工艺能够消除在采用复制转移的工艺制作微结构时可能会产生的微应力及微裂纹，而多次微模塑工艺能够提高形成不平整结构的质量。同时，多次固化工艺还能够避免形成尖峰微结构，防止出现尖端放电等缺陷。

其中，步骤d具体为：在70℃-190℃的温度条件下，对所述第一薄膜进行90s-8min的后烘工艺，目的是消除微应力、微裂纹、微尖峰等缺陷，最终成型。其中，s代表秒，min代表分钟。

为了消除微尖峰缺陷，本实施例中形成制作所述光学膜的第一薄膜的步骤包括：

提供制作所述光学膜的第一材料；

向所述第一材料中添加调节材料，形成混合材料；

利用所述混合材料形成所述第一薄膜，所述调节材料用于使所述第一材料分布均匀，形成厚度均一的第一薄膜。

上述步骤通过在第一材料中添加调节材料，能够通过自流平形成厚度均一的第一薄膜，成膜工艺简单。另外，自流平成膜工艺能够消除尖峰缺陷。

优选地，通过自流平成膜工艺制备第一薄膜后，利用前面描述的多次固化和多次微模塑工艺在第一薄膜的表面形成不平整结构，形成本实用新型的光学膜，从而在固化和后烘工艺中，自流平的特性也有利于更好得消除尖峰缺陷。同时，还能够消除微应力及微裂纹等缺陷，提高产品的品质。

本实施例中，具体可以通过两次固化工艺和两次微模塑工艺在所述光学膜的表面形成不平整结构。可选的，所述模具由硅橡胶、环氧树脂、聚氨酯、聚酰亚胺或酚醛树脂等弹性材料制得，能够进一步防止形成尖峰微结构。

当通过微模塑工艺在光学膜表面形成不平整结构时，所述光学膜可以由固化材料制得。具体的，所述光学膜可以由热固化材料或光固化材料制得。

在一个具体的实施方式中，所述光学膜由热固化材料制得。形成所述光学膜的步骤具体包括：

形成制作所述光学膜的第一薄膜；

首先在10℃-110℃的温度条件下，对所述第一薄膜进行固化2min-10min，并在2个大气压的环境下，将所述模具具有第一图形的表面压在所述第一薄膜的表面上0.5min-3min；然后，在30℃-140℃的温度条件下，对所述第一薄膜进行固化1min-5min，并在1个大气压的环境下，将所述模具具有第一图形的表面按压在所述第一薄膜的表面上50s-5min；

对所述第一薄膜进行后烘工艺，形成所述光学膜。

该实施方式的光学膜由热固化材料制得，通过两次固化工艺，并在每次固化工艺后进行一次微模塑工艺，从而在所述光学膜的表面形成不平整结构，消除微应力、微裂纹，避免形成尖峰微结构。

在另一个具体的实施方式中，所述光学膜由光固化材料制得。形成所述光学膜的步骤具体包括：

形成制作所述光学膜的第一薄膜；

首先在35℃-135℃的温度条件下，对所述第一薄膜进行固化50s-5min，并在1.8个大气压的环境下，将所述模具具有第一图形的表面压在所述第一薄膜的表面上15s-150s；然后，在35℃-135℃的温度条件下，对所述第一薄膜进行固化2min-10min，并在1个大气压的环境下，将所述模具具有第一图形的表面压在所述第一薄膜的表面上10min-20min；

对所述第一薄膜进行后烘工艺，形成所述光学膜。

该实施方式的光学膜由光固化材料制得，通过两次固化工艺，并在每次固化工艺后进行一次微模塑工艺，从而在所述光学膜的表面形成不平整结构，消除微应力、微裂纹，避免形成尖峰微结构。所述光学膜具体可以由紫外光固化材料制得，利用紫外光对所示第一薄膜进行固化。

上述两个具体实施方式中，均通过两次固化工艺和两次微模塑工艺在所述光学膜的表面形成不平整结构。其中，第一次固化工艺为预固化工艺，目的是除去第一薄膜中的溶剂。第二次固化工艺的目的是消除第一次固化工艺后的第一次微模塑工艺可能造成的微应力、微裂纹、尖峰微结构等缺陷。而且第二次固化工艺后的第二次微模塑工艺能够修复第一次微模塑工艺形成的图案，使其满足设计规格要求。后烘工艺的目的是消除第二次微模塑工艺可能造成的微应力、微裂纹、尖峰微结构等缺陷。

进一步地，上述两个具体实施方式还可以通过在制作所述光学膜的第一材料中添加调节材料，实现自流平成膜，成膜工艺简单。另外，自流平成膜工艺能够消除尖峰缺陷，而且在后续的固化和后烘工艺中，自流平的特性也有利于更好得消除尖峰缺陷。

本实用新型的技术方案中并不局限于通过微模塑工艺在光学膜的表面形成不平整结构，还可以通过光刻工艺或其他工艺方法在光学膜的表面形成不平整结构，其都属于本实用新型的保护范围。

通过本实施例的制作方法制得的光学膜可以作为单独的光学器件应用，设置在光路上，用于对光线进行调整。例如：将所述光学膜设置在液晶显示器件的背光源的光路上，用于将背光源发出的光线折射至显示侧。

当然，通过本实施例的制作方法制得的光学膜也可以应用在发光器件上，对发光器件发出的光线进行调整。例如：如图2所示，对于底发射有机发光二极管，底电极3、发光层1和顶电极4依次设置在一基底10上，可以将光学膜2设置在底电极3和基底10之间，光学膜2远离基底10的表面具有不平整结构，将发光层1发出的光学折射至出光侧。所述光学膜并不局限于应用在有机发光二极管上，还可以应用在其他发光器件上，如：量子点发光二极管。

实施例二

基于同一实用新型构思，结合图1和图3所示，本实施例中提供一种光学器件，包括发光器件和由实施例一中的制作方法制得的光学膜2，光学膜2用于对发光器件发出的光线进行折射。

上述光学器件能够通过光学膜将光线折射至出光侧，能够提高光线输出效率和光谱稳定性，当应用于显示装置上时，还能够提升产品的显示亮度，降低功耗。

所述发光器件可以为有机发光二极管、量子点发光二极管等发光器件。

以有机发光二极管为例，所述发光器件包括发光层1，光学膜2相对发光层1更靠近发光二极管的出光侧，光学膜2对发光层1发出的光线进行折射。试验表明，本实用新型的技术方案能够使有机发光二极管的外部量子效率提升近20％，如图5所示，深颜色的线为本实用新型的有机发光二极管的光效，浅颜色的线为不包括所述光学膜的有机发光二极管的光效。

所述发光器件可以为底发射有机发光二极管、顶发射有机发光二极管或双面发射有机发光二极管。

其中，图1示意的是底发射发光二极管，图3示意的是顶发射发光二极管。而对于双面发射发光二极管，发光层1的两侧均具有光学膜2，为图1的底发射发光二极管和图3的顶发射发光二极管的组合。

可选的，光学膜2为单层结构，由高折射率材料制得，其折射率不小于1.5，以提高对光线的折射作用。所述光学膜2具体可以由树脂等聚合物材料制得。

光学膜2也可以为多层结构。当然，还可以设置在靠近出光侧的方向上，光学膜2的折射率大致呈递增趋势，增加折射作用。

为了提高光学膜的折射作用，本实施例中的光学器件还包括基底10，光学膜2设置在基底10上，且光学膜2远离基底10的表面具有不平整结构，参见图2和图4所示。所述不平整结构由凸起和凹陷组成，具体可以为水波纹结构，凸起和凹陷能够改变光路，增加折射作用，当应用于显示装置上时，还能够使显示产品不受视角的影响。进一步地，设置光学膜2的整个所述表面均具有不平整结构，以进一步增加折射作用。

当所述发光器件为底发射有机发光二极管时，结合图1和图2所示，所述发光器件还包括底电极3和顶电极4，发光层1位于底电极3和顶电极4之间。光学膜2位于底电极3的与发光层2相对的一侧，具体为，光学膜2位于底电极3和基底10之间。基底10为透明基底，如：玻璃基底、石英基底、有机树脂基底。在应用于显示器件时，基底10共用显示基板的基底。顶电极4由反射材料制得，如：Ag，用于反射光线从器件底部射出。

当所述发光器件为顶发射有机发光二极管时，结合图3和图4所示，所述发光器件还包括底电极3和顶电极4，发光层1位于底电极3和顶电极4之间。光学膜2位于顶电极4的与发光层1相对的一侧。基底10为透明基底，基底10和底电极3之间具有反射层(如Ag金属层，图中未示出)，用于将光线反射至器件顶部射出。

当所述发光器件为双面发射有机发光二极管时，所述发光器件还包括底电极和顶电极，发光层位于底电极和顶电极之间。底电极和基底之间具有第一光学膜(具体结构和位置与图1和2中的光学膜2一致)。顶电极的与发光层相对的一侧具有第二光学膜(具体结构和位置与图3和4中的光学膜2一致)。底电极和顶电极可以由透明材料制得。基底为透明基底，基底10和底电极3之间具有反射层(如Ag金属层，图中未示出)，所述反射出覆盖所述基底的一部分，使得一部分光线从器件的底部射出，另一半光线从器件的顶部射出。

本实施例中还提供一种显示基板和显示器件，所述显示基板采用如上所述的光学器件。所述显示基板具体可以为有机发光二极管显示基板，则所述光学器件的发光器件为有机发光二极管，具体结构已在上面内容描述，在此不再赘述。所述显示器件采用所述显示基板，用以提高光效，提升显示亮度，降低功耗。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学器件，包括发光器件，其特征在于，还包括光学膜，所述光学膜的表面具有不平整结构，用于对所述发光器件发出的光线进行折射。

2.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述光学膜为单层结构，制备所述光学膜的材料的折射率不小于1.5。

3.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述光学器件还包括基底，所述光学膜设置在所述基底上，所述光学膜远离所述基底的表面具有不平整结构。

4.根据权利要求3所述的光学器件，其特征在于，所述光学膜的整个所述表面均具有不平整结构。

5.根据权利要求3所述的光学器件，其特征在于，所述不平整结构为水波纹结构。

6.根据权利要求3所述的光学器件，其特征在于，所述发光器件为有机发光二极管，所述发光器件包括发光层，所述光学膜相对所述发光层更靠近所述有机发光二极管的出光侧，所述光学膜对所述发光层发出的光线进行折射。

7.根据权利要求6所述的光学器件，其特征在于，所述发光器件为顶发射有机发光二极管；

所述发光器件还包括顶电极，所述光学膜位于所述顶电极的与所述发光层相对的一侧。

8.根据权利要求6所述的光学器件，其特征在于，所述发光器件为底发射有机发光二极管；

所述发光器件还包括底电极，所述光学膜位于所述底电极的与所述发光层相对的一侧。

9.一种显示基板，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的光学器件。

10.一种显示装置，其特征在于，采用权利要求9所述的显示基板。