一種頂發射WOLED顯示器的製作方法
2024-02-16 03:58:15 1
本發明涉及一種頂發射WOLED顯示器，屬於顯示技術領域。
背景技術：
目前越來越多的手機採用AMOLED顯示屏。目前量產的AMOLED顯示屏使用了精密金屬掩膜板(Fine Metal Mask,簡稱FMM)製備具有紅綠藍三個子像素。但是隨著市場對屏幕解析度要求越來越高，受到FMM精度限制，這種技術路線也顯得越來越力不從心。頂發射白光OLED和彩色濾光片(color filter，簡稱CF)結合，更適合製備高解析度AMOLED顯示器。
OLED具有：重量輕、厚度薄、亮度高、反應速度快、視角大、不需要背光源、製造成本低、及可彎曲等優勢。白光OLED是由合併使用多種可發出不同顏色的螢光材料或磷光材料，以使其發出白光。但是問題在於頂發射白光OLED有較強的微腔效應，難以同時出射具有紅綠藍三個峰的白光，以至於通過CF後得到的紅綠藍三原色色純度較差。為克服頂發射白光OLED(WOLED)微腔效應，傳統的做法是將藍綠紅三個子像素中陽極厚度依次增加，來調節不同光色對腔長的要求，如圖1所示，但這種結構工藝複雜。
技術實現要素：
針對上述現有技術中的問題，本申請提出了一種工藝簡單的頂發射WOLED顯示器。
本發明的一種頂發射WOLED顯示器，所述顯示器的RGB三個子像素的陽極層51和反射金屬層2之間加入光學調製層3。
根據本發明的優選實施方式，所述RGB三個子像素的陽極層等厚度
根據本發明的優選實施方式，所述光學調製層3為折射率n>1.7的透明材料。
根據本發明的優選實施方式，所述光學調製層3的厚度在100nm～500nm之間。
根據本發明的優選實施方式，所述光學調製層3為相互疊加的兩層或兩層以上的透明薄膜，相鄰的兩層透明薄膜之間設有一層氧化物插入層。
根據本發明的優選實施方式，所述透明薄膜為ITO薄膜、IZO薄膜和AZO薄膜中的一種。
根據本發明的優選實施方式，所述顯示器包括帶有TFT陣列的基板1、反射金屬層2、光學調製層3、WOLED層5、封裝膠材層6、彩色濾光片7、密封膠框4和蓋板玻璃8；
反射金屬層2形成於TFT陣列的基板上，光學調製層3形成於反射金屬層2上，WOLED層5形成於光學調製層3上，封裝膠材層6形成於WOLED層5上，蓋板玻璃8位於封裝膠材上方，彩色濾光片7貼合在蓋板玻璃8內側，蓋板玻璃8與帶有TFT陣列的基板1之間通過密封膠框4固定。
根據本發明的優選實施方式，所述反射金屬層2的材料為鋁、鋁合金、銀或銀合金，反射金屬層2的厚度在80nm到300nm之間。
根據本發明的優選實施方式，帶有TFT陣列的基板1為玻璃基板、塑料基板或金屬基板。
根據本發明的優選實施方式，所述WOLED層5包括陽極層51、發光單元和半透明陰極層；
根據本發明的優選實施方式，半透明陰極層形成於發光層上，發光單元陽極層51上。
根據本發明的優選實施方式，所述半透明陰極層採用低功函金屬材料，可以採用單一低功函金屬材料或多種的組合，所述半透明陰極層的膜厚在10nm到30nm之間。
根據本發明的優選實施方式，所示發光單元包括功能層、發光層和連接層，依照功能需要，通過連接層，增減功能層和發光層數量及進行組合排列。
根據本發明的優選實施方式，所述發光層為各種顏色發光層，依照功能需要，增減各種顏色發光層數量及進行組合排列。
根據本發明的優選實施方式，所述功能層為空穴注入層、空穴傳輸層、電子注入層和電子傳輸層組合排列，依照功能可以增減膜層數量。
根據本發明的優選實施方式，所述陽極層51為ITO薄膜和/或IZO薄膜,陽極層51厚度在10nm到100nm之間。
本發明的有益效果在於，本實施方式的白光OLED顯示器因為在反射金屬層和WOLED層的陽極層之間設置了均勻厚度的光學調製層，通過光學調製層的設置，可增加WOLED層至反射金屬層的距離，以降低WOLED層所發出的光的能量耦合進入表面等離子體態，進而提升出光效率，增加光學等效厚度。因為設置了光學調製層，增加了白光OLED的總腔長，克服頂發射WOLED微腔效應，這樣就不需要將藍綠紅三個子像素中陽極厚度依次增加，只需將R、G、B的陽極層分別設置層等厚的，或者一個等厚的陽極層，可以實現具有紅綠藍三個峰的白光。這樣工藝就簡單了。本發明非常適合製備高解析度，廣色域的AMOLED顯示器。
上述技術特徵可以各種適合的方式組合或由等效的技術特徵來替代，只要能夠達到本發明的目的。
附圖說明
圖1為現有頂發射WOLED顯示器的原理示意圖。
圖2為本發明帶有光學調製層的頂發射WOLED顯示器的原理示意圖。
圖3為本發明中光學調製層的原理示意圖。
圖4為本發明中兩個發光單元的WOLED層原理示意圖。
圖5為本發明中三個發光單元的WOLED層原理示意圖。
圖6為圖2所示的頂發射WOLED顯示器出射紅綠藍三個峰的白光曲線示意圖。
在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖並未按照實際的比例。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為本發明的限定。
本發明基於如下發現：
如圖1所示，現有的頂發射WOLED顯示器，包括帶有TFT陣列的基板、反射金屬層、WOLED層、封裝膠材層、彩色濾光片、密封膠框和蓋板玻璃；
反射金屬層形成於TFT陣列的基板上，WOLED層形成於反射金屬層上，封裝膠材層形成於WOLED層上，蓋板玻璃位於封裝膠材上方，彩色濾光片貼合在蓋板玻璃內側，蓋板玻璃與帶有TFT陣列的基板之間通過密封膠框固定；
WOLED層的陽極包括R陽極層、G陽極層和B為克服頂發射白光OLED(WOLED)微腔效應，將R陽極層、G陽極層和B陽極層厚度依次增加，來調節不同光色對腔長的要求，增加了製作工藝的難度。
基於上述問題，本發明旨在提供一種工藝簡單的的頂發射WOLED顯示器。
一種頂發射WOLED顯示器，所述顯示器的RGB三個子像素的陽極層51和反射金屬層2之間加入均勻厚度的光學調製層3，且RGB三個子像素的陽極層51等厚度。
在本實例中，白光OLED顯示器因為在反射金屬層和WOLED層的陽極層之間設置了均勻厚度的光學調製層，通過光學調製層的設置，可增加WOLED層至反射金屬層的距離，以降低WOLED層所發出的光的能量耦合進入表面等離子體態，進而提升出光效率，增加光學等效厚度。因為設置了光學調製層，增加了白光OLED的總腔長，克服頂發射WOLED微腔效應，這樣就不需要將藍綠紅三個子像素中陽極厚度依次增加，只需將R、G、B的陽極層分別設置層等厚的，或者一個等厚的陽極層，可以實現具有紅綠藍三個峰的白光。這樣工藝就簡單了。本發明非常適合製備高解析度，廣色域的AMOLED顯示器。在優選的實施例中，頂發射WOLED顯示器，在現有的頂發射WOLED顯示器基礎上增加了光學調製層3，具體包括：帶有TFT陣列的基板1、反射金屬層2、光學調製層3、WOLED層5、封裝膠材層6、彩色濾光片7、密封膠框4和蓋板玻璃8；
反射金屬層2形成於TFT陣列的基板上，光學調製層3形成於反射金屬層2上，WOLED層5形成於光學調製層3上，封裝膠材層6形成於WOLED層5上，蓋板玻璃8位於封裝膠材上方，彩色濾光片7貼合在蓋板玻璃8內側，蓋板玻璃8與帶有TFT陣列的基板1之間通過密封膠框4固定；
本實施方式的白光OLED顯示器因為在反射金屬層2和WOLED層5的陽極層51之間設置了均勻厚度的光學調製層3，通過光學調製層3的設置，可增加WOLED層5至反射金屬層2的距離，以降低WOLED層5所發出的光的能量耦合進入表面等離子體態，進而提升出光效率，增加光學等效厚度。
採用密封膠框4能夠防止外界的水汽、氧氣進入，保護內部元件。
封裝膠材層6和蓋板玻璃8用於阻隔水和氧對WOLED層的侵蝕。
在優選的實施例中，所述光學調製層3為折射率n>1.7的透明材料。
進一步地，所述光學調製層3的厚度為100～500nm。
公知有機發光組件的光學等效厚度約在100nm至300nm之間，其與破壞性幹涉或建設性幹涉的波長距離約略相同。此外，目前已知紅綠藍三原色彼此之間的波長差值亦在100nm，故公知結構的有機發光二極體的共振腔，容易產生加強某一原色而削弱某一原色的問題。再者，即便設計出能使建設性幹涉恰符合白光三原色的有機發光二極體，在大視角時，仍會發生共振波長有藍位移現象，而使顏色偏移。
因此，在本實施方式中光學調製層3採用高折射率n>1.7的透明材料，可增加白光OLED的總腔長，使得光學等效厚度大幅增厚，約在100～500nm之間；據此，破壞性幹涉或建設性幹涉的波長距離可遠小於紅綠藍三原色彼此之間的波長差值，進而可密集且均勻的加強整體出光的峰值，改善側看色偏現象，亦可放寬光學設計及製程適用範圍條件。在本實施方式的光學調製層3的厚度為285nm時，效果最優。
在優選的實施例中，所述光學調製層3為相互疊加的兩層或兩層以上的透明薄膜。
在優選的實施例中，所述透明薄膜可採用ITO薄膜，或IZO薄膜，或AZO薄膜。
進一步，相鄰的兩層透明薄膜之間還可增加一層氧化物插入層插入層，採用插入層有效的抑制了隨著透明薄膜厚度的增加而呈結晶態，降低方塊電阻，不影響光學調製層3的透過率。
在本實施例中，ITO薄膜(IndiumTinOxide，摻錫氧化銦)，作為納米銦錫金屬氧化物，具有很好的導電性和透明性，可以切斷對人體有害的電子輻射、紫外線及遠紅外線。ITO薄膜具有半導體的導電性能。ITO是一種寬能帶薄膜材料，其帶隙為3.5-4.3ev。紫外光區產生禁帶的勵起吸收閾值為3.75ev，相當於330nm的波長，因此紫外光區ITO薄膜的光穿透率極低。同時近紅外區由於載流子的等離子體振動現象而產生反射，所以近紅外區ITO薄膜的光透過率也是很低的，但可見光區ITO薄膜的透過率非常好，由於材料本身特定的物理化學性能，ITO薄膜具有良好的導電性和可見光區較高的光透過率。
IZO薄膜(Indium Zinc Oxide，銦鋅氧化物)，具有組分可調，多重物理化學特性，適用於低溫製備，塑性好，高遷移率；功函數高：能夠減小空穴勢壘，提高空穴注入效率。
AZO薄膜(鋁摻雜的氧化鋅)，在ZnO體系中摻雜Al得到ZnO，即AZO薄膜，摻雜後薄膜導電性能大幅度提高，電阻率低，而且透明導電薄膜AZO薄膜在氫等離子體中穩定性要優於ITO，同時具有可同ITO相比擬的光電特性，而且AZO薄膜的製備方便，元素資源比In元素豐富，且無毒。
光學調製層3的製備方法如下：採用磁控濺射反射金屬層2上上沉積第一層ITO薄膜，再在第一層ITO薄膜3-1上沉積IZO薄膜作為插入層3-2，然後在插入層3-2上沉積第二層ITO薄膜3-3。
在優選的實施例中，反射金屬層2的材料為鋁、鋁合金、銀或銀合金，反射金屬層2的厚度在為80nm到300nm之間。
在本實施方式中，反射金屬層2的材料為銀時，厚度為100nm，效果最優。
在優選的實施例中，帶有TFT陣列的基板1為玻璃基板、塑料基板或金屬基板。
在優選的實施例中，WOLED層5包括陽極層51、發光單元52和半透明陰極層53；
半透明陰極層形成於發光單元上，發光單元形成於陽極層51上。
在優選的實施例中，所述半透明陰極採用低功函金屬材料，可以採用單一低功函金屬材料或多種的組合，所述半透明陰極的膜厚在10nm到30nm之間。
在本實施例中，半透明陰極層可採用常用低功函金屬材料，例如：Li，Mg，Ca，Sr，La，Ce，Eu，Yb，Al，Cs，Rb或者這些金屬的合金，這些陰極材料可以單獨使用，也可兩大或者更多組合使用。
本實施方式的半透明陰極層採用真空蒸鍍方法成膜。
本實施方式的陽極層51採用ITO和/或IZO，和/或高功函數金屬或高功函數金屬的合金，均為透明材料，如Au、Pt、Ag，還包括一半透明陰極，因此可減少不同視角下有顏色偏離的缺點。
在優選的實施例中，發光單元52包括功能層、連接層54和發光層523；依照功能需要，通過連接層54，增減功能層和發光層數量及進行組合排列。
進一步地，發光層523為各種顏色發光層，依照功能需要可以增減各種顏色發光層數量及任意組合排列。
在本實施例中，發光層523除了可選用高發光效率的磷光材料外，因光學調製層3的設置，還可以選用發光效率較低的螢光材料。發光層的厚度範圍為0.01nm到10nm。
在優選的實施例中，功能層為空穴注入層、空穴傳輸層、電子注入層和電子傳輸層組合排列，依照功能可以增減膜層數量。
在優選的實施例中，所述陽極層51為ITO薄膜和/或IZO薄膜,陽極層51厚度在10nm到100nm之間。在本實施方式的陽極層51為ITO薄膜，厚度為15nm時，效果最優。
WOLED層5的實施例1：
本實施方式的WOLED層5包括陽極層51、兩個發光單元52、一個連接層54和陰極層53；
發光單元52包括空穴注入層525、形成於空穴注入層525上的空穴傳輸層524、形成於空穴傳輸層524上的發光層523、形成於發光層523上的電子傳輸層522、形成於電子傳輸層522上的電子注入層521；
發光層523處於電子傳輸層522與空穴傳輸層524之間，代替了傳統的主體摻雜客體染料；
陰極層53形成於第一發光單元的電子注入層521上，第一發光單元與第二發光單元之間通過連接層連接，第二發光單元的空穴注入層525形成與陽極層上，如圖4所示。
本實施例中，第一發光單元的發光層的材料為可發出黃光的磷光材料，而第二發光單元的發光層的材料為可發出藍光的磷光材料；由第一發光單元的黃光與第二發光單元的藍光混光後，則可發出白光。
本實施例的光學調製層3的厚度在100～500nm之間，且較佳為285nm，且折射率約為1.8；由此光學調製層的的設置，可增加第一發光單元的發光層與反射金屬層之間的共振腔距離，由此可使第一發光單元的發光層所發出的光的能量耦合降低，而提升出光效率。
WOLED層5的實施例2：
本實施例WOLED層5包括陽極層51、三個發光單元52、兩個連接層54和陰極層53，發光單元的結構與實施例1相同，第一發光單元與第二發光單元之間通過一連接層連接，第二發光單元與第三發光單元之間通過另一個連接層連接，如圖5所示。
本實施例中，第一發光單元的發光層的材料為可發出紅光的螢光材料，第二發光單元的發光層的材料為可發出綠光的螢光材料，且第三發光單元的發光層的材料為可發出藍光的螢光材料；由第一發光層單元的紅光、與第二發光單元的綠光及第三發光單元的的藍光混光後，則可發出白光。
本實施例的光學調製層3的厚度在100～500nm之間，且較佳為285nm，且折射率約為1.8；由此光學調製層的的設置，可增加第一發光單元的發光層與反射金屬層之間的共振腔距離，由此可使第一發光單元的發光層所發出的光的能量耦合降低，而提升出光效率。
本實施方式中的電子傳輸層522的材料為Alq3、BPhen、BAlq、BCP、TmPyPB或TPBi。
空穴傳輸層524的材料為mCP、TAPC、TCTA、NPB或MADN。
從圖6可以看出，具有光學調製層的頂發射WOLED可以有效出射紅綠藍三個峰的白光。可以通過彩色濾光片CF後產生高色純度的紅綠藍三原色。
雖然在本文中參照了特定的實施方式來描述本發明，但是應該理解的是，這些實施例僅僅是本發明的原理和應用的示例。因此應該理解的是，可以對示例性的實施例進行許多修改，並且可以設計出其他的布置，只要不偏離所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍。應該理解的是，可以通過不同於原始權利要求所描述的方式來結合不同的從屬權利要求和本文中所述的特徵。還可以理解的是，結合單獨實施例所描述的特徵可以使用在其他所述實施例中。