显示基板及显示装置的制作方法

1.本公开涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板及显示装置。


背景技术：

2.硅基有机发光器件(硅基oled)，又称微型有机发光器件(micro oled)，顾名思义是一种在单晶硅片上制备的主动发光型oled器件。它最大的特点是，不同于常规液晶显示屏和有机发光显示屏采用玻璃基板，硅基oled的基板采用的是单晶硅晶圆。
3.采用单晶硅晶圆作为有源驱动背板的硅基oled，拥有更高的像素密度(ppi)，同时硅基oled还具有集成度高、体积小、易于携带、抗震性能好、超低功耗、自发光效率高等优异特性，特别适用于增强现实(augmented reality，ar)、虚拟现实(virtual reality，vr)等穿戴式显示设备。


技术实现要素：

4.本公开实施例提供一种显示基板及显示装置，用以补偿贴合设备的贴合精度，改善由于对位偏差引起的颜色串扰。
5.本公开实施例提供了一种显示基板及显示装置，具体方案如下：
6.一方面，本公开实施例提供了一种显示基板，包括：
7.衬底基板；
8.多个发光器件，位于所述衬底基板之上，所述发光器件包括有效发光区；
9.多个超表面透镜，位于所述多个发光器件的出光侧，所述超表面透镜与所述有效发光区一一对应，各所述超表面透镜在所述衬底基板上的正投影位于对应所述有效发光区在所述衬底基板上的正投影内，且各所述超表面透镜在所述衬底基板上的正投影面积与对应所述有效发光区在所述衬底基板上的正投影面积之比相同。
10.在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，所述超表面透镜在所述衬底基板上的正投影形状与对应所述有效发光区在所述衬底基板上的正投影形状相同。
11.在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，所述超表面透镜在所述衬底基板上的正投影形状为多边形或圆形。
12.在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，相邻所述超表面透镜之间的最小间距大于等于贴合精度且小于等于贴合精度的110％。
13.在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，还包括位于所述多个发光器件出光侧的多个色阻，所述有效发光区在所述衬底基板上的正投影位于所述色阻在所述衬底基板上的正投影内。
14.在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，所述多个超表面透镜所在层位于所述多个色阻所在层与所述多个发光器件所在层之间。
15.在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，所述多个超表面透镜所在层位于所述多个色阻所在层远离所述多个发光器件所在层的一侧。
16.在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，所述超表面透镜包括至少两种直径的多个纳米柱，所述多个纳米柱关于所述超表面透镜的中心对称排列。
17.在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，各所述纳米柱的排布密度与所述超表面透镜在所述衬底基板上的正投影面积呈正相关关系。
18.基于同一发明构思，本公开实施例提供了一种显示装置，包括本公开实施例提供的上述显示基板。
19.本公开有益效果如下：
20.本公开实施例提供的显示基板及显示装置，包括衬底基板；多个发光器件，位于所述衬底基板之上，所述发光器件包括有效发光区；多个超表面透镜，位于所述多个发光器件的出光侧，所述超表面透镜与所述有效发光区一一对应，各所述超表面透镜在所述衬底基板上的正投影位于对应所述有效发光区在所述衬底基板上的正投影内，且各所述超表面透镜在所述衬底基板上的正投影面积与对应所述有效发光区在所述衬底基板上的正投影面积之比相同。通过设置超表面透镜在衬底基板上的正投影位于对应有效发光区在衬底基板上的正投影内，使得超表面透镜的尺寸小于对应有效发光区的尺寸，由此相较于相关技术中超表面透镜的尺寸与对应有效发光区的尺寸相当的技术方案，本公开增大了相邻超表面透镜之间的距离，从而可在一定程度上补偿贴合设备的贴合精度，改善由于贴合过程中的对位偏差引起的颜色串扰。并且，本公开中通过设置各超表面透镜在衬底基板上的正投影面积与对应有效发光区在衬底基板上的正投影面积之比相同，相当于将各发光器件的有效发光区分别对应的超表面透镜等比例缩小，可有效平衡各超表面透镜对各发光器件发出的不同颜色光的增亮效果，避免不同颜色的出光亮度不均衡导致的色偏等不良。
附图说明
21.图1为传统透镜的示意图；
22.图2为超表面透镜的示意图；
23.图3为本公开实施例提供的显示基板的一种结构示意图；
24.图4为本公开实施例提供的显示基板的又一种结构示意图；
25.图5为本公开实施例提供的一个子像素对应的超表面透镜的一种结构示意图；
26.图6为本公开实施例提供的四个子像素对应的超表面透镜的一种结构示意图；
27.图7为本公开实施例提供的一个子像素对应的超表面透镜的又一种结构示意图；
28.图8为本公开实施例提供的四个子像素对应的超表面透镜的又一种结构示意图；
29.图9为本公开实施例提供的一个子像素对应的超表面透镜的又一种结构示意图；
30.图10为本公开实施例提供的四个子像素对应的超表面透镜的又一种结构示意图；
31.图11为本公开实施例提供的一个子像素对应的超表面透镜的又一种结构示意图；
32.图12为本公开实施例提供的四个子像素对应的超表面透镜的又一种结构示意图。
具体实施方式
33.为使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。需要注意的是，附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本公开内容。并且自始至终相同或类似
的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。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。
34.除非另作定义，此处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。本公开说明书以及权利要求书中使用的“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。“内”、“外”、“上”、“下”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。
35.随着显示技术的进步，显示产品，尤其是近眼显示设备逐渐趋向轻薄化、集成化。图1所示的传统透镜基于几何光学，依靠透镜组实现光程(相位)的连续调制，但传统透镜的厚度最小仅可达到微米级别。为实现轻薄化，提出了图2所示的超表面透镜，超表面透镜是基于微纳光学，利用平面集成复杂功能，可制作纳米级别的高精度离散的大口径器件，具备轻薄、易集成、低损耗、表面可共形设计等诸多优点，满足未来显示器件的发展趋势。
36.通过在硅基oled的出光侧贴合超表面透镜，可实现对硅基oled的增亮效果。相关技术中的硅基oled包括多个oled器件，每个oled器件对应设置一个超表面透镜，且超表面透镜的尺寸与对应oled器件的有效发光区的尺寸相当，在将超表面透镜与硅基oled贴合集成的工艺制程中，若出现对位偏差，则不能有效保证贴合精度，从而会导致相邻超表面透镜折射后的光线产生串扰。
37.为了改善相关技术中存在的上述技术问题，本公开实施例提供了一种显示基板，如图3和图4所示，包括：
38.衬底基板101，可选地，衬底基板101可以为单晶硅晶圆、聚酰亚胺基板、玻璃基板等；
39.多个发光器件102，位于衬底基板101之上，每个发光器件102包括有效发光区ea，可选地，像素界定层103的开口k限定的区域为有效发光区ea；在一些实施例中，发光器件102可以包括红光器件、绿光器件、蓝光器件等，发光器件102可以包括层叠设置的第一电极、发光功能层和第二电极，其中，第一电极的材料可以包括至少一种透明导电氧化物材料，包括氧化锢锡(ito)、氧化锢锌(izo)、氧化锌(zno)等，可选地，第一电极还可以包括具有高反射率的金属作为反射层，诸如银(ag)，第二电极的材料可以包括锂(li)、铝(al)、镁(mg)、银(ag)等金属材料，发光功能层包括但不限于层叠设置的空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光材料层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层，发光材料层的材料可以包括小分子有机材料或聚合物分子，可以为荧光发光材料、磷光发光材料等；
40.多个超表面透镜104，位于多个发光器件102的出光侧，超表面透镜104与有效发光区ea一一对应，各超表面透镜104在衬底基板101上的正投影位于对应有效发光区ea在衬底基板101上的正投影内，且各超表面透镜104在衬底基板101上的正投影面积与对应有效发光区ea在衬底基板101上的正投影面积之比相同(即恰好相同，或在因制作、测量等因素造成的
±
5％误差范围内)，可选地，超表面透镜104在衬底基板101上的正投影面积与对应有效发光区ea在衬底基板101上的正投影面积之比大于等于90％且小于100％。
41.在本公开实施例提供的上述显示基板中，通过设置超表面透镜104在衬底基板101
上的正投影位于对应有效发光区ea在衬底基板101上的正投影内，使得超表面透镜104的尺寸小于对应有效发光区ea的尺寸，由此相较于相关技术中超表面透镜104的尺寸与对应有效发光区ea的尺寸相当的技术方案，本公开增大了相邻超表面透镜104之间的距离，从而可在一定程度上补偿贴合设备的贴合精度，改善由于贴合过程中的对位偏差引起的颜色串扰。并且，本公开中通过设置各超表面透镜104在衬底基板101上的正投影面积与对应有效发光区ea在衬底基板101上的正投影面积之比相同，相当于将各发光器件102的有效发光区ea分别对应的超表面透镜104等比例缩小，可有效平衡各超表面透镜104对各发光器件102发出的不同颜色光的增亮效果，避免不同颜色的出光亮度不均衡导致的色偏等不良。
42.在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，相邻超表面透镜104之间的最小间距可以大于等于贴合精度，以完全避开对位偏差的覆盖范围。示例性地，相关技术中高精度贴合设备的贴合精度为0.3μm，本公开中相邻超表面透镜104之间的最小间距可以大于等于0.3μm。考虑到相邻超表面透镜104之间的距离越大，超表面透镜104的尺寸越小，对发光器件102发出光线的增亮效果越差，基于此，为在防止颜色串扰的同时兼顾增亮效果，本公开中可以设置相邻超表面透镜104之间的最小间距小于等于贴合精度的110％，例如相关技术中高精度贴合设备的贴合精度为0.3μm，本公开中相邻超表面透镜104之间的最小间距可以小于等于0.33μm，示例性地，可以为0.316μm。
43.在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，为了提升对出光亮度的增强效果，可以使得超表面透镜104在衬底基板101上的正投影形状与对应有效发光区ea在衬底基板101上的正投影形状相同，示例性地，有效发光区ea在衬底基板101上的正投影形状为多边形或圆形，相应地，如图5至图12所示，超表面透镜104在衬底基板101上的正投影形状为多边形或圆形，具体地，图5、图6、图9和图10以超表面透镜104在衬底基板101上的正投影形状是正方形为例进行示意。
44.在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，为了提升对出光亮度的增强效果，如图3至图12所示，超表面透镜104包括至少两种直径的多个纳米柱np，多个纳米柱np关于超表面透镜104的中心对称排列，示例性地，图5至图12中示出了八种直径的纳米柱np，按照直径由大到小的顺序，八种纳米柱np分别标记为第一纳米柱np1、第二纳米柱np2、第三纳米柱np3、第四纳米柱np4、第五纳米柱np5、第六纳米柱np6、第七纳米柱np7、第八纳米柱np8。可选地，第一纳米柱np1的直径为228nm，第二纳米柱np2的直径为212nm，第三纳米柱np3的直径为200nm，第四纳米柱np4的直径为184nm，第五纳米柱np5的直径为164nm，第六纳米柱np6的直径为148nm，第七纳米柱np7的直径为124nm，第八纳米柱np8的直径为96nm。
45.在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，为了提升对出光亮度的增强效果，如图5至图12所示，各纳米柱np的排布密度与超表面透镜104在衬底基板101上的正投影面积呈正相关关系，例如，图5至图8所示超表面透镜104在衬底基板101上的正投影面积小于图9至图12所示超表面透镜104在衬底基板101上的正投影面积，相应地，图5至图8所示超表面透镜104中纳米柱np的排布密度小于图9至图12所示超表面透镜104中纳米柱np的排布密度。
46.在一些实施例中，尺寸不同的超表面透镜104可用于对不同尺寸子像素所含发光器件102进行增亮，例如，图5至图8所示尺寸较小的超表面透镜104用于对6μm*6μm或直径为6μm的子像素所含发光器件102进行增亮，图9至图12所示尺寸较大的超表面透镜104用于对
8μm*8μm或直径为8μm的子像素所含发光器件102进行增亮。可选地，6μm*6μm的子像素所含发光器件102中有效发光区ea的尺寸可以为3μm*3μm或4μm*4μm，直径为6μm的子像素所含发光器件102中有效发光区ea的直径可以为3μm或4μm；8μm*8μm的子像素所含发光器件102中有效发光区ea的尺寸可以为4μm*4μm或5μm*5μm，直径为8μm的子像素所含发光器件102中有效发光区ea的直径可以为4μm或5μm。
47.在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，如图3和图4所示，还可以包括位于多个发光器件102出光侧的多个色阻105，为提高色纯度，可以设置有效发光区ea在衬底基板101上的正投影位于色阻105在衬底基板101上的正投影内。一般地，可采用网格状的黑矩阵106隔开各色阻105，即将色阻105设置在黑矩阵106的网孔内，以防止相邻色阻105的出光相互串扰。可选地，黑矩阵106还可吸收入射至显示基板内的环境光，从而降低显示基板的反射率。
48.在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，如图3所示，多个超表面透镜104所在层可以位于多个色阻105所在层远离多个发光器件102所在层的一侧；或者，如图4所示，多个超表面透镜104所在层还可以位于多个色阻105所在层与多个发光器件102所在层之间，可选地，多个超表面透镜104所在层位于多个色阻105所在层与封装层107之间。相较于图4，图3中超表面透镜104与发光器件102之间的距离较大，可能会造成不同颜色的色阻105的大角度出光串扰；图4相较于图3，降低了超表面透镜104的放置高度，可实现超短焦距，利用超表面透镜104波长特性针对出光光谱进行波长筛选，提升色纯度与亮度增益效果。
49.在本公开中封装层107可以减少或防止由环境中湿气和/或氧气引起的发光器件102的劣化。封装层107可以为单层结构，也可以为复合层结构，该复合层结构包括无机层和有机层堆叠的结构，例如，封装层107可以包括依次设置的第一无机封装层、第一有机封装层、第二无机封装层。该封装层107的材料可以包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、高分子树脂等绝缘材料。氮化硅、氧化硅、氮氧化硅等无机材料的致密性高，可以防止水、氧等的侵入；有机封装层的材料可以为含有干燥剂的高分子材料或可阻档水汽的高分子材料等，例如高分子树脂等以对显示基板的表面进行平坦化处理，并且可以缓解第一无机封装层和第二无机封装层的应力，还可以包括干燥剂等吸水性材料以吸收侵入内部的水、氧等物质。
50.在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述显示基板中，如图3和图4所示，还可以包括覆盖多个超表面透镜104的平坦层108、以及承载多个超表面透镜104或多个色阻105的玻璃基板109。在一些实施例中，为提高图4中多个超表面透镜104制作平面的平坦性，可在多个超表面透镜104与多个色阻105所在层之间设置平坦层(图中未示出)。另外，本公开中各发光器件102可电连接有像素驱动电路(图中未示出)，像素驱动电路可以包括薄膜晶体管、存储电容等，可以实现为各种不同类型，例如像素驱动电路为2tic型(即包括两个薄膜晶体管和一个存储电容)，还可以在2t1c型的基础上进一步包括更多的晶体管和/或电容以具有补偿、复位、发光控制、检测等功能，本公开的实施例对于像素驱动电路不作限制。在一些实施例中，与发光器件102直接电连接的薄膜晶体管可以为驱动晶体管(td)、发光控制晶体管(em)等。
51.基于同一发明构思，本公开实施例提供了一种显示装置，包括本公开实施例提供的上述显示基板。由于该显示装置解决问题的原理与上述显示基板解决问题的原理相似，
因此，该显示装置的实施可以参见上述显示基板的实施例，重复之处不再赘述。
52.在一些实施例中，本公开实施例提供的上述显示装置可以为：虚拟现实显示设备、增强现实显示设备、投影仪、3d打印机、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、智能手表、健身腕带、个人数字助理等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置可以包括但不限于：射频单元、网络模块、音频输出&输入单元、传感器、显示单元、用户输入单元、接口单元以及控制芯片等部件。可选地，控制芯片为中央处理器、数字信号处理器、系统芯片(soc)等。例如，控制芯片还可以包括存储器，还可以包括电源模块等，且通过另外设置的导线、信号线等实现供电以及信号输入输出功能。例如，控制芯片还可以包括硬件电路以及计算机可执行代码等。硬件电路可以包括常规的超大规模集成(vlsi)电路或者门阵列以及诸如逻辑芯片、晶体管之类的现有半导体或者其它分立的元件；硬件电路还可以包括现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等。另外，本领域技术人员可以理解的是，上述结构并不构成对本公开实施例提供的上述显示装置的限定，换言之，在本公开实施例提供的上述显示装置中可以包括上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
53.尽管本公开已描述了优选实施例，但应当理解的是，本领域的技术人员可以对本公开实施例进行各种改动和变型而不脱离本公开实施例的精神和范围。这样，倘若本公开实施例的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。