OLED显示基板及其制作方法、显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域，特别是指一种oled显示基板及其制作方法、显示装置。

背景技术：

构成oled(有机电致发光二极管)器件的各膜层包括有机发光(organicelectroluminescence，oel)层、透明电极和基板等材料膜层，这些膜层的折射率均高于空气的折射率。由于全反射原因，有机发光层发出的光线中只有在设定出光方向上各界面入射角小于全反射角的部分可以直接出射。某一发光点(或次级光源点)可以经过各膜层界面出射的光线方向角度构成一个锥形，被称为出射锥(escapecone)。在底发射(bottomemission，be)模式的oled器件中，光线方向在出射锥以内的光线可以直接出射，光线方向在出射锥以外的部分会在不同的界面发生全反射，以波导(waveguide)模式在相应膜层中传输，这些波导模式的光线的比例经常会大于直接出射的光线，严重影响了oled器件的出光效率的提升。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种oled显示基板及其制作方法、显示装置，能够提高oled显示装置的出光效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，提供一种oled显示基板，包括位于衬底基板上的薄膜晶体管阵列层、第一电极、像素界定层、有机发光层和第二电极，所述像素界定层限定出多个亚像素区域，环绕亚像素区域设置有反光结构，所述反光结构能够反射所述有机发光层发出的位于出射锥外的光线，使至少部分所述光线进入所述出射锥。

进一步地，环绕亚像素区域形成有凹槽结构，所述反光结构为形成在所述凹槽结构的侧壁上的反光层。

进一步地，所述凹槽结构形成在所述像素界定层上，所述凹槽结构的深度不大于所述像素界定层的厚度。

进一步地，所述环绕亚像素区域形成有所述薄膜晶体管阵列层和位于所述薄膜晶体管阵列层上的像素界定层，所述凹槽结构形成在环绕亚像素区域的所述薄膜晶体管阵列层和所述像素界定层组成的叠层结构上，所述凹槽结构的深度大于所述像素界定层的厚度且不大于所述像素界定层和所述薄膜晶体管阵列层的厚度之和。

进一步地，所述环绕亚像素区域形成有所述薄膜晶体管阵列层和位于所述薄膜晶体管阵列层上的像素界定层，所述凹槽结构形成在所述环绕亚像素区域的所述衬底基板、所述薄膜晶体管阵列层和所述像素界定层组成的叠层结构上，所述凹槽结构的深度大于所述薄膜晶体管阵列层和所述像素界定层的厚度之和且小于所述像素界定层、所述薄膜晶体管阵列层和所述衬底基板的厚度之和。

进一步地，所述第一电极为透明电极，所述第二电极为反光金属电极，所述反光层与所述第二电极采用相同的材料制成。

进一步地，所述薄膜晶体管阵列层在所述环绕亚像素区域设置有开口，所述开口中具有部分所述像素界定层。

进一步地，所述反光层包括与所述薄膜晶体管阵列层之间成第一角度的第一部分和与所述像素界定层之间成第二角度的第二部分，所述第一角度与所述第二角度不同。

进一步地，所述反光层在垂直于其自身延伸方向上的截面为v字形或梯形。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的显示基板。

本发明实施例还提供了一种oled显示基板的制作方法，包括在衬底基板上依次形成薄膜晶体管阵列层、第一电极、像素界定层、有机发光层和第二电极，所述像素界定层限定出多个亚像素区域，所述方法还包括：

形成环绕亚像素区域的反光结构，所述反光结构能够反射所述有机发光层发出的位于出射锥外的光线，使至少部分所述光线进入所述出射锥。

进一步地，形成所述薄膜晶体管阵列层还包括：

形成在所述环绕亚像素区域具有开口的所述薄膜晶体管阵列层。

进一步地，形成所述反光结构包括：

形成所述环绕亚像素区域的凹槽结构，并在所述凹槽结构的侧壁上形成反光层。

进一步地，形成所述反光层包括：

通过一次工艺形成所述第二电极和所述反光层。

进一步地，形成所述反光层包括：

形成与所述薄膜晶体管阵列层之间成第一角度的反光层的第一部分和与所述像素界定层之间成第二角度的反光层的第二部分，所述第一角度与所述第二角度不同。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，环绕亚像素区域设置有反光结构，反光结构能够反射有机发光层发出的位于出射锥外的光线，使得其中的至少一部分光线能够进入出射锥的角度范围，脱离波导模式向显示有效方向出射，从而可以显著地提高be模式oled显示装置的出光效率。

附图说明

图1为现有底发射oled显示器件发出的光的损耗示意图；

图2为现有底发射oled显示器件发出的光在内部传播的示意图；

图3为现有底发射oled显示器件发出的光的传播和耗散的示意图；

图4为本发明实施例一oled显示基板的结构示意图和光线传播示意图；

图5为本发明实施例二oled显示基板的结构示意图和光线传播示意图；

图6和图7为本发明实施例二oled显示基板的制作流程示意图；

图8为本发明实施例三oled显示基板的结构示意图和光线传播示意图；

图9-图16为本发明实施例三oled显示基板的制作流程示意图；

图17为本发明实施例四oled显示基板的结构示意图和光线传播示意图；

图18为本发明实施例四oled显示基板的制作流程示意图；

图19为本发明实施例五oled显示基板的结构示意图和光线传播示意图；

图20-图21为本发明另一实施方式oled显示基板的结构示意图和光线传播示意图。

附图标记

1衬底基板2透明电极3有机发光层4反光金属电极

5薄膜晶体管阵列层6像素界定层7反光层

a、a1、a2、a3出射锥

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

be模式oled显示器件相关膜层结构相对复杂，首先在像素周边会有限定像素发光区的像素限定层(pixeldefinelayer,pdl)。pdl对应区域没有电流通过因此不发光。由于pdl材料折射率通常与oeld发光材料接近，有机发光层产生的光会在有机发光层和透明电极膜层的终端进入pdl层传播；其次oled像素结构中还包括薄膜晶体管阵列层，有机发光层产生的光还会进入薄膜晶体管阵列层中传播。这些光线在pdl层、薄膜晶体管阵列层的传输过程中会发生损耗，不能成为有效显示出射光线。由图1和图2可以看出，有机发光层3发出的光还会在衬底基板1与空气之间的界面发生反射，还会在透明电极2与衬底基板1之间的界面发生反射，进一步减小了有效显示出射光线。

如图2和图3所示，be模式的oled显示器件有机发光层3发出的光线中，只有相对于设定出光方向上各界面入射角小于全反射角(在出射锥a内)的光线可以从设定出光面直接出射。方向在出射锥a之外的光线因全反射原因会成为波导模式光在各相关膜层内传输并最终耗散，包括有机发光层/透明电极模式光、薄膜晶体管阵列层模式光、衬底基板模式光等。波导模式光的传输耗散降低了oled显示器件的出光效率。

本发明的实施例针对现有技术中的上述问题，提供一种oled显示基板及其制作方法、显示装置，能够提高oled显示装置的出光效率。

本发明实施例在像素的有机发光层周边的pdl层、薄膜晶体管阵列层等膜层结构中制作反光结构，截取在其中传播的波导模式光线并反射转向，通过选取反光面的坡度角，使经反射转向的光线方向整体上指向设定的出射方向，其中部分光线的方向进入出射锥的角度范围，脱离波导模式向显示有效方向出射。本发明实施例可以显著地提高be模式的oled显示器件的出光效率。

本发明实施例提供一种oled显示基板，包括位于衬底基板上的薄膜晶体管阵列层、第一电极、像素界定层、有机发光层和第二电极，所述像素界定层限定出多个亚像素区域，环绕亚像素区域设置有反光结构，所述反光结构能够反射所述有机发光层发出的位于出射锥外的光线，使至少部分所述光线进入出射锥。

本实施例中，环绕亚像素区域设置有反光结构，反光结构能够反射有机发光层发出的位于出射锥外的光线，使得其中的至少一部分光线能够进入出射锥的角度范围，脱离波导模式向显示有效方向出射，从而可以显著地提高be模式oled显示装置的出光效率。

具体地，环绕亚像素区域形成有凹槽结构，所述反光结构为形成在所述凹槽结构的侧壁上的反光层。

一具体实施例中，所述凹槽结构形成在所述像素界定层上，所述凹槽结构的深度不大于所述像素界定层的厚度。

另一具体实施例中，环绕亚像素区域形成有所述薄膜晶体管阵列层和位于所述薄膜晶体管阵列层上的像素界定层，所述凹槽结构形成在环绕亚像素区域的所述薄膜晶体管阵列层和所述像素界定层组成的叠层结构上，所述凹槽结构的深度大于所述像素界定层的厚度且不大于所述像素界定层和所述薄膜晶体管阵列层的厚度之和。

另一具体实施例中，环绕亚像素区域形成有所述薄膜晶体管阵列层和位于所述薄膜晶体管阵列层上的像素界定层，所述凹槽结构形成在环绕亚像素区域的所述衬底基板、所述薄膜晶体管阵列层和所述像素界定层组成的叠层结构上，所述凹槽结构的深度大于所述薄膜晶体管阵列层和所述像素界定层的厚度之和且小于所述像素界定层、所述薄膜晶体管阵列层和所述衬底基板的厚度之和。

进一步地，所述第一电极为透明电极，所述第二电极为反光金属电极，所述反光层与所述第二电极采用相同的材料制成，这样反光层可以与第二电极通过同一次光刻工艺同时形成，能够减少制作显示基板的光刻工艺次数。

进一步地，所述薄膜晶体管阵列层在环绕亚像素区域设置有开口，所述开口中具有部分所述像素界定层。

进一步地，所述反光层包括与所述薄膜晶体管阵列层之间成第一角度的第一部分和与所述像素界定层之间成第二角度的第二部分，所述第一角度与所述第二角度不同。

具体地，所述反光层在垂直于其自身延伸方向上的截面为v字形或梯形。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的显示基板。所述显示装置可以为：电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件，其中，所述显示装置还包括柔性电路板、印刷电路板和背板。

本发明实施例还提供了一种oled显示基板的制作方法，包括在衬底基板上依次形成薄膜晶体管阵列层、第一电极、像素界定层、有机发光层和第二电极，所述像素界定层限定出多个亚像素区域，所述方法还包括：

形成环绕亚像素区域的反光结构，所述反光结构能够反射所述有机发光层发出的位于出射锥外的光线，使至少部分所述光线进入出射锥。

本实施例中，形成环绕亚像素区域的反光结构，反光结构能够反射有机发光层发出的位于出射锥外的光线，使得其中的至少一部分光线能够进入出射锥的角度范围，脱离波导模式向显示有效方向出射，从而可以显著地提高be模式oled显示装置的出光效率。

进一步地，形成所述薄膜晶体管阵列层还包括：

形成在环绕亚像素区域具有开口的所述薄膜晶体管阵列层。

一具体实施例中，形成所述反光结构包括：

形成环绕亚像素区域的凹槽结构，并在所述凹槽结构的侧壁上形成反光层。

进一步地，形成所述反光层包括：

通过一次工艺形成所述第二电极和所述反光层，这样能够减少制作显示基板的光刻工艺次数。

进一步地，形成所述反光层包括：

形成与所述薄膜晶体管阵列层之间成第一角度的反光层的第一部分和与所述像素界定层之间成第二角度的反光层的第二部分，所述第一角度与所述第二角度不同。

下面结合附图对本发明的技术方案进行进一步地介绍：

实施例一

如图4所示，在显示基板环绕亚像素区域的像素界定层6上形成有凹槽结构，凹槽结构的深度等于像素界定层6的厚度。在凹槽结构的侧壁上形成有反光层7，凹槽结构的侧壁坡度角θ按像素界定层内波导模式光经反射转向后，尽可能多的部分进入出射锥a2，成为出射模式光的原理选取。

若不制备发光结构，则有机发光层3发出的光线仅位于出射锥a1内的光线能够成为出射模式光，在制备反光结构后，部分有机发光层/透明电极(即阳极)模式光首先在有机发光层3和透明电极2的终端进入像素界定层6，然后在像素界定层6内传输至反光层7经反射转向，转向后部分光线进入出射锥a2成为出射模式光，可以提高oled显示器件的出光效率。

在制作显示基板时，在衬底基板1上制备像素界定层6，通过光刻工艺形成像素界定层6限定出的像素开口区域时，同步在像素开口区域周边区域的像素界定层6膜层形成凹槽结构，随后可按常规工艺制作有机发光层膜层，在制作反光电极(即阴极)的同时在凹槽结构侧壁形成反光层7。

实施例二

如图5所示，相邻亚像素区域之间形成有位于衬底基板1上的像素界定层6，亚像素周边区域未设置薄膜晶体管阵列层5，环绕亚像素区域的像素界定层6上形成有凹槽结构，凹槽结构的深度等于像素界定层6和薄膜晶体管阵列层5的厚度之和。凹槽结构的侧壁上形成有反光层7，凹槽结构的侧壁坡度角θ按像素界定层内波导模式光经反射转向后，尽可能多的部分进入出射锥a2，成为出射模式光的原理选取。

本实施例的显示基板无薄膜晶体管阵列层模式光，波导模式光只有有机发光层/透明电极模式光和衬底基板模式光。若不制备发光结构，则有机发光层3发出的光线仅位于出射锥a1内的光线能够成为出射模式光，在制备反光结构后，有机发光层/透明电极模式光首先在有机发光层3终端和透明电极1(即阳极)终端进入像素界定层6，然后在像素界定层6内传输至反光层7经反射转向，转向后部分光线进入出射锥a2成为出射模式光，可以提高oled显示器件的出光效率。

如图6和图7所示，本实施例在衬底基板1上形成薄膜晶体管阵列层5后，增加一次光刻工艺，去除亚像素周边区域的薄膜晶体管阵列层5。也可以利用显示基板最后一次或几次光刻工艺(通常是过孔制作的光刻工艺)同步去除亚像素周边区域的薄膜晶体管阵列层5，然后按常规工艺流程形成像素界定层6及其上的其他膜层。

实施例三

如图8所示，环绕亚像素区域形成有位于衬底基板1上的像素界定层6，亚像素周边区域还设置薄膜晶体管阵列层5，环绕亚像素区域的像素界定层6和薄膜晶体管阵列层5组成的叠层结构上形成有凹槽结构，凹槽结构的深度等于像素界定层6和薄膜晶体管阵列层5的厚度之和。凹槽结构的侧壁上形成有反光层7，凹槽结构对应像素界定层6部分的侧壁坡度角θ1、凹槽结构对应薄膜晶体管阵列层5部分的侧壁坡度角θ2按像素界定层和薄膜晶体管阵列层内波导模式光经反射转向后，尽可能多的部分进入出射锥a2和a3，成为出射模式光的原理选取。具体可以根据膜层内波导模式光的分布和材料的光学特性(主要是折射率)分别取值。

若不制备发光结构，则有机发光层3发出的光线仅位于出射锥a1内的光线能够成为出射模式光，在制备反光结构后，有机发光层/透明电极模式光首先在有机发光层3终端和透明电极1(即阳极)终端进入像素界定层6，然后在像素界定层6内传输至反光层7经反射转向，转向后部分光线进入出射锥a2成为出射模式光，同样地，薄膜晶体管阵列层5中的波导模式光传输至反光层7经反射转向，转向后部分光线进入出射锥a3成为出射模式光，从而可以提高oled显示器件的出光效率。

如图9所示，在制作显示基板时，首先在衬底基板1上形成薄膜晶体管阵列层5；如图10所示，在薄膜晶体管阵列层5工艺完成后增加一次光刻工艺，去除像素发光区域周边的薄膜晶体管阵列层5，也可以利用显示基板制作工艺最后一次或几次光刻工艺(通常是过孔制作)同步去除相应区域的薄膜晶体管阵列层5；如图11所示，之后形成透明电极2；如图12所示，通过光刻工艺形成像素界定层6的图形。

如图13和图14所示，还可以在像素界定层6的凹槽结构形成后，利用像素界定层6和透明电极2作为掩膜增加刻蚀工艺去除像素发光区外周边的薄膜晶体管阵列层5，采用这种方法像素界定层6的凹槽结构和薄膜晶体管阵列层5的凹槽结构自行对准，有利于反光界面形状的整体控制和反光特性的改善。

如图15所示，之后在像素发光区形成有机发光层3，可以通过打印或蒸镀的方式形成有机发光层3；如图16所示，整层蒸镀反光金属，同时形成反光电极4和反光层7，落入凹槽结构侧壁上的反光金属自然形成反光层7。

实施例四

如图17所示，环绕亚像素区域形成有位于衬底基板上的薄膜晶体管阵列层5和位于薄膜晶体管阵列层5上的像素界定层6，凹槽结构形成在环绕亚像素区域的衬底基板1、薄膜晶体管阵列层5和像素界定层6组成的叠层结构上，凹槽结构的深度等于像素界定层6、薄膜晶体管阵列层5和部分衬底基板1的厚度之和，即凹槽结构延伸至衬底基板1内一定深度。凹槽结构的侧壁上形成有反光层7，凹槽结构对应像素界定层6部分的侧壁坡度角、凹槽结构对应薄膜晶体管阵列层5部分的侧壁坡度角、凹槽结构对应衬底基板1部分的侧壁坡度角按像素界定层、衬底基板和薄膜晶体管阵列层内波导模式光经反射转向后，尽可能多的部分进入出射锥a2和a3，成为出射模式光的原理选取。具体可以根据膜层内波导模式光的分布和材料的光学特性(主要是折射率)分别取值。

考虑到刻蚀工艺的特点，在薄膜晶体管阵列层5侧壁的底端相对于衬底基板1表面的坡度，很难与凹槽结构侧壁的主体部分保持一致，而容易形成一个过渡弧面，因此将凹槽结构延伸至衬底基板内有利于保持整个凹槽结构侧壁上反光层7的一致性，确保反光效果。另外，延伸进入衬底基板1部分的反光层7还可以对部分衬底基板模式的波导模式光起反射转向作用，有增加出射光的作用。

如图18所示，在去除部分薄膜晶体管阵列层5的刻蚀工艺后，以薄膜晶体管阵列层5作为掩膜，增加衬底基板刻蚀工艺，使凹槽结构延伸入衬底基板1。

实施例五

如图19所示，环绕亚像素区域形成有位于衬底基板1上的像素界定层6，环绕亚像素区域未设置薄膜晶体管阵列层5，环绕亚像素区域的像素界定层6上形成有凹槽结构，凹槽结构的深度等于像素界定层6和薄膜晶体管阵列层5的厚度之和。凹槽结构的侧壁上形成有反光层7，凹槽结构的侧壁坡度角按像素界定层和薄膜晶体管阵列层内波导模式光经反射转向后，尽可能多的部分进入出射锥a2和a3，成为出射模式光的原理选取。具体可以根据膜层内波导模式光的分布和材料的光学特性(主要是折射率)分别取值。

若不制备发光结构，则有机发光层3发出的光线仅位于出射锥a1内的光线能够成为出射模式光，在制备反光结构后，有机发光层/透明电极模式光首先在有机发光层3终端和透明电极1(即阳极)终端进入像素界定层6，然后在像素界定层6内传输至反光层7经反射转向，转向后部分光线进入出射锥a2成为出射模式光，同样地，薄膜晶体管阵列层5中的波导模式光传输至反光层7经反射转向，转向后部分光线进入出射锥a3成为出射模式光，从而可以提高oled显示器件的出光效率。

本实施例在衬底基板1上形成薄膜晶体管阵列层5后，增加一次光刻工艺，去除环绕亚像素区域的薄膜晶体管阵列层5。也可以利用显示基板最后一次或几次光刻工艺(通常是过孔制作的光刻工艺)同步去除环绕亚像素区域的薄膜晶体管阵列层5，然后按常规工艺流程形成像素界定层6及其上的其他膜层。

本发明上述实施例中的显示基板的有机发光层都是按(子)像素分立的局域膜层，可以通过fmm(精细金属掩模板)蒸镀或打印方式实现。在现有技术条件下，由于主流fmm蒸镀工艺成本和良率问题，倾向于尽量避免需要fmm工艺技术的图形化对位蒸镀。

还有一种方式是仅部分有机发光层采用按(子)像素对准的局域图形制作膜层，如图20和图21所示，其余为整个显示区域一体蒸镀制作整体膜层。电子和空穴的注入层和传输层一体蒸镀，但不同颜色子像素的有机发光材料层则利用fmm技术按子像素对准分别制作局域图形的膜层，如图21所示，仅像素界定层6限定出的像素开口区域有电流(有机发光层3中的黑线)通过发光。

以上两种情况中的整体有机膜层在工艺流程上会先于反光层7淀积于像素界定层6或像素界定层6+薄膜晶体管阵列层5的中的凹槽结构的侧壁上，这样严格地讲，侧壁上的反射界面就不是反光层7与像素界定层6或薄膜晶体管阵列层5的界面，而是侧壁位置的有机发光层3和反光层7的界面。由于有机发光层3透明且折射率与像素界定层6接近，因此在适用本发明技术方面与所举实施例在光学上并没有差异，故不作特别说明。

对于逆向(inverted)be模式的oled器件来说，即按从衬底基板向上的顺序来说，依次是透明阴极，有机发光层(多层)，反光阳极。目前逆向器件工艺上不成熟，主要问题是阴极(多采用ito)采用溅射工艺成膜过程对有机发光层存在损伤，因此尚未在量产中应用。如果逆向器件技术成熟，则对于be模式的逆向底发射oled显示器来说，本发明中所述的发光层也可以和反光阳极采用同一次光刻工艺同步形成。

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发明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。

可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。