具有低折射率层和高折射率层的显示装置的制作方法

本公开涉及一种显示装置，更具体地，涉及一种具有低折射率层和高折射率层的显示装置。

背景技术：

有机发光二极管(oled)显示器包括两个电极和置于其间的有机发射层。电子从两个电极中的一个电极注入到有机发射层，空穴从两个电极中的另一个电极注入到有机发射层。电子和空穴在有机发射层中结合以产生激子。当产生的激子从激发态驰豫到基态时，发射光。

有机发光二极管(oled)显示器包括多个像素，所述像素包括作为自发射元件的有机发光二极管。在每个像素中，形成用于驱动有机发光二极管的多个晶体管和至少一个电容器。晶体管通常包括开关晶体管和驱动晶体管。

当光通过显示器的若干层时，损失了从有机发光二极管发射的相当大量的光。

技术实现要素：

显示装置包括基底。第一电极设置在基底上。像素限定层设置在基底上。第二电极设置在第一电极和像素限定层上。有机发射层设置在第一电极与第二电极之间。平坦化层设置在第二电极上。低折射率层设置在平坦化层上，并且与像素限定层叠置。高折射率层设置在平坦化层上，并且与第二电极叠置。高折射率层具有比低折射率层的折射率高的折射率。

低折射率层在其端部处可以具有锥形形状。

低折射率层的锥形角θ可以满足以下公式：

其中，n1是低折射率层的折射率，n2是高折射率层的折射率，arcsin(x)表示以度为单位的角度。

高折射率层可以接触低折射率层。

高折射率层可以至少部分地覆盖低折射率层。

高折射率层的顶表面可以是基本平面的。

低折射率层的厚度可以是4μm或更大且8μm或更小。

低折射率层的厚度可以是5μm。

发射区可以与低折射率层分开。

发射区可不与低折射率层垂直叠置。

发射区与低折射率层之间的水平距离可以是0.5μm或更大且3μm或更小。

发射区与低折射率层之间的水平距离可以是1.5μm。

平坦化层的厚度可以为4μm或更大且10μm或更小。

平坦化层的折射率可以大于低折射率层的折射率，并且可以小于高折射率层的折射率。

基底可以包括多个像素，并且多个像素中的每个可以以正交矩阵形式或者pentile矩阵形式布置。

多个像素中的每个的发射区可以具有圆形形状。

多个像素中的每个的发射区可以具有多边形形状。

显示装置可以进一步包括设置在第二电极和平坦化层之间的第一缓冲层。

显示装置可以进一步包括设置在平坦化层与低折射率层之间以及平坦化层与高折射率层之间的第二缓冲层。

显示装置可以进一步包括设置在高折射率层上的偏振器。

显示装置可以进一步包括设置在高折射率层上的盖窗。

显示装置可以进一步包括设置在低折射率层上的光阻挡构件。

高折射率层可以包括彩色滤色器。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，本公开的更多完整的了解和本公开的许多附随的方面将容易地获得，同时其变得更好理解，在附图中：

图1是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的剖视图；

图2是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的各种层的剖视图；

图3是示出根据本发明的示例性实施例的相对于显示装置的低折射率层的厚度的前效率增量的曲线图；

图4是示出根据本发明的示例性实施例的相对于显示装置的低折射率层与发射区之间的水平距离的前效率增量的曲线图；

图5是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的各种层的剖视图；

图6是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的发射区和光提取区的俯视平面图；

图7是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的各种层的剖视图；

图8是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的发射区和光提取区的俯视平面图；

图9是示出根据本发明的示例性实施例的相对于平坦化层的厚度的光提取效率的曲线图；

图10至图12是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的多个像素的各种形状的图。

图13是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的剖视图；以及

图14是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的剖视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了发明的示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的，在全都不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式修改描述的实施例。

在附图中，为了更好地理解和易于描述，可以夸大一些层和区域的厚度和形状。

将理解的是，当诸如层、膜、区域或基底的元件被称为“在”另一元件“上”时，它可以直接在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。

首先，将参照图1描述根据示例性实施例的显示装置。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的剖视图。

如图1中所示，根据本发明的示例性实施例的显示装置包括：基底110；有机发光二极管oled，设置在基底110上；平坦化层420，设置在有机发光二极管oled上；低折射率层510，设置在平坦化层420上；以及高折射率层520，设置在低折射率层510上。

基底110可以是由玻璃、石英、陶瓷、塑料等制成的绝缘基底或者由不锈钢等制成的金属基底。基底110可以是柔性的、可拉伸的、可折叠的、可弯曲的和/或可卷曲的。由于基底110可以是柔性的、可拉伸的、可折叠的、可弯曲的和/或可卷曲的，所以显示装置也可以是柔性的、可拉伸的、可折叠的、可弯曲的和/或可卷曲的。

缓冲层120可以设置在基底110上。缓冲层120可以形成为氮化硅(sinx)的单层，或者可以形成为其中堆叠有氮化硅(sinx)和氧化硅(siox)的多层。缓冲层120用于使表面平坦化，同时防止诸如杂质或湿气的不期望的材料经由其渗透。可以省略缓冲层120。缓冲层120可以形成为覆盖基底110的整个顶表面。

半导体135设置在缓冲层120上。半导体135可以由多晶半导体材料或氧化物半导体材料制成。另外，半导体135包括其中未掺杂杂质的沟道区131以及设置在沟道区131的相对侧并且掺杂有杂质的接触掺杂区132和133。接触掺杂区132和133包括源区132和漏区133。用于掺杂接触掺杂区132和133的杂质可以根据薄膜晶体管的种类而变化。

栅极绝缘层140设置在半导体135上。栅极绝缘层140可以由诸如氮化硅(sinx)或氧化硅(siox)的无机绝缘材料制成。

栅电极125设置在栅极绝缘层140上。栅电极125可以与半导体135的至少一些叠置，并且可以与沟道区131叠置。在这种情况下，“叠置”可以意味着在剖视图中沿垂直方向设置在另一元件的顶部上。

层间绝缘层160设置在栅电极125和栅极绝缘层140上。层间绝缘层160可以由无机绝缘材料或有机绝缘材料制成。

在栅极绝缘层140和层间绝缘层160中形成有与半导体135的至少一部分叠置的接触孔162和164。接触孔162和164分别使半导体135的接触掺杂区132和133暴露。

源电极173和漏电极175设置在层间绝缘层160上。另外，源电极173和漏电极175通过接触孔162和164分别连接到半导体135的源区132和漏区133。

如上所述，半导体135、栅电极125、源电极173和漏电极175构成一个薄膜晶体管。薄膜晶体管的结构不限于前述示例，并且可以修改为各种可选择的结构。有机发光二极管显示器可以包括开关晶体管和驱动晶体管，前述薄膜晶体管可以是驱动晶体管。尽管未示出，但可以提供开关薄膜晶体管。

钝化层180设置在薄膜晶体管和层间绝缘层160上。钝化层180用于去除前述结构的台阶和/或使台阶平坦化，从而增大将要形成在其上的有机发光二极管oled的发光效率。与漏电极175的至少一些叠置的接触孔182形成在钝化层180中。

钝化层180可以由聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯撑树脂、聚苯硫醚树脂和/或苯并环丁烯(bcb)形成。

有机发光二极管oled设置在钝化层180上。有机发光二极管oled包括第一电极191、设置在第一电极191上的第二电极270以及设置在第一电极191与第二电极270之间的有机发射层370。

第一电极191设置在钝化层180上。第一电极191可以由诸如氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氧化锌(zno)、氧化铟(in2o3)等的透明导电材料形成，或者由诸如锂(li)、钙(ca)、氟化锂/钙(lif/ca)、氟化锂/铝(lif/al)、铝(al)、银(ag)、镁(mg)、金(au)等的反射金属形成。第一电极191经由形成在钝化层180中的接触孔182电连接到薄膜晶体管的漏电极175，以用作有机发光二极管oled的阳极。

第一电极191可以包括包含透明导电材料的第一透明电极和第二透明电极以及设置在第一透明电极与第二透明电极之间以与第二电极270一起形成微腔的半透射层。例如，第一电极191可以形成为包括由透明导电材料制成的层和由反射金属材料制成的层的多层。

像素限定层350设置在第一电极191的边缘部分上和钝化层180上。像素限定层350可以包括诸如聚丙烯酸酯树脂和聚酰亚胺树脂的树脂和/或硅基无机材料。

有机发射层370设置在第一电极191上。有机发射层370可以包括发射层、空穴注入层(hil)、空穴传输层(htl)、电子传输层(etl)和/或电子注入层(eil)。

有机发射层370可以包括用于发射红光的红色有机发射层、用于发射绿光的绿色有机发射层和用于发射蓝光的蓝色有机发射层中的一个。红色有机发射层、绿色有机发射层和蓝色有机发射层分别设置在不同的像素处，以通过不同颜色的像素的结合实现彩色图像。

可选择地，有机发射层370可以具有红色有机发射层、绿色有机发射层和蓝色有机发射层分别堆叠在对应的像素上的结构。在这种情况下，可以通过针对每个像素形成红色滤色器、绿色滤色器或蓝色滤色器实现彩色图像。在另一示例中，通过在每个像素处形成用于发射白光的白色有机发射层并且通过针对每个像素形成红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器，可以实现彩色图像。当通过使用白色有机发射层和彩色滤色器实现彩色图像时，无需用于在每个对应的像素(红色像素、绿色像素和蓝色像素)上分别沉积红色有机发射层、绿色有机发射层和蓝色有机发射层的沉积掩模。

这里描述的白色有机发射层可以形成为单个有机发射层，或者可以形成为堆叠的多个有机发射层，使得可以发射白光。例如，可以包括通过将至少一个黄色有机发射层和至少一个蓝色有机发射层结合来发射白光的结构、通过将至少一个青色有机发射层和至少一个红色有机发射层结合来发射白光的结构以及通过将至少一个品红色有机发射层和至少一个绿色有机发射层结合来发射白光的结构。

第二电极270设置在有机发射层370和像素限定层350上。第二电极270可以由诸如氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氧化锌(zno)、氧化铟(in2o3)等的透明导电材料形成，或者由诸如锂(li)、钙(ca)、氟化锂/钙(lif/ca)、氟化锂/铝(lif/al)、铝(al)、银(ag)、镁(mg)、金(au)等的反射金属形成。第二电极270用作有机发光二极管oled的阴极。

平坦化层420设置在第二电极270上。第二电极270的顶表面可以是不平坦的。第二电极270的与像素限定层350叠置的部分可以突出超过其它部分。这可以是由像素限定层350比其它构成元件厚而引起的。平坦化层420可以由透明有机材料形成。例如，平坦化层420可以由聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯撑树脂、聚苯硫醚树脂和/或苯并环丁烯(bcb)形成。

平坦化层420形成为足够厚，使得其顶表面可以被平坦化。当基底110弯曲以实施柔性显示装置等时，平坦化层420可用于吸收传递到诸如薄膜晶体管、第一电极191和第二电极270等元件的冲击，以增大元件的安全性。

缓冲层410可以进一步设置在第二电极270与平坦化层420之间。缓冲层410可以由无机绝缘材料制成，并且可以具有单层或多层结构。例如，缓冲层410可以由氮氧化硅(sion)制成。缓冲层410可以用于保护有机发光二极管oled。在一些情况下，可以省略缓冲层410。

低折射率层510设置在平坦化层420上，以与像素限定层350叠置。低折射率层510可以与像素限定层350的除了其边缘的部分之外的大部分区域叠置。低折射率层510示出为完全不与第一电极191叠置，但在一些情况下可以与第一电极191的边缘的部分叠置。

在有机发射层370与第一电极191和第二电极270接触的区域中发射光。因此，第一电极191、有机发射层370和第二电极270全部都叠置的区域可以被认作发射区er。发射从有机发射层370产生的光的发射区er可以与低折射率层510分开。例如，发射区er可不与低折射率层510叠置。后面将进一步描述发射区er与低折射率层510之间的距离以及低折射率层510的厚度等。

低折射率层510的侧表面可以相对于平坦化层420倾斜。例如，低折射率层510可以在其端部处具有锥形形状。后面将进一步描述低折射率层510的锥形角。

高折射率层520设置在平坦化层420上以与第二电极270叠置。高折射率层520也可以与像素限定层350叠置，并且可以设置在低折射率层510上以覆盖低折射率层510。高折射率层520可以形成为覆盖基底110的整个顶表面。

高折射率层520可以具有比低折射率层510的折射率高的折射率。

高折射率层520可以由透明有机材料形成。

高折射率层520可以形成为足够厚，使得其顶表面是平坦的(例如，平面的)。高折射率层520可以由具有比制成低折射率层510的材料的折射率高的折射率的材料制成。高折射率层520可以接触低折射率层510。当在发射区er中产生的光通过高折射率层520引入到低折射率层510中时，光朝向其前表面被全部反射。

在下文中，将参照图2描述用于引导全反射的低折射率层510的锥形角。

图2是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的一些层的剖视图。图2示出了缓冲层430、低折射率层510和高折射率层520，箭头指示光路。

在有机发射层370中产生的一些光可以朝向屏幕的前侧发射，例如，在与基底110垂直的方向上发射。一些光相对于基底110以斜角度穿过，并且通过高折射率层520引入到低折射率层510中。当从具有高折射率的介质穿到具有低折射率的介质时，光在入射角大于临界角的情况下可以在它们之间的界面处被全部反射，这被称为全反射。可以通过使用等式1来调节低折射率层510的锥形角(θ)，使得通过高折射率层520引入到低折射率层510中的光可以被全部反射。

[等式1]

(n1：低折射率层的折射率，n2：高折射率层的折射率，θ：低折射率层相对于低折射率层的底部水平表面的锥形角)

例如，低折射率层510的折射率可以是1.5，高折射率层520的折射率可以是1.65。在这种情况下，低折射率层510的锥形角(θ)可以是65.38°(arcsin(1.5/1.65))或更大，并且可以是90°或更小(其中arcsin(x)表示以度为单位的角度)。

这里，通过使经高折射率层520引入到低折射率层510中的光被全部反射并朝向屏幕的前侧发射，可以减小将要损失的光量，从而增大透光率。

在下文中，将参照图3和图4描述低折射率层510的厚度和发射区er与低折射率层510之间的距离。

图3是示出根据本公开的示例性实施例的相对于显示装置的低折射率层的厚度的前效率增量的曲线图。前效率增量表示朝向屏幕的前侧发射的光量的增量。图4是示出根据本发明的示例性实施例的相对于显示装置的低折射率层与发射区之间的水平距离的前效率增量的曲线图。

如图3中所示，随着低折射率层510的厚度th增大，前效率增量趋向于逐渐增大，然后在某一点处再次减小。红光、绿光和蓝光中的每个具有前效率增量为最大值的不同点。对于白光，看出的是，当低折射率层510的厚度th为大约5μm时，前效率增大了40％而达到最大值。另外，看出的是，当低折射率层510的厚度th为大约4μm或更大且大约8μm或更小时，前效率增大了至少大约30％。因此，低折射率层510的厚度th可以优选为大约4μm或更大且大约8μm或更小。此外，低折射率层510的厚度th可以更优选为大约5μm。

如图4中所示，随着发射区er与低折射率层510之间的水平距离sc变大，前效率增量趋向于逐渐增大，然后在某一点处再次减小。发射区er和低折射率层510彼此水平和垂直分开，并且水平距离sc表示当从与基底110的顶表面垂直的方向观看时，发射区er与低折射率层510之间的距离。红光、绿光和蓝光中的每个具有前效率增量为最大值的不同的点。对于白光，看出的是，当发射区er与低折射率层510之间的水平距离sc为大约1.5μm时，前效率增大了40％而达到最大值。另外，看出的是，当发射区er与低折射率层510之间的水平距离sc为大约0.5μm或更大且大约3μm或更小时，前效率增大了至少大约30％。因此，发射区er与低折射率层510之间的水平距离sc可优选为大约0.5μm或更大且大约3μm或更小。

此外，发射区er与低折射率层510之间的水平距离sc可以优选为大约1.5μm。

缓冲层430可以进一步设置在平坦化层420与低折射率层510之间。另外，缓冲层430也可以设置在平坦化层420与高折射率层520之间。例如，缓冲层430可以完全设置在平坦化层420上。

缓冲层430可以由无机绝缘材料制成，并且可以具有单层或多层结构。例如，缓冲层430可以由氮化硅(sinx)制成。缓冲层430可以用于防止诸如氧和湿气的不必要的组分经由其渗透。

偏振器610和盖窗620可以设置在高折射率层520上。偏振器610可以设置在高折射率层520与盖窗620之间。然而，本发明不限于此，并且可以改变偏振器610和盖窗620的位置。可以提供附加层，并且可以省略前述层中的一些。

盖窗620可用于保护显示装置免受外部干扰。盖窗620可以由单层或多层形成。

在下文中，将参照图5至图9来描述平坦化层420的厚度。

图5是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的各种层的剖视图，

图6是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的发射区er和光提取区xr的俯视平面图。图5和图6示出了平坦化层420的厚度to为第一厚度t1的情况。图7是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的各种层的剖视图，图8是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的发射区er和光提取区xr的俯视平面图。图7和图8示出了平坦化层420的厚度to为第二厚度t2的情况。第一厚度t1与第二厚度t2不同。图9是示出根据平坦化层的厚度的光提取效率的曲线图。

如图5和图7中所示，可以通过使从有机发光二极管oled发射的光经高折射率层520引入到低折射率层510中并且朝向屏幕的前侧被全部反射来执行光提取。图6和图8示出了可以通过高折射率层520的折射率与低折射率层510的折射率之间的差来提取光的光提取区xr。光提取区xr设置在发射区er内部。

在图5中，平坦化层420的厚度to为第一厚度t1。在图7中，平坦化层420的厚度to为第二厚度t2，第二厚度t2比第一厚度t1厚。参照图5至图8，看出的是，光提取区xr根据平坦化层420的厚度to而变化。因此，可以根据平坦化层420的厚度的变化来对光提取效率进行改变。

参照图9，看出的是，当平坦化层420的厚度为大约4μm或更大且大约10μm或更小时，白光的光提取效率为大约10％或更大且40％或更小。因此，平坦化层420可以具有在大约4μm或更大且大约10μm或更小的范围内的厚度。例如，平坦化层420可以具有在大约7μm或更大且大约8μm或更小的范围内的厚度。

另外，平坦化层420的折射率大于低折射率层510的折射率，并且小于高折射率层520的折射率。

根据本发明的示例性实施例的显示装置可以包括多个像素，已经描述了一个像素的结构。在下文中，将参照图10至图12描述像素的平面形状和布置。

图10至图12示出了根据本发明的示例性实施例的显示装置的多个像素的各种布置形状的图。

如图10中所示，像素可以以pentile矩阵形式布置。像素可以包括红色发射区err、绿色发射区erg和蓝色发射区erb。红色发射区err、绿色发射区erg和蓝色发射区erb中的每个可以形成为具有诸如基本四边形形状或八边形形状的多边形形状。

红色发射区err和绿色发射区erg可以在对角线方向上交替布置，蓝色发射区erb和绿色发射区erg可以在对角线方向上交替布置。红色发射区err、绿色发射区erg和蓝色发射区erb可以分别设置在不同的像素中，并且可以通过其组合实现彩色图像。

低折射率层510可以形成为围绕红色发射区err、绿色发射区erg和蓝色发射区erb。低折射率层510可不与红色发射区err、绿色发射区erg或蓝色发射区erb叠置。

像素的形状和布置不限于此。例如，如图11和图12中所示，像素可以沿行方向和列方向以矩阵形式设置。

如图11中所示，像素的发射区er可以具有四边形形状，并且它们全部可以具有相同的尺寸。可选择地，如图12中所示，像素的发射区er可以具有圆形形状。

在下文中，将参照图13描述根据本发明的示例性实施例的显示装置。

由于图13中示出的显示装置与图1中示出的显示装置基本相同，所以将省略类似特征的描述，并且可以假设图13中未描述的特征可以与图1的对应特征类似或相同。图13的布置与前述示例性实施例的不同之处在于在低折射率层510上进一步设置了光阻挡构件530。

图13是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的剖视图。在图13中，省略了诸如基底、薄膜晶体管等的一些构成元件。

如图13中所示，与前述示例性实施例类似，根据本发明的示例性实施例的显示装置包括：基底(未示出)；第一电极191、有机发射层370和第二电极270，设置在基底上；平坦化层420，设置在第二电极270上；以及低折射率层510和高折射率层520，设置在平坦化层420上。

有机发射层370可以包括红色有机发射层370r、绿色有机发射层370g和蓝色有机发射层370b。

显示装置可以进一步包括设置在低折射率层510上的光阻挡构件530。光阻挡构件530设置在相邻的发射区之间。光阻挡构件530可以与红色有机发射层370r和绿色有机发射层370g之间的区域叠置，并且可以与绿色有机发射层370g和蓝色有机发射层370b之间的区域叠置。光阻挡构件530可以与低折射率层510和像素限定层350叠置。

光阻挡构件530包括光阻挡材料，并且用于防止外部光被反射和识别。

在下文中，将参照图14描述根据本发明的示例性实施例的显示装置。

由于图14中示出的显示装置与图1中示出的显示装置基本相同，所以将省略类似特征的描述，并且可以假设图14中未描述的特征可以与图1的对应特征类似或相同。图14的布置与前述示例性实施例的不同之处在于高折射率层520包括彩色滤色器230r、230g和230b。

图14是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的剖视图。在图14中，省略了诸如基底、薄膜晶体管等的一些构成元件。

如图14中所示，与前述示例性实施例类似，显示装置包括：基底(未示出)；第一电极191、有机发射层370和第二电极270，设置在基底上；平坦化层420，设置在第二电极270上；以及低折射率层510和高折射率层520，设置在平坦化层420上。

在本示例性实施例中，高折射率层520可以包括彩色滤色器230r、230g和230b。彩色滤色器230r、230g和230b可以包括红色滤色器230r、绿色滤色器230g和蓝色滤色器230b。红色滤色器230r可以与红色有机发射层370r叠置，绿色滤色器230g可以与绿色有机发射层370g叠置，蓝色滤色器230b可以与蓝色有机发射层370b叠置。

光阻挡构件530可以设置在红色滤色器230r与绿色滤色器230g之间，并且可以设置在绿色滤色器230g与蓝色滤色器230b之间。

通过进一步包括彩色滤色器230r、230g和230b，可以省略偏振器。光在通过偏振器时发生光损失。然而，根据本发明的示例性实施例，通过省略偏振器可以进一步增大透光率。

这里描述的示例性实施例是说明性的，并且可以在不脱离本公开的精神或所附权利要求的范围的情况下引入许多变化。例如，不同的示例性实施例的元件和/或特征可以在本公开和所附权利要求的范围内彼此结合和/或彼此替换。