微型顯示器件的制作方法

本實用新型涉及微型顯示器件。

背景技術：

目前微型顯示器件的主流技術是使用白光有機發光層搭配彩色濾光膜實現全彩化。圖1示出現有技術的顯示器件的結構，其中，包括彩色濾光膜1、背板2和子像素3。該現有技術的有機發光器件所發出的光在向外傳播的過程中有較大的損失，光取出效率不高。

因此，有必要進一步增加微型顯示器件的光取出效率。

技術實現要素：

本實用新型目的之一在于提供一種能夠提高光取出效率的微型顯示器件。

本實用新型之另一目的之一在于提供一種在彩色濾光膜表面形成微結構的方法，以提高微型顯示器件的光取出效率。

為此，本實用新型提供一種微型顯示器件，其包括白色有機發光層和彩色濾光膜，在該彩色濾光膜的表面形成有由刻蝕工藝圖形化的微結構，在該彩色濾光膜的表面形成有由刻蝕工藝圖形化的微結構，以減少由所述白光有機發光層所發出的光在向外傳播的過程中在界面的損失。

作為優選，所述刻蝕工藝包括涂膠、曝光、刻蝕和去膠。

由于在該彩色濾光膜的表面形成有由刻蝕工藝圖形化的微結構，本實用新型的微型顯示器件能夠減少有機發光器件所發出的光在向外傳播的過程中的損失，可實現更高的光取出效率，從而實現了顯示器件的低功耗化，并降低了發熱。

另外，本實用新型還提供一種在彩色濾光膜的表面圖形化微結構的方法，其包括：(1)涂膠，在彩色濾光膜的表面上涂光刻膠；(2)曝光，通過光刻方式在彩色濾光膜表面形成遮擋圖案；(3)刻蝕，在該彩色濾光膜的表面形成微結構；以及(4)去膠，去除光刻膠。

所述彩色濾光膜具有基體和三個不同透通帶寬的濾光片，所述濾光片按單個隊列排列設置在基體上，所述濾光片表層還設有透明的保護層；所述基體選自氧化鋁基或復合無機非金屬材料基；所述基體的厚度為5-10mm；所述的基體為光學薄膜介質材料。

所述復合無機非金屬材料基體的原料組份及重量配比為碳化硅5-15份，氮化硅15-20份，碳化硼15-20份，六方氮化硼1-5份，玻璃纖維7-10份，氧化鋁1-5份，氧化鋯1-5份，石墨20-30份，酚醛樹脂50-100份。

所述彩色濾光膜為氧化鋯-氧化硅薄膜，所述氧化鋯-氧化硅薄膜的制備方法為其構成包括沉積在基體上的氧化鋯-氧化硅薄膜和旋涂在氧化鋯-氧化硅薄膜上的腙類金屬螯合物有機薄膜；所述的氧化鋯-氧化硅薄膜的厚度為50～500nm，該氧化鋯-氧化硅薄膜的成分比為氧化鋯：氧化硅＝50-60mol％：50-40mol％；所述的腙類金屬螯合物有機薄膜為厚度50～150nm的腙鎳螯合物、或腙鈷螯合物、或腙銅螯合物、或腙鋅螯合物。

所述方法包括下列步驟：

步驟一、基體清洗：所述的基體表面粗糙度小于2nm，基體經去離子水浸泡超聲清洗，無水乙醇超聲清洗，最后取出用純度99.9％的高壓氮氣吹干，置于干燥器中備用；PC片表面粗糙度小于2nm，制備薄膜之前用純度99.9％的高壓氮氣清潔；

步驟二、基體和濺射靶材安裝：將所述的基體固定在磁控濺射儀的基體托上，然后把基體托夾持在磁控濺射儀真空腔里的基體座上，把所述的氧化鋯-氧化硅靶材置于靶基座上固定好，調節靶材與基體之間的距離到6cm，然后關閉真空腔蓋開始抽真空，直至腔內真空度優于1×10^-4Pa；將裝有待刻蝕的氧化鋯-氧化硅薄膜的支架置于磁控濺射設備的真空腔室中，向真空腔室通入惰性氣體，惰性氣體的流速為25-30sccm；

步驟三、濺射氧化鋯-氧化硅薄膜，調節真空腔室的抽氣閥門，使真空腔室的氣壓為0.1-0.4Pa，調節磁控濺射儀的射頻電源控制濺射功率并利用計算機控制程序控制濺射時間進行濺射，濺射完成后，依次關閉射頻電源、氣體流量計，打開閘板閥抽氣10min后關閉閘板閥，放氣，打開磁控濺射儀的真空腔，取出制備的單層氧化鋯-氧化硅薄膜樣品；打開陰極燈絲電源、接著打開加速極電源，最后打開中和燈絲電源，使電離惰性原子的陰極燈絲電流為0.1-1A，中和惰性離子的中和燈絲電流為5-15A，實現對氧化鋯-氧化硅薄膜的刻蝕；

步驟四、旋涂腙類金屬螯合物有機薄膜：稱取150mg腙類金屬螯合物溶解于5mL四氟丙醇中，超聲波振蕩至完全溶解，配制成30mg/mL的四氟丙醇溶液，然后用孔徑為0.22μm的微孔過濾器過濾，濾液用作涂膜溶液，制膜在室溫(25±2℃)和相對濕度45％下進行，將旋涂液滴加在上述制備的氧化鋯-氧化硅薄膜樣品上，控制勻膠階段轉速1000～2000轉/分和時間10～15秒，在高速溶液旋涂薄膜制備設備上完成腙類金屬螯合物有機薄膜的制備；

步驟五、激光輻照：將所述的有機無機復合激光熱刻蝕薄膜置于激光直寫裝置的高精度二維工作平臺上，依次打開計算機程序、激光器和信號發生器，采用波長350nm的半導體脈沖激光直接輻照該有機無機復合激光熱刻蝕薄膜；

步驟六、去除有機薄膜：用四氟丙醇淋洗激光輻照后的有機無機復合激光熱刻蝕薄膜表面5～6遍，溶解去除腙類金屬螯合物有機薄膜；

步驟七、顯影：將45wt％的分析純氫氟酸稀釋到15wt％，然后加入分析純氟化銨，配制成氫氟酸和氟化銨的質量比為1∶1的溶液，以該溶液作為顯影液對所述的氧化鋯-氧化硅薄膜顯影20～300s，便可制備出需要的微納圖形結構。

有益效果

上述技術方案提供了一種在彩色濾光膜的表面圖形化微結構的方法，采用涂膠、曝光、刻蝕、去膠的工藝流程在彩色濾光膜表面形成微結構，從而減少光發射出來過程中在界面的損失，可實現更高的光取出效率，從而實現了顯示器件的低功耗化，并降低了發熱。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，本申請的附圖僅僅是用于幫助解釋和說明本實用新型的構思。

圖1示出現有技術的顯示器件的結構。

圖2示出本實用新型的顯示器件的結構。

圖3示出本實用新型的顯示器件的彩色濾光膜的加工工藝。

圖4是本實用新型的顯示器件的彩色濾光膜的加工流程圖。

附圖標記說明：

1是彩色濾光膜；2是背板；3是子像素；4是微結構；5是遮擋圖案。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖描述本實用新型的顯示器件的實施例以及在彩色濾光膜表面形成微結構的方法的實施例。

在此記載的實施例為本實用新型的特定的具體實施方式，用于說明本實用新型的構思，均是解釋性和示例性的，不應解釋為對本實用新型實施方式及本實用新型范圍的限制。除在此記載的實施例外，本領域技術人員還能夠基于本申請權利要求書和說明書所公開的內容采用顯而易見的其它技術方案，這些技術方案包括采用對在此記載的實施例的做出任何顯而易見的替換和修改的技術方案。

本說明書的附圖為示意圖，輔助說明本實用新型的構思，示意性地表示各部分的形狀及其相互關系。相同的參考標記用于表示相似的部分。此外，在參照附圖進行描述時，為了表述方便，采用了方位詞如“上”、“下”等，它們并不構成對特征的結構特定地限制。

圖2示出本實用新型的微型顯示器件的結構，其包括彩色濾光膜1、背板2和子像素3，背板2和子像素3構成白色有機發光層，在彩色濾光膜1的上表面已形成有微結構5。微結構5是由刻蝕工藝圖形化而形成的。

由于在該彩色濾光膜的上表面形成有由刻蝕工藝圖形化的微結構，本實用新型的微型顯示器件能夠減少有機發光器件所發出的光在向外傳播的過程中的損失，由此，可實現更高的光取出效率，從而實現了顯示器件的低功耗化，并降低了發熱。

如前所述，本實用新型中的微結構5是由刻蝕工藝圖形化而形成的。圖3示出本實用新型的顯示器件的彩色濾光膜的加工工藝，具體而言是示出在彩色濾光膜1的表面上形成有遮擋圖案4，以進行后續的刻蝕操作。圖4是本實用新型的顯示器件的彩色濾光膜的加工流程圖。

參見圖3和4，本實用新型的形成微結構5的刻蝕工藝包括涂膠、曝光、刻蝕、去膠的四個步驟，更具體地說，該刻蝕工藝包括：

(1)涂膠，在彩色濾光膜1的表面上涂光刻膠；

(2)曝光，通過光刻方式在彩色濾光膜1的表面形成遮擋圖案4；

(3)刻蝕，在該彩色濾光膜1的表面形成微結構5；以及

(4)去膠，去除光刻膠。

刻蝕步驟的目的是把經曝光、顯影后光刻膠微圖形中下層材料的裸露部分去掉，即在下層材料上重現與光刻膠相同的圖形。經過刻蝕后，已經不再需要光刻膠做保護層，因此可以將光刻膠從硅表面除去，形成微結構4。

本實用新型的刻蝕既可以采用干法刻蝕，也可以采用濕法刻蝕。干法刻蝕是以等離子體進行薄膜刻蝕的技術，一般是借助等離子體中產生的粒子轟擊刻蝕區，它是各向異性的刻蝕技術，即在被刻蝕的區域內，各個方向上的刻蝕速度不同。濕法刻蝕是將被刻蝕材料浸泡在腐蝕液內進行腐蝕的技術，這是各向同性的刻蝕方法，利用化學反應過程去除待刻蝕區域的薄膜材料。

去膠步驟可以進一步包括以下步驟：(1)使用濕法刻蝕去除光刻膠；(2)使用酸溶液洗滌光纖面板的光刻膠殘留；(3)加熱堿溶液，使用堿溶液洗滌；(4)將使用堿溶液洗滌完的光纖面板放入水中，持續通入臭氧；(5)加入氯水；(6)使用有機溶劑浸泡。

實施例1

所述復合無機非金屬材料基體的原料組份及重量配比為碳化硅5份，氮化硅15份，碳化硼15份，六方氮化硼1份，玻璃纖維7份，氧化鋁1份，氧化鋯1份，石墨20份，酚醛樹脂50份。

所述彩色濾光膜為氧化鋯-氧化硅薄膜，所述氧化鋯-氧化硅薄膜的制備方法為其構成包括沉積在基體上的氧化鋯-氧化硅薄膜和旋涂在氧化鋯-氧化硅薄膜上的腙類金屬螯合物有機薄膜；所述的氧化鋯-氧化硅薄膜的厚度為50nm，該氧化鋯-氧化硅薄膜的成分比為氧化鋯：氧化硅＝50mol％：50mol％；所述的腙類金屬螯合物有機薄膜為厚度50nm的腙鎳螯合物、或腙鈷螯合物、或腙銅螯合物、或腙鋅螯合物。

所述方法包括下列步驟：

步驟一、基體清洗：所述的基體表面粗糙度小于2nm，基體經去離子水浸泡超聲清洗，無水乙醇超聲清洗，最后取出用純度99.9％的高壓氮氣吹干，置于干燥器中備用；PC片表面粗糙度小于2nm，制備薄膜之前用純度99.9％的高壓氮氣清潔；

步驟二、基體和濺射靶材安裝：將所述的基體固定在磁控濺射儀的基體托上，然后把基體托夾持在磁控濺射儀真空腔里的基體座上，把所述的氧化鋯-氧化硅靶材置于靶基座上固定好，調節靶材與基體之間的距離到6cm，然后關閉真空腔蓋開始抽真空，直至腔內真空度優于1×10^-4Pa；將裝有待刻蝕的氧化鋯-氧化硅薄膜的支架置于磁控濺射設備的真空腔室中，向真空腔室通入惰性氣體，惰性氣體的流速為25sccm；

步驟三、濺射氧化鋯-氧化硅薄膜，調節真空腔室的抽氣閥門，使真空腔室的氣壓為0.1Pa，調節磁控濺射儀的射頻電源控制濺射功率并利用計算機控制程序控制濺射時間進行濺射，濺射完成后，依次關閉射頻電源、氣體流量計，打開閘板閥抽氣10min后關閉閘板閥，放氣，打開磁控濺射儀的真空腔，取出制備的單層氧化鋯-氧化硅薄膜樣品；打開陰極燈絲電源、接著打開加速極電源，最后打開中和燈絲電源，使電離惰性原子的陰極燈絲電流為0.1A，中和惰性離子的中和燈絲電流為5A，實現對氧化鋯-氧化硅薄膜的刻蝕；

步驟四、旋涂腙類金屬螯合物有機薄膜：稱取150mg腙類金屬螯合物溶解于5mL四氟丙醇中，超聲波振蕩至完全溶解，配制成30mg/mL的四氟丙醇溶液，然后用孔徑為0.22μm的微孔過濾器過濾，濾液用作涂膜溶液，制膜在室溫(25±2℃)和相對濕度45％下進行，將旋涂液滴加在上述制備的氧化鋯-氧化硅薄膜樣品上，控制勻膠階段轉速1000～2000轉/分和時間10秒，在高速溶液旋涂薄膜制備設備上完成腙類金屬螯合物有機薄膜的制備；

步驟五、激光輻照：將所述的有機無機復合激光熱刻蝕薄膜置于激光直寫裝置的高精度二維工作平臺上，依次打開計算機程序、激光器和信號發生器，采用波長350nm的半導體脈沖激光直接輻照該有機無機復合激光熱刻蝕薄膜；

步驟六、去除有機薄膜：用四氟丙醇淋洗激光輻照后的有機無機復合激光熱刻蝕薄膜表面5～6遍，溶解去除腙類金屬螯合物有機薄膜；

步驟七、顯影：將45wt％的分析純氫氟酸稀釋到15wt％，然后加入分析純氟化銨，配制成氫氟酸和氟化銨的質量比為1∶1的溶液，以該溶液作為顯影液對所述的氧化鋯-氧化硅薄膜顯影20s，便可制備出需要的微納圖形結構。

上述技術方案提供了一種在彩色濾光膜的表面圖形化微結構的方法，采用涂膠、曝光、刻蝕、去膠的工藝流程在彩色濾光膜表面形成微結構，從而減少光發射出來過程中在界面的損失，可實現更高的光取出效率，從而實現了顯示器件的低功耗化，并降低了發熱。

實施例2

所述復合無機非金屬材料基體的原料組份及重量配比為碳化硅15份，氮化硅20份，碳化硼20份，六方氮化硼5份，玻璃纖維10份，氧化鋁5份，氧化鋯5份，石墨30份，酚醛樹脂100份。

所述彩色濾光膜為氧化鋯-氧化硅薄膜，所述氧化鋯-氧化硅薄膜的制備方法為其構成包括沉積在基體上的氧化鋯-氧化硅薄膜和旋涂在氧化鋯-氧化硅薄膜上的腙類金屬螯合物有機薄膜；所述的氧化鋯-氧化硅薄膜的厚度為500nm，該氧化鋯-氧化硅薄膜的成分比為氧化鋯：氧化硅＝60mol％：40mol％；所述的腙類金屬螯合物有機薄膜為厚度150nm的腙鎳螯合物、或腙鈷螯合物、或腙銅螯合物、或腙鋅螯合物。

所述方法包括下列步驟：

步驟一、基體清洗：所述的基體表面粗糙度小于2nm，基體經去離子水浸泡超聲清洗，無水乙醇超聲清洗，最后取出用純度99.9％的高壓氮氣吹干，置于干燥器中備用；PC片表面粗糙度小于2nm，制備薄膜之前用純度99.9％的高壓氮氣清潔；

步驟二、基體和濺射靶材安裝：將所述的基體固定在磁控濺射儀的基體托上，然后把基體托夾持在磁控濺射儀真空腔里的基體座上，把所述的氧化鋯-氧化硅靶材置于靶基座上固定好，調節靶材與基體之間的距離到6cm，然后關閉真空腔蓋開始抽真空，直至腔內真空度優于1×10^-4Pa；將裝有待刻蝕的氧化鋯-氧化硅薄膜的支架置于磁控濺射設備的真空腔室中，向真空腔室通入惰性氣體，惰性氣體的流速為30sccm；

步驟三、濺射氧化鋯-氧化硅薄膜，調節真空腔室的抽氣閥門，使真空腔室的氣壓為0.4Pa，調節磁控濺射儀的射頻電源控制濺射功率并利用計算機控制程序控制濺射時間進行濺射，濺射完成后，依次關閉射頻電源、氣體流量計，打開閘板閥抽氣10min后關閉閘板閥，放氣，打開磁控濺射儀的真空腔，取出制備的單層氧化鋯-氧化硅薄膜樣品；打開陰極燈絲電源、接著打開加速極電源，最后打開中和燈絲電源，使電離惰性原子的陰極燈絲電流為1A，中和惰性離子的中和燈絲電流為15A，實現對氧化鋯-氧化硅薄膜的刻蝕；

步驟四、旋涂腙類金屬螯合物有機薄膜：稱取150mg腙類金屬螯合物溶解于5mL四氟丙醇中，超聲波振蕩至完全溶解，配制成30mg/mL的四氟丙醇溶液，然后用孔徑為0.22μm的微孔過濾器過濾，濾液用作涂膜溶液，制膜在室溫(25±2℃)和相對濕度45％下進行，將旋涂液滴加在上述制備的氧化鋯-氧化硅薄膜樣品上，控制勻膠階段轉速2000轉/分和時間15秒，在高速溶液旋涂薄膜制備設備上完成腙類金屬螯合物有機薄膜的制備；

步驟五、激光輻照：將所述的有機無機復合激光熱刻蝕薄膜置于激光直寫裝置的高精度二維工作平臺上，依次打開計算機程序、激光器和信號發生器，采用波長350nm的半導體脈沖激光直接輻照該有機無機復合激光熱刻蝕薄膜；

步驟六、去除有機薄膜：用四氟丙醇淋洗激光輻照后的有機無機復合激光熱刻蝕薄膜表面6遍，溶解去除腙類金屬螯合物有機薄膜；

步驟七、顯影：將45wt％的分析純氫氟酸稀釋到15wt％，然后加入分析純氟化銨，配制成氫氟酸和氟化銨的質量比為1∶1的溶液，以該溶液作為顯影液對所述的氧化鋯-氧化硅薄膜顯影300s，便可制備出需要的微納圖形結構。

上述技術方案提供了一種在彩色濾光膜的表面圖形化微結構的方法，采用涂膠、曝光、刻蝕、去膠的工藝流程在彩色濾光膜表面形成微結構，從而減少光發射出來過程中在界面的損失，可實現更高的光取出效率，從而實現了顯示器件的低功耗化，并降低了發熱。

以上對本實用新型的顯示器件以及彩色濾光膜圖形化微結構的方法的實施方式進行了說明。對于本實用新型的微結構的具體特征如形狀、尺寸和位置可以上述披露的特征的作用進行具體設計，這些設計均是本領域技術人員能夠實現的。而且，上述披露的各技術特征并不限于已披露的與其它特征的組合，本領域技術人員還可根據實用新型之目的進行各技術特征之間的其它組合，以實現本實用新型之目的為準。