有機發光二極管背板和有機發光二極管顯示裝置的制作方法

本實用新型涉及顯示
技術領域：
，具體涉及一種有機發光二極管背板和有機發光二極管顯示裝置。
背景技術：
：在顯示
技術領域：
，液晶顯示裝置LCD(LiquidCrystalDisplay)和有機發光二極管顯示裝置OLED(OrganicLightEmittingDiode)已經逐步取代CRT顯示器。其中，由于OLED顯示裝置具有自發光、驅動電壓低、發光效率高、響應時間短、清晰度與對比度高、近180°視角、使用溫度范圍寬等優點，且可實現柔性顯示與大面積全色顯示，有望成為繼LCD顯示技術之后的下一代平板顯示技術，是平板顯示技術中倍受關注的技術之一。目前，現有OLED存在光線輸出效率低的技術缺陷，如何提高OLED顯示裝置的光線輸出效率是本領域亟待解決的技術問題。技術實現要素：本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種OLED背板和OLED顯示裝置，以克服現有OLED存在光線輸出效率低的技術缺陷。為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種有機發光二極管背板，包括設置在基底上的像素定義層，所述像素定義層中設置有微粒子，所述微粒子的折射率小于所述像素定義層的折射率。可選地，所述微粒子為多層結構，最外層的折射率小于所述像素定義層的折射率，沿最外層向最內層方向，折射率依次遞減。可選地，所述微粒子的表面設置有反光膜。可選地，所述像素定義層由聚酰亞胺、亞克力或聚對苯二甲酸乙二醇酯制成。可選地，所述微粒子由二氧化硅或氯化鈉制成，或所述微粒子是在像素定義層中形成的空隙。可選地，所述微粒子為球形體或橢球形體。可選地，所述微粒子的直徑/等效直徑相同或不同。可選地，所述微粒子的直徑/等效直徑為100-500nm。可選地，所述微粒子的直徑/等效直徑為250-350nm。本實用新型還提供了一種有機發光二極管顯示裝置，包括如上所述的有機發光二極管背板。本實用新型提供了一種OLED背板和OLED顯示裝置，通過在像素定義層中設置微粒子，微粒子通過折射和/或反射改變像素定義層內光線的傳輸方向，有效消除了光線在傳輸過程中發生的全反射，提高了光線輸出效率，在同等功耗下增大了OLED的發光亮度。進一步地，光線的傳輸方向的改變可以避免相鄰像素有機發光層發射光的相互激發，提高了有機發光層的使用壽命。當然，實施本實用新型的任一產品或方法并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。本實用新型的其它特征和優點將在隨后的說明書實施例中闡述，并且，部分地從說明書實施例中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。附圖說明附圖用來提供對本實用新型技術方案的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本申請的實施例一起用于解釋本實用新型的技術方案，并不構成對本實用新型技術方案的限制。附圖中各部件的形狀和大小不反映真實比例，目的只是示意說明本
實用新型內容。圖1為現有OLED顯示裝置的結構示意圖；圖2為本實用新型OLED顯示裝置的結構示意圖；圖3為本實用新型AMOLED顯示裝置的結構示意圖；圖4為本實用新型微粒子通過折射消除全發射的光路示意圖；圖5為本實用新型微粒子通過反射消除全發射的光路示意圖；圖6為本實用新型雙層結構微粒子通過折射消除全發射的光路示意圖。附圖標記說明:10—基底；20—緩沖層；30—有源層；40—柵絕緣層；50—柵電極；60—層間絕緣層；70—源電極和漏電極；80—平坦層。90—連接電極；100—像素定義層；101—微粒子；101a—微粒子內層；101b—微粒子外層；110—第一電極；120—有機發光層；130—第二電極130；140—封裝層；200—封裝基底。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。經本申請發明人研究發現，現有OLED存在光線輸出效率(即外量子效率)低的原因之一，是光線在不同介質界面傳輸過程中因發生全反射所造成的光損耗。圖1為現有OLED顯示裝置的結構示意圖。現有OLED顯示裝置的主體結構包括OLED背板、OLED和封裝基底200，OLED背板包括基底10以及設置在基底上的像素定義層100，像素定義層100露出發光區域，OLED包括第一電極110、有機發光層120、第二電極130和封裝層140，有機發光層120位于發光區域內。有機發光層發出的光線，一部分經過封裝層入射至封裝基板后出射，一部分經過像素定義層入射至封裝基板后出射。通常，像素定義層的折射率約為1.8，封裝基底為玻璃基底，其折射率約為1.5，空氣的折射率約為1。根據光學原理，當光線由折射率較大的光密介質入射到折射率較小的光疏介質時，如果入射角大于光密介質與光疏介質界面的全反射角，則會發生全發射。如圖1所示，對于光線經過像素定義層入射至封裝基板后出射的光路，由于像素定義層與封裝基底、封裝基底與空氣之間存在折射率差，且有機發光層發出的光線入射到像素定義層時，入射角(入射光線與垂直出光方向的夾角)通常較大，因此，當光線R1的入射角大于像素定義層與封裝基底界面的全反射角時，光線R1在像素定義層與封裝基底界面處會發生全反射，當光線R2的入射角大于封裝基底與空氣界面的全反射角時，光線R2在封裝基底與空氣界面處會發生全反射。發生全反射會將光線限制在像素定義層內，無法從封裝基底射出而造成光損耗，不能用于顯示，從而降低光線輸出效率和發光亮度。研究表明，像素定義層與封裝基底界面處的光損約為50％，封裝基底與空氣界面處的光損耗約為30％，這樣即使內量子效率達到100％，輸出光效率也只能達到20％左右。因此，有效消除光線在傳輸過程中發生的全反射，可以極大地提高OLED的光線輸出效率。圖2為本實用新型OLED顯示裝置的結構示意圖。如圖2所示，本實用新型OLED顯示裝置的主體結構包括OLED背板、OLED和封裝基底200，OLED背板包括基底10和設置在基底10上的像素定義層100，像素定義層100中設置有微粒子101，微粒子101的折射率小于像素定義層100的折射率，微粒子101用于通過折射和/或反射改變像素定義層內光線的傳輸方向，消除光線在傳輸過程中的全反射，提高OLED背板的光線輸出效率。OLED顯示裝置按照驅動方式可以分為無源矩陣型OLED(PassiveMatrixOLED，PMOLED)和有源矩陣型OLED(ActiveMatrixOLED，AMOLED)兩大類，即直接尋址和薄膜晶體管(ThinFilmTransistor，TFT)矩陣尋址兩類。其中，AMOLED屬于主動顯示類型，采用非常薄的有機材料膜層和玻璃基底，能夠實現更輕和更薄，通常用作高清晰度的大尺寸顯示裝置。OLED顯示裝置按照出光方向可以分為三種：底發射OLED、頂發射OLED與雙面發射OLED。在底發射OLED中，光從背板方向射出，在頂發射OLED中，光從器件頂部方向射出，在雙面發射OLED中，光同時從背板方向和器件頂部方向射出。其中，頂發射OLED不受背板是否透光的影響，可有效提高開口率，有利于與晶體管背板集成，并能夠窄化光譜和提高色純度，被廣泛應用于平板顯示器件中。下面以頂發射AMOLED為例說明本實用新型的技術方案，但本實用新型的應用不限于此，也可以應用到其它類型的OLED中。第一實施例在本實施例中，微粒子是由單一材料制成的球形體、橢球形體或類似于球形體/橢球形體的物體，其直徑/等效直徑為100-500nm，直徑/等效直徑可以相同，也可以不同。實施時，像素定義層可以由聚酰亞胺、亞克力或聚對苯二甲酸乙二醇酯制成，微粒子由二氧化硅或氯化鈉制成，進一步地，微粒子也可以是在像素定義層中形成的空隙，空隙中填充空氣。優選地，微粒子的直徑/等效直徑為250-350nm。圖3為本實用新型AMOLED顯示裝置的結構示意圖。如圖3所示，AMOLED顯示裝置的主體結構包括AMOLED背板、OLED和封裝基底200，本實施例AMOLED背板具體包括基底10、緩沖層20、薄膜晶體管、平坦層80、連接電極90和像素定義層100，其中，薄膜晶體管包括有源層30、柵絕緣層40、柵電極50、層間絕緣層60、源電極和漏電極70。本實施例通過在像素定義層中設置微粒子，微粒子的折射率小于像素定義層的折射率，微粒子通過對像素定義層中傳輸的光線進行折射和/或反射處理，使得像素定義層的出射光線到達像素定義層與封裝基底界面時，光線的入射角小于像素定義層與封裝基底界面的全反射角，以及封裝基底的出射光線到達封裝基底與空氣界面時，光線的入射角小于封裝基底與空氣界面的全反射角。下面對微粒子消除全反射的原理進行詳細說明。圖4為本實用新型微粒子通過折射消除全發射的光路示意圖。如圖4所示，假設像素定義層的折射率為n1，微粒子的折射率為n2，n2小于n1，由像素定義層入射至像素定義層與微粒子界面的入射光線與第一法線S1的夾角(即入射角)為∠A，折射光線與第一法線S1的夾角(即折射角)為∠B，由微粒子內部入射至微粒子與像素定義層界面的入射光線與第二法線S2的夾角(即入射角)為∠C，折射光線與第二法線S2的夾角(即折射角)為∠D。由于微粒子的折射率n2小于像素定義層的折射率n1，根據折射率公式，當光線由像素定義層入射至像素定義層與微粒子界面時，折射角∠B大于入射角∠A，不僅使得折射光線偏向垂直出光方向，而且使得折射光線在微粒子內部傳輸到達對側微粒子與像素定義層界面的位置升高。當光線由微粒子內部入射至微粒子與像素定義層界面時，折射角∠D小于入射角∠C，使得折射光線進一步偏向垂直出光方向。這樣，當像素定義層的出射光線到達像素定義層與封裝基底界面時，光線的入射角(光線與垂直出光方向的夾角)小于像素定義層與封裝基底界面的全反射角，當封裝基底的出射光線到達封裝基底與空氣界面時，光線的入射角小于封裝基底與空氣界面的全反射角。通常，封裝基底與空氣界面的全反射角α≈42°。圖5為本實用新型微粒子通過反射消除全發射的光路示意圖。假設像素定義層的折射率為n1，微粒子的折射率為n2，n2小于n1。如圖5所示，由像素定義層入射至像素定義層與微粒子界面的入射光線與第一法線S1的夾角(即入射角)為∠A，當入射角∠A大于像素定義層與微粒子界面的全反射角時，光線會發生全反射，反射光線與第一法線S1的夾角(即反射角)為∠B，∠A等于∠B，反射光線將極大地偏向垂直出光方向。這樣，由像素定義層入射至像素定義層與微粒子界面時，當入射角大于像素定義層與微粒子界面的全反射角時，光線會發生全反射，當入射角小于像素定義層與微粒子界面的全反射角時，光線會發生兩次折射，從而改變了光線的輸出方向，使得出射光線偏向垂直出光方向，當像素定義層的出射光線到達像素定義層與封裝基底界面時，光線的入射角(光線與垂直出光方向的夾角)小于像素定義層與封裝基底界面的全反射角，當封裝基底的出射光線到達封裝基底與空氣界面時，光線的入射角小于封裝基底與空氣界面的全反射角，因而有效消除了光線在傳輸過程中發生的全反射，提高了AMOLED背板的光線輸出效率，在同等功耗下增大了OLED的發光亮度。以低溫多晶硅LTPS背板為例，本實施例AMOLED背板具體包括基底10、緩沖層20、有源層30、柵絕緣層40、柵電極50、層間絕緣層60、源電極和漏電極70、平坦層80、連接電極90、像素定義層100。如圖3所示，其中，基底10，基底10可以采用透明基底，如石英基底、玻璃基底或有機樹脂基底；緩沖層(Buffer)20設置在基底10上，緩沖層20用于改善基底10的黏附性；有源層(Active)30設置在緩沖層20上，有源層30可以采用硅半導體，如非晶硅、多晶硅或金屬氧化物半導體，金屬氧化物半導體包括ZnO、IGO、IZO、ITO或IGZO；柵絕緣層(GateInsulator，GI)40覆蓋有源層30，柵絕緣層40可以采用氮化硅層、氧化硅層或其復合層；柵電極(Gate)50設置在柵絕緣層40上，柵電極50的材料可以選擇Cu、Al、Ag、Mo、Cr、Nd、Ni、Mn、Ti、Ta、W等金屬以及這些金屬的合金，可以為單層結構或者多層結構，多層結構如Cu\Mo、Ti\Cu\Ti、Mo\Al\Mo等；層間絕緣層(InsolutionLayer，ILD)60覆蓋柵電極50，層間絕緣層60可以采用氮化硅層、氧化硅層或其復合層；源電極和漏電極(Source，Drain)70設置在層間絕緣層60上，源電極和漏電極70通過貫穿層間絕緣層60和柵絕緣層40的過孔與有源層30連接，源電極和漏電極70的材料可以選擇Cu、Al、Ag、Mo、Cr、Nd、Ni、Mn、Ti、Ta、W等金屬以及這些金屬的合金，可以為單層結構或者多層結構，多層結構如Cu\Mo、Ti\Cu\Ti、Mo\Al\Mo等；平坦層(Planarization，PLN)80覆蓋源電極和漏電極70，平坦層80可以由亞克力材料、有機樹脂材料制得；連接電極90設置在平坦層80上，連接電極90通過貫穿平坦層80中的過孔與漏電極70連接；像素定義層(PixelDefinitionLayer，PDL)100設置在連接電極90上，像素定義層100暴露出部分連接電極90，像素定義層100用于界定多個像素區域。此外，OLED包括第一電極110、有機發光層120、第二電極130和封裝層140，其中，第一電極110設置在連接電極90上，第一電極110與連接電極90連接，通過連接電極90實現與漏電極70的連接；有機發光層120設置在第一電極110上；第二電極130設置在有機發光層120上；封裝層140設置在第二電極130上，封裝層140包括無機絕緣層，可以采用氮化硅層、氧化硅層或其復合層，用于阻隔環境中的水氧，防止環境中的水氧影響OLED的性能；封裝基底200，封裝基底200可以采用石英基底、玻璃基底或有機樹脂基底。其中，有源層30、柵絕緣層40、柵電極50、層間絕緣層60和源電極和漏電極70構成每一像素區域內的薄膜晶體管，即薄膜晶體管設置在緩沖層20上且位于每一像素區域內，平坦層80覆蓋薄膜晶體管。第一電極110、有機發光層120、第二電極130和封裝層140構成每一像素區域內的OLED。具體實施時，可以采用第一電極為陽極、第二電極為陰極的結構，也可以采用第一電極為陰極、第二電極為陽極的結構。工作時，通過柵掃描信號逐行打開每行的薄膜晶體管，像素電壓通過薄膜晶體管傳輸至陽極，與陰極配合形成驅動有機發光材料發光的電壓差，實現自主發光。下面通過制備過程進一步說明本實用新型的技術方案。制備流程包括：提供一基底10；在基底10上沉積一層緩沖層20；在緩沖層20上形成位于每一像素區域的薄膜晶體管；形成薄膜晶體管的流程包括：在緩沖層20上通過構圖工藝形成有源層30；沉積一層覆蓋有源層30的柵絕緣層40；在柵絕緣層40上通過構圖工藝形成柵電極50；沉積一層覆蓋柵電極50的層間絕緣層60，通過構圖工藝形成貫穿層間絕緣層60和柵絕緣層40的第一過孔；在層間絕緣層60上通過構圖工藝形成源電極和漏電極70，且源電極和漏電極70通過第一過孔與有源層30連接；沉積一層覆蓋薄膜晶體管的平坦層80，通過構圖工藝形成第二過孔；在平坦層80上通過構圖工藝形成連接電極90，連接電極90通過第二過孔與薄膜晶體管的漏電極70連接；通過涂覆工藝在連接電極90上形成設置有微粒子的像素定義層，像素定義層暴露出部分連接電極90，完成AMOLED背板的制備。之后，在每一像素區域形成OLED；形成OLED的流程包括：在連接電極90上形成第一電極110，在第一電極110上形成有機發光層120，在有機發光層120上形成第二電極130，在第二電極130上形成封裝層140，用于阻隔水氧，最后設置封裝基底200，完成AMOLED顯示裝置。本實用新型所說的“構圖工藝”包括沉積膜層、涂覆光刻膠、掩模曝光、顯影、刻蝕、剝離光刻膠等處理，是現有成熟的制備工藝，各膜層材料、工藝、參數等均是已知的。其中，沉積可采用濺射、蒸鍍、化學氣相沉積等已知工藝，涂覆可采用已知的涂覆工藝，刻蝕可采用已知的方法，在此不做具體的限定。第二實施例在本實施例中，微粒子為由兩種材料制成的具有雙層結構的球形體、橢球形體或類似于球形體/橢球形體的物體，包括內層101a和外層101b，外層101b的折射率小于像素定義層的折射率，內層101a的折射率小于外層101b的折射率。圖6為本實用新型雙層結構微粒子通過折射消除全發射的光路示意圖。如圖6所示，根據折射率公式，由像素定義層入射至像素定義層與微粒子外層界面的入射光線P1的入射角小于光線P2折射角，由微粒子外層入射至微粒子外層與微粒子內層界面的光線P2的入射角小于光線P3折射角，經過光線P4、P5的折射，可以使得像素定義層的出射光線P5到達像素定義層與封裝基底界面時，光線的入射角(光線與垂直出光方向的夾角)小于像素定義層與封裝基底界面的全反射角，使得封裝基底的出射光線到達封裝基底與空氣界面時，光線的入射角小于封裝基底與空氣界面的全反射角。本實施例可以進一步提高光線輸出方向改變的效果，有效地消除了光線的全反射，極大地提高了AMOLED背板的光線輸出效率。具體實施中，微粒子還可以采用由多種材料制成的多層結構，最外層的折射率小于像素定義層的折射率，沿最外層向最內層方向，折射率依次遞減。本實例中，微粒子可以是球形體、橢球形體或類似于球形體/橢球形體的物體，微粒子的直徑/等效直徑為100-500nm，微粒子的直徑/等效直徑可以相同，也可以不同。優選地，微粒子的直徑/等效直徑為250-350nm。本實例中，AMOLED背板的結構以及制備過程與第一實施例相同，這里不再贅述。第三實施例在本實施例中，微粒子的表面設置有反光膜，通過反射改變像素定義層內光線的傳輸方向，以消除光線在傳輸過程中發生的全反射，提高AMOLED顯示裝置的光線輸出效率。像素定義層可以由聚酰亞胺、亞克力或聚對苯二甲酸乙二醇酯制成，微粒子由二氧化硅或氯化鈉制成，表面鍍設反光膜。微粒子可以是球形體、橢球形體或類似于球形體/橢球形體的物體，其直徑/等效直徑為100-500nm，直徑/等效直徑可以相同，也可以不同。優選地，微粒子的直徑/等效直徑為250-350nm。本實例中，由像素定義層入射至像素定義層與微粒子界面的入射光線，無論入射角是否大于像素定義層與微粒子界面的全反射角，光線都會發生反射。通過微粒子表面反光膜的反射消除光線在傳輸過程中發生全反射的原理、AMOLED背板的結構以及制備過程等，與前述實施例相同，這里不再贅述。第四實施例本實用新型還提供了一種OLED顯示裝置，OLED顯示裝置包括前述實施例任意一種OLED背板。顯示裝置可以為：液晶面板、電子紙、OLED面板、手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產品或部件。綜上所述，本實用新型提供的OLED背板和OLED顯示裝置，通過在像素定義層中設置微粒子，微粒子通過折射和/或反射改變像素定義層內光線的傳輸方向，有效消除了光線在傳輸過程中發生的全反射，提高了光線輸出效率，在同等功耗下增大了OLED的發光亮度。進一步地，光線的傳輸方向的改變可以避免相鄰像素有機發光層發射光的相互激發，提高了有機發光層的使用壽命。在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。雖然本實用新型所揭露的實施方式如上，但所述的內容僅為便于理解本實用新型而采用的實施方式，并非用以限定本實用新型。任何本實用新型所屬領域內的技術人員，在不脫離本實用新型所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式及細節上進行任何的修改與變化，但本實用新型的專利保護范圍，仍須以所附的權利要求書所界定的范圍為準。當前第1頁1 2 3