一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

显示装置及其制作方法与流程

2022-07-16 18:04:42 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及显示技术领域。更具体地,涉及一种显示装置及其制作方法。


背景技术:

2.目前,设置透镜的例如micro oled等显示装置,通常会出现显示色偏,例如显示装置的显示画面偏蓝或偏红。


技术实现要素:

3.本发明的目的在于提供一种显示装置及其制作方法,以解决现有技术存在的问题中的至少一个。
4.为达到上述目的,本发明采用下述技术方案:
5.本发明第一方面提供了一种显示装置,包括显示面板及设置于所述显示面板的出光侧的透镜阵列,所述显示面板包括基板及设置在所述基板上的阵列排布的第一子像素、第二子像素和第三子像素,所述透镜阵列包括与各第一子像素一一对应的第一透镜、与各第二子像素一一对应的第二透镜和与各第三子像素一一对应的第三透镜;
6.所述第一透镜、第二透镜和第三透镜分别为平凸透镜;在垂直于所述基板的方向,所述第一透镜与所述显示面板的最小距离为第一距离,所述第二透镜与所述显示面板的最小距离为第二距离,所述第三透镜与所述显示面板的最小距离为第三距离;所述第一距离、所述第二距离及所述第三距离之间分别不同。
7.可选地,在垂直于所述基板的方向,所述第一透镜的远离所述显示面板的面与所述显示面板的最大距离为第四距离,所述第二透镜的远离所述显示面板的面与所述显示面板的最大距离为第五距离,所述第三透镜的远离所述显示面板的面与所述显示面板的最大距离为第六距离;所述第四距离、所述第五距离与所述第六距离相同。
8.可选地,所述显示装置还包括位于所述显示面板出光侧的衬底层,所述透镜阵列形成在所述衬底层中,所述第一透镜的曲面相比所述第一透镜的平面靠近所述显示面板,所述第二透镜的曲面相比所述第二透镜的平面靠近所述显示面板,所述第三透镜的曲面相比所述第三透镜的平面靠近所述显示面板。
9.可选地,所述衬底层分别露出所述第一透镜的平面、所述第二透镜的平面和所述第三透镜的平面。
10.可选地,所述第一子像素为红色子像素,所述第二子像素为绿色子像素,所述第三子像素为蓝色子像素;所述第一透镜的折射率、所述第二透镜的折射率和所述第三透镜的折射率相同;对于红光波段、绿光波段和蓝光波段中的每一波段,所述衬底层的折射率小于所述第一透镜的折射率。
11.可选地,所述第一距离大于所述第二距离,所述第二距离大于所述第三距离。
12.可选地,所述衬底层的材料为各向同性材料。
13.可选地,所述第一透镜、第二透镜和第三透镜的材料相同,均为氮化硅、氧化硅、氮
氧化硅中的一种或任意组合。
14.本发明第二方面提供了一种显示装置的制作方法,包括:
15.提供显示面板,所述显示面板包括基板及设置在所述基板上的阵列排布的第一子像素、第二子像素和第三子像素;
16.在所述显示面板的出光侧形成透镜阵列,所述透镜阵列包括与各第一子像素一一对应的第一透镜、与各第二子像素一一对应的第二透镜和与各第三子像素一一对应的第三透镜;所述第一透镜、第二透镜和第三透镜分别为平凸透镜;在垂直于所述基板的方向,所述第一透镜与所述显示面板的最小距离为第一距离,所述第二透镜与所述显示面板的最小距离为第二距离,所述第三透镜与所述显示面板的最小距离为第三距离;所述第一距离、所述第二距离及所述第三距离之间分别不同。
17.可选地,所述在所述显示面板的出光侧形成透镜阵列包括:
18.在所述显示面板出光侧形成衬底层;
19.在所述衬底层中形成透镜阵列,其中,所述第一透镜的曲面相比所述第一透镜的平面靠近所述显示面板,所述第二透镜的曲面相比所述第二透镜的平面靠近所述显示面板,所述第三透镜的曲面相比所述第三透镜的平面靠近所述显示面板。
20.可选地,所述第一子像素为红色子像素,所述第二子像素为绿色子像素,所述第三子像素为蓝色子像素;所述第一透镜的折射率、所述第二透镜的折射率和所述第三透镜的折射率相同;对于红光波段、绿光波段和蓝光波段中的每一波段,所述衬底层的折射率小于所述第一透镜的折射率。
21.可选地,在垂直于所述基板的方向,所述第一透镜的平面与所述显示面板的距离为第四距离,所述第二透镜的平面与所述显示面板的距离为第五距离,所述第三透镜的平面与所述显示面板的距离为第六距离;所述第四距离、所述第五距离与所述第六距离相同。
22.可选地,所述方法还包括:
23.设计得到在垂直于所述基板的方向,第一透镜与所述显示面板的最小距离、第二透镜与所述显示面板的最小距离和第三透镜与所述显示面板的最小距离,包括:
24.设置所述第三透镜与所述显示面板的最小距离为l3,并计算得到第三透镜与所述显示面板中的发光层的距离h3=l3 h0,其中,h0为所述显示面板的发光层出光侧的膜层厚度之和;
25.将第三透镜与所述显示面板中的发光层的距离h3代入公式h3=n
0,b
*r3/(n
b-n
0,b
)得到第三透镜的拱高r3,其中,n
0,b
为所述衬底层对应蓝光波段的折射率,nb为所述第三透镜对应蓝光波段的折射率;
26.根据第三透镜与所述显示面板中的发光层的距离h3和第三透镜的拱高r3得到第三透镜的平面与所述显示面板中的发光层的距离t=h3 r3;
27.将第三透镜的平面与所述显示面板中的发光层的距离t分别代入公式r1=t*(1-n
0,r
/nr)和r2=t*(1-n
0,g
/ng)得到第一透镜的拱高r1和第二透镜的拱高r2,其中,n
0,r
为所述衬底层对应红光波段的折射率,n
0,g
为所述衬底层对应绿光波段的折射率,nr为所述第一透镜对应红光波段的折射率,ng为所述第二透镜对应绿光波段的折射率;
28.根据所述显示面板的发光层出光侧的膜层厚度之和h0、第三透镜的平面与所述显示面板中的发光层的距离t、第一透镜的拱高r1和第二透镜的拱高r2,得到所述第一透镜与
所述显示面板的最小距离l1=t-r
1-h0,及所述第二透镜与所述显示面板的最小距离l2=t-r
2-h0。
29.可选地,所述第三透镜与显示面板的最小距离l3的取值为0.35μm-0.4μm。
30.可选地,所述衬底层的厚度为t-h0。
31.可选地,所述在所述衬底层中形成透镜阵列包括:
32.在所述衬底层的远离所述显示面板一侧依次图案化形成匹配第一透镜的拱高r1及平凸透镜形状的与各第一子像素一一对应的第一开口、匹配第二透镜的拱高r2及平凸透镜形状的与各第二子像素一一对应的第二开口及匹配第三透镜的拱高r3及平凸透镜形状的与各第三子像素一一对应的第三开口;
33.在所述衬底层的远离所述显示面板一侧沉积透镜材料层,并对所述透镜材料层进行刻蚀工艺以得到分别在第一开口、第二开口和第三开口中形成的平面与所述衬底层的远离所述显示面板一侧平齐的第一透镜、第二透镜和第三透镜。
34.可选地,所述衬底层的材料为各向同性材料,
35.在所述衬底层的远离所述显示面板一侧图案化形成匹配第一透镜的拱高r1及平凸透镜形状的与各第一子像素一一对应的第一开口包括:
36.在所述衬底层的远离所述显示面板一侧涂覆厚度匹配第一透镜的拱高r1的第一光刻胶层;
37.在所述第一光刻胶层的对应各第一子像素的位置图案化形成暴露衬底层且匹配平凸透镜形状对应的平面尺寸的第四开口;
38.进行各向同性干刻工艺,得到所述衬底层的匹配第一透镜的拱高r1及平凸透镜形状的与各第一子像素一一对应的第一开口;
39.在所述衬底层的远离所述显示面板一侧图案化形成匹配第二透镜的拱高r2及平凸透镜形状的与各第二子像素一一对应的第二开口包括:
40.在所述衬底层的远离所述显示面板一侧涂覆厚度匹配第二透镜的拱高r2的第二光刻胶层;
41.在所述第二光刻胶层的对应各第二子像素的位置图案化形成暴露衬底层且匹配平凸透镜形状对应的平面尺寸的第五开口;
42.进行各向同性干刻工艺,得到所述衬底层的匹配第二透镜的拱高r2及平凸透镜形状的与各第二子像素一一对应的第二开口;
43.在所述衬底层的远离所述显示面板一侧图案化形成匹配第三透镜的拱高r3及平凸透镜形状的与各第三子像素一一对应的第三开口包括:
44.在所述衬底层的远离所述显示面板一侧涂覆厚度匹配第三透镜的拱高r3的第三光刻胶层;
45.在所述第三光刻胶层的对应各第三子像素的位置图案化形成暴露衬底层且匹配平凸透镜形状对应的平面尺寸的第六开口;
46.进行各向同性干刻工艺,得到所述衬底层的匹配第三透镜的拱高r3及平凸透镜形状的与各第三子像素一一对应的第三开口。
47.可选地,所述在所述衬底层的远离所述显示面板一侧沉积透镜材料层,并对所述透镜材料层进行刻蚀工艺以得到分别在第一开口、第二开口和第三开口中形成的平面与所
述衬底层的远离所述显示面板一侧平齐的第一透镜、第二透镜和第三透镜包括:
48.在所述衬底层的远离所述显示面板一侧沉积透镜材料层;
49.涂覆第四光刻胶层以平坦化所述透镜材料层;
50.对所述第四光刻胶层与透镜材料层进行干刻工艺,以得到分别在第一开口、第二开口和第三开口中形成的平面与所述衬底层的远离所述显示面板一侧平齐的第一透镜、第二透镜和第三透镜。
51.可选地,所述透镜材料层的材料为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的一种或任意组合。
52.本发明的有益效果如下:
53.本发明所述技术方案,通过将对应出射不同波段的光的子像素的透镜设置为不同的放置高度,可使得透镜阵列对于显示面板出射的不同波段的光实现均匀增益效果或者说均匀提升,例如可对于显示面板出射的不同波段的光均实现最大化增益效果。
附图说明
54.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
55.图1示出本发明实施例提供的oled显示装置的截面示意图。
56.图2示出氮化硅材料的第一透镜、第二透镜和第三透镜的折射率曲线图。
57.图3示出本发明实施例提供的oled显示装置的制作方法的流程示意图。
58.图4-图13示出本发明实施例提供的oled显示装置的制作过程中对应各阶段的截面示意图。
具体实施方式
59.本发明中所述的“在
……
上”、“在
……
上形成”和“设置在
……
上”可以表示一层直接形成或设置在另一层上,也可以表示一层间接形成或设置在另一层上,即两层之间还存在其它的层。
60.需要说明的是,虽然术语“第一”、“第二”等可以在此用于描述各种部件、构件、元件、区域、层和/或部分,但是这些部件、构件、元件、区域、层和/或部分不应受到这些术语限制。而是,这些术语用于将一个部件、构件、元件、区域、层和/或部分与另一个相区分。因而,例如,下面讨论的第一部件、第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或第一部分可以被称为第二部件、第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二部分,而不背离本发明的教导。
61.在本发明中,除非另有说明,所采用的术语“同层设置”指的是两个层、部件、构件、元件或部分可以通过相同制备工艺(例如构图工艺等)形成,并且,这两个层、部件、构件、元件或部分一般由相同的材料形成。例如两个或更多个功能层同层设置指的是这些同层设置的功能层可以采用相同的材料层并利用相同制备工艺形成,从而可以简化显示基板的制备工艺。
62.在本发明中,除非另有说明,表述“构图工艺”一般包括光刻胶的涂布、曝光、显影、刻蚀、光刻胶的剥离等步骤。表述“一次构图工艺”意指使用一块掩模板形成图案化的层、部件、构件等的工艺。
63.目前,设置透镜的例如micro oled等显示装置,通常会出现显示色偏,例如显示装置的显示画面偏蓝或偏红。发明人发现,其原因为:
64.一方面,现有的rgb三基色显示装置中的透镜对于不同波段的光的折射率是不同的,透镜的折射率又会影响透镜的焦距(折射率越大,焦距越小),因此,对应红色子像素的透镜的焦距f1、对应绿色子像素的透镜的焦距f2和对应蓝色子像素的透镜的焦距f3之间分别不同,即f1≠f2≠f3。
65.另一方面,目前,显示行业内一般光学设计原则认为,在透镜的放置高度h(放置高度即透镜与显示面板的发光器件(例如oled显示面板的发光层)的距离)与透镜的焦距f之间的关系为h/f=1(即透镜放置高度值等于透镜焦距值)时,透镜的出光增益效果将达到最大化。
66.而基于目前的设计及制程,显示装置中的透镜设置为统一的折射率(每一透镜自身在每一波段的折射率不同,例如第m个透镜的对应红光波段的折射率n
m,r
不同于对于绿光的折射率n
m,g
;但各透镜之间在每一波段的折射率均相同,例如第1至m个透镜的对于红光波段的折射率n
1,r
=n
2,r


=n
m,r
,即,各透镜的折射率曲线相同)和放置高度h,这对于显示装置的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素分别出射的红光、绿光和蓝光这三种不同波长的光来说,会由于h/f的值不同而导致透镜对某些波长的光的增益效果要大于其他波长的光,这就造成了显示装置会出现显示色偏,例如显示装置的显示画面偏蓝或偏红。
67.有鉴于此,本发明的一个实施例提供了一种oled显示装置,如图1所示,该oled显示装置包括显示面板100及设置于显示面板100的出光侧的透镜阵列。
68.其中,
69.显示面板100包括基板101及设置在基板101上的阵列排布的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。
70.在一个具体示例中,显示面板100包括基板101及在基板101上依次形成的阻挡层、缓冲层、驱动电路层(或者说薄膜晶体管层)、平坦化层、发光器件层、封装层106和彩膜层107。下面结合图1对显示面板100的各膜层及其制作方式做出简要介绍,其中,需要说明的是,图1仅示出了这些膜层中便于体现出子像素的部分。
71.对于基板101,其可以为例如氧化硅(sin
x
)的硅基基板。
72.对于阻挡层和缓冲层,例如,阻挡层和缓冲层可以整面形成在基板上。例如,阻挡层可以采用氧化硅、氮化硅、或者氮氧化硅等无机绝缘材料,缓冲层也可以采用氧化硅、氮化硅、或者氮氧化硅等无机绝缘材料。阻挡层有利于从底部阻挡水、氧进入之后形成的膜层中。缓冲层有利于后续的材料沉积质量。
73.对于驱动电路层,可采用构图工艺在缓冲层上形成有源层;在有源层上通过沉积等方式形成栅绝缘层;在栅绝缘层上采用构图工艺形成栅极;在栅极上通过沉积等方式形成层间介电层;然后,刻蚀层间介电层以形成暴露有源层的过孔。在层间介电层中的过孔形成后,形成源极和漏极以及与源极或漏极之一电连接的信号线。其中,有源层可以采用多晶硅和金属氧化物等材料,栅绝缘层可以采用氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅等无机绝缘材料,层间介电层可以采用氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅等无机绝缘材料。栅极材料包括铝、钛、钴等金属或者合金材料。在制作时,首先采用溅射或者蒸镀等方式形成一层栅极材料层,然后对栅极材料层进行构图工艺,以形成图案化的栅极。本领域技术人员能够理解,上述薄膜
晶体管以顶栅结构为例,但本发明不限于此,底栅结构也包括在本发明的范围内。
74.对于平坦化层,可沉积一层平坦化层材料,例如有机材料,厚度为1μm-3μm左右,覆盖驱动电路层,然后,利用构图工艺,对其进行图案化,在对应上述源极和漏极中的另一个(图中为源极)的位置形成开孔。
75.对于发光器件层,可先在平坦化层的开孔中沉积oled的阳极层金属并图案化形成阳极102(阳极102与源极连接),其中,示例性的,阳极102的材料包括ito、izo等金属氧化物或者ag、al、mo等金属或其合金。然后,可利用构图工艺形成围绕阳极102的像素界定层103,具体地,沉积一层像素界定层材料,例如厚度为1μm-2μm左右,利用构图工艺形成像素界定层103,示例性的,像素界定层103的材料可以包括负性光刻胶、聚酰亚胺、环氧树脂等有机绝缘材料。然后通过打印或者蒸镀等方式形成覆盖阳极102、像素界定层103及露出的平坦化层的发光层104,其中发光层的材料为有机材料;最后,形成阴极105,阴极105例如整面形成,阴极105的材料可以包括mg、ca、li或al等金属或其合金,或者izo、zto等金属氧化物,又或者pedot/pss(聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)等具有导电性能有机材料。其中,对应于各个子像素的阳极彼此隔离、而对应于各个子像素的阴极彼此相连。还可以在阳极102与发光层104之间以及发光层104与阴极105之间形成有助于发光层104发光的辅助发光层,例如包括电子传输层、电子注入层、空穴传输层以及空穴注入层中的一种或多种。辅助发光层例如为有机材料层。
76.对于封装层106,在发光器件层形成后,可以形成封装层106。例如,封装层106可以包括第一无机封装层、有机封装层和第二无机封装层。例如,第一无机封装层和第二无机封装层采用沉积等方式形成。有机封装层采用喷墨打印的方式形成。例如,第一无机封装层和第二无机封装层可以采用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅等无机材料形成,有机封装层可以采用聚酰亚胺(pi)、环氧树脂等有机材料形成。由此,第一无机封装层,有机封装层以及第二无机封装层形成为复合封装层,该复合封装层可以对显示区的功能结构形成多重保护,具有更好的封装效果。
77.对于彩膜层107,其黑矩阵1071,以及由黑矩阵1071限定的、与阵列排布的阳极102一一对应的多个滤光层1072,例如,与阳极102对应的发光层发出白光,彩膜层107中的滤光层1072用于将入射的白光形成彩色光,彩膜层107中的滤光层1072通常包括红光滤光层、绿光滤光层和蓝光滤光层,例如图1所示中,从左至右分别为红光滤光层、绿光滤光层和蓝光滤光层,白光入射到彩膜层107,经过rgb的滤光处理形成rgb单色光,实现了oled显示面板的彩色显示功能。在实际应用中,为了避免相邻滤光层1072之间,即避免不同单色光之间的干涉现象,彩膜层107中相邻滤光层1072之间设置有黑矩阵(black matrix,bm)1071。直观上看,一个滤光层1072的在垂直于基板101方向上的投影区域即为显示面板100的一个子像素区域。
78.另外,对于显示面板100,其还可以形成其他必要的功能膜层,例如存储电容等,这些膜层可采用常规方法形成,在此不再赘述。
79.下面介绍的是透镜阵列的结构。
80.透镜阵列包括与各红色子像素一一对应的第一透镜201、与各绿色子像素一一对应的第二透镜202和与各蓝色子像素一一对应的第三透镜203;其中,以第一透镜201与红色子像素对应为例,该对应是指第一透镜201在基板101上的正投影与红色子像素在基板101
上的正投影存在交叠,进一步可为红色子像素在基板101上的正投影覆盖第一透镜201在基板101上的正投影覆盖。
81.其中,第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203分别为平凸透镜;在垂直于基板101的方向,第一透镜201与显示面板100的最小距离为第一距离l1,第二透镜202与显示面板100的最小距离为第二距离l2,第三透镜203与所述显示面板的最小距离为第三距离l3;第一距离l1、第二距离l2及第三距离l3之间分别不同,即l1≠l2≠l3。
82.进一步,设显示面板100的发光层104出光侧的膜层厚度之和(即,阴极105、封装层106与彩膜层107的厚度之和)为h0,可理解的是,显示面板100的发光层104出光侧的膜层厚度之和h0是均匀的,即,对于红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素,显示面板100的发光层104出光侧的膜层厚度之和相同,均为h0。则,由于第一距离l1、第二距离l2及第三距离l3之间分别不同,在垂直于基板101的方向上,第一透镜201与发光层104的最小距离(即第一透镜201的放置高度)h1(h1=l1 h0)、第二透镜202与发光层104的最小距离(即第二透镜202的放置高度)h2(h2=l2 h0)及第三透镜203与发光层104的最小距离(即第三透镜203的放置高度)h3(h3=l3 h0)之间也分别不同,即h1≠h2≠h3。
83.由此,本实施提供的oled显示装置中,通过将对应出射红光的红色子像素的第一透镜、对应出射绿光的绿色子像素的第二透镜和对应出射蓝光的蓝色子像素的第三透镜设置为不同的放置高度,可使得透镜阵列对于显示面板100出射的红光、绿光和蓝光实现均匀增益效果或者说均匀提升,例如可对于显示面板100出射的红光、绿光和蓝光均实现对应h/f=1(即透镜放置高度值等于透镜焦距值)的最大化增益效果,解决了oled显示装置的显示色偏问题。
84.在一种可能的实现方式中,如图1所示,第一距离l1(l1=h
1-h0)大于第二距离l2(l2=h
2-h0),第二距离l2大于第三距离l3(l3=h
3-h0),即l1>l2>l3,即,在垂直于基板101的方向,第一透镜201的放置高度>第二透镜202的放置高度>第三透镜203的放置高度。
85.在一种可能的实现方式中,如图1所示,本实施提供的oled显示装置还包括位于显示面板100出光侧的衬底层204,透镜阵列形成在衬底层204中,第一透镜201的曲面相比第一透镜201的平面靠近显示面板100,第二透镜202的曲面相比第二透镜202的平面靠近显示面板100,第三透镜203的曲面相比第三透镜203的平面靠近显示面板100。即,如图1所示,第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203均为平面在上、曲面在下的倒置的设置方式,这种倒置设置方式具有便于制作等优点。可理解的是,第一透镜、第二透镜和第三透镜也可为曲面在上、平面在下的正置的设置方式。
86.在一种可能的实现方式中,如图1所示,在垂直于基板101的方向,第一透镜201的远离显示面板100的面与显示面板100的最大距离为第四距离,第二透镜202的远离显示面板100的面与显示面板100的最大距离为第五距离,第三透镜203的远离显示面板100的面与显示面板100的最大距离为第六距离;第四距离、第五距离与第六距离相同。即,对于图1所示的第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203均为平面在上、曲面在下的倒置的设置方式,第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203的平面(出光面)位于平行于基板101的同一平面,这种同一平面出光的设置方式,具有利于保证显示效果、便于制作等优点。
87.进一步,如图1所示,衬底层204分别露出第一透镜201的平面、第二透镜202的平面和第三透镜203的平面。
88.在一种可能的实现方式中,第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203的曲面为球面的一部分、椭球面的一部分或锥面的一部分,例如图1所示,第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203均为远离显示面板100的一面为平面、靠近显示面板100的一面为向靠近显示面板100的方向凸起的曲面,例如图1所示,该曲面为半球形曲面,从而分别为平凸透镜的第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203,具体分别为半球体透镜,其拱高即为半球体的半径,平面尺寸例如为圆形平面的直径(或者说半球体的直径)。
89.在一种可能的实现方式中,第一透镜201的折射率、第二透镜202的折射率和第三透镜203的折射率相同;对于红光波段、绿光波段和蓝光波段中的每一波段,衬底层204的折射率小于第一透镜201的折射率。即,对于全波段的每一个区间,第一透镜201的折射率、第二透镜202的折射率和第三透镜203的折射率均相同(第一透镜201自身在每一波段的折射率不同,例如第一透镜201的对于红光波段的折射率nr不等于第一透镜201对于绿光波段的折射率ng,第二透镜202和第三透镜203同样;但第一透镜201、第二透镜202、第三透镜203之间在每一波段的折射率均相同,例如第一透镜201的对于红光波段的折射率和第三透镜203的对于红光波段的折射率均为nr);且对于红光波段、绿光波段和蓝光波段中的每一波段,衬底层204的折射率小于第一透镜201的折射率,可理解的是,对于红光、绿光、蓝光这三个波段,第一透镜201的折射率、第二透镜202的折射率和第三透镜203的折射率在三个波段中的任一波段都是相同的,即“对于红光波段、绿光波段和蓝光波段中的每一波段,衬底层204的折射率小于第一透镜201的折射率”意味着:对于红光波段,衬底层204的折射率小于对应红色子像素的第一透镜201的折射率;对于绿光波段,衬底层204的折射率小于对应绿色子像素的第二透镜202的折射率;对于蓝光波段,衬底层204的折射率小于对应蓝色子像素的第三透镜203。
90.在一种可能的实现方式中,衬底层204的材料为各向同性材料。这样,便于形成例如半球体的第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203。其中,本实施例对衬底204的材料为有机材料还是无机材料不做具体限定,只要其满足折射率低、透过率高及各向同性等性能即可。
91.在一种可能的实现方式中,第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203的材料相同,均为氮化硅(sin
x
)、氧化硅(sio2)、氮氧化硅(sion
x
)中的一种或任意组合。
92.第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203的材料相同,再加上例如工艺参数相同等限定,即可实现全波段的每一个区间,第一透镜201的折射率、第二透镜202的折射率和第三透镜203的折射率均相同,即第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203的折射率曲线相同。以第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203的材料均为氮化硅(sin
x
)为例,氮化硅(sin
x
)材料在相同工艺参数下制作得到的第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203的折射率曲线如图2所示,可见其在红光波段、绿光波段和蓝光波段的折射率分别是比较高的。另外,选用氮化硅(sin
x
)、氧化硅(sio2)、氮氧化硅(sion
x
)中的一种或任意组合作为第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203的材料的原因还在于,氮化硅(sin
x
)、氧化硅(sio2)、氮氧化硅(sion
x
)中的一种或任意组合的消光系数比较低,可做到小于0.0001,可满足透镜的高透过率要求。
93.本发明的另一个实施例提供了一种oled显示装置的制作方法,该制作方法可以制作上述实施例提供的oled显示装置。
94.如图3所示,该制作方法包括如下步骤:
95.s310、制作得到显示面板100,得到如图3所示的结构。其中,得到的显示面板100包括基板101及设置在基板101上的阵列排布的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。关于显示面板100中各膜层的具体制作流程,可参考前述实施例中对显示面板100的各膜层及其制作方式的简要介绍部分,在此不再赘述。
96.s320、设计待形成的透镜阵列的尺寸参数,其中,待形成的透镜阵列包括与各红色子像素一一对应的第一透镜、与各绿色子像素一一对应的第二透镜和与各蓝色子像素一一对应的第三透镜;设计得到的尺寸参数主要为:在垂直于基板101的方向,待形成的第一透镜与显示面板100的最小距离、待形成的第二透镜与显示面板100的最小距离和待形成的第三透镜与显示面板100的最小距离,需要说明的是,在后续制作过程中直接应用的是上述尺寸参数的相关参数。
97.在一种可能的实现方式中,
98.设计待形成的透镜阵列的尺寸参数的设定条件为:
99.(1)待形成的第一透镜、第二透镜和第三透镜分别为例如半球体的平凸透镜;
100.(2)待形成的第一透镜的曲面相比的平面靠近显示面板100,待形成的第二透镜的曲面相比平面靠近显示面板100,待形成的第三透镜的曲面相比平面靠近显示面板100,即,待形成的第一透镜、第二透镜和第三透镜均为平面在上、曲面在下的倒置的设置方式;
101.(3)在垂直于基板101的方向,待形成的第一透镜的平面与显示面板100的距离为第四距离,待形成的第二透镜的平面与显示面板100的距离为第五距离,待形成第三透镜的平面与显示面板100的距离为第六距离;第四距离、第五距离与第六距离相同,即,待形成的第一透镜、第二透镜和第三透镜的平面(出光面)位于平行于基板101的同一平面。
102.(4)对于红光波段,待形成的衬底层的折射率小于待形成的第一透镜的折射率;对于绿光波段,待形成的衬底层的折射率小于待形成的第二透镜的折射率;对于蓝光波段,待形成的衬底层的折射率小于待形成的第三透镜的折射率。或者基于工艺优化的设计,可直接限定为待形成的第一透镜的折射率、待形成的第二透镜的折射率和待形成的第三透镜的折射率相同;对于红光波段、绿光波段和蓝光波段中的每一波段,待形成的衬底层的折射率小于待形成的第一透镜的折射率。
103.设计待形成的透镜阵列的尺寸参数依据的计算公式包括:
104.公式一:f=n0*r/(n-n0),其中,f为待形成的透镜的焦距,n0为待形成的衬底层的对于入射光的折射率,r为待形成的透镜的拱高(即在垂直于基板101的方向上半球体透镜的平面与曲面的最大距离,也即半球体的半径),n为待形成的透镜对于入射光的折射率。
105.公式二:对应透镜的出光增益效果最大化的比值,h/f=1(即透镜放置高度值等于透镜焦距值).
106.公式三:h r=t,其中,h为在垂直于基板101的方向上待形成的透镜与显示面板100中的发光层104的最小距离(即待形成的透镜的放置高度),t为在垂直于基板101的方向上待形成的透镜的平面与显示面板100中的发光层104的最小距离。
107.公式四:h=f=n0*r/(n-n0),其中,公式五是结合公式一与公式二得到的。
108.公式五:r=t*(1-n0/n),其中,公式五是结合公式四与公式三得到t-r=n0*r/(n-n0)后对其整理得到的。
109.设计待形成的透镜阵列的尺寸参数包括:
110.首先,设置在垂直于基板101的方向上,待形成的第三透镜与显示面板100的最小距离(即倒置的半球体第三透镜半球面中心与显示面板100的最小直线距离)为l3,并计算得到在垂直于基板101的方向上待形成的第三透镜与显示面板100中的发光层104的最小距离(即待形成的第三透镜的放置高度)h3=l3 h0,其中,h0为显示面板100的发光层104出光侧的膜层厚度之和(即,阴极105、封装层106与彩膜层107的厚度之和,可理解的是,显示面板100的发光层104出光侧的膜层厚度之和h0是均匀的,即,对于红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素,显示面板100的发光层104出光侧的膜层厚度之和相同,均为h0);例如,待形成的第三透镜与显示面板100的最小距离l3的取值设置为0.35μm-0.4μm。
111.然后,将待形成的第三透镜的放置高度h3代入基于公式四的公式h3=n
0,b
*r3/(n
b-n
0,b
),计算得到待形成的第三透镜的拱高r3,其中,n
0,b
为待形成的衬底层对应蓝光波段的折射率,nb为待形成的第三透镜对应蓝光波段的折射率。
112.然后,根据待形成的第三透镜的放置高度h3和待形成的第三透镜的拱高r3计算得到在垂直于基板101的方向上待形成的第三透镜的平面与显示面板100中的发光层104的距离t=h3 r3,可理解的是,由于待形成的第一透镜、第二透镜和第三透镜的平面(出光面)位于平行于基板101的同一平面,因此该t值适用于待形成的第一透镜和第二透镜。
113.然后,将在垂直于基板101的方向上待形成的第三透镜的平面与显示面板100中的发光层104的距离t分别代入基于公式五的公式r1=t*(1-n
0,r
/nr)和r2=t*(1-n
0,g
/ng),计算得到待形成的第一透镜的拱高r1和第二透镜的拱高r2,其中,n
0,r
为待形成的衬底层对应红光波段的折射率,n
0,g
为待形成的衬底层对应绿光波段的折射率,nr为待形成的第一透镜对应红光波段的折射率,ng为待形成的第二透镜对应绿光波段的折射率。
114.最后,根据显示面板100的发光层104出光侧的膜层厚度之和h0、在垂直于基板101的方向上待形成的第三透镜的平面与显示面板100中的发光层104的距离t、待形成的第一透镜的拱高r1和第二透镜的拱高r2,基于公式三,得到在垂直于基板101的方向上,待形成的第一透镜与显示面板100的最小距离l1=t-r
1-h0及待形成的第二透镜与显示面板100的最小距离l2=t-r
2-h0。
115.至此,就得到了待形成的第一透镜、第二透镜和第三透镜各自的在垂直于基板101的方向上与显示面板100的最小距离l、拱高r、放置高度h、在垂直于基板101的方向上平面与显示面板100中的发光层104的距离t等参数,其中,在后续制作过程中直接应用的是拱高r和在垂直于基板101的方向上平面与显示面板100中的发光层104的距离t。
116.s330、在显示面板100出光侧形成衬底层204。
117.例如,在显示面板100的彩膜层107上涂覆一层折射率低、透过率高的各向同性材料,得到衬底层204,其中,衬底层204的厚度可根据步骤s200的设计得到,具体厚度取t-h0。
118.s340、在衬底层204中形成透镜阵列,透镜阵列包括与各红色子像素一一对应的第一透镜201、与各绿色子像素一一对应的第二透镜202和与各蓝色子像素一一对应的第三透镜203。
119.在一种可能的实现方式中,步骤s340包括如下步骤:
120.首先,在衬底层402的远离显示面板100一侧图案化形成匹配待形成的第一透镜的拱高r1及例如半球体的平凸透镜形状的与各红色子像素一一对应的第一开口,具体包括:
121.在衬底层204的远离显示面板100一侧涂覆厚度匹配待形成的第一透镜的拱高r1的第一光刻胶层301,得到如图4所示的结构;
122.在第一光刻胶层301的对应各红色子像素的位置图案化形成暴露衬底层204且匹配平凸透镜形状对应的平面尺寸(例如等于拱高r1的半球体半径)的第四开口(例如圆形开口),例如使用黄光工艺曝光、显影出第四开口,得到如图5所示的结构;
123.进行例如高压条件下的各向同性干刻工艺,得到衬底层204的匹配待形成的第一透镜的拱高r1及平凸透镜形状(例如半径为r1的半球体)的与各红色子像素一一对应的第一开口,得到如图6所示的结构,其中,第一开口即提供了待形成的第一透镜的预留空间。
124.然后,在衬底层204的远离显示面板100一侧图案化形成匹配待形成的第二透镜的拱高r2及例如半球体的平凸透镜形状的与各绿色子像素一一对应的第二开口,具体包括:
125.在衬底层204的远离显示面板100一侧涂覆厚度匹配待形成第二透镜的拱高r2的第二光刻胶层302;
126.在第二光刻胶层302的对应各绿色子像素的位置图案化形成暴露衬底层204且匹配平凸透镜形状对应的平面尺寸(例如等于拱高r2的半球体半径)的第五开口(例如圆形开口),例如使用黄光工艺曝光、显影出第五开口,得到如图7所示的结构;
127.进行例如高压条件下的各向同性干刻工艺,得到衬底层204的匹配待形成的第二透镜的拱高r2及平凸透镜形状(例如半径为r2的半球体)的与各绿色子像素一一对应的第二开口,得到如图8所示的结构。
128.然后,在衬底层402的远离显示面板100一侧图案化形成匹配待形成的第三透镜的拱高r3及例如半球体的平凸透镜形状的与各蓝色子像素一一对应的第三开口,具体包括:
129.在衬底层204的远离显示面板100一侧涂覆厚度匹配待形成的第三透镜的拱高r3的第三光刻胶层303;
130.在第三光刻胶层303的对应各第三子像素的位置图案化形成暴露衬底层204且匹配平凸透镜形状对应的平面尺寸(例如等于拱高r3的半球体的半径)的第六开口(例如圆形开口),例如使用黄光工艺曝光、显影出第六开口,得到如图9所示的结构;
131.进行例如高压条件下的各向同性干刻工艺,得到衬底层204的匹配待形成的第三透镜的拱高r3及平凸透镜形状(例如半径为r3的半球体)的与各蓝色子像素一一对应的第三开口,得到如图10所示的结构,可理解的是,在本实施例采用的三次开口、后续一次填充透镜材料的工艺中,如图10所示,在进行本次(第三次)各向同性干刻工艺后,第一开口和第二开口中还填充有光刻胶,可使用例如高选择比的干刻工艺等刻蚀工艺,将第一开口和第二开口中填充的光刻胶刻蚀尽,从而得到如图11所示的结构。
132.最后,在衬底层204的远离显示面板100一侧沉积透镜材料层200,并对透镜材料层200进行刻蚀工艺以得到分别在第一开口、第二开口和第三开口中形成的平面与衬底层204的远离显示面板100一侧平齐的第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203,具体包括:
133.在衬底层204的远离显示面板100一侧沉积例如氮化硅(sin
x
)透镜材料层200,得到如图12所示的结构,其中,由于衬底层204的远离显示面板100一侧已形成第一开口、第二开口和第三开口,因此,在透镜材料层200的对应各开口处会出现凹陷;
134.涂覆第四光刻胶层304以平坦化透镜材料层200,即,通过第四光刻胶层304来填充上述凹陷,得到如图13所示的结构;
135.使例如对第四光刻胶层304和透镜材料层200的刻蚀速率为1:1的干刻工艺,将第四光刻胶层304及衬底层204的非开口区域上方的透镜材料层200刻蚀尽,以得到分别在第一开口、第二开口和第三开口中形成的平面与衬底层204的远离显示面板100一侧平齐的第一透镜201、第二透镜202和第三透镜203,得到如图1所示的结构,其中,得到的第一透镜201的拱高r1和放置高度h1、第二透镜202的拱高r2和放置高度h2、第三透镜203的拱高r3和放置高度h3的如图1所示中的标示所示。
136.综上,本实施例提供的oled显示装置制作方法,通过在衬底层(低折射率衔接层)中使用各项同性的干刻工艺,蚀刻出半球形开口,再使用例如等离子体增强化学的气相沉积法(plasma enhanced chemical vapor deposition,pecvd)填充高折射率的例如氮化硅(sin
x
)的透镜材料层,从而可针对不同波段的显示出光制作出不同拱高和放置高度的倒置的透镜,可使得透镜阵列对于显示面板出射的不同波段的光均实现最大化增益效果,并解决了显示色偏问题。
137.本领域技术人员应当理解,上述步骤虽然按照s100-s400的顺序描述,但并不意味着一定按照这样的顺序执行,例如可以先执行s200,再执行s100,只要不违反逻辑,再例如在衬底层上依次形成第一开口、第二开口和第三开口时,第一开口、第二开口和第三开口的形成顺序也可调整。
138.显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于本领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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