CN104752618B - 发光显示器件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种发光显示器件，该器件在有机层上铺设有具有能够反射特定光波的波长的反射式光纤光栅层，通过光纤光栅层上各个光纤光栅对特定光波的波长（如对红光、绿光或蓝光波长）进行反射，使光纤光栅层上所反射的光用于彩色显示；而没有被反射的光用于照明。上述发光显示器件，通过在有机层上铺设反射式光纤光栅层，可将有机层上发射的光充分利用。其比较传统具有显示及照明功能的发光显示器件而言，该发光显示器件不需要提供额外的照明光源用于照明，因此可以大大降低发光显示器件的电能消耗，提高电能的使用寿命，并具有广阔的市场前景。此外，本发明还揭示了上述发光显示器件的制备方法。

Description

发光显示器件及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种有机发光显示技术领域，特别是涉及一种发光显示器件及其制备方法。

背景技术

有机发光显示(OLED)是一种主动发光显示器件，相比目前主流的薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)来说，其具有对比度高、视角广、功耗低、响应速度快以及体积薄等优点，有望成为继LCD之后的下一代平板显示技术。

白光OLED加彩色滤光片是实现OLED彩色显示的一种方式，这种方式能够将有机层发光上发射的白光透过彩色滤光片上每个像素所对应的色彩以产生所需的彩色图像，但其余的光被OLED内部吸收，没有得到有效的利用，从而大大降低了有机层所发射的白光光能的利用率。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够提高有机层发光利用率的发光显示器件及其制备方法。

一种发光显示器件，包括衬底、位于所述衬底上的阳极层、位于所述阳极层上的有机层、位于所述有机层上的阴极层及位于所述阴极层上的反射式光纤光栅层，所述衬底与所述光纤光栅层之间具有透光区域，所述光纤光栅层由能够反射特定波长的若干光纤光栅阵列排布而成。

在其中一个实施例中，所述阳极层与所述有机层之间还设有能够将所述有机层所发射的光线反射至所述光纤光栅层的反射层。

在其中一个实施例中，所述阳极层为包括至少一层反射层的复合层。

在其中一个实施例中，所述反射层为反射率高于95％的高反射层。

在其中一个实施例中，所述反射层的材料为银或铝。

在其中一个实施例中，所述有机层包括阵列排布的发光单元，所述光纤光栅与各个所述发光单元一一对应。

在其中一个实施例中，所述光纤光栅层由若干光纤光栅群组阵列排布而成，所述光纤光栅群组包括能够反射红光波长的红光光纤光栅、能够反射绿光波长的绿光光纤光栅及能够反射蓝光波长的蓝光光纤光栅。

在其中一个实施例中，所述光纤光栅群组中各所述光纤光栅呈1×3矩阵结构排列，或呈2×2矩阵结构排列。

一种发光显示器件的制备方法，包括如下制备步骤：

在衬底上形成阳极层；

在阳极层上形成有机层；

在有机层上形成阴极层；

将阴极层、有机层及阳极层部分蚀刻以形成透光区域；

在透光区域内填充透明材料或半透明材料；

在阴极层上形成光纤光栅层。

在其中一个实施例中，所述透明材料或半透明材料选自氧化硅、氮化硅或铟锡氧化物中的至少一种。

本实施方式的发光显示器件，在有机层上铺设有能够反射特定光波波长的反射式光纤光栅层，通过光纤光栅对特定光波的波长(如对红光、绿光或蓝光波长)进行反射，使光纤光栅层上所反射的光通过透光区域并用于彩色显示；而没有被反射的光用于照明。上述发光显示器件，通过在有机层上铺设反射式光纤光栅层，能够将有机层上发射的光充分利用，并达到节能的目的。其比较传统具有显示及照明的发光显示器件而言，该发光显示器件不需要提供额外的照明光源，因此可以大大降低发光显示器件的电能消耗，提高电能的使用寿命，并具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为具有光纤光栅层的发光显示器件的原理图；

图2为光纤光栅层俯视图；

图3为光纤光栅层主视图；

图4为光纤光栅群组第一种排布方式示意图；

图5为光纤光栅群组第二种排布方式示意图；

图6为反射式光纤光栅工作原理示意图；

图7为发光显示器件制备方法的工作流程图。

其中，具体元件编号列表如下：

100、发光显示器件 110、光纤光栅层

111、211、光纤光栅群组 1111、光纤光栅

1111R、2111R、红光光纤光栅 1111G、2111G、绿光光纤光栅

1111B、2111B、蓝光光纤光栅 2111N、不透光单元

1112、纤芯 1113、包层

1114、波长反射区 120、阴极层

130、有机层 140、反射层

150、阳极层 160、衬底

170、盖板玻璃层 I、入射光

I₁、反射光 I₂、透射光

具体实施方式

请参图1，本实施方式揭示了一种发光显示器件100，该发光器件100由顶部至底部依次包括能够反射特定光波的波长的反射式光纤光栅层110、阴极层120、能够发光的有机层130、阳极层150、衬底160及盖板玻璃层170。此外，反射式光纤光栅层110与盖板玻璃层170之间还设有能够透光的透光区域180。

本实施方式中，有机层130及阳极层150之间还设有能够反射发光光路的反射层140，反射层140的使用能够确保有机层发出的光经过光纤光栅，更好的实现显示和照明的分离。在其他实施方式中，阳极层为复合层，该复合层中还包括至少一层具有上述反射功能的反射层。优选方案中，反射层为反射率高于95％的高反射层。

请参图2及图3，光纤光栅层110由具有特定波长反射功能的若干光纤光栅1111阵列排布而成。本实施方式中，光纤光栅1111为反射式光纤光栅。

有机层130包括阵列排布的发光单元(图中未示出)，光纤光栅1111能够与各个发光单元一一对应。在阳极层150与有机层130之间设有能够将从有机层130中发出的光线全部反射至光纤光栅层110的反射层140。

请参图4及图5，本实施方式中，光纤光栅层110由若干光纤光栅群组111阵列排布而成，光纤光栅群组111包括能够反射红光波长的红光光纤光栅、能够反射绿光波长的绿光光纤光栅及能够反射蓝光波长的蓝光光纤光栅。

光纤光栅群组111中各光栅单元的排列结构可视显示器件的像素排列结构而定。请参图4，光纤光栅群组111中各光栅单元呈1×3矩阵结构排列，图中，红光光纤光栅1111R、绿光光纤光栅1111G及蓝光光纤光栅1111B依次排列。这种排列方法较适宜光纤光栅层110的制程生产。在其它实施方式中，请参图5，光纤光栅群组211中还可以呈2×2矩阵结构排列，红光光纤光栅2111R、绿光光纤光栅2111G及蓝光光纤光栅2111B按序排列在2×2矩阵单元中，余下的矩阵单元为不透光单元2111N。

请参图6为反射式光纤光栅工作原理示意图。光纤光栅是利用光纤材料的光敏性制作的。其中，所谓光敏性，就是指材料被外部光照射时，引起该材料物理或化学特性的暂时或永久性变化的一种特性。当特定波长的光辐射光纤时，它的一些物理特性发生了永久性的改变，如折射率、吸收谱、内应力密度等等。在外部光源照射时，光纤的折射率随光强的空间分布发生相应的变化，变化的大小与光强成线性关系并可以被保留下来，并成为光纤光栅。

从光纤光栅1111的结构来看，其包括位于内部的纤芯1112、包裹在纤芯1112周边的包层1113及位于纤芯1112内部的具有波长反射功能的波长反射区1114。该波长反射区1114内的折射率沿光纤的轴向呈现周期性的分布，并能够产生谐振效应。当透过的光学波长等于谐振波长时,该波长的光波能够被强烈反射。上述反射的条件称为布拉格条件。由光纤光栅相位匹配条件得到反射中心波长(布拉格波长)表达式为：

λ_B＝2n_effΛ

其中，λ_B为光纤光栅的中心波长(即布拉格中心波长)，n_eff为光纤光栅的有效折射率，Λ是光纤光栅的周期，上述Λ在光纤光栅制程中即被确定下来。

当一束宽谱带光波(即入射光I)在光纤光栅中传输时，依据中心波长(布拉格波长)表达式的反射原理，入射光I在相应波长λ_B频率上的光波被反射回来并形成反射光I₁，而其余波长频率上的光波不受影响进而从光纤光栅的另外一端透射出来并形成透射光I₂。

上述具有光纤光栅层的发光显示器件，通过光纤光栅1111对红光、绿光或蓝光波长的反射，使光纤光栅层110上所反射的光通过透光区域并用于彩色显示；而没有被反射的光直接通过光纤光栅层110并用于照明。

利用本实施方式的发光显示器件能够取代传统彩色滤光片的显示方法，并充分提高有机层的发光利用率，达到节能的目的。此外，这种发光显示器相比较传统的具有显示及照明的发光显示器件而言，不需要提供额外的照明光源，因此可以大大降低发光显示器件的电能消耗，提高电能的使用寿命，并具有广阔的市场前景。

本实施方式还揭示了一种发光显示器件的制备方法，请参图7，其主要包括如下步骤：

步骤S110，在衬底上形成阳极层；

步骤S120，在阳极层上形成有机层；

步骤S130，在有机层上形成阴极层；

步骤S140，将阴极层、有机层及阳极层部分蚀刻以形成透光区域；

步骤S150，在透光区域内填充透明材料；

步骤S160，在阴极层上形成光纤光栅层。

本实施方式中，在步骤S110：在衬底上形成阳极层之后，还包括有在阳极层上形成反射层，且在反射层上形成有机层的步骤。此时，为了确保透光区域的完整性，反射层也需要被部分蚀刻掉。在其他实施方式中，阳极层为复合层，该复合层中就已经包括有至少一层反射层。

其中，衬底包括玻璃、塑料、薄膜等透明材料。阳极层的材料选自铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物、锡氧化物、铝或铟参杂的氧化锌、镁铟氧化物等其它金属氧化物。反射层140的材料为银或铝。有机层130为复合层，其包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、电子传输层及电子注入层等。有机层130材料的可选性较多，一般主要的空穴传输材料有NPB(N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基-1，1′-联苯-4-4′-二胺)或TPD(N-N′-双(3-甲基苯基)-N-N′-二苯基-1-1′-二苯基-4-4′-二胺)等，主要的电子传输材料有Alq3(8-羧基喹啉铝)或PBD(2-(4-联苯基)-5-(叔丁苯基)-1，3，4-噁二唑))等。阴极层120的材料选自铜/银合金、镁/银合金、金属盐等其它透明阴极材料。而透光区域180由透明材料，如氧化硅或氮化硅等，及半透明材料，如ITO等填充。光纤光栅层可通过定位点或其他定位方式与有机层对位后复合，其工艺制程与盖板玻璃层或彩色滤光片工艺制程相同或类似。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种发光显示器件，其特征在于，包括衬底、位于所述衬底上的阳极层、位于所述阳极层上的有机层、位于所述有机层上的阴极层及位于所述阴极层上的反射式光纤光栅层，所述衬底与所述光纤光栅层之间具有透光区域，所述光纤光栅层由能够反射特定波长的若干光纤光栅阵列排布而成。

2.根据权利要求1所述的发光显示器件，其特征在于，所述阳极层与所述有机层之间还设有能够将所述有机层所发射的光线反射至所述光纤光栅层的反射层。

3.根据权利要求1所述的发光显示器件，其特征在于，所述阳极层为包括至少一层反射层的复合层。

4.根据权利要求2或3所述的发光显示器件，其特征在于，所述反射层为反射率高于95%的高反射层。

5.根据权利要求2或3所述发光显示器件，其特征在于，所述反射层的材料为银或铝。

6.根据权利要求1所述的发光显示器件，其特征在于，所述有机层包括阵列排布的发光单元，所述光纤光栅与各个所述发光单元一一对应。

7.根据权利要求6所述的发光显示器件，其特征在于，所述光纤光栅层由若干光纤光栅群组阵列排布而成，所述光纤光栅群组包括能够反射红光波长的红光光纤光栅、能够反射绿光波长的绿光光纤光栅及能够反射蓝光波长的蓝光光纤光栅。

8.根据权利要求7所述的发光显示器件，其特征在于，所述光纤光栅群组中各所述光纤光栅呈1×3矩阵结构排列，或呈2×2矩阵结构排列。

9.一种发光显示器件的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：

在衬底上形成阳极层；

在阳极层上形成有机层；

在有机层上形成阴极层；

将阴极层、有机层及阳极层部分蚀刻以形成透光区域；

在透光区域内填充透明材料或半透明材料；

在阴极层上形成光纤光栅层。

10.根据权利要求9所述的发光显示器件的制备方法，其特征在于，所述透明材料或半透明材料选自氧化硅、氮化硅或铟锡氧化物中的至少一种。