发光结构、显示设备以及子像素结构的制作方法

1.本公开总体上涉及用于发射器件(特别是用于量子点发光二极管(led)显示器)的层和堤岸结构。特别地，本公开寻求在维持所有子像素(例如，红色、绿色和蓝色)的层厚度不变的同时，针对嵌入在由堤岸围绕的高折射率封装材料中的顶部发射结构，提高效率、减少颜色偏移并提高轴上亮度。


背景技术：

2.有机发光二极管(oled)是显示设备中最常用的led之一，而量子点由于具有更好的光谱发射和化学稳定性而被提出作为对oled的改进。量子点通常用作蓝色led的磷光体，并作为液晶显示器(lcd)的背光而存在。传统的led显示器采用了一种利用led结构中的空腔及其对光的影响的改善方法。例如，柯达(us2006/0158098)描述了一种顶部发射结构，并且三星(us9583727)描述了一种在反射区域之间具有发光区域的oled和qled结构，其中一个发光区域是部分透射的。
3.其他显示器涉及提高led中的空腔的辉度的方法。例如，三星(us2015/0084012)描述了使用oled结构中的色散层，三星(us8894243)描述了使用微结构散射来提高效率，并且3m(wo2017/205174)描述了通过使用传输层中的表面等离子体纳米粒子或纳米结构来增强发光。
4.涉及对空腔(或多个空腔)进行修改的方法通常难以实现，因为这些方法需要非常小的尺寸特征或层的控制。修改空腔的一种替代方法是使用具有高折射率的厚顶部“填料”层，这可以减少菲涅耳反射并增加通过顶部电极的透射率。然而，高指数层中的光可能主要被全内反射(tir)捕获。为了提取被捕获的光，使用围绕填料层的反射和/或散射堤岸来耦出被tir捕获的光。
5.tcl(cn106876566)和joled(us9029843)描述了这种具有堤岸的像素布置、以及在空腔的有机层上方和堤岸之间的填充材料。日立(us7091658)描述了可以使用电极金属材料进行反射的堤岸，剑桥显示技术(kr1020150020140)描述了可以使用不同的组装步骤来以不同结构成形的堤岸，并且夏普(us10090489)描述了有机层下方的成形反射器。
6.另一种方法是控制填充材料。例如，全球oled(us8207668)描述了可以控制的填料层，其中，填料层和有机层对于不同的子像素具有不同的厚度，以最大化作为波长函数的光输出。
7.另一种方法是控制有机层，这可以通过适当的材料选择(例如，亲液/疏液)来实现。例如，精工爱普生(us7902750)描述了空腔层是弯曲的，但封装是平坦化层，并且joled(us9312519)描述了有机层在正交方向上既是凸面又是凹面。
8.在另一种方法中，lee等人(“用于oled显示器的光学耦出的三维像素构造-光学模拟”，2019年sid显示周会刊)描述了利用oled发光层的设计来模拟像素堤岸结构。这种方法利用使真实堤岸结构的效率最大化的堤岸结构，来模拟最佳提取效率。最佳方案只涉及绿光和ito电极，在这样的设备中不实用，因为发射光谱太宽，色域较差，而未考虑轴上亮度
(用户的表观亮度)。现有技术文献专利文献
9.美国专利公开us 2006/0158098 a1(伊士曼柯达公司，2006年7月20日公开)。
10.美国专利us 9,583,727 b2(三星显示器有限公司，2017年2月28日公告)。
11.美国专利公开us 2015/0084012 a1(三星显示器有限公司，2015年3月26日公开)。
12.美国专利us 8,894,243 b2(三星康宁精密材料有限公司，2014年11月25日公告)。
13.国际专利公开wo2017/205174 a1(3m创新有限公司，2017年11月30日公开)。
14.中国专利公开cn106876566 a(tcl，2017年6月20日公开)。
15.美国专利us 9,029,843 b2(joled有限公司，2015年5月12日公告)。
16.美国专利us 7,091,658 b2(日立，2006年8月15日公告)。
17.kr1020150020140(剑桥显示技术，2015年2月25日公告)。
18.美国专利us 10,090,489 b2(夏普株式会社，2018年10月2日公告)。
19.美国专利us 8,207,668 b2(全球oled技术llc，2012年6月26日公告)。
20.美国专利us7,902,750 b2(精工爱普生公司，2011年3月8日公告)。
21.美国专利us 9,312,519 b2(joled有限公司，2016年4月12日公告)。非专利文献
22.lee等人(“用于oled显示器的光学耦出的三维像素构造-光学模拟”，2019年sid显示周会刊，2019年出版)。


技术实现要素：

23.本公开针对在led布置中包括量子点电发光材料的自发光显示器。
24.在本公开的第一方面中，一种发光结构包括：基板；所述基板的表面上的发射不同颜色的多个子像素堆栈，所述多个子像素堆栈中的各个包括：第一传输层与第二传输层之间的发光层；与所述第一传输层耦接的第一电极层；以及与所述第二传输层耦接的第二电极层；堤岸，其围绕所述多个子像素堆栈中的各个并在所述多个子像素堆栈中的各个上方形成内部空间；第一填充材料，其在所述内部空间中并具有第一折射率；第二填充材料，其在所述第一填充材料上并具有低于所述第一折射率的第二折射率；以及所述第一填充材料与所述第二填充材料之间的分界面，其中，所述多个子像素堆栈在所述发光层与所述第一电极层之间具有均匀的距离；其中，所述多个子像素堆栈中的至少一个子像素堆栈沿着与所述多个子像素堆栈中的所述至少一个子像素堆栈的顶面垂直的轴上方向，将主发射峰发射到所述填充材料中；并且其中，所述多个子像素堆栈中的所述至少一个子像素堆栈被构造为n＝1的光学模式，使得与从所述多个子像素堆栈中的所述至少一个子像素堆栈的所述发光层到所述多个子像素堆栈中的所述至少一个子像素堆栈的所述第一电极并回到所述多个子像素堆栈中的所述至少一个子像素堆栈的所述发光层的发射相关联的相位偏移为2π。
25.在第一方面的实现方式中，所述多个子像素堆栈中的至少一个子像素堆栈被构造为以具有中心波长的多个波长发光。
26.在第一方面的另一实现方式中，远离所述轴上方向的离轴方向上的发射在被所述
堤岸的倾斜面反射并通过所述第一填充材料在所述轴上方向发射之前，被所述分界面经由全内反射至少反射一次。
27.在第一方面的又一实现方式中，在所述多个子像素堆栈中的至少一个子像素堆栈中，与从所述发光层到所述第一电极层并回到所述发光层的发射相关联的相位偏移小于2π或大于2π，以引起所述主发射峰中的亮度变化。
28.在第一方面的又一实现方式中，远离所述多个子像素堆栈中的所述至少一个子像素堆栈的所述轴上方向的离轴方向上的发射在被所述堤岸的倾斜面反射并通过所述第一填充材料在所述轴上方向发射之前，被所述分界面经由全内反射至少反射一次。
29.在第一方面的又一实现方式中，利用所述主发射峰来校准被所述倾斜面反射的离轴方向上的发射，以补偿所述主发射峰中的亮度变化。
30.在第一方面的又一实现方式中，所述第二填充材料覆盖所述第一填充材料的整个顶面。
31.在第一方面的又一实现方式中，所述第二填充材料覆盖所述第一填充材料的顶面的一部分。
32.在第一方面的又一实现方式中，与所述多个子像素堆栈相关联的子像素的大小不同，以优化颜色偏移。
33.在第一方面的又一实现方式中，所述发光层包括量子点发光材料；所述第一传输层包括空穴传输层；所述第二传输层包括电子传输层；所述第一电极层是包括用于反射从所述发光层发射的光的金属反射器的阳极层；并且所述第二电极层是包括非金属的透明的材料的阴极层。
34.在第一方面的又一实现方式中，通过所述分界面从所述至少一个子像素堆栈发射的所述主发射峰具有通过全内反射在所有像素上反射的最少的光。
35.在第一方面的又一实现方式中，在所述发光结构的至少一个子像素堆栈的特定区域中，沿着所述轴上方向通过所述分界面发射所述主发射峰。
36.在第一方面的又一实现方式中，所述发光层包括量子点发光材料；所述第一传输层包括电子传输层；所述第二传输层包括空穴传输层；所述第一电极层是包括用于反射从所述发光层发射的光的金属反射器的阴极层；并且所述第二电极层是包括非金属的透明的材料的阳极层。
37.在第一方面的又一实现方式中，所述发光结构包括在显示设备中。
38.在本公开的第二方面中，一种子像素结构包括：发射不同颜色的多个子像素堆栈，所述多个子像素堆栈中的各个包括：第一传输层与第二传输层之间的发光层；与所述第一传输层耦接的第一电极层；以及与所述第二传输层耦接的第二电极层；堤岸，其围绕所述多个子像素堆栈中的各个并在所述多个子像素堆栈中的各个上方形成内部空间；第一填充材料，其在所述内部空间中并具有第一折射率；第二填充材料，其在所述第一填充材料上并具有低于所述第一折射率的第二折射率；以及所述第一填充材料与所述第二填充材料之间的分界面，其中，所述多个子像素堆栈在所述发光层与所述第一电极层之间具有均匀的距离；其中，所述多个子像素堆栈中的至少一个子像素堆栈被构造为以具有中心波长的多个波长发光；其中，所述发光层与所述第一电极层之间的距离是预先确定的，使得所述多个子像素堆栈中的至少一个子像素堆栈沿着与所述多个子像素堆栈中的所述至少一个子像素堆栈
的顶面垂直的轴上方向，将主发射峰发射到所述填充材料中；并且其中，通过所述分界面从所述至少一个子像素堆栈发射的所述主发射峰具有通过全内反射在所有像素上反射的最少的光。
39.在第二方面的实现方式中，在所述多个子像素堆栈中的所述至少一个子像素堆栈中，与从所述发光层到所述第一电极并回到所述发光层的发射相关联的相位偏移为2π。
40.在第二方面的另一实现方式中，在所述多个子像素堆栈中的至少另一个子像素堆栈中，与从所述发光层到所述第一电极并回到所述发光层的发射相关联的相位偏移小于2π或大于2π，以引起主发射峰中的亮度变化。
41.在第二方面的又一实现方式中，远离所述多个子像素堆栈中的所述至少另一个子像素堆栈的所述轴上方向的离轴方向上的发射在被所述堤岸的倾斜面反射并通过所述第一填充材料在所述轴上方向发射之前，被所述分界面经由全内反射至少反射一次。
42.在第二方面的又一实现方式中，利用所述主发射峰来校准被所述倾斜面反射的所述离轴方向上的发射，以补偿所述主发射峰中的亮度变化。
43.在第二方面的又一实现方式中，与所述多个子像素堆栈相关联的子像素的大小不同，以优化颜色偏移。
附图说明
44.当与附图一起阅读时，从以下详细描述中最好地理解示例公开的方面。各种特征未按比例绘制。为了讨论的清楚，可以任意增大或减小各种特征的尺寸。图1是发光结构中的现有技术子像素堆栈的示意性截面图。图2是发光结构中的另一现有技术子像素堆栈的示意性截面图。图3是发光结构中的又一现有技术子像素堆栈的示意性截面图。图4a、图4b和图4c是根据本公开的示例实现方式的另一示例发光结构的三个示例子像素堆栈的详细示意性截面图。图4d示出了根据本公开的示例实现方式的示例发光结构的一部分。图4e示出了如在图4d的示例发光结构中测量的主发射峰的示例角分布图。图4f、图4h和图4j是根据本公开的示例实现方式的三个示例发光结构的示意性截面图。图4g、图4i和图4k分别是图4f、图4h和图4j中的三个示例发光结构的示例角分布图。图5是示出根据本公开的示例实现方式的示例发光结构的角分布的示意图。图6a是示出根据本公开的示例实现方式的具有各种距离的示例发光结构的提取效率的示意图。图6b是示出图6a中具有各种距离的示例发光结构的峰值亮度的示意图。图7是示出图5中的示例发光结构关于朗伯发射的角分布的示意图。
具体实施方式
45.以下公开包含与本公开中的示例实现方式有关的特定信息。本公开中的附图及其随附的详细描述仅针对示例实现方式。然而，本公开不仅限于这些示例实现方式。本领域技
术人员将会想到本公开的其他变化和实现方式。
46.除非另有说明，否则附图之间的相似或对应的元件可以由相似或对应的附图标记指示。此外，本公开中的附图和图示通常不是按比例绘制的，并且不旨在对应于实际的相对尺寸。
47.出于一致性和易于理解的目的，在示例附图中，可以通过相同数字来标识相似的特征(尽管在一些示例中，未示出)。然而，不同实现方式中的特征可能在其他方面有所不同，因此不应被狭隘地限于图中所示的内容。
48.说明书使用了短语“在一个实现方式中”或“在一些实现方式中”，它们各自可以指一个或多个相同或不同的实现方式。术语“包括”是指“包括但不一定限于”，并且具体指示在所描述的组合、组、系列和等同物中的开放式包括或成员资格。表述“a、b和c中的至少一个”或“以下中的至少一个：a、b和c”是指“仅a，或仅b，或仅c，或a、b和c的任意组合”。
49.另外，出于说明和非限制的目的，阐述了诸如功能实体、技术、协议、标准等的具体细节，以提供对所描述技术的理解。在其他示例中，省略了对公知方法、技术、系统、架构等的详细描述，以免由于不必要的细节而混淆描述。
50.本公开涉及一种自发光显示器，其在发光二极管(led)布置中包括量子点电发光材料。led布置通常包括夹在电子传输层(etl)与空穴传输层(htl)之间的量子点(qd)发光材料的层(例如，发光层)。这三层夹在两个导电层之间以形成子像素堆栈。在本公开的一个或多个实现方式中，使用“顶部”发射(te)结构。te结构涉及从te结构的与其上设置te结构的玻璃基板相对的一侧的发光。
51.在本公开的一个或多个实现方式中，te器件的制造涉及一层厚的导电反射材料，该材料通常由沉积在玻璃基板上的金属(例如，银或铝)制成，其中，htl在导电反射层(例如，反射导体或反射电极)上，发光层在htl上，etl在发光层上，并且透明电极层在etl上。在一个优选实现方式中，反射电极的厚度大于80nm(即1nm＝10-9
米)。在另一个优选实现方式中，反射电极包括厚度约为100nm的银层和厚度约为10nm的氧化铟锡(ito)层。在一个优选实现方式中，htl由约40nm厚的pedot:pss(聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸钠)层、以及pedot:pss层上的厚度约为20nm的tfb(聚(9,9'-二辛基芴-co-bis-n,n'-(4-丁基苯基)二苯胺))层制成。在其他实现方式中，其他htl材料也可以适用于本公开，并且不限于本文提供的示例。在另一个优选实现方式中，大约20nm厚的发光层设置在htl上并且etl设置在发光层上。在另一个优选实现方式中，etl层由氧化锌(zno)纳米粒子制成并且具有大约30至80nm的厚度。在一个优选的实现方式中，透明电极层是设置在etl层上的足够厚以承载足够电流但又足够薄以对光透明的薄金属层。在一个优选实现方式中，透明电极层是厚度约为80nm的ito层。应当注意，上述层的厚度可以根据优选的光学构造而变化，因此不限于本文提供的示例。
52.在本公开的一个或多个实现方式中，来自发光层的角发射分布可以由发光层与反射电极层(例如，在子像素堆栈的底部)之间的厚度(或距离)确定。距离直接取决于htl的各个厚度和htl中各层的折射率。
53.在反射电极是理想镜子的一个实现方式中，反射电极层位于远离发光层半个波长(例如，λ/2)的距离处。远离发光层的距离可以是0.5倍波长的0.5、1或任何整数倍。在反射电极不是理想镜子(例如，换言之发生相位偏移)的示例实现方式中，反射点将不会准确地
位于反射电极的表面处。在一个实现方式中，反射电极例如位于远离发光层大约半个波长的距离处，以便生成主发射峰。然而，为了抵消反射电极中相位偏移的影响，对于大多数常见材料，该距离被调整为大约0.2倍波长。本公开中描述的术语“发射”可以指发射的波长的分布，但不限于单个波长。本公开中的术语“波长”可用于描述多个波长中的峰值或中心波长，但不限于本文提供的描述。
54.本公开不限于所提供的示例，因为如果etl和htl的布置颠倒，所公开结构的基本原理仍然适用。在本公开的一个优选实现方式中，无论etl还是htl设置在发光层的远离玻璃基板的发射侧，传输层都比更靠近玻璃基板设置的传输层薄。
55.本公开的示例实现方式可以与qled结构有关。然而，本公开不仅限于qled结构并且可以适用于与oled结构有关的各种实现方式。
56.在qled子像素中，内部空间结构(例如，空腔结构)可以由子像素堆栈和围绕子像素堆栈的堤岸结构勾勒。具有较高折射率的填充材料可以设置在子像素堆栈上方的内部空间结构中。堤岸结构可以具有至少与具有高折射率的填充材料相同或更高的高度。在一些实现方式中，堤岸结构的高度也可以低于填充材料。与直接进入空气相比，具有较高折射率的填充材料可以从发光层提取更多的光，因为填充材料的折射率与发光层更紧密地匹配并且菲涅耳反射损失低得多。低折射率层设置在填充材料上。设置在低折射率层上方的上层可以包括封装玻璃或其他材料。低折射率层通过全内反射在填充材料中捕获离轴光。在一个或多个实现方式中，低折射率层可以是气隙、来自inkron的具有低至1.15的折射率的硅氧烷基纳米复合聚合物、折射率为1.375的聚(1,1,1,3,3,3-六氟异丙基丙烯酸酯)和折射率为1.377的聚(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯)。
57.在具有内部空间结构和顶部透明电极的本公开中，发光层与反射电极之间的厚度(或距离)可以在一个颜色子像素堆栈中进行调谐，使得主发射峰可以通过具有最小的全内反射，在基本上垂直于子像素堆栈的顶面的轴上方向上直接从发光层发射。光也可以在远离轴上方向的离轴方向上发射。离轴发射可以经由全内反射(tir)被填充材料的顶面(例如，分界面)反射至少一次，并因此在填充材料中传播，从发光层和tir表面反射，在被堤岸的倾斜面反射并朝着轴上方向反射之前，使得可以利用轴上发射来校准全部被内部反射的发射。可以设计各个像素末端的堤岸结构，使得堤岸结构的倾斜角(例如，堤岸角)是到经受全内反射的填充材料中的发射的离轴部分的平均角的二分之一角。在一个或多个实现方式中，堤岸角在0至80度之间。在一个优选实现方式中，堤岸角约为20至30度。在又一优选实现方式中，堤岸角约为30度。
58.有效角分布由发光层中的各个单独的偶极子源与其在底部反射器中的反射之间的干涉决定。由于底部反射器与发光层之间的厚度(或距离)主要确定了这种分离并且干涉主要取决于源光发射(例如，子像素堆栈)的波长，因此各个颜色子像素堆栈(例如红色、绿色和蓝色等)的设计不同。如图1至图3所示，不同颜色子像素堆栈中的htl具有不同的厚度，以确保针对各个特定着色的子像素堆栈调谐发光层与反射电极之间的距离(厚度)，以实现最佳的轴上亮度和效率。htl的厚度差异需要在制造期间针对不同着色的子像素堆栈进行单独的图案化步骤，这可能会导致额外且昂贵的掩模过程。在应用了针对htl的不同着色的子像素堆栈的不同厚度的子像素结构中，虽然昂贵，但使用如图1至图3所示的子像素堆栈的示例结构可以实现最佳峰值轴上亮度和效率。此外，在应用了针对htl的不同着色的子像
素堆栈的不同厚度的子像素结构中，如果htl中的材料吸光，则子像素结构中的薄层可能会导致比厚层更低的吸收。
59.在本技术的一个或多个实现方式中，如果不同颜色的子像素堆栈的所有htl都被制造为具有基本相等的厚度(例如，跨越所有不同颜色的子像素堆栈，在发光层与底部反射器之间基本均匀的厚度(或距离))，则可以简化显示器的制造方法并显着降低成本。优化的htl厚度取决于发光的波长。如果发光结构在红色、绿色和蓝色发光子像素堆栈中的各个上具有透明电极，并且红色、绿色和蓝色发光子像素堆栈各自包括具有基本相等厚度(均匀距离)的非常薄的htl，则当与此处描述的堤岸和高指数填料和低指数层一起使用时，具有薄的且厚度基本相等(例如，均匀距离)的htl的发光结构可以产生与具有厚度不同(非均匀距离)的htl的发光结构相对类似的发射特性。这种类似的发射特性是可以实现的，因为htl传播的相位偏移和反射相位偏移回到发光层接近2π(例如，中心发光颜色(例如，绿色)的一个波长)，这样，到填充材料中的发光图案是宽的并且在轴上有其峰值。此外，htl厚度标称是波长的一半，但是，由于底部反射器是真实材料(例如，反射金属)，因此存在与金属层的真实属性相关的相位偏移，并且取决于用于底部反射器的金属。因此，与从发光层到底部反射器并返回到发光层的发光相关联的相位偏移基本上为2π，以实现基本上均匀的厚度(或距离)。与具有不同距离(例如，厚度)的构造相比，具有均匀距离(或厚度)的发光结构可以提供降低的亮度和效率。然而，当与上述适当的像素填料布置一起使用时，来自具有基本均匀距离的子像素堆栈结构的所得角分布对于底部反射器与发光层之间的距离相对不敏感。因此，在发射不同波长(例如，红色、绿色、蓝色发射)的子像素堆栈中应用基本相同厚度(例如，均匀距离)的htl的发光结构中，红色和蓝色发射(例如，如果中心发光为绿色)可能仍具有与绿色发射相似的角分布，因此在降低成本的同时仍提供低的颜色偏移。
60.具体而言，可以实现低的颜色偏移，因为虽然大部分光直接离开填充材料(例如，在轴上方向发射的主发射峰)，但少量但显着量的光通过填充材料中的全内反射(tir)传播到堤岸，然后由堤岸校准(例如，在离轴方向发射的光)。改变波长的影响是降低了中心发射的亮度。然而，中心发射亮度降低的影响被由tir捕获并传播到堤岸的离轴发光的增加所补偿。由于这两种光传播最终都会校准光，因此这两个因素相互补偿，并且各种波长(例如红色、绿色、蓝色)的最终角分布几乎没有变化。因此，可以获得具有基本上相同的层厚度(例如，对于所有颜色子像素堆栈基本上相同的htl厚度)和低的离轴颜色偏移的发光结构。与具有不同厚度(例如，不同距离)的构造相比，具有相似厚度(例如，基本均匀的距离)的发光结构可能会提供降低的亮度和效率，但是，光的角展度更宽并且制造更简单，可适用于大型显示器(例如tb式显示器)。
61.根据本公开，即使总的光输出效率没有被最大化，轴上亮度以及用户感知的亮度也被最大化。由于轴上发射的光通常在像素的中心区域被用户感知，而离轴发射的光通常在堤岸的边缘被感知，因此来自这些不同的光谱区域的光的分布可以在所有角度提供更平衡的颜色分布，从而使各种角度的颜色偏移最小化。需要针对红色、绿色和蓝色像素中的各个获得类似的角分布，以防止感知颜色随视角发生变化，并且这是此类薄层自发光显示器(例如oled)的固有问题。使用透明电极和像素堤岸可以提高颜色偏移性能。在此类薄层和像素堤岸结构中，角分布对波长的高容差可能需要进一步调谐，以在不增加额外掩模步骤的情况下进一步提高颜色偏移性能。一种这样的方法是针对红色、绿色和蓝色设置不同大
小的像素。子像素堆栈的像素大小是围绕子像素堆栈的堤岸之间的距离。例如，较大的像素可能需要更多的tir光反射才能到达堤岸，因此从此类光(但不是轴上非tir光)吸收更多光，使得改变平衡。在这种情况下，可以改变轴上光与离轴光之间的平衡以更好地匹配角分布。一般而言，在大多数情况下，像素可以具有不同的大小以获得最佳结果，但对于本技术的本质公开而言可能不是必需的。在本公开中，子像素的像素大小不同，使得优化了各个子像素堆栈的颜色偏移。
62.另一种替代方法是具有不同的qd eml层厚度。由于各个层需要不同的发射qd，因此需要对该层进行掩模，因此在任何情况下都需要进行掩模步骤。只有该层可以改变，但可以实现多少差异存在实际限制。
63.本实现方式中的示例发光结构可以包括如上所述的基板、子像素堆栈、堤岸、第一填充材料、第二填充材料和玻璃盖，因此，为简洁起见，省略了发光结构的各元件的细节。在本公开的一个或多个实现方式中，第一填充材料可以是较高折射率的材料，而第二填充材料可以是相对于第一填充材料的较低折射率的材料。子像素堆栈可以设置在基板上，堤岸围绕子像素堆栈以在子像素堆栈上方形成内部空间。
64.在本公开的一个实现方式中，第一填充材料可以设置在由围绕子像素堆栈的堤岸形成的内部空间中。第二填充材料可以连续地设置在第一填充材料和堤岸之上。
65.在另一实现方式中，第二填充材料可以部分地设置在第一填充材料上。在一个或多个实现方式中，堤岸的厚度可以大于第一填充材料的厚度。在一个或多个实现方式中，堤岸与基板接触。在优选的实现方式中，堤岸可以与第二填充材料接触或几乎接触。在一个或多个实现方式中，玻璃盖可以连续地设置在第二填充材料之上。
66.在一个或多个实现方式中，光从子像素堆栈发射穿过第一填充材料、第二填充材料和玻璃盖。第一填充材料可以具有比空气更高的折射率，使得第一填充材料可以比作为填充材料的空气更大程度地从子像素堆栈提取光。在子像素堆栈中捕获的光可以被快速吸收，而在第一填充材料中捕获的光可以传播到堤岸的边缘并通过反射被提取。
67.在一个或多个实现方式中，第一填充材料可以具有比子像素堆栈和第二填充材料更高的折射率。在一个实现方式中，第二填充材料(例如，较低折射率层)可以是气隙。在一个或多个实现方式中，堤岸可以是不透明的。堤岸的面向第一填充材料的表面可以是散射反射的或镜面反射的，并且可以相对于基板(例如玻璃基板)的平面成角度(例如，倾斜)。
68.在本公开中，子像素堆栈中的发光层可以发射具有通常被视为主发射峰的中心波长的波长范围内的光。中心波长是发光源发射光谱中光谱亮度最高的波长。在本公开中，对于由发光层发射的平均长于中心波长的波长，可以产生强度比轴上发射更强的离轴发射。对于短于中心波长的波长，轴上发射的强度强于离轴发射。
69.图1是发光结构中的现有技术子像素堆栈的示意性截面图。图2是示例发光结构中的另一现有技术子像素堆栈的示意性截面图。图3是示例发光结构中的又一现有技术子像素堆栈的示意性截面图。参照图1至图3，示例子像素堆栈结构100、200和300可以是发射具有不同波长(例如，红色、绿色、蓝色)的光的子像素堆栈结构。
70.在本公开的一个或多个实现方式中，图1、图2和图3中的示例子像素堆栈100、200和300中的各个可以分别包括第一电极层(104a、204a、304a)、etl(104b、204b、304b)、发光层(104c、204c、304c)、htl(104d、204d、304d)和第二电极层(104e、204e、304e)。htl(104d、
204d、304d)中的各个可以分别包括tfb层(104d1、204d1、304d1)和pedot:pss层(104d2、204d2、304d2)。
71.如图1所示，htl 104d可以包括tfb层104d1和pedot:pss层104d2。在另一实现方式中，htl 104d可以包括其他层并且不限于这里提供的示例层。在另一实现方式中，htl 104d和etl104b的先前布置可以根据第一电极层104a和第二电极层104e的布置而颠倒。
72.在本公开的一个或多个实现方式中，第一电极层104a可以是透明的顶部电极并且第二电极层104e可以是底部反射电极。第一电极层104a可以是非金属的、基本透明的并且设置在etl层104b上的阴极层。第二电极层104e可以设置在基板102上并且可以是阳极层，该阳极层是反射从发光层104c发射的光的金属反射器。
73.然而，第一电极层104a和第二电极层104e的布置不限于本文提供的示例并且可以颠倒。例如，第一电极层104a可以是底部阳极层，其是反射从发光层104c发射的光的金属反射器，并且第二电极层104e可以是非金属且基本透明的顶部阴极层。
74.在参照图1至图3的一个实现方式中，针对发射不同颜色(例如，不同波长的红色、绿色、蓝色)的三个子像素堆栈100、200和300，htl 104d、204d和304d具有不同的距离(例如，htl厚度tr、tg、tb)，这可能会导致最佳亮度和低的颜色偏移。然而，在显示器中制造子像素堆栈100、200和300可能是复杂且昂贵的，因为需要多个掩模和图案化步骤来形成具有不同厚度的htl104d、204d和304d。具体地，在本技术的针对不同的子像素堆栈具有不同距离(例如，不同的htl厚度，例如104d、204d、304d)的布置的发光结构中，可以实现高效率和轴上亮度。然而，如图1至图3所示，这样的布置示出了针对各颜色(例如，红色、绿色、蓝色)子像素堆栈的不同厚度，以获得各个子像素堆栈的相同发射特性并且匹配颜色的角分布，从而减少发光结构的过度颜色偏移。因为在不同颜色的子像素堆栈中制造htl(例如，在子像素堆栈中对htl分层中的图案化和掩膜过程)复杂且昂贵(特别是对于具有较大显示区域的面板)，因此需要额外的层增厚过程以正确实现发出不同颜色的所有子像素堆栈的相同光学特性。在一个实现方式中，图2中的示例绿色子像素堆栈200被设置为可能最接近4π相位偏移的相位差(该相位差与从发光层到第一电极并返回发光层的发射相关联)或光学模式n＝2的子像素堆栈，其中第一电极和回到发光层之间的厚度大约是一个波长。
75.图4a、图4b和图4c是根据本公开的示例实现方式的另一示例发光结构的三个示例子像素堆栈400a、400b、400c的详细示意性截面图。
76.在本公开的一个或多个实现方式中，三个示例子像素堆栈400a、400b、400c可以是发射具有不同波长(例如，红色、绿色、蓝色)的发光的子像素堆栈结构，这些子像素堆栈结构包括在例如图4d中的示例发光结构400d的子像素堆栈层404中。本实现方式中的示例发光结构可以包括如上所述的基板、子像素堆栈、堤岸、第一填充材料、第二填充材料和玻璃盖，并且可以与参照图1至图3所描述的元件相似，因此为简洁起见，省略了发光结构的细节。
77.图4a至图4c中的三个示例子像素堆栈400a、400b、400c与图1至图3中的三个示例子像素堆栈100、200、300的不同之处在于，与三个示例子像素堆栈100、200、300中的具有不同距离(例如，图1、图2、图3中的不同的htl厚度tr、tg、tb)的htl相对照，三个示例子像素堆栈400a、400b、400c中的htl具有基本均匀的距离(例如，图4a、图4b、图4c中的相同的htl厚度tr、tg、tb)。与具有图1至图3中的三个示例子像素堆栈100、200、300的示例发光结构(具有
不同的距离)相对照，具有图4a、图4b、图4c中的三个示例子像素堆栈400a、400b、400c的示例发光结构(具有基本均匀的厚度)仍然可以提供低的颜色偏移同时显着降低制造成本。基本上相同的厚度是指：针对各像素，制造层的处理相同，或者全部以相同的方式同时完成。可能存在一些制造变化，但这是可以理解的。
78.在一个或多个实现方式中，图4a至图4c中的示例子像素堆栈400a至400c各自包括第一电极层404a、etl 404b、发光层404c、包括tfb层404d1和pedot:pss层404d2的htl 404d、以及第二电极层404e。在一个实现方式中，第一电极层404a可以是透明电极，并且第二电极层404e可以是反射电极。然而，第一电极层404a和第二电极层404e的布置可以根据发光的方向而颠倒，例如，第一电极层404a可以是反射电极，而第二电极层404e可以是透明电极。第一电极层404a和第二电极层404e的布置可以不同，不限于本文提供的示例。在一个或多个实现方式中，三个示例结构400a至400c是三个颜色像素(例如分别为红色、绿色和蓝色像素)的子像素堆栈。应当理解，本公开的实现方式不限于三种颜色，而可以使用四种或更多种颜色。例如，可以实现用于四个单独颜色像素(例如，红色、绿色、黄色、蓝色等)的四个子像素堆栈。发光层404c与反射电极404e之间的厚度(或距离)或htl 404d的厚度(例如，图4a、图4b、图4c中的tr、tg、tb)可以被调谐为使得仅发射构造上的轴上主发射峰。在一个或多个实现方式中，图4a至图4c中的三个示例子像素堆栈400a至400c的htl 404d与图1至图3中的三个示例子像素堆栈100至300的htl 104d、204d、304d的不同之处在于，三个示例子像素堆栈400a至400c的所有htl 404d具有基本相同的厚度(例如，tr、tg、tb)。换句话说，三个示例子像素堆栈400a至400c在对应的发光层404c与第二电极层404e之间具有基本均匀的距离。在一个或多个实现方式中，针对图4a至图4c中的三个示例子像素堆栈400a至400c的htl 404d中的一个，与从发光层404c(例如第一电极层)到底部反射器404e(第二电极层404e)并返回到发光层404c的发光相关联的优选相位偏移可以是2π。在一个或多个实现方式中，图4b中的示例绿色子像素堆栈400b被设置为可能最接近2π的相位偏移(该相位偏移与从发光层到第一电极并返回发光层的发射相关联)或光学模式n＝1的子像素堆栈。光学模数n是从发光层到第一电极并返回到发光层的完整2π相位的数量。红色子像素堆栈(例如，图4a中的400a)和蓝色子像素堆栈(例如，图4c中的400c)可能失谐，因为htl厚度(例如，针对红色的tr和针对蓝色的tb)可能不再匹配相应中心发光颜色的相位要求(例如，2π的相位偏移)。例如，红色子像素堆栈(例如，图4a中的400a)和蓝色子像素堆栈(例如，图4c中的400c)可以具有大于或小于2π的相位偏移。
79.在一个或多个优选实现方式中，红色子像素堆栈(例如，图4b中的400b)被设置为最接近2π的相位偏移(该相位偏移与从发光层到第一电极并返回发光层的发射相关联)或光学模式n＝1的子像素堆栈。绿色子像素堆栈(例如，图4a中的400a)和蓝色子像素堆栈(例如，图4c中的400c)可能“失谐”，因为htl厚度(针对绿色的tg和针对蓝色的tb)可能不再匹配相应中心发光颜色的相位要求(例如，2π的相位偏移)。例如，绿色子像素堆栈(例如，图4a中的400a)和蓝色子像素堆栈(例如，图4c中的400c)可以具有大于或小于2π的相位偏移。在一个或多个实现方式中，被设置为最接近2π的相位偏移(该相位偏移与从发光层到第一电极并返回发光层的发射相关联)的子像素堆栈的绿色子像素堆栈或红色子像素堆栈(例如，作为图4b中的400b)提供了更优选的光学模式。
80.图4d示出了根据本公开的示例实现方式的示例发光结构的一部分。图4e示出了如
在图4d的示例发光结构中测量的主发射峰的示例角分布图。图4f、图4h和图4j是根据本公开的示例实现方式的三个示例发光结构的示意性截面图。图4g、图4i和图4k分别是图4f、图4h和图4j中的三个示例发光结构的示例角分布图。
81.图4a中的示例结构400a、图4b中的示例结构400b以及图4c中的示例结构400c可以各自包括在图4d中的示例发光结构400d中。示例发光结构400d可以包括子像素堆栈404、具有倾斜侧壁407的堤岸406、第一填充材料410、折射率低于第一填充材料410的第二填充材料412、第一填充材料410与第二填充材料412之间的分界面420、以及玻璃盖422。
82.在本技术的一个或多个实现方式中，与具有不同厚度的不同着色的子像素堆栈(例如，图1至图3中的子像素堆栈100至300)的发光结构相比，包括具有均匀距离(例如，针对所有htl 404d基本上相同的厚度)的不同颜色的子像素堆栈(例如，图4a至图4c中的子像素堆栈400a至400c)的发光结构可以具有更薄的光学布置。在一个实现方式中，具有彩色子像素堆栈400a、400b和400c的示例发光结构可以具有基本均匀的厚度。例如，如图4b所示，用于绿色子像素堆栈400b的第二电极层404e与发光层404c之间的htl 404d的距离或厚度(例如，tg)被构造为，使得与从发光层404c到第二电极层404e并返回到发光层404c的发射相关联的相位偏移为2π(即，2π往返相位偏移)。需要注意的是，图4a、图4b和图4c中的三个子像素由于波长不同而对于发光层具有不同的往返相位偏移。因此，三个子像素中只有一个可以满足最佳要求。
83.在一个示例中，可以使用红色、绿色或蓝色子像素堆栈中的任一个的中心波长来确定子像素堆栈中的厚度。在其他示例中，整个波长范围的中心处的波长可用于确定红色、绿色和蓝色子像素堆栈中的厚度。在第一和第二填充材料(例如，410、412)中，来自绿色子像素堆栈400b的角分布可以近似朗伯(满足具有最佳轴上亮度的模式要求)。来自绿色子像素堆栈400b的大部分轴上光可以是直接穿过发光结构400d的第一和第二填充材料(例如，410、412)的主发射峰(例如，图4d的示例结构400d、图4e的示例角分布图400e、图4h的示例结构400h和图4i的示例角分布图400i中的主发射峰414)。在离轴方向上发射的光(例如，来自子像素堆栈404的离轴发射418，如图4d、图4f、图4j所示)可以被分界面420经由tir反射到堤岸406上，并且被校准(例如，416)作为主发射峰414的一部分。
84.在一个或多个实现方式中，参照图4f、图4g、图4j和图4k，除了(例如，绿色子像素堆栈400h的)绿色发光层之外的(例如，在红色子像素堆栈400f或蓝色子像素堆栈400j中的)不同颜色发光层可能会失谐，因为htl厚度(例如，针对红色的tr和针对蓝色的tb)可能不再意指2π往返相位偏移，并形成主发射“双峰”414(例如，图4g中的由414指示的不太明显的两个峰(轴上亮度将降低，旁瓣将更加明显，图4g中的双峰化通常不太正确)和图4k中的由414指示的更加明显的两个峰)。不同颜色发光层的这种失谐会降低轴上亮度，但可以增加可经由tir反射的离轴发射量(例如，图4f、图4g、图4j和图4k中的418)。这种离轴发射可以传播到堤岸并重新校准(例如，图4f和图4j中的416)以补偿来自轴上发射414的亮度损失，从而导致整体角分布的最小变化。在一个实现方式中，绿光发射的中心波长被设置为最佳发射，使得htl厚度构成2π往返相位偏移，而红光和蓝光发射与绿色发射的角特性不同。在一个或多个优选实现方式中，将红光发射的中心波长设置为最佳发射，使得往返相位偏移为2π。为了实现整体角分布的最小变化，由分界面通过tir反射的离轴光发射量与透过填充材料的轴上光发射量成比例地增加或减少。然后，堤岸重新校准通过tir反射的离轴光发
射，这补偿了透过填充材料的轴上光发射量的损失。因此，在其中不同着色的子像素堆栈的所有htl具有基本相同的厚度的一个或多个实现方式中，与其中不同着色的子像素堆栈的所有htl具有不同的htl厚度的实现方式相比，角分布对于不同波长的容差增加。因此，可以实现具有相同htl厚度的低颜色偏移的发光结构。三个子像素堆栈可能需要不同的像素大小，以便调谐tir光(与像素大小成反比)与轴上光(不取决于像素大小)的比率。在一个或多个实现方式中，htl厚度相等，然而，不同着色的子像素堆栈之间的相等厚度或均匀距离不仅限于示例htl厚度，还可以适用于htl内的任何层(例如，tfb层或pedot:pss层)。
85.与htl厚度通常是一个波长以例如给出4π或更高倍数的相位偏移的实现方式相比，本技术的其中不同着色的子像素堆栈的所有htl具有基本相同的厚度的实现方式可能会导致更宽的角分布，这可能会显着激发填料层中的高损失模式(特别是接近tir角的发射)。然而，制造具有相同厚度的htl可以消除多个制造步骤，从而简化并提高制造收益率，因此降低了成本。
86.图5是示出根据本公开的示例实现方式的示例发光结构的角分布的示意图。图500模拟了在应用具有基本均匀距离(例如，基本相等的htl厚度)的htl的示例发光结构中的红色发射子像素堆栈、绿色发射子像素堆栈和蓝色发射子像素堆栈的在填充材料中测量的角分布。本实现方式中的示例发光结构可以类似于图4d中的示例发光结构400d、图4f中的400f、图4h中的400h和图4j中的400j。
87.在本实现方式中，示例发光结构可以包括基板、基板上的红色发射子像素堆栈、绿色发射子像素堆栈和蓝色发射子像素堆栈、子像素堆栈上的第一填充材料、第一填充材料上的第二填充材料、第一填充材料与第二填充材料之间的分界面、第二填充材料上的玻璃基板、以及围绕子像素堆栈的堤岸。三个子像素堆栈中的各个都可以包括由银背反射器和银反射器上的10nm厚的ito层制成的第二电极、htl(包括ito层上的40nm厚的pedot:pss层和pedot:pss层上的20nm厚的tfb层)、htl上的发光层、发光层上的etl、和etl上的透明的第一电极。在本实现方式中，可以使用透明的ito阴极。在本实现方式中，红色发光层可以发射红色发射，红色发光层的厚度和材料(假设是薄的)和etl可以是20nm磷化铟(inp)qd红色发光层和20nm镁氧化锌(mgzno)etl。在本实现方式中，参照图5的示意图500，红色发射子像素堆栈(图5中的高密度虚线)中的与从发光层到底部反射器并返回到发光层的发光相关联的相位偏移基本上为2π，而针对绿色子像素堆栈(图5中的实线)的相位差相对于红色发射子像素堆栈具有较小的偏移，并且蓝色子像素堆栈(图5中的较低密度的虚线)明显不同于红色发射子像素堆栈，然而，在图500的示意图500中，在全内反射线tir的任一侧的蓝色子像素堆栈的角分布类似。使用这种类似的角分布，由堤岸重新校准的光可以针对绿色子像素堆栈和蓝色子像素堆栈相对于红色子像素堆栈的角分布的差异补偿lc。在tir线的左侧，发光li透过填充材料。在tir线的右侧，发光l
tir
被堤岸反射(通过填充材料上的tir角)。接近tir角的发光可能会因填充材料中的多次发射而导致光亮度损失很大，因此角分布的差异进一步减小。在本实现方式中，示例发光结构的不同颜色发射子像素堆栈具有基本均匀的厚度，tfb层可以为20nm厚并且相位偏移可以为2π(n＝1)，而在其中不同颜色的子像素堆栈具有不均匀的厚度的另一个实现方式中，tfb层可以为150至190nm厚，并且所有子像素堆栈的相位偏移可以为4π(n＝2)。
88.图6a是示出根据本公开的示例实现方式的具有各种距离的示例发光结构的提取
效率的示意图。图6b是示出图6a中具有各种距离的示例发光结构的峰值亮度的示意图。图6a中的示意图600a模拟了在不同堤岸角下具有各种距离的示例发光结构(例如，具有不同厚度(例如32nm、65nm、120nm、150nm和190nm)的htl)的提取效率的结果。示意图600a模拟了从整个子像素堆栈到空气中的提取效率，其中，假设填充材料为2.5μm厚，堤岸高度相等，低指数层(例如，第一填充材料)具有1.2的折射率。这些模拟还假设已知典型的qd发射类型的红色的有限光谱宽度(红色发射最接近n＝1的光学模式或为2π的与从发光层到第一电极并回到发光层的发射相关联的相位偏移)。32nm、65nm和120nm的各种htl厚度的提取效率或角分布说明几乎没有变化，如图6a所示。图6b中的示意图600b模拟了具有各种距离的图6a中的示例发光结构(例如，具有不同厚度(例如32nm、65nm、120nm、150nm和190nm)的htl)的峰值亮度的结果。
89.在发光结构可以具有190nm的htl厚度的一个实现方式中，提取效率(图6a中的630a)和峰值亮度(图6b中的630b)在图600a中的示意图600a和图6b中的示意图600b中的htl厚度中是最高的。
90.在其中发光结构可以具有32nm、65nm或120nm的htl厚度的一个或多个实现方式中，图6a的示意图600a中的提取效率(图6a中的圆圈640a)和图6b的示意图600b中的峰值亮度(图6b中的圆圈640b)相对于190nm的htl厚度的提取效率(630a)和峰值亮度(630b)较低。在一个或多个实现方式中，尽管与厚度为190nm的htl相比，32nm、65nm或120nm的htl厚度的效率和峰值亮度可能较低，但对于恒定htl厚度(例如，32nm至120nm范围内的厚度)的给定波长范围(例如，红色、绿色或蓝色发射)的容差可能更高。因此，一个htl厚度(例如，32nm至120nm范围内)或均匀的距离可以用于所有三种不同颜色的发射(例如，红色、绿色和蓝色)子像素堆栈，以利用对于所有颜色子像素堆栈相等的htl厚度提供优选的轴上亮度和减小的颜色偏移，同时降低成本。
91.图7是示出图5中的示例发光结构关于朗伯发射的角分布的示意图。图7中的示意图700示出了与朗伯发光(例如，图7中的点划线)相比较的关于图5中的示例发光结构的具有均匀距离(例如，基本上相等的htl厚度)的红色、绿色和蓝色发射子像素堆栈的中心亮度归一化的角分布。具有均匀距离的红色、绿色和蓝色发射子像素堆栈的角分布示出了非常相似的结果，因此针对具有不同颜色的子像素堆栈实现了低的颜色偏移同时降低了成本。
92.从本公开内容可以看出，在不脱离本公开中描述的概念的范围的情况下，可以使用各种技术来实现这些概念。虽然已经具体参照某些实现方式描述了这些概念，但是本领域的普通技术人员可以认识到可以在不脱离这些概念的范围的情况下在形式和细节上进行改变。
93.因此，所描述的实现方式在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。还应当理解，本公开不限于所描述的特定实现方式，而是在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行许多重新布置、变型和替换。