[发明专利]光发射结构、显示设备及子像素结构

说明书

一种光发射结构包括：基板、所述基板的表面上方的子像素堆栈以及所述基板上包围所述子像素堆栈的堤。所述光发射结构还包括：内部空间中的第一填充材料，和所述第一填充材料上方的第二填充材料。所述子像素堆栈沿着基本垂直于所述堆栈的顶面的在轴方向发射第一发射峰，并且沿着与所述在轴方向成一角度的离轴方向发射第二发射峰。所述第一发射峰是在基本上没有全内反射的情况下经过所述第一填充材料和所述第二填充材料之间的界面发射的。所述第二个发射峰被所述界面完全内部反射之后到达所述堤的倾斜侧壁，并且沿着所述在轴方向发射。

技术领域

本公开一般来说涉及用于发光器件，特别是用于量子点LED显示器的各层和堤结构。特别是，本公开针对由堤包围的高折射率封装材料中嵌入的顶部发射结构，旨在提高效率，减少色偏，并提高在轴(on-axis)亮度。

背景技术

有机发光二极管(OLED)是显示设备中使用最普遍的LED之一，而量子点由于光谱发射更好并且化学稳定性更高，因此被提出作为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)的背光源而存在。常规的LED显示器利用LED结构中的腔及其对光的效应采用了改进的方法。例如，柯达(Kodak)(US20060158098)描述了一种顶部发射结构，三星(Samsung)(US9583727)描述了一种OLED和在反射区域之间具有发光区域的QLED结构，其中一个反射区域是部分透光的。

其他显示器涉及改进LED中的腔亮度的方法。例如，三星(US2015/0084012)描述了在OLED结构中使用分散层，三星(US8894243)描述了采用微结构散射来提高效率，而3M(WO2017/205174)描述了通过使用传输层中的表面等离激元纳米颗粒或纳米结构来增强发光。

涉及修改一个或多个腔的方法需要尺寸特征非常小或需要控制各层，因此通常难以实施。一种修改腔的替代方案是采用具有高折射率的厚顶部“填料”层，这样能够减少菲涅耳反射并增强顶部电极的透射性。但是，高折射率层中的光可能大部分被全内反射(TIR)捕获。为了提取捕获的光，利用填料层周围的反射和/或散射堤将TIR捕获的光输出耦合。

TCL(CN106876566)和JOLED(US9029843)描述了这样一种像素布置，其具有堤以及位于腔的各有机层上方且位于各堤之间的填充材料。日立(Hitachi)(US7091658)描述了可以使用电极金属材料反射的堤(bank)，剑桥显示技术公司(CambridgeDisplayTech)(KR1020150020140)描述了可以使用不同组装步骤成形为不同结构的堤，夏普(Sharp)(US10090489)描述了有机层下方的成形反射器。

另一种方法是控制填充材料。例如，全球OLED(GlobalOLED)(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，以使得随着波长而变的输出光最大化。

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(SeikoEpson)(US7902750)描述了腔层是弯曲的，但封装是平面化层，JOLED(US9312519)描述了有机层在正交方向上是凸凹兼有的。

在另一种方法中，Lee等人(“OLED显示器的光学输出耦合的三维像素配置-光学模拟”，国际信息显示学会(SID)2019年显示周会议论文集)描述了通过设计OLED发射层实现像素堤结构的模拟。这种方法利用堤结构来模拟最佳提取效率，这些堤结构使得真实堤结构的效率最大化。最佳方案仅涉及绿光和ITO电极，但在这种设备中是不可行的，因为发射光谱会太宽，因此在不考虑在轴亮度(对于用户的表观亮度)时色域较差。

现有技术文献

美国专利公开号US2006/0158098A1(伊士曼柯达公司(EastmanKodakCompany)，2006年7月20日公开)。