一种减反膜、显示装置

文档序号:1797757 发布日期:2021-11-05 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 一种减反膜、显示装置 (Anti-reflection film and display device ) 是由 陈凯豪 杜小波 李彦松 于 2021-07-30 设计创作,主要内容包括:本申请提供了一种减反膜、显示装置,涉及显示技术领域。该减反膜包括:第一折射层和第二折射层;其中,所述第一折射层的折射率大于所述第二折射层的折射率,且所述第一折射层中的材料和所述第二折射层中的材料的晶格失配度小于或等于预设值。该减反膜具有较低的反射率,且能够在不影响透过率的情况下降低显示装置中膜层界面的反射率,提高显示效果。(The application provides an antireflection film and a display device, and relates to the technical field of display. The antireflection film includes: a first refractive layer and a second refractive layer; the refractive index of the first refraction layer is larger than that of the second refraction layer, and the lattice mismatch degree of the material in the first refraction layer and the material in the second refraction layer is smaller than or equal to a preset value. The antireflection film has low reflectivity, and can reduce the reflectivity of a film layer interface in a display device under the condition of not influencing the transmittance, thereby improving the display effect.)

一种减反膜、显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域,尤其涉及一种减反膜、显示装置。

背景技术

随着显示技术的快速发展,OLED(Organic Light Emitting Device,有机发光二极管)显示产品由于其具有自发光、功耗小、响应快等特点,引起人们的广泛关注。然而,OLED中的出光侧电极通常采用金属材料制作,金属材料具有较高的反射率,严重降低了OLED显示产品的显示效果。

相关技术中通过在OLED显示产品中设置减反膜来降低反射率,相关技术中的减反膜均通过调整厚度和减反膜中材料的折射率以匹配不同的显示产品,然而,并未考虑减反膜中的微观缺陷对光学特性的负面影响。

目前,亟需一种新的减反膜,以解决上述问题。

发明内容

本申请的实施例提供了一种减反膜、显示装置,该减反膜具有较低的反射率,且能够在不影响透过率的情况下降低显示装置中膜层界面的反射率,提高显示效果。

为达到上述目的,本申请的实施例采用如下技术方案:

一方面,提供了一种减反膜,包括:第一折射层和第二折射层;

其中,所述第一折射层的折射率大于所述第二折射层的折射率,且所述第一折射层中的材料和所述第二折射层中的材料的晶格失配度小于或等于预设值。

在一些实施例中,所述预设值范围为0.6%-1%。

在一些实施例中,所述第一折射层包括第一子层和第二子层,所述第二子层位于所述第一子层和所述第二折射层之间;

其中,所述第二折射层的材料的晶格常数值位于所述第一子层和所述第二子层的材料的晶格常数值之间。

在一些实施例中,所述第一折射层中的材料和所述第二折射层中的材料中,每两个材料之间的晶格常数之差的绝对值的范围为0-0.08nm。

在一些实施例中,所述第一子层的材料包括氧化锆,所述第二子层的材料包括氧化钛,所述第二折射层的材料包括氧化硅或氟化镁。

在一些实施例中,在所述第一折射层的材料包括氧化钛和氧化锆的情况下,所述第一折射层的材料的折射率范围为2.11-2.25;

在所述第二折射层的材料包括氧化硅的情况下,所述第二折射层的材料的折射率范围为1.46-1.47;

在所述第二折射层的材料包括氟化镁的情况下,所述第二折射层的材料的折射率范围为1.37-1.38。

在一些实施例中,所述第一折射层中氧化钛的晶格常数为0.458nm,所述第一折射层中氧化锆的晶格常数为0.511nm。

在一些实施例中,在所述第二折射层的材料包括氧化硅的情况下,所述第二折射层中的氧化硅的晶格常数为0.491nm;所述第二折射层的材料包括氟化镁的情况下,所述第二折射层中的氟化镁的晶格常数为0.460nm。

在一些实施例中,所述第一子层的厚度范围为20nm-60nm,所述第二子层的厚度范围为10nm-30nm,所述第二折射层的厚度范围为70nm-130nm。

另一方面,提供了一种显示装置,包括:基底,以及位于所述基底上的发光器件和如上所述的减反膜;所述减反膜位于所述发光器件远离所述基底的一侧;

其中,所述减反膜的第二折射层位于所述减反膜的第一折射层远离所述发光器件的一侧。

本申请的实施例提供了一种减反膜、显示装置,该减反膜包括第一折射层和第二折射层;其中,所述第一折射层的材料的折射率大于所述第二折射层的材料的折射率,且所述第一折射层中的材料和所述第二折射层中的材料的晶格失配度小于或等于预设值。

本申请的实施例提供的减反膜,通过设置第一折射层的材料的折射率大于第二折射层的材料的折射率,且使得第一折射层的材料和第二折射层的材料的晶格失配度小于或者等于预设值。由于第一折射层和第二折射层的材料的晶格失配度较小,则相邻两个膜层的界面位置附近的晶体材料发生位错的概率非常小,从而很大程度上改善了第一折射层和第二折射层界面附近的晶体材料存在的内部微观缺陷,进而提高了减反膜降低反射率的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请的实施例提供的一种减反膜的结构示意图;

图2为本申请的实施例提供的一种显示装置的结构示意图;

图3为本申请的实施例提供的一种折射率曲线图;

图4为本申请的实施例提供的一种显示装置的反射率曲线图;

图5为本申请的实施例提供的另一种显示装置的反射率曲线图;

图6为本申请的实施例提供的一种光线折射路径示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。

在本申请的实施例中,除非另有说明,术语“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

为了便于清楚描述本申请的实施例的技术方案,在本申请的实施例中,采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分,本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量进行限定。

除非上下文另有要求,否则,在整个说明书和权利要求书中,术语“包括”被解释为开放、包含的意思,即为“包含,但不限于”。在说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例性实施例”、“示例”、“特定示例”或“一些示例”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外,所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。

在相关技术中,为了提高减反膜的性能使其具有更广的应用,在单层结构的减反膜的基础上,发展了多层膜体系的减反膜,并通过调节减反膜中的多个层叠结构间的材料和厚度的搭配实现其目标需求。

然而,在研究通过不同种类材料和膜层厚度调节折射率以降低反射率的同时,相关技术中关于减反膜的研究大都忽略了膜层的界面之间存在的微缺陷对减反膜光学特性的影响。

基于此,本申请的实施例提供了一种发光基板,参考图1所示,包括:第一折射层1和第二折射层2;其中,第一折射层1的折射率大于第二折射层2的折射率,且第一折射层1中的材料和第二折射层2中的材料的晶格失配度小于或等于预设值。

在一些实施例中,第一折射层可以是单膜层结构;或者第一折射层可以是具有层叠结构的多膜层结构。在一些实施例中,第二折射层可以是单膜层结构;或者第二折射层可以是具有层叠结构的多膜层结构。

示例性地,参考图1所示,第一折射层1是多膜层结构,第二折射层2是单膜层结构。

第一折射层1的折射率的含义是指在衬底(例如:玻璃)上形成预设厚度的第一折射层1后,测试得到的第一折射层1的折射率,而不是第一折射层1的材料的理论折射率。由于本申请的实施例提供的第一折射层1是多膜层结构,在实际应用中,第一折射层1的折射率与其包括的多膜层结构的材料的折射率是有差别的,具体根据实际情况确定,这里不做限制。

第二折射层2的折射率的含义与第一折射层1的折射率的含义类似,这里不赘述。

晶格失配的含义是指在形成晶体材料层时,衬底材料的晶格常数与晶体材料层的晶格常数不同而导致的失配现象。由于这两种物质的晶格常数不同,会在两个膜层的生长界面附近产生应力,进而产生晶体缺陷。

晶格失配度,即晶格错配度,是用于衡量相邻两个膜层之间的晶格匹配的参数。晶格失配度通常与相邻两个膜层之间的晶格常数相关,具体如下公式:

A=(a1-a2)*100%/a2;

其中,A为晶格失配度,a1和a2分别为相邻两个膜层的平均晶格常数,且a1≥a2。在膜层结构为单层的情况下,该膜层的平均晶格常数即为该单层膜的材料的晶格常数。在膜层结构为多层膜的情况下,该膜层的平均晶格常数与多层膜中各子层的厚度相关。

本申请的实施例提供的第一折射层1中的材料和第二折射层2中的材料的晶格失配度小于或等于预设值。

在一些实施例中,预设值的范围为0.6%-1%。示例性的,该预设值可以是0.6%、0.7%、0.8%或1%。

在一些实施例中,减反膜的均方根粗糙度参数RMS≤8nm。

在相邻两个膜层的界面之间,由于两个膜层中晶体材料的晶格常数(指晶胞的边长a)不同,在制备减反膜时,位于膜层界面附近的晶格常数大的晶体材料会对晶格常数小的晶体材料产生一种拉应力,该拉应力使得晶格常数小的晶体材料中产生微观的缺陷,相邻两个膜层晶体材料的晶格常数相差越大,这种拉应力就越大,从而产生的微观缺陷就越多。

本申请的实施例提供的减反膜,通过设置第一折射层1的材料的折射率大于第二折射层2的材料的折射率,且使得第一折射层1的材料和第二折射层2的材料的晶格失配度小于或者等于预设值。由于第一折射层1和第二折射层2的材料的晶格失配度较小,则相邻两个膜层的界面位置附近的晶体材料发生位错(位错是一种由于应力产生的微观缺陷)的概率非常小,从而很大程度上改善了第一折射层和第二折射层界面附近的晶体材料存在的内部微观缺陷,进而提高了减反膜降低反射率的效果。

在一些实施例中,参考图1所示,第一折射层1包括第一子层11和第二子层12,第二子层12位于第一子层11和第二折射层2之间;

其中,第二折射层2的材料的晶格常数值位于第一子层11和第二子层12的材料的晶格常数值之间。

本申请的实施例中,在第一折射层1为包括第一子层11和第二子层12的多层膜,第二折射层2为单层膜的情况下,通过控制第二折射层2的材料的晶格常数值位于第一子层11和第二子层12的材料的晶格常数值之间,可以使得第一折射层1的平均晶格常数值与第二折射层2的平均晶格常数值更接近。

具体的,由于第一折射层1包括第一子层11和第二子层12,第一折射层1的平均晶格常数值位于第一子层11的材料的晶格常数值和第二子层12的材料的晶格常数值之间,而第二折射层2的材料的晶格常数值也位于第一子层11和第二子层12的材料的晶格常数值之间,故而使得第一折射层1和第二折射层2的晶格常数值更接近。

这样,第一折射层1和第二折射层2的材料的晶格失配度就会较小,则相邻两个膜层的界面位置附近的晶体材料发生位错(位错是一种由于应力产生的微观缺陷)的概率非常小,从而很大程度上改善了第一折射层1和第二折射层2界面附近的晶体材料存在的内部微观缺陷,进而提高了减反膜降低反射率的效果。

在一些实施例中,第一折射层1中的材料和第二折射层2中的材料中,每两个材料之间的晶格常数之差的绝对值的范围为0-0.08nm。

示例的,第一子层11的材料和第二子层12的材料之间的晶格常数之差的绝对值落在0-0.08nm的范围,第一子层11的材料与第二折射层2的材料之间的晶格常数之差的绝对值落在0-0.08nm的范围,第二子层12与第二折射层2的材料之间的晶格常数之差的绝对值落在0-0.08nm的范围。

在实际应用中,两个膜层材料的晶格常数之差的绝对值超过上述范围的情况下,膜层界面将出现大量位错,此时需要在层间插入新的材料层(晶格常数介于前两种材料之间),通过厚度调整来实现晶格常数的匹配。

在一些实施例中,所述第一子层11的材料包括氧化锆,所述第二子层12的材料包括氧化钛,第二折射层2的材料包括氧化硅或氟化镁。

在一些实施例中,第一折射层1中氧化钛的晶格常数为0.458nm,第一折射层1中氧化锆的晶格常数为0.511nm。

在一些实施例中,在第二折射层的材料包括氧化硅的情况下,第二折射层中的氧化硅的晶格常数为0.491nm;第二折射层的材料包括氟化镁的情况下,第二折射层中的氟化镁的晶格常数为0.460nm。

在一些实施例中,第一子层11的厚度范围为20nm-60nm,例如:20nm、30nm、40nm、50nm或60nm。

第二子层12的厚度范围为10nm-30nm,例如:10nm、15nm、20nm、25nm或30nm。

第二折射层2的厚度范围为70nm-130nm,例如:70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm或130nm。

在第一折射层1中第二子层12的材料氧化钛的晶格常数为0.458nm,第一折射层1中第一子层11的材料氧化锆的晶格常数为0.511nm,第二折射层中的氧化硅的晶格常数为0.491nm,且第一子层11的厚度为40nm,第二子层12的厚度为20nm,第二折射层2的厚度为100nm的情况下,第一折射层1的材料和第二折射层2的材料的晶格失配度计算过程如下:

首先、计算第一折射层1的平均晶格常数,具体如下公式:

第二折射层2为单层膜结构,其平均晶格常数为第二折射层中的氧化硅的晶格常数a2=0.491nm;

其次、根据晶格失配度公式计算第一折射层1的材料和第二折射层2的材料的晶格失配度,具体计算如下:

A=(a1-a2)*100%/a2=(0.493-0.491)*100%/0.491=0.4%;

显然,第一折射层1的材料和第二折射层2的材料的晶格失配度为0.4%,落入小于或等于预设值的范围内,其中,预设值的范围为0.6%-1%。

在第一折射层1中第一子层11的材料为氧化锆,第二子层12的材料为氧化钛,第二折射层2子层的材料为氟化镁的情况下,在实际应用中,需要再次通过模拟计算确定第一子层11和第二子层12的厚度,以使得第一折射层1和第二折射层2的两个膜层之间实现晶格匹配。

需要进行说明的是,对于第一折射层1(高折射层),由于其包含的两个子层之间的成膜过程受两个子层的界面应力的影响,在两个子层的膜厚均较小的情况下,子层的界面位置附近会发生原子交换作用,且越靠近界面位置,发生原子交换作用的概率越大,从而影响到两个子层中的晶体材料的晶胞尺寸,进而影响到晶格常数值,故而第一折射层1的平均晶格常数值与两个子层的膜厚相关。

在一些实施例中,在第一折射层1的材料包括氧化钛和氧化锆的情况下,第一折射层1的材料的折射率范围为2.11-2.25;

第一折射层1的材料的折射率是通过在衬底(例如玻璃)上依次形成材料为氧化锆的子层和材料为氧化钛的子层之后,通过模拟或测试得到的可见光范围内的折射率数据。

示例性的,第一折射层1的材料包括氧化钛和氧化锆的情况下,其透光波长的范围为250-7000nm。

在一些实施例中,在第二折射层2的材料包括氧化硅的情况下,第二折射层的材料的折射率范围为1.46-1.47;

第二折射层2的材料的折射率是通过在衬底上形成材料为氧化硅的第一折射层后,通过模拟或测试得到的可见光范围内的折射率数据。

示例性的,在第二折射层2的材料包括氧化硅的情况下,其透光波长的范围为200-2000nm。

在一些实施例中,在第二折射层2的材料包括氟化镁的情况下,第二折射层的材料的折射率范围为1.37-1.38。

第二折射层2的材料的折射率是通过在衬底(例如玻璃)上形成材料为氟化镁的第一折射层后,通过模拟或测试得到的可见光范围内的折射率数据。

示例性的,在第二折射层2的材料包括氟化镁的情况下,其透光波长的范围为120-7000nm。

在实际采用氟化镁材料形成第二折射层时,由于氟化镁(MgF2)膜的硬度、耐久性及密度受温度的改变而改变,而其折射率与密度的变化接近正比例,因此在使用氟化镁镀膜时,需要另外使用IAD技术进行助镀。IAD技术是一种等离子体粒子辅助镀膜技术,膜料从电子束加热蒸发源蒸发,转化为气相材料,进一步凝聚在衬底上,在该过程中,通过离子轰击提高了膜层的填充密度,改善了薄膜性能,增强了膜层的结合力和耐摩擦能力,从而提高了成膜质量。

本申请的实施例还提供了一种显示装置,参考图2所示,包括:基底100,以及位于基底100上的发光器件6和前文所述的减反膜10;减反膜10位于发光器件6远离基底100的一侧;

其中,减反膜10的第二折射层2位于减反膜10的第一折射层1远离发光器件6的一侧。

在一些实施例中,上述显示装置还可以包括如图2所示的封装层7,其中,封装层7位于减反膜10远离发光器件6的一侧。

在一些实施例中,发光器件6包括位于基底100上层叠设置的第一极3、发光层4和第二极5,第二极5为出光侧电极。

其中,第一极可以是阳极,第二极可以是阴极;或者,第一极可以是阴极,第二极可以是阳极。

在一些实施例中,发光器件6包括位于基底100上层叠设置的反射层、阳极、空穴注入层、空穴传输层、阻挡层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极,其中,减反膜的第一折射层1与阴极直接接触。

参考图3所示,分别示出了材料为氧化锆(ZrO2)的第一子层11,材料为氧化钛(TiO2)的第二子层12、材料为(SiO2)的第二折射层2以及发光器件6的折射率曲线。

其中,依据该曲线数据中不同波长下的折射率对波长进行积分,可以计算出各膜层的折射率。

具体的,根据膜层厚度和/或制备工艺的不同,发光器件6的折射率范围为1.7-2.0,在第一折射层1的材料包括氧化钛和氧化锆的情况下,第一折射层1的材料的折射率范围为2.11-2.25,第二折射层的材料的折射率范围为1.46-1.47。

在本申请的一些实施例中,参考图4所示,示出了一种显示装置的反射率曲线,具体的,是将发光器件6设置在衬底上,然后测试其在不同波长下的反射率(R%)曲线,可以看出在波长为450nm、500nm、600nm、700nm附近的反射率均超过20%。

通过将本申请的实施例中提供的减反膜10设置在发光器件6远离衬底一侧,在未设置封装层7的情况下,再进行反射率测试,得到如图5中所示的反射率曲线,从图5中可以看到,在400~780nm波段范围内反射率R均低于10%,在440nm~550nm范围内的R甚至低于4%,这说明本申请中的实施例提供的减反膜具有优异的增透减反效果。

需要说明的是,基底100至少包括衬底,还包括位于衬底上的导电图案构成的驱动电路。基底100的具体结构可以参考相关技术,这里不做说明。

本申请的实施例提供一种确定减反膜的减反参数(包括膜厚、折射率、晶格失配度)的方法,具体如下:

第一步、假定减反膜为如图6所示的双层膜结构,根据如下公式,通过软件模拟计算在R=0的情况下,计算出折射角δ1、δ2

其中,R为折射率,n0为空气的折射率,n1为第二折射层2的折射率,n2为第一折射层1的折射率,ng为发光器件6的折射率,d1为第二折射层2沿垂直于基底100的方向上的厚度,d2为第一折射层1沿垂直于基底100的方向上的厚度,δ1、δ2分别为如图6中所示的两个折射角度。

R=0时,由上述公式(1)可以得到如下公式(2)和公式(3):

在n0和ng已知的情况下,可以计算出两个折射角度δ1和δ2

第二步、再根据如下折射率公式(4),计算得到n1*d1和n2*d2的数值。

δ=2πnd/λ 公式(4)

第三步、在n1*d1和n2*d2的数值确定的情况下,选择两个膜层的材料,根据材料的折射率以及n1*d1和n2*d2的数值关系,初步确定膜厚,使得n1*d1和n2*d2的数值关系大致匹配。

第四步、根据确定的材料及其厚度在衬底上形成减反膜,对减反膜进行测试,得到其晶格常数,并计算得到减反膜中两个子层的晶格失配度。

通常,采用可采用XRD(X-Ray Diffraction,X射线衍射)设备测试薄膜材料的晶体结构,计算晶格失配度,另外,还可以采用原子力显微镜(AFM)表征材料的表面形貌,获取均方根粗糙度参数RMS。

根据测试和计算得到的晶格失配度,对减反膜的包括膜厚、成膜质量等进行优化,使得最终计算得到的晶格失配度的范围落在小于或者等于预设值的范围以内,其中,预设值的范围为0.6%-1%。

进一步的,为了进一步优化减反膜的光学特性,可以根据其均方根粗糙度参数RMS,对成膜质量进行进一步优化(例如:提高减反膜成膜时的真空度),以使得均方根粗糙度参数RMS≤8nm。

第五步、根据第四步中测试得到的晶格失配度,若计算得到的晶格失配度的范围落在小于或者等于预设值的范围以外,其中,预设值的范围为0.6%-1%,则进一步根据模拟结构和实际测试结果对膜厚参数以及成膜条件进行优化。

以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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