显示面板和显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体的，涉及显示面板和显示装置。

背景技术

随着显示技术的发展，有机发光二极管(OLED)平面显示装置因具有全固态、超薄、无视角限制、快速响应、室温工作、易于实现柔性显示和3D显示等优点，被广泛应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。

对于顶发射器件，其总的外量子效率一般只有20％左右。由于金属电极的影响，约有40％的光被耦合为金属表面等离子模态，进而转化为热量，造成能量损耗，同时使器件内部温度升高，影响器件的发光效率。为了让器件具有更高的亮度，一方面需要开发性能更高的OLED材料，来提高其发光效率；另一方面，可以使用多单元叠层的发光结构来提高发光效率和亮度。然而，以上两种方法均存在局限性，OLED材料的研发周期长，性能提升也会有一定的瓶颈，而叠层器件工作电压高，功耗高。

因此，目前的显示面板和显示装置仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上缓解甚至解决相关技术中的技术问题之一。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种显示面板。在本发明的一些实施例中，所述显示面板包括：基板；像素限定层，所述像素限定层位于所述基板的一侧，所述像素限定层限定出多个开口；多个发光器件，所述发光器件包括第一发光层，所述第一发光层填充所述开口的至少部分空间；光线调节组件，所述光线调节组件位于所述发光器件远离所述基板的一侧；彩膜层，所述彩膜层位于所述光线调节组件远离所述基板的一侧，所述彩膜层包括多个色阻块；所述发光器件发出的部分光线经过所述光线调节组件之后，沿朝向对应的色阻块的方向传播。由此，该显示面板具有较高的光线利用率，正视角出光率较高，显示效果较好。

在本发明的一些实施例中，所述光线调节组件包括第一负折射材料层，所述第一负折射材料层沿平行于基板所在平面的方向放置，所述第一负折射材料层在所述基板上的正投影与所述开口在所述基板上的正投影部分重叠，并且，所述第一负折射材料层在所述基板上的正投影与所述像素限定层在所述基板上的正投影部分重叠。由此，通过第一负折射材料层调节光线的传播方向，可以使更多的光线由正视角方向射出，从而提高正视角出光率，提升显示面板的显示效果。

在本发明的一些实施例中，所述第一负折射材料层的折射率为-2～-1；和/或，所述第一负折射材料层具有镂空区域，所述镂空区域的平均长度大于或等于0.5μm。第一负折射材料层的折射率在上述范围内，有利于调整光线的传播方向，使更多的光线由正视角方向射出。镂空区域的尺寸在上述范围内，有利于进一步提升显示面板的显示效果。

在本发明的一些实施例中，所述光线调节组件包括反射层，所述反射层沿垂直于基板所在平面的方向放置，所述反射层在所述基板上的正投影与所述开口在所述基板上的正投影没有重叠区域。通过反射层也可以改变照射到其上的光线的传播路径，使光线沿朝向对应的色阻块的方向传播。

在本发明的一些实施例中，所述光线调节组件包括多个层叠设置的第二负折射材料层和第一正折射材料层，多个所述第二负折射材料层间隔设置，多个所述第二负折射材料层和所述第一正折射材料层均沿平行于基板所在平面的方向放置，所述光线调节组件在所述基板上的正投影与所述开口在所述基板上的正投影没有重叠区域。由此，上述光线调节组件也可以改变一部分光线的传播路径，使更多的光线由正视角方向射出。

在本发明的一些实施例中，所述显示面板还包括：封装层，所述封装层位于所述发光器件和所述彩膜层之间；第二正折射材料层，所述第二正折射材料层位于所述封装层和所述彩膜层之间，所述第二正折射材料层的折射率大于所述封装层的折射率。第二正折射材料层可以将照射到其上的光线的传播路径进一步调整，使光线与正视角方向的夹角更小，从而进一步提高正视角出光率，进一步提升显示面板的显示效果。

在本发明的一些实施例中，所述发光器件包括阳极、所述第一发光层和阴极，可选地，所述发光器件还包括位于所述第一发光层和所述阳极之间的第一空穴注入层、第一空穴传输层、第一辅助发光材料层以及位于所述第一发光层和所述阴极之间的第一空穴阻挡层、第一电子传输层中的至少之一。

在本发明的一些实施例中，所述发光器件还包括位于所述第一发光层和所述阴极之间的第二发光层、P型电荷产生层和N型电荷产生层，所述P型电荷产生层位于所述第二发光层和所述N型电荷产生层之间。发光器件可以为叠层器件，通过调节光线的传播方向，不仅可以提高显示面板的正视角出光率，还有助于降低器件的功耗。

在本发明的一些实施例中，所述显示面板还包括：光取出层，所述光取出层位于所述光线调节组件和所述发光器件的阴极之间。由此，设置光取出层有利于进一步提高光线的利用率，使更多的光线由正视角方向射出。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种显示装置。在本发明的一些实施例中，所述显示装置包括前面所述的显示面板。该显示装置具有前面所述的显示面板的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该显示装置具有较高的正视角出光率和良好的显示效果。

附图说明

图1显示了根据本发明一个实施例的显示面板的结构示意图；

图2显示了根据本发明另一个实施例的显示面板的结构示意图；

图3显示了相关技术中一个显示面板的结构示意图；

图4显示了光线在第一介质和第二介质的界面发生折射的示意图；

图5显示了光线在第一介质和第二介质的界面发生负折射的示意图；

图6显示了根据本发明一个实施例的光线调节组件的结构示意图；

图7显示了根据本发明另一个实施例的光线调节组件的结构示意图；

图8显示了根据本发明又一个实施例的显示面板的结构示意图；

图9显示了根据本发明又一个实施例的显示面板的结构示意图；

图10显示了根据本发明又一个实施例的显示面板的结构示意图；

图11显示了根据本发明一个实施例的发光器件的结构示意图；

图12显示了根据本发明另一个实施例的发光器件的结构示意图。

附图标记说明：

100：基板；200：像素限定层；300：发光器件；310：第一发光层；320：阳极；330：阴极；301：第一空穴注入层；302：第一空穴传输层；303：第一辅助发光材料层；304：第一空穴阻挡层；305：第一电子传输层；306：N型电荷产生层；307：P型电荷产生层；308：第二发光层；400：光线调节组件；410：第一负折射材料层；420：反射层；430：第二负折射材料层；440：第一正折射材料层；500：彩膜层；510：色阻块；520：黑矩阵；600：封装层；700：第二正折射材料层；800：光取出层；10：开口；1：第一介质；2：第二介质。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

在本发明的一方面，本发明提出了一种显示面板。在本发明的一些实施例中，参考图1、图2、图8至图10，显示面板可以包括基板100、像素限定层200、多个发光器件300、光线调节组件400以及彩膜层500。其中，像素限定层200位于基板100的一侧，像素限定层200限定出多个开口10；发光器件300可以包括第一发光层310，第一发光层310填充开口10的至少部分空间；光线调节组件400位于发光器件300远离基板100的一侧；彩膜层500位于光线调节组件400远离基板100的一侧，彩膜层500可以包括多个色阻块510，例如，可以包括红色色阻块、蓝色色阻块和绿色色阻块，可以分别允许红光波段、蓝光波段和绿光波段的光线透过；该显示面板中，发光器件300发出的部分光线经过光线调节组件400之后，沿朝向对应的色阻块510的方向传播。通过设置光线调节组件，将发光器件发出的一部分光线的传播路径改变，使更多的光线沿着正视角方向射出，从而提高光线的利用率，提升显示面板的亮度和显示效果；并且，可以降低发光器件的功耗，有利于节能。

本发明中，可以通过多种方式实现光线调节组件改变光线传播路径、提高正视角出光率的目的。

在本发明的一些实施例中，参考图1、图2和图10，光线调节组件400可以包括第一负折射材料层410，第一负折射材料层410沿平行于基板100所在平面的方向放置，第一负折射材料层410在基板100上的正投影与开口10在基板100上的正投影部分重叠，并且，第一负折射材料层410在基板100上的正投影与像素限定层200在基板100上的正投影部分重叠。由此，第一负折射材料层可以改变照射到其上的光线的传播路径，使更多的光线沿朝向对应的色阻块的方向射出，从而提高光线的利用率，提升显示面板的显示效果。

下面对第一负折射材料层可以改变光线传播路径、提升光线的利用率的原理进行详细描述。

参考图3，相关技术中，在不设置光线调节组件的情况下，发光器件300发出的光线沿各个方向射出，其中，部分光线会照射到彩膜层500的黑矩阵520上，这部分光线无法从显示面板的出光面射出。另外，还会有一部分光线照射到非对应的色阻块510上，具体的，红色发光器件发出的红光照射到绿色或蓝色色阻块上，绿色或蓝色色阻块会对红光进行阻挡，使红光无法由出光面射出。总之，在不设置光线调节组件的情况下，发光器件发出的光线的利用率较低，会降低显示面板的亮度，增大显示面板的功耗。

光的折射遵循折射定律，即光穿过不同界面产生折射时，入射光和折射光会对称分布在法线两侧。而负折射是入射光与折射光在界面法线同侧的特殊物理现象。

大多数电磁现象都来源于电磁波和材料的相互作用。从某种意义上来说，电磁波的传播方向取决于材料的宏观几何结构和微观单元的排列方式。电磁波在任意两材料界面处都要经历折射现象，其折射角遵从Snell定律(斯涅尔定律，即，光的折射定律)，n

本发明中，第一负折射材料层410即是利用负折射现象，参考图1、图2和图10，当发光器件300发出的光线照射到第一负折射材料层410上时，折射光线与入射光线位于法线的同一侧，折射光线沿朝向对应的色阻块的方向传播，最终可以由对应的色阻块射出，从而提高了光线的利用率，使一部分光线的光路改变，由正视角方向射出，进而有利于提升显示面板的亮度和显示效果，并且，有利于降低显示面板的功耗。

在本发明的一些实施例中，第一负折射材料层410的折射率可以为-2～-1，例如，第一负折射材料层410的折射率可以为-2、-1.7、-1.5、-1.2、-1等，折射率在上述范围内，有利于第一负折射材料层改变部分光线的传播路径，使更多的光线由正视角方向射出。

在本发明的一些实施例中，第一负折射材料层410的材料可以是一种人造的电磁-光学材料，可以在透明材料(例如有机材料或金属材料)中置入一些微型金属包含物，使整体的折射率在-2到-1之间。

本发明中对第一负折射材料层的具体形状不做特别限定，只要第一负折射材料层可以利用负折射原理改变部分光线的传播路径，使更多光线沿对应的色阻块射出即可。

在本发明的一些实施例中，参考图1、图2、图6和图7，第一负折射材料层410可以具有镂空区域，镂空区域在基板100上的正投影落在开口10在基板100上的正投影内部。

在本发明的一些实施例中，参考图2、图6和图7，镂空区域的平均长度D可以大于或等于0.5μm，例如，镂空区域的平均长度D可以为0.5μm、0.8μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm等，镂空区域的平均长度可以在0.5μm至开口10的尺寸范围内进行调整，例如，当开口10的尺寸为10μm时，镂空区域的平均长度可以为0.5μm～10μm，当开口10的尺寸为20μm时，镂空区域的平均长度可以为0.5μm～20μm，镂空区域的尺寸在上述范围内，镂空区域的光线不受第一负折射材料层的影响，可以沿光线原始的传播方向射出，从而可以进一步保证更多光线由正视角方向射出，进而使得显示面板具有更好的显示效果。

在本发明的一些实施例中，参考图6，第一负折射材料层410可以为多边形结构，镂空区域可以为圆形，此时，镂空区域的平均长度即是指的镂空区域的直径。在本发明的另一些实施例中，参考图7，第一负折射材料层410可以为环形结构，镂空区域可以为圆形。当然，第一负折射材料层410也可以为其他形状，当镂空区域不为圆形时，可以通过镂空区域边缘的任意两点的连线(直线段)，求出多个长度尺寸的平均值，作为镂空区域的平均长度。

在本发明的另一些实施例中，也可以利用光的反射来调节光线的传播路径，参考图8，光线调节组件400可以包括反射层420，反射层420可以沿垂直于基板100所在平面的方向放置，反射层420在基板100上的正投影与开口10在基板100上的正投影没有重叠区域。参考图8，发光器件300发出的光线照射到反射层420之后，反射层420可以对光线进行反射，使光线沿对应的色阻块510射出，从而可以利用该部分光线，使更多的光线由正视角方向射出，进而提升显示面板的显示效果。

对于反射层420的具体材质，本发明中不做特别限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择和设置。在本发明的一些具体实施例中，反射层420的材质可以包括反射率较高的金属银、金属金等中的至少之一。

在本发明的另一些实施例中，还可以利用负折射材料层和正折射材料层的层叠结构来改变光线的传播路径。在本发明的一些具体实施例中，参考图9，光线调节组件400可以包括多个层叠设置的第二负折射材料层430和第一正折射材料层440，多个第二负折射材料层430间隔设置，多个第二负折射材料层430和第一正折射材料层440均沿平行于基板100所在平面的方向放置，光线调节组件400在基板100上的正投影与开口10在基板100上的正投影没有重叠区域。参考图9，当发光器件300发出的光线照射到光线调节组件400的其中一层第二负折射材料层430时，第二负折射材料层430利用负折射原理使光线朝向对应的色阻块510射出，从而也可以起到提高正视角出光率、提升显示效果的目的。

在本发明的一些实施例中，第二负折射材料层430的折射率可以为-2～-1，由此，有利于进一步提高正视角出光率。

在本发明的一些实施例中，第二负折射材料层的材料可以是一种人造的电磁-光学材料，可以在透明材料(例如有机材料或金属材料)中置入一些微型金属包含物，使整体的折射率在-2到-1之间。

需要说明的是，第一正折射材料层440的结构与第二负折射材料层430的结构不同，第一正折射材料层440的折射率大于0。

在本发明的一些实施例中，参考图1、图2、图8至图10，显示面板还可以包括封装层600和第二正折射材料层700，其中，封装层600位于发光器件300和彩膜层500之间，第二正折射材料层700位于封装层600和彩膜层500之间，第二正折射材料层700的折射率大于封装层600的折射率。由此，参考图1、图2、图8至图10，由封装层照射到第二正折射材料层700的光线在经过第二正折射材料层700之后，折射光线与法线的夹角更小，光线更接近正视角射出，从而可以进一步提高正视角出光率，使显示面板具有更好的显示效果。需要说明的是，第二正折射材料层700的折射率也大于0。

在本发明的一些实施例中，封装层600可以包括依次层叠设置的第一无机封装膜层、有机封装膜层和第二无机封装膜层。其中，第一无机封装膜层和第二无机封装膜层的材质可以各自独立地包括氮化硅、氧化硅和氮氧化硅中的至少之一，可以通过化学气相沉积形成；有机封装膜层可以通过喷墨打印形成。

在本发明的一些实施例中，参考图10，显示面板还可以包括光取出层800，光取出层800位于光线调节组件400和发光器件300的阴极330之间。光取出层800可以进一步提高发光器件的光线利用率，使光线向正视角方向汇聚。需要说明的是，前面提到的光线调节组件包括反射层的技术方案以及光线调节组件包括层叠设置的第二负折射材料层和第一正折射材料层的技术方案均可以与光取出层结合，以进一步提高正视角出光率。

在本发明的一些实施例中，光取出层800可以包括层叠设置的多个低折射率膜层和高折射率膜层。

在本发明的一些实施例中，参考图1、图2、图8至图12，发光器件300可以包括阳极320、第一发光层310和阴极330。由此，可以通过对阳极和阴极施加电压信号，使发光器件发光，从而使显示面板显示画面。

在本发明的一些实施例中，参考图11和图12，发光器件300还可以包括位于第一发光层310和阳极320之间的第一空穴注入层301、第一空穴传输层302、第一辅助发光材料层303以及位于第一发光层310和阴极330之间的第一空穴阻挡层304、第一电子传输层305等中的至少之一。

本发明中，第一发光层310的具体材质不做特别限定，本领域技术人员可以根据实际发光需求进行选择和设置。

在本发明的一些实施例中，第一辅助发光材料层303的具体材质可以根据发光器件的发光需求进行选择，例如，当发光器件发红光时，第一辅助发光材料层可以选择能够提升第一发光层发红光的性能的材料，当发光器件发射蓝光或绿光时，第一辅助发光材料层则需要选择提升蓝光或绿光发光性能的材料。

在本发明的一些实施例中，参考图12，发光器件300还可以包括位于第一发光层310和阴极330之间的第二发光层308、P型电荷产生层307和N型电荷产生层306，P型电荷产生层307位于第二发光层308和N型电荷产生层306之间。

在本发明的一些实施例中，发光器件还可以包括位于P型电荷产生层和第二发光层之间的第二空穴传输层、第二辅助发光材料层以及位于第二发光层和阴极之间的第二空穴阻挡层和第二电子传输层等中的至少之一。

在本发明的一些实施例中，第一电子传输层和第二电子传输层可以为双元掺杂结构，第一电子传输层和第二电子传输层的主体材料可以相同，也可以不同。

本发明中的发光器件300既可以为单发光层的发光器件，也可以为多发光层的叠层器件。对于叠层器件，利用光线调节组件来改变部分光线的传播路径，提高正视角出光率，可以减少波导效应等带来的光损耗，从而有利于进一步降低显示面板的功耗。

在本发明的一些实施例中，基板100可以包括衬底以及形成在衬底上的薄膜晶体管等结构。像素限定层200的材质可以为有机材料，也可以为无机材料。对于阴极和阳极以及各发光功能层的具体材质，本发明中不做特别限定，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择和设置等。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种显示装置。在本发明的一些实施例中，显示装置包括前面所述的显示面板。由此，该显示装置具有前面所述的显示面板所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。

根据本发明的实施例，上述显示装置的具体种类没有特殊的要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择，比如可以为手机、iPad、笔记本等显示装置。

本领域技术人员可以理解，该显示装置除了前面所述的显示面板之外，还可以具有常规显示装置所必备的结构和部件，以手机为例，除了前面所述的显示面板之外，还可以包括电池后盖、中框、触控面板、音频模组、主板等必备的结构和部件。

下面对本发明中一些实施例的显示面板的制作方法进行描述：

实施例1

显示面板的制作方法可以包括以下步骤：

(1)可以先在基板100的一侧形成图案化的阳极320。

(2)形成像素限定层200，像素限定层200限定出多个开口10。

(3)通过蒸镀和/或涂覆的方式在阳极320远离基板100的一侧依次形成第一空穴注入层301、第一空穴传输层302、第一辅助发光材料层303、第一发光层310、第一空穴阻挡层304、第一电子传输层305、N型电荷产生层306、P型电荷产生层307、第二空穴传输层、第二辅助发光材料层、第二发光层308、第二空穴阻挡层、第二电子传输层和阴极330。

(4)形成阴极之后，在阴极远离基板的一侧形成光取出层。

(5)之后，在光取出层上方制作第一负折射材料层，形成光线调节组件。第一负折射材料层可以通过以下方法制备：利用溅射沉积方法形成单晶银膜，然后，利用精密电子束光刻和等离子刻蚀等手段将银晶体切割成纳米脊线，制备得到的结构可以实现部分波段的负折射。

(6)形成薄膜封装层。

(7)在薄膜封装层远离基板的一侧形成彩膜层，得到显示面板。

实施例2

与实施例1不同的是，在形成薄膜封装层之后，还包括在薄膜封装结构远离基板的一侧形成第二正折射材料层700的步骤，其余步骤与实施例1相同。

实施例3

与实施例2不同的是，步骤(5)中，光线调节组件由反射层组成，其余步骤与实施例2相同。

实施例4

与实施例2不同的是，步骤(5)中，光线调节组件由层叠的第二负折射材料层和第一正折射材料层组成，其余步骤与实施例2相同。

实施例1至4中制作得到的显示面板中，光线调节组件均可以改变光线的传播路径，起到提高正视角出光率的作用，第二正折射材料层可以进一步微调光线的传播方向，使光线更汇聚，沿正视角方向射出，从而进一步提升显示面板的显示效果。

文中术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”、“又一个实施例”、“一些实施例”或“一些具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。