CN109148550A - 光学补偿模组、显示面板、显示基板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学补偿模组、显示面板、显示基板及其制作方法，其中光学补偿模组包括：透反层，包括相背设置的第一面和第二面，用于将投射到第一面上的光线，部分反射，部分透射；遮光层，设置于透反层的第二面所在侧，遮光层上开设有多个通光孔；设置于通光孔内的光线会聚结构，每个光线会聚结构用于会聚投射到光线会聚结构上的光线；探测层，设置于遮光层远离透反层的一侧，探测层包括多个探测单元，每个探测单元对准一个通光孔，用于探测经由对应位置通光孔内的会聚透镜投射到探测单元上的光线的光线参数。这样，有效解决了因发光角度造成投向通光孔区域的部分光线无法投射到探测单元上造成光能损失的技术问题，提高光源的显示亮度。

Description

光学补偿模组、显示面板、显示基板及其制作方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及光学补偿模组、显示面板、显示基板及其制作方法。

背景技术

现阶段的显示模组，随着运行时间以及外界环境的改变，发光强度会产生一定的变化，影响显示效果。现行的光学补偿方案中，是在每个发光单元对应位置增加一个探测单元，利用探测单元实时监测每个发光单元的发光强度，从而进行实时补偿。与常规OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)相比，光学补偿方法需要将OLED发出的一部分光用于探测单元的实时监测，这将降低OLED的显示亮度，因此，如何提高用于实时监测的光能的利用效率，降低用于实时监测的光能比例，提高用于正常显示的光能比例，变得尤为重要。

现有的光学补偿方案为，在每个发光单元的发光层下方分别设置一个探测单元，发光层和探测单元之间设置开孔的遮光层，孔位于探测单元的正上方，发光单元发出的光束经遮光层的孔位置入射到探测单元表面。该技术的缺点是：发光层发出的光有一定的发光角度，从孔位置发出的光线没有全部入射到探测单元表面，导致一定的光能损失。

可见，现有显示模组的光学补偿方案存在光能损失的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种光学补偿模组、显示面板、显示基板及其制作方法，以解决现有显示模组的光学补偿方案存在光能损失的技术问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供的具体方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种光学补偿模组，包括：

透反层，包括相背设置的第一面和第二面，用于将投射到所述第一面上的光线，部分反射，部分透射；

遮光层，设置于所述透反层的第二面所在侧，所述遮光层上开设有多个通光孔；

设置于所述通光孔内的光线会聚结构，每个所述光线会聚结构用于会聚投射到所述光线会聚结构上的光线；

探测层，设置于所述遮光层远离所述透反层的一侧，所述探测层包括多个探测单元，每个探测单元对准一个通光孔，用于探测经由对应位置通光孔内的会聚透镜投射到探测单元上的光线的光线参数。

可选的，所述遮光层为全反射层，所述全反射层的反射面朝向所述透反层的第二面。

可选的，所述光线会聚结构为会聚透镜。

可选的，所述会聚透镜为准直透镜。

可选的，所述透镜为双凸柱面透镜结构。

可选的，所述通光孔的尺寸小于或者等于探测单元的感应区的尺寸。

可选的，所述通光孔的尺寸大于或者等于所述光线会聚结构的尺寸。

第二方面，本发明实施例提供了一种显示基板，包括如第一方面中任一项所述的光学补偿模组；所述显示基板还包括：

发光层，设置于所述透反层的第一面，所述发光层包括多个间隔设置的发光单元，每个发光单元对准所述遮光层上的一个通光孔。

第三方面，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括如第二方面所述的显示基板。

第四方面，本发明实施例提供了一种显示基板的制作方法，用于制作如第二方面所述的显示基板，所述方法包括：

获取所述探测单元探测到的光线的光线参数，其中，所述光线参数包括光线强度值；

根据所述光线参数，调整所述透反层的反射比例，以使得所述发光层的显示亮度处于预设范围内；

其中，所述透反层的反射比例为所述透反层反射的光线与透过的光线的比例。

本发明实施例中，通过在光学补偿模组中，遮光层的通光孔内设置光线会聚结构，这样，光线会聚结构就能将经由透反层投射到通光孔区域的光线会聚到对应的探测单元上，有效解决了因发光角度造成投向通光孔区域的部分光线无法投射到探测单元上造成光能损失的技术问题。并且，将光学补偿模组应用于光源的光学补偿方案时，由于增设光学会聚结构增加了探测单元探测到的光量，因此还可以通过选择相应反射比例的透反层来提高光源的显示亮度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种光学补偿模组的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种显示基板的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种显示基板的制作方法的流程示意图；

图4为现有技术的光补偿型OLED的结构示意图；

图5为现有技术的光补偿型OLED的模拟仿真示意图；

图6为本发明实施例所应用的光补偿型OLED的结构示意图；

图7为本发明实施例所应用的光补偿型OLED的模拟仿真示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的一种光学补偿模组的结构示意图。如图1所示，一种光学补偿模组100，包括：

透反层110，包括相背设置的第一面111和第二面112，用于将投射到所述第一面111上的光线，部分反射，部分透射；

遮光层120，设置于所述透反层110的第二面112所在侧，所述遮光层120上开设有多个通光孔121；

设置于所述通光孔121内的光线会聚结构122，每个所述光线会聚结构122用于会聚投射到所述光线会聚结构122上的光线；

探测层130，设置于所述遮光层120远离所述透反层110的一侧，所述探测层130包括多个探测单元131，每个探测单元131对准一个通光孔121，用于探测经由对应位置通光孔121内的会聚透镜投射到探测单元131上的光线的光线参数。

本实施例提供的光学补偿模组100，可以应用到OLED显示基板200等光源上，用于探测光源的光线强度等光线参数，并根据探测的光线参数对光源进行光学补偿，以达到提高光源的显示亮度、提高补偿用光线的光能利用率等目的。

具体的，光学补偿模组100包括依次设置的透反层110、遮光层120和探测层130，相邻功能层相平行，且相邻功能层之间可以直接接触，也可以通过间隙或者其他材料间接接触。在制备时，可以直接将功能层相贴合，也可以通过溅射等工艺沉积在相邻功能层上，不作限定。透反层110同时具备投射和反射功能，将投射到该透反层110上的光线部分反射回光源，部分透射过该透反层110后投射到遮光层120上。可以将透反层110的两个面分别定义为第一面111和第二面112，将第一面111朝向光源设置，将第二面112朝向遮光层120设置。

遮光层120设置于透反层110与探测层130之间，遮光层120上开设有多个通孔，且每个通孔内均可以设置一个光线会聚结构122。这样，透反层110投射的光线投射到遮光层120后，仅能通过遮光层120上间隔布局的通光孔121投射到对应位置的探测单元131上，遮光层120可以遮挡部分光线，防止相邻光源之间的光线交叉影响而造成的降低探测单元131探测结果的准确性，也就提高了基于探测结果向对应光源进行光学补偿的准确性。

在通光孔121内设置一个光线会聚结构，可以将投射到该通光孔121区域的光线尽可能地会聚到对应的探测单元131的感应区，提高探测单元131探测结果的准确性。探测单元131则实时探测感应到的光线的光线参数，例如光线强度值，并将所测得的探测结果发送至光源的控制器，使得光源控制器可以根据探测结果实时进行光学补偿，提高光源的显示亮度。

上述本发明实施例提供的光学补偿模组，通过在遮光层的通光孔内设置光线会聚结构，这样，光线会聚结构就能将经由反层投射到通光孔区域的光线会聚到对应的探测单元上，有效解决了因发光角度造成投向通光孔区域的部分光线无法投射到探测单元上造成光能损失的技术问题。并且，将探测单元应用于光源的光学补偿方案时，由于增设光线会聚结构增加了探测单元探测到的光量，因此还可以通过选择相应反射比例的透反层来提高光源的显示亮度。

可选的，所述遮光层120可以为全反射层，所述全反射层的反射面朝向所述透反层110的第二面112。

本实施方式中，遮光层120优选为全反射层，且反射层的反射面朝向所述透反层110的第二面112。这样，透反层110透射的光线，除了经由通光孔121投射到探测层130之外，照射到遮光层120其他区域的光线就全部反射回透反层110，增强了光源的显示亮度，降低了光能损耗。

在一种具体实施方式中，所述光线会聚结构为会聚透镜。

本实施方式中，光线会聚结构为会聚透镜，可以直接将投射到光线会聚结构上的光线极大程度地会聚到探测单元131上。

可选的，所述会聚透镜可以为准直透镜。准直透镜能够以各种角度投射到会聚透镜上的多个光线转换成平行的准直光柱，沿垂直于出射面的方向投射到探测单元131的感应区。

例如，准直透镜可选为双凸柱面透镜结构，以使得光线会聚角度达到最大。

当然，在其他实施方式中，准直透镜也可以选为其他类型的非球面透镜，或者其他能实现光线会聚但并不一定是以准直光柱输出的会聚透镜，或者其他能实现光线会聚的结构等，在此不作限定。

进一步的，所述通光孔121的尺寸可以小于或者等于探测单元131的感应区的尺寸。

本实施方式中，将通光孔121的尺寸设为小于或者等于探测单元131的感应区的尺寸，这样，经由通光孔121投射向探测层130的光线尽可能地投射到探测单元131的感应区上，减少了光能损耗。

可选的，所述通光孔121的尺寸可以大于或者等于所述光线会聚结构122的尺寸。

将通光孔121的尺寸设置为大于或者等于光线会聚结构122的尺寸，把光线会聚结构122设置于通光孔121内，实现对投射到通光孔121区域的光线的会聚功能。可以优选通光孔121的尺寸等于或者略大于光线会聚结构122的尺寸，这样，既能把光线会聚结构122完全设置于通光孔121内，且尽可能地增大了光线会聚区域，进一步提高光能利用率。

参见图2，为本发明实施例提供的一种显示基板200的结构示意图。如图2所示，所述显示基板200包括光学补偿模组100，所述光学补偿模组100可以为上述图1所示的实施例提供光学补偿模组100。此外，如图2所示，所述显示基板200还包括：

发光层210，设置于所述透反层110的第一面111，所述发光层210包括多个间隔设置的发光单元211，每个发光单元211对准所述遮光层120上的一个通光孔121。

本实施方式中，显示基板200包括发光层210和光学补偿模组100，光学补偿模组100用于对该发光层210进行光学补偿。具体的，发光层210包括多个发光单元211，多个发光单元211间隔设置。例如，显示基板200可以为OLED，发光层210可以为包括多个像素单元的光源结构。

发光层210设置于透反层110的第一面111，遮光层120和探测层130依次设置于透反层110的第二面112，发光层210的每个发光单元211对准到遮光层120的一个通光孔121。这样，发光层210的发光单元211点亮后，朝向发光层210的两个端面均散发光线。发光层210朝向透反层110的端面发出的光线，一部分经由透反层110反射回发光层210，用于增强显示；另一部分经由透反层110透射后投射到遮光层120上。

投射到遮光层120上的光线中，投射到非通光孔121区域的光线可以被遮光层120吸收，也可以被遮光层120反射回透反层110。投射到遮光层120上的通光孔121区域的光线，经由通光孔121内的光线会聚结构122会聚后投射到对应位置的探测单元131上。

由于投射到探测单元131上的光线与对应位置的发光单元211的发光强度存在一定比例关系，因此可以通过探测单元131探测到的光线参数推断对应发光单元211的发光强度，并根据所获得发光强度来判定是否需要光学补偿。若判定需要光学补偿，则可以通过提高发光单元211的发光强度的方式来提高发光层210的显示亮度，实现光补偿。

上述本发明实施提供的显示基板，通过对发光层的光学补偿模组进行优化，在遮光层的通光孔内设置光线会聚结构，这样，光线会聚结构就能将经由透反层投射到通光孔区域的光线会聚到对应的探测单元上，有效解决了因发光角度造成投向通光孔区域的部分光线无法投射到探测单元上造成光能损失的技术问题。由于增设光线会聚结构增加了探测单元探测到的光量，因此还可以通过选择相应反射比例的透反层来提高光源的显示亮度。本发明实施例提供的显示基板的具体实施过程，可以参见上述实施例提供的光学补偿模组的具体实施过程，在此不再一一赘述。

此外，参见图3，为本发明实施例提供的一种显示基板的制作方法，用于制作如上述图2所示的显示基板。如图3所示，所述显示基板的制作方法主要包括：

步骤301、获取探测单元探测到的光线的光线参数；

步骤302、根据所述光线参数，调整透反层的反射比例，以使得发光层的显示亮度处于预设范围内。

本实施例提供的显示基板的制作方法，用于制作显示基板200，在制作过程中提高显示基板200的光能利用率和显示亮度。首先，如图2所示，将光学补偿模组100设置于发光层210上，形成一个显示基板200。将光学模组设置于发光层上的方案可以有多种，例如，可以直接将制备好的功能层贴合装配，也可以在发光层的衬底基板上直接沉积形成，不作限定。然后测试所装配的显示基板200所选用的透反层110的反射比例是否合适，以保证较高的光能利用率。其中，所述透反层110的反射比例为所述透反层110反射的光线与透过的光线的比例。

首先，控制发光层210点亮，发光层210的发光强度可以控制在一定范围内，以使得显示亮度满足常规观看需求。通过探测单元131探测经由光线会聚结构122会聚的光线的光线参数，例如光线强度值。探测单元131探测到的光线参数由两方面决定，发光层210的发光强度，以及透反层110的反射比例。在保证发光层210的发光强度处于合理阈值的情况下，可以通过探测单元131的探测结果判断当前透反层110的反射比例是否合理，是否会造成不必要损耗。因此，可以根据光线参数调整透反层110的反射比例，以使得发光层210的显示亮度处于预设范围内。

在一种具体实施方式中，可以预先设置探测单元131探测到的理论阈值，表示在发光层210处于常规发光强度时，探测单元131探测光线的光线强度处于理论阈值内，此时显示基板200的显示亮度为常规亮度。若探测单元131探测到的光线参数低于理论阈值，可以推断此时可能出现了：发光层210的发光强度低于常规发光强度、透反层110的反射比例过高等异常情况。相反地，若探测单元131探测到的光线参数高于理论阈值，则可以推断此时可能出现了：发光层210的发光强度高于常规发光强度、透反层110的反射比例过低等异常情况。

发光强度过高或者过低可以通过调节发光层210的工作电流进行调整，此过程可以在显示基板200的制作过程中，或者显示基板200投入使用后的常规光学补偿过程中，依据探测单元131探测到的光线参数，调节发光层210的发光强度来进行光学补偿，以保证发光层210的显示亮度处于预设范围内。

而针对透反层110的反射比例过高或者过低的异常情况，则需要在显示基板200的制作过程中提前调整好。若透反层110的反射比例较高，则表示发光层210发出的光线较多用于发光显示，此时的光能利用率较高。透反层110的反射比例较低的话，则表示发光层210发出的光线有较大部分用于探测单元131的光线探测及光学补偿模块，此时的光能利用率较低，光能损耗较多。

因此，对应探测单元131探测到光线参数高于常规光线参数，可以选择调整透反层110为反射比例较高的透反层110，在保证光学补偿功能的情况下，尽可能地降低光能损耗，提高光能利用率，提高发光层210的显示亮度。

在一种具体实施方式中，为了验证本发明实施例提供的光学补偿模组100对光能利用率的提升效果，以及对OLED显示亮度的增强效果，分别模拟了光补偿型OLED装置改进前和改进后探测单元131接收到的光通量大小。

图4所示为现有方案的光补偿型OLED的结构及光线分布示意图，从图4中可以看出通过遮光层的通光孔的光线只有一部分入射到探测单元的感应区，超出探测单元感应区的光没有被利用，使得光能利用率较低。图5所示为现有技术的光补偿型OLED的模拟仿真图，设置发光层的发光角度为80度，向下发出的光通量为1000lm，透反层的反射率为90％，透射率为10％，则透过透反层的光通量为100lm。由于OLED像素形状近似矩形，设定探测单元感应区与通光孔均为尺寸为20um*60um的矩形，此时，探测单元接收到的光通量为8.533lm。

图6所示为本发明光补偿型OLED的结构和光线的理想分布示意图，需要说明的是，从透镜光线会聚结构122出射射出的光可以不是准直光，但是要通过透镜设计光线会聚结构122使通过全反射层孔通光孔121位置的光尽量全部汇聚会聚到探测单元131的感应区上，以提高光能利用率。图7所示为本发明光补偿型OLED的模拟仿真图，为初步验证该方法的有效性，设计了光线会聚结构122为简单的双凸柱面透镜结构，柱透镜厚度为8.361um，截面尺寸为20um*60um，将透镜设置于全反射层孔通光孔121的位置。同样，在本发明结构中，设置发光层210的发光角度为80度，向下发出的光通量为1000lm,透反层110的反射率为90％，透射率为10％，则透过透反层110的光通量为100lm，全反射层孔通光孔121的尺寸为20um*60um，探测单元131尺寸与通光孔121尺寸相同，此时，探测单元131接收到的光通量为9.306lm。本发明中的透镜结构不限于双凸柱面透镜，可以是其他类型的非球面透镜，使光能利用效率达到最大。

对比本发明光补偿型OLED与现有技术的光补偿型OLED，设置两种装置中探测单元131感应区接收到的光通量相同，为8.533lm。现有技术，透过了100lm，改进前中被透反层110反射的光通量为900lm。本发明实施例中，当探测单元131感应区接收到的光通量为8.533lm时，透过透反层110的光通量只需91.7lm，则被透反层110反射的光通量为908.3lm，即增大了用于显示的光通量，提高了光补偿型OLED的显示亮度。

此外，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括显示基板，所述显示基板为上述图2所示的显示基板200。

本发明实施例提供的显示面板的具体实施过程可以参见上述实施例提供的光学补偿模组、显示基板及其制作方法的具体实施过程，在此不再一一赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光学补偿模组，其特征在于，包括：

透反层，包括相背设置的第一面和第二面，用于将投射到所述第一面上的光线，部分反射，部分透射；

遮光层，设置于所述透反层的第二面所在侧，所述遮光层上开设有多个通光孔；

设置于所述通光孔内的光线会聚结构，每个所述光线会聚结构用于会聚投射到所述光线会聚结构上的光线；

探测层，设置于所述遮光层远离所述透反层的一侧，所述探测层包括多个探测单元，每个探测单元对准一个通光孔，用于探测经由对应位置通光孔内的会聚透镜投射到探测单元上的光线的光线参数。

2.根据权利要求1所述的光学补偿模组，其特征在于，所述遮光层为全反射层，所述全反射层的反射面朝向所述透反层的第二面。

3.根据权利要求1所述的光学补偿模组，其特征在于，所述光线会聚结构为会聚透镜。

4.根据权利要求3所述的光学补偿模组，其特征在于，所述会聚透镜为准直透镜。

5.根据权利要求4所述的光学补偿模组，其特征在于，所述透镜为双凸柱面透镜结构。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学补偿模组，其特征在于，所述通光孔的尺寸小于或者等于探测单元的感应区的尺寸。

7.根据权利要求6所述的光学补偿模组，其特征在于，所述通光孔的尺寸大于或者等于所述光线会聚结构的尺寸。

8.一种显示基板，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的光学补偿模组；所述显示基板还包括：

发光层，设置于所述透反层的第一面，所述发光层包括多个间隔设置的发光单元，每个发光单元对准所述遮光层上的一个通光孔。

9.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求8所述的显示基板。

10.一种显示基板的制作方法，其特征在于，用于制作如权利要求8所述的显示基板，所述方法包括：

获取所述探测单元探测到的光线的光线参数，其中，所述光线参数包括光线强度值；

根据所述光线参数，调整所述透反层的反射比例，以使得所述发光层的显示亮度处于预设范围内；

其中，所述透反层的反射比例为所述透反层反射的光线与透过的光线的比例。