CN109698223A - 一种显示面板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种显示面板及显示装置，显示面板包括：基板；位于基板上的像素单元，至少两种不同颜色的像素单元相邻排布；一个像素单元沿远离基板方向上依次包括：反射电极、发光单元和色阻；一个发光单元和与之位于同一像素单元中的色阻颜色相同，同一像素单元中的发光单元与色阻的几何中心在基板的垂直投影不交叠；一像素单元中的发光单元和与之相邻的像素单元中的色阻在基板的垂直投影交叠；像素单元还包括位于发光单元与色阻之间的导光介质结构；相邻导光介质结构之间存在间隙，间隙中填充物的折射率小于导光介质结构的折射率。本发明实施例提供一种显示面板及显示装置，以实现提高显示面板以及显示装置的对比度。

Description

一种显示面板及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板及显示装置。
背景技术
OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)显示器是一种自发光显示器，与LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)相比，OLED显示器不需要背光源，因此OLED显示器更为轻薄，此外OLED显示器还因具有高亮度、低功耗、宽视角、高响应速度、宽使用温度范围等优点而越来越多地被应用于各种高性能显示领域当中。
顶发光的OLED显示器包括反射电极，反射电极具有很高的反射率，反射电极能够将环境光反射到人眼。当某像素单元不发光时，该像素单元中的反射电极反射环境光，导致人眼看到该像素单元处的反射光，影响显示器的对比度。
发明内容
本发明提供一种显示面板及显示装置，以实现提高显示面板以及显示装置的对比度。
第一方面，本发明实施例提供一种显示面板，包括：
基板；
位于所述基板上的像素单元，至少两种不同颜色的所述像素单元相邻排布；
一个所述像素单元沿远离所述基板方向上依次包括：反射电极、发光单元和色阻；一个所述发光单元和与之位于同一所述像素单元中的所述色阻颜色相同，同一所述像素单元中的所述发光单元与所述色阻的几何中心在所述基板的垂直投影不交叠；
一所述像素单元中的所述发光单元和与之相邻的所述像素单元中的色阻在所述基板的垂直投影交叠；所述像素单元还包括位于所述发光单元与所述色阻之间的导光介质结构；相邻所述导光介质结构之间存在间隙，所述间隙中填充物的折射率小于所述导光介质结构的折射率。
第二方面，本发明实施例提供一种显示装置，包括第一方面所述的显示面板。
本发明实施例提供的显示面板中，同一像素单元中的发光单元与色阻的几何中心在基板的垂直投影不交叠，一像素单元中的发光单元和与之相邻的像素单元中的色阻在基板的垂直投影交叠。发光显示时，同一像素单元中的发光单元发出的光通过导光介质结构传导到色阻后出射到显示面板外，不会影响正常的发光显示。环境光照射到显示面板时，环境光经过了两种不同颜色色阻的过滤，从而无法出射到显示面板外并被人眼看到，从而提高了显示面板的对比度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图；
图2为环境光经一像素单元的反射电极反射后，经过与之相邻像素单元的色阻出射的示意图；
图3为一像素单元发出的光经同一像素单元的色阻出射的示意图；
图4为图2中环境光被反射电极反射的简化示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图；
图8为一像素单元发出的光经过与之相邻像素单元的色阻出射的示意图；
图9为图8中发光单元发出的光线在相邻像素单元的色阻表面发生全反射的简化示意图；
图10为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图，参考图1，显示面板包括基板10和位于基板10上的像素单元20，至少两种不同颜色的像素单元20相邻排布。一个像素单元20沿远离基板10方向上依次包括：反射电极21、发光单元22和色阻23。一个发光单元22和与之位于同一像素单元20中的色阻23颜色相同，同一像素单元20中的发光单元22与色阻23的几何中心在基板10的垂直投影不交叠，也就是说，同一像素单元20中的发光单元22与色阻23相互错开。一像素单元20中的发光单元22和与之相邻的像素单元20中的色阻23在基板10的垂直投影交叠。像素单元20还包括位于发光单元22与色阻23之间的导光介质结构24。相邻导光介质结构24之间存在间隙，间隙中填充物的折射率小于导光介质结构24的折射率。导光介质结构24与间隙中填充物共同形成类似于光纤的结构，从而可以使超过一定角度的入射光线因发生全反射而在导光介质结构24中传播，而小于等于该角度范围的光线因不发生全反射可以由导光介质结构24传播到填充物中。
示例性地，参考图1，图1中以三种不同颜色的像素单元20进行解释说明，并非对本发明的限定。三种不同颜色的像素单元20分别为红色像素单元201、绿色像素单元202和蓝色像素单元203，与红色像素单元201相邻的是绿色像素单元202和蓝色像素单元203，与绿色像素单元202相邻的是红色像素单元201和蓝色像素单元203，与蓝色像素单元203相邻的是红色像素单元201和绿色像素单元202。红色像素单元201包括红色发光单元221和与红色发光单元221对应并错开设置的红色色阻231，绿色像素单元202包括绿色发光单元222和与绿色发光单元222对应并错开设置的绿色色阻232，蓝色像素单元203包括蓝色发光单元223和与蓝色发光单元223对应并错开设置的蓝色色阻233。
图2为环境光经一像素单元的反射电极反射后，经过与之相邻像素单元的色阻出射的示意图，参考图1和图2，环境光照射到红色色阻231上，导光介质结构24将穿过红色色阻231的光线传导到红色发光单元221上，穿过红色发光单元221的光线被反射电极21反射。由于红色发光单元221与红色色阻231的几何中心在基板10的垂直投影不交叠，红色色阻231与绿色色阻232在基板10的垂直投影交叠，被反射电极21反射的光线照射到绿色色阻232上。环境光在照射到显示面板中时首先经过了红色色阻231，经过红色色阻231过滤的环境光的光谱与绿色色阻232的透过率光谱不一致，从而绿色色阻232能够阻挡被反射电极21反射的光线出射到显示面板外，防止反射电极21反射的环境光被人眼看到，从而提高了显示面板的对比度。
图3为一像素单元发出的光经同一像素单元的色阻出射的示意图，参考图1和图3，导光介质结构24将红色发光单元221发出的光传导到红色色阻231，由于红色发光单元221发出的光的光谱与红色色阻231的透过率光谱相一致，红色发光单元221发出的光可以穿过红色色阻231并出射到显示面板外。类似地，绿色发光单元222发出的光可以穿过绿色色阻232并出射到显示面板外，蓝色发光单元223发出的光可以穿过蓝色色阻233并出射到显示面板外。
可选地，显示面板还可以包括对置电极60，对置电极60与反射电极21相对设置。发光单元22位于对置电极60与反射电极21之间，发光单元22可以在对置电极60与反射电极21的驱动下发光。示例性地，反射电极21为阳极，对置电极60为阴极。在外加电场的作用下，电子和空穴分别从对置电极60和反射电极21注入发光单元22，从而在该发光单元22中进行迁移、复合并衰减而发光。
本发明实施例提供的显示面板中，同一像素单元中的发光单元与色阻的几何中心在基板的垂直投影不交叠，一像素单元中的发光单元和与之相邻的像素单元中的色阻在基板的垂直投影交叠。发光显示时，同一像素单元中的发光单元发出的光通过导光介质结构传导到色阻后出射到显示面板外，不会影响正常的发光显示。环境光照射到显示面板时，环境光经过了两种不同颜色色阻的过滤，从而无法出射到显示面板外并被人眼看到，从而提高了显示面板的对比度。
可选地，参考图1，导光介质结构24的第一面在基板10的垂直投影与该导光介质结构24的第一面临近的发光单元22在基板10的垂直投影重叠。导光介质结构24的第二面在基板10的垂直投影与该导光介质结构24的第二面临近的色阻23在基板10的垂直投影重叠。导光介质结构24的第一面为临近基板10的一面，导光介质结构24的第二面为远离基板10的一面。
示例性地，参考图1，红色发光单元221与红色像素单元201中导光介质结构24的第一面重叠对应，红色色阻231与红色像素单元201中导光介质结构24的第二面重叠对应，因此红色发光单元221发出的光可以尽可能多地穿过红色色阻231并出射到显示面板外，从而提高显示面板的发光亮度。绿色发光单元222与绿色像素单元202中导光介质结构24的第一面重叠对应，绿色色阻232与绿色像素单元202中导光介质结构24的第二面重叠对应，因此绿色发光单元222发出的光可以尽可能多地穿过绿色色阻232并出射到显示面板外，从而提高显示面板的发光亮度。蓝色发光单元223与蓝色像素单元203中导光介质结构24的第一面重叠对应，蓝色色阻233与蓝色像素单元203中导光介质结构24的第二面重叠对应，因此蓝色发光单元223发出的光可以尽可能多地穿过蓝色色阻233并出射到显示面板外，从而提高显示面板的发光亮度。
可选地，参考图1，相邻两个色阻23之间设置有黑矩阵30。相邻发光单元22之间设置有像素限定层40。显示面板还包括多个导光间隔结构50，导光间隔结构50位于像素限定层40与黑矩阵30之间。导光间隔结构50位于相邻导光介质结构24之间并填充间隙，即相邻导光介质结构24之间设置有导光间隔结构50，导光介质结构24与导光间隔结构50接触。导光间隔结构50的折射率小于导光介质结构24的折射率。导光介质结构24与导光间隔结构50共同形成类似于光纤的结构，从而可以使超过一定角度的入射光线因发生全反射而在导光介质结构24中传播，而小于等于该角度范围的光线因不发生全反射可以由导光介质结构24传播到导光间隔结构50中。
可选地，参考图1，导光间隔结构50的第一面在基板10上的垂直投影与该导光间隔结构50的第一面临近的像素限定层40在基板10的垂直投影重叠。导光间隔结构50的第二面在基板10的垂直投影与该导光间隔结构50的第二面临近的黑矩阵30在基板10的垂直投影重叠。导光间隔结构50的第一面为临近基板10的一面，导光间隔结构50的第二面为远离基板10的一面。
在其他实施方式中，导光介质结构24的第一面可以不与发光单元22重叠对应，导光介质结构24的第二面可以不与色阻23重叠对应，导光间隔结构50的第一面可以不与像素限定层40重叠对应，导光间隔结构50的第二面可以不与黑矩阵30重叠对应。
可选地，参考图1和图2，导光介质结构24的延伸方向与基板10之间的夹角为θ，满足：其中，n1为导光介质结构24的折射率；n2为导光间隔结构50的折射率。此时，被反射电极21反射的光线因不发生全反射可以由导光介质结构24传播到导光间隔结构50中，可以使大部分的环境光都能够经过两种不同颜色色阻的过滤，从而无法出射到显示面板外并被人眼看到。
图4为图2中环境光被反射电极反射的简化示意图，参考图1、图2和图4，由于对置电极60和发光单元22的厚度较小，图4中的简化示意图省略了对置电极60和发光单元22。为了清晰起见，图4中还对各个点进行了标记。由图4可知：
φ＝θ＝∠GCF；α1＝∠GFC；α2＝∠CGF；α1＝θ-∠DEF；
∠DEF＝∠AEH＝90°-φ＝90°-θ；
由此可得：
α2＝180°-∠GFC-∠GCF＝180°-α1-θ＝180°-(θ-∠DEF)-θ＝180°-2θ+(90°-θ)＝270°-3θ；
被反射电极21反射的光线因不发生全反射可以由导光介质结构24传播到导光间隔结构50时，需要满足：n1sin(90°-α2)＜n2sin(90°)，将α2带入后可以得到：
图5为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图，参考图1和图5，同一像素单元20中的发光单元22与色阻23的边缘在基板10的垂直投影重叠，即同一像素单元20中的发光单元22与色阻23刚好错开，同一像素单元20中的发光单元22与色阻23在基板10的垂直投影交叠面积为零，且同一像素单元单元20中的发光单元22与色阻23在基板10的垂直投影邻接。导光介质结构24远离基板10的一面与导光介质结构24临近基板10的一面之间的垂直距离h3满足：h3＝w2·tanθ。其中，w2为发光单元22的宽度，θ为导光介质结构24的延伸方向与基板10之间的夹角。示例性地，多种不同颜色的发光单元22分别为红色发光单元221、绿色发光单元222和蓝色发光单元223。红色发光单元221、绿色发光单元222和蓝色发光单元223的宽度均为w2。
图6为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图，参考图1和图6，显示面板还包括多个遮光间隔结构70，遮光间隔结构70位于相邻的导光介质结构24与导光间隔结构50之间。遮光间隔结构70的第二面与黑矩阵30接触，遮光间隔结构70的第二面为远离基板10的一面。遮光间隔结构70的延伸方向与导光介质结构24或导光间隔结构50的延伸方向相同。沿遮光间隔结构70的延伸方向，遮光间隔结构70的长度小于导光介质结构24的长度。发光单元22的边缘发出的光由导光介质结构24传播到导光间隔结构50时，遮光间隔结构70可以阻挡传播到导光间隔结构50的光线，防止其传播到邻近像素单元20的色阻23中。示例性地，红色发光单元221的边缘发出的光由导光介质结构24传播到导光间隔结构50时，遮光间隔结构70可以阻挡传播到导光间隔结构50的光线，防止其传播到绿色色阻232中，从而防止了混色的发生。其中，发光单元22的边缘指的是发光单元22中与像素限定层40接触的部分。
可选地，参考图6，遮光间隔结构70包括金属材料。金属材料具有良好的反光效果，可以将由导光介质结构24传播到导光间隔结构50中的光线反射回导光介质结构24中继续传播。示例性地，参考图6，红色发光单元221的边缘发出的光由导光介质结构24传播到导光间隔结构50时，遮光间隔结构70将光线反射回导光介质结构24中继续传播，并最终从红色色阻231出射，从而不仅防止了混色的发生，还能够提高显示面板的发光效率。
图7为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图，参考图1和图7，黑矩阵30朝向基板10的一面延伸至相邻导光介质结构24之间。沿导光介质结构24的延伸方向，黑矩阵30延伸至相邻导光介质结构24之间部分的长度小于导光介质结构24的长度。发光单元22的边缘发出的光由导光介质结构24传播到导光间隔结构50时，黑矩阵30延伸至相邻导光介质结构24之间部分可以阻挡传播到导光间隔结构50的光线，防止其传播到邻近像素单元20的色阻23中，从而防止了混色的发生。本发明实施例中，由于采用黑矩阵30延伸至相邻导光介质结构24之间部分来防止混色的发生，即黑矩阵30起到了防止混色的作用，相对于现有技术而言，没有增加新的结构和工艺流程。
图8为一像素单元发出的光经过与之相邻像素单元的色阻出射的示意图，参考图1和图8，遮光间隔结构50的第二面与导光介质结构24的第一面之间的垂直距离为h1，满足：
其中，n1为导光介质结构24的折射率，n2为导光间隔结构50的折射率，w1为相邻两个发光单元22之间的距离，θ为导光介质结构24的延伸方向与基板10之间的夹角。发光单元22的边缘发出的光由导光介质结构24传播到导光间隔结构50时，遮光间隔结构70可以阻挡传播到导光间隔结构50的光线，防止其传播到邻近像素单元20的色阻23中。未被遮光间隔结构70阻挡的光线，因全反射无法出射到显示面板外并被人眼看到。示例性地，红色发光单元221的边缘发出的光由导光介质结构24传播到导光间隔结构50时，未被遮光间隔结构70阻挡的光线照射到绿色色阻232上，h1满足：
时，在绿色色阻232远离基板10一侧的表面发生全反射，光线无法出射到显示面板外并被人眼看到。
图9为图8中发光单元发出的光线在相邻像素单元的色阻表面发生全反射的简化示意图，参考图1、图8和图9，为了清晰起见，图9中还对各个点进行了标记。由图9可知：
n1sinθ1＝n0sinθ0＝nairsinθair。
其中，n0为中间膜层的折射率，n0例如可以为色阻23的折射率，由于发生在色阻23远离基板10一侧表面的全反射过程与中间膜层的折射率无关，因此n0可以为红色色阻231的折射率、绿色色阻232的折射率或者蓝色色阻233的折射率。nair为空气的折射率。nair＝1。
色阻23远离基板10一侧表面的全反射时，需要满足：n1sinθ1≥1。
因此，
由可得：
进一步地，根据三角形JKL中角度θ和边长w1可得：
可选地，参考图1和图7，黑矩阵30朝向基板10的一面与导光介质结构24的第一面之间的垂直距离为h2，满足：
其中，n1为导光介质结构24的折射率，n2为导光间隔结构50的折射率。w1为相邻两个发光单元22之间的距离，θ为导光介质结构24的延伸方向与基板10之间的夹角。发光单元22的边缘发出的光由导光介质结构24传播到导光间隔结构50时，黑矩阵30延伸至相邻导光介质结构24之间部分可以阻挡传播到导光间隔结构50的光线，防止其传播到邻近像素单元20的色阻23中。未被黑矩阵30延伸至相邻导光介质结构24之间部分阻挡的光线，因全反射无法出射到显示面板外并被人眼看到。h2所满足公式的推导与h1所满足公式的推导过程类似，在此不再赘述。
在一些实施方式中，可选地，填充物可以不采用固体，即不采用导光间隔结构50，而是采用气体。气体例如可以为氮气、氦气等惰性气体。气体的折射率小于导光介质结构24的折射率。超过一定角度的入射光线因发生全反射而在导光介质结构24中传播，而小于等于该角度范围的光线因不发生全反射可以由导光介质结构24传播到相邻导光介质结构24的间隙中。
图10为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图，图11为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图，图12为本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图，图10、图11、图12分别与图1、图6、图7相对应，不同之处在于，图10、图11、图12中未设置导光间隔结构50，相邻光介质结构24的间隙中的填充物为气体。可以理解的是，θ、h1和h2所满足的公式对于图10-图12所示显示面板结构同样适用，只需要将导光间隔结构50的折射率n2相应地替换为气体填充物的折射率n3即可。即：
本发明实施例还提供了一种显示装置。图13为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图，参见图13，显示装置包括本发明实施例提供的任意一种显示面板100。显示装置具体可以为手机、平板电脑以及智能可穿戴设备等。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：
基板；
位于所述基板上的像素单元，至少两种不同颜色的所述像素单元相邻排布；
一个所述像素单元沿远离所述基板方向上依次包括：反射电极、发光单元和色阻；一个所述发光单元和与之位于同一所述像素单元中的所述色阻颜色相同，同一所述像素单元中的所述发光单元与所述色阻的几何中心在所述基板的垂直投影不交叠；
一所述像素单元中的所述发光单元和与之相邻的所述像素单元中的色阻在所述基板的垂直投影交叠；所述像素单元还包括位于所述发光单元与所述色阻之间的导光介质结构；相邻所述导光介质结构之间存在间隙，所述间隙中填充物的折射率小于所述导光介质结构的折射率。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述导光介质结构的第一面在所述基板的垂直投影与该所述导光介质结构的第一面临近的所述发光单元在所述基板的垂直投影重叠；所述导光介质结构的第二面在所述基板的垂直投影与该所述导光介质结构的第二面临近的所述色阻在所述基板的垂直投影重叠；所述导光介质结构的第一面为临近所述基板的一面，所述导光介质结构的第二面为远离所述基板的一面。
3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，
相邻两个所述色阻之间设置有黑矩阵；相邻所述发光单元之间设置有像素限定层；
还包括多个导光间隔结构；所述导光间隔结构位于所述像素限定层与所述黑矩阵之间；所述导光间隔结构位于相邻所述导光介质结构之间并填充所述间隙；
所述导光间隔结构的折射率小于所述导光介质结构的折射率。
4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述导光间隔结构的第一面在所述基板上的垂直投影与该所述导光间隔结构的第一面临近的所述像素限定层在所述基板的垂直投影重叠；所述导光间隔结构的第二面在所述基板的垂直投影与该所述导光间隔结构的第二面临近的所述黑矩阵在所述基板的垂直投影重叠；所述导光间隔结构的第一面为临近所述基板的一面，所述导光间隔结构的第二面为远离所述基板的一面。
5.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，
还包括多个遮光间隔结构；所述遮光间隔结构位于相邻的所述导光介质结构与所述导光间隔结构之间；所述遮光间隔结构的第二面与所述黑矩阵接触；所述遮光间隔结构的第二面为远离所述基板的一面；
所述遮光间隔结构的延伸方向与所述导光介质结构或所述导光间隔结构的延伸方向相同；沿所述遮光间隔结构的延伸方向，所述遮光间隔结构的长度小于所述导光介质结构的长度。
6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述遮光间隔结构包括金属材料。
7.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述黑矩阵朝向所述基板的一面延伸至相邻所述导光介质结构之间；
沿导光介质结构的延伸方向，所述黑矩阵延伸至相邻所述导光介质结构之间部分的长度小于所述导光介质结构的长度。
8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述填充物为气体。
9.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述导光介质结构的延伸方向与所述基板之间的夹角为θ，满足：
其中，n1为所述导光介质结构的折射率；n2为所述导光间隔结构的折射率。
10.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述遮光间隔结构的第二面与所述导光介质结构的第一面之间的垂直距离为h1，满足：
其中，n1为所述导光介质结构的折射率；n2为所述导光间隔结构的折射率；w1为相邻两个发光单元之间的距离；θ为所述导光介质结构的延伸方向与所述基板之间的夹角。
11.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述黑矩阵朝向所述基板的一面与所述导光介质结构的第一面之间的垂直距离为h2，满足：
其中，n1为所述导光介质结构的折射率；n2为所述导光间隔结构的折射率；w1为相邻两个所述发光单元之间的距离，θ为所述导光介质结构的延伸方向与所述基板之间的夹角。
12.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，同一所述像素单元中的所述发光单元与所述色阻的边缘在所述基板的垂直投影重叠；
所述导光介质结构远离所述基板的一面与所述导光介质结构临近所述基板的一面之间的垂直距离h3满足：h3＝w2·tanθ；
其中，w2为所述发光单元的宽度；θ为所述导光介质结构的延伸方向与所述基板之间的夹角。
13.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的显示面板。
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