CN111354771A - 显示基板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种显示基板及显示装置，显示基板包括：发光结构层和光电检测层，发光结构层包括依次层叠设置的阳极层、发光层和阴极层，阳极层和阳极层之一为半反半透层，另一个为全透光层；光电检测层设置于半反半透层背向发光层的一侧，发光层包括多个发光单元，光电检测层包括多个与发光单元一一对应的光电检测器件，光电检测器件用于检测从半反半透层透过的光的强度。本发明的显示基板中全透光层所在的一侧为出光侧，半反半透层所在的一侧为背光侧，通过半反半透层引出发出层的光，在背光侧实现光强检测，不影响出光侧的开口率，同时可将光电检测层的面积做的比较大，有效提高检测准确度。

Description

显示基板及显示装置
技术领域
本发明一般涉及显示技术领域，具体涉及显示基板及显示装置。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，简称OLED)显示器因其具有自发光、轻薄、功耗低、高对比度、高色域、可实现柔性显示等优点，在平板显示及照明方面有着广阔的应用前景。
然而当前工艺制作中存在均一性和稳定性的问题，OLED在点亮时会存在亮度不均等问题，因此必须通过各种补偿技术来解决。应用较多的是电学补偿技术，为间接补偿，补偿效果较差、补偿时间长且对工艺的要求较高。光学补偿技术为直接补偿，理论补偿效果更好，补偿时间短，对工艺的要求降低。
目前光学补偿的方式是利用光电检测器件对OLED的发光强度进行实时检测，以此为依据进行OLED发光的补偿，以优化OLED显示面板的显示效果，其实现方式是将光电检测器件设置在OLED的出光侧。其中，对OLED显示面板而言，开口率作为衡量其优劣的重要参数之一，光电检测器件设置在OLED的出光侧会导致开口率降低，影响出光效果。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种显示基板及显示装置。
第一方面，本发明提供一种显示基板，包括：发光结构层和光电检测层，所述发光结构层包括依次层叠设置的阳极层、发光层和阴极层，所述阳极层和所述阳极层之一为半反半透层，另一个为全透光层；
所述半反半透层包括自靠近所述发光层至远离所述发光层的方向上层叠设置的第一透明电极和胆甾相液晶层；
所述光电检测层设置于所述半反半透层背向所述发光层的一侧，所述发光层包括多个发光单元，所述光电检测层包括多个与所述发光单元一一对应的光电检测器件，所述光电检测器件用于检测从所述半反半透层透过的光的强度。
优选的，所述多个发光单元包括红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元，所述胆甾相液晶层包括多个与所述发光单元一一对应的胆甾相液晶单元，多个胆甾相液晶单元包括用于反射红光的第一胆甾相液晶单元、用于反射绿光的第二胆甾相液晶单元和用于反射蓝光的第三胆甾相液晶单元，所述第一胆甾相液晶单元、所述第二胆甾相液晶单元和所述第三胆甾相液晶单元的螺距互不相同。
优选的，所述第一胆甾相液晶单元、所述第二胆甾相液晶单元和所述第三胆甾相液晶单元均为左旋胆甾相液晶；或者，所述第一胆甾相液晶单元、所述第二胆甾相液晶单元和所述第三胆甾相液晶单元均为右旋胆甾相液晶。
优选的，所述显示基板还包括衬底基板，所述衬底基板设于所述阳极层背向所述发光层的一侧，所述衬底基板朝向所述阳极层的表面设有薄膜晶体管阵列层，所述薄膜晶体管阵列层包括多个与所述发光单元一一对应的第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的漏极与相对应的所述发光单元的阳极层相连接。
优选的，所述显示基板还包括多个与所述光电检测器件一一对应的第二薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管设置于所述光电检测层背向所述发光层的一侧。
优选的，自靠近所述发光层至远离所述发光层的方向上，所述光电检测器件包括依次层叠设置的第二透明电极、光电转换层以及信号输出电极；
所述光电检测器件的信号输出电极与相对应的所述第二薄膜晶体管的漏极相连接。
优选的，所述阳极层为所述半反半透层，所述阴极层为所述全透光层；
所述薄膜晶体管阵列层与所述发光结构层之间设有平坦层，各个所述光电检测器件位于所述平坦层内，所述第二薄膜晶体管与所述第一薄膜晶体管同层设置。
优选的，所述显示基板还包括圆偏光片，所述圆偏光片设置于所述全透光层背向所述发光层的一侧。
优选的，所述显示基板所述圆偏光片包括自靠近所述发光层至远离所述发光层的方向上依次层叠设置的四分之一波片和偏振片。
优选的，所述显示基板还包括盖板；
所述阳极层为所述半反半透层，所述阴极层为所述全透光层，所述盖板设置于阴极层背向所述发光层的一侧，所述圆偏光片设置于所述阴极层和所述盖板之间；或者，
所述阳极层为所述全透光层，所述阴极层为所述半反半透层，所述盖板设置于阴极层背向所述发光层的一侧，所述光电检测层位于所述盖板和所述阴极层之间，所述圆偏光片设置于所述衬底基板背向所述发光层的一侧。
第二方面，本发明提供一种显示装置，包括上述显示基板。
本发明实施例提供的显示基板及显示装置，该显示基板中全透光层所在的一侧为出光侧，半反半透层所在的一侧为背光侧，大部分光线直接从出光侧出射，部分光线经半反半透层反射后从出光侧出射，实现显示功能，还有一部分光线从经半反半透层透过并被位于出光侧的光电检测层感测以实现光学补偿，通过半反半透层引出发出层的光，在背光侧实现光强检测，不影响出光侧的开口率，同时可将光电检测层的面积做的比较大，有效提高检测准确度。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一实施例提供的显示基板的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的显示基板的光路示意图；
图3为本发明另一实施例提供的显示基板的结构示意图。
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相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
目前在OLED内部光学补偿技术中，常规OLED(包括底发射型OLED和顶发射型OLED)在出光侧集成设置光电传感器，通过光电传感器在OLED的出光侧感测发光层的发光亮度，以实现光学补偿功能，但同时也造成出光侧开口率的损失，影响出光效果。为解决该问题，在实现光学补偿的同时保证出光侧的开口率，本发明提供了如下的实施例。
如图1所示，本发明实施例提供一种顶发射型显示基板，包括：衬底基板11、设置在衬底基板11一侧的薄膜晶体管阵列层12、设置在薄膜晶体管阵列层12背向衬底基板11一侧的发光结构层13以及设置在发光结构层13背向衬底基板11一侧的盖板14，发光结构层13包括自靠近衬底基板11至远离衬底基板11的方向上层叠设置的阳极层131、发光层132和阴极层133，阳极层131为半反半透层，阴极层133为全透光层，在阳极层131(半反半透层)背向发光层132的一侧还设有光电检测层15；
显示基板包括多个子像素，发光层132包括多个与子像素一一对应的发光单元，光电检测层15包括多个与发光单元一一对应的光电检测器件(Sensor)151，光电检测器件151用于检测从阳极层131(半反半透层)透过的光的强度。
该实施例提供的显示基板，相对于发光层132，阴极层133所在的一侧为出光侧，阳极层131所在的一侧为背光侧，发光层132发出的光大部分直接出射至阴极层133，经阴极层133射出，其余的光射到阳极层131上；射到阳极层131上的光，一部分被阳极层131反射后经阴极层133射出，另一部分从阴极层133透过后被光电检测层15接收，通过光电检测层15感测发光层132发出的光并将光信号转换为电信号输出，以实现光学补偿；同时，光电检测层15设置在出光侧，保证出光侧的开口率，从而确保良好的出光效果。
作为一种优选的实施方式，该实施例中阳极层131(半反半透层)包括自靠近发光层132至远离发光层132的方向上层叠设置的第一透明电极1311和胆甾相液晶层1312。胆甾相液晶层是在向列相液晶中添加手性剂，使其形成螺旋结构，按照螺旋的方向，胆甾相液晶分为左旋胆甾相液晶和右旋胆甾相液晶，分别具有左旋圆偏光性和右旋圆偏光性，当胆甾相液晶呈平面织构状态分布，胆甾相液晶会呈现出选择反射特性，左旋圆偏光性能够反射波长与胆甾相液晶螺距相近的左旋圆偏振光，但可使右旋圆偏振光和其它波长的光透过，右旋圆偏光性能够反射波长与胆甾相液晶螺距相近的右旋圆偏振光，但可使左旋圆偏振光和其它波长的光透过。
进一步地，如图2所示，多个发光单元包括红色(red)发光单元、绿色(green)发光单元和蓝色(blue)发光单元，胆甾相液晶层1312包括多个与发光单元一一对应的胆甾相液晶单元，多个胆甾相液晶单元包括用于反射红光的第一胆甾相液晶单元Ⅰ、用于反射绿光的第二胆甾相液晶单元Ⅱ和用于反射蓝光的第三胆甾相液晶单元Ⅲ，第一胆甾相液晶单元Ⅰ、第二胆甾相液晶单元Ⅱ和第三胆甾相液晶单元Ⅲ的螺距互不相同。
胆甾相液晶呈左旋或右旋螺旋状结构，单一螺距的胆甾相液晶可反射特定波段，若入射光的波长与胆甾相液晶的螺距一致，则胆甾相液晶允许与其旋向相反的入射光透过，并将与其旋向相同的入射光反射。该实施例中红色子像素对应红色发光单元，故红色子像素位置采用螺距与红光一致的第一胆甾相液晶单元；绿色子像素对应绿色发光单元，故绿色子像素位置采用螺距与绿光一致的第二胆甾相液晶单元；蓝色子像素对应蓝色发光单元，故蓝色子像素位置采用螺距与蓝光一致的第三胆甾相液晶单元。
该实施例中胆甾相液晶层包含对应多个发光单元的胆甾相液晶单元，为简化胆甾相液晶层的设计，优选第一胆甾相液晶单元Ⅰ、第二胆甾相液晶单元Ⅱ和第三胆甾相液晶单元Ⅲ均为左旋胆甾相液晶，均反射左旋圆偏振光且均透过右旋圆偏振光；或者，优选第一胆甾相液晶单元Ⅰ、第二胆甾相液晶单元Ⅱ和第三胆甾相液晶单元Ⅲ均为右旋胆甾相液晶，均反射左旋圆偏振光且均透过右旋圆偏振光。
进一步地，薄膜晶体管阵列层12包括多个与发光单元一一对应的第一薄膜晶体管121，第一薄膜晶体管121的漏极与相对应的发光单元的阳极层131相连接。具体的，显示基板还包括多条纵横交叉的栅线和数据线，同一行第一薄膜晶体管121的栅极连接同一行栅线，同一列第一薄膜晶体管121的源极连接同一列数据线，通过第一薄膜晶体管121驱动相应的发光单元发光。
进一步地，显示基板还包括多个与光电检测器件151一一对应的第二薄膜晶体管16，第二薄膜晶体管16设置于光电检测层15背向发光层132的一侧；自靠近发光层132至远离发光层132的方向上，光电检测器件151包括依次层叠设置的第二透明电极1511、光电转换层1512以及信号输出电极1513；光电检测器件151的信号输出电极与相对应的第二薄膜晶体管16的漏极相连接。具体的，显示基板还包括多条纵横交叉的感测扫描线和感测数据线，同一行第二薄膜晶体管16的栅极连接同一行感测扫描线，同一列第二薄膜晶体管16的源极连接同一列感测数据线，感测数据线由读出电路控制，光电检测器件将检测的光信号转换为电信号，由感测数据线将电信号输出至读出电路。
进一步地，薄膜晶体管阵列层12与发光结构层13之间设有平坦层17，各个光电检测器件151位于平坦层17内，第二薄膜晶体管16与第一薄膜晶体管121同层设置，如此能尽可能的减小显示基板的厚度，确保显示基板的设计符合轻薄化的发展趋势。
另外，由于外界的环境光线会进入显示基板内，在显示基板的结构中，第一薄膜晶体管121的栅极层、电极层均为金属层，当环境光线由外部入射进入显示基板的内部时，上述金属层会对入射的环境光线产生反射而使该部分的环境光线射出显示基板进入人眼，影响显示基板的显示效果。
该实施例提供的显示基板还包括圆偏光片18，圆偏光片18设置于阴极层133(全透光层)背向发光层132的一侧，圆偏光片18位于阴极层133和盖板14之间，其中圆偏光片18包括自靠近发光层132至远离发光层132的方向上依次层叠设置的四分之一波片181(又称为λ/4波片)和偏振片182，优选四分之波片的光轴与偏振片182的透过轴之间呈45°夹角。
环境光线进入显示基板中，先经过偏振片182后变成第一线偏振光，该第一线偏振光经过四分之一波片181后变成左旋(或右旋)圆偏振光，此处以左旋圆偏振光为例进行说明，且设定半反半透层的旋向为左旋；
该左旋圆偏振光被上述金属层反射后，其偏振状态发生λ变化，转变为右旋圆偏振光；该右旋圆偏振光再经过四分之一波片181后，转变为与四分之一波片181的光轴成-45°的第二线偏振光，则第二线偏振光和第一线偏振光的偏振方向的夹角为90°，而第一线偏振光的偏振方向与偏振片182的透过轴平行，即第二线偏振光的偏振方向垂直于偏振片182的透过轴，则第二线偏振光无法从偏振片182射出，从而实现对环境光线的消光效果。
另外，由于半反半透层的旋向为左旋，当胆甾相液晶层1312中液晶分子的旋转方向与偏振光的旋转方向一致时，可以选择性地反射偏振光中特定波长的光线，且不改变偏振光的旋转方向，即左旋圆偏振光经半反半透层反射后，旋转方向不变，从阴极层133射出，经四分之一波片181作用变为线偏振光，该线偏振光的偏振方向与偏振片182的透过轴平行，再经线偏振片182后光线全部出射，即半反半透层反射的光线可以全部从圆偏光片出射。本发明实施例中的圆偏光片18在消除环境光线的同时，也确保显示基板能正常显示画面。
本发明另一实施例还提供一种底发射型显示基板，如图3所示，包括：衬底基板21、设置在衬底基板21一侧的薄膜晶体管阵列层22、设置在薄膜晶体管阵列层22背向衬底基板21一侧的发光结构层23以及设置在发光结构层23背向衬底基板21一侧的盖板24，发光结构层23包括自靠近衬底基板21至远离衬底基板21的方向上层叠设置的阳极层231、发光层232和阴极层233，阳极层231为全透光层，阴极层233为半反半透层，在阴极层233背向发光层232的一侧还设有光电检测层25，光电检测层25位于盖板24和阴极层233之间；
显示基板包括多个子像素，发光层232包括多个与子像素一一对应的发光单元，光电检测层25包括多个与发光单元一一对应的光电检测器件251，光电检测器件251用于检测从阴极层233透过的光的强度。
区别于上述顶发射型显示基板，该底发射型显示基板中阳极层231为全透光层，阴极层233为半反半透层，故相对于发光层232，阳极层231所在的一侧为出光侧，阴极层233所在的一侧背光侧，光电检测层25设置在阴极层233背向发光层232的一侧。
同样地，光电检测层25设置在显示基板的背光侧，检测从阴极层233(半反半透层)透过的光以实现光学补偿，不影响出光侧的开口率，从而确保良好的出光效果。
其中，阴极层233(半反半透层)包括自靠近发光层232至远离发光层232的方向上层叠设置的第一透明电极2331和胆甾相液晶层2332。该实施例中胆甾相液晶层2332的设定可参照顶发射型显示基板中胆甾相液晶层1312的结构设计，在此不做赘述。
进一步地，薄膜晶体管阵列层22包括多个与发光单元一一对应的第一薄膜晶体管222，第一薄膜晶体管222的漏极与相对应的发光单元的阳极层231相连接，薄膜晶体管阵列层22与发光结构层23之间设有平坦层27；显示基板还包括多个与光电检测器件251一一对应的第二薄膜晶体管(图未示)，第二薄膜晶体管设置于光电检测层25背向发光层232的一侧；自靠近发光层232至远离发光层232的方向上，光电检测器件251包括依次层叠设置的第二透明电极2511、光电转换层2512以及信号输出电极2513；光电检测器件251的信号输出电极与相对应的第二薄膜晶体管的漏极相连接。第一薄膜晶体管222驱动对应的发光单元发光，光电检测器件251检测到的光信号转换为电信号，由第二薄膜晶体管传输至读出电路。
该实施例提供的显示基板也包括圆偏光片28，圆偏光片28设置在阳极层231(全透光层)背向发光层232的一侧，圆偏光片28包括自靠近发光层232至远离发光层232的方向上层叠设置的四分之一波片282和偏振片282。
进一步地，显示基板还包括背板29，背板29设置于衬底基板21背向发光层232的一侧，圆偏光片28位于背板29和衬底基板21之间，背板29保护圆偏光片28。
本发明的实施例还提供一种显示装置，包括如上的显示基板。该显示装置可以为：电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件。
以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (11)

1.一种显示基板，其特征在于，包括：发光结构层和光电检测层，所述发光结构层包括依次层叠设置的阳极层、发光层和阴极层，所述阳极层和所述阴极层之一为半反半透层，另一个为全透光层；
所述半反半透层包括自靠近所述发光层至远离所述发光层的方向上层叠设置的第一透明电极和胆甾相液晶层；
所述光电检测层设置于所述半反半透层背向所述发光层的一侧，所述发光层包括多个发光单元，所述光电检测层包括多个与所述发光单元一一对应的光电检测器件，所述光电检测器件用于检测从所述半反半透层透过的光的强度。
2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述多个发光单元包括红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元，所述胆甾相液晶层包括多个与所述发光单元一一对应的胆甾相液晶单元，多个胆甾相液晶单元包括用于反射红光的第一胆甾相液晶单元、用于反射绿光的第二胆甾相液晶单元和用于反射蓝光的第三胆甾相液晶单元，所述第一胆甾相液晶单元、所述第二胆甾相液晶单元和所述第三胆甾相液晶单元的螺距互不相同。
3.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述第一胆甾相液晶单元、所述第二胆甾相液晶单元和所述第三胆甾相液晶单元均为左旋胆甾相液晶；或者，所述第一胆甾相液晶单元、所述第二胆甾相液晶单元和所述第三胆甾相液晶单元均为右旋胆甾相液晶。
4.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，还包括衬底基板，所述衬底基板设于所述阳极层背向所述发光层的一侧，所述衬底基板朝向所述阳极层的表面设有薄膜晶体管阵列层，所述薄膜晶体管阵列层包括多个与所述发光单元一一对应的第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的漏极与相对应的所述发光单元的阳极层相连接。
5.根据权利要求4所述的显示基板，其特征在于，还包括多个与所述光电检测器件一一对应的第二薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管设置于所述光电检测层背向所述发光层的一侧。
6.根据权利要求5所述的显示基板，其特征在于，自靠近所述发光层至远离所述发光层的方向上，所述光电检测器件包括依次层叠设置的第二透明电极、光电转换层以及信号输出电极；
所述光电检测器件的信号输出电极与相对应的所述第二薄膜晶体管的漏极相连接。
7.根据权利要求5所述的显示基板，其特征在于，所述阳极层为所述半反半透层，所述阴极层为所述全透光层；
所述薄膜晶体管阵列层与所述发光结构层之间设有平坦层，各个所述光电检测器件位于所述平坦层内，所述第二薄膜晶体管与所述第一薄膜晶体管同层设置。
8.根据权利要求4所述的显示基板，其特征在于，还包括圆偏光片，所述圆偏光片设置于所述全透光层背向所述发光层的一侧。
9.根据权利要求8所述的显示基板，其特征在于，所述圆偏光片包括自靠近所述发光层至远离所述发光层的方向上依次层叠设置的四分之一波片和偏振片。
10.根据权利要求8所述的显示基板，其特征在于，还包括盖板；
所述阳极层为所述半反半透层，所述阴极层为所述全透光层，所述盖板设置于阴极层背向所述发光层的一侧，所述圆偏光片设置于所述阴极层和所述盖板之间；或者，
所述阳极层为所述全透光层，所述阴极层为所述半反半透层，所述盖板设置于阴极层背向所述发光层的一侧，所述光电检测层位于所述盖板和所述阴极层之间，所述圆偏光片设置于所述衬底基板背向所述发光层的一侧。
11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的显示基板。
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