CN115295743A - 显示面板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种显示面板及其制备方法。该显示面板包括基板以及设置在基板一侧的多个发光单元，其中，发光单元具有发光区和光调整区，发光单元包括位于发光区的发光层，以及位于光调整区的光调整层，光调整层用于调整发光单元出射的光线。由于光调整层能够对大角度的光线产生散射作用，较大或极大角度的光会通过光调整层的散射后，被调节至较小视角并经过发光层射出，相当于从发光源头减弱大视角光线的波导损耗，增强正视角出光，从而实现提高显示面板性能的目的。

Description

显示面板及其制备方法

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体地，涉及一种显示面板及其制备方法。

背景技术

有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Diode，OLED)被誉为新一代平面显示器件，与目前主流的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)相比，具有自发光、视角宽、对比度高、反应时间快、面板厚度薄(平板化)等优势。由于OLED器件中各个功能膜层折射率的不同，会存在大量的光学全反射现象，因此，绝大部分光会以波导的形式被损耗，无法耦合到空气中，导致耦合出光效率低的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种显示面板及其制备方法，以解决显示面板耦合出光效率低的问题。

本申请第一方面提供一种显示面板，该显示面板包括：基板；设置在基板一侧的多个发光单元；其中，发光单元具有发光区和光调整区，发光单元包括位于发光区的发光层，以及位于光调整区的光调整层，光调整层用于调整发光单元出射的光线。

在本申请第一方面的一个具体实现方式中，发光单元还包括层叠设置的阳极和阴极，发光层位于阳极和阴极之间，光调整层和发光层同层设置。

在本申请第一方面的一个具体实现方式中，光调整层包括散射层，散射层包括多个散射颗粒，散射颗粒用于对发光单元出射的光线进行散射。

在本申请第一方面的一个具体实施例中，光调整层还包括聚合物，所述散射颗粒分散于所述聚合物中。

在本申请第一方面的一个具体实现方式中，散射颗粒的局域表面等离子体共振光谱的波长范围与发光层的发光光谱的波长范围至少部分重叠。

在本申请第一方面的一个具体实现方式中，散射颗粒包括金属核和包裹金属核的壳层。

在本申请第一方面的一个具体实现方式中，金属核的材料包括金、银、铝、铜、钛、铂、镍、铬中的一种或多种，壳层的材料包括二氧化硅、氧化铝、石墨烯中的至少一种。

在本申请第一方面的一个具体实现方式中，一所述发光单元中多个所述发光区与多个所述光调整区在第一方向和/或第二方向间隔设置；和/或所述光调整区围绕所述发光区设置，所述第一方向和所述第二方向相交。

本申请第二方面提供一种显示面板的制备方法，该制备方法包括提供一基板；在基板上形成多个发光单元；其中，发光单元具有发光区和光调整区，发光单元包括位于发光区的发光层，以及位于光调整区的光调整层，光调整层用于调整发光单元出射的光线。

在本申请第二方面的一个具体实现方式中，在基板上形成多个发光单元，包括：在基板上制备第一电极层；在第一电极层上形成位于发光区的发光层和位于光调整区的光调整层，其中，发光层通过将发光材料进行蒸镀形成，光调整层是将掺杂有散射颗粒的聚合物通过旋涂或喷墨打印的方式形成；在发光层上制备第二电极层。

在本申请实施例提供的显示面板中，发光单元具有发光区和光调整区，发光单元包括位于发光区的发光层以及位于光调整区的光调整层，由于光调整层能够对大角度的光线产生散射作用，较大或极大角度的光会通过光调整层的散射后，被调节至较小视角并经过发光层射出，相当于从发光源头上减弱大视角光线的波导损耗，因此，本申请实施例提供的显示面板能够增强正视角出光，从而进一步提高显示面板性能。

附图说明

图1为本申请一个实施例中提供的显示面板的平面结构示意图。

图2为图1所示的显示面板沿切割线AA′的剖面结构示意图。

图3为本申请一实施例提供的发光单元的结构示意图。

图4为本申请一实施例提供的发光层和光调整层的俯视示意图。

图5a为本申请另一实施例提供的发光层和光调整层的俯视示意图。

图5b为本申请另一实施例提供的发光层和光调整层的俯视示意图。

图6为本申请一实施例提供的散射颗粒的结构示意图。

图7为本申请一实施例提供的一种显示面板的制备方法的流程示意图。

图8为本申请另一实施例提供的一种显示面板的制备方法的流程示意图。

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他实施例，都属于本申请保护的范围。

在有机电致发光器件中，金属层阳极至阴极之间的界面全反射会导致能量的损耗，进而造成金属层(阳极或阴极)附近的表面等离子损失，导致从发光层发出的光在经历多层功能膜层之后，仅有大约20％左右能透出器件进入到空气中被用户看到，绝大部分(80％)的能量被损耗掉，这降低了有机电致发光器件的外量子效率，外量子效率即光从器件中被提取出来的效率，也称出光效率。对于平面显示器件来说，如何提高外量子效率即提高OLED的耦合出光效率是亟待解决的问题。

有鉴于此，本申请提供一种显示面板及制备方法、显示设备，以解决现有的显示面板存在耦合出光效率低的问题。

需要说明的是，有机电致发光器件是一种通过电流驱动而达到发光目的的器件。具体地，有机电致发光器件包括阴极、阳极以及位于阴极和阳极之间的发光层等功能层。当施加电压后，来自于阴极的电子和来自于阳极的空穴会分别向发光层迁移并结合产生激子，进而根据发光层的特性发出不同波长的光。

全反射指的是当光线从较高折射率的介质进入到较低折射率的介质时，如果入射角大于某一临界角(光线远离法线)，折射光线将会消失，所有的入射光线将被反射而不进入低折射率的介质。

散射指的是被投射波照射的物体表面曲率较大甚至不光滑时，其二次辐射波在角域上按一定的规律作扩散分布的现象。它是分子或原子相互接近时，由于双方具有很强的相互斥力，迫使它们在接触前就偏离了原来的运动方向而分开，这通常称为“散射”。

表面等离子体(Surface Plasmon，简称SP)是指在金属表面存在的自由振动的电子受电子或光波激发，而与电子或光子相互作用产生的沿着金属表面传播的一种电子疏密波。其是一种电磁表面波，可以将光波横向限制在亚波长的尺度范围内，并且在近谐振频率附近其色散曲线平坦、光子态密度大，与周围介质相互作用时可以增强其自发辐射。该电子疏密波在表面处场强最大，在垂直于界面方向呈指数衰减场。如果金属表面非常粗糙或在金属的曲面结构(如球体、柱体等)附近，表面等离子体不能以波的形式沿界面传播，而是被局域在这些结构的表面附近，即是表面等离子体的局域化，此时表面等离子体SP即被称作局域表面等离子体(Localized Surface Plasmon，LSP)。当尺寸接近或小于光波长的金属颗粒被光照后，其振荡电场使金属颗粒的电子云相对于原子核发生位移，由于电子云和原子核之间库仑引力的作用产生恢复力，引起电子云在原子核周围的振荡，这种电子云的集体振荡被称为局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance，LSPR)。

图1为本申请一个实施例中提供的显示面板的平面结构示意图。图2为图1所示的显示面板沿切割线AA′的剖面结构示意图。图3为本申请一实施例提供的发光单元的结构示意图。结合图1至图3所示，本实施例的显示面板包括：基板10和设置在基板10一侧的多个发光单元11。其中，多个发光单元11阵列排布。发光单元11可以为发光子像素，用于发射不同颜色的光。发光单元11具有发光区32和光调整区33。发光单元11包括位于发光区32的发光层113，以及位于光调整区33的光调整层103，光调整层103用于调整发光单元11出射的光线。

具体而言，由于显示面板中各个功能膜层折射率不同，会存在大量的光学全反射现象，小视角的光线不会被全反射，所以，小视角光线的方向不会被改变，从而可以直接进入下一膜层，而大视角的光会以波导的形式被损耗，或者以接近全反射角的方向进入下一功能膜层，在其它膜层以波导的形式损耗，从而无法耦合到空气中，降低显示面板的出光效率。现有技术中，通常在光取出层中掺杂金属纳米颗粒，这种方法会导致正视角的光也被散射掉。在本申请实施例提供的显示面板中，发光单元11具有发光区32和光调整区33。发光单元11包括位于发光区32的发光层113，以及位于光调整区33的光调整层103，由于光调整层103能够对大角度的光线产生散射作用，较大或极大角度的光会通过光调整层103的散射后，被调节至较小视角并经过发光层113射出，相当于从发光源头上减弱大视角光线的波导损耗，因此，本申请实施例提供的显示面板能够增强正视角出光，进一步提高显示面板性能。

基板10可以为玻璃基板或硅基板等刚性基板，也可以为不锈钢(Stainless UseSteel，SUS)或者柔性聚酰亚胺(Polyimide，PI)等柔性基板。此外，本申请实施例中的显示面板可以为不可弯折的刚性显示面板，也可以为可弯折的柔性显示面板。

发光单元11可以是用于发射红光的红光发光单元，也可以是用于发射绿光的绿光发光单元，还可以是用于发射蓝光的蓝光发光单元。

示例性地，发光层113包括红色发光层、绿色发光层和蓝色发光层。发光层113的发光材料可以为蓝色发光材料，从而使得发光层113为蓝色发光层。可以理解的是，根据实际需求，发光层113也可以是其他颜色的发光层。发光单元11的发光颜色需求不同，发光层113的发光材料也不同。发光材料可以是有机材料，也可以是无机材料，本申请对此不做具体限制。

阳极111的材料可以采用铟锡氧(ITO)、铟锌氧(IZO)、二氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)等氧化物透明导电材料或者上述材料的任意组合。

阴极112的材料可以采用镁(Mg)、银(Ag)、铝(Al)、铝-锂(Al-Li)、钙(Ca)、镁-铟(Mg-In)、镁-银(Mg-Ag)等金属或合金以及上述材料之间的任意组合。

其中，显示面板还具有电路阵列层。该电路阵列层包括多个驱动电路，每个驱动电路都包括驱动晶体管T，如图2所示，驱动晶体管T的漏极与发光单元11的阳极111电连接，以向阳极111传输驱动信号。可以理解的是，每个发光单元11的阴极112都接地或接低电平信号，以使阳极111和阴极112之间具有驱动发光层113发光的电压差。

在本申请的一些实施例中，发光单元11还可以包括以下的一种或多种结构。如图3所示，发光单元11在基板10的层叠方向上(即阳极111指向阴极112的方向)，包括：阳极111、空穴注入层116、空穴传输层115、电子阻挡层114、发光层113和光调整层103、空穴阻挡层117、电子传输层118、电子注入层119、阴极112。

在一实施例中，继续如图2所示，每个发光单元11还包括阳极111和阴极112。其中，阳极111和阴极112在垂直于基板的方向(即图2中的Y方向)上相对设置。发光层113和光调整层103均位于阳极111和阴极112之间。如图3所示，光调整层103和发光层113同层设置，且位于电子阻挡层114和空穴阻挡层117之间。发光层113用于填充发光材料。

在一实施例中，继续如图3所示，光调整层103包括散射层，散射层包括多个散射颗粒31，散射颗粒31用于对发光单元11出射的光线进行散射。

图4为本申请一实施例提供的发光层和光调整层的俯视示意图。如图4所示，发光单元11具有三个发光区32和四个光调整区33，位于光调整区33的光调整层103与位于发光区32的发光层113间隔设置，以便散射颗粒31的LSPR效应可以应用到整个发光单元11。可选的，四个光调整区33在基板10上的投影面积均不相同，三个发光区32在基板10上的投影面积均不相同。每个光调整区33内设置的散射颗粒31的数量也不相同。散射颗粒31以类光栅的结构排布。

图5a为本申请另一实施例提供的发光层和光调整层的俯视示意图。如图5a所示，发光单元11具有五个光调整区33和四个发光区32。光调整区33与发光区32相邻接，位于光调整区33的光调整层103与位于发光区32的发光层113间隔设置。可选的，五个光调整区33在基板10上的投影面积均相同，四个发光区32在基板10上的投影面积均相同。每个光调整区33内设置的散射颗粒31的数量均相同。散射颗粒31以光栅的周期性结构排布，该种排布方式不影响小视角光的正常光学路径，从而不会对器件的光学微腔产生影响。此外，光调整区33和发光区32可以是沿第一方向和第二方向间隔排布，即沿行方向和列方向间隔排布成阵列结构。

图5b为本申请另一实施例提供的发光层和光调整层的俯视示意图。如图5b所示，光调整层103可以围绕发光层113设置，以便减少横向出光，从而进一步提高显示面板的出光率。

在本申请其他实施例中，光调整区33也可以在显示面板的出光方向(即图3中的Z方向)上贯穿发光层113。应当理解，发光单元11相当于点光源，发光单元11出射多个角度的光线，小视角的光会直接进入下一膜层，由于光调整区33在显示面板的出光方向上贯穿发光层113，所以发光单元11出射的大视角的光在发光层113中，经过光调整区33的散射颗粒31的散射，能够回归到小视角，以便从发光层113射出，增加了出光效率，提高了OLED器件性能。

应当理解，本申请对光调整区33和发光区32的数量、区域大小以及排布方式不做具体限定，只要光调整区33中的散射颗粒31能够散射发光单元11出射的光线即可。

在一实施例中，光调整区33中相邻两个散射颗粒31之间的间隔设定为预设距离；多个散射颗粒31的半径均相等。这样可以使得多个散射颗粒31较为均匀的分布在光调整区33中的散射层，有利于发光层113各区域均匀发光。其中，预设距离可以为预先设置的数值，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定，本申请实施例对此不做限定。

应当理解，在本申请其他实施例中，散射层中也可以掺杂多个不同半径的散射颗粒31。

在本申请一实施例中，光调整区33还包括聚合物，散射颗粒31分散于聚合物中。

具体而言，因为散射颗粒31无法直接掺杂在发光层113，需要分散在分散剂中才可以掺杂，所以光调整区33中填充聚合物用作分散剂，以便分散散射颗粒31。

示例性地，聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、PC(聚碳酸酯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS)、聚苯乙烯(PS)、聚4-甲基戊烯-1(TPX)中的一种或几种。

在本申请第一方面的一个具体实现方式中，散射颗粒31的局域表面等离子体共振光谱的波长范围与发光层113的发光光谱的波长范围至少部分重叠。散射颗粒31周围的局域场会促进发光材料的激发，使得基态发光分子更容易激发到高能级上，从而促进发光区的发光材料发光。

示例性地，散射颗粒31的局域表面等离子体共振频率应与发光层113的发光波长相适配，以获得最大化的LSP共振增强效果。

具体而言，发生局域表面等离子体共振效应时，散射颗粒31周围的电磁场被大大增强。局域表面等离子体共振效应带来的一个重大效果就是表面等离子体在激发光子(例如发光层113的发光光子)的荧光诱导下，产生与荧光分子辐射波长一致的辐射，同时增大了体系的辐射衰减速率，减小了光子的荧光寿命，使荧光量子效率增大，荧光发射增强。

在实际应用过程中，对于如图3所示的有机电致发光器件，激子在发光层113中复合并发出光子，当出射光作用于散射颗粒31表面时，散射颗粒31内的电子将会随着光场做集体振荡。当电子云偏离原子核时，电子云和原子核之间的库仑引力相互作用，使这些偏离的电子云向原子核重新靠近，由此电子云在原子核附近振荡，即为局域表面等离子体振荡；当入射光的频率与自由电子的固有振荡频率一致时，即形成局域表面等离子体共振效应，此时，与等离子体振荡频率相当的光就会被吸收或者散射，并调节至较小视角，从发光层113射出，进入下一膜层。

本申请实施例提供的显示面板，在光照条件下，散射颗粒31的局部会产生局域表面等离子体共振效应，即产生局域场，当散射颗粒31的吸收光谱的波长范围与发光层113的发光光谱的波长范围至少部分重叠时，能够促进染料分子的激发，同时可起到降低驱动电压的作用。

在一实施例中，局域等离子体共振频率与散射颗粒31的颗粒尺寸、颗粒成分、颗粒形状以及颗粒周围介质相关。通过调节散射颗粒31的尺寸、形状、周围的介质，能够实现调节散射颗粒31的表面等离子体共振特性的目的。借助散射颗粒31的局域表面等离子体共振效应，使散射颗粒31周围产生较强的局域场，从而对发光材料的激发起到积极促进的作用。散射颗粒31的LSPR效应可提高量子产率，激发更多的分子至高能级，有利于发光材料的发光。

在一实施例中，发光层113中散射颗粒31的掺杂浓度应当根据实际情况设定，如果掺杂浓度过大，会对发光单元11的电学性能造成一定的负面影响。本申请对此不做具体限定，只要散射颗粒31能够散射发光单元11发出的光线，同时还能保证不会对发光层113的电学性能造成影响即可。

应当理解，在发光单元中掺杂散射颗粒31可以是均匀的掺杂，也可以是非均匀的掺杂，比如说按照预设规则图形嵌入。

图6为本申请一实施例提供的散射颗粒的结构示意图。如图6所示，散射颗粒31为核壳结构的金属纳米颗粒，散射颗粒31包括金属核311和包裹金属核311的壳层310。

示例性地，金属核311可以是贵金属纳米颗粒或纳米球，粒径范围10nm-100nm。金属核311包括金、银、铝、铜、钛、铂、镍、铬中的一种或多种；或者，金属核311包括金、银、铝、铜、钛、铂、镍、铬各自的合金中的一种或多种。

示例性地，包裹金属核311的壳层310可以是光学透明性较好的材料，壳层的材料包括二氧化硅、氧化铝、石墨烯中的至少一种。

示例性地，散射颗粒31可以采用以下方法制备：溅射法、蒸镀法、光刻法、水热法、化学合成法或电化学法。

实际应用过程中，采用掺杂有散射颗粒31的聚合物以喷墨打印或者旋涂的方式形成光调整层。

应当理解，如果采用纯金属纳米颗粒，金属材料巨大的吸收损耗会对有机发光材料产生猝灭影响。因此，本申请实施例提供的显示面板，掺杂在发光层113中的散射颗粒31包括金属核311和包裹金属核311的壳层310，由于包裹金属核311的壳层310材料具备光学透明性，所以被包覆的金属核311不但会产生局域表面等离子体共振效应，还会避免直接与发光材料接触，以免产生猝灭影响。

图7为本申请一实施例提供的一种显示面板的制备方法的流程示意图。如图7所示，该制备方法包括如下步骤。

步骤700，提供一基板。

步骤701，在基板上形成多个发光单元。

其中，发光单元具有发光区和光调整区，发光单元包括位于发光区的发光层，以及位于光调整区的光调整层，光调整层用于调整发光单元出射的光线。

在本申请实施例提供的显示面板中，由于光调整层能够对大角度的光线产生散射作用，较大或极大角度的光会通过光调整层的散射后，被调节至较小视角并经过发光层射出，相当于从发光源头上减弱大视角光线的波导损耗，因此，本申请实施例提供的显示面板能够增强正视角出光，从而进一步提高显示面板性能。

图8为本申请另一实施例提供的一种显示面板的制备方法的流程示意图。如图8所示，在基板上形成多个发光单元，包括如下步骤。

步骤800，在基板上制备第一电极层。

示例性地，第一电极层可以为阳极层，可以在基板上制备阳极，然后在阳极之上依次形成空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层。

步骤801，在第一电极层上形成位于发光区的发光层和位于光调整区的光调整层。其中，发光层通过将发光材料进行蒸镀形成，光调整层是将掺杂有散射颗粒的聚合物通过旋涂或喷墨打印的方式形成。

示例性地，将发光材料在第一电极层上进行蒸镀形成发光层。可以采用高精度掩膜版或者其他技术将发光材料进行蒸镀，形成位于发光区的发光层。

示例性地，将掺杂有散射颗粒的聚合物进行填充形成光调整层，光调整层中的散射颗粒能够对发光单元发射的光进行散射，并将较大或极大角度的光调节至较小视角，经由发光层射出进入下一膜层。

步骤802，在发光层上制备第二电极层。

示例性地，第二电极层可以是阴极层。

本申请实施例提供的显示面板的制备方法，将发光材料在第一电极层上进行蒸镀形成发光层，将掺杂有散射颗粒的聚合物通过旋涂或喷墨打印的方式形成光调整层，发光单元出射的大视角的光在发光层中，经过光调整层的散射，能够回归到小视角从发光层射出，增加了出光效率，提高了OLED器件性能。

示例性地，显示面板可以应用于各种显示设备产品上，具体可以包括但不限于手机、电视、MP3、VR眼镜的显示屏等，该显示设备的发光单元具有发光区和光调整区，一方面，光调整区中的光调整层能够对大角度的光产生散射作用，以减少器件内部波导损耗；另一方面，光调整层中的散射颗粒具备局域表面等离子体共振效应，该效应可以使散射颗粒周围产生较强的局域场，对材料的激发起到积极促进的作用，进一步提高量子产率，激发更多的分子至高能级，有利于发光材料的发光，以提高产品性能。

根据本申请任一实施例提供的显示设备与本申请实施例所提供的显示面板属于同一发明构思，具有相应的膜层结构和有益效果。未在显示设备的实施例中详尽描述的细节，可参见显示面板的实施例部分，此处不再赘述。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：

基板；

设置在所述基板一侧的多个发光单元；

其中，所述发光单元具有发光区和光调整区，所述发光单元包括位于所述发光区的发光层，以及位于所述光调整区的光调整层，所述光调整层用于调整所述发光单元出射的光线。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述发光单元还包括层叠设置的阳极和阴极，所述发光层位于所述阳极和所述阴极之间，所述光调整层和所述发光层同层设置。

3.根据权利要求1或2所述的显示面板，其特征在于，所述光调整层包括散射层，所述散射层包括多个散射颗粒，所述散射颗粒用于对所述发光单元出射的光线进行散射。

4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述散射层还包括聚合物，所述散射颗粒分散于所述聚合物中。

5.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述散射颗粒的局域表面等离子体共振光谱的波长范围与所述发光层的发光光谱的波长范围至少部分重叠。

6.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述散射颗粒包括金属核和包裹所述金属核的壳层。

7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述金属核的材料包括金、银、铝、铜、钛、铂、镍、铬中的一种或多种；

所述壳层的材料包括二氧化硅、氧化铝、石墨烯中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，一所述发光单元中多个所述发光区与多个所述光调整区在第一方向和/或第二方向间隔设置；和/或所述光调整区围绕所述发光区设置，所述第一方向和所述第二方向相交。

9.一种显示面板的制备方法，其特征在于，包括：

提供一基板；

在所述基板上形成多个发光单元；其中，所述发光单元具有发光区和光调整区，所述发光单元包括位于所述发光区的发光层，以及位于所述光调整区的光调整层，所述光调整层用于调整所述发光单元出射的光线。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述在所述基板上形成多个发光单元，包括：

在基板上制备第一电极层；

在所述第一电极层上形成位于所述发光区的发光层和位于所述光调整区的光调整层，其中，所述发光层通过将发光材料进行蒸镀形成，所述光调整层是将掺杂有散射颗粒的聚合物通过旋涂或喷墨打印的方式形成；

在所述发光层上制备第二电极层。

Images