CN115831035A - 显示面板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开了一种显示面板及显示装置。显示面板的黑矩阵包括第一类黑矩阵及第二类黑矩阵，沿显示面板的正投影方向，第一类黑矩阵围绕第一类发光元件设置，第一类黑矩阵采用电致变色材料，第一类黑矩阵在不同电能作用下呈现不同状态，包括透明态及黑态；本发明利用第一类黑矩阵的特殊性质，通过将第一类黑矩阵设置在第一类发光元件的周围，使得第一类黑矩阵在一定的电能作用下，能够呈现透明态，从而相当于增加了第一类发光元件的出光面积，一定程度上增加了第一类发光元件的发光效率，对色偏的改善起到了重要作用。

Description

显示面板及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种显示面板及显示装置。

背景技术

现今，电脑以及手机与人们的生活息息相关，带来了许多便利。在生活工作中，人们需要通过显示装置来呈现事物的真实状态，Micro LED因其全固态、寿命长、发光材料不容易受到外界环境影响的优势而受到消费者的欢迎，但在使用过程中Micro LED显示装置却存在一定的色偏，如偏黄，偏青等，从而对显示画面的显示效果造成了影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种显示面板及显示装置，旨在改善Micro LED色偏问题，进而有利于提升产品的整体显示品质。

本发明的技术解决方案如下：

第一方面，本发明提供一种显示面板，包括相对设置的第一基板及第二基板，所述第一基板包括第一衬底、驱动层和发光元件；所述驱动层位于第一衬底朝向第二基板的一侧；所述发光元件位于所述驱动层朝向第二基板的一侧：所述发光元件包括第一类发光元件和第二类发光元件；

所述第二基板包括第二衬底和设置于所述第二衬底朝向所述第一基板一侧的黑矩阵，所述黑矩阵包括多个像素开口，所述像素开口沿所述黑矩阵的厚度方向贯穿所述黑矩阵；沿所述显示面板的厚度方向，所述像素开口与所述发光元件交叠；

所述黑矩阵包括第一类黑矩阵及第二类黑矩阵，沿所述显示面板的正投影方向，所述第一类黑矩阵围绕所述第一类发光元件设置，所述第一类黑矩阵包括电致变色材料，所述第一类黑矩阵在不同电能作用下呈现不同状态，包括透明态及黑态；所述第二类黑矩阵围绕第二类发光元件设置，第二类黑矩阵始终呈现黑态。

第二方面，本发明提供一种显示装置，包括本发明第一方面所提供的显示面板。

与相关技术相比，本发明提供的显示面板及显示装置，至少实现了如下的有益效果：

本发明根据发光元件的发光效率的强弱设置不同材料的黑矩阵；黑矩阵分为第一类黑矩阵和第二类黑矩阵；第一类黑矩阵采用电致变色材料，能够在不同电能作用下呈现不同状态，包括透明态及黑态；利用第一类黑矩阵的特殊性质，通过将第一类黑矩阵设置在第一类发光元件的周围，使得第一类黑矩阵在一定的电能作用下，能够呈现透明态，从而相当于增加了第一类发光元件的出光面积，一定程度上增强了第一类发光元件发光效率，对色偏的改善起到了重要作用。

当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1所示为本发明实施例的显示面板整体结构原理图；

图2所示为第一类黑矩阵在黑态模式状态图；

图3所示为第一类黑矩阵在透明态模式下的工作状态图；

图4所示为本发明实施例第二种光补偿结构在黑态下的原理示意图；

图5所示为本发明实施例第二种光补偿结构在透明态下的原理示意图；

图6所示为本发明用于第一类黑矩阵驱动的电路结构图；

图7所示为本发明用于第一类黑矩阵驱动的另一种电路结构图；

图8所示为本发明实施例第一类黑矩阵通电层的取电结构图；

图9所示为本发明实施例第一类黑矩阵通电层的具体取电结构图；

图10所示为本发明实施例所提供的显示装置的一种结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在本发明中能进行各种修改和变化，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在覆盖落入所对应权利要求(要求保护的技术方案)及其等同物范围内的本发明的修改和变化。需要说明的是，本发明实施例所提供的实施方式，在不矛盾的情况下可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明的显示面板，包括相对设置的第一基板及第二基板，第一基板包括第一衬底、驱动层和发光元件；驱动层位于第一衬底朝向第二基板的一侧；发光元件位于驱动层朝向第二基板的一侧；发光元件包括第一类发光元件和第二类发光元件；第二基板包括第二衬底和设置于第二衬底朝向第一基板一侧的黑矩阵，黑矩阵包括多个像素开口，像素开口沿黑矩阵的厚度方向贯穿黑矩阵；沿显示面板的厚度方向，像素开口与发光元件交叠；黑矩阵包括第一类黑矩阵及第二类黑矩阵，沿显示面板的正投影方向，第一类黑矩阵围绕第一类发光元件设置，第一类黑矩阵包括电致变色材料，第一类黑矩阵在不同电能作用下呈现不同状态，包括透明态及黑态；在透明状态下，第一类黑矩阵是透光的；处于黑态时，第一类黑矩阵是遮光的；第二类黑矩阵围绕第二类发光元件设置，第二类黑矩阵始终呈现黑态，第二类黑矩阵为常规黑矩阵，体现为遮光作用。

本发明的主要目的在于改善色偏，色偏的产生原因有很多，本发明主要针对以下两种情况：

第一：发光元件中存在部分发光效率低的发光元件，由于发光效率低的发光元件的存在而产生了色偏；此时本发明中的第一类发光元件就为发光效率低的发光元件，可以根据发光元件的发光效率的强弱设置不同材料的黑矩阵；黑矩阵分为第一类黑矩阵和第二类黑矩阵；第一类黑矩阵采用电致变色材料，能够在不同电能作用下呈现不同状态，包括透明态及黑态；利用第一类黑矩阵的特殊性质，通过将第一类黑矩阵设置在发光效率低的发光元件的周围；使得第一类黑矩阵在一定的电能作用下，能够呈现透明态，从而相当于增加了发光效率低的发光元件的出光面积，一定程度上弥补了发光元件发光效率低的缺陷，对色偏的改善起到了重要作用。

第二：第一类发光元件是根据显示的整体效果来确定，显示的整体效果可能受到制作工艺、模组材料等的影响而出现某种偏色，比如偏青或偏黄，此时可以根据偏色的情况，针对性的进行调色，通过在需要加强发光强度的发光元件周围设置第一类黑矩阵，使得第一类黑矩阵在一定的电能作用下，能够呈现透明态，从而相当于增加了第一类发光元件的出光面积，一定程度上增强了第一类发光元件的发光强度，对色偏的改善也起到了重要作用。

以上是本发明的核心思想，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其它实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

无论是由第一种情况所导致的色偏，还是由第二种情况所导致的色偏，其对色偏的调整原理是相同的，都是通过设置第一类黑矩阵来增强第一类发光元件的出光强度，以改善色偏，下面仅以第一种情况来为例，对本发明进行详细说明。

图1所示为本发明实施例的整体结构原理图，请参考图1，本发明的显示面板包括相对设置的第一基板及第二基板，第一基板包括第一衬底11、驱动层和第一发光元件131、第二发光元件132及第三发光元件133，其中第一发光元件131的发光效率较弱；驱动层位于第一衬底朝向第二基板的一侧(图中未示出)；第一发光元件131、第二发光元件132及第三发光元件133位于驱动层朝向第二基板的一侧；第二基板包括第二衬底21和设置于第二衬底21朝向第一基板一侧的黑矩阵，黑矩阵包括多个像素开口223，像素开口223沿黑矩阵的厚度方向贯穿黑矩阵；沿显示面板的厚度方向，像素开口223分别与对应的第一发光元件131、第二发光元件132及第三发光元件133交叠；黑矩阵包括第一类黑矩阵221及第二类黑矩阵222，沿显示面板的正投影方向，第一类黑矩阵221围绕发光效率低的第一发光元件131设置，第一类黑矩阵221采用电致变色材料，第一类黑矩阵221在一定的电能作用下呈现透明态，以增加通光面积；第二类黑矩阵222始终呈现黑态。

上述结构中，将第一发光元件131周围的黑矩阵选用第一类黑矩阵221，通过电能作用使第一类黑矩阵221由黑态转变为透明态，从而使得第一发光元件131的光通过面积变大，能够有效弥补第一发光元件131发光效率弱的缺陷，从而在一定程度上改善了色偏，而且有利于缩小发光效率较低的发光元件与发光效率较高的发光元件之间的亮度差异，提升显示面板的整体显示亮度均一性。

需要说明的是，图1仅对显示面板的部分膜层结构进行了示意，并不代表显示面板的实际膜层结构。设置于发光元件与第一衬底11之间的驱动层，例如可包括多个晶体管以及固定电压信号线，发光元件的一极与晶体管的源极或者漏极电连接，发光元件的另一极连接驱动层上的固定电压信号线，从而实现对发光元件的控制。

可选地，本发明实施例所提供的发光元件为Micro LED，Micro LED是晶粒尺寸约在1-10微米之间的LED，能够实现0.05毫米或更小尺寸像素颗粒的显示屏，Micro LED的耗电量很低，并具有较佳的材料稳定性而且无影像残留。当然，在本发明的一些其他实施例中，本发明显示面板中的发光元件还可体现为Mini LED或者LED，本发明对此不进行具体限定。

图2所示为第一类黑矩阵221在黑态下的工作状态图，从图中可以看出，第一类黑矩阵221在一定的电能作用下是呈现黑态的，此时第一类黑矩阵221是无法透光的。

图3所示为第一类黑矩阵221在透明态下的工作状态图，从图中可以看出，第一类黑矩阵221在另一种电能作用下状态由黑态变为了透明态，此时第一类黑矩阵221是可以透光的。

请继续参考图1、图2及图3，本发明的第一类黑矩阵朝向第二基板的一侧还设置有光补偿结构23。可选地，该光补偿结构23用于对发光元件所发出的光线进行补偿，使得经光补偿结构23出射的光线的色纯度更高。

请继续参考图1、图2及图3，可选的，本发明的光补偿结构23可以为色阻231，色阻231的颜色与所在第一类黑矩阵221环绕的发光效率弱的第一发光元件131出光颜色一致。

本发明在将第一发光元件131周围的黑矩阵选用第一黑矩阵221的基础上，通过采用色阻231的光补偿结构；在需要光补偿时，通过电能作用使第一类黑矩阵221由黑态转变为透明态，从而使得第一发光元件131的光通过面积变大；进一步的，由于通过黑矩阵221的光线有可能不是纯色的，可能会参入不需要补偿的颜色光，因此通过在第一黑矩阵221上设置色阻231，可以精确的进行所需颜色光的补偿，进一步提高光补偿的效果。

参见图2，当第一类黑矩阵221在一种电能作用下是呈现黑色的，从图2中可以看出，此时无论是第一发光元件131的出射光线A还是第二发光元件132的出射光B均无法通过第一类黑矩阵221。

参见图3，当第一类黑矩阵221在另一种电能作用下工作时，从图3中可以看出，第一类黑矩阵221的状态由黑态变为了透明态，此时第一类黑矩阵221是可以透光的，但是也只有第一发光元件131的出射光线A通过第一类黑矩阵221并且通过了色阻231，第二发光元件132的出射光线B通过了第一类黑矩阵221但是无法通过色阻231，色阻231起到对光线进行筛选的作用，有利于精确补偿，避免混光。

本发明实施例利用色阻的滤光原理，不仅可以起到抗反射的作用还能对发光元件的光谱进行过滤，使得光谱窄化，色纯度更高，而且，黑矩阵能够吸收环境光，达到阻挡外界光反射作用，提升显示面板在光线较强的环境下的显示效果。

请继续参考图1、图4及图5；图4为本发明实施例第二种光补偿结构在一种状态下的原理示意图；图5为本发明实施例第二种光补偿结构的另一状态理示意图。

请结合图1、图4及图5，可选的，本发明的光补偿结构可以采用光致发光材料232，光致发光材料232出光颜色与所在第一黑矩阵221环绕的第一发光元件131的出光颜色一致。

本发明在将第一发光元件131周围的黑矩阵选用第一黑矩阵221的基础上，通过采用光致发光材料232作为光补偿结构23；在需要光补偿时，通过电能作用使第一类黑矩阵221由黑态转变为透明态，从而使得第一发光元件131的光通过面积变大；进一步的，通过采用光致发光材料232作为光补偿结构，透过第一类黑矩阵221的光线可以作为光致发光材料232的激发能量，在激发能量的作用下，光致发光材料232可以通过自身发光而进行光补偿。

参见图4，当第一类黑矩阵221在一种电能激发模式下工作时，从图4中可以看出，第一类黑矩阵221是呈现黑态的，此时无论是第一发光元件131的出射光线A还是第二发光元件132的出射光线B均无法通过第一类黑矩阵221，从而也无法激发光致发光材料232发光。

参见图5，当第一类黑矩阵221在另一种电能激发模式下工作时，从图5中可以看出，第一类黑矩阵221在的状态由黑态变为了透明态，此时第一类黑矩阵221是可以透光的，第一发光元件131的出射光线A及第二发光元件132的出射光线B均通过了第一类黑矩阵221，且均作用于采用光致发光材料232的补偿结构23，使得光致发光材料232发出了光线C，光线C的颜色与第一发光元件131的出射光线A的颜色相同，因此有效的对第一发光元件131的出射光线进行了补偿，弥补了第一发光元件与其他发光元件之间的发光效率差异。

图6所示为本发明一个实施例的整体结构原理图；请结合图1、图3、图6；本发明的第一类黑矩阵221需要在一种电能的作用下才能发生状态的转变，即由黑态转为透明态；在另一种电能的作用下，由透明态转为黑态。

请参考图6，本发明的显示面板还包括黑矩阵通电层，黑矩阵通电层包括多条第一电极251，第一电极251为透明电极，围绕第一发光元件131设置，用于向第一类黑矩阵221传递电能，具体的，本发明的多条第一电极251可以镶嵌于第一类黑矩阵221中，以便更好、更均匀的驱动第一类黑矩阵221。

此外，本发明的第一电极251选用透明电极，透明电极的作用是当第一类黑矩阵221在透明态时，第一电极251的存在不会影响第一类黑矩阵221的透光性。具体的，本发明的第一电极251可以选用氧化铟锡。

上述只是第一电极221的一种设置方式，在具体的结构设计中，可以根据第一类黑矩阵221的导电性来设计不同的电连接结构；比如，第一类黑矩阵221的导电性非常好，此时只需要在第一类黑矩阵221的两端设置电连接结构就可以；如果第一类黑矩阵221的导电性较弱，就需要电连接结构与第一类黑矩阵221有充分接触。

继续参考图6，为了便于第一电极251的供电，可选的，本发明的黑矩阵通电层还包括多条第二电极252，第二电极252设置在第二类黑矩阵222中。第二电极252与第一电极251电连接。

具体的，第二电极252可选择非透明导电性材料，如TiAlTi和MoAlMo，也可以部分第二电极252选择TiAlTi，部分电极选择MoAlMo，TiAlTi和MoAlMo的导电性稍有差异，可根据导电需求选择。

继续参考图6，可选的，本发明的第一电极251和第二电极252的走线方式与黑矩阵的排布方式相同，以此形成网格状结构，便于对第一类黑矩阵221进行有效驱动。

图7所示为本发明另一个实施例的整体结构原理图，与图6所示结构的最大区别在于，黑矩阵通电层的多条第二电极252也均为透明电极，如此，第一电极251和第二电极252可以整面一体布局，电极材料的一致性在一定程度上能够降低电性风险，防止串扰。

图8所示为本发明实施例第一类黑矩阵通电层的取电结构图，可选的，黑矩阵通电层中的第一电极251可以通过打孔的方式与驱动层12电连接，用于传递第一类黑矩阵221的驱动信号。

图9所示为本发明实施例第一类黑矩阵通电层的更加具体的取电结构图，请参考图9，可选地，图9中驱动层按照由第一基板指向第二基板的方向包括缓冲层125、第一绝缘层124、第二绝缘层123、第三绝缘层122及第四绝缘层121，第四绝缘层121与第三绝缘层122之间具有源、漏金属层M2，第二绝缘层123与第一绝缘层124之间还设置有栅极金属层M1，第一绝缘层124与缓冲层125之间还设置有有源层P。具体的，本发明黑矩阵通电层的第一电极251通过打孔的方式连接至驱动层的源、漏金属层M2进行取电驱动。

请继续参考图8及图9，具体的，黑矩阵通电层的电压取自源、漏金属层M2中最左右两根走线的电压，这两根走线电压是通过IC控制的，当需要变透明态时，IC给一个电压到最左边和最右边的金属走线，通过过孔给电到黑矩阵通电层，黑矩阵通电层的多根第一电极251驱动第一类黑矩阵221进行从黑态到透明态的切换；反之，IC给另一个切换电压到最左边和最右边的金属走线，通过过孔给电到黑矩阵通电层，黑矩阵通电层的多根第一电极251驱动第一类黑矩阵221从透明态转换为黑态。

可选的，本发明的电致变色材料为介孔电致变色MOF。该电致变色材料是将具有氧化还原活性的萘二亚胺配体插入称为MOF-74(CPO-27)的多功能金属有机框架家族中，从而产生了一种介孔电致变色MOF，该MOF可以从透明转换为黑色，起到电致变色的特性。

电致变色材料可选择Mg-NDISA或Ni-NDISA或H₄NDISA。这些材料的驱动电压都在2V内，通电一次即可完成变色，变色原因是透明态NDI在通电2V下被还原变成黑色态[NDI]–和[NDI]2–，黑色态[NDI]–和[NDI]2–在通电0.5V下被氧化成透明态NDI，Ni-NDISA薄膜表现出完全可逆的电致变色行为。该MOF材料是固态粉末，可用涂布工艺制程制作成电致变色BM。当第一类黑矩阵采用以上几种材料时，如果需要变透明态，IC给一个0.5V电压给源、漏金属层M2最左边和最右边的两根金属走线，通过过孔给电到第一电极251，第一电极251导电驱动第一类黑矩阵221，实现由黑态向透明态的切换，反之给2V实现透明态到黑态的切换。

由于材料本身原因，红色发光元件的发光效率比蓝色发光元件和绿色发光元件低，且在发光过程中温度升高越发会导致发光效率降低，从而带来严重的色偏。因此，在一种实施例中，第一发光元件131、第二发光元件132及第三发光元件133中发光效率低的第一发光元件131为红色发光元件。通过将围绕红色发光元件的黑矩阵采用电致变色材料做成的第一类黑矩阵221，当一种电能作用下，第一类黑矩阵221呈黑色，光线无法通过第一类黑矩阵221；在另一种电能作用下，当给第一发光元件131两端的第一类黑矩阵221通电时，第一类黑矩阵221变透明，红光和绿光可以透过第一类黑矩阵221。

当第一类黑矩阵221上的光补偿结构23为红色色阻时，第一发光元件131所发出的红光可以通过红色色阻；当第一类黑矩阵221上的光补偿结构23为光致发光材料231时，透过第一类黑矩阵221的红光和绿光或红光和蓝光将激发第一类黑矩阵221上的光致发光材料发出红光；此两种结构均提高了红色发光元件的发光面积，弥补了红光发光元件发光不足的缺陷，进一步提升了红光发光效率，从而从根本上解决了色偏问题。

基于同一发明构思，本发明还提供一种显示装置，请参考图10，图10所示为本发明实施例所提供的显示装置的一种结构示意图，本实施例所提供的显示装置200包括本发明上述任一实施例所提供的显示面板100。

可以理解的是，本发明实施例提供的显示装置可以是电脑、手机、平板、电视等其他具有显示功能的显示装置，本发明对此不作具体限制。本发明实施例提供的显示装置，具有本发明实施例提供的显示面板的有益效果，具体可以参考上述各实施例对于显示面板的具体说明，本实施例在此不再赘述。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (12)

1.一种显示面板，其特征在于：

包括相对设置的第一基板及第二基板，所述第一基板包括第一衬底、驱动层和发光元件；所述驱动层位于第一衬底朝向第二基板的一侧；所述发光元件位于所述驱动层朝向第二基板的一侧；所述发光元件包括第一类发光元件和第二类发光元件；

所述第二基板包括第二衬底和设置于所述第二衬底朝向所述第一基板一侧的黑矩阵，所述黑矩阵包括多个像素开口，所述像素开口沿所述黑矩阵的厚度方向贯穿所述黑矩阵；沿所述显示面板的厚度方向，所述像素开口与所述发光元件交叠；

所述黑矩阵包括第一类黑矩阵及第二类黑矩阵，沿所述显示面板的正投影方向，所述第一类黑矩阵围绕第一类发光元件设置，所述第一类黑矩阵包括电致变色材料，所述第一类黑矩阵在不同电能作用下呈现不同状态，包括透明态及黑态；所述第二类黑矩阵围绕第二类发光元件设置，第二类黑矩阵始终呈现黑态。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于：

所述第一类黑矩阵朝向第二基板的一侧还设置有光补偿结构。

3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于：

所述光补偿结构为色阻，所述色阻的颜色与所在第一类黑矩阵环绕的发光元件出光颜色一致。

4.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于：

所述光补偿结构采用光致发光材料，所述光致发光材料出光颜色与所在第一黑矩阵环绕的发光元件出光颜色一致。

5.根据权利要求1至4任一所述的显示面板，其特征在于：

还包括黑矩阵通电层，所述黑矩阵通电层包括多条第一电极，所述第一电极为透明电极，所述第一电极至少电连接于所述第一类黑矩阵中。

6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于：

所述黑矩阵通电层还包括多条第二电极，所述第二电极设置在第二类黑矩阵中，且与第一电极电连接。

7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于：

所述第一电极和第二电极的走线方式与黑矩阵的排布方式相同。

8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于：

所述驱动层与第一电极电连接，用于传递电压信号给第一电极。

9.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于：

所述电致变色材料为介孔电致变色MOF。

10.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于：

所述电致变色材料为Mg-NDISA或Ni-NDISA或H₄NDISA。

11.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于：

所述发光元件中发光效率低的发光元件为红色发光元件。

12.一种显示装置，其特征在于：包括权利要求1至11任一所述的显示面板。

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