WO2023246492A1 - 显示面板、显示装置和车载显示系统 - Google Patents

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WO2023246492A1
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吴启晓
李旭
韩城
高昊
张智辉
郑伟业
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京东方科技集团股份有限公司
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Abstract

本公开提供了一种显示面板，包括：衬底基板；显示功能层，包括多个发光元件；出光角度限定层，位于所述显示功能层远离所述衬底基板的一侧，包括第一遮光区域和与所述多个发光元件一一对应的多个第一出光区域，所述第一出光区域在所述衬底基板上的正投影覆盖对应的所述发光元件在所述衬底基板上的正投影；调光功能层，位于所述显示功能层与所述出光角度限定层之间，包括与所述多个发光元件一一对应的多个调光结构，所述调光结构在所述衬底基板上的正投影与对应的所述发光元件在所述基底上的正投影不存在交叠，所述调光结构配置为将对应所述发光元件发出且指向所述第一遮光区域的部分光线的传播方向改变为指向对应的所述第一出光区域。

Description

显示面板、显示装置和车载显示系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年6月21日提交的中国专利申请No.202210704394.3的优先权，其内容在此通过引用方式整体并入本申请。
技术领域
本公开涉及显示领域，特别涉及一种显示面板、显示装置和车载显示系统。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示装置，是一种新兴的显示装置，由于其具有自发光、驱动电压低、发光效率高、响应时间短、清晰度与对比度高、近180°视角、使用温度范围宽，可实现柔性显示与大面积全色显示等诸多优点，被业界公认为是最有发展潜力的显示装置。OLED显示装置也越来越多的应用在不同领域。
发明内容
第一方面，本公开实施例提供了一种显示面板，包括：
衬底基板；
显示功能层，包括多个发光元件；
出光角度限定层，位于所述显示功能层远离所述衬底基板的一侧，包括第一遮光区域和与所述多个发光元件一一对应的多个第一出光区域，所述第一出光区域在所述衬底基板上的正投影覆盖对应的所述发光元件在所述衬底基板上的正投影；
调光功能层，位于所述显示功能层与所述出光角度限定层之间，包括与所述多个发光元件一一对应的多个调光结构，所述调光结构在所述衬底基板上的 正投影与对应的所述发光元件在所述基底上的正投影不存在交叠，所述调光结构配置为将对应的所述发光元件发出且指向所述第一遮光区域的部分光线的传播方向改变为指向对应的所述第一出光区域。
在一些实施例中，显示面板还包括：
防串扰功能层，位于所述显示功能层与所述调光功能层之间，包括第二遮光区域和与所述多个发光元件一一对应的多个第二出光区域，所述第二出光区域在所述衬底基板上的正投影覆盖对应的所述第一出光区域在所述衬底基板上的正投影，所述第二遮光区域配置为遮挡应所述发光元件发出且指向非对应的所述第一出光区域的光线。
在一些实施例中，所述发光元件在第一方向上的长度大于同一所述发光元件在第二方向上的长度，所述第一方向和所述第二方向均与所述衬底基板所处平面平行，且所述第一方向与所述第二方向相交；
对于任一所述第二出光区域，所述第二出光区域与所对应的所述发光元件在所述第一方向上的长度之差，大于或等于所述第二出光区域与所对应的所述发光元件在所述第二方向上的长度之差。
在一些实施例中，对于任一所述第二出光区域，所述第二出光区域与所对应的所述发光元件在所述第一方向上的长度之差的范围为12um～24um，所述第二出光区域与所对应的所述发光元件在所述第二方向上的长度之差的范围为12um～24um。
在一些实施例中，显示面板还包括：触控功能层，位于所述显示功能层远离所述衬底基板的一侧，所述触控功能层包括：沿远离所述衬底基板方向依次层叠设置的第一金属层、触控绝缘层、第二金属层；
所述触控功能层位于所述防串扰功能层与所述调光功能层之间；
或者，所述触控功能层内的所述第一金属层和第二金属层中至少之一复用作所述防串扰功能层。
在一些实施例中，显示面板还包括：彩膜层，所述彩膜层包括多个彩膜图形；
所述彩膜层位于所述防串扰功能层与所述出光角度限定层之间；
或者，所述彩膜层位于所述出光角度限定层远离所述衬底基板的一侧。
在一些实施例中，所述防串扰功能层的材料包括吸光材料或光反射材料。
在一些实施例中，在所述显示功能层与所述防串扰功能层之间形成有缓冲层；
和/或，在所述防串扰功能层与所述调光功能层之间形成有缓冲层；
和/或，在所述调光功能层与所述出光角度限定层之间形成有缓冲层。
在一些实施例中，所述发光元件在第一方向上的长度大于同一所述发光元件在第二方向上的长度，所述第一方向和所述第二方向均与所述衬底基板所处平面平行，且所述第一方向与所述第二方向相交；
对于任一所述第一出光区域，所述第一出光区域与所对应的所述发光元件在所述第一方向上的长度之差，大于或等于所述第一出光区域与所对应的所述发光元件在所述第二方向上的长度之差。
所述第一出光区域与所对应的所述发光元件在所述第二方向上的长度之差△L满足：

其中，j表示所述发光元件中发光层与所述出光角度限定层之间的介质层的数量，hi表示位于所述发光元件中发光层与所述出光角度限定层之间且靠近于所述发光层的第i层介质层的厚度，αi表示所述发光元件中发光层所出射角度为α1的光线射入至所述第i层介质层时的传播角度，α1为预设限定角度常量且α1≤20°。
在一些实施例中，对于任一所述第一出光区域，所述第一出光区域与所对应的所述发光元件在所述第一方向上的长度之差的范围为6um～12um，所述第一 出光区域与所对应的所述发光元件在所述第二方向上的长度之差的范围为0um～12um。
在一些实施例中，所述调光结构包括在对应的所述发光元件上方且处于对应的所述发光元件的外围设置的至少一个凹透镜。
在一些实施例中，所述调光功能层包括：
第一折射率介质层，形成有与所述多个发光元件一一对应的多个第一开口，所述第一折射率介质层上围成所述第一开口的坡面沿远离所述衬底基板的方向距离所述衬底基板的位于所述第一开口所在区域的法线的距离逐渐增大；
第二折射率介质层，位于所述第一折射率介质层远离所述衬底基板的一侧，且覆盖所述第一折射率介质层上的所述坡面；
第一折射率介质层的折射率小于所述第二折射率介质层的折射率；
所述调光结构包括所述坡面。
在一些实施例中，所述第一开口的底部在所述衬底基板上的正投影覆盖对应的所述发光元件在所述衬底基板上的正投影；
所述第一开口的底部在所述衬底基板上的正投影位于对应的所述第一出光区域在所述衬底基板上的正投影覆盖区域之内。
在一些实施例中，所述坡面与所述第一折射率介质层上靠近所述衬底基板的一侧表面所形成的坡度角范围为：50°～75°。
在一些实施例中，所述第二折射率介质层的折射率与所述第一折射率介质层的折射率之差大于或等于0.3。
在一些实施例中，所述显示功能层还包括封装层；
所述封装层位于所述发光元件远离所述衬底基板的一侧，配置为对所述发光元件进行封装。
在一些实施例中，所述发光元件在第一方向上的长度大于或等于25um；
所述发光元件在第二方向上的长度小于或等于10um；
所述第一方向和所述第二方向均与所述衬底基板所处平面平行，且所述第一方向与所述第二方向相交。
在一些实施例中，所述出光角度限定层与所述发光元件中发光层，二者在所述衬底基板的法线方向上的距离为H，H满足：
其中，α为预先设置的出光角度常量且α≤20°，L2为所述发光元件在第二方向上的长度，L2'为所述发光元件所对应的第一出光区域在第二方向上的长度。
第二方面，本公开实施例还提供了一种显示装置，包括：如上述第一方面中提供的显示面板。
第三方面，本公开实施例还提供了一种车载显示系统，包括：如上述第二方面中提供的显示装置。
附图说明
图1为相关技术所涉及车载显示系统内显示面板的一种截面示意图；
图2为图1中高效光学控制薄膜的一种结构示意图；
图3为本公开实施例所提供的显示面板的一种截面示意图；
图4为本公开实施例所提供的显示面板的另一种截面示意图；
图5为本公开实施例所提供的显示面板的又一种截面示意图；
图6为本公开实施例中第一金属层和第二金属层的局部俯视示意图；
图7为图6中沿A-A’向获取的第一金属层和第二金属层的一种截面示意图；
图8为本公开实施例所提供的显示面板的再一种截面示意图；
图9为本公开实施例所提供的显示面板的再一种截面示意图；
图10为本公开实施例所提供的显示面板的再一种截面示意图；
图11为本公开实施例中显示面板内的一种光路示意图；
图12为本公开实施例中调光功能层的一种结构示意图；
图13为本公开实施例中调光功能层的另一种结构示意图；
图14为本公开实施例中发光元件与其所对应的第一出光区域、第二出光区 域的一种俯视示意图；
图15为本公开实施例中发光元件与其所对应的第一出光区域、第二出光区域、调光结构的一种截面示意图；
图16为本公开实施例中模拟设置有不同功能层结构时发光元件在第一方向上的视角亮度特性曲线示意图；
图17为本公开实施例中模拟设置有不同功能层结构时发光元件在第二方向上的视角亮度特性曲线示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。
本公开中范围A～B的表述方式中，限定的范围包括A和B两个端点值。
图1为相关技术所涉及车载显示系统内显示面板的一种截面示意图。图2为图1中高效光学控制薄膜的一种结构示意图。如图1和图2所示，在相关技术所涉及的车载显示系统内，一般是采用液晶显示装置(Liquid Crystal Display，简称LCD)来作为汽车的仪表显示或中控显示。然而，由于LCD 100所射出的部分向上的光线会照射至汽车的挡风玻璃上，并经过挡风玻璃反射后射向驾驶员的眼睛，故驾驶员可在挡风玻璃前方看到LCD画面，影响驾驶员的前方视线。尤其是在夜间行驶的过程中，由于外部环境较暗，挡风玻璃前方的LCD画面更明显，严重影响驾驶员的前方视线。
为有效解决LCD 100出射光在挡风玻璃上发生反射并射入驾驶员眼睛的问题，相关技术在LCD 100的出光侧设置了高效光学控制薄膜(Advance Light Control Film，简称ALCF)结构。目前，市场上常见的ALCF结构200是通过在 透过率很高的基质中制备剖面为准百叶窗的形状的黑色树脂，该ALCF结构200可有效阻挡LCD 100所射出且射向汽车挡风玻璃的光线，从而能够有效防止LCD 100所射出的光线在挡风玻璃上发生反射。
然而，随着OLED的发展，越来越多的厂商尝试将LCD替换为OLED显示装置，直接将OLED显示装置与LCD所使用的ALCF结构进行结合，会存在如下问题：OLED的亮度衰减特性结合ALCF结构的低透过率(≤75％),使得产品的光学视角特性未能满足主流客户的需求，小视角的亮度需要进一步提高。
图3为本公开实施例所提供的显示面板的一种截面示意图。如图3所示，该显示面板包括：衬底基板1、显示功能层、出光角度限定层3和调光功能层4。
衬底基板1可以为硬质基板(例如玻璃基板)，也可以为柔性基板(例如树脂基板)。
显示功能层包括多个发光元件2(附图中仅示例性画出了一个发光元件2)；其中，发光元件2可以为电流驱动型发光元件2，发光元件2一般包括阳极、阴极和位于阳极与阴极之间的发光层；为方便描述，以发光元件2为OLED为例进行示例性描述。
需要说明的是，在本公开实施例中，显示功能层还可以包括用于驱动发光元件2进行发光的驱动电路层(未示出)，驱动电路层包括与发光元件2一一对应的多个驱动电路(驱动电路一般由薄膜晶体管和电容器构成)，驱动电路用于驱动对应的发光元件2进行发光。
其中，发光元件2的周围形成有像素界定层11，像素界定层11中形成有像素容纳孔，发光元件2位于对应的像素容纳孔内。
另外，显示功能层还包括封装层9；封装层9位于发光元件2远离衬底基板1的一侧，配置为对发光元件2进行封装。可选地，封装层可以采用有机子封装层902和无机子封装层901交替设置的层叠结构；图3中示例性给出了封装层采用两层无机子封装层901夹持一层有机子封装层902的三层子封装层的层叠结构，该情况仅起到示例性作用，其不会对本公开的技术方案产生限制。
出光角度限定层3位于显示功能层远离衬底基板1的一侧，出光角度限定 层3包括第一遮光区域301和与发光元件2一一对应的多个第一出光区域302，第一出光区域302在衬底基板1上的正投影覆盖对应的发光元件2在衬底基板1上的正投影。
当光线照射至出光角度限定层3的第一遮光区域301时，光线无法出射；当光线照射至出光角度限定层3的第一出光区域302时，光线能够出射。通过设置上述出光角度限定层3，可对所对应的发光元件2的最终出光角度进行限定；在将该产品应用至车载显示系统时，可有效避免大角度出光照射至挡风玻璃。
其中，发光元件2的最终出光角度(实现小视角)可根据实际需要进行预先设定，然后通过对发光元件2的尺寸、所对应的第一出光区域302的尺寸、出光角度限定层3与发光元件2在衬底基板1的法线方向上的距离等参数进行合理设计，以达到将发光元件2的最终出光角度限定在所需范围。
在一些实施例中，出光角度限定层3的材料包括吸光材料，例如黑色树脂材料。此时，第一出光区域302具体可以为吸光材料薄膜上的开口所在区域。
调光功能层4位于显示功能层与出光角度限定层3之间，调光功能层4包括与多个发光元件2相对应的多个调光结构4a，调光结构4a在衬底基板1上的正投影与对应的发光元件2在基底上的正投影不存在交叠(调光结构4a位于对应发光元件2的外围)，调光结构4a配置为将对应发光元件2发出且指向第一遮光区域301的部分光线的传播方向改变为指向对应的第一出光区域302。
在本公开实施例中，通过在发光元件2的外围设置对应的调光结构4a(即,调光结构4a在衬底基板1上的正投影处于发光元件2在衬底基板上的正投影的外部)，该调光结构4a可将原本射向第一遮光区域301的部分光线的传播方向调整至射向对应的第一出光区域302，从而能够使得通过第一出光区域302所出射光线数量增多，即第一出光区域302的出光亮度能够得到有效提升，以达到提升显示面板小视角亮度的目的。
图4为本公开实施例所提供的显示面板的另一种截面示意图。如图4所示，该显示面板不但包括前面实施例中的出光角度限定层3和调光功能层4，还包括防串扰功能层5。
其中，防串扰功能层5位于显示功能层与调光功能层4之间，防串扰功能层5包括第二遮光区域501和与发光元件2一一对应的多个第二出光区域502，第二出光区域502在衬底基板1上的正投影覆盖对应的第一出光区域302在衬底基板1上的正投影，第二遮光区域502配置为遮挡对应发光元件2发出且指向非对应的第一出光区域302的光线。
通过设置上述防串扰功能层5，可有效防止不同像素之间出现光线串扰的问题，有利于提升显示质量。
在一些实施例中，防串扰功能层5的材料包括吸光材料，例如黑色树脂材料；在另一些实施例中，防串扰功能层5的材料包括光反射材料，例如具有较高光反射率的金属材料。
图5为本公开实施例所提供的显示面板的又一种截面示意图。如图5所示，该显示面板还包括：触控功能层6，位于显示功能层远离衬底基板1的一侧，触控功能层6包括：沿远离衬底基板1方向依次层叠设置的第一金属层601、触控绝缘层603、第二金属层602。图5所示显示面板不但具备显示功能还具备触控功能。
图6为本公开实施例中第一金属层601和第二金属层602的局部俯视示意图。图7为图6中A-A’向的一种截面示意图。如图6和图7所示，第一金属层601和第二金属层602由金属材料制备，具有一定厚度金属材料具备遮光效果；触控绝缘层603可以由透明有机绝缘材料(例如透明树脂)或透明无机绝缘材料(例如氧化硅、氮化硅)构成，以保证发光元件2的正常出光。
在一些实施例中，第一金属层601一般包括沿第三方向P排布的多个第二触控电极(第二触控电极沿第四方向Q延伸)和沿第四方向Q排布的多个第一触控电极(第一触控电极沿第三方向P延伸)；需要说明的是，图6中仅示例性画出了一个第二触控电极上的部分与一个第一触控电极上的部分在相交区域的示意图。
第一触控电极包括沿第三方向P设置的多个第一触控子电极6011和连接在第三方向P上相邻两个第一触控子电极6011的第一连接电极6012，第二触控电 极包括沿第四方向Q设置的多个第二触控子电极6013；第二金属层602结构包括通过触控绝缘层603上过孔连接在第四方向Q上相邻两个第二触控子电极6013的第二连接电极6021。其中，为避免第一触控子电极6011和第二触控子电极6013遮挡发光元件2的出光，第一触控子电极6011和第二触控子电极6013可设计为网格状电极且在发光元件2所处区域为镂空结构。
需要说明的是，图7仅示例性画出了第二连接电极6021位于第一触控子电极6011和第二触控子电极6013上方的情况，即第一触控子电极6011和第二触控子电极6013位于第一金属层601且第二连接电极6021位于第二金属层602；在本公开实施例中，也可以是第二连接电极6021位于第一触控子电极6011和第二触控子电极6013下方，即第一触控子电极6011和第二触控子电极6013位于第二金属层602且第二连接电极6021位于第一金属层601(此种情况未给出相应附图)。
另外，附图6和图7中所示第一触控子电极6011和第二触控子电极6013的形状、以及一个第一触控子电极6011/第二触控子电极6013的形状对应9个镂空结构的情况，该情况仅起到示例性作用，其不会对本公开的技术方案产生限制。
在图5所示情况中，触控功能层6位于防串扰功能层5与调光功能层4之间。
参见图4和图5所示，在一些实施例中，显示面板还包括：彩膜层8，彩膜层8包括多个彩膜图形；在本公开实施例中，通过设置彩膜层8可以实现显示面板的彩色显示。在图4和图5所示方案中，彩膜层8位于防串扰功能层5与出光角度限定层3之间。
图8为本公开实施例所提供的显示面板的再一种截面示意图。如图8所示，与前面实施例中彩膜层8位于防串扰功能层5与出光角度限定层3之间所不同，在图8所示情况中，彩膜层8位于出光角度限定层3远离衬底基板1的一侧。
在图4和图5所示方案中，由于彩膜层8中的彩膜图形是制备于防串扰功能层5的第二出光区域502内以及防串扰功能层5的上方，当防串扰功能层5 内的第二出光区域502尺寸过大时，则会影响后续所形成的彩膜图形的成膜质量。具体地，当第二出光区域502尺寸过大时，后续通过喷墨打印工艺在第二出光区域502内所形成的彩膜图形会存在明显的中间薄、边缘厚的问题。故，在对防串扰功能层5内的第二出光区域502尺寸进行设计时，不但需要考虑到不同像素之间的光线串扰问题，还需要考虑到后续彩膜图形制备工艺的限制，因此在实际应用中，往往会将第二出光区域502的尺寸设置的较小。参见图5中所示，第二出光区域502在衬底基板1上的正投影与对应的发光元件2的在衬底基板1上的正投影的同侧边缘之间的距离一般在6um左右。
在图8所示方案中，通过将彩膜层8上移至位于出光角度限定层3远离衬底基板1的一侧，此时第二出光区域502的尺寸设计仅需考虑到不同像素之间的光线串扰问题，而无需考虑到后续彩膜图形制备工艺的限制问题，因此第二出光区域502的尺寸可以设计的相对较大。参见图8中所示，第二出光区域502在衬底基板1上的正投影与对应的发光元件2的在衬底基板1上的正投影的同侧边缘之间的距离可以明显大于6um，例如该距离可以设置为8um、10um等。由于第二出光区域502的尺寸增大，发光元件2所发出光线可以更多的透过第二出光区域502，有利于提升发光元件2所发出光线的利用率。
需要说明的是，在将彩膜层8上移至位于出光角度限定层3远离衬底基板1的一侧后，需要在防串扰功能层5背向衬底基板1的一侧表面设置平坦化层10，以便于后续膜层结构的制备。
图9为本公开实施例所提供的显示面板的再一种截面示意图。如图9所示，与前面实施例中所示触控功能层6位于防串扰功能层5与调光功能层4之间的情况不同，在图9所示情况中，触控功能层6内的第一金属层601和第二金属层602中至少之一复用作防串扰功能层5。
也就是说，第一触控子电极和第二触控子电极可以复用作防串扰功能层5。通过该设置，可有效减少产品的生成工序数量、降低生产成本。
在图8所示显示面板中，第一触控子电极和第二触控子电极的线宽一般在3um～5um。在图9所示显示面板中，考虑到第一触控子电极和第二触控子电极 需要兼顾到防串扰功能，则需要将第一触控子电极和第二触控子电极的线宽进行适当增大；在一些实施例中，图9所示显示面板内第一触控子电极和第二触控子电极的线宽可以在7um～10um。
在将图8中防串扰功能层5与触控功能层6合并后，会导致出光角度限定层3与发光元件2在衬底基板1的法线方向上的距离减小，此时出光角度限定层3与第一出光区域302所限定的最大出光角度会增大。为保证出光角度限定层3与第一出光区域302所限定的最大出光角不变，则可通过适当增大位于出光角度限定层3与发光元件2之间膜层的厚度，例如调整封装层9的厚度、调整触控功能层6的厚度、调整缓冲层7(图8中未示出，后面将对缓冲层7作详细描述)的厚度、调整调光功能层4的厚度等，以保证图9中出光角度限定层3与发光元件2在衬底基板1的法线方向上的距离等于图8中出光角度限定层3与发光元件2在衬底基板1的法线方向上的距离。
另外，在将图8中触控功能层6与防串扰功能层5合并后，还会导致触控功能层6与显示功能层距离减小，此时显示功能层与触控功能层6之间会产生明显的噪声干扰(尤其是触控功能层6内触控信号噪声明显增加)，影响产品的性能。故，在适当增大位于出光角度限定层3与发光元件2之间膜层的厚度的过程中，优先选择调整封装层9的厚度，以使得触控功能层6与显示功能层之间具有一定的距离，从而有效改善触控功能层6与显示功能层之间的噪声干扰。
在增大封装层9厚度的过程中，优先选择增大有机子封装层902的厚度。在图8所示方案中，有机子封装层902的厚度在6um～8um左右；在图9所示方案中，有机子封装层902的厚度在10um～17um。
图10为本公开实施例所提供的显示面板的再一种截面示意图。如图10所示，在一些实施例中，可以选择性地在显示功能层与防串扰功能层5之间设置缓冲层7；也可以选择性地在防串扰功能层5与触控功能层6之间设置缓冲层7；还可以选择性地在触控功能层6与调光功能层4之间设置缓冲层7；还可以选择性地在调光功能层4与出光角度限定层3之间设置缓冲层7。
通过在相邻功能层结构之间设置缓冲层7，可以有效提升形成于缓冲层7表 面的材料薄膜的成膜质量，以及提升相邻功能层结构之间的结合牢固度。其中，缓冲层7的材料可以选用无机材料，例如氧化硅和/或氮化硅；缓冲层7的材料也可以选用有机材料，例如树脂材料。
图11为本公开实施例中显示面板内的一种光路示意图。如图11所示，发光元件2所发出的光线a被防串扰功能层5的第二遮光区域501所遮挡(防串扰功能层5实现防串扰功能)；发光元件2所发出的光线b通过防串扰功能层5上对应的第二出光区域502照射至调光结构4a，经过调光结构4a的调光作用后形成光线b’，光线b’可通过出光角度限定层3上对应的第一出光区域302射出(调光功能层4实现调光功能，并提升第一出光区域302的出光亮度)；发光元件2所发出的光线c通过防串扰功能层5上对应的第二出光区域502照射至出光角度限定层3上的第一遮光区域301，发光元件2所发出的光线d通过防串扰功能层5上对应的第二出光区域502照射至出光角度限定层3上的第一出光区域302(出光角度限定层3实现对出光角度的限定)。
下面仅对本公开实施例中调光功能层4的具体结构作示例性描述。
图12为本公开实施例中调光功能层的一种结构示意图。如图12所示，在一些实施例中，调光功能层4中的调光结构4a包括凹透镜；具体地，可在发光元件2的外围设置至少一个，例如可以设置多个凹透镜，该多个凹透镜围绕发光元件2所在区域设置。由于凹透镜具有将光线发散的功能，故原本指向第一遮光区域301的部分光线在到达凹透镜处时会形成发散光，发散光中的部分会通过对应的第一出光区域302射出。在一个实施例中，多个凹透镜以均匀间隔围绕对应的发光元件2所在区域设置。
图13为本公开实施例中调光功能层的另一种结构示意图。如图13所示，在一些实施例中，调光功能层4包括：层叠设置的第一折射率介质层401和第二折射率介质层402。
第一折射率介质层401上形成有与发光元件2一一对应的多个第一开口4b，第一折射率介质层401上围成第一开口4b的坡面4c与衬底基板1位于所述第一开口所在区域的法线方向在第一折射率介质层401上靠近衬底基板1的一侧 表面上的投影沿远离开口的方向上的长度逐渐增大，即，所述第一折射率介质层上围成所述第一开口的坡面沿远离所述衬底基板的方向距离所述衬底基板的位于所述第一开口所在区域的法线的距离逐渐增大，换句话说，坡面4c与第一折射率介质层401在靠近衬底基板1的一侧表面之间形成锐角。
第二折射率介质层402位于第一折射率介质层401远离衬底基板1的一侧，且覆盖第一折射率介质层401上的坡面4c；第一折射率介质层401的折射率小于第二折射率介质层402的折射率。
此时，该坡面4c具有调光作用，可作为调光结构4a。
继续参见图13所示，在光线b1到达坡面4c的下表面后，由于坡面4c的上方为光密介质、下方为光疏介质，故光线b1会朝着靠近坡面4c的法线方向发生折射，形成折射光b1’，此时可对出光角度限定层3上的第一出光区域302形状、尺寸作相应设计以保证折射光b1’能够穿过第一出光区域302即可。
在光线b2到达薄膜的上表面后，由于坡面4c的两侧为折射率不同的介质，故光线b2中必然会存在至少部分会发生反射以形成反射光b2’；当然，一些特定条件下，光线b2满足全反射条件，可在该坡面4c处发生全反射以形成反射光b2’。此时可对出光角度限定层3上的第一出光区域302形状、尺寸作相应设计以保证反射光b2’能够穿过第一出光区域302即可。
在一些实施例中，第一开口4b的底部在衬底基板1上的正投影覆盖对应的发光元件2在衬底基板1上的正投影；第一开口4b的底部在衬底基板1上的正投影位于对应的第一出光区域302在衬底基板1上的正投影覆盖区域之内。也就是说，第一开口4b的底部在衬底基板1上的正投影面积大于或等于所对应发光元件2在衬底基板1上的正投影的面积，第一开口4b的底部在衬底基板1上的正投影面积小于或等于所对应第一出光区域302在衬底基板1上的正投影的面积。通过该设计，可使得从发光元件2所发出且照射至坡面4c的光，在坡面4c发生折射或反射后所形成的光线能够尽可能多的从对应的第一出光区域302射出，有利于提升第一出光区域302的出光亮度。
在一些实施例中，该坡面4c与第一折射率介质层401上靠近衬底基板1的 一侧表面所形成的坡度角β范围为：50°～75°。
在一些实施例中，第二折射率介质层402的折射率与第一折射率介质层401的折射率之差大于或等于0.3。
图14为本公开实施例中发光元件2与其所对应的第一出光区域302、第二出光区域502的一种俯视示意图。图15为本实施例中发光元件2与其所对应的第一出光区域302、第二出光区域502、调光结构4a的一种截面示意图。如图14和图15所示，本公开实施例所提供的显示面板可应用至车载显示系统中，而对于车载显示系统，为防止光线照射至挡风玻璃上而对驾驶员的前方视线造成干扰，故一般会对显示面板在竖直方向上的出光角度有较为严格的限制，而对于显示面板在水平方向上的出光角度没有限制。
基于将显示面板应用至车载显示系统的考虑，在本公开实施例中，发光元件2在第一方向X上的长度大于同一发光元件2在第二方向Y上的长度，第一方向X和第二方向Y均与衬底基板1所处平面平行，且第一方向X与第二方向Y相交。
在本公开实施例中，发光元件2在某个方向上的长度越长，出光角度限定层3、调光功能层4和防串扰功能层5对发光元件2在该方向上的整体调控影响越小；反之，发光元件2在某个方向上的长度越短，出光角度限定层3、调光功能层4和防串扰功能层5对发光元件2在该方向上的整体调控影响越大。
基于车载显示系统对于显示面板在竖直方向上的出光角度有较为严格的限制，而对于显示面板在水平方向上的出光角度没有限制的情况下，本公开实施例中，可将发光元件2在第一方向X(在应用时第一方向X作为水平方向)上的长度L1设置的相对较长，而将发光元件2在第二方向Y(在应用时第二方向Y作为竖直方向)上的长度L2设置的相对较短。
在一些实施例中，发光元件2在第一方向X上的长度L1大于或等于25um，此时出光角度限定层3、调光功能层4和防串扰功能层5对发光元件2在第一方向X上的整体调控影响相对较小。发光元件2在第二方向Y上的长度L2小于或等于10um，出光角度限定层3、调光功能层4和防串扰功能层5对发光元件2 在第一方向X上的整体调控影响相对较大。作为一种可选实施方案，发光元件2在衬底基板1上的正投影为矩形。
另外，考虑到出光角度限定层3上的第一出光区域302与对应的发光元件2在某个方向上的长度之差越大，则第一出光区域302对发光元件2在该方向上的限制越大(最大出光角度越小)。故，在本公开实施例中，对于任一第一出光区域302，第一出光区域302与所对应的发光元件2在第一方向X上的长度之差L1'-L1，大于或等于第一出光区域302与所对应的发光元件2在第二方向Y上的长度之差L2'-L2；通过该设置，以使得出光角度限定层3对发光元件2在第一方向X上的调控影响大于或等于对发光元件2在第二方向Y上的调控影响。
在一些实施例中，第一出光区域302与所对应的发光元件2在第二方向上的长度之差△L满足：

其中，j表示发光元件2中发光层与出光角度限定层之间的介质层的数量，hi表示位于发光元件2中发光层与出光角度限定层之间且靠近发光层的第i层介质层的厚度，αi表示发光元件2中发光层所出射角度为α1的光线射入至第i层介质层时的传播角度，α1为预设限定角度常量且α1≤20°。
也就是说，通过上述设计可使得发光层出射角度大于或等于α1的光线最终无法从对应的第一出光区域射出。也就是说，从第一出光区域出射的光必定为发光层所发出且出光角度小于20°的光线。
需要说明的是，本公开实施例中光线的出光角度或传播角度是指光线与衬底基板的法线所呈夹角。
在一些实施例中，对于任一第一出光区域302，第一出光区域302与所对应的发光元件2在第一方向X上的长度之差L1'-L1的范围为6um～12um，第一出 光区域302与所对应的发光元件2在第二方向Y上的长度之差L2'-L2的范围为0um～12um。
同理，另外，防串扰功能层5上的第二出光区域502与对应的发光元件2在某个方向上的长度之差越大，则第二出光区域502对发光元件2在该方向上的限制越大(最大出光角度越小)。故，在本公开实施例中，对于任一第二出光区域502，第二出光区域502与所对应的发光元件2在第一方向X上的长度之差L1”-L1，大于或等于第二出光区域502与所对应的发光元件2在第二方向Y上的长度之差L2”-L2；通过该设置，以使得防串扰功能层5对发光元件2在第一方向X上的调控影响大于或等于对发光元件2在第二方向Y上的调控影响。
在一些实施例中，对于任一第二出光区域502，第二出光区域502与所对应的发光元件2在第一方向X上的长度之差L1”-L1的范围为12um～24um，第二出光区域502与所对应的发光元件2在第二方向Y上的长度之差L2”-L2的范围为12um～24um。
图16为本公开实施例中模拟设置有不同功能层结构时发光元件在第一方向上的视角亮度特性曲线示意图。图17为本公开实施例中模拟设置有不同功能层结构时发光元件在第二方向上的视角亮度特性曲线示意图。如图16和图17可见，在设置有调光功能层4后，无论是在第一方向X上还是在第二方向Y上发光元件2的小角度(0°～10°)出光亮度均有所提升；在设置出光角度限定层3后，可以对大角度(≥15°)出光亮度进行有效限制。
另外，出光角度限定层3、调光功能层4和防串扰功能层5对发光元件2在第二方向Y上的整体调控影响，大于对发光元件2在第一方向X上的整体调控影响。例如，参见图16和图17中所示，发光元件2在第一方向X上角度为20°的相对亮度约为0.35，在第二方向Y上角度为20°的相对亮度约为0.3；发光元件2在第一方向X上角度为30°的相对亮度约为0.2，在第二方向Y上角度为30°的相对亮度约为0.13；发光元件2在第一方向X上角度为40°的相对亮度约为0.1，在第二方向Y上角度为40°的相对亮度约为0.04。
基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包 括显示面板，其中该显示面板采用前述实施例所提供的显示面板。其中，显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种车载显示系统，该车载显示系统包括显示装置，该显示装置采用前面实施例所提供的显示装置，该显示装置可作为汽车的仪表显示装置或中控显示装置。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。

Claims (20)

  1. 一种显示面板，包括：
    衬底基板；
    显示功能层，包括多个发光元件；
    出光角度限定层，位于所述显示功能层远离所述衬底基板的一侧，包括第一遮光区域和与所述多个发光元件一一对应的多个第一出光区域，所述第一出光区域在所述衬底基板上的正投影覆盖对应的所述发光元件在所述衬底基板上的正投影；
    调光功能层，位于所述显示功能层与所述出光角度限定层之间，包括与所述多个发光元件一一对应的多个调光结构，所述调光结构在所述衬底基板上的正投影与对应的所述发光元件在所述基底上的正投影不存在交叠，所述调光结构配置为将对应的所述发光元件发出且指向所述第一遮光区域的部分光线的传播方向改变为指向对应的所述第一出光区域。
  2. 根据权利要求1所述的显示面板，还包括：
    防串扰功能层，位于所述显示功能层与所述调光功能层之间，包括第二遮光区域和与所述多个发光元件一一对应的多个第二出光区域，所述第二出光区域在所述衬底基板上的正投影覆盖对应的所述第一出光区域在所述衬底基板上的正投影，所述第二遮光区域配置为遮挡应所述发光元件发出且指向非对应的所述第一出光区域的光线。
  3. 根据权利要求2所述的显示面板，其中，所述发光元件在第一方向上的长度大于同一所述发光元件在第二方向上的长度，所述第一方向和所述第二方向均与所述衬底基板所处平面平行，且所述第一方向与所述第二方向相交；
    对于任一所述第二出光区域，所述第二出光区域与所对应的所述发光元件在所述第一方向上的长度之差，大于或等于所述第二出光区域与所对应的所述发光元件在所述第二方向上的长度之差。
  4. 根据权利要求3所述的显示面板，其中，对于任一所述第二出光区域，所述第二出光区域与所对应的所述发光元件在所述第一方向上的长度之差的范围为12um～24um，所述第二出光区域与所对应的所述发光元件在所述第二方向上的长度之差的范围为12um～24um。
  5. 根据权利要求2所述的显示面板，还包括：触控功能层，位于所述显示功能层远离所述衬底基板的一侧，所述触控功能层包括：沿远离所述衬底基板方向依次层叠设置的第一金属层、触控绝缘层、第二金属层；
    所述触控功能层位于所述防串扰功能层与所述调光功能层之间；
    或者，所述触控功能层内的所述第一金属层和第二金属层中至少之一复用作所述防串扰功能层。
  6. 根据权利要求2所述的显示面板，还包括：彩膜层，所述彩膜层包括多个彩膜图形；
    所述彩膜层位于所述防串扰功能层与所述出光角度限定层之间；
    或者，所述彩膜层位于所述出光角度限定层远离所述衬底基板的一侧。
  7. 根据权利要求2所述的显示面板，其中，所述防串扰功能层的材料包括吸光材料或光反射材料。
  8. 根据权利要求2所述的显示面板，其中，在所述显示功能层与所述防串扰功能层之间形成有缓冲层；
    和/或，在所述防串扰功能层与所述调光功能层之间形成有缓冲层；
    和/或，在所述调光功能层与所述出光角度限定层之间形成有缓冲层。
  9. 根据权利要求1至8中任一项所述的显示面板，其中，所述发光元件在 第一方向上的长度大于同一所述发光元件在第二方向上的长度，所述第一方向和所述第二方向均与所述衬底基板所处平面平行，且所述第一方向与所述第二方向相交；
    对于任一所述第一出光区域，所述第一出光区域与所对应的所述发光元件在所述第一方向上的长度之差，大于或等于所述第一出光区域与所对应的所述发光元件在所述第二方向上的长度之差。
  10. 根据权利要求9所述的显示面板，其中，所述第一出光区域与所对应的所述发光元件在所述第二方向上的长度之差△L满足：

    其中，j表示所述发光元件中发光层与所述出光角度限定层之间的介质层的数量，hi表示位于所述发光元件中发光层与所述出光角度限定层之间且靠近于所述发光层的第i层介质层的厚度，αi表示所述发光元件中发光层所出射角度为α1的光线射入至所述第i层介质层时的传播角度，α1为预设限定角度常量且α1≤20°。
  11. 根据权利要求9所述的显示面板，其中，对于任一所述第一出光区域，所述第一出光区域与所对应的所述发光元件在所述第一方向上的长度之差的范围为6um～12um，所述第一出光区域与所对应的所述发光元件在所述第二方向上的长度之差的范围为0um～12um。
  12. 根据权利要求1至11中任一项所述的显示面板，其中，所述调光结构包括在对应的所述发光元件上方且处于对应的所述发光元件的外围设置的至少 一个凹透镜。
  13. 根据权利要求1至11中任一项所述的显示面板，其中，所述调光功能层包括：
    第一折射率介质层，形成有与所述多个发光元件一一对应的多个第一开口，所述第一折射率介质层上围成所述第一开口的坡面沿远离所述衬底基板的方向距离所述衬底基板的位于所述第一开口所在区域的法线的距离逐渐增大；
    第二折射率介质层，位于所述第一折射率介质层远离所述衬底基板的一侧，且覆盖所述第一折射率介质层上的所述坡面；
    第一折射率介质层的折射率小于所述第二折射率介质层的折射率；
    所述调光结构包括所述坡面。
  14. 根据权利要求13所述的显示面板，其中，所述第一开口的底部在所述衬底基板上的正投影覆盖对应的所述发光元件在所述衬底基板上的正投影；
    所述第一开口的底部在所述衬底基板上的正投影位于对应的所述第一出光区域在所述衬底基板上的正投影覆盖区域之内。
  15. 根据权利要求13或14所述的显示面板，其中，所述坡面与所述第一折射率介质层上靠近所述衬底基板的一侧表面所形成的坡度角范围为：50°～75°。
  16. 根据权利要求13至15中任一项所述的显示面板，其中，所述第二折射率介质层的折射率与所述第一折射率介质层的折射率之差大于或等于0.3。
  17. 根据权利要求1至16中任一项所述的显示面板，其中，所述显示功能层还包括封装层；
    所述封装层位于所述发光元件远离所述衬底基板的一侧，配置为对所述发 光元件进行封装。
  18. 根据权利要求1至17中任一项所述的显示面板，其中，所述发光元件在第一方向上的长度大于或等于25um；
    所述发光元件在第二方向上的长度小于或等于10um；
    所述第一方向和所述第二方向均与所述衬底基板所处平面平行，且所述第一方向与所述第二方向相交。
  19. 一种显示装置，包括：如权利要求1至18中任一项所述的显示面板。
  20. 一种车载显示系统，包括：如权利要求19所述的显示装置。
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