CN114242915B - 显示面板和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种显示面板和显示装置。显示面板包括：衬底；显示层，位于衬底的一侧；显示层包括多个发光器件，黑矩阵，位于显示层的远离衬底的一侧；黑矩阵具有多个第一开口，在垂直于衬底所在平面方向上，第一开口与发光器件交叠；第一开口包括在第一方向上相对的第一侧壁和第二侧壁，第一方向与衬底所在平面平行；第一侧壁和衬底所在平面形成的朝向第一开口内部的夹角为θ1，第二侧壁和衬底所在平面形成的朝向第一开口内部的夹角为θ2，其中，θ1<90°，θ2>90°。本发明能够提升发光器件的出光效率，降低功耗。

Description

显示面板和显示装置

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和显示装置。

背景技术

在显示设备中，显示屏对环境光的反射会严重影响显示效果。一种现有技术利用滤光层来减小显示屏对环境光的反射，在发光器件的上方设置滤光层，滤光层包括滤光单元和黑矩阵，黑矩阵用于限位不同颜色的滤光单元。而滤光层的设置会影响发光器件的出光效率，增大了功耗。

发明内容

本发明实施例提供一种显示面板和显示装置，以解决现有技术中发光器件出光效率低、功耗大的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种显示面板，显示面板包括：

衬底；

显示层，位于衬底的一侧；显示层包括多个发光器件，

黑矩阵，位于显示层的远离衬底的一侧；黑矩阵具有多个第一开口，在垂直于衬底所在平面方向上，第一开口与发光器件交叠；第一开口包括在第一方向上相对的第一侧壁和第二侧壁，第一方向与衬底所在平面平行；

第一侧壁和衬底所在平面形成的朝向第一开口内部的夹角为θ1，第二侧壁和衬底所在平面形成的朝向第一开口内部的夹角为θ2，其中，θ1<90°，θ2>90°。

第二方面，本发明实施例还提供一种显示装置，包括本发明任一实施例提供的显示面板。

本发明实施例提供的显示面板和显示装置，具有如下有益效果：

本发明实施例中设置黑矩阵的第一开口在第一方向上相对的两个侧壁均具有一定倾斜角度，并且相对的两个侧壁的倾斜方向不同。第一侧壁和衬底所在平面形成的朝向第一开口内部的夹角小于90°，而第二侧壁和衬底所在平面形成的朝向第一开口内部的夹角大于90°。使得第一侧壁和第二侧壁能够相互配合，发光器件发出的部分光线能够依次在第一侧壁和第二侧壁上发生反射之后最终射出显示面板，从而提升了发光器件的出光效率，降低显示面板功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种显示面板的局部俯视示意图；

图2为图1中切线A-A＇位置处一种截面示意图；

图3为光线在滤光单元和黑矩阵相互接触的界面上发生折射和反射的光路示意图；

图4本发明实施例提供的另一种显示面板的局部俯视示意图；

图5为图4中切线B-B＇位置处一种截面示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种显示面板局部俯视示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种显示面板的截面示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种显示面板的简化示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种显示面板局部俯视示意图；

图10为本发明实施例提供的显示装置示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

现有技术中在显示层的上方设置滤光层，利用滤光层中的滤光单元来降低显示屏对环境光的反射。滤光单元包括红色滤光单元、绿色滤光单元和蓝色滤光单元。以环境光中的红光为例，红光能够穿透红色滤光单元照射到显示面板中的金属结构上，而被金属结构反射的射向绿色滤光单元或者蓝色滤光单元的红光并不能射出显示面板，也就不能被人眼识别到，从而能够减小显示面板对环境光的反射。但是滤光层中还包括用于限位相邻滤光单元的黑矩阵，黑矩阵具有遮光特性，会对发光器件发出的大角度光线进行遮挡，也就是说发光器件发出的部分大角度光线不能射出显示面板，从而影响了发光器件的出光效率，降低了显示面板亮度、增大了功耗。

为了解决现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种显示面板，对黑矩阵的开口的侧壁形状进行设计，利用黑矩阵的开口的侧壁对部分光线进行反射，使得经反射后的光线能够最终射出显示面板对发光器件的出光做出贡献，从而提高发光器件的出光效率，降低功耗。

图1为本发明实施例提供的一种显示面板的局部俯视示意图，图2为图1中切线A-A＇位置处一种截面示意图。

如图1所示，显示面板包括黑矩阵50，黑矩阵50具有多个第一开口K1，由俯视图可以看出第一开口K1与发光器件31交叠。

如图2所示，显示面板包括衬底10，驱动层20、显示层30、封装层40、黑矩阵50以及滤光单元60均位于衬底10的同一侧。其中，

驱动层20位于衬底10的一侧，显示层30位于驱动层20的远离衬底10的一侧。显示层30包括多个发光器件31，发光器件31包括第一电极a、发光层b和第二电极c。其中，第一电极a位于发光层b的靠近衬底10的一侧。第一电极a为反射电极，第二电极c为半反半透电极。在第一电极a和第二电极c分别施加电压之后，发光层b能够被激发而发光。驱动层20包括像素电路，像素电路包括多个晶体管T，像素电路用于驱动发光器件31发光。

封装层40位于显示层30的远离衬底10的一侧，封装层40用于隔绝水氧、以确保发光器件31的使用寿命。在一些实施例中，封装层40包括封装玻璃。在一些实施例中，封装层40包括至少一层无机层和至少一层有机层。

黑矩阵50位于显示层30的远离衬底10的一侧，且黑矩阵50位于封装层40的远离显示层30的一侧。由图2可以看出，在垂直于衬底10所在平面方向e上，第一开口K1与发光器件31交叠。其中，一个发光器件31对应一个第一开口K1。

滤光单元60的至少部分位于第一开口K1内，并与第一开口K1的侧壁相接触。滤光单元60至少包括红色滤光单元、绿色滤光单元和蓝色滤光单元。在一些实施例中，滤光单元60还包括白色滤光单元。将滤光单元60设置在显示层30的远离衬底10一侧，能够减少显示面板对环境光的反射，提升显示面板的显示效果。

图2中示出了与衬底10所在平面平行相平行的第一方向x，第一开口K1包括在第一方向x上相对的第一侧壁B1和第二侧壁B2。可以看出滤光单元60与第一侧壁B1和第二侧壁B2均接触。第一侧壁B1和衬底10所在平面形成的朝向第一开口K1内部的夹角为θ1，第二侧壁B2和衬底10所在平面形成的朝向第一开口K1内部的夹角为θ2，其中，θ1<90°，θ2>90°。

在显示面板中黑矩阵50虽然具有遮光特性，但其仍具有一定折射率，其中，黑矩阵50的折射率大于滤光单元60的折射率。如图2示出的光路图，发光层b发出的向第一侧壁B1的光线，由滤光单元60射向黑矩阵50，光线能够在第一侧壁B1上发生反射，被第一侧壁B1反射的光线在滤光单元60中继续传播然后射向第二侧壁B2，光线会再次被第二侧壁B2反射后而改变方向、并向远离衬底10的一侧射出，从而提升了发光器件31的出光效率。

在本发明实施例中设置黑矩阵50的第一开口K1在第一方向x上相对的两个侧壁均具有一定倾斜角度，并且相对的两个侧壁的倾斜方向不同。第一侧壁B1和衬底10所在平面形成的朝向第一开口K1内部的夹角小于90°，而第二侧壁B2和衬底10所在平面形成的朝向第一开口K1内部的夹角大于90°。使得第一侧壁B1和第二侧壁B2能够相互配合，发光器件发出的部分光线能够依次在第一侧壁B1和第二侧壁B2上发生反射之后最终射出显示面板，对发光器件的出光做出贡献，从而提升了发光器件31的出光效率，降低显示面板功耗。

图3为光线在滤光单元和黑矩阵相互接触的界面上发生折射和反射的光路示意图。如图3所示，滤光单元60和黑矩阵50的第一开口K1的第一侧壁B1相接触。光线由滤光单元60射向黑矩阵50，会在第一侧壁B1上发生反射和折射，其中，入射角为i₁，折射角为i₂。以滤光单元60的折射率为n₁＇，黑矩阵50的折射率为n₂＇为例，则能够得到以下公式：

反射系数＝|n₁＇*cosi₁-n₂＇*cosi₂/n₁＇*cosi₁+n₂＇*cosi₂|²；

折射系数＝|2n₁＇*cosi₁/n₁＇*cosi₁+n₂＇*cosi₂|²。

以n₂＇＝1.7为例，当n₁＇＝1.2，入射角i₁为45°时，反射光约占48％，且随着入射角角度的增大，反射光比例越大、折射光比例减小。当入射角度i₁大于65°时，可使反射光占到70％以上。可见，增大黑矩阵50和与其接触的滤光单元60之间的折射率差异，能够增大反射光的占比。

在一些实施方式中，图4本发明实施例提供的另一种显示面板的局部俯视示意图，图5为图4中切线B-B＇位置处一种截面示意图。结合图4和图5来看，滤光单元60包括第一滤光部61和第二滤光部62；在第一方向x上，第一滤光部61和第一开口K1的侧壁相接触，第二滤光部62位于第一滤光部61的远离第一开口K1的侧壁的一侧；也就是说，第一侧壁B1与第一滤光部61相接触，第二侧壁B2也与第一滤光部61相接触。其中，第一滤光部61的折射率小于第二滤光部62的折射率。如此设置能够使得黑矩阵50和与其接触的滤光单元60之间的折射率差异更大，能够提升光线在第一侧壁B1上发生反射和折射时反射光的占比，也能够提升光线在第二侧壁B2上发生反射和折射时反射光的占比，也就是能够减小被黑矩阵50所吸收的光量，则经由第一侧壁B1反射后射向第二侧壁B2的光量越多，也能够有更多的光经第二侧壁B2反射后射出显示面板，从而进一步提升发光器件31的出光效率。

在滤光单元60制作工艺中，通过对滤光单元60的成膜速度、掺杂等工艺条件进行调整，能够控制滤光单元60的晶体沉积的致密性和规则，从而能够制作出折射率不同的第一滤光部61和第二滤光部62。可选的，降低与黑矩阵50相接触的部分滤光单元60的晶体致密性，能够减小该部分滤光单元60的折射率，得到折射率较小的第一滤光部61。

在一些实施方式中，滤光单元60在第一方向x上的中心位于第二滤光部62内。如图5所示的，与第一方向x相互平行的虚拟直线X1横穿滤光单元60，滤光单元60与该虚拟直线X1相交的距离最远的两个端点的中心可以理解为滤光单元60在第一方向x上的中心。该实施方式仅减小与第一侧壁B1和第二侧壁B2分别接触的第一滤光部61的折射率，而在垂直于衬底10所在平面方向e上与发光器件31的中心区域相对的第二滤光部62的折射率较大，使得第二滤光部62和其靠近衬底10一侧相接触的膜层之间的折射率差异不会太大，从而能够保证发光器件31发出的大部分光线仍经由折射率较大的第二滤光部62后射出显示面板，保证发光器件31的中心区域对应位置处的透光率较大。

在本发明实施例中，第一滤光部61的折射率为n1，第二滤光部62的折射率为n2；其中，1.1<n1<n2<1.45。在滤光单元60制作工艺中，通过对滤光单元60的成膜速度、掺杂等工艺条件进行调整，能够控制滤光单元60的晶体沉积的致密性和规则，从而实现第一滤光部61的折射率小于第二滤光部62的折射率，使得第一侧壁B1和第二侧壁B2分别与第一滤光部61相接触。能够增大黑矩阵50和与其接触的滤光单元60之间的折射率差异，能够增大反射光的占比，提升发光器件31的出光效率。同时，保证第二滤光部62和其靠近衬底10一侧相接触的膜层之间的折射率差异不会太大，确保发光器件31发出的大部分光线仍经由第二滤光部62后射出显示面板，保证发光器件31的中心区域对应位置处的透光率较大。

在一种实施例中，n1＝1.2，n2＝1.4。

如图5所示的，在第一方向x上，第一滤光部61的长度L1，在第一开口K1内滤光单元60的总长度为L0；L1/L0≤0.05。其中，与第一方向x相互平行的虚拟直线X1横穿滤光单元60，滤光单元60与该虚拟直线X1相交的距离最远的两个端点之间的距离定义为滤光单元60在第一方向x上的总长度为L0；同样的，虚拟直线X1横穿第一滤光部61，第一滤光部61与虚拟直线X1相交的距离最远的两个端点之间的距离定义为第一滤光部61的长度L1。在第一方向x上，与第一侧壁B1相接触的第一滤光部61的长度和与第二侧壁B2相接触的第二滤光部62的长度可以相等、也可以不等。该实施方式中，第一滤光部61的长度在滤光单元60总长度中的占比较小，也就是说仅将与第一开口K1的侧壁相接触的小部分滤光单元60的折射率减小，就能够增大由滤光单元60射向黑矩阵50的光线发生反射和折射时的反射光比例，从而提升发光器件31的出光效率。而且如此设置，简化滤光单元60制作时对工艺参数调控方式，缩短工艺时间，降低制作成本。

在一些实施方式中，0.02≤L1/L0≤0.05。

在一些实施例中，如图4所示的，第一滤光部61环绕第二滤光部62设置。也即在第一开口K1四周的侧壁均与第一滤光部61相接触。该实施方式能够结合第一开口K1的形状对其各个不同位置处侧壁的倾斜角度进行设计，如图4中示意的，切线B-B＇的延伸方向为方向x，在方向x上第一侧壁B1和第二侧壁B2相对设置；将在方向y上相对的两个侧壁也分别设置成第一侧壁B1和第二侧壁B2。任意一组相对的第一侧壁B1和第二侧壁B2都能够相互配合使得发光器件31发出的部分光线经多次反射后射出显示面板，从而提升发光器件31的出光效率。

在一些实施例中，以发光器件31的形状基本为矩形进行示意，第一开口K1的形状与发光器件31的形状相同。如图4所示的，在环绕第一开口K1的方向上，第一侧壁B1的长度和第二侧壁B2的长度基本相等。图4中示意，第一开口K1的四个侧壁中包括两个第一侧壁B1和两个第二侧壁B2、且第一侧壁B1和第二侧壁B2相对。能够对第一开口K1的各个侧壁均进行利用，以进一步提升发光器件31的出光效率。

在另一种实施例中，图6为本发明实施例提供的另一种显示面板局部俯视示意图，如图6所示，显示面板中发光器件31的形状近似为圆形，黑矩阵50的第一开口K1的形状与发光器件31的形状基本相同。图6中示意的虚线左侧为第二侧壁B2，右侧为第一侧壁B1。在环绕第一开口K1的方向上，第一侧壁B1的长度和第二侧壁B2的长度基本相等。能够对第一开口K1的各个位置处的侧壁均进行利用，以进一步提升发光器件31的出光效率。

在一些实施例中，图7为本发明实施例提供的另一种显示面板的截面示意图，如图7所示，显示层30还包括像素定义层32，像素定义层32用于间隔相邻的发光器件31，像素定义层32包括多个第二开口K2，发光器件31位于第二开口K2内；第二开口K2的侧壁和衬底10所在平面形成的朝向第二开口K2内部的夹角为θ3，θ3为钝角；其中，θ2≥θ3。如此设置能够保证沿第二开口K2侧壁射出的部分大角度光线能够经由黑矩形50的第一开口K1射出，避免了第二侧壁B2对大角度光线进行遮挡，保证了发光器件31的出光效率。

在一种实施例中，θ2＝θ3。根据像素定义层32的倾斜角度θ3对第二侧壁B2的倾斜角度进行设计，避免了第二侧壁B2对大角度光线进行遮挡，保证了发光器件31的出光效率。

图8为本发明实施例提供的另一种显示面板的简化示意图，图8中仅简化示意出了衬底10、发光器件31的远离衬底10一侧的发光面M以及黑矩阵50、滤光单元60。如图8所示，在第一方向x上发光器件31的发光面M远离第一侧壁B1的一端为第一端C，在第一方向x上发光面M的各个位置中第一端C距第一侧壁B1的距离最大。第一侧壁B1的靠近衬底10的一端为第二端D。由第一端C发出的光线射向第二端D，然后被第一侧壁B1反射后在滤光单元60中传播后射向第二侧壁B2，然后经由第二侧壁B2反射后射出显示面板。图8中示意的光路为能够被第一侧壁B1和第二侧壁B2依次反射后射出显示面板的临界光线。

其中，第一端C和第二端D之间在第一方向x上的距离为d，在垂直于衬底10所在平面方向e上发光器件的发光面M距黑矩阵50的距离为h，则tan∠1＝h/d。另外，∠1＝∠2，2*∠3＝∠2，∠3+∠θ1＝90°。可以得到θ1＝90°-1/2*arctan(h/d)。当θ1满足此条件时，由第一端C射向第二端D的光线能够被第一侧壁B1反射后、在滤光单元60内沿第一方向x传播并射向第二侧壁B2。在第一方向x上距第二端D距离更小的发光点(比如图7中示出的E点)发出的射向第二端D的光线的入射角会更大，相应的反射角也会更大，则更容易被第二侧壁B2反射后射出显示面板，对发光器件的出光做出贡献。

在一些实施方式中，100°-1/2*arctan(h/d)≤θ1≤80°-1/2*arctan(h/d)。设置θ1的大小满足一定范围，在保证第一侧壁B1的形状容易制作的同时使得相对更多的光线能够经由第一侧壁B1和第二侧壁B2的反射作用后射出显示面板、而对发光器件的出光做出贡献，从而能够提升发光器件的出光效率、降低功耗。

在一些实施例中，在显示层30和黑矩阵50之间设置有封装层40和光学胶，则在垂直于衬底10所在平面方向e上发光器件的发光面M距黑矩阵50的距离h为发光面M之上第二电极c的厚度、封装层40的厚度、以及光学胶层的厚度之和。

在一些实施方式中，在封装层40和黑矩阵50之间还包括触控层，在计算h时也需要累加触控层的厚度。

在一些实施方式中，第一开口K1包括n个第一侧壁B1和n个第二侧壁B2，n为整数，且n≥3，在环绕第一开口K1的方向上，第一侧壁B1和第二侧壁B2间隔设置。以n＝3为例，图9为本发明实施例提供的另一种显示面板局部俯视示意图，如图9所示，发光器件31的形状接近于六边形，黑矩阵50的第一开口K1的形状与发光器件31的形状基本相同。在环绕第一开口K1的方向上，第一侧壁B1和第二侧壁B2间隔设置。如此设置能够使得第一侧壁B1和第二侧壁B2相对、且成组设置。根据上述图2实施例中相关说明可以知道，在相对设置的第一侧壁B1和第二侧壁B2中，第一侧壁B1倾斜角度和第二侧壁B2倾斜角度相互配合，使得发光器件31发出的部分光线依次经由第一侧壁B1的反射作用和第二侧壁B2的反射作用后射出显示面板，从而提升发光器件31的出光效率。该实施方式中，将第一侧壁B1和第二侧壁B2间隔设置，还能够提升发光器件31向各个方向出光的均匀性。

在一些实施例中，n＝4或5，在环绕第一开口K1的方向上，第一侧壁B1和第二侧壁B2间隔设置。在此不再附图示意。

本发明实施例还提供一种显示装置，图10为本发明实施例提供的显示装置示意图，如10图所示，显示装置包括本发明任一实施例提供的显示面板100。对于显示面板100的结构在上述实施例中已经说明，在此不再赘述。本发明实施例提供的显示装置例如手机、平板计算机、笔记本电脑、电纸书、电视机、智能手表等任何具有显示功能的设备。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括：

衬底；

显示层，位于所述衬底的一侧；所述显示层包括多个发光器件，

黑矩阵，位于所述显示层的远离所述衬底的一侧；所述黑矩阵具有多个第一开口，在垂直于所述衬底所在平面方向上，所述第一开口与所述发光器件交叠；所述第一开口包括在第一方向上相对的第一侧壁和第二侧壁，所述第一方向与所述衬底所在平面平行；

所述第一侧壁和所述衬底所在平面形成的朝向所述第一开口内部的夹角为θ1，所述第二侧壁和所述衬底所在平面形成的朝向所述第一开口内部的夹角为θ2，其中，θ1<90°，θ2>90°。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述显示面板还包括滤光单元，所述滤光单元位于所述显示层的远离所述衬底的一侧，所述滤光单元至少部分位于所述第一开口内、并与所述第一开口的侧壁相接触；

所述滤光单元包括第一滤光部和第二滤光部；在所述第一方向上，所述第一滤光部和所述第一开口的侧壁相接触，所述第二滤光部位于所述第一滤光部的远离所述第一开口的侧壁的一侧；

所述第一滤光部的折射率小于所述第二滤光部的折射率。

3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，

所述滤光单元在所述第一方向上的中心位于所述第二滤光部内。

4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，

在所述第一方向上，第一滤光部的长度L1，在所述第一开口内所述滤光单元的总长度为L0；L1/L0≤0.05。

5.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，

所述第一滤光部的折射率为n1，所述第二滤光部的折射率为n2；其中，1.1<n1<n2<1.45。

6.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，

所述第一滤光部环绕所述第二滤光部设置。

7.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述显示层还包括像素定义层，所述像素定义层包括多个第二开口，所述发光器件位于所述第二开口内；

所述第二开口的侧壁和所述衬底所在平面形成的朝向所述第二开口内部的夹角为θ3，其中，θ2≥θ3。

8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

100°-1/2*arctan(h/d)≤θ1≤80°-1/2*arctan(h/d)，其中，

在垂直于所述衬底所在平面方向上所述发光器件的发光面距所述黑矩阵的距离为h；

在所述第一方向上所述发光器件的发光面远离所述第一侧壁的一端为第一端，所述第一侧壁的靠近所述衬底的一端为第二端，所述第一端和所述第二端之间在所述第一方向上的距离为d。

9.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

在环绕所述第一开口的方向上，所述第一侧壁的长度和所述第二侧壁的长度相等。

10.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，

所述第一开口包括n个所述第一侧壁和n个所述第二侧壁，n为整数，且n≥3，在环绕所述第一开口的方向上，所述第一侧壁和所述第二侧壁间隔设置。

11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至10任一项所述的显示面板。