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CN109920936B - 一种显示面板、其制作方法及显示装置 - Google Patents

一种显示面板、其制作方法及显示装置 Download PDF

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CN109920936B
CN109920936B CN201910208131.1A CN201910208131A CN109920936B CN 109920936 B CN109920936 B CN 109920936B CN 201910208131 A CN201910208131 A CN 201910208131A CN 109920936 B CN109920936 B CN 109920936B
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Abstract

本发明公开了一种显示面板、其制作方法及显示装置，包括：多个发光单元，位于发光单元出光侧的透明基板，以及位于透明基板背离各发光单元一侧表面的至少一层透明膜层；各透明膜层的折射率均小于透明基板的折射率；各透明膜层的折射率沿着发光单元的光出射方向依次减小。在发光单元出射光侧的透明基板之上设置折射率依次减小的至少一层透明膜层，这样减小光线在透明基板向外界出射时的介质折射率差异，那么光线在各介质层交界面的临界角得以增大，可以使大角度出射的光线出射，从而改善大视角出光强度低的问题。

Description

一种显示面板、其制作方法及显示装置
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、其制作方法及显示装置。
背景技术
随着显示技术的迅猛发展，显示器进入到人们生活的方方面面，随着智能终端的普及使用，用于对显示器观看效果也提出了更高要求。
现有的显示器一般采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)或有机发光二极管显示器(Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)，无论哪种显示器的外侧均会包括一块透明保护盖板，这一保护盖板的折射率与环境(如：空气)折射率之间的差异，使得显示器所出射的大角度的光线在入射到保护盖板与环境介质的交界而时发生全反射而无法向外出射，造成不同视角上的亮度差异。
发明内容
本发明提供了一种显示面板、其制作方法及显示装置，用以改善不同视角的亮度差异。
第一方面，本发明提供一种显示面板，包括：多个发光单元，位于所述发光单元出光侧的透明基板，以及位于所述透明基板背离各所述发光单元一侧表面的至少一层透明膜层；
各所述透明膜层的折射率均小于所述透明基板的折射率；各所述透明膜层的折射率沿着所述发光单元的光出射方向依次减小。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示面板中，各所述透明膜层构成多个向背离所述发光单元一侧凸出的凸起结构；
各所述凸起结构分别与各所述发光单元一一对应。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示面板中，所述凸起结构关于对应的所述发光单元的等效发光中心点呈中心对称结构。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示面板中，所述凸起结构为小于等于半球形的球缺体或锥体。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示面板中，所述凸起结构均至少包括：沿所述发光单元的光出射方向依次设置的第一透明膜层和第二透明膜层。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示面板中，所述第一透明膜层的材料为氟化镁，所述第二透明膜层的材料为冰晶石。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示面板中，所述第一透明膜层的边缘的切面与所述透明基板所呈夹角大于或等于20度；
所述第二透明膜层的边缘的切面与所述透明基板所呈夹角大于或等于20度。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示面板中，所述发光单元为顶发射型有机发光二极管器件；
所述显示面板包括：衬底基板和保护盖板；各所述发光单元位于所述衬底基板与所述保护盖板之间；
所述保护盖板作为所述透明基板。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示面板中，所述发光单元为底发射型有机发光二极管器件；
所述显示面板包括：衬底基板和保护盖板；各所述发光单元位于所述衬底基板与所述保护盖板之间；
所述衬底基板作为所述透明基板。
第二方面，本发明提供一种显示装置，包括上述任一显示面板。
第三方面，本发明提供一种显示面板的制作方法，包括：
形成多个发光单元及位于所述发光单元的出光侧的透明基板；
在所述透明基板背离各所述发光单元一侧的表面形成至少一层透明膜层；
其中，各所述透明膜层的折射率均小于所述透明基板的折射率；各所述透明膜层的折射率沿着所述发光单元的光出射方向依次减小。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述制作方法中，所述在所述透明基板背离各所述发光单元一侧的表面形成至少一层透明膜层，包括：
在所述透明基板背离各所述发光单元一侧的表面逐层形成所述透明膜层，每形成一层所述透明膜层均对本次形成的所述透明膜层进行构图，以形成与各所述发光单元一一对应的凸起结构。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述制作方法中，所述在所述透明基板背离各所述发光单元一侧的表面形成至少一层透明膜层，包括：
在所述透明基板背离各所述发光单元一侧的表面逐层形成所述透明膜层，对形成的所有所述透明膜层进行一次构图，以形成与各所述发光单元一一对应的凸起结构。
本发明有益效果如下：
本发明提供的显示面板、其制作方法及显示装置，包括：多个发光单元，位于发光单元出光侧的透明基板，以及位于透明基板背离各发光单元一侧表面的至少一层透明膜层；各透明膜层的折射率均小于透明基板的折射率；各透明膜层的折射率沿着发光单元的光出射方向依次减小。在发光单元出射光侧的透明基板之上设置折射率依次减小的至少一层透明膜层，这样减小光线在透明基板向外界出射时的介质折射率差异，那么光线在各介质层交界面的临界角得以增大，可以使大角度出射的光线出射，从而改善大视角出光强度低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中发光器件标准朗伯分布与实际光强分布的对比图；
图2为本发明实施例提供的光路原理图之一；
图3为本发明实施例提供的显示面板的截面结构示意图之一；
图4为本发明实施例提供的光路原理图之二；
图5为本发明实施例提供的显示面板的截面结构示意图之二；
图6为本发明实施例提供的光路原理图之三；
图7为本发明实施例提供的显示面板的截面结构示意图之三；
图8为本发明实施例提供的显示面板的截面结构示意图之四；
图9为本发明实施例提供的显示面板的截面结构示意图之五；
图10为本发明实施例提供的显示面板的截面结构示意图之六；
图11为本发明实施例提供的显示面板的截面结构示意图之七；
图12为本发明实施例提供的显示面板的制作方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
目前应用的显示器件的外侧一般均会设置用于保护发光器件的保护盖板，通常情况下采用玻璃材料，以OLED显示器为例，OLED器件在9V时的亮度-视角特性曲线如图1所示，其中，白色方块围成的曲线表示OLED器件的标准的朗伯分布(Lambertian distribution)曲线，黑色方块围成的曲线表示OLED器件实际视角与光强分布曲线，由图1可以看出，OLED器件在视角大于40°时，亮度与标准朗伯分布曲线之间发生相当大的分离，器件的发光强度出现大幅下降。这是因为OLED器件出射光线在入射到保护玻璃后，由于玻璃相对于空气(器件所处环境)的折射率较高，当光线以大角度(对应于大视角出射光线)入射到玻璃与空气的交界面时，会产生全反射，具体可参见如图2，发光点O出射的三种不同角度的光线a、b、c分别入射到保护玻璃，且入射到玻璃的入射角度依次增大，其中光线a垂直入射玻璃，光线b以小于临界角入射的光线，光线c表示大于或等于临界角入射的光线。根据光的全反射原理可知，当光以光密介质入射到光疏介质时，会发生光的全反射现象，当光线以大于或等于临界角的角度入射到光密介质和光疏介质的交界而时，则光线只能反射而无法出射。这样，也就造成了发光器件大角度出射的光线无法穿过保护玻璃向外出射，那么在大角度下观看显示器的亮度与正视角下观看显示器的亮度将产生较大差异。
有鉴于此，本发明实施例的第一方面，提供一种显示面板，如图3所示，本发明实施例提供的显示面板，包括：多个发光单元11，位于发光单元11出光侧的透明基板12，以及位于透明基板12背离各发光单元11一侧表面的至少一层透明膜层13。
本发明实施例的图1中示出了包括三个透明膜层的情况。其中，各透明膜层13的折射率均小于透明基板12的折射率；各透明膜层13的折射率沿着发光单元11的光出射方向依次减小。
本发明实施例提供的上述显示面板，一般处于空气环境中，空气折射率为1，上述各透明膜层13的折射率通常均大于空气折射率。在发光单元11出射光侧的透明基板之上设置折射率依次减小的至少一层透明膜层，这样减小光线在透明基板向外界出射时的介质折射率差异，那么光线在各介质层交界面的临界角得以增大，可以使大角度出射的光线出射，从而改善大视角出光强度低的问题。
具体可参见图4所示的原理图，同样的发光点O出射的同样的三种不同角度的光线a、b、c分别入射到透明基板12，且入射到透明基板12的入射角度依次增大，原本可以出射的光线a和b在入射到透明基板12之后可以向透明膜层13出射，而原本无法向外出射的光线c，由于增加了透明膜层13，使透明基板12与透明膜层12之间的折射率差异减小，此时可以向透明膜层13出射。并且，透明膜层13的折射率与环境介质折射率(例如，空气折射率为1)的差异也小于透明基板12与环境介质的折射率差异，因此，即使以大角度入射到透明膜层13与环境介质交界面的光线，仍然可以小于该交界面的临界角，光线可以向外出射，由此增大了大视角下显示面板的出光强度，从而减小各视角下的亮度差异。
进一步地，如图5所示，在本发明实施例提供的上述显示面板中，各透明膜层13构成多个向背离发光单元11一侧凸出的凸起结构T；各凸起结构T分别与各发光单元11一一对应。将透明基板12出光面的透明膜层设置为与发光单元11一一对应的凸起结构，可以有效减小光线入射到透明膜层13与环境介质交界面的入射角度，由此可以使原本更大角度出射的光线可以向外出射。
具体可观看图6所示的原理图，同样的发光点O出射的同样的三种不同角度的光线a、b、c分别入射到透明基板12，且入射到透明基板12的入射角度依次增大。对比图4与图6中的光线b和c，由于将透明膜层13设置成凸起结构T，凸起结构T与透明基板12之间形成一定的坡角，那么相比于图4中光线入射到平面的透明膜层13与环境介质的交界面，图6中光线入射到斜面的透明膜层13与环境介质的交界而时的入射角度会明显减小，从而也就加大了入射角度与临界角度之间的差距，可以使大角度光线得以从透明膜层13中向外出射。
在具体实施时，由于发光单元11的出射光线呈中心发散的趋势向透明基板12一侧出射，因此，相应地可将与发光单元11一一对应的凸起结构T设置成关于对应的发光单元的等效发光中心点呈中心对称的结构。这样可以更好地接收发光单元11的光线，增大各发光单元11大角度光线的出射强度。通常情况下，可以发光单元出光面的几何中心点作为上述等效发光中心点，此时可将发光单元等效为点光源，可以减化模拟凸起结构形状的难度。
在实际应用中，如图5所示，可将各凸起结构T设置为小于或等于半球形的球缺体；或者，如图7所示，也可以将各凸起结构T设置为锥体。除此之外，只要发光单元11的外围，在接收大角度出射光线的位置将凸起结构T设置与透明基板12之间形成一定角度的坡面，就可以用来减小光线入射到透明膜层与环境介质交界而的入射角。因此，在实际应用中凡利用本发明的上述原理设置的其它结构、其它形状均属于本发明的保护范围。
在实际应用中，上述透明基板12通常采用玻璃材料，显示面板通常置于空气环境中，而玻璃材料的折射率大约为1.5，空气的折射率为1，为了使透明基板与空气介质之间存在缓慢的折射率过渡，可优选采用两层以上的透明膜层设置于透明基板12的出光侧。
在一种可实施的方式中，如图8所示，凸起结构T至少包括：沿发光单元11的光出射方向依次设置的第一透明膜层131和第二透明膜层132。第一透明膜层131的折射率小于透明基板12的折射率，第二透明膜层132的折射率小于第一透明膜层131的折射率，环境介质折射率小于第二透明膜层132的折射率。
在实际应用中，透明基板12通常采用玻璃基板，折射率约为1.5，那么第一透明膜层131的材料可采用氟化镁，折射率约为1.4；第二透明膜层132的材料可采用冰晶石，折射率约为1.33。全反射临界角的计算式为：θ＝arcsin(n2/n1)，其中，θ表示临界角，n1表示光密介质，n2表示光疏介质。当两种介质的折射率确定之后，在两种介质的交界面发生会反射的临界角也随之确定。当透明基板12表面不设置任何透明膜层时，光线由透明基板12直接入射到空气中，临界角为41度，即大于41度出射的光线均会被透明基板12全反射回显示面板内部，而无法向外出射，造成大视角下显示亮度低。如果在透明基板12的表面设置两层平整的第一透明膜层131和第二透明膜层132，那么光线由透明基板12入射到氟化镁膜层时，根据上式计算出临界角为69度，有效增大临界角，使更多的大角度光线得以出射。光线由氟化镁膜层入射到冰晶石膜层时，临界角为72度，因此出射至氟化镁膜层的光线均可以出射至冰晶石膜层。光线由冰晶石膜层入射到空气时，临界角为48度，由此可见还是有一部分大角度的光线无法直接由冰晶石膜层出射出来，但相比于不设置任何透明膜层的情况，出射角度已经有一定程度的改善。
为了进一步增加大角度光线的出射，本发明实施例将上述第一透明膜层131与第二透明膜层132设置成与发光单元11一一对应的凸起结构T，使透明膜层相对于透明基板12的平面形成坡面，那么光线在入射到氟化镁膜层与冰晶石膜层的交界面，或者入射到冰晶石与空气的交界面时，同样视角出射的光线在交界面的入射角会减小，从而拉大与交界面的临界角之间的差距，使更多大角度的光线可以出射。
根据各透明膜层13的折射率的差异，可以计算出凸起结构T的边缘切面与透明基板12之间的适宜夹角。采用上述氟化镁第一透明膜层和冰晶石第二透明膜层时，可以设置第一透明膜层131的边缘的切面与透明基板12所呈夹角大于或等于20度；设置第二透明膜层132的边缘的切面与透明基板12所呈夹角大于或等于20度。那么在冰晶石膜层与空气介质交界面出射的光线视角可增加到68度。在采用其它材料形成上述透明膜层时，需要根据实际选用的透明膜层的折射率来设置上述夹角，目的在于使更多的大视角光线可以小于临界角的入射角度入射到透明膜层之间或透明膜层与空气介质的交界面，使大视角光线可以向外出射，降低显示面板大视角与正视角的亮度差异。
本发明实施例提供的上述显示面板可为OLED显示面板，也可以为LCD显示面板。当显示面板为OLED显示面板时，可以分为顶发射型显示面板和底发射型显示面板。如图9所示，当发光单元11为顶发射有机发光二极管器件时，显示面板包括：衬底基板G1和保护盖板G2；各发光单元11位于衬底基板G1与保护盖板G2之间。在这种情况下保护盖板G2作为上述透明基板12，因此透明膜层需要设置在保护盖板G2的表面。
如图10所示，当发光单元11为底发射有机发光二极管器件时，显示面板包括：衬底基板G1和保护盖板G2；各发光单元11位于衬底基板G1与保护盖板G2之间。在这种情况下衬底基板G1作为上述透明基板12，因此透明膜层需要设置在衬底基板G1的表面。
OLED显示面板中，有机发光二极管器件可以包括：在衬底基板上依次设置的阳极、发光层和阴极。其中，阳极具有与发光单元一一对应的图形，阴极整面制作，因此位于发光单元出光侧的各凸起结构T可以阳极的尺寸对应设置，至少覆盖阳极所在区域。
如图11所示，上述显示面板还可以为液晶显示面板，液晶显示面板包括：相对而置的阵列基板A和对向基板C，液晶显示面板的光线一般由对向基板C侧发出，因此对向基板中的衬底基板可作为上述透明基板12。在对向基板的衬底基板表面制作上述透明膜层，可以改善显示面板不同视角下的亮度差异。
本发明实施例的第二方面，提供一种显示装置，该显示装置包括上述任一显示面板。该显示装置可以为液晶面板、液晶显示器、液晶电视、有机发光二极管(Organic LightEmitting Diode，OLED)面板、OLED显示器、OLED电视或电子纸等显示装置。由于该显示装置解决问题的原理与上述显示面板相似，因此该显示装置的实施可以参见上述显示面板的实施，重复之处不再赘述。
本发明实施例的第三方面，提供一种显示面板的制作方法，如图12所示，本发明实施例提供的上述制作方法，可以包括以下步骤：
S10、形成多个发光单元及位于发光单元的出光侧的透明基板；
S20、在透明基板背离各发光单元一侧的表面形成至少一层透明膜层；
其中，各透明膜层的折射率均小于透明基板的折射率；各透明膜层的折射率沿着发光单元的光出射方向依次减小。
采用本发明实施例提供的上述制作方法制作而成的显示面板，在发光单元出射光侧的透明基板之上设置折射率依次减小的至少一层透明膜层，这样减小光线在透明基板向外界出射时的介质折射率差异，那么光线在各介质层交界面的临界角得以增大，可以使大角度出射的光线出射，从而改善大视角出光强度低的问题。
在实际制作过程中，可将位于透明基板出光侧的各透明膜层设置为与发光单元一一对应的凸起结构。在一种可实施的方式中，在上述步骤S20中，在透明基板背离各发光单元一侧的表面形成至少一层透明膜层，包括：
在透明基板背离各发光单元一侧的表面逐层形成透明膜层，每形成一层透明膜层均对本次形成的透明膜层进行构图，以形成与各发光单元一一对应的凸起结构。
在这种实施方式中，可每形成一层透明膜层，就对该次形成的透明膜层进行一次构图，从而形成与发光单元一一对应的凸起结构。构图工艺可采用刻蚀工艺，对透明膜层的构图可采用半色调掩膜板，从而在对透明膜层进行曝光时，可使透过区域边缘位置的刻蚀深度大于中心区域的刻蚀深度，形成上述凸起结构。采用这种方式可以使每层透明膜层均与透明基板之间形成一定的坡度，有利于大角度光线的出射。
在另一种可实施的方式中，在上述步骤S20中，在透明基板背离各发光单元一侧的表面形成至少一层透明膜层，包括：
在透明基板背离各发光单元一侧的表面逐层形成透明膜层，对形成的所有透明膜层进行一次构图，以形成与各发光单元一一对应的凸起结构。
在这种实施方式中，可将所有的透明膜层均形成之后，仅采用一次构图对所有的透明膜层进行刻蚀，从而形成与发光单元一一对应的凸起结构。同样地，该构图工艺可采用刻蚀工艺，可以采用半色调掩膜板进行刻蚀，采用这种方式形成的凸起结构只有最外层的透明膜层与透明基板之间具有坡角，仍然可以对大角度光线的出射有一定的改善，并且这种制作工艺仅需要刻蚀一次透明膜层，大大简化了制作工艺。
本发明实施例提供的上述制作方法中，构图工艺可以采用刻蚀工艺，也可以采用其它可以形成上述图形的制作工艺，在此不做限定。
本发明实施例提供的显示面板、其制作方法及显示装置，包括：多个发光单元，位于发光单元出光侧的透明基板，以及位于透明基板背离各发光单元一侧表面的至少一层透明膜层；各透明膜层的折射率均小于透明基板的折射率；各透明膜层的折射率沿着发光单元的光出射方向依次减小。在发光单元出射光侧的透明基板之上设置折射率依次减小的至少一层透明膜层，这样减小光线在透明基板向外界出射时的介质折射率差异，那么光线在各介质层交界面的临界角得以增大，可以使大角度出射的光线出射，从而改善大视角出光强度低的问题。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：多个发光单元，位于所述发光单元出光侧的透明基板，以及位于所述透明基板背离各所述发光单元一侧表面的至少一层透明膜层；所述透明基板为衬底基板或保护盖板；所述透明膜层与所述透明基板直接接触；
各所述透明膜层的折射率均小于所述透明基板的折射率；各所述透明膜层的折射率沿着所述发光单元的光出射方向依次减小；
各所述透明膜层构成多个向背离所述发光单元一侧凸出的凸起结构；各所述凸起结构分别与各所述发光单元一一对应。
2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述凸起结构关于对应的所述发光单元的等效发光中心点呈中心对称结构。
3.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述凸起结构为小于等于半球形的球缺体或锥体。
4.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述凸起结构均至少包括：沿所述发光单元的光出射方向依次设置的第一透明膜层和第二透明膜层。
5.如权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述第一透明膜层的材料为氟化镁，所述第二透明膜层的材料为冰晶石。
6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述第一透明膜层的边缘的切面与所述透明基板所呈夹角大于或等于20度；
所述第二透明膜层的边缘的切面与所述透明基板所呈夹角大于或等于20度。
7.如权利要求1-6任一项所述的显示面板，其特征在于，所述发光单元为顶发射型有机发光二极管器件；
所述显示面板包括：衬底基板和保护盖板；各所述发光单元位于所述衬底基板与所述保护盖板之间；
所述保护盖板作为所述透明基板。
8.如权利要求1-6任一项所述的显示面板，其特征在于，所述发光单元为底发射型有机发光二极管器件；
所述显示面板包括：衬底基板和保护盖板；各所述发光单元位于所述衬底基板与所述保护盖板之间；
所述衬底基板作为所述透明基板。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的显示面板。
10.一种显示面板的制作方法，其特征在于，包括：
形成多个发光单元及位于所述发光单元的出光侧的透明基板；
在所述透明基板背离各所述发光单元一侧的表面形成至少一层透明膜层；
其中，所述透明基板为衬底基板或保护盖板；所述透明膜层与所述透明基板直接接触；各所述透明膜层的折射率均小于所述透明基板的折射率；各所述透明膜层的折射率沿着所述发光单元的光出射方向依次减小；
各所述透明膜层构成多个向背离所述发光单元一侧凸出的凸起结构；各所述凸起结构分别与各所述发光单元一一对应。
11.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述在所述透明基板背离各所述发光单元一侧的表面形成至少一层透明膜层，包括：
在所述透明基板背离各所述发光单元一侧的表面逐层形成所述透明膜层，每形成一层所述透明膜层均对本次形成的所述透明膜层进行构图，以形成与各所述发光单元一一对应的凸起结构。
12.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述在所述透明基板背离各所述发光单元一侧的表面形成至少一层透明膜层，包括：
在所述透明基板背离各所述发光单元一侧的表面逐层形成所述透明膜层，对形成的所有所述透明膜层进行一次构图，以形成与各所述发光单元一一对应的凸起结构。
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