CN111862816B - 一种显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示面板，包括衬底，位于衬底上的一个像素阵列，像素阵列包括呈垂直正交排列的多个像素，像素包括多个子像素，子像素包括顺次层叠的驱动电路层、起伏结构层以及发光元件层，至少一个子像素内的起伏结构层包括多个凹凸结构，凹凸结构的数量沿着垂直正交的第一和/或第二方向从像素阵列的中心向着周边单调地减少或增加，由此改进了显示面板的显示效果的空间均匀性。

Description

一种显示面板

技术领域

本发明涉及显示面板技术领域，尤其涉及一种显示面板。

背景技术

近年来，显示面板在移动显示终端屏幕和显示屏上逐渐占据主流。显示面板包括阵列排布的多个子像素，每个子像素包括像素驱动电路以及与该像素驱动电路电连接的发光元件。

随着显示屏幕分辨率的逐渐提高，每个显示面板中的发光像素的尺寸逐渐发展到微米级别，但随着发光像素尺寸的减小，单位面积的发光像素的发光强度随着像素尺寸的缩小而降低。现有技术中，一般通过提高驱动电压或者电流密度，进而提高显示面板的发光亮度。但是通过提高驱动电压或者电流密度提高显示面板的发光亮度的方式，会由于信号线压降或者观看视角的原因，出现显示面板中心区域和边缘区的亮度存在差异，导致画面显示亮度不均的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种显示面板，以提高显示面板的显示效果。

本发明实施例提供了一种显示面板，包括：

衬底；

位于所述衬底上的一个像素阵列；所述像素阵列包括呈垂直正交排列的多个像素；所述像素包括多个子像素；所述子像素包括顺次层叠的驱动电路层、起伏结构层以及发光元件层；

至少一个所述子像素内的所述起伏结构层包括多个凹凸结构；

所述凹凸结构的数量沿着垂直正交的第一和/或第二方向从所述像素阵列的中心向着周边单调地减少或增加。

本发明实施例提供的显示面板，通过在起伏结构层设置凹凸结构，增加了子像素的发光面积，从而可以提高发光亮度。而设置像素内的凹凸结构的数量沿着垂直正交的第一和/或第二方向从像素阵列的中心向着周边单调地减少时，可以避免因显示面板的电源线的阻抗产生的压降引起显示面板的中心处发光元件层的驱动电压小于周边处的发光元件层的驱动电压，避免显示面板的中心处发光元件层的亮度小于周边处的发光元件层的亮度。设置像素内的凹凸结构的数量沿着垂直正交的第一和/或第二方向从像素阵列的中心向着周边单调地增加时，可以避免因显示面板在黑暗中放映时，显示面板周边显得比中心暗或人眼观察在观察大屏幕的时候，由于屏幕周边对于人眼的视角较大，而到达人眼的光线微弱的现象。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图；

图2是图1提供的显示面板沿AA'的剖面结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种显示面板凹凸结构的排布结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种显示面板凹凸结构的排布结构示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种显示面板凹凸结构的排布结构示意图；

图7是本发明实施例提供的又一种显示面板凹凸结构的排布结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种显示面板光通量的仿真的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供一种显示面板，包括：衬底，位于衬底上的一个像素阵列，像素阵列包括呈垂直正交排列的多个像素，像素包括多个子像素，子像素包括顺次层叠的驱动电路层、起伏结构层以及发光元件层，至少一个子像素内的起伏结构层包括多个凹凸结构，凹凸结构的数量沿着垂直正交的第一和/或第二方向从像素阵列的中心向着周边单调地减少或增加。采用上述技术方案，通过在发光元件层靠近衬底一侧设置起伏结构层，起伏结构层包括凹凸结构，增加了子像素的发光面积，从而可以提高发光亮度。而设置凹凸结构的数量沿着垂直正交的第一和/或第二方向从像素阵列的中心向着周边单调地减少时，可以避免因显示面板的电源线的阻抗产生的压降引起显示面板的中心处发光元件层的驱动电压小于周边处的发光元件层的驱动电压，避免显示面板的中心处发光元件层的亮度小于周边处的发光元件层的亮度。设置凹凸结构的数量沿着垂直正交的第一和/或第二方向从像素阵列的中心向着周边单调地增加时，可以避免因显示面板在黑暗中放映时，显示面板周边显得比中心暗或人眼观察在观察大屏幕的时候，由于屏幕周边对于人眼的视角较大，而到达人眼的光线微弱的现象。

图1是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图，图2是图1提供的显示面板沿AA'的剖面结构示意图，图3是本发明实施例提供的一种显示面板凹凸结构的排布结构示意图，如图1、图2和图3所示，显示面板包括衬底10，位于衬底10上的一个像素阵列100，像素阵列100包括呈垂直正交排列的多个像素110，像素110包括多个子像素120，子像素120包括顺次层叠的驱动电路层20、起伏结构层30以及发光元件层40，至少一个子像素120内的起伏结构层30包括多个凹凸结构310，凹凸结构310的数量沿着垂直正交的第一和/或第二方向从像素阵列100的中心向着周边单调地减少或增加(图3示例性表示像素110内的凹凸结构310的数量沿着第一方向X从像素阵列100的中心向着周边单调地减少，其中，第一方向X为沿着像素阵列行方向，第二方向Y为沿着像素阵列列方向)。

如图1和图2所示，通过设置起伏结构层30，且起伏结构层30包括多个凹凸结构310，当在起伏结构层30上形成发光元件层40后，由于凹凸结构310的存在，会使得在起伏结构层30上形成的发光元件层40的发光面积增加，当显示面板应用在高分辨率的显示领域时，即使高分辨率的显示面板中的子像素较小，但通过设置起伏结构30可以保证较小的子像素具有较高的发光亮度，可以提高显示面板的显示效果。

需要说明的是，图2示例性表示形成的发光元件层40的表面起伏与起伏结构层30起伏轮廓完全相同。实际制备工艺中，在起伏结构层30上形成的发光元件层40的表面起伏与起伏结构层30起伏轮廓有可能稍有差异，可能是近似相同的情况。考虑到制备工艺存在误差，因此只要保证形成的发光元件层40与起伏结构层30的形状近似相同即可。

如图3所示，当显示面板应用于大显示屏时，此时显示面板的像素110较多，而像素110的驱动电路通过电源线获取外部的驱动电压时，显示面板中心位置处像素110的驱动电路需连接较长的电源线，因此会存在部分驱动电压被电源线的电阻损耗严重的现象，从而实际提供给显示面板中心位置处的像素110的驱动电压会降低，因此出现显示面板中心位置处比显示面板周边位置处发光亮度暗。有鉴于此，本发明中通过设置凹凸结构310的数量从像素阵列的边缘向着中心逐渐增加，即使像素阵列的中心位置处的驱动电压有所降低，增加的凹凸结构310可以增大中心位置处像素110的发光面积，从而补偿由于驱动电压降低导致的像素发光亮度的衰减。

如图4所示，当显示面板在黑暗中放映时，由于人眼视觉效果，会存在人眼观察显示面板时存在显示面板的周边显得比中心暗，亦或者是人眼在观察大屏幕的时候，由于屏幕左右边缘对于人眼的视角较大，而到达人眼的光线较微弱的现象，因此，可以设置凹凸结构310的数量从像素阵列的边缘向着中心逐渐减少，避免因显示面板在黑暗中放映时，显示面板周边显得比中心暗或人眼观察在观察大屏幕的时候，由于屏幕左右边缘对于人眼的视角较大，而到达人眼的光线微弱的现象。

可选的，如图1所示，像素110包括红色子像素R、绿色子像素G以及蓝色子像素B，或者如图5所示，像素110包括红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B以及白色子像素W。

需要说明的是，显示面板的像素阵列100中的多个像素110可以包括红色子像素R、绿色子像素G以及蓝色子像素B，也可以包括红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B以及白色子像素W。

进一步的，图1示例性的以像素110包括红色子像素R、绿色子像素G以及蓝色子像素B为例进行介绍。在其他实施方式中，可以根据显示面板的设计需求选择像素110中包含的子像素的颜色以及数量。本发明实施例对像素110中的子像素颜色的设置、数量以及子像素排列不做限定。

可选的，继续参见图3所示，像素阵列100还包括沿着第一方向X延伸的第一电源线130，凹凸结构310的数量则沿着第一电源线130的方向从像素阵列100的中心向着周边单调地减少。

如图3所示，显示面板包括驱动IC200、电源母线300和第一电源线130，当显示面板进行显示时，驱动IC200通过电源母线300向第一电源线130输出驱动电压进而实现像素110驱动，当第一电源线120沿着第一方向X延伸时，此时第一电源线130沿第一方向X延伸的靠近电源母线300的周边区的像素110通过第一电源线120获取外部的驱动电压，且沿第一方向X延伸与电源母线300连接的周边区的第一电源线120的压降较小，而沿第一方向X靠近像素阵列100中心位置处像素110的驱动电路需连接较长的第一电源线，因此会存在部分驱动电压被第一电源线的电阻损耗严重的现象，从而实际提供给显示面板中心位置处的像素110的驱动电压会降低，出现显示面板中心位置处比边缘位置处发光亮度暗，因此设置像素110内的凹凸结构310的数量从像素阵列的边缘向着中心逐渐增加，即使像素阵列的中间部位的驱动电压有所降低，增加的凹凸结构310可以增大中心位置处像素110的发光面积，从而补偿由于驱动电压降低导致的像素发光亮度的衰减。

可选的，如图6所示，像素阵列100还包括沿着第二方向Y延伸的第二电源线130，凹凸结构310的数量则沿着第二电源线130的方向从像素阵列100的中心向着周边单调地减少。

如图6所示，当第二电源线140沿着第二方向Y延伸时，此时设置凹凸结构310的数量则沿着第二电源线140的方向从像素阵列100的中心向着周边单调地减少的原理与图3所述原理一致，此处不再一一赘述。

进一步的，如图7所示，当像素阵列100既包括沿着第一方向X延伸的第一电源线130，还包括沿着第二方向Y延伸的第二电源线140时，此时像素阵列100中像素110内的凹凸结构310分布从像素阵列100的中心沿着第一方向X和第二方向Y单调的减少，即像素阵列中凹凸结构的排布趋于中心对称。

可选的，继续参见图4，第一方向X和观察者两眼的连线平行，凹凸结构310的数量则沿着第一方向X从像素阵列100的中心向着周边单调地增加。

进一步的，当设置的第一方向X与观察者两眼的连线平行，此时根据人眼的视觉误差，显示面板在黑暗环境播放或者在大屏幕显示时，会存在面板周边比中心暗的现象，因此可以设置凹凸结构310的数量则沿着第一方向X从像素阵列100的中心向着周边单调地增加，提高显示面板像素阵列100的边缘处的凹凸结构310的数量进而增减显示面板边缘的显示亮度。

可选的，子像素120所在区域内凹凸结构310越多，该子像素120的发光元件层40的驱动电压越小。

显示面板中像素内的驱动电路包括至少一个驱动晶体管，其与发光元件层串联，通过调节驱动晶体管的栅极可以改变该驱动晶体管的等效串联电阻从而改变消耗在驱动晶体管上的分压。而对于施加的同样大小的外加电压来说，可以改变施加在发光元件层40两端的电压。发光元件层40的凹凸结构310越多，发光元件层40的驱动电压可以越小，进而保证不同颜色的子像素发出的总的光子数量相同，提高显示面板的显示效果。因此当子像素所在区域内凹凸结构310越多时，可以设置该子像素的发光元件层40的驱动电压越小，保证不同颜色子像素发出的总的光子数量不变。

需要说明的是，可以根据像素内的驱动电路采用的是NMOS还是PMOS以及VDD的极性，调节驱动晶体管的栅极电压与发光元件层的驱动电压的关系。

进一步的，在各子像素的发光元件层40发出光子数量相同的前提下，凹凸结构310多的发光元件层40由于有效发光面积较大，其驱动电压可以略低，虽然驱动电压的降低使得发光元件层40单位面积的发光数量有所降低，但是由于发光元件层40发光面积的增大可以补偿驱动电压的降低，从而保证了不同颜色子像素的总的发出光子数量不变。而现有技术中调整各个子像素的发出光子数量的方法包括改变驱动电压和像素尺寸，当显示面板中像素尺寸相同的时候，只能改变调节驱动电压进而调节子像素的发出光子数量。本发明提供了另外一种途径，即通过增减不同颜色子像素内发光元件层发光面的凹凸结构的数量来调节不同颜色子像素的发光亮度，扩大了显示画面的亮暗对比度与动态亮度显示范围。

可选的，显示面板包括弯曲部和非弯曲部，弯曲部的子像素120内的凹凸结构310的数量小于非弯曲部的子像素120内的凹凸结构310的数量。

当显示面板存在弯曲部时，在显示面板的弯曲处，会存在部分大角度光线的泄露或者由于弯曲处显示面板的凸透镜聚焦效应，人眼会觉得显示面板弯曲处显示比较亮的现象，因此可以适当降低弯曲部的子像素120内凹凸结构的数量进而降低弯曲部的显示亮度，保证显示面板显示亮度的均一性。

可选的，显示面板中各个凹凸结构310的形状相同。

通过设置显示面板中各个凹凸结构310的形状相同，即在制备工艺中采用相同的掩膜版实现对子像素120内凹凸结构的制备，降低了制备工艺的复杂度，提高了制备效率。

可选的，凹凸结构310在子像素120所在区域内均匀排布。

通过设置凹凸结构310在子像素120所在区域内均匀排布，避免存在部分子像素120内凹凸结构310有的排布过密而有的排布过疏，有的凹凸结构靠近子像素中心而有的凹凸结构靠近子像素边缘，从而可以简化凹凸结构制备工艺。

可选的，继续参见图2，凹凸结构的最大高度差h大于发光元件层40的厚度d。

在制备显示面板的过程中，一般通过蒸镀的方式在起伏结构层30上形成发光元件层40。当采用现有技术中的蒸镀工艺制备发光元件层40时，申请人发现，设置凹凸结构310的最大高度差h大于发光元件层40的厚度d时，可以明显增大发光元件层的发光面积，改善显示面板发光元件的发光效率。当凹凸结构310的最大高度差h较小时，此时设置在凹凸结构310上的发光元件层40的发光面积较小，无法较好的改善显示面板发光元件的发光效率。例如采用蒸镀工艺形成的显示面板中的发光元件层40的厚度d为100nm时，此时设置凹凸结构310的最大高度差h大于100nm时，可明显的改善显示面板发光元件的发光效率，提高显示面板的显示效果。

需要说明的是，由于制备工艺的误差，呈周期性排列的多个凹凸结构310不一定完全一样，只要保证相邻凹凸结构310的凸起处之间的距离相等，或相邻凹凸结构310的凹陷处之间的距离相等即表示凹凸结构310呈广义的周期性排列即可。

进一步的，继续参见图2，凹凸结构310的相邻凸起的间距L大于或等于两倍的发光元件层40的厚度d。

如图1所示，凹凸结构310A的凸起处为A点，凹凸结构310B的凸起处为B点，凹凸结构310A的凸起处A点与凹凸结构310B的凸起处B点之间的距离为L，发光元件层的厚度d，则L和d满足L≥2d。

由于起伏结构层30存在凹凸结构310，而在凹凸结构310的表面蒸镀形成发光元件层40的过程中会容易出现发光元件层40断裂的现象。为了保证发光元件层40与起伏结构层30的凹凸结构310紧密接触且避免在蒸镀过程中因发光元件层40内部应力而出现发光元件层40断裂的现象，可设置相邻两凹凸结构310的凸起处之间的距离L与发光元件层的厚度d满足：L≥2d，减小发光元件层40内部应力进而避免出现发光元件层40断裂的问题。

本发明实施例中设置的起伏结构层可以根据实际设计需求选择不同的曲面形状，例如如图2所示，起伏结构层30包括周期性排列的多个形状相同的凹凸结构310，周期性排列的凹凸结构310的表面轮廓呈正弦函数波形。

可选的，继续参见图2，起伏结构层30包括周期性排列的多个凹凸结构310，凹凸结构的最大高度差h大于或等于凹凸结构的相邻凸起的间距L的三分之一，小于或等于L的两倍。

如图2所示，当周期性排列的凹凸结构310的表面轮廓呈正弦函数波形时，设置凹凸结构310的表面轮廓的函数满足：

对公式(1)函数求导求解可得凹凸结构310的表面轮廓的最大坡度的倾斜角θ_m满足：

其中，h为凹凸结构310的表面轮廓中正弦函数波形中凹凸结构310的凸起处与凹陷处的高度差，L为正弦函数波形中相邻的凹凸结构310的凸起处之间的距离。

当选取凹凸结构310的表面轮廓的倾斜角θ_m为75°时，此时求解公式(2)得申请人发现，当设置凹凸结构310的最大高度差h与相邻的凹凸结构的凸起处之间的距离L之间满足：/>时，此时凹凸结构310的表面轮廓的倾斜角θ_m在43°到81°之间时，可在避免显示面板中发光元件层40断裂的基础上增大发光元件层40的发光面积，因此设置凹凸结构320的最大高度差h与相邻的凹凸结构的凸起处之间的距离L之间满足：

需要说明的是，设置凹凸结构310的最大高度差h与相邻的凹凸结构310的凸起处之间的距离L之间满足公式：是根据当凹凸结构310的表面轮廓呈正弦函数波形时求解得到了，更进一步的，当凹凸结构310的表面轮廓呈其它函数时该求解方法也同样适用，此处不再一一赘述。

可选的，起伏结构层30的凹凸结构310的最小曲率半径ρ大于或等于发光元件层40厚度的一半。

以凹凸结构310的表面轮廓呈正弦函数波形为例，当周期性排列的凹凸结构310的表面轮廓呈正弦函数波形且满足公式(1)时，此时通过求解可得到在凹凸结构310表面峰值位置处(即凹凸结构的凸起处)的曲率半径表达式满足：

由于在凹凸结构310的凸起处的曲面半径最小，因此在凹凸结构310上蒸镀的发光元件层40的内部张力最大，容易出现凹凸结构310的断裂。为了避免因发光元件层40内部张力的作用造成发光元件层40断裂的现象，设置凹凸结构310的最小曲率半径ρ与发光元件层40的厚度d之间满足：即/>例如，当设置发光元件层40的厚度d为100nm，相邻的凹凸结构310的凸起处之间的距离L为1000nm时，根据/>和/>可求得h的值的范围，进而确定起伏结构层中的凹凸结构。

进一步的，由公式(1)-(3)可求得将发光元件层40设置在起伏结构层30上的发光元件层40的发光面积与未设置起伏结构层30的发光元件层40的发光面积之间的比值满足：

通过对公式(4)仿真求解可得到如图8所示的仿真结果示意图，如图6所示，当凹凸结构310的凸起处与凹陷处的高度差h与相邻的凹凸结构310的凸起处之间的距离L的比值为1的时候，显示面板的有效发光面积即显示面板的发光强度增加了2.2倍，显著提高了显示面板的发光效率。

需要说明的是，上述实施例以凹凸结构310的表面轮廓呈正弦函数波形为例进行说明，但在实际产品生产中，由于制作工艺差异等原因，在一定尺寸误差范围之内，比如凹凸结构310的表面轮廓呈近似正弦函数波形或者趋近于正弦函数波形均可以实现本发明的有益效果，因此，凹凸曲面呈近似正弦波形或呈趋近于正弦波形的函数都在本发明的保护范围之内。

应该注意的是，上述仅为本发明人在提交发明申请之时根据所揭示的技术原理所构思的若干较佳的实施例。本领域技术人员应该明白，本发明则不限于这里所述的特定实施例，本领域技术人员对此进行的各种显而易见的改变、重新调整，各种组合，或者替代，都不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思和概念的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围则由所附的权利要求范围来决定。

Claims (11)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：

衬底；

位于所述衬底上的一个像素阵列；所述像素阵列包括呈垂直正交排列的多个像素；所述像素包括多个子像素；所述子像素包括顺次层叠的驱动电路层、起伏结构层以及发光元件层；

至少一个所述子像素内的所述起伏结构层包括多个凹凸结构；

所述凹凸结构的数量沿着垂直正交的第一和/或第二方向从所述像素阵列的中心向着周边单调地减少，所述凹凸结构用以增大中心位置处像素的发光面积，从而补偿由于驱动电压降低导致的像素发光亮度的衰减；

所述像素阵列还包括沿着所述第一方向延伸的第一电源线；所述凹凸结构的数量则沿着所述第一电源线的方向从所述像素阵列的中心向着周边单调地减少，所述凹凸结构用以增大中心位置处像素的发光面积，从而补偿由于驱动电压降低导致的像素发光亮度的衰减；

所述凹凸结构的相邻凸起的间距L大于或等于两倍的所述发光元件层的厚度d。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述像素包括红色子像素、绿色子像素以及蓝色子像素；或者，所述像素包括红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素以及白色子像素。

3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述像素阵列还包括沿着所述第二方向延伸的第二电源线；所述凹凸结构的数量则沿着所述第二电源线的方向从所述像素阵列的中心向着周边单调地减少。

4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述子像素所在区域内凹凸结构越多，该所述子像素的发光元件层的驱动电压越小。

5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，显示面板包括弯曲部和非弯曲部；所述弯曲部的所述子像素内的所述凹凸结构的数量小于所述非弯曲部的所述子像素内的所述凹凸结构的数量。

6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，显示面板中各个所述凹凸结构的形状相同。

7.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述凹凸结构在所述子像素所在区域内均匀排布。

8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述凹凸结构的最大高度差h大于所述发光元件层的厚度d。

9.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述凹凸结构的表面轮廓呈正弦函数波形。

10.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述凹凸结构的最大高度差h大于或等于所述凹凸结构的相邻凸起的间距L的三分之一，小于或等于所述L的两倍。

11.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述起伏结构层的凹凸结构的最小曲率半径ρ大于或等于所述发光元件层厚度的一半。