CN117998909A - 显示面板、显示屏和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种显示面板、显示屏和电子设备,显示面板包括多个阳极、像素定义层、空穴功能层、多个发光层、至少一个有机连接层、电子功能层和阴极,多个阳极中的任意相邻的两个阳极均被像素定义层隔绝,多个阳极、空穴功能层、多个发光层、电子功能层和阴极依次层叠;每个有机连接层连接于相邻的两个发光层之间;每个有机连接层的材料包括主体材料和掺杂在主体材料中的掺杂材料,每个有机连接层在任一横向上的方阻均大于或等于1GΩ/□,其中,任一横向均垂直于有机连接层的厚度方向。本申请的方案能够改善像素间的横向串扰,还能够避免传统隔断式Tandem OLED方案的缺陷。
Description
本申请要求于2023年06月25日提交中国专利局、申请号为202310756435.8、申请名称为“显示面板、显示屏和电子设备”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及显示面板技术领域,尤其涉及一种显示面板、显示屏和电子设备。
背景技术
串联有机发光二极管(tandem organic light-emitting diode,Tandem OLED),是将多个传统的OLED器件通过电荷生成层(charge generation layer,CGL)串联叠加而形成的一种OLED器件结构。利用Tandem OLED技术制造的显示面板具有备高亮度、低功耗、长寿命的特点。
但是,由于CGL具有较高的横向导电特性(即平行于显示面板的方向上的导电性),会导致TandemOLED显示面板出现像素间的横向发光串扰(例如红色像素与蓝色像素相邻,蓝色像素中会发出红光,导致蓝色像素所发的蓝光不纯),造成屏幕的色域降低、色彩偏移、画面显示异常等多种问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种显示面板、显示屏和电子设备,能够改善像素间的横向串扰。
第一方面,本申请实施例提供了一种显示面板,包括多个阳极、像素定义层、空穴功能层、多个发光层、至少一个有机连接层、电子功能层和阴极,多个阳极中的任意相邻的两个阳极均被像素定义层隔绝,多个阳极、空穴功能层、多个发光层、电子功能层和阴极依次层叠;每个有机连接层连接于相邻的两个发光层之间;每个有机连接层的材料包括主体材料和掺杂在主体材料中的掺杂材料,每个有机连接层在任一横向上的方阻均大于或等于1GΩ/□,其中,任一横向均垂直于有机连接层的厚度方向。
本方案中,通过取消PDL上的隔离槽或设隔离柱等隔离结构,使PDL在任意两个阳极间的区域的表面连续,无突起,无凹槽,能够使得阴极连续不断开,使阴极上的电压降减小、阴极消耗的功率减小,进而使得显示面板的驱动电压和功耗较低,还能避免像素点亮异常。并且,还能避免额外增加光罩和光刻工艺,从而简化工艺,降低成本。另外,还能够提升显示面板的可靠性。通过有机连接层的掺杂改性,使得有机连接层具有很高的横向方阻,能够极大改善横向串扰。由于有机连接层无需跟随子像素的分布进行布置,像素设计对有机连接层的设计无影响,因此通过有机连接层改善横向串扰的设计可以应用到所有TandemOLED产品中,设计兼容性强,能够满足量产需要。
在第一方面的一种实现方式中,有机连接层包括电荷生成层,电荷生成层包括N型电荷生成层与P型电荷生成层;P型电荷生成层与N型电荷生成层层叠设置,并位于N型电荷生成层朝向阴极的一侧。
本方案中,设置N型电荷生成层与P型电荷生成层,可以将载流子传输至通过有机连接层串联的两个发光层,以便实现串联OLED的发光。
在第一方面的一种实现方式中,N型电荷生成层的主体材料包括N型主体材料,N型电荷生成层的掺杂材料包括N型掺杂材料,N型掺杂材料的浓度∈(0%,100%]。
本方案中,通过在该范围内调节N型电荷生成层的掺杂浓度,能够根据需要综合调节N型电荷生成层的横向方阻、纵向迁移率和电荷生成能力,实现减小横向串扰的目的。
在第一方面的一种实现方式中,N型主体材料包括有机芳香类材料,和/或,N型掺杂材料包括功函数≤3.5eV的金属材料,或者功函数≤3.5eV的金属氧化物材料,或者功函数≤3.5eV的有机材料,或者功函数≤3.5eV的有机-金属配合物材料。
本方案中,上述N型主体材料与N型掺杂材料性能优良,能够满足掺杂改性的需要。
在第一方面的一种实现方式中,P型电荷生成层的主体材料包括P型主体材料,P型电荷生成层的掺杂材料包括P型掺杂材料,P型掺杂材料的浓度∈(0%,100%]。
本方案中,通过在该范围内调节P型电荷生成层的掺杂浓度,能够根据需要综合调节P型电荷生成层的横向方阻、纵向迁移率和电荷生成能力,实现减小横向串扰的目的。
在第一方面的一种实现方式中,P型主体材料包括有机芳香类材料,和/或,P型掺杂材料包括最低未占分子轨道能级≤-3.0eV的有机材料,或功函数≥3.0eV的无机材料。
本方案中,上述P型主体材料与P型掺杂材料性能优良,能够满足掺杂改性的需要。
在第一方面的一种实现方式中,电荷生成层还包括中间层,中间层连接于N型电荷生成层与P型电荷生成层之间。
本方案中,中间层可以起到桥接作用,能够降低N型电荷生成层与P型电荷生成层之间的势垒。
在第一方面的一种实现方式中,有机连接层还包括空穴阻挡层、电子传输层、空穴注入层和空穴传输层中的至少一个,其中,空穴阻挡层、N型电荷生成层和P型电荷生成层依次层叠;电子传输层与N型电荷生成层和P型电荷生成层依次层叠,且当存在空穴阻挡层时,空穴阻挡层、电子传输层和N型电荷生成层依次层叠;空穴注入层与P型电荷生成层层叠设置,并位于P型电荷生成层朝向阴极的一侧;空穴传输层与P型电荷生成层层叠设置,并位于P型电荷生成层朝向阴极的一侧,且当存在空穴注入层时,P型电荷生成层、空穴注入层和空穴传输层依次层叠。
本方案中,通过使有机连接层还包括空穴阻挡层、电子传输层、空穴注入层和空穴传输层中的至少一个,能够优化有机连接层的性能,保证载流子的产生、注入和传输,有利于实现串联OLED的发光。
在第一方面的一种实现方式中,有机连接层的纵向迁移率为10-1cm2/(V·S)~10- 6cm2/(V·S)。
本方案中,通过进行掺杂改性,可以有机连接层具有较高的纵向迁移率,有利降低驱动电压,节省功耗。
在第一方面的一种实现方式中,每个有机连接层的厚度小于或等于300nm。
本方案中,将有机连接层的厚度控制在该范围内,可以使得有机连接层的横向方阻较大,有利于减少横向串扰。
在第一方面的一种实现方式中,多个阳极包括第一阳极与第二阳极,第一阳极与第二阳极相邻,第一阳极具有朝向阴极的顶面;像素定义层位于第一阳极与第二阳极之间的部分具有坡度角;阴极朝向像素定义层的表面内的任意两点的连线与顶面所成的锐角,小于或等于坡度角;阴极背向像素定义层的表面内的任意两点的连线与顶面所成的锐角,小于或等于坡度角。通过如上设计,使得像素定义层在任意两个阳极间的区域均呈现平坦式结构,该区域的表面连续,无突起,无凹槽。这样的像素定义层上没有隔离结构,能够使得阴极连续不断开,使阴极上的电压降减小、阴极消耗的功率减小,进而使得显示面板的驱动电压和功耗较低,还能避免像素点亮异常。并且,还能避免隔离结构所需的光罩和光刻工艺,从而简化工艺,降低成本。另外,还能够提升显示面板的可靠性。
在第一方面的一种实现方式中,显示面板还包括隔离结构,隔离结构形成于像素定义层上,隔离结构贯穿空穴功能层、多个发光层、至少一个有机连接层、电子功能层和阴极。
本方案中,隔离结构可以通过物理隔断的方式将有机连接层与发光层局部断连,将显示面板中的不同颜色的子像素隔开,起到改善横向串扰的作用。而同时设置隔离结构与高横向方阻的有机连接层,能够强化该作用,从而避免横向串扰。本方案能够满足一些特定的产品设计需求。
在第一方面的一种实现方式中,显示面板包括多个子像素,多个子像素中的一部分子像素包括第一子像素与第二子像素,第一子像素与第二子像素相邻,隔离结构位于第一子像素与第二子像素之间。通过仅在部分子像素之间设置隔离结构,使得显示面板中的隔离结构较少,能够减少对阴极的损伤,降低显示面板的功耗,保证显示面板的显示效果。另外,也较容易使隔离结构避开弯折可靠性较差的方向与位置,大幅度提升显示面板的可靠性。
在第一方面的一种实现方式中,隔离结构包括柱状结构。此种构造的隔离结构工艺成熟可靠,能够充分地将显示面板中的不同颜色的子像素隔开,满足特定的产品设计需求。
在第一方面的一种实现方式中,隔离结构包括凹槽,像素定义层背向阴极的一侧为凹槽的底壁。此种构造的隔离结构工艺成熟可靠,能够充分地将显示面板中的不同颜色的子像素隔开,满足特定的产品设计需求。
在第一方面的一种实现方式中,显示面板中的子像素形成真实红绿蓝排列、钻石排列、Delta排列、鼎形排列、Pentile排列或者类钻排列。本方案可以应用在各种常见的像素排列方式中,兼容性较强,能够满足量产需要。
在第一方面的一种实现方式中,每个发光层均包括红光发光单元、绿光发光单元和蓝光发光单元。
本方案中,通过RGB子像素直接发光可以实现显示面板的彩色化。可以将减少横向串扰的设计,应用在RGB子像素直接发光实现显示面板的彩色化的面板架构中。
在第一方面的一种实现方式中,显示面板包括第一彩色滤光膜,第一彩色滤光膜包括多个第一红光滤光单元、多个第一绿光滤光单元和多个第一蓝光滤光单元;第一彩色滤光膜位于阴极背向电子功能层的一侧,或者第一彩色滤光膜位于多个阳极背向空穴功能层的一侧;多个发光层中的至少两个发光层分别用于发出不同色的光,且多个发光层整体发出白光;第一红光滤光单元用于对白光进行过滤并出射红光,第一绿光滤光单元用于对白光进行过滤并出射绿光,第一蓝光滤光单元用于对白光进行过滤并出射蓝光。
本方案中,可以通过白光+第一彩色滤光膜的方式实现显示面板的彩色化。可以将减少横向串扰的设计,应用在通过白光+第一彩色滤光膜实现显示面板的彩色化的面板架构中。
在第一方面的一种实现方式中,显示面板包括色变换层,色变换层包括多个红光变换单元和多个绿光变换单元,色变换层位于阴极背向电子功能层的一侧,或者色变换层位于多个阳极背向空穴功能层的一侧;多个发光层中的每个发光层均用于发出蓝光,红光变换单元用于将蓝光进行颜色变换并射出红光,绿光变换单元用于将蓝光进行颜色变换并射出绿光。
本方案中,可以通过蓝光+色变换层的方式实现显示面板的彩色化。可以将减少横向串扰的设计,应用在通过蓝光+色变换层实现显示面板的彩色化的面板架构中。
在第一方面的一种实现方式中,显示面板还包括第二彩色滤光膜,第二彩色滤光膜位于色变换层背向阴极的一侧;第二彩色滤光膜包括多个第二红光滤光单元、多个第二绿光滤光单元和多个第二蓝光滤光单元,第二红光滤光单元用于对红光变换单元射出的红光进行过滤并射出红光,第二绿光滤光单元用于对绿光变换单元射出的绿光进行过滤并射出绿光,第二蓝光滤光单元用于对蓝光进行过滤并射出蓝光。
本方案中,通过增设第二彩色滤光膜,可以使得显示面板的光色纯净。
在第一方面的一种实现方式中,显示面板还包括基板、多个薄膜晶体管、覆盖层和封装层,多个薄膜晶体管设于基板朝向多个阳极的一侧,多个薄膜晶体管与多个阳极一对一地电连接,覆盖层位于阴极背向电子功能层的一侧,封装层位于覆盖层背向阴极的一侧;其中,第一彩色滤光膜位于封装层背向覆盖层的一侧,或者位于基板背向多个薄膜晶体管的一侧;色变换层位于封装层背向覆盖层的一侧,或者位于基板背向多个薄膜晶体管的一侧;封装层的一部分填入凹槽内并覆盖像素定义层。
本方案中,可以将减少横向串扰的设计,应用在常见的、典型的串联OLED面板中,从而改善此种串联OLED面板的横向串扰问题。
第二方面,本申请实施例提供了一种显示屏,包括盖板和该显示面板,盖板与显示面板贴合。
本方案的显示屏,由于具有能够改善横向串扰的显示面板,因此显示屏的性能较好,成本较低。
第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,包括结构件和该显示屏,显示屏固定于结构件。
本方案的电子设备,由于具有能够改善横向串扰的显示面板,因此电子设备的性能较好,成本较低。
附图说明
图1是传统的隔断式Tandem OLED显示面板的局部俯视示意图;
图2是图1的A-A局部剖视示意图;
图3是本申请实施例的一种电子设备的结构示意图;
图4是本申请实施例的另一种电子设备的结构示意图;
图5是本申请实施例的另一种电子设备的结构示意图;
图6是本申请实施例的另一种电子设备的结构示意图;
图7是本申请实施例的另一种电子设备的结构示意图;
图8是本申请实施例的另一种电子设备的结构示意图;
图9是本申请实施例的另一种电子设备的结构示意图;
图10是本申请实施例的另一种电子设备的结构示意图;
图11a是实施例一的显示面板的局部剖视结构示意图;
图11b是实施例一中的像素定义层在任意两个阳极间的区域呈现出的平坦式结构的示意图;
图11c是另一实施例的显示面板的局部剖视结构示意图;
图12是图11a中的有机连接层的剖视结构示意图;
图13是说明有机导面的超方阻现象的原理性示意图;
图14是说明金属导面无超方阻现象的原理性示意图;
图15是说明有机-无机杂化导面超方阻现象减弱的原理性示意图;
图16是图11a的显示面板中的子像素的简易连接电路;
图17是一种OLED器件的IV曲线图;
图18是表示有机连接层的横向方阻,与等效电阻36R及发光单元3c两端的点亮电压的关系的仿真曲线;
图19是实施例二的显示面板的局部剖视结构示意图;
图20是实施例五的显示面板的局部剖视结构示意图;
图21是实施例六的显示面板的局部剖视结构示意图;
图22是实施例七的一种实施方式中的显示面板的局部剖视结构示意图;
图23表示图22中位于相邻的阳极之间的、从阳极到阴极的叠层的示意性微观结构;
图24是实施例七的另一种实施方式中的显示面板的局部剖视结构示意图;
图25表示图24中位于相邻的阳极之间的、从阳极到阴极的叠层的示意性微观结构;
图26-图31表示实施例七的改善横向串扰设计应用在真实红绿蓝排列中的2B in1式排列中的示意图;
图32-图37表示实施例七的改善横向串扰设计应用在真实红绿蓝排列中的1B in1式排列中的示意图;
图38-图43表示实施例七的改善横向串扰设计应用在钻石排列中的示意图;
图44-图47分别为实施例八的不同实施方式中的显示面板的局部剖视结构示意图;
图48和图49示意了实施例十二的显示面板的局部剖视结构示意图。
具体实施方式
为方便理解,下面对本申请实施例所涉及的相关技术术语进行解释和描述。
在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“多个(层)”均是指两个(层)及以上。
术语“第一”、“第二”等用词仅用于描述目的,而不能理解为暗示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
“连接”应做广义理解,例如,“连接”可以是可拆卸地连接,也可以是不可拆卸地连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接。“固定”也应做广义理解,例如,“固定”可以是直接固定,也可以通过中间媒介间接固定。
本申请实施例中所提到的方位用语,例如,“上”、“下”、“顶”、“底”等,仅是参考附图的方向。该方位用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请实施例,而不是明示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作等,因此不能理解为对本申请实施例的限定。
在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系。例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。
本申请实施例先对传统的隔断式Tandem OLED方案做一说明。
图1为一种隔断式Tandem OLED显示面板(下称显示面板)的局部俯视示意图,其中,视线方向垂直于xy平面,xy平面内的任一方向均可称为横向。
如图1所示,显示面板1中设有多个阵列排布的子像素(用虚线方框示意),例如子像素1a、子像素1b和子像素1c。基本上任意相邻的两个子像素之间均设有隔离柱(用黑色粗直线示意),例如隔离柱12和隔离柱13。隔离柱的数量较多,分布在显示面板1内的多个位置,这些隔离柱可以纵横交错。相邻的子像素被隔离柱隔开,隔离柱用于阻断子像素之间的横向串扰。
图2为图1的A-A局部剖视示意图,其中,视线方向垂直于xz平面,沿z轴的方向可称为纵向,横向可以是沿x轴的方向。
如图2所示,显示面板1可以包括基板11,薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)121、TFT 122和TFT 123、阳极131、阳极132和阳极133,像素定义层(pixel definitionlayer,PDL)14,隔离柱12和隔离柱13,发光单元(emitting layer,EML)151、发光单元152和发光单元153,多个CGL16,发光单元171、发光单元172和发光单元173,发光单元181、发光单元182和发光单元183,阴极19,覆盖层(capping layer,CPL)110和封装层111。
其中,每个发光单元均参与构成一个子像素,例如结合图1与图2所示,子像素1a可包括发光单元151、发光单元171和发光单元181,子像素1b可包括发光单元152、发光单元172和发光单元182,子像素1c可包括发光单元153、发光单元173和发光单元183。沿z轴排列的多个发光单元能够发出同种颜色的光,例如发光单元151、发光单元171和发光单元181可发出红光。沿x轴排列的多个发光单元可以发出不同颜色的光,例如发光单元151、发光单元152和发光单元153可分别发出红光、绿光和蓝光。
如图2所示,每两层发光单元之间均设有一个CGL 16,每两层发光单元均通过CGL16串联。可以根据需要设置发光单元的串联层数(图2中使用“……”表示省略的发光单元层与CGL 16)。
如图2所示,隔离柱12与隔离柱13均形成于PDL 14上。结合图2与图1所示,隔离柱(例如隔离柱12)使得从发光单元151至覆盖层110之间的层局部断开,隔离柱将同一层上的相邻的发光单元(例如发光单元151与发光单元152)在一些横向上隔开,并将多个CGL 16与阴极19在该横向上断开。结合图2与图1所示,为了保证阴极19能正常工作,隔离柱并未在所有横向上均将阴极19隔断,即隔离柱并未将阴极19划分成相互隔绝的多个区域,而是使得阴极19的各个区域依然是导通的。相应的,隔离柱并未在所有横向上均将CGL 16隔断,CGL16的各个区域依然是导通的。
上述的隔断式Tandem OLED方案,是通过物理隔断的方式达到CGL 16局部断连的目的,从而降低横向串扰。但是如上文所述,CGL16并非是在所有横向上均被断开,CGL16的各个区域依然是导通的,这导致横向串扰依然可能存在。由于会造成阴极19局部断开不连续,导致阴极19的面阻抗增加、阴极19上的电压降(current and resistance drop,IRdrop)增大、阴极19消耗的功率增多,进而导致显示面板1的驱动电压和功耗较高,尤其是隔离柱的数量很多时,对阴极19的损伤很大,导致高功耗缺陷越发明显。另外,阴极19断连还会导致像素点亮异常。并且,制备隔离柱需要额外增加一至两道光刻掩膜及光刻等步骤,需要引入额外的工艺,导致成本增加。另外,显示面板1还会有可靠性的问题,在显示面板1面临弯折、长时间高亮、挤压等场景后,容易因隔离柱的失效而导致显示面板1的性能劣化,例如显示面板1可能出现暗点、黑斑、像素发光异常等缺陷。尤其是隔离柱的数量较多时,可靠性缺陷会越发明显。而且,隔断式Tandem OLED方案中的隔离结构需要跟随子像素的分布进行布置,像素设计对隔离结构设计的影响极大,同一隔离结构设计无法直接迁移到所有Tandem OLED产品中,导致设计缺乏兼容性,难以满足量产需要。
有鉴于此,本申请以下实施例提供了传统隔断式Tandem OLED的替代方案,能够改善或者克服传统隔断式Tandem OLED的上述缺陷。下面将进行详细说明。
本申请实施例提供了一种电子设备,该电子设备包括但不限于手机(例如直板手机、可折叠手机、卷曲屏手机等)、平板电脑、笔记本电脑(包括可折叠的笔记本电脑)、智慧屏、台式机显示器、智能手环、智能手表、混合现实设备(mixed reality,MR)、虚拟现实设备(virtual reality,VR)、增强现实设备(augmented reality,AR)、车载设备(例如车机)等。该电子设备包括结构件和固定在结构件上的显示屏,该显示屏可以包括盖板和显示面板,盖板与显示面板贴合,该显示面板可以是Tandem OLED显示面板。下面将列举几种电子设备的具体形态。
例如图3所示,电子设备2可以是可折叠手机,电子设备2可以包括结构件21和固定在结构件21上的显示屏22。结构件21可以包括中框,显示屏22可以安装在中框上。显示屏22可以包括相贴合的柔性盖板与显示面板。示意性的,在电子设备2折叠时,显示屏22可以位于外侧,该电子设备2可以是外折屏手机。在其他实施例中,在电子设备2折叠时,显示屏22可以位于内侧,此种电子设备2可以是内折屏手机。
与图3所示不同的是,如图4所示,电子设备2可以是直板手机,显示屏22可以包括相贴合的刚性盖板与显示面板。与图4所示不同的是,如图5所示,电子设备2可以是平板电脑。
如图6所示,电子设备2可以是笔记本电脑,电子设备2可以包括屏幕部分与键盘部分,结构件21可以是屏幕部分的壳体,显示屏22可以包括相贴合的刚性盖板与显示面板。与图6所示不同的是,如图7所示,电子设备2可以是智慧屏,结构件21可以包括中框,显示屏22可以安装在中框上。显示屏22可以包括相贴合的刚性盖板与显示面板。
如图8所示,电子设备2可以是智能手环,结构件21可以包括支架,显示屏22可以安装在支架上。显示屏22可以包括相贴合的刚性盖板与显示面板。与图8所示不同的是,如图9所示,电子设备2可以是智能手表,结构件21可以包括表壳,显示屏22可以安装在表壳上。
如图10所示,电子设备2可以是VR眼镜或者MR眼镜,结构件21可以包括镜架,头显装置23可以安装于镜架上,显示屏22可以设于头显装置23中,可以认为显示屏22也是安装在镜架上。显示屏22可以包括相贴合的刚性盖板与显示面板。当电子设备2是MR眼镜时,头显装置23还可以内置摄像头和/或其他传感器。
下面将详细说明本申请实施例的显示面板。
图11a示意了实施例一的显示面板3的局部剖视结构示意图。显示面板3可以是Tandem OLED显示面板。如图11a所示,显示面板3可以包括基板30,TFT311、TFT 312和TFT313,阳极321、阳极322和阳极323,PDL 33,空穴功能层34,发光层35a,有机连接层36,发光层37a,电子功能层38,阴极39,CPL 310和封装层320。
可以理解的是,图11a仅仅示意了各材料层的位置关系,并未限定各材料层是否直接连接。另外,图11a示出的材料层并非是显示面板3的所有材料层。根据需要,显示面板3还可以包括其他叠层,例如形成于封装层320之上的触控层,以及形成于该触控层之上的偏光片。在另一实施方式中,显示面板3可以没有该偏光片,该显示面板3可以采用封装层上形成彩膜层(colorfilter on encapsulation,COE)的技术制造。
基板30包括但不限于硬质玻璃基板、柔性基板、硅基板等可以驱动发光层发光的基板。其中,柔性基板包括但不限于聚酰亚胺(polyimide,PI)、织物等可弯曲、折叠或任意改变形状的基板。硅基板包括但不限于单晶硅晶圆等。
基板30上可以形成TFT阵列层31a,TFT阵列层31a可以包括阵列排布的多个TFT,如图11a所示的TFT311、TFT 312和TFT313。每个TFT用于驱动一个子像素。
在TFT阵列层31a之上可形成阳极阵列层32a,阳极阵列层32a包括阵列排布的多个阳极,如图11a所示的阳极321、阳极322和阳极323。每个阳极可以由无机或者金属材料制造,如氧化铟锡(ITO)、钛(Ti)、银(Ag)、铝(Al)等。每个阳极可在外加驱动电压下产生空穴,来自阳极的空穴会在外加驱动电压的驱动下向发光层移动。
如图11a所示,PDL 33可以形成在各个阳极之间,以将各个阳极隔绝开来。PDL 33上未设隔离槽或隔离柱等隔离结构,PDL 33在任意两个阳极间的区域均呈现平坦式结构,该区域的表面连续,无突起,无凹槽。
该平坦式结构可以结合图11b进行几何描述。图11b可以表示位于相邻的阳极321(或称第一阳极)与阳极322(或称第二阳极)之间的、从阳极到阴极39的叠层的示意性微观结构。如图11b所示,在阳极321与阳极322之间,PDL 33可以呈水滴状,可以定义其坡度角a:过PDL 33的弧面33a与阳极的顶面31b的交点做弧面33a的切线L0,切线L0与顶面31b所成的锐角称为坡度角a。对于阴极39位于相邻的阳极321与阳极322之间的部分而言:阴极39朝向PDL 33的表面39a内任意两点的连线与顶面31b所成的锐角均小于或等于坡度角a,例如连线L1与顶面31b所成的锐角b小于坡度角a;阴极39背向PDL 33的表面39b内任意两点的连线与顶面31b所成的锐角均小于或等于坡度角a,例如连线L2与顶面31b所成的锐角c小于坡度角a。图11b仅列举了该连线与顶面31b所成的锐角小于坡度角a的情况。容易理解,存在这样的连线,该连线与顶面31b所成的锐角等于坡度角a。
本实施例中,由于PDL33上未设隔离结构,因此空穴功能层34、有机连接层36、电子功能层38、阴极39和CPL 310均连续的、不存在局部断开的膜层。可以将空穴功能层34、有机连接层36、电子功能层38、阴极39和CPL 310等这些连续延伸的、所有区域互相连通的层称为共通层。
如图11a所示,空穴功能层34可以位于阳极阵列层32a与PDL 33之上。空穴功能层34可以包括空穴注入层(hole injection layer,HIL)、空穴传输层(hole transportlayer,HTL)与电子阻挡层,阳极阵列层32a、空穴注入层、空穴传输层与电子阻挡层可以依次层叠。空穴注入层可以使来自每个阳极的空穴顺利地注入到空穴传输层。空穴传输层的材料可以是芳胺类材料,例如HTC01等,空穴传输层可以将空穴传输到发光层。电子阻挡层用于阻挡电子进入空穴传输层。本实施例中,空穴功能层34可以是一种有机导面(organicconducting-surface,OCS)结构。在其他实施例中,根据需要,空穴功能层34可以没有电子阻挡层。
如图11a所示,空穴功能层34、发光层35a、有机连接层36、发光层37a、电子功能层38、阴极39和CPL 310可以依次层叠。
其中,发光层35a与发光层37a通过有机连接层36串联,由此形成两个发光层的串联OLED结构。可以理解的是,这仅仅是一种举例,实施例一并不限定发光层的串联层数。例如,发光层也可以是三层及以上,任意两层发光层均通过一个有机连接层36串联。
实施例一中,发光层可包括多个按照一定规律阵列排布的发光单元,这些发光单元包括但不限于红光发光单元(R)、绿光发光单元(G)、蓝光发光单元(B)、白光发光单元(W)和黄光发光单元(Y)等。例如,发光层35a中有红光发光单元351、绿光发光单元352和蓝光发光单元353,发光层37a中有红光发光单元371、绿光发光单元372和蓝光发光单元373。红光发光单元可由主体材料和红光发光材料掺杂剂混合而成,绿光发光单元可由主体材料和绿光发光材料掺杂剂混合而成,蓝光发光单元可由主体材料和蓝光发光材料掺杂剂混合而成。
红光发光单元(R)、绿光发光单元(G)和蓝光发光单元(B)之间可以存在间隙,也可以存在交叠并连接起来。可以理解的是,图11a中红光发光单元(R)、绿光发光单元(G)和蓝光发光单元(B)沿x轴依次排列,这仅仅是一种举例,实际上子像素的排列方式可根据需要设置,实施例一不做限定。例如,某区域内的相邻的多个发光单元可以发出同色光,也可以发出不同色光。
如图11a所示,红光发光单元的高度可以大于绿光发光单元的高度,绿光发光单元的高度可以大于蓝光发光单元的高度,例如红光发光单元351的高度可以大于绿光发光单元352的高度,绿光发光单元352的高度可以大于蓝光发光单元353的高度。其中,高度指发光单元沿z轴方向的尺寸,或者称为厚度。使得红光发光单元(R)、绿光发光单元(G)和蓝光发光单元(B)的高度依次降低,可以分别针对红光发光单元(R)、绿光发光单元(G)和蓝光发光单元(B)构造微腔结构,该微腔结构能够产生微腔效应以提高OLED的出光率,提升OLED的发光效率和亮度。
在其他实施例中,与实施例一不同的是,可以不限定红光发光单元(R)、绿光发光单元(G)和蓝光发光单元(B)之间的高度关系。例如图11c所示的显示面板3’中,每个发光层中的各发光单元的高度可以一致或基本一致,例如发光层35a中的红光发光单元351、绿光发光单元352和蓝光发光单元353的高度可以一致或基本一致。另外,显示面板3’中的发光层也可以是三层及以上,例如图11c示出了发光层35a、发光层37a、发光层330a等发光层,任意两个发光层均通过一个有机连接层36串联。
实施例一中,发光层还可以包括预置层(primer),发光单元形成于该预置层之上,例如发光层35a中的红光发光单元351、绿光发光单元352和蓝光发光单元353均形成于预置层之上。该预置层用于调节不同光色的微腔。
实施例一中,有机连接层36具有电荷产生、电荷传输和将电荷注入发光层的功能,该电荷包括电子和空穴,下同。有机连接层36具有纳米级的极小厚度,其厚度可以小于或等于300nm,例如2nm,10nm,50nm,100nm,300nm等。有机连接层36实质上是一种有机纳米薄膜,可包括有机导面(organic conducting-surface,OCS)与有机-无机杂化导面(organic-inorganichybridconducting-surface,OIHCS)中的至少一种。其中,按照导通特性,有机导面分为N型导面、P型导面和双极性导面。N型导面的电子迁移率远大于P型导面,表观上只导通电子,如下文将会说明的空穴阻挡层、电子传输层、N-CGL、中间层等;P型导面的空穴迁移率远大于电子迁移率,表观上只导通空穴,如下文将会说明的P-CGL、空穴注入层、空穴传输层等;双极性导面的电子迁移率和空穴迁移率相当,表观上既可以导通电子又可以导通空穴,如中间层。有机导面的评价指标可以包括导面方阻与纵向迁移率;而对于N-CGL与P-CGL,还可以额外增加电荷生成能力的评价指标。
有机导面与有机-无机杂化导面可以通过掺杂进行材料改性,实现横向方阻、纵向迁移率以及电荷生成能力的调节。通过上述特性的调节,可以改善横向串扰,具体原理将在下文继续说明。
实施例一中,如图12所示,有机连接层36例如可以包括依次层叠的空穴阻挡层360、电子传输层361,N型CGL 362、P型CGL 363、空穴注入层364、空穴传输层365和电子阻挡层366。结合图12与图11a所示,空穴阻挡层360可靠近发光层35a,电子阻挡层366可靠近发光层37a。
其中,空穴阻挡层360的作用是阻挡发光层35a中的空穴进入电子传输层361,防止载流子的猝灭现象。电子传输层361作用是将电子输送给靠近阳极的红光发光单元351、绿光发光单元352和蓝光发光单元353。
在外加驱动电压下,N型CGL 362和P型CGL 363界面处会产生空穴和电子。N型CGL362作用是将N型CGL 362和P型CGL 363界面处的电子输送给相邻的电子传输层361。P型CGL363作用是将N型CGL 362和P型CGL 363界面处的空穴输送给相邻的空穴注入层364或空穴传输层365。
实施例一中,N型CGL 362与P型CGL 363构成两层CGL。在其他实施例中,N型CGL362与P型CGL 363之间还可以有中间层(interlayer),中间层连接N型CGL 362与P型CGL363,中间层可以起到桥接作用,用于降低N型CGL 362与P型CGL 363之间的势垒。中间层可以是单层结构;或者为多层结构,例如两层或者两层以上结构。当中间层为单层结构时,N型CGL 362、中间层和P型CGL 363可以构成三层CGL;当中间层为多层结构时,N型CGL 362、中间层和P型CGL 363可以构成多层CGL。
空穴注入层364用于将P型CGL 363传输过来的空穴传输给空穴传输层365。
空穴传输层365用于将P型CGL 363或空穴注入层364传输过来的空穴传输至发光单元中。
电子阻挡层366用于阻挡发光层37a中的电子进入空穴传输层365。
与实施例一不同的是,在其他实施例中,有机连接层可以没有空穴阻挡层360、电子传输层361、空穴注入层364、空穴传输层365和电子阻挡层366中的任意一个或者多个。例如,有机连接层可以包括电子传输层361、N型CGL 362、P型CGL 363和空穴传输层365,没有空穴阻挡层360与空穴注入层364。或者,有机连接层可以包括N型CGL 362与P型CGL 363,没有空穴阻挡层360、电子传输层361、空穴注入层364和空穴传输层365。
实施例一中,有机连接层36材料包括主体材料和掺杂在主体材料中的掺杂材料。通过掺杂改性,可以使有机连接层36具有超高的横向方阻,例如在任一横向上的方阻可大于或等于1GΩ/□,如1GΩ/□,10GΩ/□,50GΩ/□,196GΩ/□等。具有高横向方阻的有机连接层36,能够极大改善横向串扰。
在一种实施方式中,N型CGL 362进行了掺杂改性。N型CGL 362的材料包括N型主体材料与N型掺杂材料。
其中,N型主体材料可以是有机芳香类材料,如含吡啶、吡嗪、嘧啶、三嗪、咪唑、苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基等基团的有机材料。或者N型主体材料可以是含上述类基团氘、氚、N15等同位素取代的有机材料,例如TmPyPB(1,3,5-三(3-吡啶基-3-苯基)苯)、Bphen(4,7-二苯基-1,10-菲罗啉)、TPBi(1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯)等有机材料。
其中,N型掺杂材料可以包括镱(Yb)、锂(Li)、钐(Sm)、钡(Ba)、铯(Cs)或者钙(Ca)等功函数≤3.5eV的金属材料,或者可以包括氧化锂(Li2O)、碳酸锂(Li2CO3)、氧化铯(Cs2O)、碳酸铯(Cs2CO3)等功函数≤3.5eV的金属氧化物材料,或者可以包括Liq(8-羟基喹啉-锂)、Libpp(2-(2',2”-联吡啶-6'-基)-苯酚基合锂)等功函数≤3.5eV的有机材料或功函数≤3.5eV的有机-金属配合物材料。N型掺杂材料的掺杂浓度可以小于或等于100%,例如为0%~3%,示意性的可以是0.5%。
实施例一中,N型主体材料与N型掺杂材料的材料选型相互独立。根据需要,任一种N型掺杂材料,均可以掺杂到任一种N型主体材料中。
实施例一中,当N型掺杂材料为有机材料时,经过掺杂形成的N型CGL 362可以称为有机导面。当N型掺杂材料为无机材料时,经过掺杂形成的N型CGL 362可以称为有机-无机杂化导面。
在一种实施方式中,P型CGL 363进行了掺杂改性。P型CGL 363的材料包括P型主体材料与P型掺杂材料。
其中,P型主体材料包括有机芳香类材料,如含伯胺基、仲胺基、叔胺基、季铵、苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基、芴基、螺芴基等基团的有机材料。或P型主体材料可以是含上述类基团氘、氚、N15等同位素取代的有机材料,例如TAPC(4-[1-[4-[二(4-甲基苯基)氨基]苯基]环己基]-N-(3-甲基苯基)-N-(4-甲基苯基)苯胺)、NPB(N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺)、TCTA(4,4',4'-三(咔唑-9-基)三苯胺)等有机材料。
其中,P型掺杂材料可以包括深LUMO(最低未占分子轨道,lowest unoccupiedmolecular orbital)能级的有机材料,例如LUMO能级≤-3.0eV。P型掺杂材料具体可以如NDP-9(4-({2,3-双[氰基(4-氰基-2,3,5,6-四氟苯基)甲亚基]环丙亚基}(氰基)甲基)-2,3,5,6-四氟苯-1-甲腈)、HAT-CN(2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲)、F4-TCNQ(四氟-四氰基醌二甲烷)等有机材料。或P型掺杂材料可以包括功函数≥3.0eV的无机材料,如氧化铟锡(ITO)、三氧化钼(MoO3)、五氧化二钒(V2O5)、氯化铁(FeCl3)、三氧化钨(WO3)、三氧化铼(ReO3)等。P型掺杂材料的掺杂浓度可以小于或等于100%,例如为0%~20%,示意性的可以是1%。
实施例一中,P型主体材料与P型掺杂材料的材料选型相互独立。根据需要,任一种P型掺杂材料,均可以掺杂到任一种P型主体材料中。
实施例一中,当P型掺杂材料为有机材料时,经过掺杂形成的P型CGL 363可以称为有机导面。当P型掺杂材料为无机材料时,经过掺杂形成的P型CGL 363可以称为有机-无机杂化导面。实施例一中,可以对N型CGL 362或者P型CGL 363进行掺杂改性,或者可以同时对N型CGL 362与P型CGL 363进行掺杂改性。
综上可知,有机连接层36可以含有有机导面与有机-无机杂化导面中的至少一个。下面将说明通过掺杂改性使得有机连接层36具有高横向方阻的原理。
上文已经说明有机连接层36可包括有机导面,有机导面本质是厚度极小的有机纳米薄膜(例如厚度可小于或等于100nm),与金属或半导体等无机材料不同,有机导面具有超方阻(hyper square resistance,HSR)特性,即随着有机导面的膜厚减薄,其横向方阻发生变化,一般表现为急剧增加,且横向方阻随膜厚的变化特性不符合电阻率公式R=ρ*L/S,其中,ρ为制成电阻的材料的电阻率,L为绕制成电阻的导线长度,S为绕制成电阻的导线的横截面积,R为电阻值。
从下文的表1与表2可以直观看出有机导面的超方阻特性。表1与表2表示在同一测试电压20V下,针对源自参考文献SID 2022DIGEST,877-880的不同器件结构,测得的测试电流(表的第三列)、根据R=U/I计算的真实方阻(表的第四列),以及根据电阻率公式计算的方阻(表的第五列)。其中,从表1中的NO.5~NO.1,各个器件结构中的有机导面的膜厚依次减小;从表2中的NO.9~NO.6,各个器件结构中的有机导面的膜厚依次减小;表1中各行的真实方阻计算结果栏内的数据是用各行的真实方阻计算结果与NO.5的真实方阻计算结果的比值来体现(以NO.5的真实方阻计算结果作为基准100%),表1中的电阻率公式计算结果栏内的数据也做同样的基准化处理;表2中各行的真实方阻计算结果栏内的数据是用各行的真实方阻计算结果与NO.9的真实方阻计算结果的比值来体现(以NO.9的真实方阻计算结果作为基准100%),表2中的电阻率公式计算结果栏内的数据也做同样的基准化处理。
表1:器件结构1~5的有机导面的方阻计算结果
表2:器件结构6~9的有机导面的方阻计算结果
有机导面具有超方阻特性的机理,可以使用载流子沿分子轨道传输以及载流子在有机导面的表面和内部传输差异的假说予以解释。
作为对照,先说明由金属构成的纳米薄膜,即金属导面(metal conducting-surface,MCS)中载流子的传输特性。图13是说明有机导面的超方阻特性的原理性示意图,其中,以设定的像素定义层间隙(pixel definition layer Gap,PDL gap)(如20um)以及有机导面的膜厚=10nm的条件为例。如图13所示,对于金属导面的表面和内部,由于金属分子直径小于0.5nm(如Ag原子半径为0.144nm),金属分子堆积紧密,且金属分子之间通过较强的金属键相互连接,连接较为紧密,载流子在薄膜内部和薄膜表面的传输行为差异小、传输能力相同,使得载流子可在横向上快速通过金属纳米薄膜,载流子会沿最短路径传输,载流子的传输路径约等于正极和负极的最小距离。因此金属导面在横向传输载流子时遵循电阻率公式R=ρ*L/S,无超方阻现象。
如图14所示,对于有机导面,因有机分子呈现不规则状,且分子直径较大(达到和有机导面一样的纳米级),分子间的作用力弱于共价键、金属键和离子键,因组成OLED的有机材料中存在大量苯环、共轭双键的结构,分子间存在较多π-π堆叠现象,载流子较容易通过这些有离域特征的π键实现在不同分子之间的传输。由于有机材料在成膜时分子的堆积是无序的,因此分子间的π-π堆叠也呈现无序排列,从而导致传输通道也呈现无序特征。基于这种无序,加之有机导面表面的载流子的传输通道具备二维特征,以及有机导面内部的载流子具备三维特征,可以得出:对于有机导面的表面,π-π堆叠等分子间相互作用弱,传输通道少,传输性能较差;对于有机导面内部,π-π堆叠等分子间相互作用强,传输通道多,传输性能好于有机导面表面。越靠近有机导面的表面,传输特性越差,有机导面的表面,传输特性最差。因此有机导面越薄,薄膜表面载流子传输占比越高,阻抗增加的越高,从而出现超方阻现象。根据该假说,分子最高占据分子轨道(highest occupied molecularorbital,HOMO)与最低未占分子轨道(lowest unoccupied molecular orbital,LUMO)轨道尺寸越大、π-π堆叠等分子间相互作用力越弱、有机导面越薄,越容易出现超方阻特性。
作为对照,如图15所示,对于有机-无机杂化导面,如将5%重量比的金属Yb或Li掺杂到分子量约800Da的有机分子中制备成10nm厚度的有机-无机杂化导面,对于有机-无机杂化导面的表面:因金属等分子量小的无机材料填入有机分子之间的间隙,增加了载流子传输通道,表面传输能力大幅度增强,与有机-无机杂化导面内部的传输能力差异缩小;对于有机-无机杂化导面内部:因金属等分子量小的无机材料填入有机分子之间的间隙,内部传输路径缩短,内部传输能力增强。因此当分子量小、传输性能好的无机材料掺杂浓度降低之后,有机-无机杂化导面的方阻将会大幅度增加,超方阻现象也会更加明显,而有机导面也可以用相同的机理解释。
实施例一中,通过进行掺杂改性,还可以使N型CGL 362与P型CGL 363的纵向迁移率相近,例如二者可以相差10倍以内,由此可以使有机连接层36具有较高的纵向迁移率,这有利降低驱动电压,节省功耗。例如,驱动电压可以降低0.2V~0.5V。示意性的,有机连接层36纵向迁移率可达10-6cm2/(V·S)~10-1cm2/(V·S),例如10-6cm2/(V·S)、10-3cm2/(V·S)、10-1cm2/(V·S)等。
实施例一中,通过掺杂改性,还可以使有机连接层36中的CGL具有较好的电荷生成能力,如在8V的电场下,单电荷生成层器件电流密度可达100mA/cm2以上。提升电荷生成能力,有利于提升电流效率(例如电流效率可提升3%~5%),降低驱动电压(例如驱动电压可降低0.2V~0.5V),提升寿命(例如寿命提升20%)。
实施例一中,电子功能层38可以包括空穴阻挡层、电子传输层(electrontransport layer,ETL)与电子注入层(electron injection layer,EIL),空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层与阴极39可以依次层叠。空穴阻挡层用于阻挡空穴从发光层进入该电子传输层。电子注入层可以使来自阴极39的电子顺利地注入到该电子传输层,该电子传输层可以将电子传输到发光层。本实施例中,电子功能层38可以是一种有机导面结构。在其他实施例中,根据需要,电子功能层38可以没有空穴阻挡层和/或电子注入层。
实施例一中,电子传输层的材料可以是有机芳香类材料,如含吡啶、吡嗪、嘧啶、三嗪、咪唑、苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基等基团的有机材料,或电子传输层的材料可以是含上述类基团氘、氚、N15等同位素取代的有机材料,例如TmPyPB(1,3,5-三(3-吡啶基-3-苯基)苯)、Bphen(4,7-二苯基-1,10-菲罗啉)、TPBi(1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯)等有机材料。电子注入层的材料可以为氟化锂(LiF),镱(Yb)等。
阴极39可以包括电子注入层与金属阴极,该电子注入层、金属阴极与CPL 310依次层叠。或者,阴极39可以包括电子注入层与合金阴极,该电子注入层、合金阴极与CPL 310依次层叠。其中,该电子注入层的材料例如可以是镱(Yb)、锂(Li)、氟化锂(LiF)、8-羟基喹啉锂(LiQ)、钙(Ca)、铯(Cs)或者氧化锂(Li2O)等。该金属阴极的材料例如可以是银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、金(Au)等,该合金阴极的材料例如可以是银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、金(Au)等的合金。
如图11a所示,实施例一中,阴极39可在外加驱动电压下产生电子,来自阴极39的电子会在外加驱动电压的驱动下向发光层移动。在一些实施方式中,阴极39可以具有上述的电子功能层38中的电子注入层的功能,此时电子功能层38中可没有电子注入层。
CPL 310形成于阴极39之上。CPL 310可以由具备光折射和光取出效应的材料构成,如氟化锂(LiF)等。CPL 310可用于提升出光率,还可用于调整出光效率和选择光谱。在一些实施例中,可以没有CPL 310。
封装层320可形成于CPL 310之上,封装层320可对CPL 310、阴极39、电子功能层38、发光层37a、有机连接层36、发光层35a、空穴功能层34、PDL 33、阳极阵列层32a、TFT阵列层31a进行封装。封装层320可以为柔性封装,如化学气相沉积(chemical vapordeposition,CVD)、薄膜封装(thin film encapsulation,TFE)、原子层沉积(atomic layerdeposition,ALD)等封装形式中的任意一种或者多种的组合。封装层320也可以为刚性封装,如玻璃胶(Frit)+玻璃盖板封装。
下面将以红光发光单元351与红光发光单元371为例,说明显示面板3中的子像素的发光原理。其他发光单元的发光原理与之相同。
参考图11a所示,当阴极39与阳极321之间外加驱动电压时,来自阴极39的电子将注入到电子功能层38并在其中传输,来自阳极321的空穴将注入到空穴功能层34并在其中传输。在该驱动电压作用下,在有机连接层36的CGL中,载流子会在电场作用下在不同的分子轨道之间跃迁,从而在新的分子轨道生成电子并传输到相邻的电子传输层361中,在旧的分子轨道上生成空穴并传输到相邻的空穴注入层364或空穴传输层365中。来自阳极321的空穴与来自电子传输层361的电子,在红光发光单元351中相遇并复合成激子,激子辐射跃迁回到基态并发红光。来自阴极39的电子,与来自空穴注入层364或空穴传输层365的空穴,在红光发光单元371中相遇并复合成激子,激子辐射跃迁回到基态并发红光。由此,红光发光单元351与红光发光单元371能够发出红光。红光可以向上从CPL 310一侧发出(此为顶发光架构),或者可以向下从基板30一侧发出(此为底发光架构)。
下面将说明有机连接层36的高横向方阻特性能改善横向串扰的原理。
图16表示显示面板3中的子像素的简易连接电路,该电路可以作为分析TandemOLED横向串扰的模型。如图16所示,一个子像素中的发光单元3a与发光单元3b串联形成TandemOLED。有机连接层36对应的等效电阻36R,等效电阻36R及与等效电阻36R,因此等效电阻36R较大。在额定的驱动电压下,发光单元3a和发光单元3b可以点亮,但是由于等效电阻36R的分压,使发光单元3c两端的电压低于其驱动电压,导致发光单元3c难以点亮。等效电阻36R越大,则发光单元3c两端的电压会越低,导致发光单元3c越难以点亮。因此,该发光单元3a及发光单元3b,与发光单元3c之间的横向串扰风险得到降低。所以,可以从图16中导出一般性结论:设置了高横向方阻的有机连接层36能改善横向串扰,且横向方阻越大,越不容易串扰。
下面将通过具体示例对上述结论进行验证。
以参考文献ACS Photonics 2019,6,767-778中记载的一种OLED器件为例,该TandemOLED器件的结构为:
实验片-R:ITO/HAT-CN(5nm)/TAPC(50nm)/TCTA(5nm)/TPB-AC:3%Ir(dmdppr-dmp)2(divm)(20nm)/BmPyPB(40nm)/LiF(1nm)/Al(120nm);
实验片-G:ITO/HAT-CN(5nm)/TAPC(50nm)/TCTA(5nm)/TPB-AC:5%Ir(ppy)2acac(20nm)/BmPyPB(40nm)/LiF(1nm)/Al(120nm);
实验片-B:ITO/HAT-CN(5nm)/TAPC(50nm)/TCTA(5nm)/TPB-AC(20nm)/BmPyPB(40nm)/LiF(1nm)/Al(120nm)。
其中,实验片的面积为0.16cm2,测得该OLED器件的IV数据如图17所示。基于该数据可以计算在电流密度为0.0001mA/cm2,红光子像素尺寸20μm×20μm,绿光子像素尺寸20μm×30μm,蓝光子像素尺寸20μm×40μm的条件下,OLED子像素的内阻,如表3所示。
表3:OLED子像素的内阻估算结果
子像素 | 红光子像素 | 绿光子像素 | 蓝光子像素 |
J=0.0001mA/cm2下的内阻(单位GΩ) | 3076 | 2835 | 2415 |
下面将结合表3和图16进行计算。假设发光单元3a与发光单元3b为蓝光TandemOLED子像素中的两个发光单元,例如发光单元3a可以对应蓝光发光单元373,发光单元3b可对应蓝光发光单元353;发光单元3c为红光TandemOLED子像素中靠近阴极一侧的发光单元,例如发光单元3c可对应红光发光单元371与绿光发光单元372。以点亮蓝光有红光串扰为例:在低亮低灰阶下,发光单元3a的内阻为2415GΩ,发光单元3c的内阻为3076GΩ。由于蓝光OLED的起亮和驱动电压高于红光,例如发光单元3a两端的电压达到2.50V时,发光单元3a起亮(如亮度=0.02nit),发光单元3c两端的电压达到2.35V时,发光单元3c起亮(如亮度=0.02nit)。对发光单元3a、等效电阻36R+发光单元3c形成的并联电路两端施加2.5V电压,当等效电阻36R的等效阻值超过196GΩ时,等效电阻36R两端的分压超过0.15V,由于等效电阻36R+发光单元3c两端的电压为2.5V,因此发光单元3c两端所获得的分压将小于2.35V,由此可以得出,等效电阻36R的方阻越大,发光单元3c越难点亮,串扰风险越低。
图18表示有机连接层36的横向方阻,与等效电阻36R及发光单元3c两端的点亮电压的关系的仿真曲线。由图18可以直观地看到,随着有机连接层36的横向方阻增大,发光单元3c两端的驱动电压降低至点亮电压之下,发光单元3c更加难以点亮,因此横向串扰风险降低。
实施例一中,示意性的,可以通过精细金属掩膜(fine metal mask,FMM)法直接蒸镀RGB子像素,通过RGB子像素直接发光实现显示面板3的彩色化。
实施例一的显示面板3,例如可适用于手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、智能手环等小型电子设备。
综上所述,实施例一的方案,通过取消PDL上的隔离结构,使PDL 33为平坦式结构,能够使得阴极39连续不断开,使阴极39上的电压降减小、阴极39消耗的功率减小,进而使得显示面板3的驱动电压和功耗较低,还能避免像素点亮异常。并且,还能避免额外增加光罩和光刻工艺,从而简化工艺,降低成本。另外,还能够提升显示面板3的可靠性。通过有机连接层36的掺杂改性,能够极大改善横向串扰。由于有机连接层36无需跟随子像素的分布进行布置,像素设计对有机连接层36的设计无影响,因此通过有机连接层36改善横向串扰的设计可以应用到所有Tandem OLED产品中,设计兼容性强,能够满足量产需要。
与实施例一通过RGB子像素直接发光实现彩色化不同的是,以下实施例可采用白光+彩色滤光膜的方式实现彩色化。
图19示意了实施例二的显示面板4的局部剖视结构示意图。如图11a所示,显示面板4可以包括基板40,TFT411、TFT 412和TFT413,阳极421、阳极422和阳极423,PDL 43,空穴功能层44,发光层45,有机连接层46,发光层47,电子功能层48,阴极49,CPL 410,封装层420和第一彩色滤光膜(color filter film,CF)43a。
与实施例一相同的是,实施例二的显示面板4通过取消PDL 43上的隔离结构,使PDL 43为平坦式结构,能够使得阴极49连续不断开,使阴极49上的电压降减小、阴极39消耗的功率减小,进而使得显示面板4的驱动电压和功耗较低,还能避免像素点亮异常。并且,还能避免额外增加光罩和光刻工艺,从而简化工艺,降低成本。另外,还能够提升显示面板4的可靠性。通过有机连接层46的掺杂改性,能够极大改善横向串扰。通过有机连接层46改善横向串扰的设计可以应用到所有Tandem OLED产品中,设计兼容性强,能够满足量产需要。
与实施例一不同的是,实施例二的显示面板4可采用白光+彩色滤光膜的方式实现彩色化。
如图19所示,发光层45与发光层47均为横向连续的有机材料层,可以不通过FMM工艺,仅采用普通金属掩模(commonmetalmask,CMM)工艺,一次蒸镀即可完成发光层45或发光层47的沉积。发光层45与发光层47可分别发出不同色的光,且发光层45与发光层47的光能够混合出白光。示意性的,发光层45可以包括红光发光单元(R)与绿光发光单元(G),红光发光单元(R)发出的红光与绿光发光单元(G)发出的绿光可混合出黄光,因此发光层45能够发出黄光。示意性的,发光层47可以包括蓝光发光单元(B),发光层47能发光蓝光。发光层45发出的黄光可与发光层47发出的蓝光混合成白光,最终所有发光层作为一个整体发出白光。
如图19所示,封装层420之上可以形成第一彩色滤光膜43a。第一彩色滤光膜43a可以包括多个第一红光滤光单元431、多个第一绿光滤光单元432和多个第一蓝光滤光单元433,第一红光滤光单元431、第一绿光滤光单元432和第一蓝光滤光单元433可以按照一定规律阵列排布。可以理解的是,第一红光滤光单元431、第一绿光滤光单元432和第一蓝光滤光单元433沿x轴依次排列,这仅仅是一种举例,实际上滤光单元的排列方式可根据需要设置,实施例二不做限定。
参考图19所示,发光层整体发出的白光可向上传输并分别进入第一红光滤光单元431、第一绿光滤光单元432和第一蓝光滤光单元433,第一红光滤光单元431对白光进行过滤并出射红光,第一绿光滤光单元432对白光进行过滤并出射绿光,第一蓝光滤光单元433对白光进行过滤并出射蓝光,由此实现显示面板4的彩色显示。
实施例二的显示面板4可以采用顶发光架构,光向上传输并从封装层420之上的第一彩色滤光膜43a发出。在其他实施例中,显示面板4可以采用底发光架构,第一彩色滤光膜43a位于基板40之下(即基板40背向发光层的一侧),光向下传输并从基板40之下的第一彩色滤光膜43a发出。
实施例二采用白光+彩色滤光膜的方式实现彩色化,有利于提升显示面板的像素密度(pixels per inch,PPI)。实施例二的显示面板4,例如可适用于硅基OLED电视或OLED电视等电子设备。
在其他实施例中,可以根据需要,采用其他的白光OLED器件结构,利用白光+彩色滤光膜的方式实现彩色化。
例如在实施例三中,参考图19所示,可以使发光层45包括蓝光发光单元(B),发光层45能够发出蓝光。使发光层47可以包括红光发光单元(R)与绿光发光单元(G),发光层45能够发出黄光。发光层45发出的蓝光可与发光层47发出的黄光混合成白光,最终所有发光层作为一个整体发出白光。
或者在实施例四中,可以分别设置红光发光层、绿光发光层与蓝光发光层,三个发光层层叠设置(不限于依次层叠),任意两个发光层之间均通过一个有机连接层串联。红光发光层发出的红光、绿光发光层发出的绿光与蓝光发光层发出的蓝光混合成白光,最终所有发光层作为一个整体发出白光。
或者在图20所示的实施例五中,可以设置两个发蓝光的发光层与一个发黄光的发光层,通过蓝光与黄光混合出白光。具体如图20所示,实施例五的显示面板5可以包括基板50,TFT511、TFT 512和TFT513,阳极521、阳极522和阳极523,PDL 53,空穴功能层54,发光层55,有机连接层56,发光层57,有机连接层58,发光层59,电子功能层510,阴极520,CPL530,封装层540和第一彩色滤光膜55a。其中,第一彩色滤光膜55a可以包括多个第一红光滤光单元551、多个第一绿光滤光单元552和多个第一蓝光滤光单元553。
如图20所示,发光层55可以包括蓝光发光单元(B),发光层55可以发出蓝光。发光层57以包括红光发光单元(R)与绿光发光单元(G),发光层57可以发出黄光。发光层59可以包括蓝光发光单元(B),发光层59可以发出蓝光。最终所有发光层作为一个整体发出白光。可以理解的是,发光层55-发光层57-发光层59的排列次序仅仅是一种举例,实际上各发光层的排列次序可以根据需要设置,实施例五不做限定。
在Tandem OLED中,由于有机发光层发射蓝光的效率较低,蓝光较难发出,因此实施例五通过额外设置一层发蓝光的发光层,能够提升蓝光的出光效率。
或者在另一实施例中,可以分别设置第一发光层与第二发光层,第一发光层与第二发光层层叠设置。第一发光层可以包括红光发光单元(R),第一发光层可以发出红光;第二发光层可以包括绿光发光单元(G)与蓝光发光单元(B),第二发光层可以发出青光,最终所有发光层作为一个整体发出白光。
或者,在另一实施例中,可以分别设置第一发光层与第二发光层,第一发光层与第二发光层层叠设置。第一发光层可以包括绿光发光单元(G),第一发光层可以发出绿光;第二发光层可以包括红光发光单元(R)与蓝光发光单元(B),第二发光层可以发出品红光,最终所有发光层作为一个整体发出白光。
可以理解的是,以上仅仅例举了部分白光OLED器件结构。本申请实施例中,可以根据需要设置不同的白光OLED器件结构,这些白光OLED器件结构满足如下设计:多个发光层中,最少有两个发光层可分别发出不同色的光,且所有发光层发的光可以混合成白光,最终所有发光层作为一个整体发出白光。
与上述采用白光+彩色滤光膜的方式实现彩色化的实施例不同,实施例六可采用蓝光+色变换层实现彩色化。
图21示意了实施例六的显示面板6的局部剖视结构示意图。如图21所示,显示面板6可以包括基板60,TFT611、TFT 612和TFT613,阳极621、阳极622和阳极623,PDL 63,空穴功能层64,发光层65,有机连接层66,发光层67,发光层68,电子功能层69,阴极610,CPL 620,封装层630和色变换层(color change layer,CCL)64a。其中,发光层65,发光层67和发光层68依次层叠,相邻两个发光层通过一个有机连接层66串联。
与实施例二相同的是,实施例六的显示面板6通过取消PDL 63上的隔离结构,使PDL 63为平坦式结构,能够使得阴极610连续不断开,使阴极610上的电压降减小、阴极610消耗的功率减小,进而使得显示面板6的驱动电压和功耗较低,还能避免像素点亮异常。并且,还能避免额外增加光罩和光刻工艺,从而简化工艺,降低成本。另外,还能够提升显示面板6的可靠性。通过掺杂改性,使得有机连接层66成为有机导面,通过有机连接层66的掺杂改性,能够极大改善横向串扰。通过有机连接层66改善横向串扰的设计可以应用到所有Tandem OLED产品中,设计兼容性强,能够满足量产需要。
与实施例二不同的是,实施例六的显示面板6可采用蓝光+色变换层的方式实现彩色化。
如图21所示,发光层65,发光层67和发光层68均包括蓝光发光单元(B),发光层65,发光层67和发光层68均可以发出蓝光,最终所有发光层作为一个整体发出蓝光。
如图21所示,封装层630之上可以形成色变换层64a。色变换层64a可以包括多个红光变换单元641、多个绿光变换单元642和多个蓝光变换单元643,红光变换单元641、绿光变换单元642和蓝光变换单元643可以按照一定规律阵列排布。可以理解的是,红光变换单元641、绿光变换单元642和蓝光变换单元643沿x轴依次排列,这仅仅是一种举例,实际上变换单元的排列方式可根据需要设置,实施例六不做限定。
参考图21所示,发光层整体发出的蓝光可向上传输并分别进入红光变换单元641、绿光变换单元642和蓝光变换单元643,红光变换单元641可对蓝光进行颜色变换并出射红光,绿光变换单元642可对蓝光进行颜色变换并出射绿光,蓝光变换单元643可对蓝光进行光谱窄化并发出更加纯净的蓝光,由此实现显示面板6的彩色显示。
实施例六的显示面板6可以采用顶发光架构,光向上传输并从封装层630之上的色变换层64a发出。在其他实施例中,显示面板6可以采用底发光架构,色变换层64a位于基板60之下(即基板60背向发光层的一侧),光向下传输并从基板60之下的色变换层64a发出。
实施例六中,示意性的,为了保证显示面板6的光色纯净,还可以在色变换层64a外设置第二彩色滤光膜,第二彩色滤光膜可以位于色变换层64a背离封装层630的一侧(顶发光架构),或者位于色变换层64a背离基板60的一侧(底发光架构)。第二彩色滤光膜可以包括多个第二红光滤光单元、多个第二绿光滤光单元和多个第二蓝光滤光单元,第二红光滤光单元与红光变换单元对应,第二红光滤光单元可对红光变换单元出射的红光进行过滤并射出红光,第二绿光滤光单元可对绿光变换单元出射的绿光进行过滤并射出绿光,第二蓝光滤光单元可对蓝光变换单元出射的蓝光进行过滤并射出蓝光。
实施例六采用蓝光+色变换层的方式实现彩色化,有利于简化工艺,减少电压降,降低显示面板的功耗,提升显示面板的亮度。实施例六的显示面板6,例如可适用于高亮度电视等电子设备。
与实施例六不同的是,在其他实施例中,色变换层中可以没有蓝光变换单元,第二彩色滤光膜可包括第二蓝光滤光单元,该第二蓝光滤光单元对发光层发出的蓝光进行过滤。
以上实施例详细描述了采用具有平坦式结构的PDL与掺杂改性的有机连接层的Tandem OLED显示面板。以下实施例将说明采用具有半平坦式结构+半隔断式结构的PDL,结合掺杂改性的有机连接层的Tandem OLED显示面板。
图22表示实施例七的一种实施方式中的显示面板7的局部剖视结构示意图。如图22所示,显示面板7可以包括基板70,TFT 711、TFT 712和TFT 713,阳极721、阳极722和阳极723,PDL 73,空穴功能层74,发光层75、发光层77及发光层78等多个发光层,多个有机连接层76,电子功能层79,阴极710,CPL 720,封装层730和隔离结构740。
其中,显示面板7中的任意相邻两个发光层均可通过一个有机连接层76串联。每个发光层均可以包括多个发光单元,例如发光层75可包括发光单元751、发光单元752和发光单元753,发光层77可包括发光单元771、发光单元772和发光单元773,发光层78可包括发光单元781、发光单元782和发光单元783。每个发光层还可以包括预置层,发光单元形成于该预置层之上,该预置层用于调节不同光色的微腔。示意性的,每个发光层均可以包括多个红光发光单元、绿光发光单元和蓝光发光单元,例如发光单元771可以是红光发光单元,发光单元772可以是绿光发光单元,发光单元773可以是蓝光发光单元。
本实施例中,可以通过FMM法直接蒸镀RGB子像素,通过RGB子像素直接发光实现显示面板7的彩色化。
本实施例中,除了隔离结构740外,其余叠层的结构、材料、特性和工作原理等,均可以与上述实施例相同,此处不再重复。下文将重点说明隔离结构740。
图22示意了形成于PDL 73上的一个隔离结构740。隔离结构740可以大致为类似柱子的柱状结构,其具体结构可以根据需要设计,本实施例不做限定。隔离结构740的高度较大,其可以沿z轴方向(即纵向)依次贯穿空穴功能层74、多个发光层、多个有机连接层76、电子功能层79、阴极710和CPL 720。隔离结构740使得空穴功能层74、有机连接层76、阴极710和CPL 720均不再是连续完整的整面结构,而是局部断开。隔离结构740还将每个发光层中的相邻的发光单元(例如发光层75中的发光单元751与发光单元752,发光层78中的发光单元781与发光单元782等)在一些横向上隔开,可以认为隔离结构740使得每个发光层的局部断开。
参照图22所示,由于制程原因,隔离结构740的顶部也可以沉积阴极材料,该阴极材料与阴极710的材料相同,但该阴极材料并不具备阴极720的功能,可以认为该阴极材料是制程产生的冗余结构,因此图22中并未示意。
图23可以表示图22中位于相邻的阳极721(或称第一阳极)与阳极722(或称第二阳极)之间的、从阳极到阴极710的叠层的示意性微观结构。如图23所示,在阳极721与阳极722之间,PDL 73可以呈水滴状,可以定义其坡度角a:过PDL 73的弧面73a与阳极的顶面72b的交点做弧面73a的切线L0,切线L0与顶面72b所成的锐角称为坡度角a。结合图23和图22所示,在显示面板7的制程中,在PDL 73上形成隔离结构740之后,再依次形成从空穴功能层74到阴极710之间的叠层(为了突出表达重点,图23中仅显示了这些叠层中的阴极710)。由于制程原因,隔离结构740的顶部也可以覆盖阴极材料750,因此,在制备隔离结构740时,会形成图23所示的凸起构造。对该凸起构造可以进行几何描述:存在阴极材料750上的一点与阴极710上的一点的连线,该连线与顶面72b所成的锐角大于或等于坡度角a。例如,存在连线L3,连线L3与顶面72b所成的锐角d大于坡度角a。或者,存在平行于切线L0的连线L4,连线L4与顶面72b所成的锐角e等于坡度角a。
本实施方式中,隔离结构740可以通过物理隔断的方式将有机连接层76局部断连,将显示面板7中的不同颜色的子像素隔开,从而起到改善横向串扰的作用。而同时设置隔离结构740与高横向方阻的有机连接层76,能够强化该作用,从而避免横向串扰。
图24示意了实施例七的另一种实施方式中的显示面板7的局部剖视结构示意图。与图22所示不同的是,图24所示的隔离结构740可以为凹槽,该凹槽向上依次贯穿空穴功能层74、多个发光层、多个有机连接层76、电子功能层79、阴极710和CPL 720,向下贯穿至PDL73的一定深度处,PDL 73朝向基板70的一侧作为该凹槽的底壁73b。在显示面板7的制程中,在PDL 73上形成凹槽之后,再依次形成从空穴功能层74到阴极710之间的叠层。由于制程原因,该凹槽的底壁73b也可以覆盖阴极材料,该阴极材料并不具有阴极720的功能,但是该凹槽的侧壁无法沉积阴极材料。封装层730的一部分730a可以填充到该凹槽内并覆盖该阴极材料和PDL 73。同样的,隔离结构740使得空穴功能层74、有机连接层76、阴极710和CPL 720均不再是连续完整的整面结构,而是局部断开;隔离结构740还使得每个发光层中的相邻的发光单元(例如发光层75中的发光单元751与发光单元752,发光层78中的发光单元781与发光单元782等)在一些横向上隔开,可以认为该隔离结构740使得每个发光层的局部断开。
图25可以表示图24中位于相邻的阳极721与阳极722之间的、从阳极到阴极710的叠层的示意性微观结构(为了突出表达重点,图23中仅显示了这些叠层中的阴极710)。如图25所示,在阳极721与阳极722之间,PDL 73可以呈水滴状,可以定义其坡度角a:过PDL 73的弧面73a与阳极的顶面72b的交点做弧面73a的切线L0,切线L0与顶面72b所成的锐角称为坡度角a。在制备隔离结构740时,会形成图25所示的凹槽构造,该凹槽构造可以用以下几何关系描述:存在阴极材料750上的一点与阴极710上的一点的连线,该连线与顶面72b所成的锐角大于或等于坡度角a。例如,存在连线L5,连线L5与顶面72b所成的锐角f大于坡度角a。或者,存在平行于切线L0的连线L6,连线L6与顶面72b所成的锐角g等于坡度角a。
本实施方式中,隔离结构740可以通过物理隔断的方式将有机连接层76局部断连,将显示面板7中的不同颜色的子像素隔开,起到改善横向串扰的作用。而同时设置隔离结构740与高横向方阻的有机连接层76,能够强化该作用,从而避免横向串扰。
本实施例中,如图22和图24所示,沿x轴方向,隔离结构740可以位于相邻的阳极721与阳极722之间,这仅仅是一种示意。实际上,一部分阳极(这部分阳极只是所有阳极中的一部分,这部分阳极可以集中排列在一起,也可以分散排列)中的任意相邻的两个阳极之间均可以设有隔离结构740。或者,显示面板7中的所有阳极中的任意相邻的两个阳极之间均可以设有隔离结构740。本实施例中,可以将这样的两个阳极分别称为第一阳极与第二阳极,隔离结构740位于第一阳极与第二阳极之间。根据上文容易理解,第一阳极与第二阳极的数量均可以大于或等于1。本实施例中,第一阳极与第二阳极之间可以有一个隔离结构740,也可以有并排的多个隔离结构740。
或者说,如图22和图24所示,隔离结构740可以位于相邻的子像素之间,并将相邻的子像素隔开。其中,一个子像素可以定义成:从一个TFT到与该TFT对应的CPL 720的一部分,这之间的全部叠层结构。例如,图22中左侧的一个子像素是从TFT 711到与该TFT对应的CPL 720的一部分之间的所有叠层结构,包括TFT 711、阳极721、空穴功能层74的一部分、发光单元751、有机连接层76的一部分、发光单元771、有机连接层76的一部分…发光单元781、电子功能层79的一部分、阴极710的一部分、CPL 720的一部分。
本实施例中,一部分子像素(这部分子像素只是所有子像素中的一部分,这部分子像素可以集中排列在一起,也可以分散排列)中任意相邻的两个子像素之间均可以设有隔离结构740。或者,显示面板7中的所有子像素中的任意相邻的两个子像素之间均可以设有隔离结构740。本实施例中,可以将这样的两个子像素分别称为第一子像素与第二子像素,隔离结构740位于第一子像素与第二子像素之间,并将第一子像素与第二子像素隔开。根据上文容易理解,第一子像素与第二子像素的数量均可以大于或等于1。本实施例中,第一子像素与第二子像素之间可以有一个隔离结构740,也可以有并排的多个隔离结构740。
本实施例中,当仅在部分子像素之间设置隔离结构740时,显示面板7中的隔离结构740较少,这能够减少对阴极710的损伤(例如可以降低2/3),降低显示面板7的功耗,保证显示面板7的显示效果。另外,也较容易使隔离结构740避开弯折可靠性较差的方向与位置,大幅度提升显示面板7的可靠性。
本实施例中,显示面板7中的隔离结构740可以全部都是柱状结构,或者全部都是凹槽,或者一部分隔离结构740为柱状结构,另一部分隔离结构740为凹槽。
本实施例中,在未设隔离结构740的区域,可以形成平坦式结构,该平坦式结构适用上文所述的几何描述。在设有隔离结构740的区域,可以形成隔断式结构,该隔断式结构可采用上述的凸起构造的几何描述。因此,可以认为实施例七的方案采用了半平坦式结构+半隔断式结构。
本实施例中,隔离结构740可以位于红光子像素与绿光子像素之间,隔离结构740将红光子像素与绿光子像素隔断;和/或,隔离结构740可以位于红光子像素与蓝光子像素之间,隔离结构740将红光子像素与蓝光子像素隔断;和/或,隔离结构740可以位于绿光子像素与蓝光子像素之间,隔离结构740将绿光子像素与蓝光子像素隔断。
本实施例的改善横向串扰设计可应用在各种像素排列方式中。下面将进行列举。
图26-图31均表示本实施例的改善横向串扰设计应用在真实红绿蓝(Real RGB)排列中的2B in 1式排列中的示意图。其中,Real RGB排列中的物理像素与真实像素的比例为1:1;2B in 1式排列,即2个蓝光子像素在1个FMM孔中进行蒸镀,这2个蓝光子像素的间距d1较小;“红”、“绿”、“蓝”分别表示红光子像素、绿光子像素和蓝光子像素。
如图26所示,示意性的,隔离结构740仅设在绿光子像素与红光子像素之间,且仅对一部分相邻的绿光子像素与红光子像素进行隔断,不是对所有相邻的绿光子像素与红光子像素进行隔断。
与图26所示不同的是,如图27所示,示意性的,隔离结构740可以设在所有相邻的绿光子像素与红光子像素之间。
与图26所示不同的是,如图28所示,示意性的,隔离结构740仅设在红光子像素与蓝光子像素之间,且仅对一部分相邻的红光子像素与蓝光子像素进行隔断,不是对所有相邻的红光子像素与蓝光子像素进行隔断。
与图28所示不同的是,如图29所示,示意性的,隔离结构740可以基本设在所有相邻的红光子像素与蓝光子像素之间。
与图26所示不同的是,如图30所示,示意性的,隔离结构740仅设在绿光子像素与蓝光子像素之间,且仅对一部分相邻的绿光子像素与蓝光子像素进行隔断,不是对所有相邻的绿光子像素与蓝光子像素进行隔断。
与图30所示不同的是,如图31所示,示意性的,隔离结构740可以设在所有相邻的绿光子像素与蓝光子像素之间。
图32-图37均表示本实施例的改善横向串扰设计应用在Real RGB像素排列中的1Bin 1式排列中的示意图。其中,1B in 1式排列,即1个蓝光子像素在1个FMM孔中进行蒸镀,相邻2个蓝光子像素的间距d2较大。
如图32所示,示意性的,隔离结构740仅设在绿光子像素与红光子像素之间,且仅对一部分相邻的绿光子像素与红光子像素进行隔断,不是对所有相邻的绿光子像素与红光子像素进行隔断。
与图32所示不同的是,如图33所示,示意性的,隔离结构740可以设在所有相邻的绿光子像素与红光子像素之间。
与图32所示不同的是,如图34所示,示意性的,隔离结构740仅设在红光子像素与蓝光子像素之间,且仅对一部分相邻的红光子像素与蓝光子像素进行隔断,不是对所有相邻的红光子像素与蓝光子像素进行隔断。
与图34所示不同的是,如图35所示,示意性的,隔离结构740可以设在所有相邻的红光子像素与蓝光子像素之间。
与图32所示不同的是,如图36所示,示意性的,隔离结构740仅设在绿光子像素与蓝光子像素之间,且仅对一部分相邻的绿光子像素与蓝光子像素进行隔断,不是对所有相邻的绿光子像素与蓝光子像素进行隔断。
与图36所示不同的是,如图37所示,示意性的,隔离结构740可以设在所有相邻的绿光子像素与蓝光子像素之间。
图38-图43均表示本实施例的改善横向串扰设计应用在钻石排列中的示意图。其中,为了保持图面清晰,只标示出了部分隔离结构740。
如图38所示,示意性的,隔离结构740仅设在红光子像素与绿光子像素之间,且仅对一部分相邻的红光子像素与绿光子像素进行隔断,不是对所有相邻的红光子像素与绿光子像素进行隔断。
与图38所示不同的是,如图39所示,示意性的,隔离结构740可以设在所有相邻的红光子像素与绿光子像素之间。
与图38所示不同的是,如图40所示,示意性的,隔离结构740仅设在红光子像素与蓝光子像素之间,且仅对一部分相邻的红光子像素与蓝光子像素进行隔断,不是对所有相邻的红光子像素与蓝光子像素进行隔断。
与图40所示不同的是,如图41所示,示意性的,隔离结构740可以设在所有相邻的红光子像素与蓝光子像素之间。
与图38所示不同的是,如图42所示,示意性的,隔离结构740仅设在绿光子像素与蓝光子像素之间,且仅对一部分相邻的绿光子像素与蓝光子像素进行隔断,不是对所有相邻的绿光子像素与蓝光子像素进行隔断。
与图42所示不同的是,如图43所示,示意性的,隔离结构740可以设在所有相邻的绿光子像素与蓝光子像素之间。
除上述像素排列方式之外,本实施例的改善横向串扰设计还可以应用在其他任意合适的像素排列中,包括但不限于Delta排列、鼎形排列、Pentile排列、类钻排列等。
本实施例对子像素的形状不做限定,例如,子像素可以为矩形、有圆角的矩形、圆形、三角形等规则形状,也可以为任意形状的多边形或平滑的异形形状,还可以分割成两个或两个以上不连续发光的小块,每个小块可以为矩形、有圆角的矩形、圆形、三角形、任意形状的多边形或平滑的异形形状等。
实施例七中记载的像素排列与子像素形状,适用于本申请任一实施例。
除应用在上述像素排列方式之外,本实施例的改善横向串扰设计还可以应用于具有不同隔断结构设计的半平坦半隔断式TandemOLED中,其中:两个子像素间的(或者说PDLGap上的)隔离柱可以为单个(可以称单柱),也可以为两个(可以称双柱)或两个以上(可以称多柱);隔离槽可以为单个(可以称单槽),也可以为两个(可以称双槽)或两个以上(可以称多槽);隔离柱或隔离槽的截面形状可以为矩形、正梯形、倒梯形以及其他规则或不规则几何形状;同一PDLGap上(或者说同一对子像素间)的不同隔离结构的形状、高度或深度、宽度等结构尺寸可以相同,也可以不相同。
与实施例七不同的是,实施例八的显示面板8可采用白光+彩色滤光膜的方式实现彩色化。图44-图47分别为实施例八的不同实施方式中的显示面板8的局部剖视结构示意图。
如图44和图45所示,显示面板8可以包括基板80,TFT 811、TFT 812和TFT813,阳极821、阳极822和阳极823,PDL 83,空穴功能层84,发光层85,有机连接层86,发光层87,电子功能层88,阴极89,CPL 810,封装层820、第一彩色滤光膜830和隔离结构840。其中,图44中的隔离结构840为柱状结构,图45中的隔离结构840为凹槽,封装层820的一部分820a可以填入该凹槽内并覆盖PDL 83。
与实施例七相同的是,实施例八的显示面板8同样采用了半平坦式结构+半隔断式结构+高方阻的有机连接层86,其中,隔离结构将显示面板8中的不同颜色的子像素隔开。
与实施例七不同的是,如图44和图45所示,发光层85与发光层87均为横向连续的有机材料层,可以不通过FMM工艺,而是采用CMM工艺,一次蒸镀即可完成发光层85或发光层87的沉积。发光层85与发光层87可分别发出不同色的光,且发光层85与发光层87的光能够混合出白光。示意性的,发光层85可以包括红光发光单元(R)与绿光发光单元(G),红光发光单元(R)发出的红光与绿光发光单元(G)发出的绿光可混合出黄光,因此发光层85能够发出黄光。示意性的,发光层87可以包括蓝光发光单元(B),发光层87能发光蓝光。发光层85发出的黄光可与发光层87发出的蓝光混合成白光,最终所有发光层作为一个整体发出白光。
如图44和图45所示,封装层820之上可以形成第一彩色滤光膜830。第一彩色滤光膜830可以包括多个第一红光滤光单元831、多个第一绿光滤光单元832和多个第一蓝光滤光单元833,第一红光滤光单元831、第一绿光滤光单元832和第一蓝光滤光单元833可以按照一定规律阵列排布。可以理解的是,第一红光滤光单元831、第一绿光滤光单元832和第一蓝光滤光单元833沿x轴依次排列,这仅仅是一种举例,实际上滤光单元的排列方式可根据像素排列方式确定,实施例八不做限定。
参考图44和图45所示,发光层整体发出的白光可向上传输并分别进入第一红光滤光单元831、第一绿光滤光单元832和第一蓝光滤光单元833,第一红光滤光单元831对白光进行过滤并出射红光,第一绿光滤光单元832对白光进行过滤并出射绿光,第一蓝光滤光单元833对白光进行过滤并出射蓝光,由此实现显示面板8的彩色显示。
实施例八的显示面板8可以采用顶发光架构,光向上传输并从封装层820之上的第一彩色滤光膜830发出。在其他实施例中,显示面板8可以采用底发光架构,第一彩色滤光膜830位于基板80之下(即基板80背向发光层的一侧),光向下传输并从基板80之下的第一彩色滤光膜830发出。
实施例八采用白光+彩色滤光膜的方式实现彩色化,有利于提升显示面板的PPI。实施例八的显示面板8,例如可适用于硅基OLED电视或OLED电视等电子设备。
在其他实施例中,可以根据需要,采用其他的白光OLED器件结构,利用白光+彩色滤光膜的方式实现彩色化。
例如在实施例九中,参考图44或图45所示,可以使发光层85包括蓝光发光单元(B),发光层85能够发出蓝光。使发光层87可以包括红光发光单元(R)与绿光发光单元(G),发光层87能够发出黄光。发光层85发出的蓝光可与发光层87发出的黄光混合成白光,最终所有发光层作为一个整体发出白光。
或者在实施例十中,可以分别设置红光发光层、绿光发光层与蓝光发光层,三个发光层层叠设置(不限于依次层叠),任意两个发光层之间均通过一个有机连接层串联。红光发光层发出的红光、绿光发光层发出的绿光与蓝光发光层发出的蓝光混合成白光,最终所有发光层作为一个整体发出白光。
或者在图46和图47所示的实施例十一中,可以设置两个发蓝光的发光层与一个发黄光的发光层,通过蓝光与黄光混合出白光。
如图46和图47所示,实施例十一的显示面板9可以包括基板90,TFT911、TFT 912和TFT 913,阳极921、阳极922和阳极923,PDL 93,空穴功能层94,发光层95,有机连接层96,发光层97,有机连接层96,发光层98,电子功能层99,阴极910,CPL920,封装层930,第一彩色滤光膜940和隔离结构950。其中:图46中的隔离结构950为柱状结构,图47中的隔离结构950为凹槽,封装层930的一部分930a可以填入该凹槽内并覆盖PDL 93。第一彩色滤光膜940可以包括多个第一红光滤光单元941、多个第一绿光滤光单元942和多个第一蓝光滤光单元943。
如图46和图47所示,发光层95可以包括蓝光发光单元(B),发光层95可以发出蓝光。发光层97以包括红光发光单元(R)与绿光发光单元(G),发光层97可以发出黄光。发光层98可以包括蓝光发光单元(B),发光层98可以发出蓝光。最终所有发光层作为一个整体发出白光。可以理解的是,发光层95-发光层97-发光层98的排列次序仅仅是一种举例,实际上各发光层的排列次序可以根据需要设置,实施例十一不做限定。
在Tandem OLED中,由于有机发光层发射蓝光的效率较低,蓝光较难发出,因此实施例十一通过额外设置一层发蓝光的发光层,能够提升蓝光的出光效率。
或者在另一实施例中,可以分别设置第一发光层与第二发光层,第一发光层与第二发光层层叠设置。第一发光层可以包括红光发光单元(R),第一发光层可以发出红光;第二发光层可以包括绿光发光单元(G)与蓝光发光单元(B),第二发光层可以发出青光,最终所有发光层作为一个整体发出白光。
或者,在另一实施例中,可以分别设置第一发光层与第二发光层,第一发光层与第二发光层层叠设置。第一发光层可以包括绿光发光单元(G),第一发光层可以发出绿光;第二发光层可以包括红光发光单元(R)与蓝光发光单元(B),第二发光层可以发出品红光,最终所有发光层作为一个整体发出白光。
可以理解的是,以上仅仅例举了部分白光OLED器件结构。本申请实施例中,可以根据需要设置不同的白光OLED器件结构,这些白光OLED器件结构满足如下设计:多个发光层中,最少有两个发光层可分别发出不同色的光,且所有发光层发的光可以混合成白光,最终所有发光层作为一个整体发出白光。
与上述采用白光+彩色滤光膜的方式实现彩色化的实施例不同,实施例十二可采用蓝光+色变换层实现彩色化。
图48和图49示意了实施例十二的显示面板10的局部剖视结构示意图。如图48和图49所示,显示面板10可以包括基板100,TFT 101、TFT 102和TFT 103,阳极104、阳极105和阳极106,PDL 107,空穴功能层108,发光层109,有机连接层112,发光层113,发光层114,电子功能层115,阴极116,CPL 117,封装层118,色变换层119和隔离结构120。其中:图48中的隔离结构120为柱状结构,图49中的隔离结构120为凹槽,封装层118的一部分118a可以填入该凹槽内并覆盖PDL 107。发光层109,发光层113和发光层114依次层叠,相邻两个发光层通过一个有机连接层112串联。发光层109,发光层113和发光层114均包括蓝光发光单元(B),发光层109,发光层113和发光层114均可以发出蓝光,最终所有发光层作为一个整体发出蓝光。
如图48和图49所示,封装层118之上可以形成色变换层119。色变换层119可以包括多个红光变换单元119a、多个绿光变换单元119b和多个蓝光变换单元119c,红光变换单元119a、绿光变换单元119b和蓝光变换单元119c可以按照一定规律阵列排布。可以理解的是,红光变换单元119a、绿光变换单元119b和蓝光变换单元119c沿x轴依次排列,这仅仅是一种举例,实际上变换单元的排列方式可根据像素排列方式确定,实施例十二不做限定。
如图48和图49所示,发光层整体发出的蓝光可向上传输并分别进入红光变换单元119a、绿光变换单元119b和蓝光变换单元119c,红光变换单元119a可对蓝光进行颜色变换并出射红光,绿光变换单元119b可对蓝光进行颜色变换并出射绿光,蓝光变换单元119c可对蓝光进行光谱窄化并发出更加纯净的蓝光,由此实现显示面板10的彩色显示。
实施例十二的显示面板10可以采用顶发光架构,光向上传输并从封装层118之上的色变换层119发出。在其他实施例中,显示面板10可以采用底发光架构,色变换层119位于基板100之下(即基板100背向发光层的一侧),光向下传输并从基板100之下的色变换层119发出。
实施例十二中,示意性的,为了保证显示面板10的光色纯净,还可以在色变换层119外设置第二彩色滤光膜,第二彩色滤光膜可以位于色变换层119背离封装层118的一侧(顶发光架构),或者位于色变换层119背离基板100的一侧(底发光架构)。第二彩色滤光膜可以包括多个第二红光滤光单元、多个第二绿光滤光单元和多个第二蓝光滤光单元,第二红光滤光单元与红光变换单元对应,第二红光滤光单元可对红光变换单元出射的红光进行过滤并射出红光,第二绿光滤光单元可对绿光变换单元出射的绿光进行过滤并射出绿光,第二蓝光滤光单元可对蓝光变换单元出射的蓝光进行过滤并射出蓝光。
实施例十二采用蓝光+色变换层的方式实现彩色化,有利于简化工艺,减少电压降,降低显示面板的功耗,提升显示面板的亮度。实施例十二的显示面板10,例如可适用于高亮度电视等电子设备。
与实施例十二不同的是,在其他实施例中,色变换层中可以没有蓝光变换单元,第二彩色滤光膜可包括第二蓝光滤光单元,该第二蓝光滤光单元对发光层发出的蓝光进行过滤。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (23)
1.一种显示面板,其特征在于,
包括多个阳极、像素定义层、空穴功能层、多个发光层、至少一个有机连接层、电子功能层和阴极,所述多个阳极中的任意相邻的两个阳极均被所述像素定义层隔绝,所述多个阳极、所述空穴功能层、所述多个发光层、所述电子功能层和所述阴极依次层叠,每个所述有机连接层连接于相邻的两个所述发光层之间;
每个所述有机连接层的材料包括主体材料和掺杂在所述主体材料中的掺杂材料,每个所述有机连接层在任一横向上的方阻均大于或等于1GΩ/□,其中,所述任一横向均垂直于所述有机连接层的厚度方向。
2.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
所述有机连接层包括电荷生成层,所述电荷生成层包括N型电荷生成层与P型电荷生成层;所述P型电荷生成层与所述N型电荷生成层层叠设置,并位于所述N型电荷生成层朝向所述阴极的一侧。
3.根据权利要求2所述的显示面板,其特征在于,
所述N型电荷生成层的主体材料包括N型主体材料,所述N型电荷生成层的掺杂材料包括N型掺杂材料,所述N型掺杂材料的浓度∈(0%,100%]。
4.根据权利要求3所述的显示面板,其特征在于,
所述N型主体材料包括有机芳香类材料,和/或,
所述N型掺杂材料包括功函数≤3.5eV的金属材料,或者功函数≤3.5eV的金属氧化物材料,或者功函数≤3.5eV的有机材料,或者功函数≤3.5eV的有机-金属配合物材料。
5.根据权利要求2-4任一项所述的显示面板,其特征在于,
所述P型电荷生成层的主体材料包括P型主体材料,所述P型电荷生成层的掺杂材料包括P型掺杂材料,所述P型掺杂材料的浓度∈(0%,100%]。
6.根据权利要求5所述的显示面板,其特征在于,
所述P型主体材料包括有机芳香类材料,和/或,
所述P型掺杂材料包括最低未占分子轨道能级≤-3.0eV的有机材料,或功函数≥3.0eV的无机材料。
7.根据权利要求2-6任一项所述的显示面板,其特征在于,
所述电荷生成层还包括中间层,所述中间层连接于所述N型电荷生成层与P型电荷生成层之间。
8.根据权利要求2-7任一项所述的显示面板,其特征在于,
所述有机连接层还包括空穴阻挡层、电子传输层、空穴注入层和空穴传输层中的至少一个,其中,
所述空穴阻挡层、所述N型电荷生成层和所述P型电荷生成层依次层叠;
所述电子传输层与所述N型电荷生成层和所述P型电荷生成层依次层叠,且当存在所述空穴阻挡层时,所述空穴阻挡层、所述电子传输层和所述N型电荷生成层依次层叠;
所述空穴注入层与所述P型电荷生成层层叠设置,并位于所述P型电荷生成层朝向所述阴极的一侧;
所述空穴传输层与所述P型电荷生成层层叠设置,并位于所述P型电荷生成层朝向所述阴极的一侧,且当存在所述空穴注入层时,所述P型电荷生成层、所述空穴注入层和所述空穴传输层依次层叠。
9.根据权利要求1-8任一项所述的显示面板,其特征在于,
所述有机连接层的纵向迁移率为10-1cm2/(V·S)~10-6cm2/(V·S)。
10.根据权利要求1-9任一项所述的显示面板,其特征在于,
每个所述有机连接层的厚度小于或等于300nm。
11.根据权利要求1-10任一项所述的显示面板,其特征在于,
所述多个阳极包括第一阳极与第二阳极,所述第一阳极与所述第二阳极相邻,所述第一阳极具有朝向阴极的顶面;所述像素定义层位于所述第一阳极与所述第二阳极之间的部分具有坡度角;
所述阴极朝向所述像素定义层的表面内的任意两点的连线与所述顶面所成的锐角,小于或等于所述坡度角;所述阴极背向所述像素定义层的表面内的任意两点的连线与所述顶面所成的锐角,小于或等于所述坡度角。
12.根据权利要求1-10任一项所述的显示面板,其特征在于,
所述显示面板还包括隔离结构,所述隔离结构形成于所述像素定义层上,所述隔离结构贯穿所述空穴功能层、所述多个发光层、所述至少一个有机连接层、所述电子功能层和所述阴极。
13.根据权利要求12所述的显示面板,其特征在于,
所述显示面板包括多个子像素,所述多个子像素中的一部分子像素包括第一子像素与第二子像素,所述第一子像素与所述第二子像素相邻,所述隔离结构位于所述第一子像素与所述第二子像素之间。
14.根据权利要求12或13所述的显示面板,其特征在于,
所述隔离结构包括柱状结构。
15.根据权利要求12-14任一项所述的显示面板,其特征在于,
所述隔离结构包括凹槽,所述像素定义层背向所述阴极的一侧为所述凹槽的底壁。
16.根据权利要求1-15任一项所述的显示面板,其特征在于,
所述显示面板中的子像素形成真实红绿蓝排列、钻石排列、Delta排列、鼎形排列、Pentile排列或者类钻排列。
17.根据权利要求1-16任一项所述的显示面板,其特征在于,
每个所述发光层均包括红光发光单元、绿光发光单元和蓝光发光单元。
18.根据权利要求1-16任一项所述的显示面板,其特征在于,
所述显示面板包括第一彩色滤光膜,所述第一彩色滤光膜包括多个第一红光滤光单元、多个第一绿光滤光单元和多个第一蓝光滤光单元;所述第一彩色滤光膜位于所述阴极背向所述电子功能层的一侧,或者所述第一彩色滤光膜位于所述多个阳极背向所述空穴功能层的一侧;
所述多个发光层中的至少两个发光层分别用于发出不同色的光,且所述多个发光层整体发出白光;所述第一红光滤光单元用于对所述白光进行过滤并出射红光,所述第一绿光滤光单元用于对所述白光进行过滤并出射绿光,所述第一蓝光滤光单元用于对所述白光进行过滤并出射蓝光。
19.根据权利要求1-16任一项所述的显示面板,其特征在于,
所述显示面板包括色变换层,所述色变换层包括多个红光变换单元和多个绿光变换单元,所述色变换层位于所述阴极背向所述电子功能层的一侧,或者所述色变换层位于所述多个阳极背向所述空穴功能层的一侧;
所述多个发光层中的每个发光层均用于发出蓝光,所述红光变换单元用于将所述蓝光进行颜色变换并射出红光,所述绿光变换单元用于将所述蓝光进行颜色变换并射出绿光。
20.根据权利要求19所述的显示面板,其特征在于,
所述显示面板还包括第二彩色滤光膜,所述第二彩色滤光膜位于所述色变换层背向所述阴极的一侧;所述第二彩色滤光膜包括多个第二红光滤光单元、多个第二绿光滤光单元和多个第二蓝光滤光单元,所述第二红光滤光单元用于对所述红光变换单元射出的红光进行过滤并射出红光,所述第二绿光滤光单元用于对所述绿光变换单元射出的绿光进行过滤并射出绿光,所述第二蓝光滤光单元用于对所述蓝光进行过滤并射出蓝光。
21.根据权利要求1-20任一项所述的显示面板,其特征在于,
所述显示面板还包括基板、多个薄膜晶体管、覆盖层和封装层,所述多个薄膜晶体管设于所述基板朝向所述多个阳极的一侧,所述多个薄膜晶体管与所述多个阳极一对一地电连接,所述覆盖层位于所述阴极背向所述电子功能层的一侧,所述封装层位于所述覆盖层背向所述阴极的一侧;其中,
所述第一彩色滤光膜位于所述封装层背向所述覆盖层的一侧,或者位于所述基板背向所述多个薄膜晶体管的一侧;
所述色变换层位于所述封装层背向所述覆盖层的一侧,或者位于所述基板背向所述多个薄膜晶体管的一侧;
所述封装层的一部分填入所述凹槽内并覆盖所述像素定义层。
22.一种显示屏,其特征在于,
包括盖板和权利要求1-21任一项所述的显示面板,所述盖板与所述显示面板贴合。
23.一种电子设备,其特征在于,
包括结构件和权利要求22所述的显示屏,所述显示屏固定于所述结构件。
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