一种显示面板、其驱动方法及显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板、其驱动方法及显示装置。

背景技术：

近年来，红外成像技术在医疗，军事，夜视，卫星及民用等方面得到了重要的应用。目前，最成熟的红外成像技术是红外焦平面成像技术，是由上万个红外探测器单元构成的探测器阵列和相应的读出电路组成，两者通过焊接技术连在一起。但是，该成像技术存在以下两个问题：1，探测器和读出电路的连接需要上万个铟柱，并需要通过倒装工艺互联，不仅工艺复杂，还存在可靠性的问题。2，探测信号需要经由读出电路读出，且处理电路复杂。

因此，如何简单的呈现出红外探测出的图像，是本领域亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种显示面板、其驱动方法及显示装置，用以解决现有的红外成像装置结构较为复杂的问题。

本发明实施例提供了一种显示面板，包括：衬底基板，以及设置于衬底基板上的多个像素单元；每个所述像素单元包括：红外探测器、电致发光器件和第一控制单元；其中，

所述红外探测器包括：第一电极、红外敏感层和第二电极；

所述电致发光器件包括：像素电路、第三电极、发光功能层和第四电极；

所述第二电极与所述第三电极电连接；

所述第一电极与所述第四电极通过第一控制单元连接，所述第一控制单元用于在红外探测模式下，导通所述第一电极与所述第四电极；在显示模式下，断开所述第一电极与所述第四电极。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述第二电极为金属反射层。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述第二电极与所述第三电极为整面接触的电连接。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述第三电极为透明电极。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述第三电极的材料包括C60或碳纳米管材料的至少一种。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，还包括：像素限定层，所述发光功能层位于所述像素限定层限定的开口区域内。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述红外敏感层的感光区域在所述衬底基板上的正投影覆盖所述发光功能层在所述衬底基板上的正投影。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述第一电极为金属电极，且所述像素限定层在所述衬底基板上的正投影覆盖所述金属电极在所述衬底基板上的正投影。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示面板中，所述发光功能层，具体包括：依次层叠设置在所述第三电极之上的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。

另一方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述显示面板。

另一方面，本发明实施例还提供了一种上述显示面板的驱动方法，包括：

在红外探测模式下，控制所述第一控制单元闭合，导通所述第一电极与所述第四电极；

在显示模式下，控制所述第一控制单元打开，断开所述第一电极与所述第四电极。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，还包括：

在红外探测模式下，对所述第三电极和所述第二电极加载第一电压，对所述第四电极和所述第一电极加载第二电压；所述第一电压大于所述第二电压，且所述第一电压和所述第二电压之差小于所述发光功能层发光的阈值电压。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种显示面板、其驱动方法及显示装置，每个像素单元包括红外探测器、电致发光器件和第一控制单元；红外探测器包括：第一电极、红外敏感层和第二电极；电致发光器件包括：像素电路、第三电极、发光功能层和第四电极；其中，第二电极与第三电极电连接；第一电极与第四电极通过第一控制单元连接，第一控制单元用于在红外探测模式下，导通第一电极与第四电极；在显示模式下，断开第一电极与第四电极。由于将红外探测器与电致发光器件耦合，可以省去读出电路，实现将红外探测器探测获得的红外线直接转换为可见光进行显示的功能，同时兼具电致发光器件正常显示的功能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的显示面板在红外探测模式下的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的显示面板在显示模式下的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的显示面板的俯视示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例提供的显示面板、其驱动方法及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。

附图中各膜层的形状和大小不反映显示面板的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

本发明实施例提供的一种显示面板，如图1和图2所示，包括：衬底基板100，以及设置于衬底基板100上的多个像素单元200；每个像素单元200包括：红外探测器300、电致发光器件400和第一控制单元500；其中，

红外探测器300包括：第一电极210、红外敏感层220和第二电极230；

电致发光器件400包括：像素电路240、第三电极250、发光功能层260和第四电极270；

第二电极230与第三电极250电连接；

第一电极210与第四电极270通过第一控制单元500连接，第一控制单元500用于在红外探测模式下，如图1所示，导通第一电极210与第四电极270；在显示模式下，如图2所示，断开第一电极210与第四电极270。

具体地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，将红外探测器300与电致发光器件400耦合，可以省去读出电路，实现将红外探测器300探测获得的红外线直接转换为可见光进行显示的功能，同时兼具电致发光器件400正常显示的功能。本发明实施例提供的上述显示面板具有较高的应用价值，可以实现军事，夜视等极端条件下的轻便实用。

具体地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图1和图2所示，红外探测器300一般位于电致发光器件400与衬底基板100之间。红外探测器300中的第一电极210一般设置在最底层即与衬底基板100接触，第一电极210作为红外探测器300的第三电极与红外敏感层220形成欧姆接触关系。红外探测器300中的第二电极230一般设置在最上层即与电致发光器件400接触，第二电极230作为红外探测器300的第四电极与红外敏感层220形成欧姆接触关系。电致发光器件400中的像素电路240一般设置在最底层即与红外探测器300接触，第三电极250与像素电路240电连接，在第三电极250和第四电极270之间设置发光功能层260。

具体地，在红外探测模式下，如图1所示，第一控制单元500闭合，导通第一电极210与第四电极270。红外光从显示面板的底部入射，穿过衬底基板100到达红外敏感层220，在红外敏感层220内本征层吸收光产生光生电子和空穴。其中空穴向上流动，经过第二电极230和第三电极250注入发光功能层260；而电子反向流动经过第一电极210流向电致发光器件400的第四电极270，通过第四电极270注入发光功能层260，电子在发光功能层260与空穴复合并发光。即红外探测器300在接收红外光信号后，将其转化为光电流信号，该光电流信号注入电致发光器件400中使得电致发光器件400发出相应的可见光信号，从而实现红外光-可将光的转换。

并且，在红外探测模式下，还可以对第三电极250和第二电极230加载第一电压，对第四电极270和第一电极210加载第二电压；第一电压大于第二电压，且第一电压和第二电压之差小于发光功能层发光的阈值电压。具体地，可以采用像素电路240对第三电极250和第二电极230加载第一电压，也可以关闭像素电路240，采用单独信号线对第三电极250和第二电极230加载第一电压，在此不做限定。这样，可以使电致发光器件400处于正偏压状态，红外探测器300处于反偏压状态。使在红外敏感层220内本征层吸收光产生光生电子和空穴在外加偏压的作用下，相向定向流动而分离，以减少电子空穴在红外敏感层220中的复合几率，提高了定向流动的空穴的浓度和定向流动的电子的浓度，有利于提高红外光-可将光的转换。

具体地，在显示模式下，如图1所示，第一控制单元500断开，通过像素电路对电致发光器件400的第三电极270加载驱动电流，使在大于某一阈值的外加电场的作用下，空穴和电子以电流的形式分别从第三电极250和第四电极270注入到夹在第三电极250和第四电极270之间的发光功能层260，两者结合并生成激子，并辐射复合而导致发光。发光强度与注入的电流成正比，注入到每个像素单元200的电流可以通过像素电路240单独控制，不同的像素单元200在驱动电流的作用下，在显示面板上合成各种图像，实现显示功能。

可选地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，第二电极230可以为金属反射层。

具体地，当第二电极230具有反射功能时，电致发光器件400为顶发射型OLED器件，即电致发光器件400从图1和图2中的上侧发射可见光；相应地，红外探测器300从图1和图2中的下侧接收红外光线。具有反射功能的第二电极230可以将电致发光器件400从各个方向射出的可见光中从背面出射的部分反射回来，转为正面发射，以增强显示亮度。并且，具有反射功能的第二电极230，可以将红外敏感层220未完全吸收的红外光反射回红外敏感层220进行二次吸收，从而增强了红外探测器300的量子效率。

具体地，具有反射功能的第二电极230的材料可以选用Ag和/或Al，Ag的厚度一般控制在70nm左右，Al的厚度一般控制在200nm左右。

或者，第二电极230也可以选用透明导电材料，此时，电致发光器件400可以为顶发射型OLED器件，即电致发光器件400从图1和图2中的上侧发射可见光；或者，电致发光器件400也可以为底发射型OLED器件，即电致发光器件400从图1和图2中的下侧发射可见光；或者，电致发光器件400还可以为双向发射型OLED器件，即电致发光器件400从图1和图2中的上侧和下侧同时发射可见光，在此不做限定。相应地，红外探测器300可以从图1和图2中的下侧接收红外光线，或者，红外探测器300也可以从图1和图2中的上侧接收红外光线，或者，红外探测器300可以同时从图1和图2中的上侧或下侧接收红外光线，在此不做限定。

可选地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图1和图2所示，第二电极230与第三电极250可以为面状接触的电连接，即第二电极230与第三电极250在像素电路240以外的区域均为接触状态。这样可以增大第二电极230与第三电极250的接触面积，以提高两者的空穴传输速度。

可选地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，第三电极250可以为透明电极。当然，第三电极250也可以选用不透明电极，在此不做限定。

可选地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，第三电极250的材料可以包括C60或碳纳米管材料的至少一种，当然也可以选用ITO或IZO材料。具体地，采用C60或碳纳米管材料作为第三电极250可以明显降低电致发光器件400的开启电压，实现空穴的有效注入。

可选地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图1和图2所示，还可以包括：像素限定层280，发光功能层260位于像素限定层280限定的开口区域内。

具体地，像素限定层280会覆盖并遮挡像素电路240的图案，以及与像素电路240连接的信号线的图案，信号线包括扫描线和数据线等。像素限定层280限定的开口区域即为像素单元200的开口区域，像素限定层280的图案所在区域即为像素单元200的非开口区域。发光功能层260的图案位于像素单元200的开口区域内。

可选地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图3所示，红外敏感层220的感光区域在衬底基板100上的正投影覆盖发光功能层260在衬底基板上的正投影。一般地，红外敏感层220的感光区域在衬底基板100上的正投影会完全覆盖发光功能层260在衬底基板上的正投影。

可选地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，如图1和图2所示，第一电极210可以为金属电极，且像素限定层280在衬底基板100上的正投影会覆盖金属电极在衬底基板上的正投影。一般地，像素限定层280在衬底基板100上的正投影会完全覆盖金属电极在衬底基板上的正投影，即金属电极位于像素单元200的非开口区域。

具体地，第一电极210的材料可以选用Al和/或Mo，其厚度一般控制在50nm-200nm，可以采用磁控溅射生长的方式形成。并且，为了保证不透光的第一电极210不会影响红外敏感层220的感光区域接收红外光，第一电极210需要设置在像素单元200的非开口区域，即像素限定层280图形的所在区域内。具体地，可以采用光刻技术对整层的第一电极210进行图案化，以形成所需的第一电极210图案。

或者，第一电极210的材料也可以选用透明金属氧化物材料，例如ITO或IZO等，此时，第一电极210可以整层设置，也可以进行图案化设计，在此不做限定。一般金属电极的导电性要优于透明金属氧化物材料，因此，优选采用金属电极作为第一电极210。

具体地，如图1和图2所示，第一电极210在衬底基板100上的正投影具体可以设置在像素电路240所覆盖的区域，也可以设置在其他非开口区域，例如，如图3所示，第一电极210在衬底基板100上的正投影可以与数据线D、扫描线S、像素电路240和发光功能层260均不重叠，以减小信号干扰。

具体地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，像素电路240一般包括多个薄膜晶体管，这些薄膜晶体管可以选用非晶硅或低温多晶硅作为有源层，并且，薄膜晶体管可以为顶栅和低栅结构，在此不做限定。

具体地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，红外敏感层220可以采用PbS，AlGaAs或Ge等无机材料且采用低温工艺制作，也可以采用有机聚合物聚二甲基氧烷(PDMS)等有机红外材料制作。

具体地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，第四电极270的材料可以选用Ag和/或Mg，Ag的厚度一般控制在1nm左右，Mg的厚度一般控制在10nm左右。第四电极270的生长一般在真空蒸镀腔体内完成。

可选地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，电致发光器件400可以是有机电致发光器件(OLED)，此时，发光功能层260，可以具体包括：依次层叠设置在第三电极250之上的空穴注入层251、空穴传输层252、发光层253、电子传输层254和电子注入层255。

具体地，发光功能层260包含的各膜层一般均采用有机材料。具体地，空穴注入层251一般可以选用掺杂CuPc，PTCD，MnO2等过渡金属氧化物的有机物材料。空穴传输层252一般可以选用NPB或TCTA。发光层253可根据所需发射可见光的波长范围来确定具体材料，具体可以是蓝色发光材料、红色发光材料、绿色发光材料或白色发光材料。电子传输层254一般可以选用Alq3或BCP。电子注入层255一般可以选用LiF复合材料。

或者，可选地，在本发明实施例提供的上述显示面板中，电致发光器件400也可以是量子点电致发光器件(QLED)，此时，发光功能层260，可以具体包括：量子点发光层等，在此不做限定。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述显示面板的驱动方法，由于该方法解决问题的原理与前述一种显示面板相似，因此该方法的实施可以参见显示面板的实施，重复之处不再赘述。

具体地，本发明实施例提供的一种上述显示面板的驱动方法，包括：

如图1所示，在红外探测模式下，控制第一控制单元500闭合，导通第一电极210与第四电极270；

如图2所示，在显示模式下，控制第一控制单元打开，断开第一电极与第四电极。

在红外探测模式下，第一控制单元500闭合，导通第一电极210与第四电极270。红外光从显示面板的底部入射，穿过衬底基板100到达红外敏感层220，在红外敏感层220内本征层吸收光产生光生电子和空穴。其中空穴向上流动，经过第二电极230和第三电极250注入发光功能层260；而电子反向流动经过第一电极210流向电致发光器件400的第四电极270，通过第四电极270注入发光功能层260，电子在发光功能层260与空穴复合并发光。即红外探测器300在接收红外光信号后，将其转化为光电流信号，该光电流信号注入电致发光器件400中使得电致发光器件400发出相应的可见光信号，从而实现红外光-可将光的转换。

在显示模式下，第一控制单元500断开，通过像素电路对电致发光器件400的第三电极270加载驱动电流，使在大于某一阈值的外加电场的作用下，空穴和电子以电流的形式分别从第三电极250和第四电极270注入到夹在第三电极250和第四电极270之间的发光功能层260，两者结合并生成激子，并辐射复合而导致发光。发光强度与注入的电流成正比，注入到每个像素单元200的电流可以通过像素电路240单独控制，不同的像素单元200在驱动电流的作用下，在显示面板上合成各种图像，实现显示功能。

可选地，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，还可以包括：

在红外探测模式下，对第三电极250和第二电极230加载第一电压，对第四电极270和第一电极210加载第二电压；第一电压大于第二电压，且第一电压和第二电压之差小于发光功能层发光的阈值电压。具体地，可以采用像素电路240对第三电极250和第二电极230加载第一电压，也可以关闭像素电路240，采用单独信号线对第三电极250和第二电极230加载第一电压，在此不做限定。这样，可以使电致发光器件400处于正偏压状态，红外探测器300处于反偏压状态。使在红外敏感层220内本征层吸收光产生光生电子和空穴在外加偏压的作用下，相向定向流动而分离，以减少电子空穴在红外敏感层220中的复合几率，提高了定向流动的空穴的浓度和定向流动的电子的浓度，有利于提高红外光-可将光的转换。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述显示面板，该显示装置可以为：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。该显示装置的实施可以参见上述显示面板的实施例，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的上述显示面板、其驱动方法及显示装置，每个像素单元包括红外探测器、电致发光器件和第一控制单元；红外探测器包括：第一电极、红外敏感层和第二电极；电致发光器件包括：像素电路、第三电极、发光功能层和第四电极；其中，第二电极与第三电极电连接；第一电极与第四电极通过第一控制单元连接，第一控制单元用于在红外探测模式下，导通第一电极与第四电极；在显示模式下，断开第一电极与第四电极。由于将红外探测器与电致发光器件耦合，可以省去读出电路，实现将红外探测器探测获得的红外线直接转换为可见光进行显示的功能，同时兼具电致发光器件正常显示的功能。

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。