显示基板及其制备方法和显示面板与流程

文档序号:15401289发布日期:2018-09-11 17:34阅读:140来源:国知局

本发明涉及显示技术领域,特别涉及一种显示基板及其制备方法和显示面板。



背景技术:

有机致电发光二极管(organiclight-emittingdiode,简称oled)器件凭借高亮度、全视角、响应速度快、可用于柔性显示等优点,已成为极具竞争力和发展前景的下一代显示技术。

在oled显示面板中,主要是通过白光oled发出的白光来激发光致发光材料(接收到光照后可发出特定颜色光的材料)发光,以实现彩色显示。目前,oled显示面板中使用的光致发光材料一般为蓝色荧光材料、绿色/黄色磷光材料。在实际应用中发现,随着使用时间的增长,光致发光材料(荧光材料和磷光材料)逐渐老化导致发光率逐渐下降;其中,蓝色荧光材料的发光率下降速度快于绿色/黄色磷光材料的发光率下降速度,当蓝色荧光材料的发光率与绿色/黄色磷光材料的发光率的差达到一定值时,显示画面中绿光/黄光的成分明显多余蓝光的成分,显示画面的色度不均匀,整体呈现发黄或发绿。



技术实现要素:

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种显示基板及其制备方法和显示面板。

为实现上述目的,本发明提供了一种显示基板包括:衬底基板以及位于所述衬底基板上的彩色发光层和磁场发生层;

所述彩色发光层包括:若干个彩色发光图形,所述彩色发光图形的材料包括:磁致折射率调节材料和分散于所述磁致折射率调节材料中的光致发光材料;

所述磁场发生层包括:与所述彩色发光图形一一对应的若干个透明电极,所述透明电极与对应的所彩色发光图形相对设置,所述透明电极用于根据接收到的驱动电流产生相应的磁场,以调节对应的所述彩色发光图形的折射率。

可选地,所述磁致折射率调节材料包括:透明分散介质以及分散于所述透明分散介质中的透明磁性材料和折射率调控粒子;

所述透明磁性材料在所述透明分散介质中的分布可在外加磁场的控制下改变,从而调节所述彩色发光图形的密度和折射率。

可选地,所述折射率调控粒子包括:二氧化硅纳米颗粒或二氧化锆纳米颗粒。

可选地,还包括:与所述透明电极一一对应的若干个驱动结构,所述驱动结构用于根据调节电压产生驱动电流,并将所述驱动电流输出至对应的所述透明电极;

所述调节电压为预先设置的与所述彩色发光图形的折射率相对应的电压。

可选地,所述显示基板还包括:若干条第一栅线和若干条第一数据线,所述第一栅线和所述第一数据线限定出若干个像素区域,全部所述像素区域构成像素阵列;

每个所述像素区域中均设置有一个所述彩色发光图形、与所述彩色发光图形对应的一个透明电极和与所述透明电极对应的一个驱动结构;

所述驱动结构包括:开关晶体管、驱动晶体管和存储电容;

所述开关晶体管的控制极与对应行的所述第一栅线连接,所述开关晶体管的第一极与对应列的所述第一数据线连接,所述开关晶体管的第二极与所述驱动晶体管的控制极连接;

所述驱动晶体管的控制极与存储电容的第一端连接,所述驱动晶体管的第一极与第一电源端连接,所述驱动晶体管的第二极与对应的所述透明电极的第一端连接,所述透明电极的第二端与第二电源端连接;

所述存储电容的第二端与所述第二电源端连接或接地。

可选地,还包括:遮光图形,所述遮光图形覆盖所述显示基板上未设置有所述彩色发光图形的区域。。

可选地,所述透明电极位于所述彩色发光图形背向所述衬底基板的一侧;

或者,所述透明电极位于所述彩色发光图形朝向所述衬底基板的一侧。

为实现上述目的,本发明还提供了一种显示面板,包括:如上述的显示基板。

为实现上述目的,本发明还提供了一种显示基板的制备方法,包括:

在衬底基板上形成磁场发生层和彩色发光层,其中,所述彩色发光层包括:若干个彩色发光图形,所述彩色发光图形的材料包括:磁致折射率调节材料和分散于所述磁致折射率调节材料中的光致发光材料;所述磁场发生层包括:与所述彩色发光图形一一对应的若干个透明电极,所述透明电极与对应的所彩色发光图形相对设置,所述透明电极用于根据接收到的驱动电流产生相应的磁场,以调节对应的所述彩色发光图形的折射率。

可选地,所述磁致折射率调节材料包括:透明分散介质以及分散于所述透明分散介质中的透明磁性材料和折射率调控粒子;

形成彩色发光图形的步骤包括:

将所述光致发光材料、所述透明磁性材料和所述折射率调控粒子均匀分散于所述透明分散介质溶液中,以得到混合溶液;

在所述衬底基板上旋涂所述混合溶液,并对其进行固化处理,以得到彩色发光薄膜;

对所述彩色发光薄膜进行图案化处理,以得到所述彩色发光图形。

附图说明

图1为现有技术中oled显示面板的截面示意图;

图2为本发明实施例一提供的一种显示基板的截面示意图;

图3为图2中彩色发光图形的结构示意图;

图4为光致发光材料所发出光的光路示意图;

图5为本发明中磁致折射率调节材料的工作原理示意图;

图6为本发明实施例一提供的一种显示基板的俯视示意图;

图7为本发明实施例二提供的一种显示基板的截面示意图;

图8为本发明实施例四提供的一种显示基板的制备方法流程图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明提供的一种显示基板及其制备方法和显示面板进行详细描述。

图1为现有技术中oled显示面板的截面示意图,如图1所示,该oled显示面板包括:阵列基板1和与阵列基板1相对设置的对盒基板2,oled显示面板中划分有若干个像素区域,阵列基板1上形成有与像素区域一一对应的若干个oled,oled发出白光。对盒基板2上形成有彩色发光层,彩膜发光层包括:与oled一一对应的若干个彩色发光图形3,其中彩色发光图形3的材料为光致发光材料,例如蓝色荧光材料、绿色磷光材料、黄色磷光材料等。

当oled发出的光照射至彩色发光图形3时,光致发光材料受到激发而发出相应亮度的特定颜色光,各彩色发光图形3的发光亮度与其自身的发光率和接收到oled所发出光的亮度相关。各像素区域的出光亮度由对应的彩色发光图形3的发光亮度决定。

以像素区域包括:蓝色像素区域和黄色像素区域为例,彩色发光图形3包括蓝色发光图形b和黄色发光图形y,蓝色发光图形b的材料为蓝色荧光材料,黄色发光图形y的材料为黄色磷光材料。在该oled显示面板使用一段时间后,由于蓝色荧光材料的发光率下降速度过快(发光率相对较低),因而蓝色发光图形b发出蓝光的实际亮度远小于理论亮度;与此同时,由于黄色磷光材料的发光率下降速度较慢(发光率相对较高),因而黄色发光图形y发出黄光的实际亮度略小于理论亮度;此时,显示画面因黄光成分较多而出现明显偏黄,显示画面的色度不均。

为解决显示画面偏黄的问题,现有技术中往往选择增加蓝色像素区域的数量,以提升显示画面中蓝光的成分,即两个蓝色像素区域搭配一个黄色像素区域,称为b/y/b结构。然而,具有b/y/b结构的oled显示面板,在使用初期,其显示面板中蓝光成分较多,显示画面偏蓝。由此可见,现有技术无法从根本上解决显示画面色度不均匀的问题。

针对上述问题,本发明提供了一种显示基板及其制备方法和显示面板。

图2为本发明实施例一提供的一种显示基板的截面示意图,图3为图2中彩色发光图形的结构示意图,如图2和图3所示,该显示基板为oled显示面板中与阵列基板相对设置的对盒基板,该显示基板包括:衬底基板4以及位于衬底基板4上的彩色发光层和磁场发生层;其中,彩色发光层包括:若干个彩色发光图形3(彩色发光图形3与像素区域一一对应),彩色发光图形3的材料包括:磁致折射率调节材料3a和分散于磁致折射率调节材料3a中的光致发光材料3b;磁场发生层包括:与彩色发光图形3一一对应的若干个透明电极5,透明电极5与对应的所彩色发光图形3相对设置,透明电极5用于根据接收到的驱动电流产生相应的磁场,以调节对应的彩色发光图形3的折射率。

其中,衬底基板4可以为玻璃基板或柔性基板。光致发光材料3b可以为荧光材料或磷光材料。需要说明的是,不同像素单元内的彩色发光图形3中所包含的光致发光材料3b可以相同也可以不同,具体材料可根据实际需要进行选择。

彩色发光图形3背向衬底基板4的一侧表面用于接收阵列基板上对应的oled所发出的光,彩色发光图形3中的光致发光材料3b受到光照后发出相应亮度的特定颜色光,该部分光中的部分将通过彩色发光图形3朝向衬底基板4的一侧表面射出。

在本发明中,当透明电极5中施加有驱动电流时,由于电流具有磁效应,则在透明电极5的周围产生有相应的磁场,与该透明电极5对应的彩色发光图形3内的磁致折射率调节材料3a响应于磁场作用,可对彩色发光图形3的折射率进行调整。当彩色发光图形3的折射率发生变化时,彩色发光图形3朝向衬底基板4的一侧表面处的透射率和反射率均会发生变化,从而可对该像素区域的实际出光亮度进行调整。

下面将结合附图来对本发明中通过透明电极5调整对应像素区域的出光亮度的原理进行详细描述。以透明电极5位于彩色发光图形3朝向衬底基板4的一侧且与彩色发光图形3相接触的情况为例,进行示例性描述。为方便描述,将彩色发光图形3背向衬底基板4的一侧表面称为“受光面”,将彩色发光图形3朝向衬底基板4的一侧表面称为“出光面”。

图4为光致发光材料3b所发出光的光路示意图,如图4所示,光致发光材料3b收到oled光照后发出相应亮度的特定颜色光,其中部分光线会射向出光面,射向出光面的光中的部分会在出光面发生反射,另一部分会在出光面发生折射而射出。

本实施例中,假定彩色发光图形3的折射率为n1,与彩色发光图形3的出光面贴合的透明电极5的折射率为n2。为方便描述,以光线垂直射向出光面的为例,在光线从彩色发光图形3射入至透明电极5的过程中,基于菲涅耳反射折射公式可知,

出光面的反射率为:

出光面的透射率为:

在透明电极5的折射率n2一定的情况下,彩色发光图形3的折射率n1越大,则出光面的反射率r越大,透射率t越小;反之,彩色发光图形3的折射率n1越小,则出光面的反射率r越小,透射率t越小大。

在光致发光材料3b发出且射向出光面的光的亮度一定的情况下,出光面的透射率t越大,则出光亮度越大;反之,出光面的透射率t越小,则出光亮度越小。

通过上述内容可见,通过控制彩色发光图形3的折射率,可对对应像素区域的最终出光亮度进行调整。基于该原理,在本发明中可有针对性的调整各像素区域中彩色发光图形3的折射率,从而对各像素区域的出光亮度进行调整,以改善显示画面的色度不均的问题。

具体地,若彩色发光图形3中光致发光材料3b的发光率越低(例如,蓝色荧光材料),则可控制彩色发光图形3的折射率越小,出光面的透过率越大;若彩色发光图形3中光致发光材料3b的发光率越高(例如,黄色磷光材料或绿色磷光材料),则可控制彩色发光图形3的折射率越大,出光面的透过率越小。

继续参见图3所示,作为本发明中的一种可选方案,磁致折射率调节材料3a包括:透明分散介质301以及分散于透明分散介质301中的透明磁性材料302和折射率调控粒子303;透明磁性材料302在透明分散介质301中的分布可在外加磁场的控制下改变,从而调节彩色发光图形3的密度和折射率。

下面结合附图来对磁致折射率调节材料3a实现折射率调节的原理进行详细描述。图5为本发明中磁致折射率调节材料3a的工作原理示意图,如图5所示,在透明电极5所提供的磁场作用下,透明磁性材料302在透明分散介质301中发生聚集或分散,从而使得透明分散介质301发生收缩或伸展,随着透明分散介质301的收缩或伸展,磁致折射率调节材料3a/彩色发光图形3的整体密度发生改变,随着磁致折射率调节材料3a/彩色发光图形3整体密度的改变,磁致折射率调节材料3a/彩色发光图形3整体折射率发生变化。

具体来说,当磁场对透明磁性材料302产生吸附作用时(图5所示情况),透明磁性材料302将在透明分散介质301中聚集,透明分散介质301发生收缩,磁致折射率调节材料3a/彩色发光图形3的整体密度增大,进而使得磁致折射率调节材料3a/彩色发光图形3的折射率变化;当撤销磁场作用或磁场对透明磁性材料302产生排斥作用时(此种情况未给出相应附图),透明磁性材料302将在透明分散介质301中分散,从而使得透明分散介质301发生伸展,磁致折射率调节材料3a/彩色发光图形3的整体密度增大,进而使得磁致折射率调节材料3a/彩色发光图形3的折射率变化。

需要说明的是,当透明磁性材料302在磁场作用下聚集或分散时,透明分散介质301层主要沿着彩色发光图形3的厚度方向伸缩,基本不会影响彩色发光图形3的长度和宽度方向的尺寸。

其中,折射率调控粒子303起到调节磁致折射率调节材料3a/彩色发光图形3的折射率的作用。可选地,折射率调控粒子303为二氧化硅纳米颗粒或二氧化锆纳米颗粒。二氧化硅纳米颗粒和二氧化锆纳米颗粒为两种不同类型的折射率调节粒子;其中,当折射率调控粒子303为二氧化硅时,磁致折射率调节材料3a/彩色发光图形3的折射率随着整体密度增大而增大(即透明分散介质301的收缩形变量越大则彩色发光图形3的折射率越大);当折射率调控粒子303为二氧化锆时,磁致折射率调节材料3a/彩色发光图形3的折射率随着整体密度增大而减小(即透明分散介质301的收缩形变量越大则彩色发光图形3的折射率越小)。本领域技术人员应该知晓的是,本发明中的折射率调控粒子303还可以为其他材料的纳米颗粒。

在本实施例中,该显示基板还包括:与透明电极5一一对应的若干个驱动结构,驱动结构用于根据调节电压产生驱动电流,并将驱动电流输出至对应的透明电极5。其中,调节电压为预先设置的与彩色发光图形3的折射率相对应的电压。调节电压、驱动电流和彩色发光图形3的折射率三者存在对应关系。

在本发明中,可通过预先实验来获得彩色发光图形呈现不同折射率时所对应的调节电压,并生成相应的对应关系表。在实际对彩色发光图形的折射率进行调节过程中,根据彩色发光图形所需要的目标折射率进行查表,以获取对应的调节电压。

图6为本发明实施例一提供的一种显示基板的俯视图,如图6所示,作为本发明中的一种具体方案,驱动结构7为由薄膜晶体管和电容c所构成的驱动电路。

具体地,显示基板还包括:若干条第一栅线gate和若干条第一数据线data,其中第一数据线data与可提供调节电压的电压输出芯片(未示出)连接。全部的第一栅线gate和全部的第一数据线data限定出若干个像素区域,全部像素区域构成像素阵列;每个像素区域中均设置有一个彩色发光图形3、与彩色发光图形3对应的一个透明电极5和与透明电极5对应的一个驱动结构7。

驱动结构7包括:开关晶体管t1、驱动晶体管t2和存储电容c;开关晶体管t1的控制极与对应行的第一栅线gate连接,开关晶体管t1的第一极与对应列的第一数据线data连接,开关晶体管t1的第二极与驱动晶体管t2的控制极连接;驱动晶体管t2的控制极与存储电容c的第一端连接,驱动晶体管t2的第一极与第一电源端连接,驱动晶体管t2的第二极与对应的透明电极5的第一端连接,透明电极5的第二端与第二电源端连接;存储电容c的第二端与第二电源端连接或接地。

需要说明的是,本发明中的控制极具体是指晶体管的栅极,第一极和第二极分别为晶体管的源极和漏极。其中,第一电源端提供第一工作电压vdd,第二电源端提供第二工作电压vss。

在本发明中,当开关晶体管t1开启时,第一数据线data中的调节电压通过开关晶体管t1写入至驱动晶体管t2的控制极,驱动晶体管t2可根据其控制极接收到的调节电压输出相应大小的驱动电流,以供对应的透明电极5产生相应的磁场;其中,透明电极5接收到的驱动电流越大,其周围产生的磁场越强。

因此,在本发明中通过调节电压可对驱动电流进行控制,该驱动电流可对透明电极5产生的磁场进行控制,该磁场可对彩色发光图形3的折射率进入控制,从而实现对彩色发光图形3的出光面的透射率进行控制,进而最终实现对该彩色发光图形3所对应的像素区域的出光强度进行控制。

需要说明的是,本发明中的驱动结构不限于上述包括两个晶体管和一个电容c的情况,该驱动结构还可以为具有其他电路结构的驱动电流输出电路或者是具有电流输出功能的驱动芯片。

此外,本发明的技术方案对透明电极5的形状也不作限定,透明电极5可以为板状、条状、梳状等任何形状。

进一步可选地,该显示基板还包括:遮光图形6,遮光图形6覆盖显示基板上未设置有所述彩色发光图形3的区域,即遮光图形6可覆盖第一栅线gate、第一数据线data和驱动结构7所对应的区域。

图7为本发明实施例二提供的一种显示基板的截面示意图,如图7所示,与上述实施例一中不同的是,本实施例中的透明电极5位于彩色发光图形3朝向衬底基板4的一侧,此时彩色发光图形3的出光面与衬底基板4的表面贴合,光线从彩色发光图形3射入至衬底基板4时的透射率,与彩色发光图形3的折射率和衬底基板4的折射率相关,通透明电极5可对彩色发光图形3的折射率进行调整,从而实现对对应像素区域的出光亮度的调整。

当然,衬底基板4和彩色发光图形3的出光面之间也可存在透明介质层,此种情况也属于本发明的保护范围。

本发明实施例一和实施例二均提供了一种显示基板,该显示基板可对各彩色发光图形的出光面的出光强度独立的进行控制,提升显示面板所显示画面的色度均匀性,以解决因彩色发光图形老化程度不均而导致的色偏问题。

本发明实施例三提供了一种显示面板,该显示面板包括阵列基板和与阵列基板对盒的显示基板,该显示基板采用上述实施例一或实施例二中的显示基板。

阵列基板上设置有若干条第二栅线和若干条第二数据线,第二栅线和第二数据线限定出若干个像素区域,每个像素区域中设置有oled和对应的像素驱动电路,像素驱动电路用于向oled提供驱动电流,以驱动oled发光。

需要说明的是,当显示基板上设置有第一栅线、第一数据线和驱动结构时,第一栅线可与第二栅线相对设置,第一数据线可与第二数据线相对设置,驱动结构可与像素驱动电路相对设置,此时遮光图形可对第二栅线、第二数据线和像素区域电路进行覆盖。

图8为本发明实施例四提供的一种显示基板的制备方法流程图,用于制备上述实施例一和实施例二中的显示基板,该制备方法包括:

步骤s101、在衬底基板上形成磁场发生层。

步骤s102、在衬底基板上形成彩色发光层。

其中,彩色发光层包括:若干个彩色发光图形,彩色发光图形的材料包括:磁致折射率调节材料和分散于磁致折射率调节材料中的光致发光材料;磁场发生层包括:与彩色发光图形一一对应的若干个透明电极,透明电极与对应的所彩色发光图形相对设置,透明电极用于根据接收到的驱动电流产生相应的磁场,以调节对应的彩色发光图形的折射率。

在步骤s102中,磁致折射率调节材料包括:透明分散介质以及分散于透明分散介质中的透明磁性材料和折射率调控粒子;形成彩色发光图形的步骤包括:

步骤s1021、将光致发光材料、透明磁性材料和折射率调控粒子均匀分散于透明分散介质溶液中,以得到混合溶液。

其中,透明分散介质可为由有机硅、环氧树脂、聚酰亚胺等材料超声搅拌混合均匀得到的溶液。

透明磁性材料可为febo3、fef3、k2crcl4、euse、稀土玻璃、fe304中的至少一种,透明磁性材料呈纳米颗粒状,直径为1~10nm,透明磁性材料占彩色发光图形的质量百分比为5%~10%。在实际应用中,可对透明磁性材料在彩色发光图形中的质量百分比进行调整,从而对彩色发光图形的电磁调节灵敏度进行控制。

折射率调控粒子也呈纳米颗粒状,直径为10~50nm,折射率调控粒子占彩色发光图形的质量百分比为占比为20%~60%。在实际应用中,可对折射率调控粒子在彩色发光图形中的质量百分比进行调整,从而对彩色发光图形的最大可调节折射率和最小可调节折射率进行控制。

光致发光材料可为磷光材料或荧光材料。

步骤s1022、在衬底基板上旋涂混合溶液,并对其进行固化处理,以得到彩色发光薄膜。

步骤s1023、对彩色发光薄膜进行图案化处理,以得到彩色发光图形。

在步骤s1023中,通过对彩色发光薄膜进行掩膜曝光,然后对其进行湿法刻蚀,以得到彩色发光图形。

需要说明的是,针对不同类型的彩色发光图形,需要多次执行上述步骤s1021~步骤s1023以分别制备。

此外,本发明中步骤s101可先于步骤s102执行,即透明电极位于彩色发光图形和衬底基板之间(图2中所示);或者,步骤s101后于步骤s102执行,即透明电极位于彩色发光图形背向衬底基板的一侧(图7中所示)。

若显示基板中还包括第一栅线、第一数据线、驱动结构以及遮光图形时,还可在步骤s101和步骤s102之前,采用现有的阵列(array)工艺在衬底基板上形成第一栅线、第一数据线和驱动结构,然后在对应第一栅极、第一数据线和驱动结构的区域形成遮光图形。

在显示基板制备工艺结束后,将制得的显示基板与预先制得的阵列基板进行对盒,并用封框胶密封四周,以得到oled显示面板。封框胶可侧向阻隔水、氧的进入,避免有机发光器件被侵蚀。

可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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