一种显示面板、其制作方法及显示装置与流程

文档序号:15644417发布日期:2018-10-12 22:24阅读:136来源:国知局

本发明涉及显示技术领域,尤指一种显示面板、其制作方法及显示装置。



背景技术:

随着信息化时代的来临,常规阴极射线管(cathoderaytube,crt)显示器已经被平板显示器取代,目前使用的最多的平板显示器之一为液晶显示器(liquidcrystaldisplay,lcd),lcd显示器具有技术发展成熟且价格便宜的特点,但是由于lcd显示器并不能自发光,因此在对比度、视角、可弯曲显示和功耗等方面存在技术局限。有机发光二极管(organiclight-emittingdiode,oled)具有自发光、广视角、反应时间短、高发光效率、广色域、低工作电压、面板薄、可制作大尺寸与可挠曲的显示器的特性,因此备受关注。

现有技术中,oled显示面板一般可以包括衬底基板,以及形成于衬底基板上的多个子像素,每一个子像素由透明的阳极,金属或合金组成的阴极,以及夹在阳极和阴极之间的由一系列有机薄膜组成的发光层。对于大尺寸oled显示面板,通常采用像素界定层(pdl)定义出各个子像素区,并通过蒸镀的方式制作各发光层,由于受掩膜版自重的限制,大尺寸oled显示面板无法使用精细金属掩膜版(finemetalmask,fmm)来蒸镀有机薄膜,一般需要采用面蒸镀的方式来蒸镀有机薄膜,因而,采用面蒸镀的方式形成的有机薄膜相邻子像素之间是连通的,这样在显示过程中相邻子像素之间容易出现横向漏流现象。

造成子像素间横向漏流现象的主要原因是电荷生成层(chargegenerationlayer,cgl),如图1a所示,oled显示面板的发光层14一般采用层叠结构,该层叠结构包括第一发光层141、第二发光层142,以及位于第一发光层141和第二发光层142之间的电荷生成层143,电荷生成层143用来产生电子和空穴,电子和空穴分别传输至第一发光层141和第二发光层142复合发光,然而,由于相邻子像素之间的发光层14是连通的,而且电荷生成层143中含有活泼的金属离子,因而电荷生成层143产生的电子会传输至旁边的子像素,使旁边的不该发光的子像素里也有部分激子复合发光,从而造成显示不均的缺陷。



技术实现要素:

本发明实施例提供一种显示面板、其制作方法及显示装置,用以解决现有技术中存在的由于横向漏流造成的显示不均的问题。

第一方面,本发明实施例提供了一种显示面板,包括:衬底基板,位于所述衬底基板上的阳极层,位于所述阳极层之上的像素界定层,位于所述像素界定层之上的发光层,以及位于所述发光层之上的阴极层;

所述像素界定层用于分隔所述显示面板中的各子像素,所述像素界定层包括位于相邻的所述子像素之间的凹槽结构;

在所述凹槽结构中设有用于隔断所述发光层的隔垫物,所述隔垫物包括热膨胀材料。

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,所述隔垫物在垂直于所述衬底基板的方向上的长度小于或等于所述凹槽结构的深度。

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,所述隔垫物与所述像素界定层之间存在间隙。

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,在所述衬底基板指向所述阴极层的方向上,所述隔垫物在平行于所述衬底基板的方向上的截面面积逐渐增大。

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,所述发光层包括:第一发光层,位于所述第一发光层背离所述衬底基板一侧的第二发光层,以及位于所述第一发光层和所述第二发光层之间的电荷生成层。

第二方面,本发明实施例提供了一种上述显示面板的制作方法,包括:

在衬底基板上形成阳极层;

在所述阳极层之上形成像素界定层的图形;所述像素界定层包括位于相邻的子像素之间的凹槽结构;

采用热膨胀材料在所述像素界定层的凹槽结构中形成隔垫物;

在所述像素界定层之上形成发光层;

将形成所述发光层后的所述显示面板加热到设定温度,以使所述隔垫物受热膨胀隔断所述发光层;

在所述发光层之上形成阴极层。

在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述制作方法中,所述采用热膨胀材料在所述像素界定层的凹槽结构中形成隔垫物,包括:

采用在15℃~95℃的温度下热膨胀系数在50×10-5~100×10-5范围内的热膨胀材料,在所述像素界定层的凹槽结构中形成隔垫物。

在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述制作方法中,所述采用热膨胀材料在所述像素界定层的凹槽结构中形成隔垫物,包括:

采用聚三氟氯乙烯或乙烯-三氟乙烯共聚物材料在所述像素界定层的凹槽结构中形成隔垫物;或,

采用掺入聚三氟氯乙烯的树脂、聚酰亚胺、有机硅或二氧化硅材料在所述像素界定层的凹槽结构中形成隔垫物。

在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述制作方法中,所述采用热膨胀材料在所述像素界定层的凹槽结构中形成隔垫物,包括:

采用曝光显影、刻蚀或喷墨打印的方式,采用热膨胀材料在所述像素界定层的凹槽结构中形成隔垫物。

第三方面,本发明实施例提供了一种显示装置,包括:上述显示面板。

本发明有益效果如下:

本发明实施例提供的显示面板、其制作方法及显示装置,该显示面板,包括:衬底基板,位于衬底基板上的阳极层,位于阳极层之上的像素界定层,位于像素界定层之上的发光层,以及位于发光层之上的阴极层;像素界定层用于分隔显示面板中的各子像素,像素界定层包括位于相邻的子像素之间的凹槽结构;在凹槽结构中设有用于隔断发光层的隔垫物,隔垫物包括热膨胀材料。本发明实施例提供的显示面板,通过在像素界定层上设置凹槽结构,并在凹槽结构中设置用于隔断发光层的隔垫物,该隔垫物包括热膨胀材料,在制作该显示面板的过程中,在形成发光层之后,将显示面板加热到一定温度,使隔垫物受热膨胀,以使发光层发生断裂,因而子像素之间的发光层不再连通,不会出现横向漏流现象,提高了显示面板的显示均一性。

附图说明

图1a为现有技术中显示面板的结构示意图;

图1b为对应图1a所示结构的等效电路图;

图2a为本发明实施例提供的显示面板的结构示意图之一;

图2b为对应图2a所示结构的等效电路图;

图3为本发明实施例提供的显示面板的结构示意图之二;

图4为本发明实施例提供的上述显示面板的制作方法流程图;

图5a至图5f为本发明实施例中上述制作方法过程中的结构示意图;

其中,11-衬底基板;12-阳极层;13-像素界定层;14-发光层;141-第一发光层;142-第二发光层;143-电荷生成层;15-阴极层;16-凹槽结构;17-隔垫物。

具体实施方式

针对现有技术中存在的由于横向漏流造成的显示不均的问题,本发明实施例提供的了一种显示面板、其制作方法及显示装置。

下面结合附图,对本发明实施例提供的显示面板、其制作方法及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。附图中各膜层的厚度和形状不反映真实比例,目的只是示意说明本发明内容。

第一方面,本发明实施例提供了一种显示面板,如图2a所示,包括:衬底基板11,位于衬底基板11上的阳极层12,位于阳极层12之上的像素界定层13,位于像素界定层13之上的发光层14,以及位于发光层14之上的阴极层15;

像素界定层13用于分隔显示面板中的各子像素,像素界定层13包括位于相邻的子像素之间的凹槽结构16;

在凹槽结构16中设有用于隔断发光层14的隔垫物17,隔垫物17包括热膨胀材料。

本发明实施例提供的显示面板,通过在像素界定层上设置凹槽结构,并在凹槽结构中设置用于隔断发光层的隔垫物,该隔垫物包括热膨胀材料,在制作该显示面板的过程中,在形成发光层之后,将显示面板加热到一定温度,使隔垫物受热膨胀,以使发光层发生断裂,因而子像素之间的发光层不再连通,不会出现横向漏流现象,提高了显示面板的显示均一性。

本发明实施例提供的显示面板优选为应用于大尺寸oled显示面板,或者白光显示面板中,因为这两种类型的显示面板的发光层一般为叠层结构,也就是这两种显示面板具有电荷生成层比较容易发生横向漏流现象,在具体实施时,也可以应用于其他类型的显示面板中,此处并不对该显示面板的应用场景进行限定。

以下以具有电荷生成层的发光层为例,对本发明实施例能够解决横向漏流问题的原理进行说明:

图1a为现有技术中的显示面板的结构示意图,图中,各子像素的发光层14为连通的,且该发光层14包括第一发光层141、第二发光层124以及位于二者之间的电荷生成层143,电荷生成层143用来产生电子和空穴,电子生成层143中含有活泼的金属离子,其产生的离子容易向相邻的子像素传输,造成横向漏流现象。图1b为对应于图1a所示结构的相邻两个子像素之间的等效电路图,图1b中示出的是两个子像素以及两个子像素之间的间隙,将阳极等效为正极,阴极等效为负极,电荷生成层cgl等效为一根有阻抗的导线,第一发光层el1和第二发光层el2分别等效为一个二极管。同时参照图1a和图1b,当左侧的子像素点亮时,该子像素的电荷生成层cgl会向相邻的子像素中的电荷生成层cgl漏电子,电子向上层传输与相邻子像素中的发光层14中的空穴激子复合发光,如图1a和图1b中的箭头所示,此外,在相邻的像素界定层pdl处,也会出现复合发光,由于像素界定层pdl具有较高的吸光系数,而且像素界定层pdl下方布置有金属走线,因而漏电流在子像素之间的像素界定层pdl处透射出来的光线很少。也就是说,由于子像素之间的横向漏流现象,在某一个子像素点亮时,该子像素周围的子像素以及周围的像素界定层处都有可能发光,从而造成不该发光的子像素发光,或者造成周围子像素的发光亮度与设定的发光亮度不符,或者造成子像素之间的间隙处发光,从而影响显示面板的显示效果。

图2a为本发明实施例提供的显示面板的结构示意图,图2b为对应于图2a所示结构的相邻两个子像素之间的等效电路图,参照图2a和图2b,由于在制作显示面板的过程中,在形成发光层14之后,将显示面板加热到设定温度,使位于像素界定层13的凹槽结构16中的隔垫物17受热膨胀,使发光层14在子像素之间的间隙处发生断裂,从而使发光层14中的电荷生成层cgl中的电子无法传送至相邻的子像素中,如图2b所示,电荷生成层cgl中的电子无法向右传输,也就是不会发生横向漏流现象,提高了显示面板的显示效果。

本发明实施例中,该隔垫物包括热膨胀材料,可以直接由热膨胀材料制作隔垫物,也可以采用掺有热膨胀材料的其他材料制作隔垫物。热膨胀指的是物体的长度随着温度的变化而发生相对变化的现象,热膨胀的本质是晶体点阵结构的平均距离随温度变化而变化。在实际应用中,材料的热膨胀性能通常用线膨胀系数来表述,线膨胀系数是指固态物体当温度改变1摄氏度时,其某一方向上的长度变化与该固态物体在20℃(即标准实验室环境)时的长度的比值,例如,某些高分子聚合物在较低温度下也有较好的线型膨胀,例如聚三氟氯乙烯,在20℃~95℃测定的线性膨胀系数为60×10-5/℃。

具体地,本发明实施例提供的上述显示面板中,上述隔垫物在垂直于衬底基板的方向上的长度小于或等于凹槽结构的深度。

参照图2a,隔垫物17在垂直于衬底基板11的方向上的长度,也就是图2a中竖直方向的长度小于或等于凹槽结构16的深度,这样,隔垫物17对像素界定层13的结构不会有影响。具体地,隔垫物的高度优选为在0.1μm~100μm之间,在实际应用中,可以根据凹槽结构的深度以及隔垫物的热膨胀系数等因素来确定隔垫物的高度,应该说明的是,本发明实施例中,在显示面板正常工作的温度范围内,隔垫物的高度优选为小于或等于凹槽结构的深度,在制作显示面板的过程中,尤其在对显示面板进行加热使隔垫物膨胀隔断发光层的过程中,隔垫物的高度也可以暂时性的大于凹槽结构的深度,此处并不对隔垫物的高度进行限定。

在实际应用中,本发明实施例提供的上述显示面板中,隔垫物与像素界定层之间存在间隙。也就是说隔垫物不能填满凹槽结构,从而使隔垫物在受热后能够有足够的空间膨胀,以使隔垫物上的发光层断裂。具体地,隔垫物17可以与像素界定层13不接触,如图2a所示,在实际应用中,隔垫物17可以在一端与像素界定层13接触,只要能够在受热膨胀时能够使发光层断裂即可。

进一步地,本发明实施例提供的上述显示面板中,如图3所示,在衬底基板11指向阴极层的方向上,隔垫物17在平行于衬底基板11的方向上的截面面积逐渐增大。

图3中为了更清晰的示意隔垫物的结构,省略了位于发光层之上的阴极层和封装层等结构,在衬底基板指向阴极层的方向,也就是图3中由下到上的方向,在该方向上,隔垫物17在平行于衬底基板11的方向上的截面面积逐渐增大,也就是说,隔垫物17在垂直于衬底基板11的方向上的截面为上宽下窄的梯形,这样,在隔垫物17上制作发光层14时,发光层14比较容易在隔垫物17远离衬底基板11一侧的边缘处断开,进一步保证发光层14能够在隔垫物17处断开。

在具体实施时,本发明实施例提供的上述显示面板中,上述发光层可以包括:第一发光层,位于第一发光层背离衬底基板一侧的第二发光层,以及位于第一发光层和第二发光层之间的电荷生成层。在大尺寸oled显示面板或者白光oled显示面板中,发光层优选为叠层结构,这样能够降低制作发光层的工艺难度,同时能够达到更高的分辨率。此外,发光层还可以包括空穴注入层(hil),空穴传输层(hil),电子传输层(etl)和电子注入层(eil)等,根据实际需求还可以包括空穴注入层(hbl)和电子阻挡层(ebl)等膜层。

第二方面,基于同一发明构思,本发明实施例提供了一种上述显示面板的制作方法,由于该制作方法解决问题的原理与上述显示面板相似,因此该制作方法的实施可以参见上述显示面板的实施,重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的上述显示面板的制作方法,如图4所示,可以包括:

s201、在衬底基板上形成阳极层;

s202、在阳极层之上形成像素界定层13的图形;像素界定层13包括位于相邻的子像素之间的凹槽结构16,如图5a所示;

s203、采用热膨胀材料在像素界定层13的凹槽结构16中形成隔垫物17,如图5b所示;

s204、在像素界定层13之上形成发光层14,如图5c和图5d所示;

s205、将形成发光层后的显示面板加热到设定温度,以使隔垫物17受热膨胀隔断发光层14,如图5e所示;

s206、在发光层之上形成阴极层。

本发明实施例提供的上述显示面板的制作方法中,通过在像素界定层上形成位于相邻子像素之间的凹槽结构,并采用热膨胀材料在凹槽结构中形成隔垫物,之后在形成发光层之后将显示面板加热到设定温度,以使隔垫物受热膨胀以隔断发光层,因而子像素之间的发光层不再连通,不会出现横向漏流现象,提高了显示面板的显示均一性。

在实际应用中,在上述步骤s201之前,还可以包括在衬底基板上形成驱动电路层,该驱动电路层包括多个薄膜晶体管(thinfilmtransistor,tft)和多条信号走线,从膜层方向上看,可以包括栅极层(gate)层、有源层(active)层、刻蚀阻挡(esl)层、钝化(pvx)层以及平坦(resin)层等。在制作过程中,通过重复多次成膜、曝光、显影和刻蚀等工艺,来形成厚度约为1μm~100μm的驱动电路层,其中成膜工艺通过溅射(sputter)、等离子体增强化学气相沉积(plasmaenhancedchemicalvapordeposition,pecvd)、蒸镀、旋涂、刮涂、印刷或喷墨打印等方法实现。

在上述步骤s201中,一般采用透明导电材料制作阳极层,例如可以采用氧化铟锡(indiumtinoxide,ito)材料,阳极层一般可以包括对应于各子像素的块状结构。参照图5a,在上述步骤s202中,在阳极层之上形成像素界定层的图形,具体地,采用树脂、聚酰亚胺、有机硅、二氧化硅(sio2)或光刻胶等材料,并采用旋涂(spincoat)或刮涂(slit)的方式在阳极层之上形成像素界定层,像素界定层的厚度可以在0.1μm~100μm之间,之后采用曝光、显影、干燥等工艺对像素界定层进行图形化,以形成各子像素区以及各凹槽结构。

具体地,本发明实施例提供的上述制作方法中,上述步骤s203,可以包括:

采用在15℃~95℃的温度下热膨胀系数在50×10-5~100×10-5范围内的热膨胀材料,在像素界定层的凹槽结构中形成隔垫物。

在具体实施时,可以直接采用热膨胀材料制作隔垫物,也可以采用在聚合物材料中掺入热膨胀材料制作隔垫物,以掺杂比例为60%为例,若线膨胀系数为60×10-5,隔垫物的高度约为5微米,则在温度差为60℃的情况下,该隔垫物由于热膨胀产生的线性膨胀量为位于该隔垫物之上的发光层的厚度一般在左右,而且发光层一般为脆性材料,只要线性膨胀量能够达到就能够使发光层断裂,因此,本发明实施例中采用上述热膨胀系数在50×10-5~100×10-5范围内的热膨胀材料,完全能够使发光层发生断裂。具体地,隔垫物的高度优选为在0.1μm~100μm之间。

更具体地,本发明实施例提供的上述制作方法中,上述步骤s203中,至少可以采用以下两种方式制作隔垫物:

方式一:直接采用热膨胀材料制作隔垫物,热膨胀材料一般为有机高分子聚合物,具体地,可以采用聚三氟氯乙烯或乙烯-三氟乙烯共聚物材料等含氟聚合物在像素界定层的凹槽结构中形成隔垫物;

方式二:在其他材料中掺入热膨胀材料,例如可以在制作像素界定层或平坦层的材料中掺入热膨胀材料,具体地,可以采用掺入聚三氟氯乙烯的树脂、聚酰亚胺、有机硅或二氧化硅材料在像素界定层的凹槽结构中形成隔垫物。

上述方式一和方式二是本发明实施例的优选实施方式,在具体实施时,也可以采用其他材料制作隔垫物,此处不对隔垫物的材料进行限定。

在实际应用中,本发明实施例提供的上述制作方法中,上述步骤s203,可以包括:

采用曝光显影、刻蚀或喷墨打印的方式,采用热膨胀材料在像素界定层的凹槽结构中形成隔垫物。

在实际工艺过程中,需要根据隔垫物的材料来选择具体的工艺方法,采用曝光显影、刻蚀或喷墨打印的方式,只是本发明实施例的优选实施方式,并不对隔垫物的制作工艺进行限定。

参照图5c和图5d,采用开放式掩膜版(openmask)在像素界定层之上蒸镀发光层14中的各膜层,蒸镀后得到的显示面板的结构如图5d所示。在蒸镀发光层14的过程中显示面板的温度约为40℃,因而隔垫物17会有一定程度的膨胀,对比图5c和图5b可以看出。

上述步骤s205中,在蒸镀完发光层中的各膜层之后,优选为将显示面板上所有子像素的发光层都蒸镀完成后,再将显示面板加热到设定温度,例如加热到80℃,使隔垫物17受热膨胀,从而使发光层14发生断裂,如图5e所示,具体加热的温度可以根据隔垫物的热膨胀系数,显示面板的耐受程度等因素来确定,此处不对设定温度的具体数值进行限定。

如图5f所示,显示面板冷却到室温后,隔垫物17由于温度降低缩小为制作时候的大小,也就是与步骤s203中得到的隔垫物的大小类似,而断裂的发光层无法再恢复,也就是发光层仍处于断裂状态,断裂的发光层的有机膜层材料沉积在凹槽结构内,不会影响显示面板的性能。之后在发光层之上形成阴极层。

第三方面,基于同一发明构思,本发明实施例提供一种显示装置,包括上述显示面板,该显示装置可以应用于手机、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。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。

本发明实施例提供的显示面板、其制作方法及显示装置,通过在像素界定层上设置凹槽结构,并在凹槽结构中设置用于隔断发光层的隔垫物,该隔垫物包括热膨胀材料,在制作该显示面板的过程中,在形成发光层之后,将显示面板加热到一定温度,使隔垫物受热膨胀,以使发光层发生断裂,因而子像素之间的发光层不再连通,不会出现横向漏流现象,提高了显示面板的显示均一性。

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。

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