显示面板及其制作方法、显示装置与流程

1.本技术涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示面板及其制作方法、显示装置。


背景技术：

2.在相关技术中，oled显示面板的发光层通过高精度金属掩模板(fine metal mask,fmm)通过蒸镀工艺形成，该fmm中开口的大小决定了该显示面板的一个像素中发光区域的尺寸。受到fmm制作精度的限制，该fmm上的开口尺寸很难进一步减小，因此，目前的显示面板都只能达到几百ppi(pixels per inch,像素密度)的显示。而增强现实(augmented reality,ar)及虚拟现实(virtual reality,vr)显示，对像素密度的要求已经达到几千ppi，超出了现阶段oled显示所能达到的最高ppi。因此，如何进一步提高显示面板的ppi，是当前亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于提供一种显示面板及其制作方法、显示装置，有利于提高显示面板的像素密度。具体技术方案如下：
4.本技术第一方面的实施例提供了一种显示面板，包括衬底基板和设置在所述衬底基板上的多个像素单元；
5.每个所述像素单元包括依次层叠设置的反射层、平坦层、第一电极、发光层和第二电极，所述发光层配置为发出白光；
6.在所述反射层的靠近所述平坦层的一侧设置有第一区域、第二区域和第三区域，在所述第一区域内设置多个第一金属纳米柱，所述第一金属纳米柱配置为反射第一颜色的光，在所述第二区域内设置多个第二金属纳米柱，所述第二金属纳米柱配置为反射第二颜色的光，在所述第三区域内设置多个第三金属纳米柱，所述第三金属纳米柱配置为反射第三颜色的光。
7.在本技术的一些实施例中，所述第一颜色为红色，所述第二颜色为绿色，所述第三颜色为蓝色。
8.在本技术的一些实施例中，所述第一区域的所述第一金属纳米柱满足下述条件：
[0009][0010]
其中，表示第一金属纳米柱顶端的金属反射相，表示第一金属纳米柱底端的金属反射相，λ表示共振波长，n表示平坦层的折射率，l
1，cavity
表示第一区域和第一电极之间的距离。
[0011]
在本技术的一些实施例中，所述第二区域的所述第二金属纳米柱满足下述条件：
[0012]
[0013]
其中，表示第二金属纳米柱顶端的金属反射相，表示第二金属纳米柱底端的金属反射相，λ表示共振波长，n表示平坦层的折射率，l
2，cavity
表示第二区域和第一电极之间的距离。
[0014]
在本技术的一些实施例中，所述第三区域的所述第三金属纳米柱满足下述条件：
[0015][0016]
其中，表示第三金属纳米柱顶端的金属反射相，表示第三金属纳米柱底端的金属反射相，λ表示共振波长，n表示平坦层的折射率，l
3，cavity
表示第三区域和第一电极之间的距离。
[0017]
在本技术的一些实施例中，所述第一金属纳米柱、所述第二金属纳米柱和所述第三金属纳米柱在所述显示面板厚度方向上的高度均不相等。
[0018]
在本技术的一些实施例中，所述第一金属纳米柱、所述第二金属纳米柱和所述第三金属纳米柱在所述衬底基板上的投影面积均不相等。
[0019]
在本技术的一些实施例中，所述发光层包括依次层叠设置的第一子发光层、第二子发光层和第三子发光层，所述第一子发光层、第二子发光层和第三子发光层配置为可发出不同颜色的光。
[0020]
在本技术的一些实施例中，所述像素单元还包括与所述第一电极连接的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极、有源层、第一极和第二极，所述第一电极与第一极和第二极中的一者连接。
[0021]
在本技术的一些实施例中，所述第一电极由透明金属氧化物制成。
[0022]
在本技术的一些实施例中，所述第一金属纳米柱、所述第二金属纳米柱和所述第三金属纳米柱的材质为金、银、铝中的一种或多种。
[0023]
在本技术的一些实施例中，在所述第一区域和所述第二区域之间、所述第二区域和所述第三区域之间以及所述第一区域和所述第三区域之间设置挡光层。
[0024]
在本技术的一些实施例中，在所述第一区域和所述第二区域之间、所述第二区域和所述第三区域之间以及所述第一区域和所述第三区域之间设置挡光层，在所述挡光层上设置有过孔，所述第一电极通过所述过孔连接所述薄膜晶体管。
[0025]
本技术的第二方面的实施例提供了一种显示面板的制作方法，包括：
[0026]
在衬底基板上形成金属层；
[0027]
对金属层进行刻蚀，以形成包括多个第一金属纳米柱、多个第二金属纳米柱和多个第三金属纳米柱的重复单元，其中，所述第一金属纳米柱配置为反射第一颜色的光，所述第二金属纳米柱配置为反射第二颜色的光，所述第三金属纳米柱配置为反射第三颜色的光；
[0028]
在所述金属层上形成平坦层，所述平坦层覆盖所述第一金属纳米柱、所述第二金属纳米柱和所述第三金属纳米柱；
[0029]
在所述平坦层上形成第一电极；
[0030]
在所述第一电极上形成发光层；
[0031]
在所述发光层上形成第二电极。
[0032]
本技术的第三方面的实施例提供了一种显示装置，包括上述第一方面的任一实施例中的显示面板。
[0033]
本技术实施例有益效果：
[0034]
本技术实施例提供的一种显示面板及其制作方法、显示装置。其中的显示面板在第一电极的背离发光层的一侧设置有反射层，反射层上设置有第一区域、第二区域和第三区域，其中，第一区域内设置第一金属纳米柱，第二区域内设置第二金属纳米柱，第三区域内设置第三金属纳米柱。本技术实施例中的显示面板在工作时，在发光层发出的白光的激发下，第一金属纳米柱、第二金属纳米柱和第三金属纳米柱受到扰动，电荷分布发生振荡，激发出表面等离子体激元。当入射光的频率和表面等离子体振荡频率一致时，会发生共振，在共振波长处，显著增大的散射或吸收使得等离子体呈现出与共振波长相对应的颜色。也就是说，本实施例中的第一金属纳米柱可与第一颜色的光发生共振，使第一金属纳米柱反射出第一颜色的光；同理，第二金属纳米柱可与第二颜色的光发生共振，使第二金属纳米柱反射出第二颜色的光；第三金属纳米柱可与第三颜色的光发生共振，使第三金属纳米柱反射出第三颜色的光。而由于白光是复合光，其可由第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光混合而成，故而，在当发光层发出的白光的激发下，第一金属纳米柱、第二金属纳米柱和第三金属纳米柱可分别呈现第一颜色、第二颜色和第三颜色，由此，使第一金属纳米柱、第二金属纳米柱和第三金属纳米柱可以构成显示面板的一个像素。这种构成像素的方式，无需利用fmm对发光层进行加工，因此，像素密度不会受到fmm制作工艺的限制。因此，和相关技术中的显示面板相比，有利于达到更高的像素密度。
附图说明
[0035]
为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
[0036]
图1为本技术一种实施例的显示面板的结构示意图；
[0037]
图2为本技术实施例的第一金属纳米柱、第二金属纳米柱和第三金属纳米柱的俯视示意图；
[0038]
图3为本技术另外一种实施例的显示面板的结构示意图。
具体实施方式
[0039]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员基于本技术所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0040]
如图1所示，本技术第一方面的实施例提供了一种显示面板10。显示面板10包括衬底基板100和设置在衬底基板100上的多个像素单元。每个像素单元包括依次层叠设置的反射层200、平坦层300、第一电极400、发光层500和第二电极700，发光层500配置为发出白光。在反射层200的靠近平坦层300的一侧设置有第一区域201、第二区域202和第三区域203，在
第一区域201内设置多个第一金属纳米柱210，第一金属纳米柱210配置为反射第一颜色的光，在第二区域202内设置有多个第二金属纳米柱220，第二金属纳米柱220配置为反射第二颜色的光，在第三区域203内设置有多个第三金属纳米柱230，第三金属纳米柱230配置为反射第三颜色的光。
[0041]
根据本技术实施例的显示面板10，其在第一电极400的背离发光层500的一侧设置有反射层200，反射层200上设置有第一区域201、第二区域202和第三区域203，其中，第一区域201内设置第一金属纳米柱210，第二区域202内设置第二金属纳米柱220，第三区域203内设置第三金属纳米柱230。本技术实施例中的显示面板10在工作时，在发光层500发出的白光的激发下，第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230受到扰动，电荷分布发生振荡，激发出表面等离子体激元。当入射光的频率和表面等离子体振荡频率一致时，会发生共振，在共振波长处，显著增大的散射或吸收使得等离子体呈现出与共振波长相对应的颜色。也就是说，本实施例中的第一金属纳米柱210可与第一颜色的光发生共振，使第一金属纳米柱210反射出第一颜色的光；同理，第二金属纳米柱220可与第二颜色的光发生共振，使第二金属纳米柱220反射出第二颜色的光；第三金属纳米柱230可与第三颜色的光发生共振，使第三金属纳米柱230反射出第三颜色的光。而由于白光是复合光，其可由第一颜色的光、第二颜色的光和第三颜色的光混合而成，故而，在当发光层500发出的白光的激发下，第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230可分别呈现第一颜色、第二颜色和第三颜色，由此，使第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230可以构成显示面板10的一个像素。这种构成像素的方式，无需利用fmm对发光层500进行加工，因此，像素密度不会受到fmm制作工艺的限制。因此，和相关技术中的显示面板10相比，有利于达到更高的像素密度。
[0042]
进一步地，反射层为金属层，其材质可以为金、银、铝中的一种，或者由金、银、铝中的多种制成的合金。
[0043]
进一步地，第一颜色、第二颜色和第三颜色为不同的颜色。例如，第一颜色为红色，第二颜色为绿色，第三颜色为蓝色，相应地，第一金属纳米柱210可以反射红光，第二金属纳米柱220可以反射绿光，第三金属纳米柱230可以反射蓝光。
[0044]
在本技术的一些实施例中，发光层500为电致发光材料层，其在第一电极400和第二电极700所形成的电场的激励下能够发光。
[0045]
具体地，由于金属纳米柱在和相应颜色的光发生共振时，才会反射出相应颜色的光。因此，需要对第一区域201、第二区域202和第三区域203的金属纳米柱进行一定的参数设置，以使第一区域201内的第一金属纳米柱210反射红光、第二区域202内的第二金属纳米柱220反射绿光、第三区域203内的第三金属纳米柱230反射蓝光。
[0046]
实现共振的条件如下：
[0047][0048]
其中，表示金属纳米柱顶端的金属反射相，表示金属纳米柱底端的金属反射相，λ表示共振波长，n表示平坦层300的折射率，l
cavity
表示谐振腔的腔长，在本实施例中即为金属纳米柱所在的平面到第一电极400的距离，m表示共振阶数。只要反射相
满足上述公式，就可以反射出不同颜色的光，其中，对于反射红光的情况，公式等号的右边2(m 1)π需满足2.2π，对于反射绿光的情况，公式等号的右边2(m 1)π需满足1.6π，对于反射蓝光的情况，公式等号的右边2(m 1)π需满足1.3π。基于上述共振条件，可以分别对第一区域201内的第一金属纳米柱210、第二区域202的第二金属纳米柱220和第三区域203的第三金属纳米柱230进行相应的参数设置。
[0049]
在一个具体的示例中，第一区域201的第一金属纳米柱210满足下述条件：
[0050][0051]
其中，表示第一金属纳米柱210顶端的金属反射相，表示第一金属纳米柱210底端的金属反射相，λ表示共振波长，n表示平坦层300的折射率，l
1，cavity
表示第一区域201和第一电极400之间的距离。此处的λ的取值范围为红光的波长范围。由此，使第一金属纳米柱210能够反射红光。
[0052]
在一个具体的示例中，第二区域202的第二金属纳米柱220满足下述条件：
[0053][0054]
其中，表示第二金属纳米柱220顶端的金属反射相，表示第二金属纳米柱220底端的金属反射相，λ表示共振波长，n表示平坦层300的折射率，l
2，cavity
表示第二区域202和第一电极400之间的距离。此处的λ的取值范围为绿光的波长范围。由此，使第二金属纳米柱220能够反射绿光。
[0055]
在一个具体的示例中，第三区域203的第三金属纳米柱230满足下述条件：
[0056][0057]
其中，表示第三金属纳米柱230顶端的金属反射相，表示第三金属纳米柱230底端的金属反射相，λ表示共振波长，n表示平坦层300的折射率，l
3，cavity
表示第三区域203和第一电极400之间的距离。此处的λ的取值范围为蓝光的波长范围。由此，使第三金属纳米柱230能够反射蓝光。
[0058]
在本技术的一些实施例中，如图2所示，第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230可以是圆柱、椭圆柱和棱柱中的一种或多种。本技术对此不进行限制。
[0059]
在本技术的一些实施例中，第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230在显示面板10厚度方向上的高度均不相等。金属纳米柱的高度是影响金属反射相的因素之一，因此，在第一金属纳米柱210反射红光、第二金属纳米柱220反射绿光、第三金属纳米柱230反射蓝光的情况下，第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230的高度是有所差异的。
[0060]
在本技术的一些实施例中，第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230在衬底基板100上的投影面积均不相等。金属纳米柱的横截面面积(其等于金属纳米柱在衬底基板上的投影面积)也是影响金属反射相的因素之一，因此，在第一金属纳米
柱210反射红光、第二金属纳米柱220反射绿光、第三金属纳米柱230反射蓝光的情况下，第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230在衬底基板100上的投影面积也是不相等的。
[0061]
在本技术的一些实施例中，第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230的高度为80nm～100nm，第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230的直径为80nm～100nm，相邻两个第一金属纳米柱210之间的间距为150nm～140nm，相邻两个第二金属纳米柱220之间的间距为150nm～140nm，相邻两个第二金属纳米柱220之间的间距为150nm～140nm。在满足上述限定条件的情况下，第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230可以较好地与相应波长的光发生共振。
[0062]
在本技术的一些实施例中，发光层500包括依次层叠设置的第一子发光层510、第二子发光层520和第三子发光层530，第一子发光层510、第二子发光层520和第三子发光层530配置为可发出不同颜色的光。也就是说，第一子发光层510、第二子发光层520和第三子发光层530所发出的不同颜色的光混合在一起，形成白光。例如，第一子发光层510可以发出红光、绿光和蓝光中的一种，第二子发光层520可以发出红光、绿光和蓝光中的另一种，第三子发光层530可以发出红光、绿光和蓝光中的第三种。
[0063]
在本技术的一些实施例中，显示面板10可以是如图1所示的被动驱动式(passive matrix,pm)显示面板10，也可以是如图3所示的主动驱动式(active matrix,am)显示面板10。当显示面板10为pm式显示面板10时，发生层可直接形成在衬底基板100上，显示面板10中无需制作tft结构。当显示面板10为am式显示面板10时，显示面板10中设置有tft结构。
[0064]
具体地，基于显示面板10为am式显示面板10的情况，如图3所示，像素单元还包括与第一电极400连接的薄膜晶体管600，薄膜晶体管600包括栅极610、有源层620、第一极630和第二极640，第一电极400与第一极630和第二极640中的一者连接。其中，第一极630和第二极640为源极和漏极中的一者。进一步地，第一极630和第二极640中的漏极与第一电极400连接。
[0065]
其中，显示面板10还可以包括像素定义层900，像素定义层900中可设置有露出第一电极400的像素开口，发光层500设置在像素开口内。具体地，像素定义层900可以为有机材料制作而成，例如光刻胶层有机材料。
[0066]
在本技术的一些实施例中，第一电极400由透明金属氧化物制成，其具有很好的透光性，使得发光层500所发射的光可以透过第一电极400照射在反射层200上。
[0067]
在本技术的一些实施例中，第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230的材质为金、银、铝中的一种或多种。例如，第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230可以均由银制成。又如，也可以是第一金属纳米柱210由金制成，第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230由银制成。当然，第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230也可以是金、银、铝中任意多种金属的合金。
[0068]
在本技术的一些实施例中，在第一区域201和第二区域202之间、第二区域202和第三区域203之间以及第一区域201和第三区域203之间设置挡光层800，由此，可以防止不同颜色的光之间发生串扰的问题。
[0069]
进一步地，针对主动驱动式(active matrix,am)显示面板10，当还设置有挡光层800时，可以在挡光层800上设置过孔，第一电极400通过过孔连接薄膜晶体管600。本实施例
将用于实现第一电极400与薄膜晶体管600连接过孔设置在挡光层800上，由此，使第一电极400与薄膜晶体管600的连接位置避开第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230，从而避免结构之间发生干涉。
[0070]
本技术第二方面的实施例提供了一种显示面板10的制作方法。该方法包括以下步骤：
[0071]
制作反射层；
[0072]
对反射层进行刻蚀，以形成包括多个第一金属纳米柱210、多个第二金属纳米柱220和多个第三金属纳米柱230的重复单元，其中，第一金属纳米柱210配置为反射第一颜色的光，第二金属纳米柱220配置为反射第二颜色的光，第三金属纳米柱230配置为反射第三颜色的光；
[0073]
在反射层上形成平坦层300，平坦层300覆盖第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230；
[0074]
在平坦层300上形成第一电极400；
[0075]
在第一电极400上形成发光层500；
[0076]
在发光层500上形成第二电极700。
[0077]
根据本技术实施例的显示面板10的制作方法，其制作出的显示面板10，在第一电极400的背离发光层500的一侧设置有反射层200，在反射层200上形成具有第一金属纳米柱210的第一区域201、具有第二金属纳米柱220的第二区域202，以及第三金属纳米柱230的第三区域203，并且，第一金属纳米柱210配置为反射第一颜色的光，第二金属纳米柱220配置为反射第二颜色的光，第三金属纳米柱230配置为反射第三颜色的光。本技术实施例中的显示面板10在工作时，在当发光层500发出的白光的激发下，第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230可分别呈现第一颜色、第二颜色和第三颜色，由此，使第一金属纳米柱210、第二金属纳米柱220和第三金属纳米柱230可以构成显示面板10的一个像素。这种构成像素的方式，无需利用fmm对发光层500进行加工，因此，像素密度不会受到fmm制作工艺的限制。因此，和相关技术中的显示面板10相比，有利于达到更高的像素密度。
[0078]
本技术第三方面的实施例提供了一种显示装置，包括上述第一方面的任一实施例中的显示面板10。其中，显示装置包括但不限于电脑、手机、电视等。
[0079]
根据本技术实施例的显示装置，由于与第一方面的实施例中的显示面板10具有相同的发明构思，因此，本技术实施例中的显示装置可以获得第一方面的实施例中的显示面板10的全部有益效果。
[0080]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0081]
以上所述仅为本技术的较佳实施例，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本技术的保护范围内。