CN101086581A

CN101086581A - 背光单元以及包括该背光单元的液晶显示装置

Info

Publication number: CN101086581A
Application number: CNA2007101032014A
Authority: CN
Inventors: 具永谟; 金头焕; 全爀祥; 金怠植; 郑惠仁; 宋沃根
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2006-06-05
Filing date: 2007-04-30
Publication date: 2007-12-12
Also published as: KR100741129B1; EP1865369A1; US20070278951A1; JP2007324113A; DE602007007153D1; US7982398B2; EP1865369B1

Abstract

本发明公开了一种用于液晶显示装置(LCD)的背光单元，以及包括该背光单元的LCD。背光单元的一个实施例包括有机发光元件，其中改善了光输出效率而没有减小生产率，从而实现了高亮度和低功耗。所述背光单元包括基板、形成在所述基板上的有机发光元件以及附着到所述基板以密封所述有机发光元件的密封构件。所述背光单元还包括散射膜，所述散射膜在所述基板、所述有机发光元件和所述密封构件的表面中的一个表面上，以防止从所述有机发光元件发出的光被全反射。

Description

背光单元以及包括该背光单元的液晶显示装置

技术领域

本申请涉及一种背光单元以及包括该背光单元的液晶显示(LCD)装置，更具体而言，涉及一种利用了有机发光元件的背光单元以及包括该背光单元的LCD。

背景技术

近来，有机发光元件或二极管已广泛用作液晶显示(LCD)装置的背光单元。当有机发光元件用作LCD的背光时，有机发光元件的功耗大于荧光灯的功耗。此外，有机发光元件的亮度小于荧光灯的亮度。因此，为了将有机发光元件用作LCD的背光单元，需要减小有机发光元件的功耗并增大有机发光元件的亮度。

通常，为了提高有机发光元件的亮度，广泛使用了光共振结构。可以通过微调有机发光元件的内部距离、即有机发光元件每层中反射层与半透明/反射层之间的距离来构建光共振结构。

对于要被微调的光共振结构的内部距离，需要高精度的工艺，因为有机发光元件的每层具有埃至微米量级的厚度。因此，制造产量可能减少。此外，为了得到预期的光共振，可能增大制造成本。

发明内容

一个实施例提供了一种利用有机发光元件的背光单元以及包括该背光单元的液晶显示(LCD)装置，该背光单元中改善了光输出效率而没有降低生产率，从而实现了高亮度和低功耗。

另一实施例提供了一种供显示装置使用的背光单元装置，包括：基板；基本与所述基板相对的密封构件，所述密封构件是基本透明的，所述密封构件具有第一折射率，所述密封构件具有面向远离所述基板的外表面；置于所述基板和所述密封构件之间的有机发光元件；包围所述有机发光元件同时将所述第一基板和所述密封构件互相连接的密封物；以及散射膜，所述散射膜置于所述有机发光元件和所述密封构件之间或者形成在所述密封构件的外表面之上，其中所述散射膜具有与所述第一折射率不同的第二折射率。

所述基板可以具有面对所述密封构件的内表面，所述有机发光元件可以形成在所述基板的内表面上。所述密封构件可以具有面对所述基板的内表面，所述散射膜可以形成在所述密封构件的内表面和外表面中的至少一个上。所述有机发光元件可以具有面对所述密封构件的表面，所述散射膜可以形成在所述有机发光元件的该表面上。

所述密封构件可以具有面对所述基板的内表面，其中所述有机发光元件形成在所述密封构件的内表面上，且其中所述散射膜形成在所述密封构件的外表面上。所述密封构件可以具有面对所述基板的内表面，其中所述散射膜形成在所述密封构件的内表面上，且其中所述有机发光元件形成在所述散射膜上同时面对所述基板。

所述散射膜还可以包括散布在其中的多个颗粒。所述多个颗粒可以具有与所述第二折射率不同的第三折射率。所述装置还可以包括形成在所述散射膜上的不连续层，所述层由其折射率与所述第二折射率不同的材料形成。所述散射膜可以具有不连续图案。

所述装置还可以包括置于所述散射膜和其上形成有所述膜的表面之间的基本透明的粘合剂层。所述散射膜可以构造成基本防止从所述有机发光元件发出的光的全反射。相对于没有散射膜时发射到密封构件之外的光量，更大量的光可以发射到所述密封构件之外。所述第二折射率可以是约1.2至约1.8。所述第一折射率可以大于所述第二折射率。

所述装置还可以包括形成在所述有机发光元件的表面上的保护层，所述表面面对所述密封构件，且所述散射膜可以形成在所述保护层上。所述装置还可以包括形成在所述有机发光元件的表面之上的保护层，所述表面面对所述密封构件，其中所述散射膜置于所述保护层和所述有机发光元件之间。

另一实施例提供了一种包括如上所述的背光单元装置的显示装置。所述显示装置可以是液晶显示(LCD)装置。所述显示装置还可以包括具有表面的液晶显示(LCD)面板，其中所述背光单元与所述LCD面板的所述表面相对使得所述密封构件面对所述LCD面板的表面。

另一实施例提供了一种背光单元，包括：基板；形成在所述基板上并发射白光的有机发光元件；附着到所述基板以密封所述有机发光元件的密封构件；以及散射膜，所述散射膜形成在所述有机发光元件发射的光输出的一侧，并形成在所述基板、所述有机发光元件和所述密封构件的表面中的一个表面上。

光可以通过所述基板输出。所述散射膜可以形成在其上形成有所述有机发光元件的所述基板表面的相对表面上。所述散射膜可以置于所述基板和所述有机发光元件之间。光可以通过所述密封构件输出。所述散射膜可以形成在所述有机发光元件和所述密封构件之间。所述散射膜可以形成在所述密封构件的面对所述有机发光元件的表面上。

所述背光单元还可以包括形成在所述有机发光元件上的保护层，其中所述散射膜形成在所述保护层上。所述背光单元还可以包括形成在所述有机发光元件上的保护层，其中所述散射膜置于所述保护层和所述有机发光元件之间。

所述散射膜可以形成在所述密封构件的外表面上。所述有机发光元件可以包括多个像素。所述有机发光元件可以是平面发光型有机发光元件。所述有机发光元件可以包括发射白光的单一发光层。所述有机发光元件可包括用于发射白光的至少两个发光层。

又一实施例提供了一种液晶显示(LCD)装置，包括：液晶显示面板；以及形成在所述液晶显示面板一侧的背光单元，其中所述背光单元包括：基板；形成在所述基板上并发射白光的有机发光元件；附着到所述基板以密封所述有机发光元件的密封构件；以及散射膜，所述散射膜形成在所述有机发光元件发射的光通过其输出的表面上，所述表面是所述基板、所述有机发光元件和所述密封构件的表面中的一个表面。

从所述有机发光元件发出的光可以朝向所述基板发射。所述背光单元的散射膜可以形成在其上形成有所述有机发光元件的所述基板表面的相对表面上。所述背光单元的散射膜可以置于所述基板和所述有机发光元件之间。

从所述有机发光元件发出的光可朝向所述密封构件发射。所述背光单元的散射膜可以置于所述有机发光元件和所述密封构件之间。所述背光单元的散射膜可形成在所述密封构件的面对所述有机发光元件的内表面上。

所述LCD装置还可以包括形成在所述有机发光元件上的保护层，其中所述散射膜形成在所述保护层上。所述LCD装置还可以包括形成在所述有机发光元件上的保护层，其中所述散射膜置于所述保护层和所述有机发光元件之间。

所述散射膜可以形成在所述密封构件的外表面上。所述有机发光元件可以包括多个像素。所述有机发光元件可以是平面发光型有机发光元件。所述有机发光元件可以包括发射白光的单一发光层。所述有机发光元件可以包括叠置以发射白光的至少两个发光层。

附图说明

通过参考附图对其示例性实施例的详细描述，本公开的以上和其他方面将变得更加明显，其中：

图1是根据一实施例的利用顶部发射型有机发光装置作为背光单元的液晶显示(LCD)装置的示意性剖面图；

图2是示出了其中光发射通过图1的密封构件和散射膜的实施例的示意性局部剖面图；

图3是示出根据一实施例的散射膜的示意性局部剖面图；

图4是示出根据另一实施例的散射膜的示意性局部剖面图；

图5是示出根据又一实施例的散射膜的示意性局部剖面图；

图6是示出图1的有机发光部分的示意性局部剖面图；

图7是根据另一实施例的利用顶部发射型有机发光装置作为背光单元的LCD装置的示意性剖面图；

图8是根据一实施例的保护层的示意性局部剖面图；

图9是根据又一实施例的利用顶部发射型有机发光装置作为背光单元的LCD装置的示意性剖面图；

图10是根据又一实施例的利用顶部发射型有机发光装置作为背光单元的LCD装置的示意性剖面图；

图11是根据一实施例的利用底部发射型有机发光装置作为背光单元的LCD装置的示意性剖面图；以及

图12是根据另一实施例的利用底部发射型有机发光装置作为背光单元的LCD装置的示意性剖面图。

具体实施方式

现将参照附图更充分地描述本公开，附图中示出了示例性实施例。然而，本公开可以以多种不同形式实施而不应解释为仅限于在此描述的实施例。

图1是根据一实施例的液晶显示(LCD)装置的示意性剖面图。参照图1，LCD包括液晶显示面板1以及形成在液晶显示面板1一侧的背光单元2。液晶显示面板1可以是任何类型的LCD面板，比如薄膜晶体管(TFT)LCD、超扭转向列(STN)LCD等等。其可以是单色LCD或全色LCD。液晶显示面板1可以包括滤色器和多个像素。液晶显示面板1可以包括至少一个偏振器。尽管没有示出，但LCD可以包括形成在液晶显示面板1与背光单元2之间的比如棱镜片的至少一个聚光器。

背光单元2包括有机发光元件。背光单元2包括基板21以及形成在基板21上的有机发光部分22。有机发光部分22包括有机发光元件。背光单元2还包括面对基板21的密封构件23。密封粘合剂24设置在基板21与密封构件23之间，同时将它们互相连接。基板21、密封构件23和粘合剂一起限定了密闭的空间，有机发光部分22位于该空间中。粘合剂24可以提供具有气密性的空间。参照图1，密封构件23可以由透光玻璃或塑料材料形成。密封粘合剂24可以由任何适合的密封剂形成。一示例性的密封剂为玻璃料(frit)。基板21可以是由SiO₂形成的玻璃基板，但不限于此。也就是说，基板21可以由塑料、金属等形成。

背光单元2可以是其中光穿过密封构件23发射的顶部发射型有机发光装置。在某些实施例中，图1所示的有机发光部分22可以包括构造为发射白光的有机发光元件。

所示的背光单元2还包括形成在光穿过其发出的密封构件23上的散射膜25。散射膜25防止穿过密封构件23发出的光在密封构件23的外表面上被全反射。也就是说，当背光单元2产生的光通过密封构件23发出时，由于密封构件23和空气的折射率之间的差异而可能在密封构件23的外表面上发生全反射。此处所用的术语“全反射”指的是当光以大倾角入射到介质边界时发生的光学现象。如果在边界另一侧折射率较低，则没有光能够通过，从而有效地反射了全部光。

形成在密封构件23上的散射膜25使光朝向LCD面板1发射，否则所述光将在密封构件23和空气之间的界面上被全反射。如图2所示，散射膜25防止通过密封构件23发出的光被全反射，使得光传输到背光单元2之外。在一个实施例中，散射膜25可以具有约1.2至约1.8的折射率。因此，能够显著改善发光效率。此外，能够实现高亮度以及低的电功耗。散射膜25可以由能够防止光反射的任何适合的材料形成。

图3是示出根据一实施例的散射膜25的剖面图。参照图3，散射膜25可以形成单独的片，所述片能够通过透明粘合剂层253附着到密封构件23。散射膜25可以包括透明树脂层251以及散布在透明树脂层251中的多个散射颗粒252。

透明树脂层251可由选自聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、乙烯基酯树脂、乙烯基醚树脂、含卤素树脂、烯烃树脂、聚苯醚树脂、聚苯硫醚树脂、纤维素衍生物、硅树脂、橡胶、合成像胶、及其组合物等构成的组中的材料形成。

颗粒252可由光反射金属形成。这类金属的示例包括铝、银和金，但不限于此。也就是说，颗粒252可以由其折射率与透明树脂层251的折射率不同的任何材料形成。在一个实施例中，颗粒252的折射率可以大于透明树脂层251的折射率。在另一实施例中，颗粒252的折射率可以小于透明树脂层251的折射率。

在散射膜25中，在基本垂直于散射膜25顶表面的方向上发出的光量可以大于在与散射膜25的表面呈一角度的方向上发出的光量。因此，可以大大增加到达液晶显示面板1的光量。

图4是示出根据另一实施例的散射膜25的剖面图。参照图4，散射膜25可以形成单独的片，所述片可通过透明粘合剂层253附着到密封构件23。散射膜25可以包括透明基膜(base film)254和印制或涂敷在其上的多个光漫射图案255。

透明基膜254可由选自聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、乙烯基酯树脂、乙烯基醚树脂、含卤素树脂、烯烃树脂、聚苯醚树脂、聚苯硫醚树脂、纤维素衍生物、硅树脂、橡胶、合成像胶、及其组合物等构成的组中的材料形成。

光漫射图案255通过在透明基膜254上印制白色颜料形成，或者可选地，通过以预定图案涂敷比如铝、银、金等的光反射金属而形成。

图5是示出根据又一实施例的散射膜25的剖面图。参照图5，通过在密封构件23上直接涂刷或涂敷多个光漫射图案255来形成散射膜25。

参照图4和5，具有光漫射图案255的散射膜25防止了与密封构件23的顶表面呈角度地通过密封构件23发出的光被全反射，由此大大改善了亮度。

图6是示出图1的有机发光部分22的剖面图。参照图6，有机发光部分22包括有机发光元件，该有机发光元件包括基板21、形成在基板21上的第一电极221、与第一电极221相对的第二电极222，以及置于第一电极221和第二电极222之间的有机层226。第一电极221和第二电极222可以分别用作阳极电极和阴极电极，或者反之。

当第一电极221用作阳极电极时，其可以包括具有高功函数的导体。当第一电极221用作阴极电极时，其可以包括具有低功函数的导体。当第二电极222用作阴极电极时，其可以包括具有低功函数的导体。当第二电极222用作阳极电极时，其可以包括具有高功函数的导体。具有高功函数的导体可以由比如ITO、In₂O₃、ZnO、IZO等的透明导电氧化物或比如Au等的贵金属形成。具有低功函数的导体可以由Ag、Al、Mg、Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al等形成。

在如图1和6所示的顶部发射型有机发光装置中，第一电极221可以包括光反射器。第二电极222可以是透光型电极。

当第一电极221用作阳极电极时，光反射器可以由从Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、及其化合物构成的组中选取的至少一种形成。所述反射器还可以包括由比如ITO、IZO、ZnO、In₂O₃、或以上材料中两种或更多种的混合物的导电材料形成的另一层。当第一电极221用作阴极电极时，其可以由具有低功函数和对光的高反射率的Ag、Al、Mg、Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al等形成。

当第二电极222用作阴极电极时，其可以是部分地透射光的薄金属层。第二电极222可以由具有低功函数的金属形成，比如Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg、Ag等。第二电极222还可以包括形成在薄金属层上的比如ITO、IZO、ZnO或In₂O₃的透明导体，由此提高电极222的导电性。当第二电极222用作阳极电极时，其可以由ITO、IZO、ZnO、In₂O₃、或以上材料中的两种或更多种的混合物形成。

有机层226有助于从阳极电极和阴极电极产生的空穴和电子的流动。当第一电极221用作阳极电极时，第一有机层223可以是空穴注入/传输层。第二有机层225可以是电子注入/传输层。当第一电极221用作阴极电极时，第一有机层223可以是电子注入/传输层，第二有机层225可以是空穴注入/传输层。

有机层224可以由单一白光发射有机化合物形成，或者可选地，其可以通过堆叠具有彼此不同颜色的至少两个有机发光层而形成以实现白光发射。

当通过叠置至少两个有机发光层来形成有机层224时，可以将红色发光层、绿色发光层和蓝色发光层顺序叠置以形成发光层224，或者可选地，可以在红色-绿色混合层上形成天蓝色层以形成发光层224。此外，可以利用各种方法来实现白光发射。

有机发光元件可以是无源矩阵(PX)型或有源矩阵(AM)型的装置。PX和AM型装置可以具有任何常规结构。有机发光元件可以包括多个像素，但有机发光元件的结构不限与此。在一些实施例中，有机发光元件可以是具有单一像素的平面发射型有机发光元件。

当有机发光部分具有多个像素时，有机发光部分的每个像素设置成对应于液晶显示面板1的像素。

在一个实施例中，如图7所示，可以用保护层26覆盖包括有机发光元件的有机发光部分22。保护层26形成在有机发光部分22上。保护层26保护包括有机发光元件的有机发光部分22免受氧和湿气的影响。保护层26可以由透明无机和/或有机化合物形成。

无机化合物可以是金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属氮氧化物、或其组合物。金属氧化物可以是氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化铟、氧化锡、氧化铟锡、或其组合物。金属氮化物可以是氮化铝、氮化硅、或其组合物。金属碳化物可以是碳化硅。金属氮氧化物可以是氮氧化硅。此外，无机化合物可以是硅、硅或金属的陶瓷衍生物、或者类金刚石碳(DLC)。

有机化合物可以是有机聚合物(例如丙烯类树脂(acryl resin))、无机聚合物、有机金属聚合物、混合有机/无机聚合物等。

如图8所示，可以交替叠置无机层261和263以及有机层262以形成保护层26。无机层261和263以及有机层262的叠置顺序不限于图8所示的保护层26的结构。在一个实施例中，可以顺序叠置有机层、无机层和有机层。叠置结构不限于如图8所示的保护层26中那样具有三层的结构。在某些实施例中，保护层26可以具有多于三层。保护层26的上述结构可以用于如上所述的所有实施例中。

如图1和7所示，在有机发光部分22和密封构件23之间形成空间。然而，背光单元2的结构不限于图1和7的结构。也就是说，可以用比如丙烯(acryl)的树脂、惰性气体等填充在有机发光部分22和密封构件23之间形成的空间。可以用吸湿剂填充在有机发光部分22和密封构件23之间形成的空间。这些结构可以应用于如上所述的所有实施例。

图9是根据另一实施例利用顶部发射型有机发光装置作为背光单元的LCD装置的剖面图。参照图9，在包括顶部发射型有机发光装置的背光单元2中，在密封构件23和有机发光部分22之间形成散射膜25。更具体而言，散射膜25形成在内表面上，即，其形成在密封构件23的面对有机发光部分22的表面上。在又一实施例中，如图10所示，散射膜25可以形成为覆盖有机发光部分22。

图11和12是示出LCD装置的剖面图，其中将底部发射型有机发光装置用作背光单元2。在这种装置中，光通过基板21发出。

在图11中，在基板21的外表面上形成散射膜25，也就是说，散射膜25形成在基板21的面对液晶显示面板1的表面上。在图12中，在基板21的内表面上形成散射膜25，也就是说，散射膜25形成在基板21和有机发光部分22之间。

以上描述的结构可以实现以下效果。首先，散射膜防止了与散射膜的表面呈角度入射的光输出的全反射，由此改善了亮度。第二，能够提供具有高亮度的背光单元。第三，能够将具有低的电功耗的有机发光装置用作背光单元。

尽管已经参考其示例性实施例具体表示并描述了本发明，但本领域普通技术人员应理解的是，在不偏离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行形式和细节上的各种变化。

本申请要求于2006年6月5日提交的韩国专利申请No.10-2006-0050472的优先权，其全部内容在此引入作为参考。

Claims

1.一种供显示装置使用的背光单元装置，包括：

基板；

与所述基板基本相对的密封构件，所述密封构件是基本透明的，所述密封构件具有第一折射率，所述密封构件具有面向远离所述基板的外表面；

置于所述第一基板和所述密封构件之间的有机发光元件；以及

散射膜，所述散射膜置于所述有机发光元件和所述密封构件之间，或者形成在所述密封构件的外表面之上，其中所述散射膜还包括散布在其中的多个颗粒。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述基板具有面对所述密封构件的内表面，且其中所述有机发光元件形成在所述基板的内表面上。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述密封构件具有面对所述基板的内表面，且其中所述散射膜形成在所述密封构件的内表面和外表面中的至少一个上。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述有机发光元件具有面对所述密封构件的表面，且其中所述散射膜形成在所述有机发光元件的所述表面上。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述密封构件具有面对所述基板的内表面，其中所述有机发光元件形成在所述密封构件的内表面上，且其中所述散射膜形成在所述密封构件的外表面上。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述密封构件具有面对所述基板的内表面，其中所述散射膜形成在所述密封构件的内表面上，且其中所述有机发光元件形成在所述散射膜上同时面对所述基板。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述散射膜具有与所述第一折射率不同的第二折射率，且其中所述多个颗粒具有与所述第二折射率不同的第三折射率。

8.根据权利要求7所述的装置，还包括形成在所述散射膜上的不连续层，所述层由其折射率与所述第二折射率不同的材料形成。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述散射膜具有不连续图案。

10.根据权利要求1所述的装置，还包括置于所述散射膜和其上形成所述膜的表面之间的基本透明的粘合剂层。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述散射膜构造来基本防止从所述有机发光元件发出的光的全反射。

12.根据权利要求1所述的装置，其中相对于没有散射膜时发射到该密封构件之外的光量，更大量的光发射到所述密封构件之外。

13.根据权利要求7所述的装置，其中所述第二折射率为约1.2至约1.8。

14.根据权利要求7所述的装置，其中所述第一折射率大于所述第二折射率。

15.根据权利要求1所述的装置，还包括形成在所述有机发光元件的表面上的保护层，所述表面面对所述密封构件，且其中所述散射膜形成在所述保护层上。

16.根据权利要求1所述的装置，还包括形成在所述有机发光元件的表面之上的保护层，所述表面面对所述密封构件，其中所述散射膜置于所述保护层和所述有机发光元件之间。

17.一种显示装置，包括权利要求1的背光单元装置。

18.根据权利要求17所述的显示装置，其中所述显示装置是液晶显示装置。

19.根据权利要求18所述的显示装置，还包括具有表面的液晶显示面板，其中所述背光单元装置与所述液晶显示面板的所述表面相对使得所述密封构件面对所述液晶显示面板的所述表面。