CN107123662A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示装置，其目的在于扩大因微腔效果而变窄的视角。显示装置具有层叠的多个层。多个层包括：显示层(16)，其具有显示图像的显示面(14)，该图像利用由光形成的多个单位像素(18)构成；像素电极层(38)，其以分别与多个单位像素(18)对应的方式构成；发光元件层(44)，其设置为层叠于像素电极层(38)并通过电流控制亮度来发光；公共电极层(54)，其设置为层叠于发光元件层(44)；以及封固层(64)，其封固发光元件。多个层包括用于夹着发光元件层(44)来构成微腔的至少两层。在第一光栅层(68)与第一有机层(58)的界面和第二光栅层(74)与第二有机层(60)的界面分别构成衍射光栅，由此使得视角变宽。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置。
背景技术
近年，随着高度信息化，薄型显示装置的需求变高。例如，液晶显示装置、等离子显示器及有机EL显示装置等薄型显示装置被实际使用。而且，各薄型显示装置的亮度提高和高精细化等的研究开发正在积极进行中。例如，作为有机EL(Electro Luminescence，电致发光)显示装置的亮度提高的方法之一，提出了一种在上表面发光型的发光元件结构的有机EL显示装置中采用微腔结构的方法。
专利文献1：JP特开2005-284276号公报
专利文献2：JP特开2002-158095号公报
专利文献3：JP特开2009-272059号公报
专利文献4：JP特表2012-507110号公报
在各个副像素的发光色不同的并排(side by side)方式的有机电致发光面板中，当为了提高RGB各色的色彩纯度而强化微腔效果时，从发光层射出的光的波长根据视角而变化，导致色度偏移，显示画质下降。即视角变窄。专利文献1～4均公开了使用衍射光栅来提高光提取效率的技术，但是并未公开扩大视角的技术。
发明内容
本发明的目的在于扩大因微腔效果而变窄的视角。
本发明的显示装置具有层叠的多个层，其特征在于，所述多个层包括：显示层，其具有显示面；像素电极层，其具有与多个单位像素中的每一个对应的像素电极；发光元件层，其层叠于所述像素电极层；公共电极层，其层叠于所述发光元件层；以及封固层，其层叠于所述公共电极层，所述多个层包括夹着所述发光元件层构成微腔的至少两层，且包括位于所述发光元件层与所述显示层之间的至少一对层，该至少一对层以界面构成衍射光栅的形状层叠。
根据本发明，由于利用衍射光栅使通过微腔而直行的光斜着行进，所以能够扩大视角。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的显示装置的概略图。
图2是放大示出多个单位像素的显示装置的放大图。
图3是沿着图2所示的显示装置的III-III线的剖视图。
图4是沿着图2所示的显示装置的IV-IV线的剖视图。
图5的(A)、(B)及(C)所示的部分分别是图4所示的显示装置的VA-VA线剖视图、VB-VB线剖视图及VC-VC线剖视图。
图6是示出本发明的第二实施方式的显示装置的概略剖视图。
图7的(A)、(B)及(C)所示的部分示出本发明的第三实施方式的显示装置，分别是在与图5的(A)、(B)及(C)所示的部分相同的位置进行剖切的剖视图。
图8的(A)、(B)及(C)所示的部分示出本发明的第四实施方式的显示装置，分别是在与图5的(A)、(B)及(C)所示的截面正交的位置进行剖切的剖视图。
图9的(A)、(B)及(C)所示的部分示出本发明的第五实施方式的显示装置，分别是在与图5的(A)、(B)及(C)所示的截面正交的位置进行剖切的剖视图。
10驱动IC，12电路基板，14显示面，16显示层，18单位像素，18R红色像素，18G绿色像素，18B蓝色像素，20半导体层，22源电极，24漏电极，26栅极绝缘膜，28栅电极，30层间绝缘膜，32薄膜晶体管，34钝化膜，36电极基底层，38像素电极层，40接触孔，42绝缘层，44发光元件层，46空穴传输注入层，48空穴传输层，50发光层，50R红色发光层，50G绿色发光层，50B蓝色发光层，52电子注入传输层，54公共电极层，56第一无机层，58第一有机层，60第二有机层，62第二无机层，64封固层，66填充层，68第一光栅层，70第一凸条部，72第一狭缝，74第二光栅层，76第二凸条部，78第二狭缝，80第一红色衍射光栅，82第一绿色衍射光栅，84第一蓝色衍射光栅，86第二红色衍射光栅，88第二绿色衍射光栅，90第二蓝色衍射光栅，260第二有机层，262第二无机层，276第二凸条部，292第二凹条部，358第一有机层，360第二有机层，370第一凸条部，394第一凹条部，452电子注入传输层，454公共电极层，462第二无机层，476第二凸条部，492第二凹条部，496凸条部，536电极基底层，538像素电极层，546空穴传输注入层，576第二凸条部，592第二凹条部，598凸条部
具体实施方式
以下，参照附图，对应用了本发明的实施方式进行说明。
[第一实施方式]
图1是示出本发明的第一实施方式的显示装置的概略图。作为显示装置，举出有机电致发光显示装置作为例子。显示装置具有搭载了驱动IC(Integrated Circuit)10的电路基板12。在电路基板12上层叠有具有显示面14的显示层16。在显示面14上显示利用由光形成的多个单位像素18构成的图像。
图2是放大示出多个单位像素18的显示装置的放大图。图3是图2所示的显示装置的III-III线剖视图。图4是图2所示的显示装置的IV-IV线截面图。
本实施方式的显示装置显示全彩的图像。多个单位像素18包括多种颜色(例如红、绿和蓝)的单位像素18，例如包括红色像素18R、绿色像素18G及蓝色像素18B，将它们合成而构成全彩像素。构成图像的光包括波长分别不同的多种光。在红、绿和蓝的颜色中，红色光的波长最长，蓝色光的波长最短。
如图3所示，在电路基板12形成有半导体层20。在半导体层20的上方设有源电极22和漏电极24。以覆盖半导体层20的方式形成栅极绝缘膜26，在栅极绝缘膜26的上方形成有栅电极28。以覆盖栅电极28的方式形成有层间绝缘膜30。源电极22和漏电极24贯穿栅极绝缘膜26和层间绝缘膜30。由半导体层20、源电极22、漏电极24和栅电极28构成薄膜晶体管32。以覆盖薄膜晶体管32的方式设有钝化膜34。
在钝化膜34的上方设有电极基底层36。在电极基底层36的上方，设有以与多个单位像素18分别对应的方式构成的像素电极层38。电极基底层36至少在设有像素电极层38的面是平坦的。像素电极层38由例如使光反射的下层和使光透射的上层构成，构成为使光反射。像素电极层38通过贯穿电极基底层36和钝化膜34的接触孔40，与半导体层20上的源电极22及漏电极24中的一者电连接。
在电极基底层36及像素电极层38上形成有绝缘层42。绝缘层42位于像素电极层38的周缘部，以使像素电极层38的一部分(例如中央部)开口的方式形成。由绝缘层42形成包围像素电极层38的一部分的围堤。
在像素电极层38上设有发光元件层44(也有时称为自发光元件层)。发光元件层44包括空穴传输注入层46、空穴传输层48、发光层50及电子注入传输层52。发光层50与不同颜色的单位像素18对应，并针对每个像素电极层38分开设置。与图2所示的红色像素18R、绿色像素18G及蓝色像素18B对应地，如图4所示，设有红色发光层50R、绿色发光层50G及蓝色发光层50B。空穴传输层48针对每个像素电极层38分开设置。与此相对，空穴传输注入层46和电子注入传输层52设置成连续地覆盖多个像素电极层38的上方。
在发光元件层44的上方设有公共电极层54(例如阴极)。公共电极层54形成为位于作为围堤的绝缘层42的上方。发光元件层44被像素电极层38与公共电极层54夹着，通过在两者之间流过的电流而发光，其亮度由薄膜晶体管32(图3)控制。
发光元件层44被由层叠的多个层(例如第一无机层56、第一有机层58、第二有机层60及第二无机层62)构成的封固层64封固，从而阻挡水分。第一无机层56和第二无机层62能够由氮化硅等无机材料形成，第一有机层58和第二有机层60能够由聚酰亚胺树脂或者丙烯酸树脂等有机材料形成。就光折射率而言，氮化硅的最大，聚酰亚胺树脂次大，丙烯酸树脂最小。构成封固层64的多个层分别具有透光性。在封固层64的上方隔着透光性的填充层66设有作为由透明的玻璃或者树脂等构成的相对基板的显示层16。在显示层16也可以设置未图示的黑色矩阵。
如图4所示，在第一有机层58与第二有机层60之间设有第一光栅层68。第一光栅层68也可以具有遮光性，但是在本例中具有透光性。第一光栅层68具有第一表面形状，该第一表面形状存在多个第一凸条部70。多个第一凸条部70在与显示面14平行的第一方向D1(纸面内外方向)上各自隔开间隔，在与第一方向D1交叉的第二方向(图4的左右方向)上各自延伸。第一有机层58与第一光栅层68的第一表面形状接触地层叠在其上。第一光栅层68具有在第二方向D2上分别延伸的多个第一狭缝72(参照图5)。在相邻的第一狭缝72之间分别形成有多个第一凸条部70。此外，第一方向D1和第二方向D2能够任意地设定，也可以替换。
在第二有机层60与第二无机层62之间设有第二光栅层74。第二光栅层74也可以具有遮光性，但是在本例中具有透光性。第二光栅层74具有第二表面形状，该第二表面形状存在多个第二凸条部76。多个第二凸条部76在第二方向D2上各自隔开间隔，并在第一方向D1各自延伸。多个第二凸条部76的宽度等于多个第一凸条部70的宽度。第二有机层60与第二光栅层74的第二表面形状接触并层叠于第二表面形状。第二光栅层74具有在第一方向D1上各自延伸的多个第二狭缝78，多个第二凸条部76分别形成于相邻的第二狭缝78之间。第二狭缝78的宽度等于第一狭缝72的宽度。
显示装置具有层叠的多个层。至少两层(具体是指像素电极层38和公共电极层54)夹着发光元件层44而构成微腔。利用微腔，能够使光发生谐振来提取色彩纯度较高的强烈的光。像素电极层38和公共电极层54中的一者(具体是指像素电极层38)是位于发光元件层44的、相对于显示层16的相反一侧的反射层，是用于构成微腔的至少两层之一。
微腔由于使光垂直谐振，所以视角相关性较高，与表面方向相比，在倾斜方向上的发光强度下降。因此，在本实施方式中，通过光的衍射，来扩大视角。详细来说，在从发光元件层44朝向显示层16的光的路径的途中设置衍射光栅。
至少在一对层(第一层和第二层)的界面形成有第一衍射光栅。第一层是第一光栅层68，第二层是第一有机层58。在第一光栅层68的表面构成了第一衍射光栅。由于第一狭缝72在第二方向D2上延伸，所以光在第一方向D1上衍射。第一衍射光栅是透射型，并位于发光元件层44的靠显示层16一侧。若第一光栅层68具有透光性，则能够将从第一光栅层68本身透射的光也用作单位像素18的一部分。此外，透光性的第一光栅层68由光折射率比第二层(第一有机层58)的光折射率更大的材料形成。
另一对层(第三层和第四层)也以界面构成衍射光栅的形状来层叠。第三层是第二光栅层74，第四层是第二有机层60。在第二光栅层74的表面构成第二衍射光栅。由于第二狭缝78在第一方向D1上延伸，所以光在第二方向D2上衍射。第二衍射光栅是透射型，并位于发光元件层44的靠显示层16一侧。若第二光栅层74具有透光性，则能够将从第二光栅层74本身透射的光也用作单位像素18的一部分。此外，透光性的第二光栅层74由光折射率比第四层(第二有机层60)的光折射率更大的材料形成。
图5的(A)、(B)和(C)所示的部分分别是图4所示的显示装置的VA-VA线剖视图、VB-VB线剖视图和VC-VC线剖视图。
就衍射光栅而言，光的波长越长，衍射角越大，狭缝的宽度越大，衍射角越小。第一衍射光栅包括与多种光分别对应的多个第一衍射光栅。具体来说，就多个第一衍射光栅而言，多个第一凸条部70的相互间隔(即第一狭缝72的宽度)根据对应的多种光的波长的长度而变大。详细来说，设置与红色的光对应的第一红色衍射光栅80、与绿色的光对应的第一绿色衍射光栅82以及与蓝色的光对应的第一蓝色衍射光栅84。第一红色衍射光栅80的第一狭缝72的宽度最大，第一绿色衍射光栅82的第一狭缝72的宽度次大，第一蓝色衍射光栅84的第一狭缝72的宽度最小。例如是6：5：4的比例。由此，能够通过衍射而使不同颜色的光行进的方向一致。
同样地，第二衍射光栅包括与多种光分别对应的多个第二衍射光栅。具体地，就多个第二衍射光栅而言，多个第二凸条部76的相互间隔(即第二狭缝78的宽度)根据对应的多种光的波长的长度而变大。详细来说，设置与红色的光对应的第二红色衍射光栅86、与绿色的光对应的第二绿色衍射光栅88以及与蓝色的光对应的第二蓝色衍射光栅90。第二红色衍射光栅86的第二狭缝78的宽度最大，第二绿色衍射光栅88的第二狭缝78的宽度次大，第二蓝色衍射光栅90的第二狭缝78的宽度最小。例如是6：5：4的比例。由此，能够通过衍射使不同颜色的光行进的方向一致。
根据本实施方式，由于能够利用衍射光栅使因微腔而直行的光斜着行进，所以能够扩大视角。此外，第一蓝色衍射光栅84与第二蓝色衍射光栅90的开口宽度(狭缝的宽度)相等，第一红色衍射光栅80与第二红色衍射光栅86的开口宽度(狭缝的宽度)相等，第一绿色衍射光栅82与第二绿色衍射光栅88的开口宽度(狭缝的宽度)相等。由此，能够使朝向第一方向D1和第二方向D2的光的衍射角度相等。
[第二实施方式]
图6是示出本发明的第二实施方式的显示装置的概略剖视图。在本实施方式中，用于构成第二衍射光栅的第三层和第四层与第一实施方式不同。具体地，第二无机层262是第三层，第二有机层260是第四层。第三层(第二无机层262)是由光折射率比第四层(第二有机层260)的光折射率大的材料形成的。第二无机层262(第三层)具有分别在第一方向D1上延伸的多个第二凹条部292。在相邻的第二凹条部292之间分别形成多个第二凸条部276。其他的内容与利用第一实施方式说明了的内容对应。
[第三实施方式]
图7的(A)、(B)和(C)所示的部分示出本发明的第三实施方式的显示装置，且分别是在与图5的(A)、(B)和(C)所示的部分相同的位置进行剖切的剖视图。
在本实施方式中，用于构成第一衍射光栅的第一层与第一实施方式不同。具体地，第二有机层360是第一层，第一有机层358是第二层。第二有机层360(第一层)具有分别在第二方向D2上延伸的多个第一凹条部394，在相邻的第一凹条部394之间形成有多个第一凸条部370的每一个。
其他的内容与利用第一实施方式说明了的内容对应。
[第四实施方式]
图8的(A)、(B)和(C)所示的部分示出本发明的第四实施方式的显示装置，且分别是在与图5的(A)、(B)和(C)所示的截面正交的位置进行剖切的剖视图。因此，在图5和图8中，第一方向D1与第二方向D2相反。
在本实施方式中，第一衍射光栅是在第一实施方式中作为第二衍射光栅进行了说明的构造。即，沿着第二方向D2延伸的第一光栅层468除了方向以外，是与图5所示的第二光栅层74相同的构造。
用于构成本实施方式的第二衍射光栅的第三层及第四层与第一实施方式不同。具体地，像素电极层38和公共电极层454中的位于靠近显示层16一侧的层(公共电极层454)是第三层。第二无机层462是第四层。此外，第三层(公共电极层454)由光折射率比第二层(第二无机层462)的光折射率大的材料形成。公共电极层454(第三层)具有分别在第一方向D1上延伸的多个第二凹条部492。在相邻的第二凹条部492之间形成有多个第二凸条部476的每一个。
公共电极层454(第三层)所具有的第二表面形状与位于该公共电极层454的下方的电子注入传输层452的形状相对应。在电子注入传输层452的表面也形成有分别在第一方向D1上延伸的多个凸条部496。其他的内容与利用第一实施方式说明了的内容对应。
[第五实施方式]
图9的(A)、(B)和(C)所示的部分示出本发明的第五实施方式的显示装置，且分别是在与图5的(A)、(B)和(C)所示的截面正交的位置进行剖切的剖视图。因此，在图5和图9中，第一方向D1和第二方向D2是相反的。
在本实施方式中，第一衍射光栅是在第一实施方式中作为第二衍射光栅进行了说明的构造。即，沿着第二方向D2延伸的第一光栅层568除了方向以外，是与图5所示的第二光栅层74相同的构造。
用于构成本实施方式的第二衍射光栅的第三层和第四层与第一实施方式不同。第二衍射光栅是反射型的。具体地，像素电极层538和公共电极层54中的位于远离显示层16的一侧的层(像素电极层538)是第三层。空穴传输注入层546是第四层。此外，第三层(像素电极层538)由光折射率比第四层(空穴传输注入层546)的光折射率大的材料形成。像素电极层538(第三层)具有分别在第一方向D1上延伸的多个第二凹条部592。在相邻的第二凹条部592之间形成有多个第二凸条部576的每一个。
像素电极层538(第三层)所具有的第二表面形状与位于其下方的电极基底层536的形状相对应。在电极基底层536的表面也形成有分别沿着第一方向D1延伸的多个凸条部598。其他的内容与利用第一实施方式说明了的内容对应。
此外，显示装置并不限定于有机电致发光显示装置，也可以是在各像素具有如量子点发光元件(QLED：Quantum-Dot Light Emitting Diode(量子点发光二极管))这样的发光元件的显示装置。
本发明并不限定于上述实施方式，而是能够进行各种各样的变形。例如，可以用实质上相同的结构、起到相同的作用效果的结构或者能够达到相同的目的的结构来替换利用实施方式说明了的结构。

Claims (17)

1.一种显示装置，具有层叠的多个层，其特征在于，
所述多个层包括：
显示层，其具有显示面；
像素电极层，其具有与多个单位像素中的每一个对应的像素电极；
发光元件层，其层叠于所述像素电极层；
公共电极层，其层叠于所述发光元件层；以及
封固层，其层叠于所述公共电极层，
所述多个层包括夹着所述发光元件层而构成微腔的至少两层，且包括位于所述发光元件层与所述显示层之间的至少一对层，该至少一对层以界面构成衍射光栅的形状层叠。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述像素电极层和所述公共电极层中的一方包括反射层，是用于构成所述微腔的所述至少两层中的一个。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
用于构成所述衍射光栅的所述至少一对层包括：
第一层，其具有表面形状，所述表面形状存在有在与所述显示面平行的第一方向上分别隔开间隔并在与所述第一方向交叉的第二方向上分别延伸的多个凸条部；以及
第二层，其与所述表面形状接触地层叠，
在所述第一层的表面构成了所述衍射光栅。
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，
所述第一层具有在所述第二方向上分别延伸的多个狭缝，在相邻的所述狭缝之间形成有所述多个凸条部的每一个。
5.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，
所述第一层具有在所述第二方向上分别延伸的多个凹条部，在相邻的所述凹条部之间形成有所述多个凸条部的每一个。
6.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，
在所述第一层的所述表面构成的所述衍射光栅是透射型的，位于所述发光元件层的靠所述显示层的一侧。
7.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，
用于构成所述衍射光栅的所述至少一对层包括：
第三层，其具有第二表面形状，所述第二表面形状存在有在所述第二方向上分别隔开间隔并在所述第一方向上分别延伸的多个凸条部；以及
第四层，其与所述第二表面形状接触地层叠，
在所述第三层的表面也构成了所述衍射光栅。
8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，
所述第三层具有在所述第一方向上分别延伸的多个第二狭缝，在相邻的所述第二狭缝之间形成有所述多个凸条部的每一个。
9.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，
所述第三层具有在所述第一方向上分别延伸的多个第二凹条部，在相邻的所述第二凹条部之间形成有所述多个凸条部的每一个。
10.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，
在所述第三层的所述表面构成的所述衍射光栅是透射型的，位于所述发光元件层的靠所述显示层的一侧。
11.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，
所述第三层和所述第四层中的一方是所述像素电极层和所述公共电极层中的位于靠近所述显示层一侧的层。
12.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，
在所述第三层的所述表面构成的所述衍射光栅是反射型的，位于所述发光元件层的与所述显示层相反一侧。
13.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，
所述第三层和所述第四层中的一方是所述像素电极层和所述公共电极层中的位于远离所述显示层一侧的层。
14.如权利要求3～13中的任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述多个单位像素由用于构成全彩像素的多种颜色构成，
所述光包括与所述多种颜色对应地具有不同波长的多种光，
所述衍射光栅包括与所述多种光分别对应的多个衍射光栅，
所述多个衍射光栅根据对应的所述多种光的所述波长的长度，所述多个凸条部的相互间隔变大。
15.一种显示装置，其特征在于，
具有：
像素电极；
发光元件层，其配置于所述像素电极的上方；
公共电极，其配置于所述发光元件层的上方；以及
封固层，其配置于所述公共电极的上方，
所述封固层包括第一衍射光栅以及位于所述第一衍射光栅与所述公共电极之间的第二衍射光栅。
16.如权利要求15所述的显示装置，其特征在于，
所述封固层具有由无机材料构成的第一无机层、由无机材料构成并位于所述第一无机层与所述公共电极之间的第二无机层、以及由有机材料构成并位于所述第一无机层与所述第二无机层之间的有机层，
所述第一衍射光栅位于所述有机层，
所述第二衍射光栅位于所述第二无机层的上方。
17.如权利要求16所述的显示装置，其特征在于，
所述有机层具有与所述第一无机层相接的第一有机层和与所述第一有机层、所述第二无机层相接的第二有机层，
所述第一衍射光栅位于所述第一有机层与所述第二有机层的界面。
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