TW202329450A - 顯示裝置及其製造方法、以及電子機器 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於提供一種可一邊抑制顯示裝置之特性之降低，一邊提高光提取效率之顯示裝置。 本發明之顯示裝置具備基板、配置於基板上之複數個發光元件、覆蓋複數個發光元件且於俯視下於各發光元件之周圍具有槽之積層體、及設置於槽內之樹脂材料。積層體依序具備第1保護層、第1金屬氧化物層、第2保護層、及第2金屬氧化物層。槽遍及第2金屬氧化物層及第2保護層而設置。樹脂材料之折射率較第2保護層之折射率低。

Description

顯示裝置及其製造方法、以及電子機器
本揭示係關於一種顯示裝置及其製造方法、以及具備其之電子機器。
近年，OLED(Organic LightEmitting Diode：有機發光二極體)顯示裝置廣泛普及。於OLED顯示裝置中，為了提高光提取效率，提案有於發光元件之周圍設置反射器構造之技術(例如參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2016-45979號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，於設置有反射器構造之OLED顯示裝置中，因反射器構造之傾斜面中OLED層(包含發光層之有機層)之厚度較反射器構造間之發光元件中OLED層之厚度薄，故有時顯示裝置之特性降低。
本發明之目的在於提供一種可一邊抑制顯示裝置之特性之降低，一邊提高光提取效率之顯示裝置及其製造方法、以及具備其之電子機器。 [解決問題之技術手段]
為了解決上述問題，本揭示之顯示裝置具備： 基板； 複數個發光元件，其配置於基板上； 積層體，其覆蓋複數個發光元件，於俯視下於各發光元件之周圍具有槽；及 樹脂材料，其設置於槽內；且 積層體依序具備第1保護層、第1金屬氧化物層、第2保護層、及第2金屬氧化物層； 槽遍及第2金屬氧化物層及第2保護層而設置； 樹脂材料之折射率較第2保護層之折射率低。
本揭示之電子機器具備本揭示之顯示裝置。
本揭示之顯示裝置之製造方法具備如下步驟： 於基板上形成複數個發光元件； 於複數個發光元件上依序積層第1保護層、第1金屬氧化物層、第2保護層、及第2金屬氧化物層； 於俯視下，於第2金屬氧化物層中發光元件之周圍之部分形成開口； 將第2金屬氧化物層作為掩模，對第2保護層進行蝕刻，藉此形成槽； 於槽中填充樹脂材料，該樹脂材料具有較第2保護層之折射率低之折射率。
對本揭示之實施形態及實施例，按以下之順序說明。另，於以下之實施形態之所有圖中，對相同或對應之部分附註相同符號。 1 一實施形態(顯示裝置之例) 2 變化例(顯示裝置之變化例) 3 應用例(電子機器之例) 4 模擬
＜1 一實施形態＞ [顯示裝置10之構成] 圖1係顯示一實施形態之顯示裝置10之整體構成之一例之概略圖。顯示裝置10為OLED顯示裝置，具有顯示區域110a、及設置於顯示區域110a之周緣之周邊區域110b。於顯示區域110a內，複數個子像素100R、100G、100B以三角形狀或矩陣狀等規定之配置圖案2維配置。另，於圖1中，顯示有複數個子像素100R、100G、100B以矩陣狀2維配置之例。
子像素100R可顯示紅色。子像素100G可顯示綠色。子像素100B可顯示藍色。紅色為3原色中第1原色之一例。綠色為3原色中第2原色之一例。藍色為3原色中第3原色之一例。另，於以下之說明中，於未特別區分而統稱子像素100R、100G、100B之情形時，稱為子像素100。相鄰之子像素100R、100G、100B之組合構成一個像素(Pixel：像素)。於圖1中，雖顯示有排列於列方向(水平方向)之3個子像素100R、100G、100B之組合構成一個像素之例，但子像素100R、100G、100B之排列並不限定於此。子像素100R、100G、100B例如於俯視下具有長方形狀等之四邊形狀。於本說明書中，正方形狀亦包含於長方形狀。於本說明書中，俯視意指自相對於顯示裝置10之顯示面垂直之方向觀察對象物時之俯視。
於周邊區域110b設置有影像顯示用之驅動器即信號線驅動電路111及掃描線驅動電路112。信號線驅動電路111係將與自信號供給源(未圖示)供給之亮度資訊對應之影像信號之信號電壓，經由信號線111a供給至選擇之子像素100者。掃描線驅動電路112由與輸入之時脈脈衝同步且依序使開始脈衝位移(傳送)之位移暫存器等構成。掃描線驅動電路112係於向各子像素100之影像信號之寫入時，以列單位掃描其等，依序對各掃描線112a供給掃描信號者。
顯示裝置10為發光裝置之一例。顯示裝置10為頂部發光方式之OLED顯示裝置。顯示裝置10亦可為微型顯示器。顯示裝置10亦可配備於VR(Virtual Reality：虛擬實境)裝置、MR(Mixed Reality：混合實境)裝置、AR(Augmented Reality：擴增實境)裝置、電子取景器(Electronic View Finder：EVF)或小型投影機等。
於以下之說明中，於構成顯示裝置10之各層中，將成為顯示裝置10之頂側(顯示面側)之面稱為第1面，將成為顯示裝置10之底側(與顯示面相反之側)之面稱為第2面。
圖2係顯示一實施形態之顯示裝置10之構成之一例之剖視圖。顯示裝置10具備驅動基板11、複數個發光元件12R、12G、12B、絕緣層13、積層體14、樹脂層15、彩色濾光器16、透鏡陣列17、填充樹脂層18及對向基板19。另，於以下之說明中，於未特別區分而統稱發光元件12R、12G、12B之情形時，稱為發光元件12。
(驅動基板11) 驅動基板11為所謂之背板，驅動複數個發光元件12。於驅動基板11設置有驅動複數個發光元件12之驅動電路、及對複數個發光元件12供給電力之電源電路等(均未圖示)。
驅動基板11之基板本體例如可由容易形成電晶體等之半導體構成，亦可由水分及氧氣之透過性低之玻璃或樹脂構成。具體而言，基板本體亦可為半導體基板、玻璃基板或樹脂基板等。半導體基板例如包含非晶矽、多晶矽或單晶矽等。玻璃基板例如包含高應變點玻璃、鈉玻璃、硼矽酸玻璃、鎂橄欖石、鉛玻璃或石英玻璃等。樹脂基板例如包含選自由聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇苯酚、聚醚碸、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯及聚萘二甲酸乙二醇酯等所組成之群中之至少1種。
(發光元件12R、12G、12B) 發光元件12R包含於子像素100R。發光元件12G包含於子像素100G。發光元件12B包含於子像素100B。發光元件12R、12G、12B具有相同構成。發光元件12為白色OELD元件，可基於驅動電路等之控制發出白色光。白色OELD元件亦可為白色微型有機發光二極體(MOLED：Micro Organic Light Emitting Diode)元件。於本實施形態之顯示裝置10中，作為彩色化之方式，雖使用將白色OLED元件與彩色濾光器16組合之方式，但彩色化之方式並不限定於此。
複數個發光元件12以三角形狀或矩陣狀等之規定之配置圖案2維配置於驅動基板11之第1面上。複數個發光元件12依序於驅動基板11之第1面上具備複數個第1電極121、OLED層122及第2電極123。
(第1電極121) 複數個第1電極121以與複數個子像素100同樣之配置圖案2維配置於驅動基板11之第1面上。第1電極121為陽極。當於第1電極121與第2電極123之間施加電壓時，自第1電極121對OLED層122注入電洞。第1電極121由複數個子像素100分別設置。
第1電極121例如可由金屬層構成，亦可由金屬層與透明導電性氧化物層構成。於第1電極121由金屬層與透明導電性氧化物層構成之情形時，根據使具有高功函數之層相鄰於OLED層122之觀點，較佳為將透明導電性氧化物層設置於OLED層122側。
金屬層亦具有作為反射由OLED層122發出之光之反射層之功能。金屬層例如包含選自由鉻(Cr)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鋁(Al)、鎂(Mg)、鐵(Fe)、鎢(W)及銀(Ag)所組成之群中之至少1種金屬元素。金屬層亦可包含上述至少1種金屬元素作為合金之構成元素。作為合金之具體例，可列舉鋁合金或銀合金。作為鋁合金之具體例，例如列舉AlNd或AlCu。
基底層(未圖示)亦可相鄰於金屬層之第2面側而設置。基底層係於金屬層之成膜時，用於提高金屬層之結晶定向性者。基底層例如包含選自由鈦(Ti)及鉭(Ta)所組成之群中之至少1種金屬元素。基底層亦可包含上述至少1種金屬元素作為合金之構成元素。
透明導電性氧化物層包含透明導電性氧化物。透明導電性氧化物例如包含選自由包含銦之透明導電性氧化物(以下稱為「銦系透明導電性氧化物」。)、包含錫之透明導電性氧化物(以下稱為「錫系透明導電性氧化物」。)、及包含鋅之透明導電性氧化物(以下稱為「鋅系透明導電性氧化物」。)所組成之群中之至少1種。
銦系透明導電氧化物例如包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵(IGO)或氧化銦鎵鋅(IGZO)、氟摻雜氧化銦(IFO)。該等透明導電性氧化物中，最佳為氧化銦錫(ITO)。因氧化銦錫(ITO)對OLED層122之電洞注入障壁於功函數特別低，故可使顯示裝置10之驅動電壓特別低。錫系透明導電氧化物例如包含氧化錫、銻摻雜氧化錫(ATO)或氟摻雜氧化錫(FTO)。鋅系透明導電氧化物例如包含氧化鋅、鋁摻雜氧化鋅(AZO)、硼摻雜氧化鋅或鎵摻雜氧化鋅(GZO)。
根據亮度及提高視角之觀點，第1電極121之寬度之下限值較佳為1 μm以上，更佳為5 μm以上。根據提高聚光效率之觀點，第1電極121之寬度之上限值較佳為5 μm以下，更佳為4 μm以下。於本說明書中，第1電極121之寬度意指於顯示裝置10之水平方向上第1電極121之寬度。
(OLED層122) OLED層122設置於複數個第1電極121與第2電極123之間。OLED層122於顯示區域110a內遍及複數個子像素100(即複數個藍色子像素100B、複數個綠色子像素100G及複數個紅色子像素100R)而連續設置，於顯示區域110a內被複數個子像素100共用。
OLED層122為包含發光層之有機層之一例。OLED層122可發出白色光。OLED層122可為具備單層發光單元之OLED層，亦可為具備2層發光單元之OLED層(串疊構造)，又可為除該等以外之構造之OLED層。具備單層發光單元之OLED層，例如具有自第1電極121朝向第2電極123，依序積層電洞注入層、電洞輸送層、紅色發光層、發光分離層、藍色發光層、綠色發光層、電子輸送層、電子注入層之構成。具備2層發光單元之OLED層，例如具有自第1電極121朝向第2電極123，依序積層電洞注入層、電洞輸送層、藍色發光層、電子輸送層、電荷產生層、電洞輸送層、黃色發光層、電子輸送層、電子注入層之構成。
電洞注入層係用於提高向各發光層之電洞注入效率，且抑制洩漏者。電洞輸送層係用於提高向各發光層之電洞輸送效率者。電子注入層係用於提高向各發光層之電子注入效率者。電子輸送層係用於提高向各發光層之電子輸送效率者。發光分離層係用於調整向各發光層之載子之注入之層，藉由經由發光分離層向各發光層注入電子或電洞，調整各色之發光平衡。電荷產生層對夾著電荷產生層之2個發光層分別供給電子與電洞。
紅色發光層、綠色發光層、藍色發光層、黃色發光層係分別藉由施加電場，引起自第1電極121或電荷產生層注入之電洞與自第2電極123或電荷產生層注入之電子之再結合，發出紅色光、綠色光、藍色光、黃色光者。
(第2電極123) 第2電極123係對可視光具有透明性之透明電極。於本說明書中，可視光為360 nm以上830 nm之波長域之光。第2電極123與複數個第1電極121對向設置。第2電極123於顯示區域110a內遍及複數個子像素100而連續設置，於顯示區域110a內被複數個子像素100共用。第2電極123為陰極。當於第1電極121與第2電極123之間施加電壓時，自第2電極123對OLED層122注入電子。
第2電極123由透過性盡可能高、且功函數小之材料構成，於提高發光效率上較佳。第2電極123例如由金屬層及透明導電性氧化物層中之至少一層構成。更具體而言，第2電極123由金屬層或透明導電性氧化物層之單層膜、或金屬層與透明導電性氧化物層之積層膜構成。於第2電極123由積層膜構成之情形時，金屬層可設置於OLED層122側，透明導電性氧化物層亦可設置於OLED層122側，但根據使具有低功函數之層相鄰於OLED層122之觀點，較佳為金屬層設置於OLED層122側。
金屬層例如包含選自由鎂(Mg)、鋁(Al)、銀(Ag)、鈣(Ca)及鈉(Na)所組成之群中之至少1種金屬元素。金屬層亦可包含上述至少1種金屬元素作為合金之構成元素。作為合金之具體例，可列舉MgAg合金、MgAl合金或AlLi合金等。透明導電性氧化物層包含透明導電性氧化物。作為透明導電性氧化物，可例示與上述第1電極121之透明導電性氧化物同樣之材料。
(絕緣層13) 絕緣層13設置於驅動基板11之第1面中被隔離之第1電極121之間之部分。絕緣層13將相鄰之發光元件12之間絕緣。更具體而言，絕緣層13將相鄰之第1電極121之間絕緣。絕緣層13具有複數個開口13a。複數個開口13a分別對應於各子像素100而設定。更具體而言，複數個開口13a分別設置於各第1電極121之第1面(OLED層122側之面)上。第1電極121與OLED層122經由開口13a接觸。
絕緣層13可為有機絕緣層，亦可為無機絕緣層，又可為該等之積層體。有機絕緣層例如包含選自由聚醯亞胺系樹脂、丙烯酸系樹脂及酚醛清漆系樹脂等所組成之群中之至少1種。無機絕緣層例如包含選自由氧化矽(SiO x)、氮化矽(SiN x)及氮氧化矽(SiO xN y)等所組成之群中之至少1種。
(積層體14) 積層體14依序具備第1保護層141、第1金屬氧化物層142、第2保護層143、及第2金屬氧化物層144。積層體14對可視光具有透明性。積層體14可將發光元件12與外氣隔絕，抑制自外部環境向發光元件12內部之水分浸入。又，於第2電極123由金屬層構成之情形時，積層體14亦可具有抑制該金屬層之氧化之功能。
積層體14設置於複數個發光元件12上，覆蓋複數個發光元件12。積層體14於俯視下，於各發光元件12之周圍具有槽14a。槽14a於俯視下設置於相鄰之發光元件12之間之部分。槽14a遍及第2金屬氧化物層144及第2保護層143而設置。
槽14a作為波導(Orthogonal Crystal Waveguide：OCW)發揮功能，該波導可於相對驅動基板11之第1面傾斜之方向，將自發光元件12射出之光引導至顯示裝置10之正面。槽14a設置於絕緣層13之上方。槽14a於俯視下位於發光元件12之間。更具體而言，槽14a於俯視下具有閉環狀，於俯視下包圍各發光元件12之周圍。槽14a於俯視下較佳為設置於絕緣層13之開口13a之外側。藉由如此將槽14a設置於絕緣層13之開口13a之外側，可高效地於正面提取射出之光。
槽14a具有底部14b。槽14a設置於第1金屬氧化物層142之第1面之位置。即，槽14a之底部14b由第1金屬氧化物層142構成。於底部14b與發光元件12之間設置有第1保護層141及第1金屬氧化物層142。藉此，於藉由蝕刻形成槽14a時，可抑制對發光元件12(尤其OLED層122)之蝕刻損傷。
槽14a之側面14S可相對於驅動基板11之第1面垂直，亦可相對於驅動基板11之第1面傾斜。於側面14S傾斜之情形時，側面14S相對於驅動基板11之第1面之傾斜角度例如未滿90°。側面14S可彎曲為凹狀，亦可彎曲為凸狀。
槽14a之寬度之下限值較佳為0.5 μm以上。當槽14a之寬度為0.5 μm以上時，可由槽14a(槽14a內之樹脂層15)與第2保護層143之間之折射率差，使自OLED層122射出之光於正面方向折射，提高聚光性。槽14a之寬度之上限值例如為5 μm以下。於槽14a之側面14S傾斜等，槽14a之寬度於槽14a之深度方向變化之情形時，槽14a之寬度意指將於深度方向變化之槽14a之寬度中之最大值設為槽14a之寬度。
槽14a之深度之下限值較佳為0.5 μm以上。當槽14a之深度為0.5 μm以上時，可由槽14a(槽14a內之樹脂層15)與第2保護層143之間之折射率差，使自OLED層122射出之光於正面方向折射，提高聚光性。槽14a之深度之上限值例如為5 μm以下。
槽14a之縱橫比之下限值較佳為1以上。當槽14a之縱橫比為1以上時，可由槽14a(槽14a內之樹脂層15)與第2保護層143之間之折射率差，使自OLED層122射出之光於正面方向折射，提高聚光性。槽14a之縱橫比之上限值例如為5以下。於本說明書中，槽14a之縱橫比表示槽14a之深度相對於槽14a之寬度之比(槽14a之深度／槽14a之寬度)。
(第1保護層141、第2保護層143) 第1保護層141設置於第2電極123之第1面上，覆蓋複數個發光元件12。第2保護層143設置於第1金屬氧化物層142之第1面上。
圖3係於顯示裝置10之厚度方向垂直切斷第2保護層143而獲得之剖視圖。第2保護層143具備複數個構造體143a。複數個構造體143a以三角形狀或矩陣狀等之規定之配置圖案2維配置於第1金屬氧化物層142之第1面上。第2保護層143於相鄰之構造體143a之間具有槽14a。各構造體143a設置於發光元件12之上方。構造體143a例如具有柱狀或錐台狀。柱狀之構造體143a具有相對於驅動基板11之第1面垂直之側面。錐台狀之構造體143a具有相對於驅動基板11之第1面傾斜之側面。錐台狀之構造體143a之側面可彎曲為凸狀，亦可彎曲為凹狀。於錐台狀之構造體143a之側面彎曲為凸狀之情形時，因可使構造體143a作為凸狀之透鏡發揮功能，故可將自發光元件12射出之光聚光。構造體143a之柱狀例如為圓柱狀、橢圓柱狀或角柱狀。角柱狀之底面例如為四邊形或六邊形等多邊形。橢圓柱狀之構造體143a例如以橢圓柱之底面之長軸與顯示面之水平方向平行之方式配置。構造體143a之錐台狀為圓錐台狀、橢圓錐台狀或角錐台狀。角錐台狀之底面例如為四邊形或六邊形等多邊形。橢圓錐台狀之構造體143a例如以橢圓錐台之底面之長軸與顯示面之水平方向平行之方式配置。
第1保護層141及第2保護層143例如包含吸濕性低之無機材料或高分子樹脂。第1保護層141及第2保護層143可為單層構造，亦可為多層構造。第1保護層141及第2保護層143之層構造可相同，亦可不同。於第1保護層141及第2保護層143之厚度增厚之情形時，較佳設為多層構造。其目的在於緩和第1保護層141及第2保護層143之內部應力。
第1保護層141之折射率高於樹脂層15之折射率。第1保護層141之折射率例如為1.6以上1.9以下。第2保護層143之折射率高於樹脂層15之折射率。第2保護層143之折射率例如為1.6以上1.9以下。第1保護層141之折射率與第2保護層143之折射率亦可相同。於本說明書中，折射率表示對於波長550 nm之光之折射率。
無機材料例如包含選自由氧化矽(SiO x)、氮化矽(SiN x)、氧化氮化矽(SiO xN y)、氧化鈦(TiO x)及氧化鋁(AlO x)等所組成之群中之至少1種。高分子樹脂例如包含選自由熱硬化型樹脂及紫外線硬化型樹脂等所組成之群中之至少1種。第1保護層141與第2保護層143之材料可相同，亦可不同。
(第1金屬氧化物層142、第2金屬氧化物層144) 第1金屬氧化物層142及第2金屬氧化物層144之蝕刻速率較第2保護層143之蝕刻速率低。此處，蝕刻速率為蝕刻步驟中被蝕刻之構件之厚度之每單位時間之減少量。蝕刻可為乾蝕刻，亦可為濕蝕刻。
第1金屬氧化物層142於藉由蝕刻形成槽14a時，亦可作為防止槽14a被蝕刻(過度蝕刻)直至第1保護層141為止之蝕刻阻擋層使用。
第1金屬氧化物層142設置於第1保護層141之第1面上。即，第1金屬氧化物層142設置於第1保護層141與第2保護層143之間。第1金屬氧化物層142構成槽14a之底部。
第1金屬氧化物層142較佳為由沉積之單分子層構成。當第1金屬氧化物層142由沉積之單分子層構成時，第1金屬氧化物層142之蝕刻速率可較第2保護層143之蝕刻速率低。又，當第1金屬氧化物層142由沉積之單分子層構成時，可提高積層體14之水分浸入之抑制效果。第1金屬氧化物層142例如包含氧化鋁或氧化鈦。
第2金屬氧化物層144於藉由蝕刻形成槽14a時，亦可作為掩模使用。第2金屬氧化物層144覆蓋第2保護層143之第1面，即複數個構造體143a之上表面。第2金屬氧化物層144具有開口144a。該開口144a於俯視下設置於絕緣層13之上方，構成槽14a之上端開口。
第2金屬氧化物層144較佳為由沉積之單分子層構成。當第2金屬氧化物層144由沉積之單分子層構成時，第2金屬氧化物層144之蝕刻速率可較第2保護層143之蝕刻速率低。又，當第2金屬氧化物層144由沉積之單分子層構成時，可提高積層體14之水分浸入之抑制效果。第2金屬氧化物層144例如包含氧化鋁或氧化鈦。
第1金屬氧化物層142之厚度與第2金屬氧化物層144之厚度可不同，亦可相同。於第1金屬氧化物層142之厚度與第2金屬氧化物層144之厚度不同之情形時，較佳為第2金屬氧化物層144之厚度較第1金屬氧化物層142之厚度厚。其目的在於使第2金屬氧化物層144較第1金屬氧化物層142暴露於蝕刻之時間更長。
(樹脂層15) 樹脂層15對可視光具有透明性。樹脂層15為所謂平坦化層，樹脂層15之一部分設置於槽14a內並填埋槽14a，且樹脂層15之剩餘部分覆蓋第2保護層143之第1面。樹脂層15之折射率較第2保護層之折射率低。藉此，如圖4所示，可於相對於驅動基板11之第1面傾斜之方向，使分別自發光元件12R、12G、12B射出之光12L於槽14a之側面14S折射、朝向顯示裝置10之正面。因此，可於相對驅動基板11之第1面傾斜之方向，將分別自發光元件12R、12G、12B射出之光12L引導至顯示裝置10之正面。藉此，可提高顯示裝置10之光提取效率。
樹脂層15之折射率為1.3以上1.5以下。第2保護層143與樹脂層15之折射率差較佳為0.1以上0.5以下，更佳為0.2以上0.5以下。當折射率差為0.1以上時，可提高槽14a之光之聚光效果。第1保護層141與樹脂層15之折射率差較佳為0.1以上0.5以下，更佳為0.2以上0.5以下。
於圖4中，雖顯示有於相對於驅動基板11之第1面傾斜之方向，使自發光元件12射出之光於槽14a之側面14S折射之例，但亦可於相對於驅動基板11之第1面傾斜之方向，使自發光元件12射出之光12L之一部分於槽14a之側面14S全反射。藉由此種全反射，亦可提高顯示裝置10之光提取效率。
樹脂層15例如包含選自由熱硬化型樹脂及紫外線硬化型樹脂等所組成之群中之至少1種。根據樹脂層15對於槽14a之填充性之觀點，樹脂層15較佳為包含紫外線硬化型樹脂。
(彩色濾光器16) 彩色濾光器16設置於複數個發光元件12之上方。更具體而言，彩色濾光器16設置於樹脂層15之第1面上。彩色濾光器16例如為晶載彩色濾光器(On Chip Color Filter：OCCF)。彩色濾光器16例如具備複數個紅色濾光器部16FR、複數個綠色濾光器部16FG、及複數個藍色濾光器部16FB。另，於以下之說明中，於未特別區分而統稱紅色濾光器部16FR、綠色濾光器部16FG、藍色濾光器部16FBB之情形時，稱為濾光器部16F。
複數個濾光器部16F於面內方向2維配置。於本說明書中，面內方向意指驅動基板11之第1面之面內方向。各濾光器部16F設置於發光元件12之上方。更具體而言，紅色濾光器部16FR設置於發光元件12R之上方，綠色濾光器部16FG設置於發光元件12G之上方，藍色濾光器部16FB設置於發光元件12B之上方。由紅色濾光器部16FR與發光元件12R構成子像素100R，由綠色濾光器部16FG與發光元件12G構成子像素100G，由藍色濾光器部16FB與發光元件12B構成子像素100B。
紅色濾光器部16FR相對於透過自發光元件12R射出之白色光中之紅色光，吸收紅色光以外之光。綠色濾光器部16FG相對於透過自發光元件12G射出之白色光中之綠色光，吸收綠色光以外之光。藍色濾光器部16FB相對於透過自發光元件12B射出之白色光中之藍色光，吸收藍色光以外之光。
紅色濾光器部16FR例如包含紅色之彩色抗蝕劑。綠色濾光器部16FG例如包含綠色之彩色抗蝕劑。藍色濾光器部16FB例如包含藍色之彩色抗蝕劑。
(透鏡陣列17) 透鏡陣列17包含複數個透鏡17a。透鏡17a將自濾光器部16F向上方射出之光聚光。透鏡17a例如具有朝向顯示面突出之凸狀之彎曲面。彎曲面例如為圓頂狀、抛物面狀、半球狀或半橢圓球等。透鏡17a可為晶載微型透鏡(On Chip Microlens：OCL)。複數個透鏡17a以三角形狀或矩陣狀等之規定之配置圖案2維配置於彩色濾光器16之第1面上。各透鏡17a設置於發光元件12之上方。透鏡17a設置於濾光器部16F之第1面上。
如上所述，因顯示裝置10於濾光器16之第1面上具有透鏡陣列17，故如圖4所示，由槽14a將自發光元件12射出之光12L引導至顯示裝置10之正面後，可藉由透鏡17a進一步聚光。因此，可進一步提高正面方向之亮度及光提取效率。
但，亦可藉由調整透鏡17a之彎曲面，由槽14a將自發光元件12射出之光12L引導至顯示裝置10之正面後，藉由透鏡17a擴散。此種構成於藉由槽14a提高聚光效果，降低傾斜方向之亮度之情形時有效。
透鏡17a之周緣部較佳為位於槽14a之上方。藉此，如圖4所示，可將由槽14a之側面14S折射，並自槽14a朝向上方射出之光12L，藉由透鏡17a之周緣部進行聚光。但，亦可藉由調整透鏡17a之彎曲面，藉由透鏡17a之周緣部使光12L擴散。
透鏡17a例如包含對可視光透明之無機材料或高分子樹脂。無機材料例如包含氧化矽(SiO x)。高分子樹脂例如包含紫外線硬化樹脂。
(填充樹脂層18) 填充樹脂層18設置於透鏡陣列17與對向基板19之間。填充樹脂層18填埋透鏡陣列17與對向基板19之間之間隙，且使透鏡陣列17與對向基板19接著。填充樹脂層18例如包含選自由熱硬化型樹脂及紫外線硬化型樹脂等所組成之群中之至少1種。
(對向基板19) 對向基板19設置於填充樹脂層18之第1面上，與驅動基板11對向。對向基板19及填充樹脂層18密封發光元件12及濾光器16等。對向基板19包含對自濾光器16射出之各色光透明之玻璃等之材料。
[顯示裝置10之製造方法] 以下，參照圖5A～圖5C，對一實施形態之顯示裝置10之製造方法之一例進行說明。
首先，例如藉由濺鍍法，於驅動基板11之第1面上依序形成金屬層、金屬氧化物層之後，例如使用光微影技術及蝕刻技術對金屬層及金屬氧化物層進行圖案化。藉此，於驅動基板11之第1面上形成複數個第1電極121。
其次，例如藉由CVD(Chemical Vapor Deposition：化學氣相沉積)法，以覆蓋複數個第1電極121之方式，於驅動基板11之第1面上形成絕緣層13。其次，例如藉由光微影技術及蝕刻技術，於絕緣層13中，位於各第1電極121之第1面上之部分形成開口13a。
其次，例如藉由利用蒸鍍法，依序將電洞輸送層、紅色發光層、發光分離層、藍色發光層、綠色發光層、電子輸送層、電子注入層積層於複數個第1電極121之第1面及絕緣層13之第1面上，而形成OLED層122。
其次，例如藉由蒸鍍法或濺鍍法，於OLED層122之第1面上形成第2電極123。藉此，於驅動基板11之第1面上形成複數個發光元件12。
其次，例如藉由CVD法或蒸鍍法，於第2電極123之第1面上形成第1保護層141。其次，例如藉由原子層沉積(Atomic Layer Deposition：ALD)，於第1保護層141之第1面上形成第1金屬氧化物層142。其次，例如藉由CVD法或蒸鍍法，於第1金屬氧化物層142之第1面上形成第2保護層143。其次，例如藉由ALD，於第2保護層143之第1面上形成第2金屬氧化物層144。藉此，積層體14形成於第2電極123之第1面上。
其次，例如藉由光微影技術及蝕刻技術，如圖5B所示，對第2金屬氧化物層144進行圖案化，於俯視下，於第2金屬氧化物層144中發光元件12之周圍之部分形成開口144a。其次，將第2金屬氧化物層144作為掩模，如圖5C所示，藉由自我整合地對第2保護層143進行蝕刻而形成槽14a。此時，第2保護層143被蝕刻至第2金屬氧化物層144之第1面之位置。
其次，例如藉由旋轉塗佈法，於第2金屬氧化物層144之第1面上塗布紫外線硬化樹脂等之樹脂，且於槽14a填充紫外線硬化樹脂等之樹脂後，例如藉由紫外線照射等使樹脂硬化，形成樹脂層15。其次，例如藉由光微影技術及蝕刻技術等，於樹脂層15之第1面上形成紅色濾光器部16FR、綠色濾光器部16FG及藍色濾光器部16FB。藉此，獲得濾光器16。
其次，例如藉由光微影技術及蝕刻技術等，於紅色濾光器部16FR、綠色濾光器部16FG及藍色濾光器部16FB各者之第1面上形成透鏡17a。藉此，獲得透鏡陣列17。其次，例如使用ODF(One Drop Fill：液晶滴下)方式，於利用填充樹脂層18覆蓋透鏡陣列17後，將對向基板19載置於填充樹脂層18上。其次，例如對填充樹脂層18加熱或對填充樹脂層18照射紫外線，使填充樹脂層18硬化，藉此經由填充樹脂層18將透鏡陣列17與對向基板19貼合。藉此，顯示裝置10被密封。藉由以上，獲得圖2所示之顯示裝置10。
[作用效果] 如上所述，一實施形態之顯示裝置10具備：積層體14，其於俯視下於各發光元件12之周圍具有槽14a；與樹脂層15，其以填埋槽14a之方式設置於積層體14之第1面上。槽14a遍及第2金屬氧化物層144及第2保護層143而設置，樹脂層15之折射率較第2保護層143之折射率低。藉此，如圖4所示，可於相對於驅動基板11之第1面傾斜之方向，使自發光元件12射出之光12L於槽14a之側面14S折射，並朝向顯示裝置10之正面。因此，可將自發光元件12射出之光12L引導至顯示裝置10之正面。因此，可提高正面方向之亮度及光提取效率。
於一實施形態之顯示裝置10中，未設置專利文獻1所記載之反射器構造，可提高正面方向之亮度及光提取效率。因此，可一邊抑制因OLED層122之厚度變化而引起之顯示裝置之特性之降低(例如，因洩漏電流引起之發光元件12之周邊部之亮度不均之產生等)，一邊提高正面方向之亮度及光提取效率。
藉由提高正面方向之亮度及光提取效率，可實現顯示裝置10之消耗電力減少。 槽14a之波導構造、與彎曲之第1電極121(參照變化例1)或透鏡陣列17等構件之親和性高，容易與其他構件組合。因此，可提高設計之自由度。 藉由利用槽14a之波導構造、與透鏡陣列17之組合，可調整正面方向之亮度。因此，可提高設計之自由度。
＜2 變化例＞ [變化例1] 於上述之一實施形態中，雖對驅動基板11之第1面為平面狀之例進行了說明，但如圖6所示，驅動基板11亦可於第1面上具有複數個凹部11a。凹部11a具有於遠離顯示面之方向凹陷之凹狀彎曲面。彎曲面例如為圓頂狀、抛物面狀、半球狀或半橢圓球等。複數個凹部11a設置於各發光元件12之配置位置。發光元件12順著凹部11a之彎曲面而形成。更具體而言，第1電極121、OLED層122及第2電極123順著凹部11a之彎曲面而形成。
如上所述，藉由發光元件12順著凹部11a之彎曲面而形成，發光元件12所包含之第1電極121彎曲成凹狀。藉此，由OLED層122發出之光藉由被彎曲成凹狀之第1電極121朝向正面方向反射，因此可進一步提高光提取效率。
驅動基板11亦可於發光元件12R、12G、12B中規定之1個或2個發光元件12之配置位置具有凹部11a。於該情形時，可提高子像素100R、100G、100B中規定之1個或2個子像素100之光提取效率。
[變化例2] 於上述之一實施形態中，對槽14a設置直至第1金屬氧化物層142之第1面之位置為止之例進行說明，但如圖7所示，槽14a亦可設置直至較第1金屬氧化物層142之第1面更淺之位置為止。即，第2保護層143之材料可殘留於槽14a之底部14b。
[變化例3] 於上述之一實施形態中，對槽14a於俯視下具有閉環狀，且於俯視下包圍各發光元件12之周圍之例進行說明，但槽14a亦可於俯視下設置於各發光元件12之周圍之一部分。例如，可設置於發光元件12之周圍中之水平方向之部分，亦可設置於發光元件12之周圍中之垂直方向之部分，又可設置於水平方向及垂直方向之部分。根據顯示區域110a內之位置，相對於發光元件12之槽14a配置位置亦可不同。
[變化例4] 於上述之一實施形態中，對子像素100R、100G、100B於俯視下具有四邊形狀之例進行說明，但子像素100R、100G、100B於俯視下亦可具有六邊形狀、圓形狀或橢圓形狀等。
[變化例5] 顯示裝置10可具備共振器構造。共振器構造亦可由第1電極121與第2電極123構成。顯示裝置10亦可具備設置於第2電極123之上方之半透過反射層，由該半透過反射層與第1電極121構成共振器構造。顯示裝置10亦可具備設置於第1電極121之下方之反射層，由該反射層與第2電極123構成共振器構造。於該情形時，作為第1電極，使用透明電極。
[變化例6] 對OLED層122為可發出白色光者，於顯示區域110a內被複數個子像素100共用之例進行說明，但顯示裝置10之OLED層之構成並不限定於此例。例如，顯示裝置10具備複數個OLED層，且OLED層可按各子像素100而設置。於該情形時，亦可子像素100R具備可發出紅色光之紅色OLED層，子像素100G具備可發出綠色光之綠色OLED層，子像素100B具備可發出藍色光之藍色OLED層。
[其他變化例] 以上，對本揭示之一實施形態及其變化例具體地進行說明，但本揭示並非限定於上述一實施形態及其變化例，可進行基於本揭示之技術性思想之各種變化。
例如，上述一實施形態及其變化例所列舉之構成、方法、步驟、形狀、材料及數值等始終僅為示例，亦可根據需要使用與此不同之構成、方法、步驟、形狀、材料及數值等。
例如，上述一實施形態及其變化例之構成、方法、步驟、形狀、材料及數值等，只要不脫離本揭示之主旨，即可相互地組合。
例如，上述一實施形態及其變化例所例示之材料，只要未特別說明，可單獨使用1種或組合使用2種以上。
又，本揭示亦可採用以下之構成。 (1) 一種顯示裝置，其具備： 基板； 複數個發光元件，其配置於上述基板上； 積層體，其覆蓋複數個上述發光元件，於俯視下於各上述發光元件之周圍具有槽；及 樹脂材料，其設置於上述槽內；且 上述積層體依序具備第1保護層、第1金屬氧化物層、第2保護層、及第2金屬氧化物層； 上述槽遍及上述第2金屬氧化物層及上述第2保護層而設置； 上述樹脂材料之折射率較上述第2保護層之折射率低。 (2) 如(1)記載之顯示裝置，其中上述槽設置直至上述第2金屬氧化物層之表面為止。 (3) 如(1)或(2)記載之顯示裝置，其中上述第1金屬氧化物層及上述第2金屬氧化物層由沉積之單分子層構成。 (4) 如(1)至(3)中任一項記載之顯示裝置，其中 上述第1金屬氧化物層包含氧化鋁或氧化鈦；且 上述第2金屬氧化物層包含氧化鋁或氧化鈦。 (5) 如(1)至(4)中任一項記載之顯示裝置，其進而具備： 絕緣層，其設置於上述基板上，具有複數個開口；且 各上述開口對應於上述發光元件而設置； 上述槽於俯視下設置於上述開口之外側。 (6) 如(1)至(5)中任一項記載之顯示裝置，其進而具備： 複數個透鏡；且 各上述透鏡設置於上述發光元件之上方。 (7) 如(6)記載之顯示裝置，其中上述透鏡之周緣部位於上述槽之上方。 (8) 如(1)至(7)中任一項記載之顯示裝置，其中 上述基板具有複數個凹部，該複數個凹部具有凹狀之彎曲面；且 上述發光元件順著上述彎曲面。 (9) 如(1)至(8)中任一項記載之顯示裝置，其中上述槽之側面平行於上述基板之厚度方向，或相對於上述基板之厚度方向傾斜。 (10) 如(1)至(9)中任一項記載之顯示裝置，其中 上述發光元件依序具備第1電極、OLED層及第2電極； 上述槽之寬度為0.5 μm以上5 μm以下； 上述槽之深度為0.5 μm以上5 μm以下；且 上述第1電極之寬度為1 μm以上5 μm以下。 (11) 如(1)至(10)中任一項記載之顯示裝置，其中上述槽於俯視下包圍上述發光元件之周圍。 (12) 如(1)至(11)中任一項記載之顯示裝置，其中上述槽於俯視下位於上述發光元件之周圍中一部分。 (13) 一種電子機器，其具備(1)至(12)中任一項記載之顯示裝置。 (14) 一種顯示裝置之製造方法，其具備如下步驟： 於基板上形成複數個發光元件； 於複數個上述發光元件上依序積層第1保護層、第1金屬氧化物層、第2保護層、及第2金屬氧化物層； 於俯視下，於上述第2金屬氧化物層中上述發光元件之周圍之部分形成開口； 將上述第2金屬氧化物層作為掩模，對上述第2保護層進行蝕刻，藉此形成槽；及 於上述槽中填充樹脂材料，該樹脂材料具有較上述第2保護層之折射率低之折射率。 (15) 如(14)記載之顯示裝置之製造方法，其中上述第1金屬氧化物層及上述第2金屬氧化物層由原子層沉積而形成。
＜3 應用例＞ (電子機器) 上述一實施形態及其變化例之顯示裝置10可用於各種電子機器。顯示裝置10例如作為圖8所示之模組，被組裝至各種電子機器。尤其適於視訊攝影機或單鏡頭反射式相機之電子取景器或頭戴式顯示器等之要求高解析度且於眼睛附近放大使用者。該模組於驅動基板11之一短邊側，具有未被對向基板19等覆蓋而露出之區域210，於該區域210，延長信號線驅動電路111及掃描線驅動電路112之配線，形成外部連接端子(未圖示)。於該外部連接端子，亦可連接有用於信號之輸入輸出之可撓性印刷配線基板(Flexible Printed Circuit：FPC)220。
(具體例1) 圖9A、圖9B顯示數位靜態相機310之外觀之一例。該數位靜態相機310為透鏡交換式單鏡頭反射型者，於相機本體部(相機主體)311之正面大致中央具有交換式之攝影透鏡單元(交換透鏡)312，於正面左側具有用於供攝影者把持之握把部313。
於自相機本體部311之背面中央向左側偏離之位置設置有監視器314。於監視器314之上部設置有電子取景器(觀景窗)315。攝影者藉由觀察電子取景器315，而可目視自攝影透鏡單元312引導之被攝體之光學影像進行構圖決定。電子取景器315具備顯示裝置10。
(具體例2) 圖10顯示頭戴式顯示器320之外觀之一例。頭戴式顯示器320例如於眼鏡形之顯示部321之兩側，具有用於安裝於使用者之頭部之耳掛部322。顯示部321具備顯示裝置10。
(具體例3) 圖11顯示電視裝置330之外觀之一例。該電視裝置330例如具有前面板332、及包含濾光玻璃333之影像顯示畫面部331，該影像顯示畫面部331具備顯示裝置10。
＜4 模擬＞ 以下，雖藉由模擬具體說明本揭示，但本揭示並不限定於該等模擬。
[模擬1] 作為模擬1之模型，設定具有圖12所示之構成之顯示裝置10a。顯示裝置10a除不具備第2電極123、及代替積層體14而具備保護層31外，設定為與一實施形態之顯示裝置10(參照圖2、圖4)同樣之構成。保護層31不具備第1金屬氧化物層142及第2金屬氧化物層144，且除第1保護層141及第2保護層143由相同材料構成而成為一體外，設定為與一實施形態之積層體14同樣之構成。藉由模擬求得顯示裝置10a之亮度。模擬之條件如表1般設定。模擬1之結果如圖14所示。
[表1] 表1中，樹脂層15之厚度表示保護層31之上表面與濾光器16之間之樹脂層15之厚度。表1中，折射率表示對於波長550 nm之光之折射率。表1中，槽14a之折射率表示填充於槽14a之樹脂材料之折射率(即樹脂層15之折射率)。
[模擬2] 作為模擬2之模型，設定具有圖13所示之構成之顯示裝置10b。顯示裝置10b除代替保護層31而具備保護層32外，設定為與模擬1之顯示裝置10a(參照圖12)同樣之構成。保護層32除不具有槽14a外，設定為與模擬1之保護層31(參照圖12)同樣之構成。藉由模擬求得顯示裝置10b之亮度。模擬2之結果如圖14所示。
自圖14可知，設置有槽14a(即波導)之顯示裝置10a(參照圖12)之正面亮度，較未設置有槽14a之顯示裝置10b(參照圖13)之正面亮度高。
10:顯示裝置 10a:顯示裝置 10b:顯示裝置 11:驅動基板 11a:凹部 12, 12B, 12G, 12R:發光元件 12L:光 13:絕緣層 13a:開口 14:積層體 14a:槽 14b:底部 14S:側面 15:樹脂層 16:濾光器 16FR:紅色濾光器部 16FG:綠色濾光器部 16FB:藍色濾光器部 17:透鏡陣列 17a:透鏡 18:密封樹脂層 19:對向基板 31, 32:保護層 100R, 100G, 100B:子像素 110a:顯示區域 110b:周邊區域 111:信號線驅動電路 111a信號線 112:掃描線驅動電路 112a:掃描線 121:第1電極 122:OLED層 123:第2電極 141:第1保護層 142:第1金屬氧化物層 143:第2保護層 144:第2金屬氧化物層 143a:構造體 144a:開口 210:區域 220:可撓性印刷配線基板 310:數位靜態相機(電子機器) 311:相機本體部(相機主體) 312:攝影透鏡單元(交換透鏡) 313:握把部 314:監視器 315:電子取景器(觀景窗) 320:頭戴式顯示器(電子機器) 321:顯示部 322:耳掛部 330:電視裝置(電子機器) 331:影像顯示畫面部 332:前面板 333:濾光玻璃
圖1係顯示一實施形態之顯示裝置之整體構成之一例之概略圖。 圖2係顯示一實施形態之顯示裝置之構成之一例之剖視圖。 圖3係於顯示裝置之厚度方向垂直切斷第2保護層而獲得之剖視圖。 圖4係放大顯示圖2之一部分之剖視圖。 圖5之圖5A、5B、5C分別為用於對一實施形態之顯示裝置之製造方法之一例進行說明之步驟圖。 圖6係顯示變化例1之顯示裝置之構成之一例之剖視圖。 圖7係顯示變化例2之顯示裝置之構成之一例之剖視圖。 圖8係顯示模組之概略構成之一例之俯視圖。 圖9之圖9A係顯示數位靜態相機之外觀之一例之前視圖。圖9B係顯示數位靜態相機之外觀之一例之後視圖。 圖10係顯示頭戴式顯示器之外觀之一例之立體圖。 圖11係顯示電視裝置之外觀之一例之立體圖。 圖12係顯示於模擬1使用之顯示裝置之模型之剖視圖。 圖13係顯示於模擬2使用之顯示裝置之模型之剖視圖。 圖14係顯示模擬之結果之圖表。
10:顯示裝置
11:驅動基板
12B,12G,12R:發光元件
13:絕緣層
13a:開口
14:積層體
14a:槽
14b:底部
14S:側面
15:樹脂層
16:濾光器
16FR:紅色濾光器部
16FG:綠色濾光器部
16FB:藍色濾光器部
17:透鏡陣列
17a:透鏡
18:密封樹脂層
19:對向基板
100R,100G,100B:子像素
121:第1電極
122:OLED層
123:第2電極
141:第1保護層
142:第1金屬氧化物層
143:第2保護層
144:第2金屬氧化物層
143a:構造體
144a:開口

Claims (15)

  1. 一種顯示裝置，其具備： 基板； 複數個發光元件，其配置於上述基板上； 積層體，其覆蓋複數個上述發光元件，於俯視下於各上述發光元件之周圍具有槽；及 樹脂材料，其設置於上述槽內；且 上述積層體依序具備第1保護層、第1金屬氧化物層、第2保護層、及第2金屬氧化物層； 上述槽遍及上述第2金屬氧化物層及上述第2保護層而設置； 上述樹脂材料之折射率較上述第2保護層之折射率低。
  2. 如請求項1之顯示裝置，其中上述槽設置直至上述第2金屬氧化物層之表面為止。
  3. 如請求項1之顯示裝置，其中上述第1金屬氧化物層及上述第2金屬氧化物層由沉積之單分子層構成。
  4. 如請求項1之顯示裝置，其中上述第1金屬氧化物層包含氧化鋁或氧化鈦；且 上述第2金屬氧化物層包含氧化鋁或氧化鈦。
  5. 如請求項1之顯示裝置，其進而具備：絕緣層，其設置於上述基板上，具有複數個開口；且 各上述開口對應於上述發光元件而設置； 上述槽於俯視下設置於上述開口之外側。
  6. 如請求項1之顯示裝置，其進而具備：複數個透鏡；且 各上述透鏡設置於上述發光元件之上方。
  7. 如請求項6之顯示裝置，其中上述透鏡之周緣部位於上述槽之上方。
  8. 如請求項1之顯示裝置，其中上述基板具有複數個凹部，該複數個凹部具有凹狀之彎曲面；且 上述發光元件順著上述彎曲面。
  9. 如請求項1之顯示裝置，其中上述槽之側面平行於上述基板之厚度方向，或相對於上述基板之厚度方向傾斜。
  10. 如請求項1之顯示裝置，其中上述發光元件依序具備第1電極、OLED層、及第2電極； 上述槽之寬度為0.5 μm以上5 μm以下； 上述槽之深度為0.5 μm以上5 μm以下；且 上述第1電極之寬度為1 μm以上5 μm以下。
  11. 如請求項1之顯示裝置，其中上述槽於俯視下包圍上述發光元件之周圍。
  12. 如請求項1之顯示裝置，其中上述槽於俯視下位於上述發光元件之周圍中一部分。
  13. 一種電子機器，其具備請求項1之顯示裝置。
  14. 一種顯示裝置之製造方法，其具備如下步驟： 於基板上形成複數個發光元件； 於複數個上述發光元件上依序積層第1保護層、第1金屬氧化物層、第2保護層、及第2金屬氧化物層； 於俯視下，於上述第2金屬氧化物層中上述發光元件之周圍之部分形成開口； 將上述第2金屬氧化物層作為掩模，對上述第2保護層進行蝕刻，藉此形成槽；及 於上述槽中填充樹脂材料，該樹脂材料具有較上述第2保護層之折射率低之折射率。
  15. 如請求項14之顯示裝置之製造方法，其中上述第1金屬氧化物層及上述第2金屬氧化物層由原子層沉積而形成。
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