TWI413449B - Display device - Google Patents
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Description
本發明係關於具備例如有機EL(Electro Luminescence)元件等之自發光型發光元件的顯示裝置。
顯示裝置中，亮度之視角特性係顯著影響顯示畫質的因素。一般使用有機EL元件等之自發光型發光元件(自發光元件)之情形，其發光本身為完全擴散。且，根據共振器構造之微共振腔效應等，即使於使用正面方向之引出效率提高之元件構造的情形下，發光部亦可設於完全擴散光源附近，藉此認為自發光元件對亮度之視角特性為有利。
然而，使用如此自發光元件構成顯示裝置之情形，為實現高對比度，有時為抑制外光之驅動基板(一對基板中顯示面之相反側的基板)的反射而設置黑色矩陣層。且，除高對比度外為提高色純度，有時亦設置與彩色濾光片一體化之構造的黑色矩陣層。
設有如此黑色矩陣層之自發光型顯示裝置，係於一對基板中之與驅動基板相對設置之基板上設置黑色矩陣層。其原因為於驅動基板上形成黑色矩陣層，係要求發光元件之耐熱性及可靠性，但現狀並無如此材料。因此，黑色矩陣層基本上必須形成於相對基板側。
故，將驅動基板與形成有黑色矩陣層之相對基板相互對齊黏合時，係於發光部與黑色矩陣層之間形成黏合用接著層(密封層)及保護層之厚度的間隔。
另，作為如此具有自發光型發光層的自發光型之顯示裝置的一例，可舉例有機EL顯示裝置(例如專利文獻1)。
[專利文獻1]日本特開2006-73219號公報
然而，有機EL元件等之自發光元件之情形，發光本身即使完全擴散其發光部之大小亦限制於像素間距以下。故，存在遮光性之黑色矩陣層等時，若從斜向觀看像素，將因該黑色矩陣層而產生成為陰影的部分。且由成為該陰影之部分覆蓋發光部而產生遮光區域，存在根據該遮光區域之大小而使亮度降低(亮度之視角特性劣化)之問題。另，利用微共振腔效應之發光元件之情形，由於發光部之配光特性與其重疊，使亮度之視角特性的劣化更為顯著。
另，如上述之遮光現象為具備持有有限度的大小之自發光元件之顯示裝置特有的現象，於與液晶面板獨立另外配置完全擴散光源(背光光源)之液晶顯示裝置中，則不產生如此遮光現象。其係由於單元間隙較薄的液晶面板，可將完全擴散且具有大於開口區域之尺寸的背光光源視為形成於黑色矩陣層之正下方之假設的擴散光源，故亮度之視角特性與光源的大致一致，幾乎不產生問題。且，實際上液晶顯示裝置中成為視角特性之問題者為，由於液晶分子之折射率各向異性之分光特性產生的對比度降低與因其波長依存性產生的色差。
又，先前並無改善如此視角特性之因遮光使亮度降低之相關發明，如例如上述專利文獻1所記載，僅揭示有可避免由於某像素朝鄰接像素洩漏之光以臨界角以上之角度入射於空氣/玻璃界面而產生混色。
本發明係鑒於上述問題而完成者，其目的在於提供一種具備自發光型發光元件的顯示裝置，其可提高亮度之視角特性。
本發明之第1顯示裝置，其複數之像素整體成矩陣狀配置，且具備：一對基板；自發光型發光元件，係形成於上述一對基板中之一個基板上之對應各像素的區域；及黑色矩陣層，係形成於上述一對基板中之另一基板上之對應各像素間的區域；並為滿足以下(1)式者。
2√3≦(∣WBM
-WLD
∣/D) …(1)
其中，WBM
表示黑色矩陣層之開口尺寸，WLD
表示發光元件之發光區域尺寸，D表示發光元件與黑色矩陣層之間的空氣長。
本發明之第1顯示裝置藉由滿足上述(1)式，於視角0°(度)至60°之範圍內，完全不會產生因黑色矩陣層之遮光引起之來自發光元件之顯示光的周邊暗角。
本發明之第2顯示裝置，其複數之像素整體成矩陣狀配置，且具備：一對基板；自發光型發光元件，係形成於上述一對基板中之一個基板上之對應各像素的區域；及黑色矩陣層，係形成於上述一對基板中之另一基板上之對應各像素間的區域；並為滿足以下(2)式至(4)式者。
2√3>(∣WBM
-WLD
∣/D) …(2)
WLD
<WBM
…(3)
(√3/2)×WBM
≧D≧(1/2√3)×(WBM
-WLD
) …(4)
其中，WBM
表示黑色矩陣層之開口尺寸，WLD
表示發光元件之發光區域尺寸，D表示發光元件與黑色矩陣層之間的空氣長。
本發明之第2顯示裝置藉由滿足上述(2)式至(4)式，當黑色矩陣層之開口尺寸大於發光元件之發光區域尺寸之情形，於視角0°至60°之範圍內，即使有產生因黑色矩陣層之遮光引起之來自發光元件之顯示光的周邊暗角的情形，亦可將該顯示光之周邊暗角的比例抑制於50%以下。
本發明之第3顯示裝置，其複數之像素整體成矩陣狀配置，且具備：一對基板；自發光型發光元件，係形成於上述一對基板中之一個基板上之對應各像素的區域；及黑色矩陣層，係形成於上述一對基板中之另一基板上之對應各像素間的區域；並為滿足以下(5)式至(7)式者。
2√3>(∣WBM
-WLD
∣/D) …(5)
WLD
≧WBM
…(6)
(√3/2)×WLD
≧D≧(1/2√3)×(WLD
-WBM
) …(7)
其中，WBM
表示黑色矩陣層之開口尺寸，WLD
表示發光元件之發光區域尺寸，D表示發光元件與黑色矩陣層之間的空氣長。
本發明之第3顯示裝置藉由滿足上述(5)式至(7)式，當黑色矩陣層之開口尺寸為發光元件之發光區域尺寸以下之情形，於視角0°至60°之範圍內，即使有產生因黑色矩陣層之遮光引起之來自發光元件之顯示光的周邊暗角的情形，亦可將該顯示光之周邊暗角的比例抑制於50%以下。
根據本發明之第1顯示裝置，因為設置自發光型發光元件與黑色矩陣層，且滿足上述(1)式，故於視角0°至60°之範圍內，完全不會產生因黑色矩陣層之遮光引起之來自發光元件之顯示光的周邊暗角。因此，具備自發光型發光元件的顯示裝置可使亮度之視角特性提高。
根據本發明之第2顯示裝置，因為設置自發光型發光元件與黑色矩陣層，且滿足上述(2)式至(4)式，故當黑色矩陣層之開口尺寸大於發光元件之發光區域尺寸之情形，於視角0°至60°之範圍內，即使有產生因黑色矩陣層之遮光引起之來自發光元件之顯示光的周邊暗角的情形，亦可將該顯示光之周邊暗角的比例抑制於50%以下。因此，具備自發光型發光元件的顯示裝置可使亮度之視角特性提高。
根據本發明之第3顯示裝置，因為設置自發光型發光元件與黑色矩陣層，且滿足上述(5)式至(7)式，故當黑色矩陣層之開口尺寸為發光元件之發光區域尺寸以下之情形，於視角0°至60°之範圍內，即使有產生因黑色矩陣層之遮光引起之來自發光元件之顯示光的周邊暗角的情形，亦可將該顯示光之周邊暗角的比例抑制於50%以下。因此，具備自發光型發光元件的顯示裝置可使亮度之視角特性提高。
以下參照圖式詳細說明本發明之實施形態。
圖1係顯示本發明之第1實施形態之顯示裝置(有機EL顯示裝置1)的剖面構成圖。該有機EL顯示裝置1，例如於玻璃等構成之驅動用基板11之上，有後述之複數的發光部16R、16G、16B分別以矩陣狀配置於像素10R、10G、10B，且形成有影像顯示用像素驅動電路之信號線驅動電路及掃描線驅動電路(未圖示)。具體地，於驅動用基板11與相對基板15之間，從驅動用基板11側起依次積層有發光部16R、16G、16B、絕緣層12、保護層13、密封層14、彩色濾光片層17R、17B、17G及黑色矩陣層BM。
發光部16R、16G、16B分別形成於對應像素10R、10G、10B之區域，且係由發出紅色波長區域、綠色波長區域、藍色波長區域之光之自發光型發光元件(有機EL元件)構成。圖2係詳細顯示該有機EL元件之剖面構成的圖。有機EL元件之構成，係從驅動用基板11側起依次積層有上述像素驅動電路之驅動電晶體(未圖示)、作為陽極之第1電極161、有機層之電洞注入層162、電洞輸送層163、發光層164及電子輸送層165、以及作為陰極之第2電極166。
如此之有機EL元件被氮化矽(SiNx)等之保護層13所被覆，且於該保護層13上隔著密封層14整面貼合由玻璃等構成之相對基板15，藉此進行密封。發光部16R、16G、16B與黑色矩陣層BM之間的距離，係保護層13與黏著層14相加為30μm左右。另，驅動電晶體經由設於絕緣膜12之開口部12-1電性連接於第1電極161。
第1電極161例如係由ITO(銦錫複合氧化物)構成。
發光部16R、16G、16B中之有機層如上所述，其構成由第1電極161側起依次積層有電洞注入層162、電洞輸送層163、發光層164及電子輸送層165，但其等中發光層164以外之層可根據需要設置。且，如此之有機層可根據有機EL元件之發光色之不同而使其構成亦不同。電洞注入層161係用以提高電洞注入效率，且用以防止洩漏之緩衝層。又用以提高向電洞輸送層163、發光層164之電洞輸送效率。發光層164藉由施加電場而發生電子與電洞的再結合，產生光。該發光層164之詳細描述如後述，包含具有電荷輸送性之主材料、及具有發光性之摻雜材料(微量材料)。電子輸送層165係用以提高向發光層164之電子輸送效率。另，亦可於電子輸送層165與第2電極166之間設置例如厚0.3nm左右的由LiF、Li2
O等構成之電子注入層(未圖示)。
發光部16R之電洞注入層162，例如厚為5nm以上、300nm以下，係由4,4',4"-三(3-甲基苯基苯基胺基)三苯胺(m-MTDATA)或4,4',4"-三(2-萘基苯基胺基)三苯胺(2-TNATA)構成。發光部16R之電洞輸送層163，例如厚為5nm以上、300nm以下，係由雙[(N-萘基)-N-苯基]聯苯胺(α-NPD)構成。發光部16R之發光層164，例如厚為10nm以上、100nm以下，係於主材料之9,10-二-(2-萘基)蒽(ADN)(主材料)混合30重量%之摻雜材料之2,6-雙[4'-甲氧基二苯基胺基)苯乙烯基]-1,5-二氰基萘(BSN)而構成。發光部16R之電子輸送層165，例如厚為5nm以上、300nm以下，係由8-羥基喹啉鋁(Alq3
)構成。
發光部16G之電洞注入層162，例如厚為5nm以上、300nm以下，係由m-MTDATA或2-TNATA構成。發光部16G之電洞輸送層163，例如厚為5nm以上、300nm以下，係由α-NPD構成。發光部16G之發光層164，例如厚為10nm以上、100nm以下，係於主材料之ADN混合5體積%之摻雜材料之香豆素6(Coumarin6)而構成。發光部16G之電子輸送層165，例如厚為5nm以上、300nm以下，係由Alq3
構成。
發光部16B之電洞注入層162，例如厚為5nm以上、300nm以下，係由m-MTDATA或2-TNATA構成。發光部16B之電洞輸送層163，例如厚為5nm以上、300nm以下，係由α-NPD構成。發光部16B之發光層164，例如厚為10nm以上、100nm以下，係於主材料之ADN混合2.5重量%之摻雜材料之4,4'-雙[2-{4-(N,N-二苯基胺基)苯基}乙烯基]聯苯(DPAVBi)而構成。發光部16B之電子輸送層165，例如厚為5nm以上、300nm以下，係由Alq3
構成。
第2電極166，例如厚為5nm以上、50nm以下，係由鋁(Al)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鈉(Na)等金屬元素之單體或合金構成。其中較好的是，鎂與銀之合金(MgAg合金)、或鋁(Al)與鋰(Li)之合金(AlLi合金)。
絕緣層12係用以將驅動用基板11之表面平坦化，例如係由聚醯亞胺等有機材料或氧化矽(SiO2
)等無機材料構成。
保護層13係用以防止水分等侵入發光部16R、16G、16B內之有機層，其係由透水性及吸水性較低的材料構成，且具有充分厚度。又，保護層13對於發光層164產生之光的穿透性較高，例如係由具有80%以上之穿透率的材料構成。如此之保護層13，例如厚為2μm至3μm左右，係由無機非晶質性之絕緣性材料構成。具體而言較好的是，非晶質矽(α-Si)、非晶質碳化矽(α-SiC)、非晶質氮化矽(α-Si1
-x
Nx
)、及非晶質碳(α-C)。該等無機非晶質性之絕緣性材料由於不構成晶粒，故成為透水性低之良好的保護層13。
又，保護層13亦可由如ITO等之透明導電材料構成。密封層14例如係由熱硬化型樹脂或紫外線硬化型樹脂構成。
相對基板15位於發光部16R、16G、16B之第2電極166側，且與密封層14共同密封發光部16R、16G、16B，並且係由對於發光部16R、16G、16B產生之光為透明之玻璃等材料構成。於相對基板15例如設有彩色濾光片層17R、17G、17B，係引出發光部16R、16G、16B產生之光，且吸收於發光部16R、16G、16B及其等間之配線所反射之外光，從而改善對比度。於該相對基板15又設有後述之黑色矩陣層BM。
彩色濾光片層係由紅色濾光片之彩色濾光片層17R、綠色濾光片之彩色濾光片層17G及藍色濾光片之彩色濾光片層17B構成，且對應於發光部16R、16G、16B配置於各像素。彩色濾光片層17R、17G、17B分別以例如矩形形狀無間隙形成。該等彩色濾光片層17R、17G、17B分別由混入顏料之樹脂構成，且藉由選擇顏料進行調整，使作為目標之紅色、綠色或藍色之波長域的光穿透率較高，其它波長域之光穿透率較低。
黑色矩陣層BM形成於對應像素10R、10G、10B間之區域，且用以區劃像素10R、10G、10B之顯示區域，並防止各色區域相互之交界上之外光反射及像素間的光洩漏，提高對比度。該黑色矩陣層BM係積層金屬、金屬氧化物及金屬氮化物之薄膜層，例如由CrOx
(x為任意數)及Cr之積層構成之2層鉻黑色矩陣，或降低反射率之CrOx
、CrNy
及Cr(x、y為任意數)之積層構成之3層鉻黑色矩陣等構成。
其次，參照圖1及圖3，詳細說明本發明之特徵部分的構成及其所獲得之作用、效果。
首先，本實施形態之有機EL顯示裝置1，如圖1所示，若將黑色矩陣層BM之開口尺寸記為WBM
，將發光部16R、16G、16B之有機EL元件之發光區域尺寸記為WEL
(對應發光區域尺寸WLD
之一具體例)，將發光部16R、16G、16B(有機EL元件)與黑色矩陣層BM之間之垂直方向的距離換算成空氣長之值記為D(=Σdi/ni)，則黑色矩陣層BM之開口尺寸WBM
與有機EL元件之發光區域尺寸WEL
之大小關係，為避免由於遮蓋發光區域而降低光利用效率，係滿足以下(11)式。即，黑色矩陣層BM之開口尺寸WBM
大於有機EL元件之發光區域尺寸WEL
。另，該黑色矩陣層BM之開口尺寸WBM
與有機EL元件之發光區域尺寸WEL
之差分值，最好為相對基板15與驅動用基板11疊合時之容許範圍的2倍以上。
WBM
-WEL
>0 …(11)
此處，如圖1所示，若由對於相對基板15成角度α(視角α)之方向在空氣中觀察有機EL顯示裝置1之顯示影像，則藉由斯涅耳定律，因黑色矩陣層BM之遮光引起之形成於發光部16R、16G、16B上之陰影區域的長LS
，由以下之(12)式表示。且，由該陰影區域之部分實際被遮光之區域的尺寸LB
由以下之(13)式表示。
LS
=D×tanα …(12)
LB
=LS
-(1/2)×(WBM
-WEL
)=D×tanα-0.5×(WBM
-WEL
) …(13)
故，若滿足以下之(14)式，由於黑色矩陣層BM之遮光引起之實際被遮光區域消失，故於視角0°至α之範圍內，全然不產生因黑色矩陣層BM之遮光引起之來自有機EL元件之顯示光L的周邊暗角。且，若將(14)式變形，則成(15)式。另，作為滿足該等(14)、(15)式之條件之一，例如有於發光部16R、16G、16B上直接形成黑色矩陣層BM時。
LB
=D×tanα-0.5×(WBM
-WEL
)≦0 …(14)
α≦tan-1
((WBM
-WEL
)/(2×D)) …(15)
又，一般之顯示裝置，認為即使於視角α=60°以上產生周邊暗角，實用上亦無大問題。此處，設α=60°之原因為，例如考量若使最佳視聽距離為顯示裝置之寬的2倍且視聽者位在顯示畫面之正面45°之方向之情形，則由於視聽者將(45°±15°)之角度範圍作為畫角同時觀看，故此時最大角度之60°不僅單純為數式上的決定，亦認為係當業者之1個指標角度。故，將α=60°代入(14)、(15)式中時，以下之(16)式成立。
2√3≦(WBM
-WEL
)/D …(16)
另，開口率較小之情形((WBM
-WEL
)之值較大之情形)，意味保護層13及密封層14之膜厚極端變薄，故考慮由於電流密度上升引起之壽命降低及製程上之耐熱性等，最好使開口率儘量增大(儘量減小(WBM
-WEL
)之值)。
如此構成之有機EL顯示裝置1，根據由未圖示之像素驅動電路供給之驅動信號，於各發光部16R、16G、16B之有機EL元件，藉由使驅動電流流動於第1電極161及第2電極166之間，使電洞與電子再結合，於發光層164發光。來自該發光層164之光透過第2電極166、保護層13、密封層14、彩色濾光片層17R、17G、17B及相對基板15，引出於顯示裝置外部。藉此，完成基於驅動信號之影像顯示。
此處，藉由滿足上述(11)式及(16)式，於視角α為0°至60°之範圍內，完全不產生因黑色矩陣層BM之遮光引起之來自發光部16R、16G、16B(有機EL元件)之顯示光L的周邊暗角。
其次，於視角α以下之角度範圍內，調查因黑色矩陣層BM之遮光而實際存在被遮光之區域的情形(產生因黑色矩陣層BM之遮光引起之來自發光部16R、16G、16B(有機EL元件)之顯示光L的周邊暗角之情形)。其原因為認為實際之顯示裝置大多符合該條件，且其為更切合現實之解。該情形，若考慮上述(14)式及(15)式，則以下之(17)式及(18)式成立。又，與上述之情形相同，將α=60°代入(17)、(18)式，則以下之(19)式成立。
LB
=D×tanα-0.5×(WBM
-WEL
)>0 …(17)
α>tan-1
((WBM
-WEL
)/(2×D)) …(18)
2√3>(WBM
-WEL
)/D …(19)
此處，因黑色矩陣層BM之遮光引起之顯示光L之周邊暗角的比例(顯示光L被遮光比例)，由於與藉由陰影區域之部分實際被遮光之區域的尺寸LB
與有機EL元件之發光區域尺寸WEL
之比成比例，故如此之顯示光L之周邊暗角的比例由以下之(20)式表示。故，為使該顯示光L之周邊暗角的比例為50%以下，可滿足以下之(21)式，若用(17)式將該(21)式變形，則以下之(22)式成立。
(顯示光L之周邊暗角的比例)=(LB
/WEL
) …(20)
0.5≧(LB
/WEL
)≧0 …(21)
0.5×WBM
≧D×tanα≧0.5×(WBM
-WEL
) …(22)
此處，如上所述產生顯示光L之周邊暗角之情形，若考慮視角α之適用範圍，則於行動電話等移動用途上視角α可以某程度減小，另一方面，於TV等之用途上視角α又有必要某程度增大。考慮該點時，視角α之適用範圍為30°~60°之妥當的數值範圍，將此適用於(22)式，則以下之(23)式成立。
(√3/2)×WBM
≧D≧(1/2√3)×(WBM
-WEL
) …(23)
如此構成之有機EL顯示裝置1，藉由滿足上述(11)式、(19)式及(23)式，於黑色矩陣層BM之開口尺寸WBM
大於發光部16R、16G、16B(有機EL元件)之發光區域尺寸WEL
之情形，於視角α為0°至60°之範圍內，即使產生因黑色矩陣層BM之遮光引起之來自有機EL元件之顯示光L之周邊暗角，亦可將如此顯示光L之周邊暗角的比例抑制於50%以下。
另，圖3係顯示有機EL顯示裝置1中，將各像素10R、10G、10B之像素間距設為100μm、將黑色矩陣層BM之開口尺寸WBM
設為70μm、將發光部16R、16G、16B(有機EL元件)之發光區域尺寸WEL
設為60μm及將發光部16R、16G、16B(有機EL元件)與黑色矩陣層BM之間之空氣長D(=Σdi/ni)以實厚設為30μm時，視角α與相對亮度(使視角α=0°時之亮度為100%之情形的相對亮度)之關係的一例。若將發光部16R、16G、16B(有機EL元件)與黑色矩陣層BM之間的平均折射率n設為1.6，根據上述(17)式可知，開始產生因黑色矩陣層BM之遮光引起之來自有機EL元件之顯示光L的周邊暗角之視角α為α=11.31°，由極其低角度區域開始產生遮光(顯示光L之周邊暗角)，且於α=45°時，相對亮度降低至77.1%。
如上所述，根據本實施形態之顯示裝置，係設置為自發光型發光元件的有機EL元件(發光部16R、16G、16B)與黑色矩陣層BM，且使滿足上述(11)式及(16)式時，於視角α為0°至60°之範圍內，完全不會產生因黑色矩陣層BM之遮光引起之來自發光部16R、16G、16B(有機EL元件)之顯示光L的周邊暗角。故，具備自發光型發光元件的顯示裝置可使亮度之視角特性提高。
又，於設置自發光型發光元件的有機EL元件(發光部16R、16G、16B)與黑色矩陣層BM，且使滿足上述(11)式、(19)式及(23)式時，於黑色矩陣層BM之開口尺寸WBM
大於發光部16R、16G、16B(有機EL元件)之發光區域尺寸WEL
之情形下，於視角α為0°至60°之範圍內，即使有產生因黑色矩陣層BM之遮光引起之來自有機EL元件之顯示光L的周邊暗角之情形，亦可將此顯示光L之周邊暗角的比例抑制於50%以下。故，具備自發光型發光元件的顯示裝置可使亮度之視角特性提高。
其次，說明本發明之第2實施形態。另，與第1實施形態之構成要素相同者賦與其相同符號，且適當省略說明。
圖4係顯示本實施形態之顯示裝置(有機EL顯示裝置1A)之剖面構成圖。該有機EL顯示裝置1A，係於第1實施形態說明之有機EL顯示裝置1中，將黑色矩陣層BM之開口尺寸WBM
以小於發光部16R、16G、16B(有機EL元件)之發光區域尺寸WEL
(對應發光區域尺寸WLD
之一具體例)之方式形成。且，該有機EL顯示裝置1A對應有機EL元件之壽命或消耗電力等基本無問題產生之情形的實施形態。即，本實施形態之有機EL顯示裝置1A首先滿足以下之(24)式。
WBM
-WEL
≦0 …(24)
另，該有機EL元件之發光區域尺寸WEL
與黑色矩陣層BM之開口尺寸WBM
之差分值(WEL
-WBM
)的重疊量，最好為相對基板15與驅動用基板11重疊時之容許範圍的2倍以上。且，本實施形態中，由於視角α=0°之位置亦產生當前側之遮光而觀測到其相反側之被掩蓋部分，故，僅有因黑色矩陣層BM導致之陰影區域之部分重疊於有機EL元件與黑色矩陣層BM之重疊區域時，不產生事實上的亮度降低。
故，本實施形態之有機EL顯示裝置1A，若使其黑色矩陣層BM之陰影區域部分重疊於上述有機EL元件與黑色矩陣層BM之重疊區域，則可完全防止顯示光L之周邊暗角。即，若考慮第1實施形態之(14)式及(15)式，使以下之(25)式成立，則於視角0°至α之範圍內，完全不會產生因黑色矩陣層BM之遮光引起之來自有機EL元件之顯示光L的周邊暗角。
α≦tan-1
((WEL
-WBM
)/(2×D)) ...(25)
又，如第1實施形態所述，一般之顯示裝置即使於視角α=60°以上產生周邊暗角，亦認為無實際之大問題。且，於此設α=60°，由與第1實施形態所述之相同的理由，其不僅單純為數式上的決定，亦認為係當業者之1個指標角度。故，於(25)式中代入α=60°，則以下之(26)式成立。其中，該情形亦與第1實施形態相同，開口率較小之情形((WEL
-WBM
)之值較大之情形)，意味保護層13及密封層14之膜厚極端變薄，故考慮由於電流密度上升引起之壽命降低或製程上之耐熱性等，最好使開口率儘量增大(儘量減小(WEL
-WBM
)之值)。
2√3≦(WEL
-WBM
)/D …(26)
如此構成之有機EL顯示裝置1A，藉由滿足上述(24)式及(26)式，與第1實施形態相同地，於視角α於0°至60°之範圍內，完全不產生因黑色矩陣層BM之遮光引起之來自發光部16R、16G、16B(有機EL元件)之顯示光L的周邊暗角。
其次，與第1實施形態相同地，於視角α以下之角度範圍內，調查因黑色矩陣層BM之遮光而實際存在被遮光之區域的情形(產生因黑色矩陣層BM之遮光引起之來自發光部16R、16G、16B(有機EL元件)之顯示光L的周邊暗角之情形)。該情形，若考慮上述(26)式，則以下之(27)式成立。且，與上述情形相同，若於(27)式代入α=60°，則以下之(28)式成立。
α>tan-1
((WEL
-WBM
)/(2×D)) …(27)
2√3>(WEL
-WBM
)/D …(28)
此處，因黑色矩陣層BM之遮光引起之顯示光L之周邊暗角的比例(顯示光L被遮光比例)，由於與由陰影區域之部分實際被遮光之區域的尺寸LB
與黑色矩陣層BM之開口尺寸WBM
之比成比例，故如此之顯示光L之周邊暗角的比例由以下之(29)式表示。故，為使該顯示光L之周邊暗角的比例為50%以下，可滿足以下之(30)式，若將該(30)式變形，則以下之(31)式成立。
(顯示光L之周邊暗角的比例)=(LB
/WBM
) …(29)
0.5≧(LB
/WBM
)≧0 …(30)
0.5×WEL
≧D×tanα≧0.5×(WEL
-WBM
) …(31)
又，該(31)式中，使之與第1實施形態相同，作為視角α之適用範圍若使用妥當之數值範圍30°~60°，則以下之(32)式成立。
(√3/2)×WEL
≧D≧(1/2√3)×(WEL
-WBM
) …(32)
如此構成之有機EL顯示裝置1A，藉由滿足上述(24)式、(28)式及(32)式，於黑色矩陣層BM之開口尺寸WBM
小於發光部16R、16G、16B(有機EL元件)之發光區域尺寸WEL
之情形，於視角α為0°至60°之範圍內，即使產生因黑色矩陣層BM之遮光而引起之來自有機EL元件之顯示光L之周邊暗角，亦可將如此顯示光L之周邊暗角的比例抑制於50%以下。
如上所述，根據本實施形態之顯示裝置，係設置自發光型發光元件的有機EL元件(發光部16R、16G、16B)與黑色矩陣層BM，且使滿足上述(24)式及(26)式時，於視角α為0°至60°之範圍內，完全不會產生因黑色矩陣層BM之遮光引起之來自發光部16R、16G、16B(有機EL元件)之顯示光L的周邊暗角。故，具備自發光型發光元件的顯示裝置可使亮度之視角特性提高。
又，於設置自發光型發光元件的有機EL元件(發光部16R、16G、16B)與黑色矩陣層BM，且使之滿足上述(24)式、(28)式及(32)式時，於黑色矩陣層BM之開口尺寸WBM
小於發光部16R、16G、16B(有機EL元件)之發光區域尺寸WEL
之情形下，於視角α為0°至60°之範圍內，即使有產生因黑色矩陣層BM之遮光引起之來自有機EL元件之顯示光L的周邊暗角之情形，亦可將此顯示光L之周邊暗角的比例抑制於50%以下。故，具備自發光型發光元件的顯示裝置可使亮度之視角特性提高。
以上例舉第1及第2實施形態說明本發明，然而本發明並非限定於該等實施形態，亦可實施各種變形。
例如本發明之顯示裝置，如圖5(A)所示，較好的是各像素10R、10G、10B中，黑色矩陣層之開口尺寸WBM
及發光元件(發光部16R、16G、16B)之發光區域尺寸WEL
分別於水平方向(圖中之X方向)上長於垂直方向(圖中之Y方向)(像素之水平方向之尺寸LH
長於像素之垂直方向之尺寸LV
)。即，如圖5(B)所示各像素10R、10G、10B中，黑色矩陣層之開口尺寸WBM
及發光元件(發光部16R、16G、16B)之發光區域尺寸WEL
分別於垂直方向上長於水平方向(像素之垂直方向之尺寸LV
長於像素之水平方向之尺寸LH
)之構成，相較於圖5(B)，圖5(A)所示之構成更佳。其原因為，考慮到一般之視聽方向對於水平方向之視認性較高，若做成於實際使用中需要大視角之水平方向上將像素間距增大，且於實際使用中不需要大視角之垂直方向上將像素間距縮小的像素形狀，則除上述實施形態之效果外，可更加提高水平方向之亮度的視角特性。又，上述實施形態中，作為具備自發光型發光元件之自發光型的顯示裝置的一例，舉例說明了發光部16R、16G、16B中具備有機EL元件之有機EL顯示裝置1、1A，然而，本發明亦可使用於具備無機EL元件作為自發光型發光元件之無機EL顯示裝置、或FED(Field Emission Display：場發射顯示器)等之其他自發光型顯示裝置。
1．．．有機EL顯示裝置
1A．．．有機EL顯示裝置
10R、10G、10B．．．像素
11．．．驅動用基板
12．．．絕緣膜
13．．．保護層
14．．．密封層
15．．．相對基板
16R、16G、16B．．．發光部
17R、17G、17B．．．彩色濾光片層
161．．．第1電極
162．．．電洞注入層
163．．．電洞輸送層
164．．．發光層
165．．．電子輸送層
166．．．第2電極
BM．．．黑色矩陣層
L．．．顯示光
α．．．視角
圖1係顯示本發明之第1實施形態之顯示裝置之構成的剖面圖。
圖2係顯示圖1所示之發光部之詳細構成的剖面圖。
圖3係顯示視角與相對亮度之關係之一例的特性圖。
圖4係顯示第2實施形態之顯示裝置之構成的剖面圖。
圖5(A)、(B)係用以說明本發明之變形例之顯示裝置中像素之形狀的平面圖。
1．．．有機EL顯示裝置
10R、10G、10B．．．像素
11．．．驅動用基板
12．．．絕緣膜
13．．．保護層
14．．．密封層
15．．．相對基板
16R、16G、16B．．．發光部
17R、17G、17B．．．彩色濾光片層
BM．．．黑色矩陣層
L．．．顯示光
α．．．視角
Claims (9)
- 一種顯示裝置，其係複數之像素整體成矩陣狀配置，並具備：包含相對基板及驅動用基板之一對基板；自發光型發光元件，其係形成於上述一對基板中之一個基板上之對應各像素的區域；保護層，其係包含透水性及吸水性較低的材料；密封層，其係包含熱硬化型樹脂或紫外線硬化型樹脂；及黑色矩陣層，其係形成於上述一對基板中之另一基板上之對應各像素間的區域；上述黑色矩陣層之開口尺寸與上述發光元件之發光區域尺寸之差分值為上述相對基板與上述驅動用基板疊合時之容許範圍的2倍以上，且滿足以下之(41)式：2√3≦(|WBM -WLD |/D)…(41)其中WBM ：上述黑色矩陣層之開口尺寸WLD ：上述發光元件之發光區域尺寸D：上述發光元件與上述黑色矩陣層之間的空氣長。
- 如請求項1之顯示裝置，其中各像素中，上述黑色矩陣層之開口尺寸WBM 及上述發光元件之發光區域尺寸WLD 分別於水平方向上長於垂直方向。
- 如請求項1之顯示裝置，其中上述發光元件為有機EL元件，且作為有機EL顯示裝置而構成。
- 一種顯示裝置，其係複數之像素整體成矩陣狀配置，並具備：包含相對基板及驅動用基板之一對基板；自發光型發光元件，其係形成於上述一對基板中之一個基板上 之對應各像素的區域；保護層，其係包含透水性及吸水性較低的材料；密封層，其係包含熱硬化型樹脂或紫外線硬化型樹脂；及黑色矩陣層，其係形成於上述一對基板中之另一基板上之對應各像素間的區域；上述黑色矩陣層之開口尺寸與上述發光元件之發光區域尺寸之差分值為上述相對基板與上述驅動用基板疊合時之容許範圍的2倍以上，且滿足以下之(42)式至(44)式：2√3>(|WBM -WLD |/D)…(42) WLD <WBM …(43) (√3/2)×WBM ≧D≧(1/2√3)×(WBM -WLD )…(44)其中WBM ：上述黑色矩陣層之開口尺寸WLD ：上述發光元件之發光區域尺寸D：上述發光元件與上述黑色矩陣層之間的空氣長。
- 如請求項4之顯示裝置，其中各像素中，上述黑色矩陣層之開口尺寸WBM 及上述發光元件之發光區域尺寸WLD 分別於水平方向上長於垂直方向。
- 如請求項4之顯示裝置，其中上述發光元件為有機EL元件，且作為有機EL顯示裝置而構成。
- 一種顯示裝置，其係複數之像素整體成矩陣狀配置，並具備：包含相對基板及驅動用基板之一對基板；自發光型發光元件，係形成於上述一對基板中之一個基板上之對應各像素的區域；及黑色矩陣層，係形成於上述一對 基板中之另一基板上之對應各像素間的區域；上述黑色矩陣層之開口尺寸與上述發光元件之發光區域尺寸之差分值為上述相對基板與上述驅動用基板疊合時之容許範圍的2倍以上，且滿足以下之(45)式至(47)式：2√3>(|WBM -WLD |/D)…(45) WLD ≧WBM …(46) (√3/2)×WLD ≧D≧(1/2√3)×(WLD -WBM )…(47)其中WBM ：上述黑色矩陣層之開口尺寸WLD ：上述發光元件之發光區域尺寸D：上述發光元件與上述黑色矩陣層之間的空氣長。
- 如請求項7之顯示裝置，其中各像素中，上述黑色矩陣層之開口尺寸WBM 及上述發光元件之發光區域尺寸WLD 分別於水平方向上長於垂直方向。
- 如請求項7之顯示裝置，其中上述發光元件為有機EL元件，且作為有機EL顯示裝置而構成。
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