TWI619247B - Display device - Google Patents

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Norihisa Maeda
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Japan Display Inc
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Abstract

提供一種高亮度、高顯示品階且製造時之負擔較少的顯示裝置。
顯示以複數色所構成之複數單位畫素所構成的色彩影像的顯示裝置係具有：畫素電極，係對應於單位畫素而依顏色由集團化之複數集團所構成；自發光元件層，係層積在畫素電極，藉由電流而發光；共通電極，係具有層積在自發光元件層的光穿透性；光線路徑長度調整層，係在畫素電極上方各自層積在共通電極而具有光穿透性；以及光半透過膜，係層積在光線路徑長度調整層而以電連接至共通電極的方式來加以層積，一併具有導光性及光線的穿透特性及反射特性。光線路徑長度調整層會因集團而有厚度差異。以對應於厚度之波長的光線會在畫素電極與光半透過膜之間共振的方式，來構成微空洞構造。

Description

顯示裝置
本發明係關於一種顯示裝置。
近年來，隨著高度資訊化，對於薄型顯示裝置的需求便有所提高。例如，液晶顯示裝置、電漿顯示器、以及有機EL顯示裝置等薄型顯示裝置都已實用化。然後，各薄型顯示裝置之亮度提升或高精細化等的研究開發便加以盛行。
例如提出有一種方法來作為有機EL(Electro Luminescence)顯示裝置之亮度提升的方法之一，係在上面發光型發光元件構造之有機EL裝置中，採用微空洞構造。具有上面發光型發光元件構造之有機EL元件必須讓有機EL元件上層所配置之陰極電極具有光穿透性，該陰極電極係使用ITO(Indium Tin Oxide)或IZO(Indium zinc oxide)等。然而，ITO或IZO等由於電阻較高，會使得顯示裝置為越大面積則面內的電阻便越不均勻，而有成為亮度紋原因之虞。
又，在採用微空洞構造之有機EL元件中，發光層所產生的光線會在反射電極及光半透過膜之間重複反射，藉由僅讓波長一致的光線出射，便能加強特定波長之強度(參照專利文獻1)。因此，微空洞構造中，光線路徑長度的設計非常重要，尤其是進行彩色顯示的有機EL顯示元件，依顏色別來調整光線路徑便非常重要。
如上述般，調整光線路徑長度，並讓陰極電極的阻抗降低之技術，例如在專利文獻2，揭示有對應於畫素顏色將厚度不同之光線路徑長度調整層配置於ITO陰極上，於其上層配置無稽保護膜，進一步地於其上層配置半透過反射膜這要點。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2008-218081號公報
專利文獻2：日本特開2009-272150號公報
如上述專利文獻2般，構成為在分隔壁上部設置補助配線的情況，由於需要設置所謂補助配線的新層，故構造會變得複雜。因此，該構成對製造工序的負擔較大，而難以高精細化。本發明有鑑於上述課題，其目的在於提供一種顯示裝置，係會對應於畫素顏色來個別地調整光線路徑長度調整層的厚度，以提升亮度的顯示裝置，能防止亮度紋的發生，且減輕製造時的負擔。
本發明一樣態係顯示以複數色所構成之複數單位畫素所構成的色彩影像的顯示裝置，具有：複數之畫素電極，係對應於該複數單位畫素而依該複數色之顏色由集團化之複數集團所構成；自發光元件層，係層積在該複數之畫素電極，藉由電流而發光；共通電極，係具有層積在該自發光元件層的光穿透性；複數光線路徑長度調整層，係至少在除了該複數集團之一外所剩下的集團之該複數之畫素電極上方各自層積在該共通電極而具有光穿透性；以及光半透過膜，係層積在該複數光線路徑長度調整層而以電連接至該共通電極的方式來加以層積，一併具有導光性及光線的穿透特性及反射特性；該複數光線路徑長度調整層會分別因該集團而有厚度差異；以對應於該厚度之波長的光線會在該複數之畫素電極各自與該光半透過膜之間共振的方式，來構成微空洞構造。
100‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧上框
120‧‧‧下框
200‧‧‧有機EL面板
201‧‧‧陣列基板
202‧‧‧對向基板
203‧‧‧驅動IC
204‧‧‧單位畫素
205‧‧‧顯示區域
301‧‧‧下玻璃基板
302‧‧‧TFT電路層
303‧‧‧畫素電晶體
304‧‧‧畫素電極
305‧‧‧第1共通層
306‧‧‧紅色發光層
307‧‧‧綠色發光層
308‧‧‧藍色發光層
309‧‧‧第2共通層
310‧‧‧共通電極
311‧‧‧光線路徑長度調整層
312‧‧‧光半透過膜
313‧‧‧絕緣層
314‧‧‧充填劑
315‧‧‧上玻璃基板
316‧‧‧遮光膜
401‧‧‧ITO層
402‧‧‧Ag層
403‧‧‧孔洞注入層
404‧‧‧孔洞輸送層
405‧‧‧電子輸送層
406‧‧‧電子注入層
601‧‧‧白色發光層
602‧‧‧紅色彩色濾波器
603‧‧‧綠色彩色濾波器
604‧‧‧藍色彩色濾波器
圖1係概略顯示本發明實施形態相關之顯示裝置的圖式。
圖2係顯示從顯示側來觀看有機EL面板之構成的圖式。
圖3係顯示圖2之III-III剖面的圖式。
圖4係顯示圖3之IV-IV剖面的放大圖之圖式。
圖5係用以就僅在一部分畫素電極上方設置光線路徑長度調整層之實施形態來說明的圖式。
圖6係用以就使用白色自發光元件層的實施形態來說明的圖式。
圖7係用以就僅在畫素電極上部設置第1及第2共通層之實施形態來說明的圖式。
以下，便參照圖式，就本發明各實施形態來加以說明。另外，所揭示的不過是範例，熟習本案技藝人士在確保發明主旨之適當改變而可容易思及者當然應被涵蓋於本發明之範圍。又，圖式為了更加明確地說明，會有與實際樣態相比而就各部的寬度、厚度、形狀等來概略評估的情況，但仍為範例，而並不限定本發明的解釋。又，本說明書及各圖式中，關於和已出現圖式相關之所述物為同樣的要素則賦予相同符號，而適當省略掉詳細說明。
圖1係概略顯示本發明實施形態相關之顯示裝置100的圖式。如圖所示，顯示裝置100係構成為含有以上框110及下框120所包夾來固定之有機EL面板200。
圖2係顯示圖1之有機EL面板200構成的概略圖。如圖2所示，有機EL面板200係具有陣列基板201、對向基板202、驅動IC(Integrated Circuit)203。陣列基板201係配置有後述自發光元件層等，藉由充填劑314(參照圖3)來與對向基板202接著。驅動IC203係相對於例如構成全彩的1畫素的複數副畫素所相當的單位畫素204各自來配置之畫素電晶體303的掃描訊號線，而施加用以導通源極、汲極間之電位，並相對於各畫素電晶體303之數據訊號線來流通有對應單位畫素204之階調值的電流。藉由該驅動IC203，有機EL面板200便會將以複數色所構成之複數單位畫素204來構成的彩色影像顯示於顯示區域205。
接著，就有機EL面板200的剖面構造來加以說明。圖3係表示圖2之III-III剖面的圖式。如圖3所示，陣列基板201係構成為含有下玻璃基板301、在下玻璃基板301上朝對向基板202依序形成之TFT(Thin Film Transistor)電路層302、複數畫素電極304、自發光元件層305~309、共通電極310、複數光線路徑長度調整層311、光半透過膜312。又，對向基板202係構成為含有上玻璃基板315、配置於上玻璃基板315的遮光膜316。再者，陣列基板201與對向基板202之間係充填有充填劑314。
TFT電路層302係具有含源極配線、汲極配線、閘極配線或半導體層所構成之畫素電晶體303。畫素電晶體303之源極配線或汲極配線之一者係與畫素電極304連接。畫素電晶體303之詳細構造由於和習知技術相同，故省 略說明。
複數畫素電極304會分別對應於複數單位畫素204，而依複數色之顏色由集團化之複數集團所構成。具體而言，例如複數畫素電極304會分有配置有發出紅色光線之紅色發光層306的集團、配置有發出綠色光線之綠色發光層307的集團、配置有發出藍色光線之藍色發光層308的集團之三個集團。然後，各畫素電極304會分別對應於該3色之單位畫素204。亦即，畫素電極304係分別對應於3色之單位畫素204，由依3色之顏色的集團化3個集團所構成。又，圖4係圖3中IV-IV剖面的放大圖，但如圖4所示，畫素電極304係依序層積形成有ITO層401、Ag層402及ITO層401。
自發光元件層305~309係層積於複數之畫素電極304，藉由電流來控制亮度而發光。又，自發光元件層305~309係構成為含有發出各複數色光線之複數集團的發光層、第1共通層305、第2共通層309。具體而言，如圖3所示，係相對於各畫素電極304及絕緣層313之上層側而橫跨顯示區域205整體來配置有第1共通層305。然後，在畫素電極304上方，係於第1共通層305上層側從紙面上的左側依序配置有紅色發光層306、綠色發光層307、藍色發光層308，而形成有3個集團發光層。進一步地，第1共通層305及各發光層306,307,308之上層側係橫跨顯示區域205整體而配置有第2共通層309。
更具體而言，如圖4所示，自發光元件層305~309係構成為在畫素電極304及絕緣層313的上層側依序層積有孔洞注入層403、孔洞輸送層404、發光層306,307,308、電子輸送層405、電子注入層406。亦即，圖3中第1共通層305係相當於圖4中孔洞注入層403及孔洞輸送層404，圖3中第2共通層309係相當於圖4中電子輸送層405及電子注入層406。此處，各發光層306,307,308係以有機EL材料所構成，係依上述紅色發光層306、綠色發光層307、藍色發光層308而使用分別對應的材料來加以形成。另外，關於孔洞注入層403、孔洞輸送層404、電子輸送層405及電子注入層406之細節由於和習知技術相同，故加以省略。
另外，上述說明中，係就由對應於紅色發光層306之單位畫素204、對應於綠色發光層307之單位畫素204、對應於藍色發光層308之單位畫素204所構成的3個單位畫素204而構成1畫素的情況來加以說明，但不限於此。 例如，亦可為以配置有會發出紅色、綠色、藍色及白色之4色光線的發光層之4個單位畫素204來構成1畫素。又，構成1畫素的單位畫素204亦可為4個以上。
共通電極310係層積於自發光元件層305至309，並與複數畫素電極304一同地於各發光層306,307,308流通電流，而具有光穿透性。具體而言，如圖3及圖4所示，共通電極310係層積於自發光元件層305至309的上層側。又，共通電極310係以ITO等具有導電性及光穿透性的材料所形成。進一步地，共通電極310係形成於絕緣層313的上層側，並以絕緣層313上部來與光半透過膜312電連接。
複數光線路徑長度調整層311至少係於除了上述複數集團之一外所剩下的集團之複數畫素電極304上方，來分別地層積於共通電極310而具有光穿透性。具體而言，如圖3及圖4所示，複數光線路徑長度調整層311係設在所有複數畫素電極304上方，並分別層積於共通電極310來加以形成。個光線路徑長度調整層311由於會讓綠色發光層307及藍色發光層308所發出的光線穿透，故係使用透明樹脂材料來加以形成。
又，複數光線路徑長度調整層311會因各集團而有厚度差異。具體而言，如圖3所示，形成為紅色發光層306上部所形成之光線路徑長度調整層311最厚，藍色發光層308上部所形成之光線路徑長度調整層311最薄。藉由該構成，對應於光線路徑長度調整層311厚度之波長的光線會以在各複數畫素電極304與光半透過膜312之間共振的方式，來構成微空洞構造。亦即，發光層306,307,308所產生的各色光線會在為反射電極之畫素電極304與為半反射電極之光半透過膜312之間重複反射。此時，依光線路徑長度調整層311的厚度，對應於自發光元件層各自所發出的光線之波長來調整畫素電極304與光半透過膜312之間的距離。
另外，各光線路徑長度調整層311在複數畫素電極304中，可避開複數集團之一所屬的畫素電極304上方，而設在剩下的集團所屬之畫素電極304上方。具體而言，如圖5所示，發出各色光線之自發光元件層上部所設置之光線路徑長度調整層311中，可以超過光線路徑長度調整層311最薄便不要的方式，來調整畫素電極304與光半透過膜312之間的距離。亦即，可以讓藍色波長之光線共振的方式，來調整配置於藍色發光層308之下層側的 孔洞注入層403、ITO401等，或配置於上層側之共通電極310的厚度。此情況，僅有紅色發光層306及綠色發光層307上部設置有光線路徑長度調整層311。
又，各光線路徑長度調整層311最好是使用噴墨法來加以形成。藉由使用噴墨法來加以形成，便可依發出各色光線之發光層306,307,308的上層所形成之光線路徑長度調整層311來調整厚度。
再者，各光線路徑長度調整層311係至少避開絕緣層313的上端面上方來設置於共通電極310。藉由讓光線路徑長度調整層311避開絕緣層313上端面之上方來加以設置，便能讓共通電極310在絕緣層313上方與光半透過膜312電連接。
光半透過膜312係層積於複數光線路徑長度調整層311，並以在各複數畫素電極304之至少周圍區域上方電連接於共通電極310之方式來加以層積。具體而言，如圖3所示，光半透過膜312係在畫素電極304上方之區域中，形成於各光線路徑長度調整層311上，在絕緣層313上方之區域中，係形成於共通電極310上。光半透過膜312係藉由在絕緣層313上方區域與共通電極310接觸，來與共通電極310電連接。藉此，由於可等同於讓共通電極310的電阻降低，故可防止顯示裝置100面內流通於共通電極310之電流有變得不均勻的情事。
另外，光半透過膜312最好係在絕緣層313上端面重疊於共通電極310來加以電連接。光半透過膜312與共通電極310的接觸區域越大，則等同於讓共通電極310之電阻降低的效果便越大，可達成讓流通於共通電極310之電流更加均勻化。
又，光半透過膜312係以一併具有導電性以及光的穿透性及反射特性之材料所形成。具體而言，例如光半透過膜312係以鎂銀來加以形成。又，光半透過膜312亦可以銀來加以形成。
絕緣層313係以覆蓋各複數畫素電極304之周緣部的方式來加以形成。具體而言，如圖3所示，係以樹脂材料來形成於各畫素電極304之間及畫素電極304之端部上方。藉由該絕緣層313，便可防止畫素電極304與共通電極310的短路。
如上述般，本實施形態中，係藉由共有讓流通於共通電極310之電流均 勻化所形成之層，以及用於微空洞構造之半透過半反射層，便可實現亮度提升、亮度紋防止以及減輕製造時的負擔。
本發明不限於上述實施形態，而可有各種變形。具體而言，例如上述實施形態中，雖係就各單位畫素204設有發出不同顏色光線之自發光元件層的情況來加以說明，但不限於此。
例如，亦可構成為自發光元件層305至309係發出單一顏色的光線。具體而言，如圖6所示，圖3之發光層306,307,308可全部為發出白色光線的白色發光層601。此情況，發光層所使用之材料係使用發出白色光線的有機EL材料。又，此情況，對向基板202係形成有用以進行色彩顯示之彩色濾波器。
彩色濾波器係在光半透過膜312上方具有由複數色所構成之著色區域。具體而言，例如彩色濾波器係在上玻璃基板315所設置之遮光膜316之間，構成為含有讓紅色光線選擇性穿透之紅色彩色濾波器602、讓綠色光線選擇性穿透之綠色彩色濾波器603、讓藍色光線選擇性穿透之藍色彩色濾波器604。此處，在微空洞構造共振之光線係該光線會通過穿透光半透過膜312之前的彩色濾波器的波長之光線。藉此，自發光元件層305至309便會與由發出複數色光線之發光層306,307,308來形成的情況一樣，讓顯示裝置100進行色彩顯示。藉由自發光元件層305至309以發出單一顏色光線來構成，便可減輕製造時的負擔。
又，上述中，係就第1共通層305及第2共通層309形成於絕緣層313上部的情況來加以說明，但不限於此。具體而言，如圖7所示，自發光元件層305至309所含有的第1共通層305及第2共通層309可構成為僅設置在畫素電極304上部。即便為圖7所示之實施例的情況，仍是在絕緣層313上部區域讓共通電極310與光半透過膜312電連接，而可與上述同樣地讓流通於共通電極310之電流均勻化。
在本發明之思想範疇中，熟習本案技藝人士乃可思及各種變更例及修正例，該等變更例及修正例仍屬於本發明之範圍。例如，對前述各實施形態，熟習本案技藝人士能適當地進行構成要素的追加、刪除或設計變更，或者，進行工序的追加、省略或條件變更，只要具備有本發明之要旨，均涵蓋於本發明之範圍。

Claims (7)

  1. 一種顯示裝置，係顯示以複數色所構成之複數單位畫素所構成的色彩影像的顯示裝置，具有：複數之畫素電極，係對應於該複數單位畫素，且由依該複數色之顏色集團化後之複數集團所構成；自發光元件層，係層積在該複數之畫素電極，藉由電流而發光；共通電極，係層積在該自發光元件層，且具有光穿透性；複數光線路徑長度調整層，係至少在除了該複數集團之一外所剩下的集團之該複數之畫素電極上方各自層積在該共通電極而具有光穿透性；以及光半透過膜，係層積在該複數光線路徑長度調整層而以電連接至該共通電極的方式來加以層積，一併具有導光性及光線的穿透特性及反射特性；該複數光線路徑長度調整層會分別因該集團而有厚度差異；以對應於該厚度之波長的光線會在該複數之畫素電極各自與該光半透過膜之間共振的方式，來構成微空洞構造；其進一步地具有包覆該複數之畫素電極各自周緣部的絕緣層；該共通電極係載置於該絕緣層；該複數之光線路徑長度調整層係至少避開該絕緣層上端面來加以設置；該光半透過膜係在該絕緣層之該上端面上方重疊於該共通電極來電連接。
  2. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該複數光線路徑長度調整層均是設置在該複數之畫素電極上方。
  3. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該複數光線路徑長度調整層係設置在該複數之畫素電極中，避開屬於該複數集團的該之一的畫素電極上方，而屬於該剩下集團之畫素電極上方。
  4. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該光半透過膜上方進一步地具有由該複數色所構成之著色區域的彩色濾波器；該自發光元件層會發出單一色光； 以該微空洞構造所共振之該光線係該光線會通過穿透該光半透過膜之前的該著色區域的波長之光線。
  5. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該自發光元件層係由會發出該複數色之各自光線的複數集團的自發光元件層所構成；以該微空洞構造所共振之該光線係會以該複數集團之自發光元件層各自所發光的光線。
  6. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該複數之光線路徑長度調整層係由樹脂所構成。
  7. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該光半透過膜係由鎂銀或銀所構成。
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