顯示面板裝置、顯示裝置以及顯示面板裝置的製造方法
2023-05-18 11:58:11
專利名稱：顯示面板裝置、顯示裝置以及顯示面板裝置的製造方法
技術領域：
本發明涉及使用有機EL(Electronic Luminescence)元件的顯示面板裝置、顯示裝置以及顯示面板裝置的製造方法，特別涉及提高有機EL元件的光取出效率的技術。
背景技術：
作為以往的提高光取出效率的技術，存在如下技術在有機EL裝置中的有機EL元件的發光面側，設置配置有圓形透鏡的微透鏡陣列，使光取出效率提高(例如，專利文獻1、 2)。在此，有機EL元件包括陰極、有機層和陽極。有機層形成於陰極與陽極之間。有機EL 元件形成於基板的上部。有機層包括電子注入層、電子輸送層、發光層、空穴輸送層和空穴注入層。有機層為從陽極側依次按順序層疊空穴注入層、空穴輸送層、發光層、電子輸送層以及電子注入層而成的層。圖20是表示以往的透鏡LSlO的形狀的圖。此外，圖20中，為了便於說明，也示出透鏡基底層LB10。透鏡基底層LBlO為在其上部形成有透鏡的層。透鏡基底層LBlO由與透鏡LSlO相同的材料形成。在透鏡基底層LBlO上形成透鏡LS10。以下，將由透鏡LSlO和透鏡基底層LBlO構成的、圖20所示的以往的透鏡稱為帶基底透鏡10BL。在圖20(a)中，標註有文字「俯視」的上部的圖(以下，稱為俯視圖JA)表示帶基底透鏡IOBL的俯視圖。另外，在圖20(a)中，標註有文字「剖面」以及「長軸方向」的下部的圖表示帶基底透鏡IOBL的長軸方向的剖面圖。另外，在圖20(a)中，標註有文字「短軸方向」的右下的圖表示帶基底透鏡IOBL的短軸方向的剖面圖。以往的透鏡LSlO的形狀，如俯視圖JA所示，為不是覆蓋全部發光區域LRlO而是覆蓋發光區域LRlO的一部分的形狀。發光區域LRlO為形成有發光層的區域，為發出光的區域。圖20(b)是沿著俯視圖JA所示的Α1-ΑΓ線的帶基底透鏡IOBL的剖面圖。圖 20(c)是沿著俯視圖JA所示的Β1-ΒΓ線的帶基底透鏡IOBL的剖面圖。圖20 (d)是沿著俯視圖JA所示的C1-C1』線的帶基底透鏡IOBL的剖面圖。圖20(e)是沿著俯視圖JA所示的 Dl-Dl'線的帶基底透鏡IOBL的剖面圖。圖20(f)是沿著俯視圖JA所示的Ε1-ΕΓ線的帶基底透鏡IOBL的剖面圖。圖21是用於說明以往的透鏡LSlO的光取出效率的圖。圖21中，「角度」是指從發光區域LRlO照射的光中進入發光面側的光的方向與Z 軸之間的角度。在此，ζ軸為垂直於發光區域LRlO的面的軸。「強度」是指光的強度。圖21中，特性曲線Ll為表示沒有設置透鏡(例如，透鏡LS10)時的光的強度特性的特性曲線。在此，在沒有設置透鏡(例如，透鏡LS10)的情況下，將沿Z軸從發光區域 LRlO照射的光(角度為0度的光)的強度設為1。
圖21中，特性曲線L2為表示在各有機EL元件的上部設置有以往的透鏡LSlO時的光的強度的特性曲線。在該情況下，與沒有設置透鏡LSlO的情況相比，在設置有透鏡LSlO 的情況下光取出效率提高。在將沒有設置透鏡LSlO時的光取出效率設為1的情況下，設置有透鏡LSlO時的光取出效率為1.31。即，與沒有設置透鏡LSlO的情況相比，在設置有透鏡 LSlO的情況下光取出效率提高31%。現有技術文獻專利文獻1 日本特開10-172756號公報專利文獻2 日本特開平4-134302號公報
發明內容
發明要解決的問題然而，以往的透鏡LSlO具有以下的問題。在此，圖20(b)、圖20 (C)、圖20(d)、圖20(e)以及圖20 (f)各自示出從發光區域 LRlO出射的光中入射到位置LP1、並從位置LPl出射的光的軌跡的一例。圖20(e)以及圖20(f)示出入射到位置LPl並從位置LPl出射的光全部被取出到帶基底透鏡IOBL的外部的狀態。然而，圖20(b)、圖20(c)以及圖20(d)示出入射到位置 LPl並從位置LPl出射的光的一部分由透鏡基底層LBlO與空氣層的界面反射，而沒有被取出到帶基底透鏡IOBL的外部的狀態。S卩，具有圖20(a)所示形狀的以往的透鏡LSlO存在如下問題在所述透鏡LSlO的長軸方向上，隨著遠離發光區域LRlO的中央部，光取出效率大大降低。這是因為透鏡LSlO 的長軸方向的剖面的上部的形狀為橢圓弧形狀。本發明是為了解決上述的問題而完成的發明，其目的在於提供一種能夠實現光取出效率高的顯示面板裝置以及顯示裝置。用於解決問題的手段為了解決上述問題，本發明的某一方式的顯示面板裝置，具備像素單元，其包括將發光區域規定為具有長軸和短軸的形狀的發光層；和透鏡，其配置在所述像素單元的上方並覆蓋所述發光區域，透射從所述發光層照射的光，在所述發光區域的長軸方向的同一直線上，從所述發光區域的發光面到所述透鏡的頂點的高度相同，並且在所述高度相同的所述發光區域的長軸方向的區域中，與所述發光區域的短軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面的形狀相同，與所述發光區域的短軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面以及與所述發光區域的長軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面的兩端部分為具有預定曲率的橢圓弧形狀，在所述發光區域的短軸方向以及所述發光區域的長軸方向這兩個方向上，所述透鏡使從所述發光層照射的光偏向。發明的效果透射從發光層照射的光的透鏡，在發光區域的長軸方向的同一直線上，從發光區域的發光面到所述透鏡的頂點的高度相同，與所述發光區域的長軸方向對應的出射側的剖面的兩端部分為具有預定曲率的橢圓弧形狀，通過上述結構，能夠實現與以往相比更高的光取出效率。
圖1是表示第一實施方式中的顯示裝置的結構的框圖。圖2是示意表示顯示面板裝置的布局的圖。圖3是表示像素單元的結構的一例的剖面圖。圖4是表示有機層的結構的一例的剖面圖。圖5是表示像素單元的結構的一例的俯視圖。圖6是表示透鏡部的結構的一例的剖面圖。圖7是表示透鏡的形狀的圖。圖8是用於說明第一實施方式中的透鏡的圖。圖9是用於說明透鏡的剖面形狀的圖。圖10是表示入射到帶基底透鏡的光的軌跡的圖。圖11是用於說明透鏡的光取出效率的圖。圖12是表示透鏡部的一部分的圖。圖13是表示折射率與光的相對強度的關係的圖。圖14是用於說明第一實施方式的變形例中的透鏡的圖。圖15是用於說明透鏡部的製造方法的透鏡的長軸方向的剖面圖。圖16是用於說明顯示面板裝置的製造方法的剖面圖。圖17是用於說明顯示面板裝置的製造方法的剖面圖。圖18是表示顯示面板裝置的製造方法的一例的流程圖。圖19是具備顯示面板裝置的顯示裝置的外觀圖。圖20是表示以往的透鏡的形狀的圖。圖21是用於說明以往的透鏡的光取出效率的圖。圖22是表示上部平坦透鏡部的一部分的圖。
具體實施例方式本發明的某一方式的顯示面板裝置，具備像素單元，其包括將發光區域規定為具有長軸和短軸的形狀的發光層；和透鏡，其配置在所述像素單元的上方並覆蓋所述發光區域，透射從所述發光層照射的光，在所述發光區域的長軸方向的同一直線上，從所述發光區域的發光面到所述透鏡的頂點的高度相同，並且在所述高度相同的所述發光區域的長軸方向的區域中，與所述發光區域的短軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面的形狀相同，與所述發光區域的短軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面以及與所述發光區域的長軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面的兩端部分為具有預定曲率的橢圓弧形狀，在所述發光區域的短軸方向以及所述發光區域的長軸方向這兩個方向上，所述透鏡使從所述發光層照射的光偏向。根據本方式，在所述發光區域的長軸方向的同一直線上，從所述發光區域的發光面到所述透鏡的頂點的高度相同，在所述長軸方向的剖面的兩端部分具有曲率。由此，因為在所述同一直線上從所述發光區域的發光面到所述透鏡的頂點的高度相同，所以從所述發光層照射的光中的、垂直入射到所述同一直線上面的光量，在所述同一直線上是均勻的。因此，能夠防止在所述同一直線上面輝度不均，能夠使輝度均勻化。其結果，能夠提高所述短軸方向的光取出效率。另外，與所述發光區域的短軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面以及與所述發光區域的長軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面的兩端部分為具有預定曲率的橢圓弧形狀。由此，在所述發光區域的短軸方向以及所述發光區域的長軸方向這兩個方向上， 能夠大幅地抑制從所述發光層照射的光全反射的情況。其結果，能夠遍及所述透鏡的全部周圍而增加光取出量，能夠大幅地提高光取出效率。另外，優選，所述發光區域的長軸方向的端部的上方被所述透鏡中所述兩端部分為所述橢圓弧形狀的部分覆蓋。根據本方式，所述橢圓弧形狀可以包含圓弧形狀。另外，優選，所述像素單元包括多個發光層，與所述多個發光層各自對應地設置有多個所述透鏡，設置樹脂層，所述樹脂層遍及所述多個透鏡的上面而形成，並使由所述多個透鏡形成的所述多個透鏡的凹凸平坦化，在與所述發光區域的短軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面以及與所述發光區域的長軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面的兩端部分形成的橢圓弧形狀的透鏡的表面，為使所述樹脂層的樹脂在所述多個透鏡之間的凹部流動的引導面。在製造工藝中，在為了粘接所述透鏡與封止玻璃而塗敷樹脂時，若在所述長軸方向的剖面的兩端部分沒有曲率，則所述樹脂不會填充到相鄰的像素之間的溝中，會混入空氣。其結果，由於該空氣混入，在預先設計時確定的透鏡的特性會改變，光取出效率會惡化。根據本方式，設置樹脂層，所述樹脂層遍及所述多個透鏡的上面而形成，並使由所述多個透鏡形成的所述多個透鏡的凹凸平坦化。在該情況下，在與所述發光區域的短軸方向對應的透鏡的出射側的剖面以及與所述發光區域的長軸方向對應的透鏡的出射側的剖面的兩端部分形成的橢圓弧形狀的透鏡的表面，作為使所述樹脂層的樹脂在所述多個透鏡之間的凹部流動的引導面而發揮功能。由此，所述樹脂層的樹脂沿著橢圓弧形狀的透鏡的表面流動，填充所述多個透鏡之間的凹部。因此，所述多個透鏡之間的凹部被所述樹脂層沒有間隙地填充，能夠防止空氣混入所述多個透鏡之間的凹部。其結果，能夠防止所述透鏡的折射率改變，高精度地取出光。另外，使所述樹脂層的樹脂在所述多個透鏡之間的凹部流動，不必另行設置引導部件，可利用作為已有結構的所述透鏡的表面，因此不會使層疊於所述像素單元上的膜厚變厚，能夠填充所述多個透鏡之間的凹部。因此，能夠抑制膜厚變厚，同時防止所述透鏡的特性改變並高精度地取出光。根據本方式，所述多個發光層可以為紅色、綠色、藍色的發光層。根據本方式，所述透鏡由折射率為1. 6 2. 1中的任一值的樹脂構成。由此，能夠抑制入射到所述透鏡的邊界面的入射光中由所述邊界面全反射的光量，能夠最大限度地取出在所述透鏡的邊界面沒有全反射而偏向的光。其結果，能夠使所述透鏡的光取出效率最大化。另外，優選，所述透鏡由折射率為1. 6 2. 1中的任一值的第一樹脂構成，所述樹脂層由折射率為1. 1 1. 5中的任一值的第二樹脂構成。
根據本方式，所述樹脂層由折射率為1. 1 1. 5的第二樹脂構成。由此，能夠抑制入射到所述樹脂層的入射光中由所述樹脂層全反射的光量，能夠最大限度地取出在所述樹脂層沒有全反射而偏向的光。其結果，在從所述透鏡入射的光入射到所述樹脂層的情況下，能夠使所述樹脂層偏向的光的取出效率最大化。根據本方式，在將與所述發光區域的短軸方向對應的所述透鏡的底面的長度設為 W、將從所述發光區域的發光面到所述透鏡的頂點的距離設為h的情況下，h/w為1以下。由此，從所述發光區域的發光面到所述透鏡的頂點的距離，被設定為從所述發光面發出的光沒有消失而能夠到達所述透鏡的頂點。因此，在所述透鏡的頂點，能夠最大限度地取出從所述發光面射出的光。其結果，能夠使所述光取出效率最優化。另外，優選，所述發光層與紅色、綠色或藍色各自對應，從所述發光區域的發光面到所述透鏡的頂點的高度受到規定。與紅色、綠色或藍色各自對應，光取出效率成為最優的從所述發光層到所述透鏡的頂點的所述發光層的高度不同。根據本方式，所述發光層與紅色、綠色或藍色各自對應，從所述發光區域的發光面到所述透鏡的頂點的高度受到規定。由此，所述發光層對紅色、綠色或藍色的各色而規定光取出效率最優的高度，因此，與所述各色對應，能夠使光取出效率最大化。另外，在將所述透鏡的長軸方向設為χ方向、將所述透鏡的高度方向設為ζ方向的 x-z平面對所述透鏡的長軸方向的剖面進行了投影的情況下，將在所述透鏡的長軸方向的同一直線上從所述發光區域的發光面到所述透鏡的頂點的高度相同的範圍的長度設為C、 將所述透鏡的長軸方向的長度設為2(c+d)、將所述透鏡從底面到頂點的高度設為b。在該情況下，所述透鏡的長軸方向的剖面形狀使用以下的關係式來規定，
權利要求
1.一種顯示面板裝置，具備像素単元，其包括將發光區域規定為具有長軸和短軸的形狀的發光層；和透鏡，其配置在所述像素単元的上方並覆蓋所述發光區域，透射從所述發光層照射的光，在所述發光區域的長軸方向的同一直線上，從所述發光區域的發光面到所述透鏡的頂點的高度相同，並且在所述高度相同的所述發光區域的長軸方向的區域中，與所述發光區域的短軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面的形狀相同，與所述發光區域的短軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面以及與所述發光區域的長軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面的兩端部分為具有預定曲率的橢圓弧形狀，在所述發光區域的短軸方向以及所述發光區域的長軸方向這兩個方向上，所述透鏡使從所述發光層照射的光偏向。
2.根據權利要求1所述的顯示面板裝置，所述發光區域的長軸方向的端部的上方被所述透鏡中所述兩端部分為所述橢圓弧形狀的部分覆蓋。
3.根據權利要求1所述的顯示面板裝置， 所述橢圓弧形狀包括圓弧形狀。
4.根據權利要求1 3中的任一項所述的顯示面板裝置， 所述像素単元包括多個發光層，與所述多個發光層各自對應地設置有多個所述透鏡，設置樹脂層，所述樹脂層遍及所述多個透鏡的上面而形成，並使由所述多個透鏡形成的所述多個透鏡的凹凸平坦化，在與所述發光區域的短軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面以及與所述發光區域的長軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面的兩端部分形成的橢圓弧形狀的透鏡的表面， 為使所述樹脂層的樹脂在所述多個透鏡之間的凹部流動的引導面。
5.根據權利要求4所述的顯示面板裝置， 所述多個發光層為紅色、緑色、藍色的發光層。
6.根據權利要求1所述的顯示面板裝置，所述透鏡由折射率為1. 6 2. 1中的任ー值的樹脂構成。
7.根據權利要求4所述的顯示面板裝置，所述透鏡由折射率為1. 6 2. 1中的任ー值的第一樹脂構成， 所述樹脂層由折射率為1. 1 1. 5中的任ー值的第二樹脂構成。
8.根據權利要求1所述的顯示面板裝置，在將與所述發光區域的短軸方向對應的所述透鏡的底面的長度設為《、將從所述發光區域的發光面到所述透鏡的頂點的距離設為h的情況下，h/w為1以下。
9.根據權利要求5所述的顯示面板裝置，所述發光層與紅色、緑色或藍色各自對應，從所述發光區域的發光面到所述透鏡的頂點的高度受到規定。
10.根據權利要求1所述的顯示面板裝置，在將所述透鏡的長軸方向設為X方向、將所述透鏡的高度方向設為Z方向的X-Z平面對所述透鏡的長軸方向的剖面進行了投影的情況下，將在所述透鏡的長軸方向的同一直線上從所述發光區域的發光面到所述透鏡的頂點的高度相同的範圍的長度設為C、將所述透鏡的長軸方向的長度設為2(c+d)、將所述透鏡從底面到頂點的高度設為b吋， 所述透鏡的長軸方向的剖面形狀使用以下的關係式來規定，
11.根據權利要求1所述的顯示面板裝置， 所述透鏡為凸透鏡。
12.根據權利要求1 11中的任一項所述的顯示面板裝置， 所述像素単元具有上部電極和下部電極，所述發光層設置於所述上部電極與所述下部電極之間。
13.根據權利要求12所述的顯示面板裝置，在所述發光層與所述下部電極之間包含空穴注入層。
14.一種顯示裝置，具備權利要求1 13中的任一項所述的顯示面板裝置， 呈矩陣狀配置有多個所述像素単元。
15.一種顯示面板裝置的製造方法，包括第一エ序，準備透鏡部，所述透鏡部與將發光區域規定為具有長軸和短軸的形狀的發光層對應而覆蓋所述發光區域，並透射從所述發光層照射的光； 第二エ序，準備所述發光層由封止層覆蓋的像素単元； 第三エ序，在所述透鏡部下形成樹脂層；以及第四エ序，在使所述透鏡部與所述像素單元貼合之後，使所述樹脂層硬化， 在所述發光區域的長軸方向的同一直線上，從所述發光區域的發光面到所述透鏡的頂點的高度相同，並且在所述高度相同的所述發光區域的長軸方向的區域中，與所述發光區域的短軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面的形狀相同，與所述發光區域的短軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面以及與所述發光區域的長軸方向對應的所述透鏡的出射側的剖面的兩端部分為具有預定曲率的橢圓弧形狀，在所述發光區域的短軸方向以及所述發光區域的長軸方向這兩個方向上，所述透鏡使從所述發光層照射的光偏向。
全文摘要
顯示面板裝置具備顯示單元，其包含發光層；和透鏡(18)，其配置於像素單元的上方並覆蓋發光層的發光區域(LR1)，透射從發光層照射的光。在發光區域(LR1)的長軸方向的同一直線上從發光區域(LR1)的發光面到透鏡(18)的頂點的高度相同。與發光區域(LR1)的短軸方向對應的透鏡(18)的出射側的兩端部分的剖面的兩端部分為具有預定曲率的橢圓弧形狀。
文檔編號G02B3/00GK102550126SQ201080043758
公開日2012年7月4日 申請日期2010年10月5日 優先權日2009年10月15日
發明者太田高志, 笠野真弘 申請人:松下電器產業株式會社