显示设备、模块和装备

文档序号:471202 发布日期:2021-12-31 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 显示设备、模块和装备 (Display device, module and arrangement ) 是由 大重秀将 中田纪彦 于 2021-06-16 设计创作,主要内容包括:显示设备、模块和装备。显示设备包括显示器件和与显示器件重叠的透光板。显示器件具有显示区域。显示区域与透光板之间设置有空隙。在显示区域与透光板之间,从显示器件的面向空隙的前表面到透光板的面向空隙的主面的距离G大于显示区域中的前表面的高度差H。高度差H大于1μm。(Display device, module and arrangement. The display apparatus includes a display device and a light-transmissive plate overlapping the display device. The display device has a display area. A gap is arranged between the display area and the light-transmitting plate. Between the display area and the light-transmitting plate, a distance G from a front surface of the display device facing the gap to a main surface of the light-transmitting plate facing the gap is larger than a height difference H of the front surface in the display area. The height difference H is greater than 1 μm.)

显示设备、模块和装备

技术领域

本公开涉及显示设备。

背景技术

显示设备包括与显示器件相对的透光板。日本特开2020-72187号公报讨论了一种显示设备,其中以在滤色器层和透光板之间提供空隙的方式通过粘接构件接合包括滤色器层和透光板的半导体器件。

发明内容

根据本公开的一方面,显示设备包括:显示器件,其包括显示区域;和透光板,其与所述显示器件重叠,其中,在所述显示区域与所述透光板之间设置有空隙,并且在所述显示区域与所述透光板之间,从所述显示器件的面向所述空隙的前表面到所述透光板的面向所述空隙的主面的距离G大于所述显示区域中的所述前表面的高度差H,并且所述高度差H大于1μm。

从以下参照附图对示例性实施方式的说明,本公开的其它特征将变得明显。

附图说明

图1A、图1B和图1C是示出模块和显示设备的示意图。

图2A和图2B是示出显示设备的示意图。

图3A和图3B是示出显示设备的示意图。

图4A和图4B是示出显示设备的示意图。

图5是示出显示设备的示意图。

图6A、图6B和图6C是示出显示设备的示意图。

图7是示出显示设备的示意图。

图8A、图8B、图8C和图8D是示出显示设备的示意图。

图9A和图9B是示出显示设备的示意图。

图10A和图10B是示出装备的示意图。

具体实施方式

如果显示设备设置有空隙,则显示设备的可靠性和显示品质比没有空隙的情况更易于下降。本公开旨在提供一种有利于防止显示设备的可靠性和显示品质下降的技术。

下面将参照附图说明本公开的示例性实施方式。在以下说明和附图中,多个附图中共同的要素由相同的附图标记表示。因此,将交叉参照多个附图来说明共同的要素,并且将适当地省略对由相同附图标记表示的要素的说明。

现在将说明第一示例性实施方式。图1A是包括显示设备800的显示模块900的截面图。图1B是显示设备800的平面图。图1C是显示设备800的截面图。尽管下面说明了显示设备800的示例性构造,但本示例性实施方式不需要包括显示设备800的所有示例性构造。显示设备800包括具有显示区域500(参见图1B和图1C)的显示器件100以及与显示器件100重叠的透光板300。透光板300与显示区域500在其间具有空隙180的情况下相对。换句话说,空隙180设置在显示区域500和透光板300之间。显示设备800包括将透光板300粘接到显示器件100的粘接构件200。显示区域500中配置有多个像素140。像素140均包括诸如发光元件、反射器元件和快门元件等的显示元件。显示器件100包括基板105。基板105可以是导体基板、绝缘体基板和半导体基板中的任一种。在本示例中,基板105是单晶硅半导体基板。属于像素140的至少一些半导体元件设置在基板105中或在基板105上。显示器件100包括位于显示区域500周围的周边区域600。透光板300与显示区域500和周边区域600相对。粘接构件200位于透光板300和显示器件100的周边区域600之间。粘接构件200与透光板300和显示器件100接触。

如图1A和图1C所示,显示设备800在像素140和透光板300之间设置有空隙180。透光板300具有主面310、与主面310相反的主面320和侧面330。透光板300的主面310比主面320更靠近显示器件100。在透光板300的两个主面310和320中,主面310是面向空隙180的面。显示器件100具有前表面101、与前表面101相反的背面102和端面103。显示器件100的前表面101比背面102更靠近透光板300。在显示器件100的前表面101和背面102中,前表面101是面向空隙180的面。空隙180是真空空间或包含气体的空间。如果显示区域500和透光板300之间的空间填充有透光构件而没有空隙180,则透光构件能够吸收光从而使光利用效率下降,由此使诸如亮度等的显示品质劣化。空隙180的设置能够减少显示器件100的前表面101和透光板300的主面310之间的光损耗(光吸收),这有利于改善光利用效率。空隙180中的气体通常是空气,空隙180也可称为气隙。空隙180中的气体不限于空气,也可以是诸如氮气和氩气的惰性气体或活性气体。透光板300与显示区域500和周边区域600相对。粘接构件200位于透光板300的主面310和显示器件100的前表面101之间。粘接构件200与透光板300的主面310和显示器件100的前表面101接触。包括在显示区域500中的像素140中的至少一些显示元件位于透光板300和基板105之间。

现在,从显示器件100的面向空隙180的前表面101到透光板300的面向空隙180的主面310的距离G将被定义为对应于空隙180的厚度的尺寸。下面将说明距离G的细节。在本示例中,透光板300隔着粘接构件200由显示器件100支撑。然而,透光板300可以由不与显示器件100接触的其它支撑构件支撑,而无需透光板300和显示器件100之间的粘接构件200。例如,显示器件100可以固定到具有被框架部包围的凹部的支撑构件中的凹部的底部,并且透光板300可以固定到框架部。以这种方式,框架部能够在透光板300与显示器件100之间形成空隙180。

显示器件100包括外部连接端子190。外部连接端子190设置于在显示器件100和透光板300堆叠的方向上不与透光板300重叠的位置处。如图1B所示,当在平面图中观察时,透光板300的面积比显示器件100的面积小。虽然显示器件100的包括显示区域500在内的大部分与透光板300重叠,但显示器件100的其余部分不与透光板300重叠。外部连接端子190设置于显示器件100的不与透光板300重叠的部分。可选地,如果在基板105中形成有贯通电极,则外部连接端子190能够设置在与透光板300重叠的位置处。

显示模块900包括连接到显示设备800的显示器件100的外部连接端子190的配线构件400,诸如柔性印刷电路。由于外部连接端子190设置于显示器件100的不与透光板300重叠的部分,所以透光板300不与配线构件400发生干涉。通过诸如焊料和各向异性导电膜(ACF)的导电构件410来进行外部连接端子190与诸如柔性印刷电路的配线构件400之间的电连接。显示模块900还可以包括固定至显示设备800的遮光构件450和以覆盖透光板300的方式固定至遮光构件450的透光构件470。在透光构件470和透光板300之间存在被遮光构件450包围的空间460。由于空间460被遮光构件450包围,所以遮光构件450可以被称为框架构件或外围构件。透光构件470用作封闭空间460的盖。透光构件470可以是诸如透镜和棱镜等的光学构件。使用者能够隔着透光构件470和透光板300观察显示在显示器件100的显示区域500上的图像。

图1B示出了当垂直于作为显示器件100的主面的前表面101或背面102观察时的显示设备800的平面图。平面图中的布局是指当在垂直于作为显示器件100的主面的前表面101或背面102的方向(主面的法线方向)上观察显示设备800时的布局,并且重叠的构件是透视可见的。在垂直于作为显示器件100的主面的前表面101或背面102观察时的平面图中,透光板300与显示器件100的显示区域500重叠。透光板300与显示器件100和像素140相对的方向(相对方向)是垂直于作为显示器件100的主面的前表面101或背面102的方向(主面的法线方向)。显示器件100包括具有有效像素的显示区域500和位于显示区域500周围的周边区域600。显示区域500可以被称为有效像素区。显示区域500为矩形。例如,显示区域500具有长度各自为1mm至100mm或5mm至50mm的边,具有1mm至100mm或5mm至50mm的对角线长度。例如,显示区域500的纵横比为16:V(V=8至13,通常V=9或12)。显示区域500的对角线长度优选为24mm以上。由于成年人的平均眼球尺寸为24mm,因此包括对角线长度为24mm以上的显示区域500的头戴式显示器能够为使用者提供出色的视频体验。周边区域600能够包括一个或多个周边回路所在的周边回路区域。显示设备800的周边回路包括用于驱动有效像素的驱动回路和用于处理待输入到有效像素的信号的处理回路,诸如数模转换回路(DAC)等。周边区域600能够包括位于周边回路区域和显示区域500之间的包括无效像素的无效像素区域。无效像素是指不具有有效像素功能的像素。示例包括虚像素(dummy pixel)、基准像素、测试像素和监控像素。

图1C是显示设备800的截面图。显示设备800包括形成于显示器件100的外部连接端子190。经由诸如焊料和ACF的导电构件410将诸如柔性印刷电路(FPC)的配线构件400连接到外部连接端子190。显示器件100包括基板105、半导体元件110、绝缘构件120、配线结构130、像素140和外部连接端子190(也称为焊盘)。经由粘接构件200将透光板300粘接至显示器件100,并且在像素140与透光板300之间设置有具有预定距离G的空隙180。基板105由诸如单晶硅的半导体制成。半导体元件110是晶体管和二极管,其中至少一些半导体元件110位于基板105中。配线结构130均包括具有铝层和铜层的多层配线层,以及通孔塞和触点塞。外部连接端子190能够由包括在配线结构130中的配线层构成。

绝缘构件120包括多个层间绝缘层,诸如氧化硅层、氮化硅层和碳化硅层。氮氧化硅和碳氮化硅主要由氮和硅组成,因此将被视为一种氮化硅。像素140设置在显示器件100的显示区域500中。像素140中包括的显示元件的示例包括EL显示器(ELD)中的电致发光(EL)元件、液晶显示器(LCD)中的液晶元件(快门元件)以及数字镜面设备(DMD)中的反射器元件。

像素140中的显示元件通过绝缘构件120中的通孔(未示出)连接到配线结构130,并经由配线结构130电连接到半导体元件110。一组红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)像素140通常表示全色显示单元145的颜色。显示单元145中包括的每个彩色像素140都可以被称为子像素。每个像素140包括至少一个显示元件,并且附有配线结构130和用于驱动显示元件的半导体元件110。每个像素140均能够包括对应于显示元件的光学元件,诸如微透镜和滤色器。各个像素140的尺寸将被称为像素尺寸。在本示例性实施方式中,像素尺寸将被定义为X。

图2A示出了由图1C中的虚线A包围的显示区域500和周边区域600的外围部分的放大图。图2B示出了包括显示区域500和空隙180的部分的放大图。

半导体元件110、绝缘构件120、配线结构130和像素140位于基板105的主面中/上。保护膜150设置在像素140的显示元件上。为各个像素140设置像素140的显示元件。例如,显示元件是白色EL元件。像素140包括白色EL元件、即显示元件,以及对应于白色EL元件的原色滤色器。从白色EL元件发射的白光透射通过原色滤色器,使得像素140呈现原色。如果像素140中包括的显示元件是原色EL元件,则可以省略像素140的滤色器,然而可以包括滤色器以改善色纯度。

如上所述,将像素140的尺寸定义为X。例如,像素140的尺寸X为1μm至100μm、1μm至50μm、2μm至20μm、3μm至10μm、5μm至10μm、或6μm至8μm。设置保护膜150以防止水分和氧气侵入到像素140中。保护膜150包括氮化硅、氧氮化硅、氧化硅或氧化铝的无机材料层。用于保护膜150的无机材料层在防止水分侵入位于保护膜150和基板105之间的有机材料层方面特别有利。位于保护膜150和基板105之间的有机材料层例如包括在显示元件中。其示例包括有机发光层。例如,保护膜150具有1μm至5μm、2μm至4μm或3μm的厚度。虽然在图2中保护膜150被示出为单层,但保护膜150可以具有包括多个无机材料层的多层结构。例如,保护膜150可以具有包括两个堆叠的氮化硅层的结构,或者包括在两个氮化硅层之间的氧化铝层的结构。在这种情况下,氧化铝层可以比两个氮化硅层薄。滤色器阵列152设置于保护膜150。树脂层151和153分别适当地设置在滤色器阵列152下方和上方。树脂层151形成为使保护膜150的凹凸表面平坦化。树脂层151可以由诸如丙烯酸树脂和环氧树脂等的透明树脂制成。例如,树脂层151具有100nm至1000nm的厚度。树脂层151的厚度例如为500nm。在保护膜150上设置至少一层树脂层。保护膜150上的树脂层的示例包括树脂层151、滤色器阵列152、树脂层153和透镜阵列170。保护膜150上的树脂层153设置在滤色器阵列152和空隙180之间。保护膜150上的树脂层151设置在滤色器阵列152和包括在保护膜150中的无机材料层之间。

将说明滤色器阵列152的细节。显示区域500中的滤色器阵列152包括配置成阵列的多种颜色的原色滤色器。滤色器阵列152的原色是R、G和B,而可以替代地使用青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)滤色器。滤色器可以是条状排列、德尔塔排列或拜耳排列。周边区域600中的滤色器阵列152包括多色部,其中多种颜色的滤色器配置成阵列。多色部可以包括与显示区域500中的配置相同的滤色器阵列,或者具有逐色不同像素尺寸的滤色器阵列。或者,周边区域600中的滤色器阵列152可以包括单色部,一种颜色的滤色器在该单色部中延伸。这里,单色部中的一种颜色的滤色器的宽度大于显示区域500中的各个颜色的滤色器的宽度(即,像素的宽度)。单色部中的单色滤色器的宽度也大于多色部中各个颜色的滤色器的宽度。例如,单色部的宽度为10μm以上,或者100μm以上,且1000μm以下。多色部可以设置在显示区域500的外侧,另外,单色部可以设置在多色部的外侧。可以与周边区域600的回路构造无关地配置多色部和单色部。单色部的颜色能够是包括在滤色器阵列152中的滤色器的多种颜色之一,其容易吸收可见光中波长较长的光。在R、G、B、C、M和Y滤色器中,期望将B滤色器用于单色部。原因是B滤色器容易吸收G光和R光。例如,滤色器阵列152具有0.5μm至5μm、1μm至3μm或1.5μm至2.5μm的厚度。

树脂层153能够通过使滤色器阵列152的表面平坦化来稳定待形成的透镜阵列170的形状。树脂层153具有100nm至1000nm的厚度,例如500nm。透镜阵列170可以设置于树脂层153。透镜阵列170至少设置在显示区域500中,并且也可以设置在周边区域600中。设置透镜阵列170以收集从像素140的显示元件发射的光来改善提取效率,并且可以由诸如丙烯酸树脂和苯乙烯树脂等的透明树脂制成。透镜阵列170可以由诸如氧化硅和氮化硅的无机材料(如果透明的话)制成。透镜阵列170通常是飞行阵列(fly array),其中具有球面、大致球面或非球面的微透镜二维排列成行和列。然而,透镜阵列170可以是柱面透镜的竖直或水平的一维阵列。在飞行阵列中,微透镜的离散顶点的数量可以与像素140的数量或显示单元145的数量相同。在本示例中,透镜阵列170中的微透镜对应于像素140。然而,在透镜阵列170中的微透镜可以对应于显示单元145。例如,透镜阵列170中的一个微透镜可以对应于包括在显示单元145中的多个像素,例如三个像素140R、140G和140B。显示区域500中的透镜阵列170的微透镜的顶点数C大于或等于设置在显示区域500中的显示单元145的数量N(C≥N)。通常,满足C=N×S,其中S是包括在显示单元145中的像素140的数量。如果S≥2,则满足C≥2×N。如果如在本示例中S=3,则满足C=3×N。如果包括三色子像素的显示区域500具有全高清(HD)标准分辨率(1920×1080),则数量N等于2073600(N=2073600),并且数量C等于6220800(C=6220800)。还可以使用具有比全高清标准分辨率更高的分辨率的显示区域500。在这种情况下,透镜阵列170具有超过6220800个的顶点。

例如,透镜阵列170具有0.5μm至5μm、1μm至3μm、或1.5μm至2.5μm的高度。例如,形成透镜阵列170的透明材料具有大约1.4至2.0的折射率。空隙180的折射率为1.0。与显示区域500和透光板300之间的空间填充有折射率为大约1.1至1.5的固体透光构件的情况相比,空隙180与透镜阵列170的折射率之差能够因此增大透镜阵列170的透镜光学能力。这既能够改善光的利用效率,还能够改善显示品质。以上述方式构造显示器件100,并且将粘接构件200设置在显示器件100的周边区域600中并将透光板300粘接到周边区域600。粘接构件200通常包括主要由树脂制成的树脂部,而粘接构件200可以包括诸如玻璃粉(glass frit)和金属钎焊料(metal braze)等的无机材料。期望地,在粘接构件200的树脂部中包括间隔件210。能够基于粘接构件200的厚度T控制构成显示器件100的前表面101的透镜阵列170与透光板300之间的空隙180的厚度(距离G)。由于在粘接构件200中包括间隔件210,因此能够基于粘接构件200中包括的间隔件210的尺寸来确定空隙180的厚度。如上所述,空隙180的厚度被定义为距离G。如在本示例性实施方式中那样,如果由于显示器件100中的透镜阵列170的存在而导致显示器件100的前表面101不平坦,则距离G是指从前表面101上的凸块的顶点到透光板300的距离。距离G可以指显示器件100的前表面101的最高部分和透光板300之间的距离,或者显示器件100的前表面101和透光板300之间的最短距离。能够将树脂珠或二氧化硅珠用作间隔件210。期望地,间隔件210是球形的,因为能够与取向无关地定义其尺寸。例如,球形间隔件210具有10μm至50μm、20μm至40μm、或30μm的直径。能够由位于与间隔件210接触的层(保护膜150的无机材料层或树脂层151和153)和透光板300之间的层(滤色器阵列152和透镜阵列170)的厚度来确定距离G。例如,如果位于与间隔件210接触的层和透光板300之间的层的总厚度为5μm以下并使用均具有30μm直径的间隔件210,距离G能够是25μm至30μm。

虽然透光板300能够由诸如玻璃和丙烯酸树脂的任何透光材料制成,但也适当地使用无碱玻璃。透光板300的厚度R没有特别限制,但例如适当地为0.1mm至1mm、0.3mm至0.7mm、或者为0.5mm。基板105的厚度S没有特别限制,但例如适当地为0.3mm至0.8mm。期望地,基板105的厚度S大于透光板300的厚度R(即,S>R)。原因是厚的基板105能够防止对显示器件100的损坏。如果基板105的厚度S小于300μm,则基板105能够朝向空隙180翘曲。同透光板300的侧面330和与显示器件100相对的主面310邻接的角部可以具有从透光板300的侧面330向主面310延伸的倾斜面340。倾斜面340相对于侧面330和主面310倾斜。倾斜面340可以通过对透光板300的基体进行倒角来形成。倾斜面340的设置能够防止在将透光板300粘接到显示器件100时透光板300的角部与显示器件100接触并损坏显示器件100。在这方面,倾斜面340的在平行于透光板300的主面310的方向上的宽度可以大于倾斜面340的在透光板300的主面310的法线方向上的宽度(深度)。换言之,在倾斜面340和主面310之间形成的角度(钝角)可以大于在倾斜面340和侧面330之间形成的角度(钝角)。例如,倾斜面340的在平行于透光板300的主面310的方向上的宽度为50μm至250μm、或200μm。例如,倾斜面340的在透光板300的主面310的法线方向上的宽度(深度)为50μm至250μm、或150μm。期望地,透光板300的两个主面310和320中的至少一者由形成于透光板300的基体的抗反射(AR)膜形成。AR膜的形成能够防止由于显示光在透光板300的界面处反射并在显示器件100处再次反射而发生重影(图像中出现多个轮廓的现象)。透光板300的主面310被定义为面向空隙180的表面。如果透光板300的基体面向空隙180,则基体的表面构成主面310。如果形成在透光板300的基体上的诸如AR膜的功能膜面向空隙180,则该功能膜构成透光板300的主面310。除AR膜之外的功能膜的示例包括抗静电膜、防雾膜和吸湿膜。

将参照图2A和图2B说明作为示例性实施方式的示例的有机EL显示设备。如图2A和图2B所示,根据本示例性实施方式的有机EL显示设备包括基板105。例如,由硅制成的单晶半导体基板能够用作基板105。诸如晶体管等的半导体元件110设置在作为基板105的前表面的主面1中/上。基板105可以是诸如玻璃基板和树脂基板等的绝缘体基板。用作半导体元件110的薄膜晶体管(TFT)可以配置于绝缘体基板。绝缘构件120设置于半导体元件110和基板105的主面1。绝缘构件120由氧化硅或氮化硅制成。电连接到半导体元件110的触点塞(未示出)配置于绝缘构件120中。由钨制成的导电构件埋入触点塞中。经由触点塞电连接至半导体元件110的配线结构130位于绝缘构件120内。配线结构130可以包括诸如铝构件和铜构件等的金属构件。为了防止金属扩散到绝缘构件120中,可以在绝缘构件120和配线结构130之间的界面处设置诸如Ti、Ta、TiN和TaN的阻挡金属。在基板105的周边区域600中,外部连接端子190和接地配线130E设置在与配线结构130相同的层中。如图1C所示,绝缘构件120在外部连接端子190上方具有开口,由此使外部连接端子190从绝缘构件120的开口露出。类似地,绝缘构件120在接地配线130E上方具有开口,由此使接地配线130E从绝缘构件120的开口露出。接地配线130E在后续步骤中连接到显示元件的对向电极。

用作像素140中包含的显示元件14的有机EL元件设置于显示区域500中的绝缘构件120。显示元件14均能够包括通过通孔塞电连接到配线结构130的像素电极141、对向电极142和设置在像素电极141和对向电极142之间的有机材料层143。像素电极141被诸如堤像素(bank pixel)的像素隔离部(未示出)逐像素地隔离,并起到各个有机EL元件(显示元件14)的阳极或阴极(在本示例中为阳极)的作用。对向电极142用作有机EL元件的阳极和阴极中的另一者(在本示例中为阴极)。期望地,像素电极141具有使得像素电极141的端部被由绝缘层制成的像素隔离区域(堤)覆盖以防止像素电极141和对向电极142之间的短路的结构。为了帮助从像素电极141注入和输送空穴,期望在有机发光层和像素电极141之间形成空穴注入层和空穴输送层。为了帮助从对向电极142注入和输送电子,期望在有机发光层和对向电极142之间形成电子输送层和电子注入层。这里,每个显示元件14均具有分层结构,该分层结构包括像素电极141、空穴注入层、空穴输送层、有机发光层、电子输送层、电子注入层和对向电极142。空穴注入层、空穴输送层、有机发光层、电子输送层和电子注入层均是有机材料层。构成有机材料层的有机材料通常是低分子量有机材料,但也可以是聚合有机材料。典型的树脂是聚合有机材料。硅树脂在侧链中含有无机骨架和有机基团,并且是兼具无机和有机性质的杂化材料。因此,硅树脂既可以分类为有机材料,也可以分类为无机材料。对向电极142对于所有像素140是共同的。对向电极142一直延伸到周边区域600并且连接到前述接地配线130E。对向电极142是设置于显示区域500和周边区域600的导体膜。对向电极142能够是由诸如银(Ag)的金属材料、诸如银(Ag)-镁(Mg)合金(AgMg)的合金材料或者诸如氧化铟锡(ITO)的透明导电材料制成的导体膜。为了相互连接,每个配线结构130的接地配线130E和对向电极142都包括被称为阴极触点的接触部700。有机材料层143和对向电极142通过气相沉积或使用金属掩模的溅射形成在显示区域500的整个表面。由于金属掩模和基板105之间存在一些空隙,所以材料能够扩散到金属掩模开口的外侧。由于有机材料层143扩散0.2mm以上,所以期望接触部700设置在显示区域500的边缘外侧至少0.2mm以上。例如,接触部700具有50μm以上且500μm以下的宽度,或者100μm至200μm的宽度。

然后在有机EL元件(显示元件14)上形成了用于密封的保护膜150以防止水分渗入。保护膜150设置用于保护显示元件14,并且也可以称为钝化膜或密封膜。可以在保护膜150上设置额外的透镜结构来改善光提取效率。在形成后述的滤色器阵列152之前,能够形成用于平坦化的树脂层151以减小有机EL元件之间的像素到像素的高度差。然后至少在显示区域500中的显示元件14(有机EL元件)上方形成滤色器阵列152。滤色器阵列152包括具有三种颜色(即R颜色、G颜色和B颜色)滤色器的有效像素部。例如,滤色器以德尔塔排列配置。主要包括一个或多个周边回路的周边区域600位于显示区域500外部。周边区域600中的绝缘构件120上也设置有滤色器阵列152。周边区域600中的滤色器阵列152可以如显示区域500中那样具有RGB三色并列配置或者三色分层结构以改善遮光性。可以单独配置其中一种颜色的滤色器。在单色配置的情况下,期望周边区域600中的滤色器阵列152是蓝色的,因为蓝色滤色器对于如同有机EL显示设备的显示区域500外的背景是暗部的应用提供了最小的可见性。不同于显示区域500中的滤色器阵列152的排列,周边区域600中的滤色器阵列152不需要呈德尔塔排列,并且可以以任何图案排列。下面将说明滤色器阵列152和在后续步骤中形成的粘接构件200之间的位置关系。由于前述接触部700的附近是不平坦的,因此期望将滤色器阵列152设置在接触部700内而不是在接触部700上。因此,期望对向电极142的外缘142E位于滤色器阵列152的外缘152E的外侧。结果,滤色器阵列152的外缘152E与对向电极142重叠。在本示例中,构成对向电极142的导电膜与粘接构件200重叠。为了对滤色器阵列152进行表面保护和平坦化,在滤色器阵列152上方形成了透明的树脂层153。透镜阵列170设置于树脂层153。透镜阵列170包括设置用于各个像素140的多个微透镜,并且能够通过曝光和显影工艺形成。具体地,形成了由用于形成微透镜的材料制成的膜(光致抗蚀剂膜),并且通过使用具有连续灰度的掩模对光致抗蚀剂膜进行曝光和显影。这种掩模的示例可以包括灰色调掩模和区域灰度掩模。区域灰度掩模是具有比曝光系统的分辨率高的分辨率的点的遮光膜,并且改变点密度分布以使得光能够以连续的灰度照射在成像面上。通过曝光和显影工艺形成的微透镜能够被回蚀以调整透镜形状。在本示例中,使用光敏透明丙烯酸树脂作为透镜阵列170的材料。透镜阵列170不仅可以位于显示区域500中,而且可以位于周边区域600中的任意位置处。周边区域600中的透镜阵列170的形状可以与显示区域500中的透镜阵列170的形状不同。

下面,通过诸如分配和丝网印刷等的技术将用于形成粘接构件200的树脂材料施加到基板105的除外部连接端子190的区域之外的周边区域600。在将透光板300安装于基板105之后,树脂材料被固化以形成粘接构件200。如图2A和图2B所示,显示器件100的最外表面(即透镜阵列170)和透光板300之间的距离G由固化的粘接构件200的厚度T确定。粘接构件200能够由诸如紫外线(UV)固化树脂、热固性树脂和双组分混合树脂等的环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂和聚酰亚胺树脂等中的任何一种树脂制成,并且期望间隔件210被适当地包含在树脂中。期望的是包含间隔件210,因为能够通过间隔件210的尺寸容易地控制在粘接基板105和透光板300时粘接构件200的厚度T,由此能够精确地控制透镜阵列170和透光板300之间的距离G。虽然能够使用诸如玻璃珠和树脂珠的任何间隔件作为间隔件210,但期望使用树脂珠,因为树脂珠几乎不会损坏基板105上的绝缘构件120和保护膜150。如果滤色器阵列152未设置在形成粘接构件200的整个区域下方,则能够将粘接构件200的厚度T设置为大于滤色器阵列152和透镜阵列170的总厚度。这能够产生限定透镜阵列170和透光板300之间的距离G的空隙180。尽管距离G和厚度T可以相同,但距离G通常小于厚度T(G<T)。例如,如果滤色器阵列152具有1.5μm的厚度并且透镜阵列170具有2μm的厚度,则期望粘接构件200的厚度T为3.5μm以上。50μm以下的厚度T对于粘接构件200而言就足够了。因此距离G能够小于50μm。在本示例中,透光板300由无碱玻璃制成。例如,透光板300具有0.1mm至1mm、0.3mm至0.7mm、或0.5mm的厚度。倾斜面340通过倒角形成在侧面330和透光板300的与显示器件100相对的主面310之间的角部处。

可以采用晶片级封装。例如,基板105被制备为硅晶片。在硅晶片上形成有多个显示器件,并且在各个显示器件上形成有滤色器阵列152。然后在硅晶片上形成粘接构件200以包围各个显示器件。制备用作透光板300的玻璃晶片,并经由粘接构件200将玻璃晶片与硅晶片粘接。将硅晶片与玻璃晶片的粘接体切割以用于各个器件。能够在切割之后去除玻璃晶片的在外部连接端子190上方的部分。

然后通过使用诸如粘接线、凸块和各向异性导电树脂等的安装手段(未示出)将外部连接端子190和外部电源(未示出)彼此连接,从而完成根据本示例性实施方式的有机EL显示设备。此外,预先安装有透光构件470的遮光构件450与显示设备800的透光板300接触并通过施加在任意位置处的粘接剂(未示出)固定,从而完成显示器模块900。

将参照图2B说明显示区域500中的距离G。在显示区域500中,显示器件100的前表面101具有高度差H。例如,高度差H为0.5μm至5μm、1μm至3μm、或1.5μm至2.5μm。前表面101的相对高的部分将被称为高部170T,而相对低的部分将被称为低部170B。为了方便起见,高部170T和低部170B之间的边界可以设在与高度差H的一半相对应的位置处。在图2B中,高度差H能够通过由于透镜阵列170的形状引起的凸块和凹块形成。可选地,如图3A所示,高度差H能够通过由于滤色器阵列152中的滤色器引起的凸块和凹块形成。透镜阵列170和滤色器阵列152的形状可以反映在高度差H上。诸如保护膜150等的其它部件的形状可以反映在高度差H上。

由于显示设备800的使用者以光学方式观察显示区域500,因此显示设备800的显示品质会因异物而降低。由于异物导致的光学显示品质的下降难以通过诸如信号处理等的电子技术来校正。因此,针对异物的措施对于显示设备800而言是重要的。在针对异物采取措施时要考虑的高度差H大于1μm。1μm以下的高度差H被认为是实质平坦的,并且这里将省略其讨论。特别地,小于显示设备800中使用的可见光的波长(400nm至800nm,典型地为550nm)的异物被认为对使用者而言的显示品质没有太大影响。在高度差H为100nm以下的情况下,前表面101可以被认为是实质平坦的。期望透光板300的主面310的与显示区域500相对的部分具有比显示区域500中的显示器件100的前表面101的高度差H小的高度差。例如,透光板300的主面310的与显示区域500相对的部分具有1μm以下、500nm以下、或100nm的高度差。本示例性实施方式的特征之一在于,显示区域500与透光板300之间的距离G大于高度差H。

将检查距离G与包括在显示区域500和透光板300之间的异物DUS的关系。假设异物DUS的尺寸Q不超过高度差H(Q≤H)。在这种情况下,即使前表面101与主面310接触(G=0),异物DUS的影响也是小的,因为异物DUS位于前表面101的低部170B和透光板300之间。然而,具有小于或等于高度差H的尺寸Q(Q≤H)的异物DUS有时能够粘附到高部170T。在这种情况下,如果距离G小于或等于异物DUS的尺寸Q(G≤Q),则异物DUS能够与前表面101和主面310接触并固定到前表面101和主面310。此外,异物DUS可能被透光板300压靠在显示器件100上。异物DUS的固定能够导致图像品质下降。异物DUS的加压会损坏显示器件100。为了减少这种问题,可以使距离G大于异物DUS的尺寸Q(G>Q)。考虑到Q≤H,距离G能够被设定为满足Q≤H<G。由此可见,将距离G设定为大于高度差H有利于防止在存在尺寸Q小于高度差H的异物DUS的情况下显示设备800的可靠性和显示品质的下降。作为针对尺寸Q小于高度差H的异物DUS的措施,距离G可以是10μm以下。

将参照图2B详细说明根据本示例性实施方式的像素尺寸X和距离G之间的关系。本示例性实施方式的特征之一是,在显示区域500和透光板300之间的区域中,距离G大于像素尺寸X(G>X)。在图3A中,省略了显示器件100的半导体元件110和配线结构130以仅图示像素140。为各个像素140设置了显示元件14。在本示例中,显示单元145包括R像素140R、G像素140G和B像素140B。

图4A和图4B示出了当在作为显示器件100的主面的前表面101的法线方向上观察显示单元145时像素140的平面布局。图4A示出了条状排列,并且图4B示出了德尔塔排列。在图4B中,包括在每个显示单元145中的像素140被粗线包围。期望采用像素140的在所有颜色的像素140周期性排列的方向上的长度作为像素尺寸X。如果像素140的轮廓具有多边形平面形状,则像素尺寸X能够由多边形的对边之间的距离定义。如果一对对边与另一对对边的对边之间的距离不同,则可以采用最短距离作为像素尺寸X。在图4A的示例中,像素140具有矩形轮廓,并且像素尺寸X由矩形的长边之间的距离定义,即短边的长度。其原因在于,在图4A的示例中,像素140R、140G和140B在矩形形状的长边彼此相邻的方向(图中的水平方向)上周期性排列。在图4B的示例中,像素140具有多边形轮廓,像素尺寸X由多边形形状的对边之间的距离定义。其原因在于,在图4B的示例中,像素140R、140G和140B在矩形形状的对边相邻的方向(图中的水平方向)上周期性排列。

将参照图3A、图3B、图4A和图4B说明在显示器件100和透光板300之间、即在空隙180中存在异物DUS的情况。异物DUS可能原本就附着于显示器件100或透光板300,或者当将透光板300粘接到显示器件100时可能已经包含在它们之间。不超过像素尺寸X的小异物的存在仅可以被抑制在有限的范围。将说明在存在小于或等于像素尺寸X的异物的情况下保持显示品质的显示器件100的结构。如图3A所示,假设尺寸为Q的异物DUS具有直径为Q的球体形状的模型。异物DUS的尺寸Q小于或等于像素尺寸X,即Q≤X。如果距离G小于或等于异物DUS的尺寸Q(G≤Q)时,则当将透光板300粘接至显示器件100时,异物DUS可能被压入像素140中从而损坏像素140并使像素140不能发光。此外,被夹持固定在透光板300和显示器件100之间的异物DUS能够阻挡来自像素140的光或改变光的光路。换句话说,如果距离G小于像素尺寸X,则显示品质会受到异物DUS的损害。相反,如果如在本示例性实施方式中那样距离G大于异物DUS的尺寸Q(G>Q),则能够防止异物DUS被压入像素140中。因此,通过满足Q≤X<G从而满足Q≤X和Q<G,或者等效地使距离G大于像素尺寸X(X<G),能够防止由于异物DUS引起的显示品质的下降。因此将距离G设计为大于像素尺寸X(G>X)能够改善显示品质。

如果在像素140上存在大于像素尺寸X的异物DUS,则异物DUS会阻挡发出的光,并且根据显示器件100的标准可能导致像素缺陷。将参照图5说明距离G的期望范围。在图5中,第一颜色(例如,R)的像素140R的像素尺寸将被定义为X。不同于第一颜色的第二颜色(例如,G)的像素140G的像素尺寸将被定义为Y。不同于第一颜色和第二颜色的第三颜色(例如,B)的像素140B的像素尺寸将被定义为Z。在图5中,相同颜色的像素被赋予相同的阴影图案。图5中各个颜色的阴影图案与图4A和图4B中的相同。图5中的像素140R、140G和140B对应于图4A和图4B中水平排列的像素140R、140G和140B。像素尺寸X、Y和Z可以不同(X<Y<Z,X>Y>Z,或Y<X<Z)或相同(X=Y=Z)。与第一颜色的像素140R相同颜色(例如,R)的像素140R'的像素尺寸将被定义为X'。与第一颜色的像素140R相同颜色(例如,R)的另一个像素140R”的像素尺寸将被定义为X”。像素尺寸X、X'和X”可能不同(X<X'<X”、X>X'>X”或X'<X<X”)或相同(X=X'=X”)。与第二颜色的像素140G相同颜色(例如,

G)的像素140G'的像素尺寸将被定义为Y'。与第三颜色的像素140B相同颜色(例如,B)的像素140B'的像素尺寸将被定义为Z'。像素尺寸Y和Y'可以不同(Y<Y'或Y>Y')或相同(Y=Y')。像素尺寸Z和Z'可以不同(Z<Z'或Z>Z')或相同(Z=Z')。

现在,将注意力集中于具有像素尺寸X的像素140R。相同颜色的像素140R'和140R”位于所关注的像素140R的两侧。其它颜色的像素配置在像素140R与两侧的相同颜色的像素140R'和140R”之间。如图5所示,如果每个显示单元145具有RGB三色构造并且所关注的像素140R是R,则G和B像素配置在像素140R与两侧的相同颜色的像素140R'和140R”之间。从像素140R到像素140R'的距离将被定义为Da,并且从像素140R到像素140R”的距离将被定义为Db。通常,它们由以下等式给出:Da=Y'+Z和Db=Y+Z'。像素140R和140R'之间的节距将被定义为Pa,并且像素140R和140R”之间的节距将被定义为Pb。两个像素之间的节距是指两个像素各自的中心之间的距离。它们由以下等式给出:Pa=X/2+Da+X'/2和Pb=X/2+Db+X”/2。通常,它们由以下等式给出:Pa=X+Da和Pb=X+Db。

在G>X的情况的说明中,已经检查了具有比像素尺寸X小的尺寸Q的异物DUS对显示品质的影响。在以下说明中,将检查具有比像素尺寸X大的尺寸Q的异物DUS。由于异物DUS具有较大的尺寸,所以被夹持固定在透光板300与显示器件100之间的异物DUS导致的显示缺陷或由压靠显示器件100的异物DUS导致的显示缺陷影响较大范围的像素。期望将由异物DUS的固定和加压引起的这种显示缺陷限制在三个像素(包括所关注的像素及其两侧的像素)的范围内。在图5中,由尺寸Qc表示的范围对应于该指标要检查的异物DUS的尺寸Q。一个第一颜色(例如,R)像素140R位于一个第二颜色(例如,G)像素140G和一个第三颜色(例如,B)像素140B之间。尺寸Q=Qc=X+Y+Z这一等式能够满足G>Q。换言之,期望距离G大于像素140R的像素尺寸X、像素140G的像素尺寸Y以及像素140B的像素尺寸Z之和(G>X+Y+Z)。将X=Y=Z应用于G>X+Y+Z得到G>3×X。如果像素尺寸X为6μm以上,则距离G只需为18μm以上。

下面,将检查进入显示区域500和透光板300之间的空隙180的异物DUS。假设粘接构件200的图案具有开口(间隙250),其中如下所述不存在粘接构件200。在这种情况下,距离G越大,异物DUS越容易进入。此外,距离G越大,越容易发生重影,即、由显示光的在透光板300处反射并且在显示器件100处再次反射的部分导致的能够看到多个图像轮廓的现象。出于这样的原因,期望为距离G设置适当的上限。由于显示设备800的品质标准根据产品规格而变化,因此指标是为了防止相同颜色或不同的颜色的多个相邻像素中的显示缺陷。

第一指标是为了防止所关注的像素及其两侧的相同颜色的像素中的显示缺陷。如果异物DUS存在于包括像素140R、140R'和140R”的总共三个相同颜色(例如,R)的像素,则认为易于发生显示缺陷。在图5中,相同颜色的三个像素如下所述。第一颜色(例如,R)像素140R在像素140R具有像素尺寸X的方向上位于两个第一颜色(例如,R)像素140R'和140R”之间。在图5中,由尺寸Qa表示的范围对应于要按照第一指标检查的异物DUS的尺寸Q。两个第二颜色(例如,G)像素140G和140G'以及两个第三颜色(例如,B)像素140B和140B'位于两个第一颜色像素140R'和140R”之间。尺寸为Q的异物DUS存在于相同颜色(例如,R)的三个像素的情况是指满足条件Q>Pa+Pb的情况。应满足条件G<Q,以防止具有尺寸Q的异物DUS到达或进入,并且合理地满足条件G<Pa+Pb<Q。距离G可以小于像素140R与两个像素140R'和140R”中的一者(这里为像素140R')之间的节距Pa以及像素140R与两个像素140R'和140R”中的另一者(这里为像素140R”)的节距Pb之和。将Pa=X+Da和Pb=X+Db代入G<Pa+Pb得到G<X+Da+X+Db。为了防止由满足条件Q>X+Da+X+Db的异物DUS引起的显示缺陷、即相同颜色的三个像素中的显示缺陷,可以满足条件Q<X+Da+X+Db。假设异物DUS是球形的,则距离G<Q能够防止具有尺寸Q或更大尺寸的异物DUS进入粘接构件200中的开口(间隙250)并导致显示缺陷。换句话说,要满足条件G<X+Da+X+Db。将Da=Y'+Z和Db=Y+Z'代入G<X+Da+X+Db得出G<X+Y'+Z+X+Y+Z'。将Y'=Z=X=Y=Z'应用于G<X+Y'+Z+X+Y+Z'得出G<6×X。

在G<6×X的情况下,如果像素尺寸X例如为8μm以下,则距离G将小于48μm。至于针对具有大于像素尺寸X的尺寸Q的异物DUS的措施,期望距离G为20μm以上。考虑到异物DUS的工业可管理尺寸,小于50μm的距离G就足够了。

第二个指标用于减少所关注的像素及其两侧的不同颜色的像素中的显示缺陷。在图5中,由尺寸Qb表示的范围对应于要按照第二指标检查的异物DUS的尺寸Q。在尺寸Q=Qb=Da+X+Db的情况下,满足条件G<Q。换言之,期望距离G也小于两个像素140R'和140R”之间的距离(G<Da+X+Db)。将Da=Y'+Z和Db=Y+Z'代入G<Da+X+Db得出G<Y'+Z+X+Y+Z'。将Y'=Z=X=Y=Z'应用于G<Y'+Z+X+Y+Z'得出G<5×X。在G<5×X的条件下,如果像素尺寸X小于8μm,则距离G应小于40μm。

虽然已经说明了存在于透光板300和显示器件100之间的异物DUS,但异物DUS也能够粘附到透光板300的主面320。使用者能够视觉观察到主面320上的异物DUS。然而,如果主面320上的异物DUS远离显示区域500,则使用者在观察显示区域500时可能不会将注意力集中在主面320上的异物DUS,从而能够减小异物DUS存在的影响。为了使主面320与显示区域500充分分离,期望主面320与主面310之间的距离、即透光板300的厚度R至少大于距离G(R>G)。换言之,距离G能够小于透光板300的厚度R。由于在用粘接构件200密封的狭窄空隙180中存在异物DUS的可能性低于异物DUS附着于主面320的可能性,所以满足关系R>G作为针对异物DUS的适当措施是合适的。虽然厚度R可以是0.1mm至1mm,但距离G可以小于100μm。

显示区域500的面积越大,存在异物DUS的可能性越高并且异物DUS的影响越大。例如,显示区域500的边长可以是5mm至50mm,并且显示区域500的面积可以是25mm2至2500mm2。考虑到显示器件100的工业化生产,期望显示区域500的面积小于2912mm2。能够使用市售的半导体曝光设备(由佳能公司制造的i-line stepper"FPA-5510iX",最大曝光范围为52mm×56mm)通过批量曝光来形成小于2912mm2的显示区域500。还期望显示区域500具有小于1392mm2的面积。能够使用市售的半导体曝光设备(由佳能公司制造的KrF扫描仪"FPA-6300ESW",曝光范围为33mm×42.2mm)通过批量曝光来形成小于1392mm2的显示区域500。与通过使用i-line stepper相比,通过使用KrF扫描仪能够形成小于1392mm2的显示区域500的更精细结构。显示区域500可以具有小于858mm2的面积。能够使用市售的半导体曝光设备(由佳能公司制造的KrF扫描仪"FPA-6300ES6a",曝光范围26mm×33mm)通过批量曝光来形成小于858mm2的显示区域500。也能够使用其它市售的半导体曝光设备(由尼康公司制造的ArF扫描仪"NSR-S322F",曝光范围为26mm×33mm)通过批量曝光来形成小于858mm2的显示区域500。与通过使用KrF扫描仪相比,使用ArF扫描仪能够形成小于858mm2的显示区域500的更精细结构。即使显示区域500具有214mm2以上的面积,具有26mm×33mm曝光范围的曝光设备也能够通过一次照射曝光两个或多个器件的显示区域500,从而得到高生产性。然而,如果显示区域500的长边为16.5mm以上,则在33mm方向上一次照射所曝光的范围只能容纳一个器件的显示区域500。这会降低显示器件100的生产性。针对异物DUS的上述措施在这种情况下特别有用。如果显示区域500的长边为16.5mm以上并且显示区域500的纵横比为16:9,则对角线长度约为19.0mm以上并且显示区域500的面积为153mm2以上。如果显示区域500的长边为16.5mm以上并且显示区域500的纵横比为4:3,则对角线长度为约20.7mm以上并且显示区域500的面积为约205mm2以上。因此,本示例性实施方式适用于包括具有19mm以上的对角线长度的显示区域500的显示器件100和具有153mm2以上的面积的显示区域500的显示器件100。如果显示区域500的对角线长度为24mm以上且显示区域500的纵横比为16:9,则显示区域500的面积为245mm2以上。如果显示区域500的纵横比为4:3,则显示区域500的面积为276mm2以上。虽然在前面的说明中说明了使用批量曝光,但能够使用分割曝光(无缝曝光)(split exposure(seamless exposure))来形成具有大面积的显示区域500,而不受半导体曝光设备的限制。使用曝光范围为26mm×33mm的曝光设备的分割曝光能够制造具有大于858mm2的显示区域500的显示器件100。由于具有大于858mm2的显示区域500的显示器件100的生产性甚至更低,针对异物DUS的上述措施更加有用。可以在制造显示器件100的步骤中一起使用曝光范围为26mm×33mm的曝光设备、曝光范围为33mm×42.2mm的曝光设备和曝光范围为52mm×56mm的曝光设备。根据显示器件100的制造步骤,可以选择性地使用批量曝光和分割曝光。鉴于显示器件100周围的周边区域600的存在,可以通过应用能够曝光大于显示区域500的面积的曝光设备和曝光方法(批量曝光/分割曝光)来制造具有上述尺寸的显示区域500的显示器件100。

图3B示出了显示器件100的截面图,其中透镜阵列170设置在像素140的显示元件14上。与图3A一样,图3B仅示出了基板105和包括透镜阵列170的像素140,省略了显示器件100的半导体元件和配线结构。如图3B所示,经由粘接构件200将显示器件100和透光板300粘接。透镜阵列170和透光板300间隔距离G,并且透镜阵列170和透光板300之间设置有空隙180。显示单元145包括一组分别对应于R、G和B三种颜色的像素140R、140G和140B。图2B是图2A和图3B中的显示单元145的放大图。透镜阵列170包括设置于各个像素140的微透镜。透镜阵列170具有高度差H。如果相邻的微透镜间隔开,则透镜阵列170的厚度对应于透镜阵列170的高度差H。如果相邻的微透镜没有间隔开而是彼此接触,则如图2B所示,透镜阵列170的前表面101的高部170T和低部170B之间的距离对应于透镜阵列170的高度差H。假设透镜阵列170的微透镜是具有与像素尺寸X相同的直径的半球(高度为直径的二分之一)。在这种情况下,透镜阵列170的高度差H可以是像素尺寸X的二分之一(H=X/2)。然而,半球形微透镜光学效率低并且生产性低。因此期望微透镜是非球形或小于半球。因此,期望透镜阵列170的高度差H小于像素尺寸X的二分之一。如果使用这种透镜阵列170,则显示区域500中的前表面101的高度差H小于构成显示区域500的多个像素140之一的像素尺寸X的二分之一。期望满足条件H<X/2。

粘附到显示器件100的前表面101的异物DUS在粘接透光板300之前被洗掉。相比之下,被卡在透镜阵列170的表面凸块之间并且小于高度差H的小异物DUS不能通过洗涤去除而残留在其上。如图3B所示,与具有高度差H的表面凸块和凹块具有Q<H的尺寸关系的异物DUS容易残留。假设在这种异物DUS已经移动到透镜阵列170的高部170T的状态下粘接透光板300和显示器件100。在这种情况下,如果透光板300与透镜阵列170之间的距离G太小,则异物DUS会损坏显示器件100。通过将距离G设置为大于具有Q<H的尺寸关系的异物DUS、即G>H,能够防止残留在透镜阵列170的表面凸块之间的异物DUS损坏显示器件100。例如,透镜阵列170的高度差H为0.5μm至5μm、1μm至3μm、或1.5μm至2.5μm。距离G例如为3μm至10μm。如果显示区域500中的前表面101的高度差H归因于透镜阵列170,则有极大量的凸块和凹块重复。因此,即使显示区域500中的前表面101的高度差H为1μm以下,也期望满足G>H的关系。

接下来,将参照图6A至图6C说明显示设备800的其它特征构造。如图6A所示,多个像素140配置在显示器件100的显示区域500中。周边区域601和602设置在显示区域500周围。周边区域601指的是在显示区域500左侧和右侧的周边区域。周边区域602指的是在显示区域500上方和下方的周边区域。为了抑制周边区域601和602中的反射,滤色器阵列152也延伸到显示区域500的外部。滤色器阵列152的外缘152E位于周边区域601和602。在本示例性实施方式中,如图6A所示,接触部700位于周边区域601中。周边区域601和602的宽度之间的比较示出了设置有接触部700的周边区域601更宽,并且周边区域602比周边区域601窄。在本示例性实施方式中,粘接构件200因此被放置成:在周边区域602中,滤色器阵列152的外缘152E与粘接构件200的一部分重叠。粘接构件200的内缘201、或面向空隙180的侧面,与滤色器阵列152重叠。粘接构件200的外缘202、或与面向空隙180的表面相反的侧面,不与滤色器阵列152重叠。换言之,粘接构件200的内缘201设置于滤色器阵列152,并且粘接构件200的外缘202设置在滤色器阵列152的外缘152E外侧。相比之下,在配置有接触部700的周边区域601中,粘接构件200的内缘201和外缘202两者均位于滤色器阵列152的外缘152E的外侧。图6B示出了周边区域601的结构的X-X'截面。图6C示出了周边区域602的结构的Y-Y'截面。如图6B和图6C所示,显示器件100包括基板105。在基板105的前表面和背面中,设置有晶体管的表面将被称为主面1。半导体元件110、绝缘构件120、以及配线结构130形成在基板105的主面1中/上。多个像素电极141、与多个像素电极141相对的对向电极142以及介于多个像素电极141与对向电极142之间的有机材料层143设置在绝缘构件120中/上。虽然这里省略,但绝缘像素分隔部(也称为堤)可以位于多个像素电极141之间。如上所述,像素140的显示元件14是EL元件,每个EL元件均包括像素电极141、有机材料层143和对向电极142。在每个EL元件中,像素电极141用作阳极,而对向电极142用作阴极。配线结构130设置在多个像素电极141和基板105之间。像素电极141和对向电极142与配线结构130的适当配线连接。如图6B所示,接触部700设置在周边区域601中。在接触部700中,对向电极142连接到设置在周边区域601中的接地配线130E。

保护膜150覆盖了像素140的显示元件14(对向电极142、有机材料层143和像素电极141)、配线结构130、绝缘构件120和基板105。

滤色器阵列152隔着树脂层151设置在保护膜150上。树脂层153设置在滤色器阵列152上。换言之,滤色器阵列152位于树脂层151和153之间。树脂层151用作粘接剂层,并且树脂层153用作平坦化层。树脂层153设置在显示区域500以及周边区域601和602上。滤色器阵列152设置在树脂层153与显示器件100之间。如果滤色器阵列152未设置于周边区域601和602,则图像品质会由于光在周边区域601和602处的反射以及光在周边区域601和602上的入射而下降。因此滤色器阵列152一定程度上设置在显示区域500外部的区域中。树脂层153覆盖了滤色器阵列152的外缘152E的侧面。树脂层151和153堆叠在滤色器阵列152的外缘152E外部的保护膜150上。

粘接构件200设置在周边区域601和602中,并且粘接透光板300。

为了改善周边区域600的遮光性,滤色器阵列152能够一直形成到基板105的端部,并能够在滤色器阵列152上形成粘接构件200以粘接透光板300。然而,滤色器阵列152包含颜料,并且滤色器阵列152与基体层之间的粘附性低。这引起了在滤色器阵列152和粘接构件200之间的界面处以及在滤色器阵列152和基体层之间的界面处出现层间剥离的问题。由于在形成粘接构件200时树脂的固化收缩以及当显示设备800暴露于高温高湿环境时的膨胀和收缩而能够发生这种层间剥离。

在本示例中,如下所述,在粘接构件200下方存在不包括滤色器阵列152的区域。在粘接构件200下方设置不包括滤色器阵列152的区域能够防止粘接构件200与显示器件100之间由于在固化粘接构件200时的体积收缩而产生层间剥离。还能够防止由于暴露于高温高湿环境下的材料膨胀和收缩而导致的粘接构件200与显示器件100之间的层间剥离。还能够防止滤色器阵列152与滤色器阵列152的基体层之间的层间剥离。特别地,如果滤色器阵列152包含颜料,则与滤色器阵列152包含染料的情况相比,对要粘接的构件的粘附性低。如果滤色器阵列152包含颜料,则由于在固化粘接构件200时的体积收缩以及当显示设备800暴露于高温高湿环境时的膨胀和收缩,容易发生层间剥离。本示例因此适用于滤色器阵列152包含颜料的情况。

下面,将说明粘接构件200的配置位置的细节。如图6B所示,设置有接触部700的周边区域601比未设置接触部700的周边区域602宽。在周边区域601中,粘接构件200因此设置在滤色器阵列152的外缘152E的外侧。粘接构件200设置在树脂层151和153与透光板300之间。换句话说,存在树脂层151和153在粘接构件200和显示器件100之间延伸的区域。如上所述,在粘接构件200下方设置不包括滤色器阵列152的区域能够防止粘接构件200和显示器件100之间由于在固化粘接构件200时的体积收缩而产生层间剥离。还能够防止粘接构件200和显示器件100之间由于暴露于高温高湿环境下的材料膨胀和收缩而产生层间剥离。也能够防止滤色器阵列152与滤色器阵列152的基体层之间的层间剥离。

相比之下,未设置接触部700的周边区域602比周边区域601窄,因此,其构造如下:如图6C所示,粘接构件200的内缘201设置于形成在显示区域500外侧的滤色器阵列152。粘接构件200的外缘202位于滤色器阵列152的外缘152E外侧。粘接构件200部分位于树脂层151、滤色器阵列152与树脂层153和透光板300之间,并且部分位于树脂层151和153与透光板300之间。在粘接构件200与滤色器阵列152之间存在重叠区域205。换言之,在粘接构件200和显示器件100之间存在树脂层151和153延伸的区域以及树脂层151和153以及滤色器阵列152延伸的区域。由此设置粘接构件200以与滤色器阵列152重叠能够节省与重叠区域205的宽度一样多的空间,并且能够减小显示器件100的尺寸。重叠区域205具有上述的层间剥离风险。然而,由于粘接构件200设置在重叠区域205外侧的不包括滤色器阵列152的区域中,所以防止了层间剥离在整个粘接构件200中在宽度方向上发展。结果,能够防止粘接构件200和显示器件100之间由于固化粘接构件200时的体积收缩而产生层间剥离。还能够防止由于材料在暴露于高温高湿环境下的膨胀和收缩而导致的粘接构件200和显示器件100之间的层间剥离。也能够防止在滤色器阵列152和滤色器阵列152的基体层之间的界面处的层间剥离。

例如,粘接构件200具有0.1mm至2mm、0.5mm至1mm、或0.8mm的宽度。从粘接构件200的内缘201到滤色器阵列152的外缘152E的距离、即重叠区域205的宽度例如为10μm至500μm、50μm至200μm、或100μm。例如,从滤色器阵列152的外缘152E到粘接构件200的外缘202的距离为0.1mm至1mm、0.5mm至1mm、或0.7mm。粘接构件200能够包括树脂基体和分散在基体中的树脂间隔件。通过间隔件的粒径来调整显示器件100与透光板300之间的距离G。如图6C所示,显示区域500中的显示器件100与透光板300之间的距离G能够随着在粘接构件200与滤色器阵列152的重叠区域205中的粘接构件200的厚度而变化。因此距离G是间隔件直径与透镜阵列170的厚度之差。例如,透镜阵列170具有2μm的总厚度,并且间隔件具有30μm的粒径。在这种情况下,距离G为28μm。粘接构件200的基体树脂与显示器件100和透光板300两者均接触。作为粘接构件200的另一示例,粘接构件200可以包括占据粘接构件200的大部分厚度的基部、将基部粘接到显示器件100的粘接剂层以及将基部粘接到透光板300的另一粘接剂层。

透光板300具有通过在透光板300的与显示器件100相对的主面310的端部处倒角形成的倾斜面340。倾斜面340的设置能够防止透光板300的角部与显示器件100接触从而在粘接透光板300时损坏显示器件100。倾斜面340在平行于主面310的方向上的宽度例如为0.1mm。在本示例中,倾斜面340仅形成在与显示器件100相对的主面310的端部处。然而,倾斜面可以通过倒角形成在不与显示器件100相对的主面320的端部处。或者,可以在主面310和320两者的端部都形成倾斜面。

下面,将参照图7说明宽度W和距离L之间的关系。在该关系中,W是粘接构件200的宽度,并且L是从显示区域500的外缘到粘接构件200的至少一部分的距离。从显示区域500的外缘到粘接构件200的距离不需要遍及显示区域500的整个外缘地均匀。

图7是示出了发射光EMI从显示区域500的外缘处的像素140E以发射角θ发射的状态的示意图。为简单起见,在图中省略了透镜阵列170。显示器件100的主面的法线与发射光EMI之间的角度将被定义为发射角θ。为了防止来自显示区域500的外缘处的像素140E的发光EMI被粘接构件200阻挡,期望满足L>G·tanθ的关系。换言之,如果L≤G·tanθ的关系成立,则来自显示区域500的外缘处的像素140E的发射光EMI会被粘接构件200阻挡,从而导致显示缺陷。能够看出,期望的距离L取决于视角。在典型的应用中,大约45°的视角就足够了。如果θ=45°,则上式得出L>G。换言之,期望从显示区域500到粘接构件200的至少一部分的距离L大于距离G。为了节省空间,还期望从显示区域500的外缘处的像素140E到粘接构件200的距离L小于粘接构件200的宽度W。换言之,期望满足关系W>L。还考虑到像素尺寸X<G的上述关系,期望将显示设备800设计成满足X<G<L<W的关系。例如,像素尺寸X为5μm至10μm,距离G为10μm至50μm,距离L为50μm至500μm,并且宽度W为500μm至1000μm。作为显示设备800的示例,像素尺寸X为6μm,距离G为28μm,距离L为100μm,并且宽度W为700μm。

本示例性实施方式的特征之一是空隙180与粘接构件200的与空隙180相反的一侧的空间(外部空间)连通。例如,如图8A至图8D所示,在粘接构件200的一部分和另一部分之间设置有供空隙180与外部空间连通的间隙250。粘接构件200的一部分和另一部分指的是粘接构件200的位于间隙250两侧的部分。除了设置间隙250的技术之外,可以在透光板300或显示器件100中形成供空隙180与外部空间连通的槽或孔。

下面,将说明粘接构件200的期望图案。在前述示例性实施方式中,粘接构件200具有包围显示区域500的封闭图案。然而,能够在粘接构件200中形成一个或多个间隙250中的至少一个。如果在粘接构件200中不设置间隙250,则空隙180中的压力随着外部环境的变化而变化。这会使透光板300变形并损害显示器件100的品质和可靠性。例如,如果外部环境从室温突然变为冰点以下,则空隙180中的压力下降从而在粘接构件200的内侧和外侧之间产生压力差,由此使透光板300朝向显示器件100变形。如上所述,能够通过将距离G设置得比像素尺寸X大来防止能够由异物的存在而引起的显示缺陷。然而,如果透光板300变形从而改变距离G,则显示器件100可能被内侧的异物损坏。难以无条件地定义透光板300的变形量,因为变形量还取决于透光板300的刚性。因此,期望防止由于外部环境的变化而导致的透光板300的变形本身。如果在粘接构件200中没有设置间隙250并且在高温和低温之间重复剧烈的温度循环,则空隙180反复膨胀和收缩从而在粘接构件200的界面处引起反复的应力。这甚至会导致粘接构件200从显示器件100或透光板300层间剥离。特别地,粘接构件200的线宽W越小,该问题变得越明显。还存在水分凝结的问题。例如,假设粘接构件200不具有间隙250,并且在留在高温高湿环境中的情况下空隙180中的压力达到饱和蒸气压力。在这种情况下,环境温度的急剧下降降低了饱和蒸气压力从而在空隙180中产生凝结。空隙180中的凝结会损害显示品质和可靠性。为了避免这些问题,期望粘接构件200具有一个或多个间隙250中的至少一者。下面,将参照图8A至图8D说明粘接构件200中的间隙250的布局图案。

图8A至图8D是当垂直于作为显示器件100的主面的前表面101观察时包括具有间隙250的粘接构件200的显示设备800的平面图。

在图8A中,间隙250设置在接触部700所在的一侧。如图8A所示,显示区域500具有矩形轮廓,并且间隙250位于使轮廓的相对的顶边和底边假想延长而成的两条直线(以点划线示出)之间的位置处。由点划线示出的两条直线之间的位置处不存在外部连接端子190。如果通过使用分配法形成粘接构件200,则粘接构件200的与分配起点和终点相对应的间隙端部与除了间隙端部以外的部分相比能够具有稍大的线宽。如上所述,周边区域600在设置有接触部700那侧比在其它侧宽,并且间隙250附近的粘接构件200的稍大的线宽并不重要。因此,期望将间隙250设置在接触部700所在的一侧。

作为另一示例,在图8B中,间隙250设置在外部连接端子190所在的一侧。显示区域500具有矩形轮廓,并且间隙250位于从轮廓的相对的左边和右边假想地延伸的两条直线(以双点划线示出)之间的位置处。外部连接端子190的至少一部分位于由双点划线所示的两条直线之间的位置处。为了布置配线结构,外部连接端子190和显示区域500之间的区域通常比其它边宽。如同前述的布局图案,能够由此容易地设置间隙250。由于在粘接构件200中的间隙250能够用作异物的入口,因此期望将某种结构配置在间隙250的外部但不封闭间隙250。FPC板(未示出)被粘接至外部连接端子190,并且能够设置增强树脂260以增强FPC板和显示器件100之间的粘附。间隙250适当地设置在设置有外部连接端子190的一边,因为用于FPC板的增强树脂260能够用作防止异物侵入的结构。

作为另一示例,如图8C所示,间隙250可以设置在角部中。显示区域500具有矩形轮廓,并且间隙250设置在从轮廓的相对的顶边和底边假想地延伸的两条直线(以点划线示出)之间的范围之外的位置处。或者,间隙250设置在使轮廓的相对的左边和右边假想延长而成的两条线(用双点划线示出)之间的范围之外的位置处。由于从间隙250到显示区域500的距离较大,因此在角部中设置间隙250能够减少由异物进入间隙250引起显示缺陷的风险。

在图8D中,粘接构件200是双重图案的。粘接构件200包括:粘接构件图案203,其配置于显示区域500周围并且具有间隙250;以及粘接构件图案202,其配置于粘接构件图案203的内侧,并且与粘接构件图案203具有间隔。粘接构件图案202设置成当在平面图中观察时与粘接构件图案203中的间隙250重叠。粘接构件图案202可以配置于粘接构件图案203的外侧。粘接构件图案202的设置能够形成呈迷宫结构的间隙250以增加进入粘接构件200的间隙250的异物到达显示区域500的距离。由此能够降低显示缺陷的风险。

如上所述,在粘接构件200中设置间隙250能够降低可以由外部环境中的变化引起的显示缺陷和可靠性下降的风险。

如上所述,根据本示例性实施方式,能够通过使显示器件100和透光板300之间的距离G大于像素尺寸X来防止可能由异物引起的显示缺陷。如果显示设备800包括透镜阵列170,则能够通过使显示器件100和透光板300之间的距离G大于透镜阵列170的高度差H来防止可能由异物引起的显示缺陷。此外,能够通过在粘接构件200中形成间隙250来降低由于外部环境中的变化而导致的显示缺陷和可靠性下降的风险。能够以这种方法来改善显示设备800的显示品质和可靠性。

在本示例性实施方式中,透光板300和显示器件100之间设置有空隙180。与透光板300和显示区域500之间的空间填充有透光构件的情况相比,这在透光板300和显示器件100之间的粘接强度方面是不利的。换言之,由于空隙180的设置,透光板300与显示器件100之间的粘接面积难以增大。另外,空隙180减少了显示器件100与透光板300之间的热传导,并且在显示器件100和透光板300之间更易于出现温度差。由于显示器件100和透光板300趋向于具有不同的热膨胀量,因此在显示器件100和透光板300之间易于产生应力。此外,为了减少对有机材料层143的热损坏,期望防止构成树脂层151和153的树脂膜暴露于高温。因此,树脂膜有时会固化不充分。如果经由未充分固化的树脂膜通过粘接构件200粘接显示器件100和透光板300,则在未充分固化的树脂膜和保护膜150之间的界面处可能发生层间剥离。层间剥离也可能发生在未充分固化的树脂膜和粘接构件200之间的界面处。未充分固化的树脂膜本身也可能破裂。鉴于此,将给出在有限粘接面积的情况下有利于改善透光板300和显示器件100之间的粘接强度的构造的说明。

图9A和图9B是沿着图6A中的线Z-Z'截取的截面图。显示器件100包括基板105以及位于基板105与空隙180之间的无机材料层。在图9A中,无机材料层能够包括在保护膜150中。包括在保护膜中150的无机材料层通常是氮化硅层。包括在保护膜150中的无机材料层在粘接构件200和基板105之间延伸。显示器件100包括在基板105和保护膜150的无机材料层之间的有机材料层143,以及有机材料层143和空隙180之间的一个树脂层或树脂层151和153中的至少一者。树脂层151和153的端部位于粘接构件200的内侧。树脂层151和153形成为使包括在保护膜150中的无机材料层露出。因此粘接构件200与包括在保护膜150中的无机材料层接触。由于粘接构件200与树脂层151和153的接触会降低粘接强度,所以移除树脂层151和153以使得粘接构件200与包括在保护膜150中的无机材料层接触。在粘接构件200和基板105之间不存在树脂层151和153减小了可能由树脂层151和153引起的层间剥离的可能性。

能够如下地形成这种结构:在基板105的整个表面上形成构成树脂层151和153的树脂膜,然后在将树脂膜留在图9A和图9B所示的残留区域中的情况下去除在图9A和图9B所示的去除区域中的树脂膜。例如,在基板105的整个表面上形成构成树脂层151的树脂膜和构成树脂层153的树脂膜之后,能够在残留区域被掩模保护的情况下将去除区域中的两个树脂膜蚀刻掉。从而从去除区域有效地去除不需要的膜。树脂层151和153的端部因此位于基本相同的位置。端部位于基本相同的位置意味着各个端部的位置之间的差为1μm以下。或者,可以在每次形成树脂膜时从去除区域去除各树脂膜。在这种情况下,树脂层151和153的端部不需要处于相同位置。如果树脂膜是光敏的,则可以在每次形成树脂膜时通过光刻法对每个树脂膜进行图案化。

在图9B中,在透镜阵列170上设置有AR膜171。AR膜171包括诸如氧化硅层、氮化硅层和氮氧化硅层等的无机材料层。有机材料层143设置在基板105和包括在AR膜171中的无机材料层之间。如同树脂层151和153的端部一样,AR膜171的端部位于粘接构件200的内侧。因此,粘接构件200与包括在保护膜150中的无机材料层接触,而不是与包括在AR膜171中的无机材料层接触。包括在AR膜171中的无机材料层也能够与构成树脂层151和153的树脂膜一起被图案化。

包括在AR膜171中的无机材料层可以留在去除了树脂层151和153的去除区域中。在这种情况下,包括在AR膜171中的无机材料层能够在粘接构件200和基板105之间延伸。粘接构件200能够与包括在AR膜171中的有机材料层接触。即使在包括在AR膜171中的无机金属材料层留在去除了树脂层151和153的去除区域中的情况下,由于在无机材料层和基板105之间不存在树脂层151或153(即、树脂层151和153被去除),粘接强度也有利地几乎不会下降。

图9A所示的周边区域600包括无效像素区域610和周边回路区域620。在图9A的示例中,无效像素区域610中的滤色器阵列152包括多色部。在图9B的示例中,无效像素区域610中的滤色器阵列152包括单色部。图9A和图9B示出了称为堤的像素隔离部144。像素隔离部144由诸如氧化硅层和氮化硅层等的无机材料层制成。构成像素隔离部144的无机材料层可以设置在基板105和粘接构件200之间。基板105的周边区域600还包括通过通孔塞电连接到配线结构130的接触部139。

图10A示出了包括显示设备DSPL的装备EQP的示例。上述显示设备800能够应用于显示设备DSPL。装备EQP包括控制设备CTRL、通信设备IF、光学设备OPT、成像设备IS、音频设备AUDIO中的至少任意一者。控制设备CTRL控制显示设备DSPL。控制设备CTRL可以是数字信号处理器(DSP)或专用集成电路(ASIC)。通信设备IF对包括待显示在显示区域500上的信息的信号进行通信(发送/接收)。通信设备IF包括无线通信功能和/或有线通信功能。通信设备IF可以仅包括接收功能而没有发送功能。光学设备OPT将显示区域500上显示的图像投影到屏幕或视网膜上。光学设备OPT可以是透镜、棱镜或镜子。成像设备IS捕获待显示在显示区域500中的图像。成像设备IS可以是互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器,用于对从装备EQP外部输入的光进行光电转换。音频设备AUDIO能够包括用于从装备EQP外部输入声音的麦克风和/或用于输出声音的扬声器。特别地,根据装备EQP的规格和使用者的需求,能够适当地省略成像设备IS和音频设备AUDIO。

装备EQP适用于诸如具有显示功能的信息终端(例如智能手机和可穿戴终端)和相机(例如镜头可更换相机、袖珍相机、摄像机以及监视相机)的电子装置。装备EQP可以是诸如车辆、船舶和飞行器等的交通设备。用作运输设备的装备EQP适用于运输显示设备800和用于使用显示功能辅助驾驶(操纵)的设备。或者,装备EQP可以是眼科或其它医疗器械、诸如测距传感器的测量器械、或诸如复印机的办公设备。

图10B示出了作为装备EQP的示例的头戴式显示器HMD的示例。头戴式显示器HMD包括穿戴单元WR,穿戴单元WR使用装备EQP作为头戴式显示器。穿戴单元WR的示例包括带和条带。头戴式显示器HMD包括多个显示设备DSPL,使得使用者能够用双眼观察图像。头戴式显示器HMD还包括多个成像设备IS,使得能够获得距离信息。音频设备AUDIO包括位于使用者的嘴附近的麦克风,使得从使用者的嘴发出的语音能够被输入到麦克风。音频设备AUDIO包括位于使用者的耳朵附近的扬声器,使得声音能够从扬声器输出到使用者的耳朵。头戴式显示器HMD中的显示设备DSPL的显示区域可以具有24mm以上的对角线长度。

在不脱离技术概念的情况下,能够适当地对前述示例性实施方式进行变型。本说明书的公开内容不限于本说明书的记载,并且覆盖了可从本说明书和本说明书所附的附图理解的所有事项。

在前述具体数值范围中,符号“e至f”(e和f为数字)是指大于或等于e和/或小于或等于f。在上述具体数值范围中,如果将i至j的范围和m至n的范围(i、j、m、n为数字)写在一起,则下限和上限数值组不限于i和j的组以及m和n的组。例如,可以组合检查多组中的下限和上限。更具体地,如果将i至j的范围和m至n的范围写在一起,则可以检查i至n的范围或m至j的范围。

本说明书的公开内容包括本说明书中记载的各个概念的补充集合。更具体地,如果本说明书记载了“A大于B”而省略了“A不大于B”的记载,则可以说本说明书公开了“A不大于B”。原因是“A大于B”是基于对“A不大于B”的情况的考虑的断言。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本公开,但是应当理解,本公开不限于所公开的示例性实施方式。权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释以涵盖所有这样的变型、等效结构和功能。

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