显示装置

文档序号:590523 发布日期:2021-05-25 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 显示装置 (Display device ) 是由 上田大辅 关根昌章 根岸英辅 于 2019-09-18 设计创作,主要内容包括:该显示装置包括以二维矩阵的方式布置在基板上的多个发光单元。本发明至少包括:第一透镜单元,布置在多个发光单元上并且包括与每个发光单元对应的第一微透镜;以及第二透镜单元,布置在第一透镜单元上并且包括与每个发光单元对应的第二微透镜。替代性地,本发明包括柱状导光单元,该柱状导光单元布置在多个发光单元的上并且与每个发光单元对应,间隔壁部设置在彼此相邻的导光单元之间。(The display device includes a plurality of light emitting cells arranged in a two-dimensional matrix on a substrate. The invention at least comprises: a first lens unit disposed on the plurality of light emitting units and including a first microlens corresponding to each of the light emitting units; and a second lens unit disposed on the first lens unit and including a second microlens corresponding to each light emitting unit. Alternatively, the present invention includes a columnar light guide unit disposed on the plurality of light emitting units and corresponding to each of the light emitting units, and partition wall portions disposed between the light guide units adjacent to each other.)

显示装置

技术领域

本公开涉及一种显示装置。

背景技术

设置有电流驱动型发光单元的显示元件以及设置有这种显示元件的显示装置是众所周知的。例如,设置有由有机电致发光元件构成的发光单元的显示元件作为能够通过低压直流驱动进行高亮度光发射的显示元件而受到关注。

使用有机电致发光的显示装置是自发光型的,并且还对高清高速视频信号具有足够的响应性。例如,在用于佩戴在眼镜(诸如,眼镜和护目镜)上的显示装置中,除了将像素尺寸设定为约几微米至10微米之外,还需要增加亮度。例如,PTL 1提出了在滤色器上形成透镜结构以提高光提取效率。

[引用列表]

[专利文献]

[PCT 1]

JP 2013-149536 A

发明内容

[本发明要解决的问题]

当来自特定像素的光泄漏到显示装置中的邻近像素时,在邻近像素之间发生颜色混合,并且使图像的质量劣化。因此,为了提高亮度,需要能够在进一步提高光提取效率的同时抑制邻近像素之间的颜色混合。

本公开的目的是提供一种能够改善光提取效率并且抑制邻近像素之间的颜色混合的显示装置。

[问题的解决方案]

根据本公开的第一方面的用于实现上述目的的显示装置至少包括:

多个发光单元,以二维矩阵的方式布置在基板上;

第一透镜单元,布置在多个发光单元上方并且具有与每个发光单元对应的第一微透镜;以及

第二透镜单元,布置在第一透镜单元上方并且具有与每个发光单元对应的第二微透镜。

根据本公开的第二方面的用于实现上述目的的显示装置包括:

多个发光单元,以二维矩阵的方式布置在基板上;以及

柱状导光部,布置在多个发光单元的上方并且与每个发光单元对应,其中,

间隔壁部设置在彼此相邻的导光部之间。

附图说明

[图1]图1是第一方面的显示装置的示意性平面图。

[图2]图2是根据第一方面的显示装置的示意性局部截面图。

[图3]图3A和图3B是用于说明构成像素的各种构成元件的布置关系的示意性平面图。图3A示出阳极电极的布置关系,并且图3B示出第一微透镜的布置关系。

[图4]图4A和图4B是接着图3B用于说明构成像素的各种构成元件的布置关系的示意性平面图。图4A示出滤色器的布置关系,并且图4B示出第二微透镜的布置关系。

[图5]图5A和图5B是用于说明由透镜进行光收集的示意图。图5A是由单个透镜进行光收集的状态的示意图。图5B是由两个透镜进行光收集的状态的示意图。

[图6]图6是根据参考例的显示装置的示意性局部截面图。

[图7]图7A和图7B是用于说明用于制造根据第一方面的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图8]图8A和图8B是接着图7B用于说明用于制造根据第一方面的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图9]图9是接着图8B用于说明用于制造根据第一方面的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图10]图10是接着图9用于说明用于制造根据第一方面的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图11]图11是根据第一方面的第一变形例的显示装置的示意性局部截面图。

[图12]图12是根据第一方面的第二变形例的显示装置的示意性局部截面图。

[图13]图13是根据第一方面的第三变形例的显示装置的示意性局部截面图。

[图14]图14是用于说明发光区域宽度与透镜宽度之间的关系的示意性截面图。

[图15]图15A和图15B是用于说明变形例的像素中的各种构成元件的布置关系的示意性平面图。图15A示出阳极电极的布置关系,并且图15B示出第一微透镜的布置关系。

[图16]图16A和图16B是接着图15B用于说明变形例的像素中的各种构成元件的布置关系的示意性平面图。图16A示出滤色器的布置关系,并且图16B示出第二微透镜的布置关系。

[图17]图17A和图17B是根据第二方面的显示装置的示意图。图17A示出显示装置的示意性平面图,并且图17B示出显示装置的示意性截面图。

[图18]图18是根据第二方面的显示装置的示意性局部截面图。

[图19]图19是用于说明导光部中的光的反射的示意图。

[图20]图20A、图20B和图20C是用于说明用于制造根据第二方面的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图21]图21A和图21B是接着图20C用于说明用于制造根据第二方面的显示装置的方法的示意图。图21A示出对置基板的示意性平面图,并且图21B示出对置基板的示意性截面图。

[图22]图22A和图22B是接着图21B用于说明用于制造根据第二方面的显示装置的方法的示意性端面图。

[图23]图23A、图23B和图23C是用于说明其他处理实例的示意性局部端面图。

[图24]图24是根据第二方面的第一变形例的显示装置的示意性局部截面图。

[图25]图25A、图25B和图25C是用于说明用于制造根据第二方面的第一变形例的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图26]图26A、图26B和图26C是接着图25C用于说明用于制造根据第二方面的第一变形例的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图27]图27A、图27B和图27C是用于说明其他步骤的实例的示意性局部端面图。

[图28]图28是根据第三实施方式的显示装置的示意性局部截面图。

[图29]图29A和图29B是用于说明用于制造根据第三实施方式的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图30]图30是接着图29B用于说明用于制造根据第三实施方式的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图31]图31是接着图30用于说明用于制造根据第三实施方式的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图32]图32是接着图31用于说明用于制造根据第三实施方式的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图33]图33是接着图32用于说明用于制造根据第三实施方式的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图34]图34是接着图33用于说明用于制造根据第三实施方式的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图35]图35是接着图34用于说明用于制造根据第三实施方式的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图36]图36是接着图35用于说明用于制造根据第三实施方式的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图37]图37是接着图36用于说明用于制造根据第三实施方式的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图38]图38是接着图37用于说明用于制造根据第三实施方式的显示装置的方法的示意性局部端面图。

[图39]图39是根据第三实施方式的第一变形例的显示装置的示意性局部截面图。

[图40]图40是根据第三实施方式的第二变形例的显示装置的示意性局部截面图。

[图41]图41是根据第三实施方式的第三变形例的显示装置的示意性局部截面图。

[图42]图42A和图42B是可更换镜头单镜头反射型数字静态相机的外观图。图42A示出前视图,并且图42B示出后视图。

[图43]图43是头戴式显示器的外观图。

[图44]图44是透视头戴式显示器的外观图。

具体实施方式

在下文中,将基于实施方式参考附图来描述本公开。本公开不限于这些实施方式,并且实施方式中的各种数值和材料是示例性的。在以下描述中,相同的参考标号将用作相同元件或具有相同功能的元件中,并且将省略多余描述。将按照以下顺序给出描述。

1.与本公开有关的显示装置和一般信息的描述

2.第一实施方式

3.第二实施方式

4.第三实施方式

5.电子装置等的描述。

[与本公开相关的显示装置和一般信息的描述]

如上所描述,根据本公开的第一方面的显示装置至少包括:

多个发光单元,以二维矩阵的方式布置在基板上;

第一透镜单元,布置在多个发光单元上方并且具有与每个发光单元对应的第一微透镜;以及

第二透镜单元,布置在第一透镜单元上方并且具有与每个发光单元对应的第二微透镜。

根据本公开的第一方面的显示装置可以具有其中滤色器布置在第一微透镜与第二微透镜之间的配置。微透镜可以由公知的无色透明材料配置。微透镜可以通过诸如利用灰色调掩模曝光、熔融流动和干法蚀刻的公知方法来形成。滤色器可以由添加由期望的颜料或染料组成的着色剂的公知的色阻材料配置。在一些情况下,还可以选择不添加着色材料的材料作为滤色器,并且将对应的像素设定为白色显示像素。

根据本公开的第一方面的包括上述优选配置的显示装置还可以具有包括第三透镜单元的配置,该第三透镜单元布置在第二透镜单元上方并且具有与每个发光单元对应的第三微透镜。在这种情况下,可以使用其中滤色器布置在第一微透镜与第二微透镜之间以及第二微透镜与第三微透镜之间的配置。

根据本公开的第一方面包括上述各种优选配置的显示装置可以具有其中构成第一微透镜的材料的折射率大于构成第二微透镜的材料的折射率的配置。在这种情况下,可以使用其中滤色器布置在第一微透镜与第二微透镜之间的配置,并且构成滤色器的光学材料的折射率低于构成第一微透镜的光学材料的折射率并且等于或高于构成第二微透镜的光学材料的折射率。此外,可以使用其中第一微透镜由无机材料形成并且第二微透镜由有机材料形成的配置。本公开中使用的构成材料的折射率可以通过用例如椭偏仪测量来确定。

如上所描述,根据本公开的第二方面的显示装置包括:

多个发光单元,以二维矩阵的方式布置在基板上;以及

柱状导光部,布置在多个发光单元的上方并且与每个发光单元对应,其中,

间隔壁部设置在彼此相邻的导光部之间。

根据本公开的第二方面的显示装置可以具有其中间隔壁部与导光部之间的边界面形成光反射面的配置。

根据本公开的第二方面的包括上述优选配置的显示装置可以具有其中导光部由介电材料形成的配置。在这种情况下,可以使用其中导光部由有机材料形成的配置。有机材料的实例包括丙烯酸树脂材料、有机硅树脂(诸如,聚硅氧烷)等。

根据本公开的第二方面的包括上述优选配置的显示装置可以具有其中间隔壁部设置成具有比导光部的折射率小的折射率的配置。在这种情况下,可以使用间隔壁部形成为空间的配置。空间可以处于压力保持低于作为实际真空状态的标准大气压的状态,或者可以处于填充有气体(诸如,气氛或氮气)的状态。替代性地,也可以使用其中间隔壁部由介电材料形成的配置。

替代性地,根据本公开的第二方面的包括上述各种优选配置的显示装置可以具有其中间隔壁部由金属材料形成的配置。作为金属材料,优选选择具有高可见光反射率的金属材料,并且其实例可以包括铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、铬(Cr)、镍(Ni)、或包括这些的合金。

根据本公开的第二方面的包括上述各种优选配置的显示装置可以具有其中间隔壁部与导光部之间的边界面在包括多个发光单元的虚拟平面的法线方向上延伸的配置。替代性地,也可以使用间隔壁部与导光部之间的边界面相对于包括多个发光单元的虚拟平面的法线方向形成预定的角度的配置。

根据本公开的第二方面的包括上述各种优选配置的显示装置可以具有设置有布置为面对基板的透明基板的配置,并且其中,基板设置有接合部,该接合部被布置为围绕以二维矩阵的方式布置的多个发光单元的区域,并且基板和透明基板通过接合部接合。

例如,可以用等离子体照射基板和透明基板以在真空中活化接合部的表面等,并且然后可以在真空中将它们接合。在这种情况下,从粘合性的观点,优选在接合表面上形成由金属或硅等无机材料制成的薄膜。优选接合部的高度形成为与导光部的高度相同。通常,通过共享形成接合部的过程和形成导光部的过程,接合部和导光部可以形成为相同的高度。

根据本公开的第二方面的包括上述各种优选配置的显示装置可以具有其中导光部至少包括位于发光单元上方的第一微透镜和位于第一微透镜上的第二微透镜的配置。在这种情况下,可以使用其中间隔壁部嵌入在第一微透镜与第二微透镜之间设置的填充层中并且设置为使得其折射率小于填充层的折射率的配置。替代性地,可以使用其中滤色器布置在发光单元与第一微透镜之间、第一微透镜与第二微透镜之间或者在第二微透镜上方的配置。

在包括上述各种优选配置的根据本公开的显示装置中,发光单元的实例包括有机电致发光发光单元、LED发光单元和半导体激光发光单元。这些发光单元可以使用众所周知的材料和方法来配置。从配置平面显示装置的观点出发,优选发光单元由有机电致发光单元构成。

有机电致发光单元优选为所谓的顶面发光型。有机电致发光发光单元可以由阳极电极、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极电极等构成。

当显示装置是彩色显示器时,显示装置可以通过组合白色发光单元和滤色器来配置。在这种配置中,包括空穴传输层、发光层、电子传输层等的有机层可以在多个像素之间共享。因此,不必为每个像素单独涂覆有机层。替代性地,可以使用根据像素将其中红色发光有机层、绿色发光有机层和蓝色发光有机层单独涂覆的配置。在这种配置中,像素间距越精细,单独涂覆就越困难。因此,在具有微米量级的像素间距的显示装置中,优选具有其中组合白色发光单元和滤色器的配置。

在发射白光的有机电致发光发光单元中,例如,有机层可以实施为具有包括红色发光层、绿色发光层和蓝色发光层的层压结构。替代性地,有机层可以被实施为具有包括发射蓝光的蓝色发光层和发射黄光的黄色发光层的层压结构,或者包括发射蓝光的蓝色发光层和发射橙光的橙色发光层的层压结构。这些层将作为整体发射白光。构成有机层的材料没有特别限制,可以使用公知的材料。

构成有机电致发光发光单元的阳极电极的材料的实例包括金属(诸如,铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铬(Cr)、钨(W)、镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)、钽(Ta)等)、或合金以及透明导电材料(诸如,氧化铟锡(ITO、包括掺杂Sn的In2O3、结晶ITO和非晶ITO)和氧化铟锌(IZO))。

作为构成有机电致发光发光单元的阴极电极的材料,导电材料是优选的使得发射的光可以透射并且电子可以有效地注入到有机层中。例如,可以提及诸如铝(Al)、银(Ag)、镁(Mg)、钙(Ca)、钠(Na)、锶(Sr)、Mg-Ag合金、Mg-Ca合金、Al-Li合金等的金属或合金。

用于驱动发光单元的驱动单元设置在其上布置有发光单元的基板下方,但是这种配置不是限制性的。例如,驱动电路可以由在构成基板的硅半导体基板上形成的晶体管(具体地,例如,MOSFET)或者在构成基板的各种基板上设置的薄膜晶体管(TFT)配置。其中经由在基板等中形成的接触孔(接触插塞)组成驱动电路的晶体管和发光单元相互连接的实施方式是可能的。驱动电路可以具有众所周知的电路配置。

像素的布置不受特别限制,只要不妨碍本公开的显示装置的实现即可。像素阵列的实例包括正方形阵列、三角形(delta)阵列和条纹阵列。

本说明书中的各种要求不仅在数学上严格满足时满足,而且在实质上满足时也满足。各种设计或制造变化的存在是可接受的。此外,在以下描述中使用的每个附图是示意性的,并且没有示出实际尺寸或其比例。例如,以下将描述的图2示出显示装置的截面结构,但是没有示出诸如宽度、高度和厚度的比例。

[第一实施方式]

第一实施方式涉及根据本公开的第一方面的显示装置。

图1是第一实施方式的显示装置的概念图。图2是根据第一方面的显示装置的示意性局部截面图。

如图1所示,显示装置1包括在基板10上以二维矩阵的方式布置的多个发光单元25。发光单元25布置成对应于显示装置1的各个像素70。发光单元25由有机电致发光元件构成。在下文中,将详细说明发光单元25的配置。显示装置1包括布置成面向基板10的透明基板90。附图标记80表示基板10与透明基板90之间的接合部,该接合部设置成围绕显示区域。

如图2所示,显示装置1至少包括第一透镜单元30A和第二透镜单元30B,该第一透镜单元布置在多个发光单元25上方并且具有与每个发光单元25对应的第一微透镜31A,该第二透镜单元布置在第一透镜单元30A上方并且具有与每个发光单元25对应的第二微透镜31B。第一微透镜31A和第二微透镜31B形成为在光出射侧具有凸形的凸透镜。在图中,微透镜被配置为在光出射侧具有凸透镜形状,但是这仅是实例,并且如在本实例中所示,如果透镜可以具有折射功能就足够了,并且使得发光单元侧具有凸状的形状就足够了。因此,微透镜的形状不限于图中所示的形状。

滤色器50布置在第一微透镜31A与第二微透镜31B之间。更具体地,平坦化膜40设置在第一微透镜31A上,并且滤色器50布置在其上。第二微透镜31B布置在滤色器50上。像素70由发光单元25和与其对应的第一微透镜31A、滤色器50和第二微透镜31B配置。在图2中,红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器分别由参考标号50R、参考标号50G和参考标号50B表示。类似地,红色显示像素、绿色显示像素和蓝色显示像素由附图标记70R、70G和70B表示。这同样适用于以下描述的其他附图。在一些情况下,还可以选择不添加着色材料的材料作为滤色器,并且将对应的像素设定为白色显示像素。

将描述构成第一微透镜31A、第二微透镜31B和滤色器50的材料的折射率之间的关系。形成第一微透镜31A的材料的折射率大于形成第二微透镜31B的材料的折射率。此外,形成滤色器50的光学材料的折射率小于形成第一微透镜31A的光学材料的折射率并且等于或高于形成第二微透镜31B的光学材料的折射率。

第一微透镜31A由无机材料形成,并且第二微透镜31B由有机材料形成。具体地,第一微透镜31A由氮化硅形成(折射率为约1.8),并且滤色器50和平坦化膜40由丙烯酸树脂材料形成(折射率为约1.4至1.5)。通过选择具有折射率小于滤色器50的折射率或者与滤色器50的折射率相同的丙烯酸树脂材料来形成第二微透镜31B。

附图标记60表示在第二微透镜31B与透明基板90之间设置的密封树脂层。作为构成密封树脂层60的材料,可以举出热固化性粘合剂(诸如,丙烯酸粘合剂、环氧粘合剂、聚氨酯粘合剂、硅酮粘合剂、氰基丙烯酸酯粘合剂)和紫外线固化性粘合剂。期望密封树脂层60的折射率小于构成第二微透镜31B的光学材料的折射率。

接下来,将描述发光单元25和用于驱动发光单元25的驱动电路。

驱动发光单元25的驱动电路由在与基板10对应的硅半导体基板上形成的MOSFET等配置。由MOSFET构成的晶体管由在基板10上形成的栅极绝缘层14、在栅极绝缘层14上形成的栅电极15、在基板10中形成的源极/漏极区域12、在源极/漏极区域12之间形成的沟道形成区域13以及围绕沟道形成区域13和源极/漏极区域12的元件分离区域11进行配置。附图标记20表示覆盖包括栅电极15的顶部的整个表面的平坦化膜。

与每个发光单元25对应布置的阳极电极22形成在平坦化膜20上。阳极电极22和晶体管经由设置在平坦化膜20中设置的接触插塞21电连接。

发射白光的有机层23形成在包括阳极电极22的顶部的整个表面上。有机层23具有红色发光层、绿色发光层和蓝色发光层的层压结构。尽管有机层23通过层压多个材料层形成,但是在图中由一层表示。作为用于发光单元25的公共电极布置的阴极电极24形成在有机层23上。例如,将接地电位供应给阴极电极24。在一些情况下,根据像素,可以使用其中红色发光有机层、绿色发光有机层和蓝色发光有机层单独涂覆的配置。

当在阳极电极22与阴极电极24之间施加电压时,位于阳极电极22上的有机层23的部分发光。如上所描述,发光单元25由有机电致发光元件配置。

在显示装置1中,像素例如呈方形布置。图3A和图3B是用于说明构成像素的各种构成元件的布置关系的示意性平面图。图3A示出阳极电极的布置关系,并且图3B示出第一微透镜的布置关系。图4A和图4B是接着图3B用于说明构成像素的各种构成元件的布置关系的示意性平面图。图4A示出滤色器的布置关系,并且图4B示出第二微透镜的布置关系。

以上已经详细描述了显示装置1的配置。

随后,将定性地说明除了第一微透镜31A之外还形成第二微透镜31B的效果。

图5A和图5B是用于说明如何由透镜收集光的示意图。图5A是示出如何由单个透镜收集光的示意图。图5B是示出如何由两个透镜收集光的示意图。

发光单元25的发光区域具有表面形状而不是点形状。如图5A所示,在单个透镜的情况下,来自发光区域的周缘部的光在对应的透镜外部扩散的程度大。因此,在提高光提取效率方面存在限制,并且邻近像素之间的颜色混合的抑制也不充分。

通过如图5B所示的双透镜配置,来自发光区域的周缘部的光可以被充分地引导至对应的透镜。因此,在光提取效率和颜色混合的抑制方面,该配置优于图5A中的配置。此外,如图5B所示,定性地,优选使两个透镜中的前透镜接近发光区域。

如上所描述,在显示装置1中,布置与每个发光单元25对应的第一微透镜31A和在第一透镜单元30A上方布置的第二微透镜31B。滤色器50布置在第一微透镜31A与第二微透镜31B之间。利用该配置,第一微透镜31A布置为接近发光单元25。

作为显示装置的配置,可以想到将滤色器50布置在下层中,但是这种配置在将第一微透镜31A布置为接近发光单元25方面是不利的。这将参考图6进行解释。

图6是根据参考例的显示装置的示意性局部截面图。

图6所示的显示装置9具有滤色器50邻近于发光单元25形成并且第一微透镜31A和第二微透镜31B布置在滤色器50上方的配置。在这种情况下,由于滤色器50位于第一微透镜31A和发光单元25之间,因此第一微透镜31A的光入射面和发光面之间的距离大于图2所示的配置中的距离。

同时,在图2所示的显示装置1中,第一微透镜31A布置为接近发光单元25。因此,由于充分地展现了第一微透镜31A的光收集能力,因此这在提高光提取效率和抑制邻近像素之间的颜色混合方面是有利的。

在下文中,将参考作为基板等的示意性局部端面图的图7A、图7B、图8A、图8B、图9和图10来描述用于制造显示装置1的方法的概要。

[步骤-100]

首先,用作用于发光单元25的驱动电路的MOSFET等形成在基板10上,并且平坦化膜20形成在MOSFET上(参见图7A)。

[步骤-110]

接下来,开口形成在平坦化膜20中在要布置接触插塞21的位置处,并且构成阳极电极22的导电材料层形成在包括开口的整个表面上。在此之后,导电材料层被图案化以在平坦化膜20上形成阳极电极22(参见图7B)。

[步骤-120]

接着,通过例如PVD法(诸如,真空沉积法或溅射法)、涂覆法(诸如,旋涂法或模具涂覆法)等,有机层23形成在阳极电极22和平坦化膜20上。在此之后,基于例如真空气相沉积法在整个表面上形成阴极电极24(参见图8A)。

[步骤-130]

接下来,在整个表面上形成设置有与每个发光单元25对应的第一微透镜31A的第一透镜单元30A(参见图8B)。

[步骤-140]

之后,在整个表面上形成平坦化膜40。接着,通过公知的方法在平坦化膜上形成滤色器50(参见图9)。

[步骤-150]

之后,在整个表面上形成设置有与每个发光单元25对应的第二微透镜31B的第二透镜单元30B(参见图10)。接下来,经由由例如丙烯酸粘合剂制成的密封树脂层60来附接透明基板90。由此,能够得到图2所示的显示装置1。

以上说明了用于制造显示装置1的方法的概要。

对于第一实施方式,各种修改是可能的。在下文中,将参考附图说明变形例。

图11是第一方面的第一变形例的显示装置的示意性局部截面图。

根据第一变形例的显示装置1A具有还包括第三透镜单元的配置,该第三透镜单元布置在第二透镜单元上方并且设置有与每个发光单元25对应的第三微透镜。更具体地,这是通过将具有第三微透镜31C的第三透镜单元30C进一步布置在图2所示的显示装置1的第二透镜单元30B上方而获得的配置。为了便于说明,图11中未示出密封树脂层60和透明基板90。这同样适用于以下描述的图12和图13。

图12是根据第一方面的第二变形例的显示装置的示意性局部截面图。

根据第二变形例的显示装置1B具有其中滤色器布置在第一微透镜与第二微透镜之间以及第二微透镜与第三微透镜之间的配置。更具体地,这是通过在图11中所示的显示装置1B的第二微透镜31B与第三微透镜31C之间进一步布置滤色器50A而获得的配置。

图13是第一方面的第三变形例的显示装置的示意性局部截面图。

根据第三变形例的显示装置1C具有省略平坦化膜40并且在图2所示的显示装置1中形成滤色器50的配置。该配置可以进一步改善色度视角特性。

以上说明了第一方面的各种变形例。

在上述各个附图中,微透镜的宽度描述为基本上相同,但是微透镜的宽度不一定必须相同。图14是用于说明发光区域宽度与透镜宽度之间的关系的示意性截面图。为了有效地提高亮度,优选第一微透镜的宽度等于或大于发光区域的宽度,并且第二微透镜的宽度等于或大于第一微透镜的宽度。

此外,在显示装置1中,像素可以以不同于例如正方形阵列的阵列布置。作为实例,图中示出了三角形阵列中的修改例的像素的布置。图15A和图15B是用于说明变形例的像素中的各种构成元件的布置关系的示意性平面图。图15A示出阳极电极的布置关系,并且图15B示出第一微透镜的布置关系。图16A和图16B是接着图15B用于说明变形例的像素中的各种部件的布置关系的示意性平面图。图16A示出滤色器的布置关系,并且图16B示出第二微透镜的布置关系。

[第二实施方式]

第二实施方式涉及根据本公开的第二方面的显示装置。

图17A和图17B是根据第二方面的显示装置的示意图。图17A示出显示装置的示意性平面图,并且图17B示出显示装置的示意性截面图。图18是根据第二方面的显示装置的示意性局部截面图。

如图17所示,显示装置2包括在基板10上以二维矩阵的方式布置的多个发光单元25。发光单元25布置成对应于显示装置2的各个像素70。显示装置2包括布置成面向基板10的透明基板90。附图标记280A表示基板10与透明基板90之间的接合部,该透明基板设置成围绕显示区域。

如图17和图18所示,显示装置2包括柱状导光部280,该柱状导光部布置在多个发光单元25上方并且对应于每个发光单元25。间隔壁部BW设置在彼此相邻的导光部280之间。与第一实施方式中涉及的图6所示的参考例的显示装置9类似,滤色器50邻近于发光单元25形成,并且导光部280布置在滤色器50上。基板10至滤色器50的配置与在第一实施方式中描述的配置相同,并且因此将省略其描述。

在显示装置2中,间隔壁部BW设置成使得其折射率小于导光部280的折射率,并且间隔壁部BW与导光部280之间的边界面形成光反射面。也就是说,当来自发光单元25的光从导光部280入射在边界面上超过临界角时,光被全反射并且被引导至观察者侧。因此,可以提高光提取效率并且抑制邻近像素之间的颜色混合。

在显示装置2中,间隔壁部BW形成为空间。导光部280由介电材料形成。更具体地,导光部280由诸如丙烯酸树脂材料的有机材料或诸如聚硅氧烷的有机硅树脂材料形成。间隔壁部BW与导光部280之间的边界面形成为在包括多个发光单元25的虚拟平面的法线方向上延伸。在一些情况下,间隔壁部BW与导光部280之间的边界表面可以形成为相对于包括多个发光单元25的虚拟平面的法线方向以预定角度延伸。

图19是用于说明导光部中的光的反射的示意图。

间隔壁部BW的折射率和空间的折射率均由符号nair表示,导光部280的折射率由符号n1表示,并且透明基板90的折射率由符号n2表示。这里,假设折射率nair=1。当光在边界面(界面1)上的入射角由符号θ1表示时,其中,Sin(θ1)≥1/n1,光在边界面处全反射,使得光提取效率提高。此外,在图19中,光可以在透明基板90与外部之间的界面2处向外部带出的条件是Sin(θ2)<1/n2

界面3处的Snell’s定律被表示为

Sin(π/2-θ1)/Sin(θ2)=n2/n1

当此公式被转换时,

获得Sin(θ2)=(n1/n2)×(1-Sin2(θ1))1/2

并且通过将其代入上述Sin(θ2)<1/n2并且重新布置,

获得Sin(θ1)>(1-(1/n1)2)1/2

因此,如果设定1/n1=(1-(1/n1)2)1/2,则可以提取的光量被最大化。因此,优选设定n1=21/2的值。

如上所描述,显示装置2的基板10设置有接合部280A,该接合部布置为围绕以二维矩阵的方式布置的多个发光单元25的区域。接合部280A的高度形成为与导光部280的高度相同。更具体地,通过对相同的材料层进行图案化来形成接合部280A和导光部280。如以下所描述,显示装置2也具有容易进行所谓的窄框架化的优点。

当用熔化玻璃等密封基板10和透明基板90时,存在使框架变窄的限制,例如,因为熔化玻璃的熔融对有机层23具有影响,并且难以以窄的宽度施加熔化玻璃。此外,即使在诸如真空的低压条件下在室温下执行接合,如果在没有导光部280的情况下执行接合,则内部压力低,使得基板10和透明基板90变形。而且,由于配置是中空的,因此光提取效率降低。

相反,在显示装置2中,即使在诸如真空的低压条件下在室温下执行接合,基板10与透明基板90之间的距离也由大量导光部280保持。因此,可以在防止基板10和透明基板90变形的同时使框架变窄。

在下文中,将参考作为基板等的示意性局部端面图的图20A、图20B、图20C、图21A、图21B、图22A和图22B来描述用于制造显示装置2的方法的概要。

[步骤-200]

首先,在基板10上形成发光单元25的驱动电路、发光单元25、滤色器50等(参见图20A)。为了方便起见,以简单的方式示出了形成驱动电路的晶体管、发光单元25、滤色器50等。

[步骤-210]

接着,在整个表面上形成构成接合部280A和导光部280的相同材料层,然后通过公知的图案化技术形成接合部280A和导光部280(参见图20B)。

[步骤-220]

在此之后,为了提高常温下的粘合性,无机膜AL1形成在基板10上设置的接合部280A的上表面(参考图20C),并且无机膜AL2形成在与接合部280A对应的透明基板90的一部上分(参考图21A和图21B)。无机膜可以形成为硅(Si)、钛(Ti)、铜(Cu)等的薄膜。

[步骤-230]

接着,活化基板10的无机膜AL1和透明基板90的无机膜AL2。例如,它们可以由用Ar等离子体照射来活化(参见图22A)。

[步骤-240]

在此之后,将基板10和透明基板90设定为彼此面对,并且在真空中在常温下接合(参见图22B)。结果,可以获得显示装置2。由于间隔壁部BW的空间处于诸如真空的低压条件下并且无机膜形成为具有足够小的厚度是足够的,因此导光部280的上表面和透明基板90彼此紧密接触。

在上述步骤-220中,粘合层以有限的方式形成。同时,例如,通过执行倾斜气相沉积,可以获得其中不仅在接合部的上表面上而且在导光部的上表面上形成无机膜的配置。在下文中,参考图23A、图23B和图23C,将描述用于制造显示装置2的方法的变形例的概要。

首先,执行上述步骤-200至步骤-220。然后,例如,无机膜形成通过执行倾斜气相沉积,不仅在接合部280A的上表面上而且在导光部280的上表面上(参见图23A)。此外,无机膜也形成在与接合部280A对应的透明基板90的部分中和由此包围的区域中(参见图23B)。然后,可以通过执行上述步骤-230和步骤-240来获得显示装置2(参见图23C)。

以上说明了用于制造显示装置2的方法的概要。

第二实施方式也可以各种方式进行修改。在下文中,参考附图说明变形例。

图24是第二方面的第一变形例的显示装置的示意性局部截面图。

根据第二变形例的显示装置2A具有滤色器布置在导光部与透明基板之间的配置。以下将参考图25A、图25B、图25C、图26A、图26B和图26C描述用于制造显示装置2A的方法的概要。

[步骤-200A]

首先,用于发光单元25的驱动电路、发光单元25等形成在基板10上(参见图25A)。接着,进行上述步骤-220以形成导光部280及接合部280A(参见图25B)。

[步骤-210A]

进一步,滤色器50形成在透明基板90上(参见图25C)。如果需要,形成保护层291以覆盖滤色器50。在图24中,未示出保护层291。

[步骤-220A]

通过进行上述步骤-220,无机膜AL1形成在基板10上设置的接合部280A的上表面(参见图26A),无机膜AL2形成在与接合部280A对应的透明基板90的部分(见图26B)。

[步骤-230A]

可以通过执行上述步骤-230和步骤-240来获得显示装置2A(参见图26C)。

此外,例如,显示装置2A不仅通过在接合部的上表面上形成无机膜也可以通过倾斜蒸镀在导光部的上表面上形成无机膜来配置。以下将参考图27A、图27B和图27C描述用于制造显示装置2A的方法的概要。

首先,执行上述步骤-200A和步骤-210A。然后,通过进行例如倾斜蒸镀,不仅在接合部280A的上表面形成无机膜,而且在导光部280的上表面形成(参见图27A)。进一步,除了与接合部280A对应的透明基板90的部分之外,无机膜形成在由其包围的区域中(参见图27B)。可以通过执行上述步骤-230和步骤-240来获得显示装置2A(参见图27C)。

[第三实施方式]

第三实施方式涉及根据本公开的第二方面的显示装置。

图28是根据第三实施方式的显示装置的示意性局部截面图。在根据第三实施方式的显示装置的示意性平面图中,在第二实施方式中提及的图17A中,可以读取导光部280作为导光部380,并且可以读取接合部280A作为接合部80。

如图28所示,显示装置3包括布置在多个发光单元25上方并且对应于每个发光单元25的柱状导光部380。间隔壁部BW设置在彼此相邻的导光部380之间。与第一实施方式中涉及的图6所示的参考例的显示装置9类似,滤色器50邻近于发光单元25形成,并且导光部380布置在滤色器50上。基板10至滤色器50的配置与在第一实施方式中描述的配置相同,并且因此将省略其描述。

导光部380至少包括位于发光单元25上方的第一微透镜381和位于第一微透镜381上方的第二微透镜。间隔壁部BW嵌入在第一微透镜381与第二微透镜383之间设置的填充层382中,并且设置为使得其折射率小于填充层382的折射率。

可以获得其中滤色器50布置在发光单元25与第一微透镜381之间、第一微透镜381与第二微透镜383之间、以及第二微透镜383上方的配置。在图28所示的实例中,滤色器50布置在发光单元25与第一微透镜381之间。

类似于第二实施方式,显示装置3也可以被配置为使得在隔壁部与导光部的边界面形成光反射面。反射可以是所谓的全反射或镜面反射。在全反射的情况下,间隔壁部可以形成为空间或者可以由具有低折射率的介电材料形成。在镜面反射的情况下,间隔壁部可以由具有大的光反射率的金属材料(诸如,铝)制成。

在第三实施方式中,可以组合地获得第一实施方式的优点(诸如,使用第一微透镜381和第二微透镜383)以及第二实施方式的优点(诸如,在间隔壁部与导光部之间的边界面处的光的反射)。

以下,将参考作为基板等的示意性局部端面图的图29A、图29B、图30、图31、图32、图33、图34、图35、图36、图37及图38说明用于制造显示装置3的方法的概要。

[步骤-300]

进行第一实施方式所描述的步骤-100至步骤-120以获得在其上形成发光单元25的基板10(参见图29A)。在此之后,在基板10上形成滤色器50(参见图29B)。

[步骤-310]

接着,用于配置第一微透镜381的材料层381A形成在整个表面上(参见图30),并且经由灰色调掩模GTM进行曝光(参见图31)。然后,进行显影以获得第一微透镜381(参见图32)。

[步骤-320]

接着,用于形成导光部380和间隔壁部BW的填充材料层382A形成在整个表面上(参见图33),并且通过其中打开与导光部380对应的部分的掩模MSK进行曝光(参见图34)。然后,进行显影以获得到填充层382和间隔壁部BW(参见图35)。这里,将间隔壁部BW描述为空间,但是当间隔壁部BW由介电材料或金属材料配置时,这些材料可以嵌入形成为空间的间隔壁部BW中。

[步骤-330]

接着,用于配置第二微透镜383的材料层383A形成在整个表面上(参见图36),并且经由灰色调掩模GTM进行曝光(参见图37)。然后,进行显影以获得第二微透镜383(参见图38)。

[步骤-340]

接着,通过密封树脂层60将基板10和透明基板90接合在一起可以获得显示装置3。

以上说明了用于制造显示装置3的方法的概要。

对于第三实施方式,各种修改也是可能的。在下文中,参考附图说明变形例。

图39是根据第三实施方式的第一变形例的显示装置的示意性局部截面图。图40是根据第三实施方式的第二变形例的显示装置的示意性局部截面图。

如上所描述,在第三实施方式中,可以获得其中滤色器50布置在发光单元25与第一微透镜381之间、第一微透镜381与第二微透镜383之间或者第二微透镜383上方的配置。在图39所示的显示装置3A中,滤色器50布置在第二微透镜383与透明基板90之间。进一步,在图40所示的显示装置3B中,滤色器50布置在第一微透镜381与第二微透镜383之间。

如在第一实施方式中所描述,定性地,优选发光单元25与第一微透镜381之间的距离较小。在图28所示的显示装置3中,色度视角提高,但是光提取效率稍微降低。在第一变形例和第二变形例中,与图28所示的结构相比,能够提高光提取效率。在第一变形例中,色度视角稍微减小。同时,第二变形例具有能够提高光提取效率和色度视角两者的优点。

图41是根据第三实施方式的第三变形例的显示装置的示意性局部截面图。

在图41所示的显示装置3C中,第二微透镜383是凹透镜型。当第二微透镜383是凸透镜时,定性地,正面亮度倾向于高于周缘亮度。例如,在宽视角侧也需要亮度的应用的情况下,可以通过使第二微透镜383为凹透镜来控制光束朝向面板的宽视角侧发散。

[电子装置]

上述本公开的显示装置可以用作所有领域中电子装置的显示单元(显示装置),以用于将输入到电子装置的视频信号或在电子装置中生成的视频信号显示为图像或视频。作为实例,显示装置可以用作显示单元(诸如,电视机、数字照相机)、笔记本个人计算机、移动终端装置(诸如,移动电话)、摄像机和头戴式显示器(头戴式显示单元)。

本公开的显示装置还包括具有密封配置的模块化装置。这种装置可以由通过将诸如透明玻璃的面向部分附接至像素阵列部分形成的显示模块来例示。显示模块可以设置有用于从外部向像素阵列单元输入/输出信号等的电路单元、柔性印刷电路(FPC)等。在下文中,数字静态相机和头戴式显示器将被示出为使用本公开的显示装置的电子装置的具体实例。然而,这里示出的具体实例仅是实例,并且不是限制性的。

(具体例1)

图42是可更换镜头单镜头反射型数字静态相机的外观图,图42A示出其前视图,并且图42B示出其后视图。可更换镜头单镜头反射型数字静态相机,例如在相机主体(机体)411的右前侧具有可更换摄像镜头单元(可更换镜头)412,并且在左前侧具有由拍摄者保持的把持部413。

监视器414设置在相机主体411的背面的大致中心部。取景器(目镜窗)415设置在监视器414的上方。通过观察取景器415,拍摄者可以在视觉上识别从摄像镜头单元412导入的被摄体的光图像并且确定构图。

本公开的显示装置可以用作具有上述配置的可更换镜头单镜头反射型数字静态相机中的取景器415。即,根据本实例的可更换镜头型单镜头反射型数字静态相机可以通过使用本公开的显示装置作为其取景器415来生产。

(具体例2)

图43是头戴式显示器的外观图。头戴式显示器具有例如耳钩部512,其使得能够在眼镜形显示单元511的两侧佩戴在用户的头上。在该头戴式显示器中,本公开的显示装置可以用作显示单元511。即,根据本实例的头戴式显示器可以通过使用本公开的显示装置作为显示单元511来制造。

(具体例3)

图44是透视头戴式显示器的外观图。透视头戴式显示器611由主体612、臂613和镜筒614配置。

主体612连接到臂613和眼镜600。具体地,主体612的长边方向上的端部接合至臂613,并且主体612的侧面的一侧经由连接构件耦接至眼镜600。主体612可以直接附接至人体的头部。

主体612包括用于控制透视头戴式显示器611的操作的控制板和显示单元。臂613连接主体612和透镜镜筒614,并且支撑透镜镜筒614。具体地,臂613分别连接至主体612的端部和透镜镜筒614的端部,以固定透镜镜筒614。进一步,臂613包含用于将与从主体612提供的图像有关的数据通信至镜筒614的信号线。

透镜镜筒614通过目镜将经由臂613从主体612提供的图像光投射到佩戴透视头戴式显示器611的用户的眼睛。在该透视头戴式显示器611中,本公开的显示装置可以用于主体612的显示单元。

[其他]

本公开的技术还可以具有以下配置。

[A1]

一种显示装置,至少包括:

多个发光单元,以二维矩阵的方式布置在基板上;

第一透镜单元,布置在多个发光单元上方并且具有与每个发光单元对应的第一微透镜;以及

第二透镜单元,布置在第一透镜单元上方并且具有与每个发光单元对应的第二微透镜。

[A2]

根据A1所述的显示装置,其中,

滤色器布置在第一微透镜与第二微透镜之间。

[A3]

根据A1所述的显示装置,还包括

第三透镜单元,布置在第二透镜单元上方并且具有与每个发光单元对应的第三微透镜。

[A4]

根据A3所述的显示装置,其中,

滤色器分别布置在第一微透镜与第二微透镜之间、以及第二微透镜与第三微透镜之间。

[A5]

根据A1至A4中任一项所述的显示装置,其中,

形成第一微透镜的材料的折射率大于形成第二微透镜的材料的折射率。

[A6]

根据A5所述的显示装置,其中,

滤色器布置在第一微透镜与第二微透镜之间,并且

形成滤色器的光学材料的折射率小于形成第一微透镜的光学材料的折射率并且等于或高于形成第二微透镜的光学材料的折射率。

[A7]

根据A5或A6所述的显示装置,其中,

第一微透镜由无机材料形成,并且第二微透镜由有机材料形成。

[B1]

一种显示装置,包括:

多个发光单元,以二维矩阵的方式布置在基板上;以及

柱状导光部,布置在多个发光单元的上方并且与每个发光单元对应,其中,

间隔壁部设置在彼此相邻的导光部之间。

[B2]

根据B1所述的显示装置,其中,

间隔壁部与导光部之间的边界面形成光反射面。

[B3]

根据B1或B2所述的显示装置,其中,

导光部由介电材料形成。

[B4]

根据B3所述的显示装置,其中,

导光部由有机材料制成。

[B5]

根据B1至B4中任一项所述的显示装置,其中,

间隔壁部设置成使得其折射率小于导光部的折射率。

[B6]

根据B1至B5中任一项所述的显示装置,其中,

间隔壁部形成为空间。

[B7]

根据B1至B6中任一项所述的显示装置,其中,

间隔壁部由介电材料形成。

[B8]

根据B1所述的显示装置,其中,

间隔壁部由金属材料形成。

[B9]

根据B1至B8中任一项所述的显示装置,其中,

间隔壁部与导光部之间的边界面在包括多个发光单元的虚拟平面的法线方向上延伸。

[B10]

根据B1至B8中任一项所述的显示装置,其中,

间隔壁部与导光部之间的边界面延伸成相对于包括多个发光单元的虚拟平面的法线方向形成预定角度。

[B11]

根据B1至B10中任一项所述的显示装置,包括:

透明基板,布置成面向基板,其中,

基板设置有接合部,该接合部被布置成围绕以二维矩阵的方式布置的多个发光单元的区域,并且

基板和透明基板通过接合部接合。

[B12]

根据B11所述的显示装置,其中,

接合部的高度形成为与导光部相等的高度。

[B13]

根据B1至B12中任一项所述的显示装置,其中,

导光部至少包括位于发光单元上方的第一微透镜和位于第一微透镜上的第二微透镜。

[B14]

根据B13所述的显示装置,其中,

间隔壁部嵌入在第一微透镜与第二微透镜之间设置的填充层中,并且设置为使得其折射率小于填充层的折射率。

[B15]

根据B13所述的显示装置,其中,

滤色器布置在发光单元与第一微透镜之间、第一微透镜与第二微透镜之间或第二微透镜上方。

[附图标记列表]

11A 1B 1C 2 2A 3 3A3B 3C 9显示装置;10基板;11元件分离区域;12源极/漏极区域;13沟道形成区域;14栅极绝缘层;15栅电极;20平坦化膜;21接触插塞;22阳极电极;23有机层;24阴极电极;25发光单元;30A第一透镜单元;30B第二透镜单元;30C第三透镜单元;31A第一微透镜;31B第二微透镜;31C

第三微透镜;40平坦化膜;50、50R、50G、50B、50A、50AR、50AG、50AB滤色器;60密封树脂层;70、70R、70G、70B像素;80接合部;90透明基板;280导光部;280A接合部;380导光部;381第一微透镜;381A用于形成第一微透镜的材料层;382填充层;382A填充材料层;383第二微透镜;383A用于形成第二微透镜的材料层;BW间隔壁部;AL1、AL2无机膜;411相机主体;412摄像镜头单元;413把持部;414监视器;415取景器;511眼镜型显示单元;512耳钩部;600眼镜;611透视头戴式显示器;612主体;613臂;614透镜镜筒。

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