CN103022075A - 显示设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种显示设备，其可以降低白色或中间色的色度的视角依赖性。该显示设备包括：一对相对的基板；遮光膜，设置在一对基板的其中一个上，同时具有多个开口；以及多个自发光元件，设置在一对基板的另一个上，每个自发光元件具有面向每个开口的发光区，并且具有与其它元件的发光颜色不同的发光颜色，至少一个自发光元件在显示面方向上从发光区的一端至遮光膜的开口的间隔距离与其它自发光元件不同。
Description
本申请是分案申请，其原案申请的申请号为201010251673.6，申请日为2010年8月11日，发明名称为“显示设备”。
技术领域
本发明涉及一种具有诸如有机EL（场致发光）元件或无机EL元件的自发光元件的显示设备。
背景技术
在使用诸如有机EL元件的自发光元件的显示设备中，在一对基板的中的一个上设置自发光元件，并且在另一个上设置遮光黑底（black matrix）（例如，见日本专利申请公开第2006-73219号）。在这种早先的真彩色显示设备中，通过混合来自单色自发光元件的发射光的颜色来显示白色或中间色。
发明内容
但是，这种早先的显示设备具有如下难题，即，当颜色间的视角特性变化时，白平衡被破坏，因此，白色或中间色的色度根据视角而变化。造成颜色间的视角特性差异的主要原因包括：用来提高光提取效率的谐振效应或干涉效应的使用、或者发光区的尺寸在各颜色之间变化以补偿由于老化引起的亮度平衡的破坏。
期望提供一种可以减小白色或中间色的色度的视角依赖性的显示设备。
根据本发明实施方式的显示设备具有下面的组件（A）～（C）：
（A）一对相对的基板；
（B）遮光膜，设置在一对基板的其中一个上，同时具有多个开口；以及
（C）多个自发光元件，设置在一对基板的另一个上，每个元件具有面对每个开口的发光区，并具有与其它元件不同的发光颜色，其中，至少一个元件在显示面方向上从发光区的一端至遮光膜的开口的间隔距离与其它元件不同。
在根据本发明实施方式的显示设备中，多个自发光元件发出颜色彼此不同的单色光，并且通过混合单色光的颜色来显示白色或中间色。
在这种情况下，当在斜向方向上观察多个自发光元件时，由遮光膜形成阴影部。如果阴影部与自发光元件的发光区重叠，则这种重叠的部分变为发射光被遮光膜遮挡的遮光区，因此亮度根据遮光区的面积而减小。
在显示设备中，由于至少一个自发光元件在显示面方向上从发光区的一端至遮光膜的开口的间隔距离与其它元件不同，所以所述自发光元件的遮光面积与发光区面积的比率与其它自发光元件不同，因此，由于遮光膜的遮光而引起的亮度降低的水平与其它元件不同。这样，由于遮光膜的遮光而引起的亮度降低的水平在各颜色间变化。因此，当在各颜色间存在视角特性的差异时，可以减小这种差异，因此，可以抑制根据白色或中间色的视角的色度变化。
在根据本发明实施方式的显示设备中，由于使至少一个发光元件在显示面方向上从发光区的一端至遮光膜的开口的间隔距离与其它自发光元件不同，所以通过使用由于遮光膜的遮光而引起的亮度降低来减小各颜色间的视角特性的差异，从而，可以降低白色或中间色的色度的视角依赖性。
从以下说明中，本发明的其它和进一步的目的、特征和优点将更加明显。
附图说明
图1示出了根据本发明第一实施方式的显示设备的结构的平面图。
图2以放大方式示出了图1中所示的显示设备的一个像素的平面图。
图3示出了沿着图2中所示的像素的截面图。
图4以放大方式示出了根据计算实例1的像素的平面图。
图5示出了图4中所示像素的截面图。
图6示出了图4中所示的像素的色度-视角特性的曲线图。
图7以放大方式示出了根据比较实例1的像素的平面图。
图8以放大方式示出了根据计算实例2的像素的平面图。
图9示出了图8中所示像素的截面图。
图10示出了图8中所示像素的色度-视角特性的曲线图。
图11以放大方式示出了根据比较实例2的像素的平面图。
图12示出了图1中所示的显示设备的结构的示图。
图13示出了图12中所示的像素驱动电路的实例的示图。
图14示出了图12中所示的有机EL元件的结构的截面图。
图15示出了图12中所示的有机EL元件的另一种结构的截面图。
图16以放大方式示出了根据变形实例1的像素的平面图。
图17示出了图16的像素的变形实例的平面图。
图18示出了包括根据实施方式的显示设备的模块的示意性结构的平面图。
图19示出了根据实施方式的显示设备的应用实例1的外观的透视图。
图20A和图20B是透视图，其中，图20A示出了从正面侧看去的应用实例2的外观，并且图20B示出了从背面侧看去的外观。
图21示出了应用实例3的外观的透视图。
图22示出了应用实例4的外观的透视图。
图23A～图23G是这样的示图，其中，图23A是打开状态下的应用实例5的正视图，图23B是其侧视图，图23C是其关闭状态下的正视图，图23D是其左视图，图23E是其右视图，图23F是其顶视图，而图23F是其底视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细说明本发明的优选实施方式。按照下面的顺序进行说明。
1.实施方式
（1）原理说明（发光区宽度在所有颜色之间相同，并且蓝色的间隔距离（clearance）比其它颜色大的实例）
（2）计算实例1（发光区宽度在所有颜色之间相同，并且蓝色的间隔距离比其它颜色小的实例）
（3）计算实例2（蓝色发光区宽度比其它颜色发光区宽度大，并且蓝色间隔距离比其它颜色小的实例）
2.变形实例1（间隙在一个自发光元件中连续变化的实例）
3.应用实例
图1示出了根据本发明实施方式的显示设备的平面结构的实例。显示设备1用于电视装置等，并具有例如以矩阵形式将多个像素10排列在显示区110中的结构。例如，每个像素10具有发射红色单色光的自发光元件10R、发射绿色单色光的自发光元件10G及发射蓝色单色光的自发光元件10B。不仅可以由后述的有机EL元件，而且还可以由无机EL元件、半导体激光器或LED（发光二极管）来构成每个自发光元件10R、10G及10B。
图2以放大方式示出了图1所示的一个像素10的平面结构。自发光元件10R、10G及10B分别具有发光区11R、11G及11B。作为黑底的遮光膜22与彼此邻近的发光区11R、11G及11B之间的分界部相对。
例如，发光区11R、11G及11B均具有纵向矩形形状，其中显示面内的垂直尺寸（下文中，称作长度）大于面内的水平尺寸（下文中，称作宽度）。此处所述的矩形形状不仅包括几何学上的正矩形形状，而且还包括基本上为矩形的形状（尽管具有根据下层TFT等的布局的对应于下层TFT的切口）。显示面指的是与图2中的纸面平行的平面。
例如，遮光膜22由混合了黑色着色剂的黑色树脂膜（该膜具有至少为1的光学密度）或者使用薄膜中的光干涉的薄膜滤光器来构成。优选地，用黑色数值膜来形成遮光膜，这是因为这能够以低成本容易地形成遮光膜。通过至少堆叠包括金属、金属氮化物、金属氧化物等之一形成的薄膜滤光器通过使用薄膜中光的干涉来衰减光。具体地，薄膜滤光器包括通过交替堆叠铬和氧化铬（III）（Cr2O3）的薄膜所形成的滤光器。
图3示出了像素10的截面结构。自发光元件10R、10G及10B设置在第一基板11上，而遮光膜22设置在第二基板21上。由玻璃、硅（Si）晶片或树脂构成第一基板11和第二基板21。第一基板11和第二基板21彼此相对，自发光元件10R、10G及10B和遮光膜22分别在基板内侧，并且根据需要在基板之间设置包括树脂等的中间层30。第一基板11和第二基板12对应于“一对相对基板”的具体实例。
这样，自发光元件10R、10G及10B被设置在与遮光膜22的基板不同的基板上。其原因如下，为了在与自发光元件的基板相同的基板11上形成膜22，自发光元件10R、10G及10B需要足够的耐热性和可靠性来确保遮光膜22的形成处理。但是，目前这是相当困难的。因此，实际上需要在相对的第二基板21上设置遮光膜22。结果，在第一基板11上的自发光元件10R、10G及10B的发光区11R、11G及11B与第二基板21上的遮光膜22之间形成了对应于中间层30的厚度的间隙G。
在除了遮光膜22之外的第二基板21上，设置用于提高区域（后述的开口24）中的颜色纯度的滤色片23。滤色片23包括对应于发光区11R、11G及11B顺次排列的红色滤光器23R、绿色滤光器23G及蓝色滤光器23B。红色滤光器23R、绿色滤光器23G或蓝色滤光器23B由混合了颜料的树脂构成，并被调整以便通过选择适当的颜料，使光透射率在红色、绿色或蓝色的目标波长范围内很高，而在其它波长范围内很低。
例如，中间层30包括用于保护自发光元件10R、10G及10B的保护层和粘合层（它们都未在图3中示出，见图14和图15）。
如图2和图3所示，遮光膜22具有多个开口24，并且对应于开口24来设置发光区11R、11G及11B。每个开口24的长度和宽度典型地大于每个发光区11R、11G及11B的长度和宽度。这样做的原因在于，防止由于第一和第二基板11和21彼此粘合处的位置的移偏移引起的遮光膜22对发光区11R、11G或11B的一部分进行遮光所导致的亮度降低。因此，每个发光区11R、11G及11B的一端与遮光膜22的开口24离间。这种间隔，即，在显示面方向上从发光区11R、11G及11B的端部至遮光膜22的开口24的间隔距离被表示为1/2(LBM-LEL)（LBM表示开口24的宽度，而LEL表示发光区11R、11G及11B的宽度）。显示面指的是图3中垂直于纸面的平面。
在实施方式中，自发光元件10B的间隔距离1/2(LBMB-LELB)与其它自发光元件10R和10G的间隔距离1/2(LBMR-LELR)或1/2(LBMG-LELG)不同。这能够减小显示设备1中白色或中间色的色度的视角依赖性。
下面，参照图2和图3详细说明这点。
如图3所示，在遮光膜22设置在第二基板21上的情况下，当以倾斜方向观察第一基板11上的自发光元件10R、10G及10B时，出现由遮光膜22产生的阴影部。如果每个阴影部与发光区11R、11G或11B重叠，则这种重叠区变为发射的光被遮光膜22遮挡的遮光区，因此，亮度根据遮光区的宽度LSR、LSG或LSB（下文中，以LS作为总称）而降低。即，给出考虑到遮光膜22的遮光的相对亮度Y为Y=1-LS/LEL。
在图2所示的实例中，当发光区11R、11G及11B的宽度在所有颜色之间相同时，面向蓝色发光区11B的开口24的宽度LBMB大于面向红色和绿色发光区11R和11G的开口24的宽度LBMR和LBMG。因此，蓝色自发光元件10B的间隔距离1/2(LBMB-LELB)大于红色和绿色自发光元件10R和10G的间隔距离1/2(LBMR-LELR)和1/2(LBMG-LELG)。这些都被总结为数值表达式1。
数值表达式1
发光区的宽度：LELR=LELG=LELB
开口的宽度：LBMR＝LBMG<LBMB
间隔距离之间的大小关系：
1/2(LBMR-LELR)=1/2(LBMG-LELG)<1/2(LBMB-LELB)
在这种情况下，在遮光膜22的阴影出现在发光区11R、11G及11B中之后，蓝色遮光区LSB与红色或绿色遮光区LSR和LSG相比较小。即，由数值表达式2来表示遮光区LSR、LSG及LSB之间的大小关系。数值表达式2
LSR=LSG>LSB
由于给出考虑到遮光膜22的遮光的相对亮度Y为Y=1-LS/LEL，所以将颜色的亮度YR、YG及YB之间的大小关系表示为数值表达式3，因此，蓝色的亮度在视角θAIR处相对较高。因此，在图2和图3所示的像素的情况下，白色的色度随着视角的增大而逐渐向蓝色偏移。
数值表达式3
YR=YG<YB
以如下方式获取遮光区LS。
假设空气中的视角为θAIR，构成中间层30的树脂中的视角为θRESIN，并且树脂的折射率为n，则基于斯涅耳定律（Snell’s Law）推出数值表达式4。
数值表达式4
θRESIN=arcsin(1/n*sinθAIR)
通过基于数值表达式4和下面的数值表达式5的数值表达式6来给出遮光区LS。
数值表达式5
LS+1/2(LBM-LEL)=LRESIN*tanθRESIN
数值表达式6
LS=LRESIN*tan(arcsin(1/n*sinθAIR))-1/2(LBM-LEL)
因此，可以通过改变从发光区11R、11G及11B的一端至遮光膜22的开口24的间隔距离1/2(LBM-LEL)，可以改变每种颜色在树脂厚度为LRESIN和视角为θAIR处的遮光区的宽度LS。
在发光区11R、11G及11B的宽度LEL固定的情况下，当开口24的宽度LBM增大时，遮光区的宽度LS减小，相反地，当开口24的宽度LBM减小时，遮光区的宽度LS增大。改变遮光膜22的开口24的宽度LBMR、LBMG或LBMB，从而每种颜色的遮光区的宽度LS（即，亮度视角比）可以变化。亮度视角比以这种方式变化，使得包括相关颜色的混合色的白色或中间色的色度根据视角而变化。
优选地，白色的色度根据（在色度自身的变化量很小的情况下或色度在沿着黑体辐射的轨迹的方向上变化从而难以作为颜色漂移观察到色度变化的情况下的）图像质量的视角而变化。因此，即使在实施方式中，也期望确定每种颜色的遮光区的宽度LS（即，间隔距离1/2(LBM-LEL)），从而可以改善色度变化量和色度变化方向之一或二者。
下文中，说明使用具体数值的计算实例1和2。
计算实例1
图4和图5分别示出了根据计算实例1的像素10的平面结构和截面结构。在计算实例1中，如图4所示，发光区11R、11G及11B的宽度在所有颜色之间相同，面向蓝色发光区11B的开口24的宽度LBMB小于面向红色和绿色发光区11R和11G的开口24的宽度LBMR和LBMG。因此，蓝色自发光元件10B的间隔距离1/2(LBMB-LELB)小于红色和绿色自发光元件10R和10G的间隔距离1/2(LBMR-LELR)和1/2(LBMG-LELG)。这些总结为数值表达式7。
数值表达式7
发光区的宽度：LELR=LELG=LELB=60μm
开口的宽度：LBMR=LBMG=76μm，LBMB=70μm
红色间隔距离：1/2(LBMR-LELR)=8μm
绿色间隔距离：1/2(LBMG-LELG)=8μm
蓝色间隔距离：1/2(LBMB-LELB)=5μm
图6示出了计算例1中的色度-视角特性Δu'v'的计算结果。在这种计算中，假设第一和第二基板11和21通过包括厚度为20μm且折射率为1.5的树脂的中间层30彼此粘合。
作为比较实例1，如图7所示，即使在假设开口24的宽度在所有颜色之间相同（LBMR=LBMG=LBMB=70μm）的情况下，也以与计算实例1相同的方式来计算色度视角特性Δu'v'。图6集中示出了这种计算的结果。
从图6中可知，在计算实例1中，在由遮光膜22导致的遮光开始产生的至少30度的视角处，从视角0°处的色度开始的色度Δu'v'的变化量与比较例1相比减小了，这表明改善了色度视角特性。
计算实例2
图8和图9示出了根据计算实例2的像素10的平面结构和截面结构。在计算实例2中，如图8所示，蓝色发光区11B的宽度LELB大于红色和绿色发光区11R和11G的宽度LLER和LLEG。另外，面向蓝色发光区11B的开口24的宽度LBMB大于面向红色和绿色发光区11R和11G的开口24的宽度LBMR和LBMG。因此，蓝色自发光元件10B的间隔距离1/2(LBMB-LELB)小于红色和绿色自发光元件10R和10G的间隔距离1/2(LBMR-LELR)和1/2(LBMG-LELG)。这些总结为数值表达式8。
数值表达式8
发光区的宽度：LELR＝LELG=50μm，LELB=74μm
开口的宽度：LBMR＝LBMG=66μm，LBMB=84μm
红色间隔距离：1/2(LBMR-LELR)=8μm
绿色间隔距离：1/2(LBMG-LELG)=8μm
蓝色间隔距离：1/2(LBMB-LELB)=5μm
在计算实例2中，蓝色发光区11B的宽度LELB大于红色和绿色发光区11R和11G的宽度LLER和LLEG的原因如下。诸如有机EL元件的自发光元件10R、10G及10B（其中由于电流而发生亮度降低）中，自发光元件的寿命随着流过自发光元件10R、10G及10B的电流密度的降低而延长。此外，由于随发光时间的亮度降低水平根据发光颜色而变化，所以在假设各彩色发光区11R、11G及11B具有相同面积的情况下，发光颜色之间的亮度平衡随着时间的流逝而破坏，引起白色或中间色色度的变化。
因此，通过增大寿命短的颜色（具体地，蓝色）的发光区11B的宽度LELB，可以实现自发光元件10B的寿命的提高。此外，调整每种颜色的诸如电流密度的驱动条件，从而可以将随发光时间的亮度降低调整至在所有颜色之间近似平均，从而抑制了白色或中间色的色度的时间变化。
但是，在发光区11R、11G及11B的尺寸以这种方式根据发光颜色而变化的情况下，由遮光膜22所引起的遮光区LSR、LSG或LSB的面积与发光区11R、11G或11B的面积的比率也根据发光颜色而变化。因此，由于遮光膜22所引起的亮度降低在颜色之间变得不均匀，导致了白平衡的破坏，因此，白色或中间色的色度会根据视角而变化。
因此，在计算实例2中，具有大宽度的发光区11B的蓝色自发光元件10B的间隔距离1/2(LBMB-LELB)小于红色和绿色自发光元件10R和10G的间隔距离1/2(LBMR-LELR)和1/2(LBMG-LELG)。因此，随发光时间的亮度降低以及由遮光膜22的遮光所引起的亮度降低的每一个都可以调整至在所有颜色之间近似平均，从而抑制了根据白色或中间色的视角的色度变化。
图10示出了在计算实例2中的色度-视角特性Δu'v'的计算结果。在这种计算中，假设第一和第二基板11和21通过包括厚度为20μm且折射率为1.5的树脂的中间层30彼此粘合。
作为比较实例2，如图11所示，即使在假设间隔距离1/2(LBM-LEL)在所有颜色之间相同（5μm）的情况下，也以与计算实例2中相同的方式来计算色度-视角特性Δu'v'。图10集中示出了这种计算的结果。
从图10可知，在计算例2中，在由遮光膜22导致的遮光开始产生的至少30度的视角处，从视角0°处的色度开始的色度变化量Δu'v'与比较例2相比减小，这表明改善了色度视角特性。
虽然已经在原理及计算例1和2的说明中说明了显示面内的水平方向上的间隔距离1/2(LBM-LEL)根据发光颜色而变化的情况，但是在显示面内的垂直方向上的间隔距离也会根据发光颜色而变化。此外，显示面内水平和垂直方向上的两个间隔距离都会根据发光颜色而变化。但是，如图2所示，在具有在显示面内的垂直方向上延长的发光区11R、11G及11B的像素10中，遮光膜22的遮光的影响在水平方向上（其中，发光区11R、11G及11B的宽度都很小）较大，而在垂直方向上较小。因此，即使在仅在水平方向上（在该方向上遮光影响很大）的间隔距离根据发光颜色而变化的情况下，也能获取足够的效果。
在原理及计算实例1和2的说明中，已经说明了使蓝色发光区11B的宽度LELB或间隔距离1/2(LBMB-LELB)与红色和绿色发光区11R和11G的宽度LELR和LELG或间隔距离1/2(LBMR-LELR)和1/2(LBMG-LELG)不同的情况。但是，可以使红色发光区11R的宽度LELR或间隔距离1/2(LBMR-LELR)与绿色和蓝色发光区11G和11B的宽度LELG和LELB或间隔距离1/2(LBMG-LELG)和1/2(LBMB-LELB)不同。可选地，可以使绿色发光区11G的宽度LELG或间隔距离1/2(LBMG-LELG)与红色和蓝色发光区11R和11B的宽度LELR和LELB或间隔距离1/2(LBMR-LELR)和1/2(LBMB-LELB)不同。但是，由于蓝色自发光元件10B与其它颜色的发光元件相比寿命较短，所以优选地，使蓝色发光区11B的宽度LELB或间隔距离1/2(LBMB-LELB)与红色和绿色发光区11R和11G的宽度LELR和LELG或间隔距离1/2(LBMR-LELR)和1/2(LBMG-LELG)不同。
此外，可以使红色、绿色及蓝色发光区11R、11G及11B的所有宽度LELR、LELG及LELB或间隔距离1/2(LBMR-LELR)、1/2(LBMG-LELG)及1/2(LBMB-LELB)彼此不同。
图12示出了显示设备1的实例。显示设备1用作具有有机EL元件作为自发光元件10R、10G及10B的有机EL电视机装置，并且例如，在显示区110周围具有作为用于视频显示的驱动器的信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130。
像素驱动电路140设置在显示区110中。图13示出了像素驱动电路140的结构的实例。像素驱动电路140是形成在后述的下部电极14下面的有源驱动电路。具体地，像素驱动电路140包括：驱动晶体管Tr1和写入晶体管Tr2、晶体管Tr1和Tr2之间的电容器（保持电容）Cs以及在第一电源线（Vcc）与第二电源线（GND）之间与驱动晶体管Tr1串联连接的有机EL元件10R（10G或10B）。驱动晶体管Tr1和写入晶体管Tr2的每一个都由典型的薄膜晶体管（TFT）构成，并且晶体管的结构可以为逆交错结构（inverted staggered structure）（底栅型）或交错结构（顶栅型），即，不具体限定结构。
在像素驱动电路140中，多条信号线120A设置在列方向上，并且多条扫描线130A设置在行方向上。每条信号线120A与每条扫描线130A的交叉点对应于有机EL元件10R、10G及10B（子像素）的其中一个。每条信号线120A连接至信号线驱动电路120，并且经由信号线120A从信号线驱动电路120向每个写入晶体管Tr2的源电极提供图像信号。每条扫描线130A连接至扫描线驱动电路130，并且经由扫描线130A从扫描线驱动电路130向每个写入晶体管Tr2的栅电极顺次提供扫描信号。
图14示出了自发光元件10R、10G及10B的截面结构。每个自发光元件10R、10G、及10B均为有机EL元件，在该有机EL中，从第一基板11侧依次堆叠像素驱动电路140的驱动晶体管Tr1、平坦化绝缘膜13、作为阳极的下部电极14、电极间绝缘膜15、包括后述的发光层16C的有机层16以及作为阴极的上部电极17。驱动晶体管Tr1经由设置在平坦化绝缘膜13中的连接孔13A电连接至下部电极14。
保护层31覆盖这种自发光元件10R、10G及10B，并通过用第二基板21和保护层31之间的粘合层32将第二基板粘合在保护层的整个表面上来密封自发光元件。保护层31由氮化硅（SiNx）、氧化硅、金属氧化物等构成。例如，粘合层32由热固树脂或紫外线固化树脂构成。保护层31和粘合层32构成了中间层30。
因为在膜13中将形成微细连接孔13A，所以优选地由具有高图案化精度的材料构成平坦化绝缘膜13（该平坦化绝缘膜使具有形成在其上的像素驱动电路140的第一基板11的表面平坦化）。就平坦化绝缘膜13的材料而言，例如，列出了诸如聚酰亚胺的有机材料或诸如氧化硅（SiO2）的无机材料。
下部电极14还具有反射层的功能，并且期望具有高反射率，以最大限度地提高发光效率。具体地，当下部电极14用作阳极时，期望电极14由具有高空穴注入特性的材料构成。例如，这种下部电极14在堆叠方向（下文中，简称为厚度）上具有100nm～1000nm（包括两端值）的厚度，并且包括诸如铬（Cr）、金（Au）、铂（Pt）、镍（Ni）、铜（Cu）、钨（W）或银（Ag）的金属元素的单质或合金。包括氧化铟锡（ITO）等的透明导电膜可以设置在下部电极14的表面上。即使是由于表面氧化膜的存在而具有不期望的空穴注入阻挡层或者在具有高反射率的同时功函数（workfunction）不大的诸如铝（Al）合金的材料，也可以通过设置适当的空穴注入层用作下部电极14。
例如，由感光性树脂构成电极间绝缘膜15，该电极间绝缘膜确保了下部电极14与上部电极17之间的绝缘性，并使发光区11R、11G及11B形成为期望的形状。仅在每个下部电极14的***设置电极间绝缘膜15，并且从电极间绝缘膜15暴露的下部电极14的区域对应于发光区11R、11G及11B。虽然有机层16和上部电极17设置在电极间绝缘膜15上，但发光仅出现在发光区11R、11G及11B中。
例如，有机层16具有这样的结构，即，其中，从下部电极14侧以依次堆叠空穴注入层16A、空穴输送层16B、发光层16C、电子输送层16D及电子注入层16E。在它们之中，可以根据需要设置其他的层而不是发光层16C。有机层16的结构可以根据自发光元件10R、10G及10B的发光颜色而不同。空穴注入层16A提高空穴注入效率，此外，还作为用作防止电流泄漏的缓冲层。空穴输送层16B提高发光层16C的空穴输送效率。发光层16C响应于施加的电场通过电子与空穴的复合而发光。电子输送层16D提高发光层16C的电子输送效率。电子注入层16E提高电子注入效率。
例如，自发光元件10R的空穴注入层16A具有5nm～300nm（包括两端值）的厚度，并且由化学式1或2中所示的六氮杂苯并菲（hexaazatriphenylene）衍生物构成。例如，自发光元件10R的空穴输送层16B具有5nm～300nm（包括两端值）的厚度，并且由二[(N-萘基)-N-苯基]联苯胺（bis[(N-naphtyl)-N-phenyl]benzidine）(α-NPD)构成。例如，自发光元件10R的发光层16C具有10nm～100nm（包括两端值）的厚度，并且由混合了体积百分比为40%的2,6-二[4-[N-(4-甲氧苯基)-N-苯基]氨基苯乙烯]萘-1,5-二腈（2,6-bis[4-[N-(4-methoxyphenyl)-N-phenyl]aminostyril]naphthalene-1,5-dicarbonitrile）(BSN-BCN)的8-羟基喹啉/铝络合物（8-quinolinol/aluminumcomplex）（Alq3）构成。例如，自发光元件10R的电子输送层16D具有5nm～300nm（包括两端值）的厚度，并且由Alq3构成。例如，自发光元件10R的电子注入层16E具有约为0.3nm的厚度，并且由LiF或Li2O构成。
化学式1
在化学式1中，R1～R6表示分别从以下各项中选择的取代基：氢、卤素、羟基、氨基、芳氨基、具有20个或以下碳的取代或非取代羰基、具有20个或以下碳的取代或非取代羰基酯基、具有20个或以下碳的取代或非取代烷基、具有20个或以下碳的取代或非取代烯基、具有20个或以下碳的取代或非取代烷氧基、具有30个或以下碳的取代或非取代芳基、具有30个或以下碳的取代或非取代杂环基、腈基、氰基、硝基或甲硅烷基；并且邻近的Rm（m=1～6）可以通过环状结构彼此键合。X1～X6均表示碳或氮原子。
具体地，自发光元件10R的空穴注入层16A优选由化学式2所示的材料构成。
化学式2
例如，自发光元件10G的空穴注入层16A具有5nm～300nm（包括两端值）的厚度，并由在化学式1或2中所示的六氮杂苯并菲衍生物构成。例如，自发光元件10G的空穴输送层16B具有5nm～300nm（包括两端值）的厚度，并且由α-NPD构成。例如，自发光元件10G的发光层16C具有10nm～100nm（包括两端值）的厚度，并且由混合了体积百分比为1%的香豆素6的Alq3构成。例如，自发光元件10G的电子输送层16D具有5nm～300nm（包括两端值）的厚度，并且由Alq3构成。例如，自发光元件10G的电子注入层16E具有约为0.3nm的厚度，并且由LiF或Li2O构成。
例如，自发光元件10B的空穴注入层16A具有5nm～300nm（包括两端值）的厚度，并由化学式1或2中所示的六氮杂苯并菲衍生物构成。例如，自发光元件10B的空穴输送层16B具有5nm～300nm（包括两端值）的厚度，并且由α-NPD构成。例如，自发光元件10B的发光层16C具有10nm～100nm（包括两端值）的厚度，并且由螺环（spiro）6Φ构成。例如，自发光元件10B的电子输送层16D具有5nm～300nm（包括两端值）的厚度，并且由Alq3构成。例如，自发光元件10B的电子注入层16E具有约为0.3nm的厚度，并且由LiF或Li2O构成。
例如，上部电极17具有约为10nm的厚度，并且由铝（Al）、镁（Mg）、钙（Ca）或钠（Na）的合金构成。具体地，因为薄膜形态的合金兼有一定导电性和小的光吸收率，所以优选镁银合金（Mg-Ag合金）。虽然不具体限定Mg-Ag合金的镁银比率，但优选地厚度比Mg:Ag在20:1～1:1的范围内。可选地，上部电极17的材料可以为铝（Al）锂（Li）合金（Al-Li合金）。
上部电极17还作为半透射性反射层。具体地，自发光元件10R具有谐振器结构MCl，因此，发光层16C所产生的光，允许在下部电极14与上部电极17之间发生谐振。谐振器结构MCl允许发光层16C所产生的光通过作为反射面P1的下部电极14与有机层16之间的界面、上部电极17与电子注入层16E之间的界面作为半透射性反射面P2、及作为谐振器部的有机层16，发生谐振，并且从半透射性反射面P2侧引出光。这样，元件10R具有谐振器结构MCl，使发光层16C所产生的光发生多重干涉，这减小了从半透射性反射面P2侧提取的光的光谱的半值宽度，从而，可以增大光的峰值强度。即，可以增强正面方向上的光辐射强度，使得发光颜色纯度的提高。另外，通过这种多重干涉可以衰减从第二基板21侧进入的外部光，因此，在自发光元件10R、10G及10B中通过谐振器结构和滤色片23的组合效应可以极大地降低外部光的反射。
为了实现这点，优选地，反射面P1与半透射性反射面P2之间的光学距离L1满足数值表达式9。
数值表达式9
(2L1)/λ+Φ/(2π)=m
在数值表达式9中，L1表示反射面P1与半透射性反射面P2之间的光学距离，m表示级数（order）（0或自然数）、Φ表示反射面P1处的反射光的相移Φ1和半透射性反射面P2处的反射光的相移Φ2的和(Φ=Φ1+Φ2)(rad)，而λ表示期望从半透射性反射面P2侧引出的光的光谱的峰值波长。在数值表达式9中，L1和λ需要以相同单位表示，例如，nm。
在反射面P1与半透射性反射面P2之间存在引出光的强度被最大化的位置（谐振面）。在m+1个位置处存在谐振面。在m=1或以上的条件下，在发光面位于最接近于反射面P1的谐振面的条件下，发射光谱的半值宽度最大。
如图15所示，自发光元件10R、10G及10B可以设计为，不设置半透射性反射面P2，并且发光层16C所产生的光在反射面P1上反射，从而在反射光与发光层16C所产生的光之间发生干涉。
在这种情况下，优选地，发光层16C包括反射光与发光层16C所产生的光通过干涉彼此加强的位置（干涉位置）。反射面P1与干涉位置之间的光学距离L1优选满足数值表达式10。
数值表达式10
(2L1)/λ+Φ/(2π)=m
在数值表达式10中，L1表示反射面P1与干涉位置之间的光学距离，m表示级数（0或自然数）、Φ表示反射面P1处的反射光的相移（rad），而λ表示当发光层16C所产生的光从上部电极17侧发射时的光谱的峰值波长。在数值表达式10中，L1和λ需要以相同的单位表示，例如，nm。
在具有这种谐振器结构MCl或使用发光层16C所产生的光与反射面P1上的反射光之间的干涉的自发光元件10R、10G及10B中，随着级数m的增加，亮度或色度对视角的依赖性（即，正视与斜视之间的亮度或色度的差异）趋于增大。当假设有机EL显示设备用于典型的电视机装置等时，期望根据视角的亮度降低和色度变化很小。
仅根据视角特性，m=0的条件是理想的。但是，在这种条件下有机层16的厚度很小，这会对发光特性造成不利影响，或引起下部电极14与上部电极17之间的短路。因此，例如，使用m=1的条件，从而避免亮度或色度的视角依赖性的增加，并抑制发光特性的劣化或短路的发生。例如，在由铝合金构成下部电极14并且由Mg-Ag合金构成上部电极17的情况下，蓝色自发光元件10B的有机层16的厚度在m=1的情况下约为190nm，而在m=0的情况下，该厚度约为80nm，因此，在m=1的情况下抑制了短路。
由于对于每种发光颜色，在不同光学条件下发生谐振器结构MCl的谐振效应或干涉效应，所以通常视角特性对于每种发光颜色不同。在真彩色显示设备中，由于通过混合单色光的颜色来显示白色或中间色，所以发光颜色之间的单色视角特性的这种差异引起白平衡的破坏，使得白色或中间色的色度根据视角变化。
如前所述，自发光元件10B的间隔距离1/2(LBMB-LELB)与其它自发光元件10R和10G的间隔距离1/2(LBMR-LELR)和1/2(LBMG-LELG)不同。因此，由于遮光膜22的遮光而引起的亮度的降低水平在各颜色之间变化，以减小由于谐振器结构MCl的谐振效应或干涉效应所引起的各颜色之间的视角特性的差异，从而能够抑制根据视角的白色或中间色的色度的变化。
例如，可以用下面的方式制造显示设备1。
首先，在包括上述材料的第一基板11上形成包括驱动晶体管Tr1的像素驱动电路140，随后，在基板的整个表面上覆盖感光性树脂，以形成平坦化绝缘膜13，随后，随着通过曝光和显影形成连接孔13A，平坦化绝缘膜13被图案化成预定的形状，然后对图案化的膜进行烧制（fire）。
接下来，例如，通过溅射法形成包括上述材料的下部电极14，随后，通过湿蚀刻选择性地去除下部电极14，使得自发光元件10R、10G及10B彼此分开。
接下来，将感光性树脂涂覆在第一基板11的整个表面上，随后，例如通过光刻法对应于发光区设置开口，随后，烧制感光性树脂，以形成电极间绝缘膜15。
随后，例如，通过真空气相沉积法形成有机层16的空穴注入层16A、空穴输送层16B、发光层16C及电子输送层16D，每层都具有如上所述的厚度并包括如上所述的材料。
在形成有机层16之后，例如，通过真空气相沉积法形成具有如上所述的厚度并包括如上所述的材料的上部电极17。从而，形成了如图14或图15所示的自发光元件10R、10G及10B。
接下来，例如，通过CVD法或溅射法在自发光元件10R、10G及10B上形成包括上述材料的保护层31。
此外，例如，在包括上述材料的第二基板21上通过旋涂法等涂覆遮光膜22的材料，随后，通过光刻技术和烧制来图案化涂覆的材料，从而形成遮光膜22。接下来，以与遮光膜22相同的方式顺次形成红色滤色片23R、蓝色滤色片23B及绿色滤色片23G。
随后，在保护层31上形成粘结层32，并且经由粘结层32将第二基板21粘合至保护层。如图12～图15所示，完成了显示设备1的制造。
在显示设备1中，经由写入晶体管Tr2的栅电极从扫描线驱动电路130向每个像素10提供扫描信号，并且经由写入晶体管Tr2将来自信号线驱动电路120的图像信号存储在存储电容Cs中。具体地，响应于存储电容Cs中所存储的信号来执行驱动晶体管Tr1的开/关控制，使得驱动电流Id注入自发光元件10R、10G及10B中，通过空穴和电子的复合而发光。该光在下部电极14（反射面P1）与上部电极17（半透射型反射面P2）之间发生多重反射，并且多重反射光或下部电极14（反射面P1）上的反射光与发光层16所产生的光，通过干涉而彼此加强，随后，通过上部电极17、滤色片23及第二基板21引出加强的光。
这样，在实施方式中，由于至少使一种发光颜色的自发光元件10R（10G或10B）的间隔距离1/2(LBM-LEL)与其它发光颜色的自发光元件的间隔距离1/2(LBM-LEL)不同，所以通过使用由于遮光膜22的遮光所引起的亮度降低而减小了各颜色之间的视角特性的差异，从而，可以减小白色或中间色的色度的视角依赖性。这在各颜色的视角特性彼此不同的情况（包括设置谐振器结构MCl以便允许发光层16C所产生的光在下部电极14与上部电极17之间谐振的情况，或者允许发光层16C所产生的光与下部电极14上的反射光发生干涉的情况）下是尤其优选的。
此外，可以通过设置遮光膜22来提高对比度。
此外，在寿命短的蓝色自发光元件10B的发光区11B的宽度增大以延长寿命的情况下，随发光时间的亮度降低和由于遮光膜22的遮光所引起的亮度降低都可以调整至在所有颜色之间近似平均，因此，可以抑制根据视角的白色或中间色的色度的变化。
变形实例1
图16和图17示出了根据变形实例1的像素10的平面结构。在变形例中，间隔距离1/2(LBM-LEL)在一个自发光元件10R（10G或10B）内连续变化，从而遮光区Ls根据视角逐渐变化，使得可以精细地调整视角特性。除此之外，变形实例1与上述实施方式具有相同的结构、作用及效果，并且可以用与实施方式相同的方式制造。
虽然已经说明了显示面内水平方向上的间隔距离1/2(LBM-LEL)在变形实例1中的一个自发光元件10R（10G或10B）内连续变化的情况，但是在显示面内的垂直方向上的间隔距离也可以在一个自发光元件10R（10G或10B）内连续变化。此外，在显示面内的水平和垂直方向上的间隔距离都可以在一个自发光元件10R（10G或10B）内连续变化。但是，如图16或图17所示，遮光膜22的遮光影响在水平方向上（在该方向上，发光区11R、11G及11B的宽度较小）较大，而在具有在显示面内的垂直方向上延长的发光区11R、11G及11B的像素10内的垂直方向上较小。因此，即使在仅水平方向上的间隔距离（在该方向上，遮光的影响很大）在一个自发光元件10R（10G或10B）内连续变化的情况下，也能获取足够的效果。
模块及应用实例
接下来，说明在实施方式中所描述的显示设备的应用实例。根据实施方式的显示设备可以应用于任意领域中的电子设备的显示设备，每个显示设备显示作为图像或视频图片的外部输入视频信号或内部产生视频信号，包括电视机装置、数码像机、笔记本式个人计算机、诸如手机的移动终端及摄像机。
模块
例如，根据实施方式的显示设备可以作为图18中所示的模块安装在诸如后述的应用实例1～5的各种电子设备中。例如，形成模块，使得将从第二基板21和粘合层32暴露的区域210设置在第一基板11的一侧，并且通过信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130的延长线在暴露的区域210上形成外部连接端子（未示出）。外部连接端子可以设置有用于信号输入和输出的柔性印刷电路（FPC）220。
应用实例1
图19示出了使用根据实施方式的显示设备的电视机装置的外观。例如，电视机装置具有正面面板310及包括滤色玻璃320的视频显示屏300，并且视频显示屏300由根据实施方式的显示设备构成。
应用实例2
图20A和图20B示出了使用根据实施方式的显示设备的数码像机的外观。例如，数码像机具有用于闪光的发光部410、显示器420、菜单开关430及快门按钮440，并且显示器420由根据实施方式的显示设备构成。
应用实例3
图21示出了使用根据实施方式的显示设备的笔记本式个人计算机的外观。例如，笔记本式个人计算机具有主体510、用于字符等的输入操作的键盘520及用于显示图像的显示器530，并且显示器530由根据实施方式的显示设备构成。
应用例4
图22示出了使用根据实施方式的显示设备的摄像机的外观。例如，摄像机具有主体610、用于拍摄设置在主体610正面侧的对象的透镜620、在拍摄中所使用的启动/停止开关630以及显示器640，并且显示器640由根据实施方式的显示设备构成。
应用实例5
图23A～图23G示出了使用根据实施方式的显示设备的移动电话的外观。例如，通过铰链730将上部外壳710连接至下部外壳720而形成移动电话，该移动电话具有显示器740、副显示器750、背景灯760及相机770。显示器740或副显示器750由根据实施方式的显示设备构成。
虽然已经通过实施方式说明了本发明，但是本发明不限制于实施方式，而是可以进行各种修改或改变。例如，实施方式中所说明的每层的材料和厚度、或其沉积方法及沉积条件不是限定性的，而是可以使用其它材料和其它厚度、或者其它沉积方法及其它沉积条件。
此外，虽然已经通过实施方式中的自发光元件10R、10G及10B的具体结构进行了说明，但是并非必须设置结构中的所有层，或者可以另外设置其它层。
此外，虽然已经说明了实施方式中的有源矩阵显示设备的情况，但是本发明可以应用于无源矩阵显示设备。另外，用于有源矩阵驱动的像素驱动电路的结构不限于实施方式中所说明的结构，并且可以根据需要添加电容元件或晶体管。在这种情况下，根据像素驱动电路的变形实例，可以添加除了信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130之外的必要的驱动电路。
应该理解的是，对于本领域技术人员来说，根据设计要求和其他因素，本发明可以有各种修改、组合、再组合以及改进，只要在本发明所附权利要求或其等同物的范围之内。
Claims (4)
1.一种显示设备，包括：
一对相对的基板；
遮光膜，设置在所述一对基板的其中一个上，同时具有多个开口；以及
多个自发光元件，设置在所述一对基板的另一个上，每个所述自发光元件具有面向每个所述开口的发光区，并且具有与其它元件的发光颜色不同的发光颜色，至少一个自发光元件在显示面方向上从所述发光区的一端至所述遮光膜的开口的间隔距离与其它自发光元件不同；
其中，所述发光区的在显示面内的垂直方向上的尺寸大于所述显示区的在所述显示面内的水平方向上的尺寸，并且
所述间隔距离为所述显示面内的水平方向上的距离；
其中，一个彩色自发光元件（11B）的遮光膜的开口（24B）的宽度在所述发光区的显示面内的水平方向上的尺寸比其他开口（24R或24G）大，并且
其他彩色开口之间的宽度（22R-22G）在水平方向上比一个彩色开口（24B）与另一个彩色开口（24R或24G）之间的宽度大。
2.根据权利要求1所述的显示设备，
其中，所述间隔距离在所述一个自发光元件内连续变化。
3.根据权利要求1所述的显示设备，
其中，滤色片分别被设置在所述遮光膜的开口中。
4.根据权利要求1所述的显示设备，
其中，所述一个彩色自发光元件与除了所述一个自发光元件之外的自发光元件相比，所述间隔距离较大。
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