平板顯示裝置制造方法
【專利摘要】一種平板顯示裝置。該裝置包括多個自發(fā)光裝置，其中每一個自發(fā)光裝置至少包括形成在每個像素上的發(fā)光層；以及透鏡片，所述透鏡片具有與自發(fā)光裝置對應(yīng)并且將自發(fā)光裝置發(fā)射的光引導(dǎo)向預(yù)定方向的多個聚光透鏡。在光傳播方向上發(fā)光層和聚光透鏡的外部部分之間的距離是50至500微米，以便不重疊被聚光透鏡擴大的相鄰子像素的圖像。因此，可以防止由聚光透鏡引起的圖像清晰度降低，同時提高光耦合效率和亮度。
【專利說明】平板顯示裝置
[0001]分案申請說明
[0002]本申請是申請日為2005年4月19日， 優(yōu)先權(quán)日:為2004年4月19日，申請?zhí)枮?00510067206.7，發(fā)明名稱為“平板顯示裝置”的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0003]優(yōu)先權(quán)要求
[0004]本發(fā)明參考、結(jié)合2004年4月19日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的序列號為N0.2004-26644的申請，并且根據(jù)35U.S.C.§ 119要求該申請的所有權(quán)益。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0005]本發(fā)明涉及平板顯示裝置，尤其涉及一種平板顯示裝置，其中自發(fā)光裝置的光耦合效率得到改善而沒有犧牲圖像清晰度。
【背景技術(shù)】
[0006]通常，使用自發(fā)光裝置的平板顯示器的光耦合效率取決于從發(fā)光層到平板顯示器外的那些層的折射率。降低光耦合效率的顯示器的一部分位于具有高折射率的透明襯底和具有低折射率的空氣之間的界面處。在這個界面處，當(dāng)光的入射角度大于臨界角時發(fā)生全反射，因而降低了光耦合效率。
[0007]在具有自發(fā)光裝置的傳統(tǒng)平板顯示器中，從自發(fā)光裝置經(jīng)由襯底射到空氣的光的光耦合效率是基于方 程(NratZNin) 2/2。在上述方程中，N表示折射率。
[0008]上述方程中，光耦合效率在使用玻璃襯底的情況下，玻璃襯底的折射率Nin是大約
1.52并且空氣的折射率Ntjut大約是1.00，則該光耦合效率是大約21.64%。即，超過70%的入射到襯底上的光在襯底中消失。
[0009]此外，由于從自發(fā)光裝置發(fā)射的光向所有方向發(fā)射，有一些解決上述問題的方法。例如，如果提供的電壓升高，則可以提高亮度，但是必須增加電池的容量，這導(dǎo)致顯示裝置的重量增加并且電池和自發(fā)光裝置的壽命減小。因此，提出了一些技術(shù)，用于減小提供的電壓并提聞売度。
[0010]日本專利公開平4-192290公開了一種電致發(fā)光(EL)裝置，其包括多個用于聚光的微透鏡，這些微透鏡中的每一個微透鏡的尺寸等于像素的尺寸或者更大并且形成在透光襯底的外表面上，所述透光襯底上形成有無機EL裝置。以臨界角或更大的角度入射到透光襯底和空氣之間的界面上的光具有小于微透鏡中臨界角的入射角，以減少全反射，并且光的發(fā)射方向被引導(dǎo)到預(yù)定方向以增加那個方向上的亮度。然而，根據(jù)上述發(fā)明，由于EL裝置是表面源，當(dāng)微透鏡尺寸等于或大于像素尺寸時，不可避免地會產(chǎn)生漫射的EL光。此外，由于相鄰的EL裝置，圖像會疊加，因此圖像的清晰度變差。
[0011]日本專利公開平7-037688公開了一種EL裝置，該裝置形成在具有高折射率部分的襯底上，所述高折射率部分由折射率高于其厚度方向上周圍材料的折射率的材料制成。該EL裝置的光透射過該高折射率部分并且射出，目的是為了增加光耦合效率。然而，在本發(fā)明中，由于透射通過高折射率部分的EL光是如本發(fā)明的圖1所示的漫射光，所以亮度沒有顯者提聞。
[0012]日本專利公開平10-172756公開了一種有機EL裝置，其中一個或多個聚光透鏡形成在下電極和形成有機EL裝置的光透射襯底的外表面之間，并且該有機EL裝置對應(yīng)于聚光透鏡。透射過聚光透鏡的EL裝置的光以臨界角或更小的角入射到襯底和空氣之間的界面，目的是增加光耦合效率。然而，根據(jù)該發(fā)明，圖像與相鄰EL裝置的圖像重疊，因此降低了圖像清晰度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]因此本發(fā)明的一個目的是提供平板顯示器的改進設(shè)計。
[0014]本發(fā)明的目的還在于提供一種平板顯示裝置，該平板顯示裝置增加了光耦合效率和亮度，而沒有犧牲圖像清晰度。
[0015]這些和其它目的可以通過這樣的平板顯示裝置實現(xiàn)，它包括:多個自發(fā)光裝置，其中每一個自發(fā)光裝置至少包括形成在每個像素上的發(fā)光層；以及具有多個聚光透鏡的透鏡片，該透鏡片對應(yīng)于所述自發(fā)光裝置并且將這些自發(fā)光裝置發(fā)射的光引導(dǎo)向預(yù)定方向，控制在光的傳播方向上從發(fā)光層到聚光透鏡的外部部分的距離，以防止被聚光透鏡放大的相鄰子像素的圖像的重疊。在光傳播方向上發(fā)光層和聚光透鏡的外部部分之間的距離為500 μ m或更小。在沿光傳播方向上發(fā)光層和聚光透鏡的外部部分之間的距離可以是大約50 μ m或更大。
[0016]自發(fā)光裝置可以形成在襯底表面上，可以形成用于密封自發(fā)光裝置的密封襯底，并且透鏡片可以形成在襯底的另一個表面或密封襯底的外表面上。透鏡片和襯底或者透鏡片和密封襯底可以相互整體地形成。
[0017]自發(fā)光裝置可以形成在襯底表面上，可以形成用于密封自發(fā)光裝置的密封襯底，并且透鏡片可以形成在自發(fā)光裝置和襯底之間或者自發(fā)光裝置和密封襯底之間。
[0018]聚光透鏡可以形成在襯底中或者密封襯底中。聚光透鏡與自發(fā)光裝置--對應(yīng)。
聚光透鏡可以是凸透鏡。自發(fā)光裝置可以是有機電致發(fā)光裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，可以更充分地理解本發(fā)明及其很多另外的優(yōu)點，在附圖中相似的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件，其中:
[0020]圖1和2的理論圖說明了如何基于產(chǎn)生光的地方和透鏡之間的距離控制光；
[0021]圖3是說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的具有電致發(fā)光(EL)自發(fā)光裝置的背發(fā)射型平板顯示裝置的示意性截面圖；
[0022]圖4 一 9是說明制造平板顯示裝置的過程的截面圖；
[0023]圖10是說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的使用EL裝置的前發(fā)射型平板顯示裝置的截面圖；
[0024]圖11是說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的使用EL裝置的雙發(fā)射型平板顯示裝置的截面圖；
[0025]圖12是說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的平板顯示裝置的截面圖，其中透鏡片和襯底相互整體地形成，并且其中EL裝置用作自發(fā)光裝置；[0026]圖13是說明根據(jù)本發(fā)明第三實施例的平板顯示裝置的截面圖，其使用前發(fā)射型有機EL裝置作為自發(fā)光裝置并且包括形成在發(fā)光層和密封襯底之間的透鏡片。
[0027]圖14是說明根據(jù)本發(fā)明第四實施例的平板顯示裝置，其使用前發(fā)射型有機EL裝置作為自發(fā)光裝置，并且透鏡片形成在發(fā)光層和密封襯底之間，聚光透鏡形成在密封襯底中；
[0028]圖15是說明根據(jù)本發(fā)明第五實施例的平板顯示裝置的截面圖，其中聚光透鏡與自發(fā)光裝置 對應(yīng)；
[0029]圖16的曲線圖說明了各種透鏡片的亮度與視角之間的關(guān)系；以及
[0030]圖17的曲線圖說明了各種透鏡片的功耗。
【具體實施方式】
[0031]現(xiàn)在參考附圖，圖1和2的理論圖說明了根據(jù)光路方向上自發(fā)光裝置的發(fā)光層3到聚光透鏡4的外部部分之間的距離，通過聚光透鏡4的光強差。自發(fā)光裝置，尤其是電致發(fā)光(EL)裝置發(fā)射出漫射光，因此當(dāng)在光傳播方向上發(fā)光層3和聚光透鏡4的外部部分之間的距離大時，通過聚光透鏡4被引導(dǎo)到預(yù)定方向的光強減小。因此，重要的是減小在光傳播方向上發(fā)光層3和聚光透鏡4的外部部分之間的距離以提高顯示裝置的亮度。
[0032]此外，當(dāng)在光傳播方向上發(fā)光層3到聚光透鏡4的外部部分之間的距離大時，當(dāng)通過聚光透鏡4從外部觀察時，有效像素尺寸增加。然后，像素的有效尺寸增加，并且圖像與相鄰像素的圖像重疊，因此，降低了圖像的清晰度。因此，重要的是減小在光傳播方向上發(fā)光層3和聚光透鏡4的外部部分之間的距離以防止相鄰像素的圖像重疊。
[0033]現(xiàn)在參照圖3，圖3是說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的背發(fā)射型平板顯示裝置的截面圖，其包括EL裝置作為自發(fā)光裝置。參考圖3，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的平板顯示裝置包括:襯底12 ;形成在襯底12的第一表面上的第一電極層14 ;形成在第一電極層14上的、包含發(fā)光層182的夾層18 ;在夾層18上的第二電極層16，其極性不同于第一電極層14的極性；以及形成在襯底12的第二表面上的透鏡片19。此外，從外部密封第一電極層14、夾層18以及第二電極層16的密封元件20位于第二電極層16上。
[0034]可以使用由SiO2制成的玻璃襯底作為襯底12。雖然圖3中沒有示出，襯底12還可以包括用于平坦化襯底以及防止雜質(zhì)滲透的緩沖層，并且緩沖層可以由SiO2制成。此外，襯底12可以由塑料材料以及玻璃材料制成,并且可以由基于聚合物的柔性材料制成。
[0035]堆疊在襯底12上的第一電極層14可以由例如銦錫氧化物(ITO)的透明導(dǎo)電材料制成，并且可以通過光刻方法形成預(yù)定圖形。第一電極層14的圖形可以是條形，在無源矩陣(PM)型的情況下，它們相互分開預(yù)定間隔，或者在有源矩陣(AM)型的情況下可以形成為與像素相對應(yīng)。此外，當(dāng)該電極是AM型時，包括至少一個TFT的薄膜晶體管(TFT)層位于第一電極層14和襯底12之間，并且第一電極層14電連接到TFT。上述特征應(yīng)用于所有下面將要描述的本發(fā)明的實施例中。由ITO制成的第一電極層14通過連接到外部的第一電極端子(未示出)可以充當(dāng)陽極。
[0036]第二電極層16放置在第一電極層14之上。在自發(fā)光裝置是背發(fā)射EL裝置的情況下，第二電極層16可以是反射型電極，其由鋁/鈣制成，并且通過連接到外部的第二電極端子(未示出)可以充當(dāng)陰極。在第二電極層16是PM型的情況下，其可以形成為與第一電極層14的圖形交叉的條形，并且在第二電極層16是AM型的情況下，其可以形成在顯示圖像的整個有源區(qū)上。第一電極層14和第二電極層16可以具有相反的極性。
[0037]位于第一電極層14和第二電極層16之間的夾層18包括發(fā)光層182,通過對第一和第二電極層14和16進行電操作，該發(fā)光層182發(fā)光。根據(jù)夾層18，EL裝置可以分為有機EL裝置或者無機EL裝置。如果EL裝置是有機EL裝置，則可以使用低分子有機材料或者高分子有機材料。
[0038]如果夾層18是由低分子有機材料制成的低分子有機層，則夾層18可以包括:第一夾層184，在從發(fā)光層182到第一電極層14的方向上，其包括空穴輸運層(HTL)和空穴注入層(HIL);以及第二夾層186，在從第二發(fā)光層182到第二電極層16的方向上，其包括電子輸運層和電子注入層(EIL)?？昭ㄗ⑷雽印⒖昭ㄝ斶\層、電子輸運層和電子注入層可以形成為各種結(jié)構(gòu)，并且可以形成執(zhí)行不同功能的其它層。
[0039]此外，有機材料可以是酞菁銅(CuPc)、N，N-二 (萘一 I 一基)-N，N’ 一二苯基一聯(lián)苯胺[N, N_di (naphthalene-1-yl)-N, N’ -diphenyl-benzidine] (NPB)或者三-8-輕基喹啉招[tris-8-hydroxyquinoline aluminum] (Alq3)。在該裝置是全色有機EL裝置的情況下，夾層18中的發(fā)光層182可以具有各種圖形以便與像素的顏色相對應(yīng)?？梢酝ㄟ^加熱并且在真空氣氛中沉積有機材料的方式形成低分子有機層，并且可以通過使用掩模沉積各個顏色來形成發(fā)光層182，在所述掩模上形成預(yù)定圖形的縫隙以便與像素相對應(yīng)。
[0040]另一方面，在由高分子有機材料制成的高分子有機層的情況下，HTL可以形成為在從發(fā)光層182到第一電極層14的方向上的第一夾層184，并且可以省去第二夾層186?？梢酝ㄟ^噴墨印刷方法或者旋涂方法，使用聚-(2，4)-亞乙基二氧噻吩[poly —(2，4) 一ethylene 一 dihydroxy thiophene] (PEDOT)或者聚苯胺(PANI),在透明襯底 12 的第一電極層14上形成高分子HTL。高分子有機發(fā)光層可以由PPV、可溶PPV、藍色一 PPV、或者聚芴制成，并且可以采用噴墨印刷方法、旋涂方法或者使用激光的熱轉(zhuǎn)移(thermal transfermethod)方法制備。第一和第二夾層184和186的結(jié)構(gòu)不限于此，可以以各種形式形成。
[0041]在無機EL裝置的情況下，發(fā)光層182由例如金屬硫化物的發(fā)光原子制成，所述金屬硫化物是例如ZnS、SrS和CaS或者諸如GaGa2S4和SrGa2S4的堿土鉀硫化物，以及包括Mn、Ce、Tb、Eu、Tm、Er、Pr和Pb的過渡金屬或堿土金屬。此外，第一和第二夾層184和186可以形成為絕緣層。
[0042]下面，將基于低分子有機EL裝置描述本發(fā)明。密封元件20位于第二電極層16上，并且密封元件20可以是其中包括干燥劑的金屬帽?；蛘撸部梢栽诘诙姌O層16上施加用于密封的樹脂材料以防濕氣滲透?？梢允褂靡r底形成密封元件20。
[0043]根據(jù)本發(fā)明第一實施例的平板顯示裝置，自發(fā)光裝置是EL裝置，并且對于背發(fā)射型，從發(fā)光層182發(fā)射的光向襯底12傳播。然而，發(fā)射類型不限于此，該裝置可以是前發(fā)射型或雙發(fā)射型的，并且自發(fā)光裝置不必是EL裝置。
[0044]在本發(fā)明的第一實施例中，在襯底12的第二表面上形成具有聚光透鏡的透鏡片19,并且該透鏡片19可以由具有SiO2的玻璃材料或基于環(huán)氧樹脂(epoxy based)的塑料材料制成。在基于環(huán)氧樹脂的塑料用作透鏡片19時，其折射率與玻璃(襯底12的材料)的折射率相似，并且基于環(huán)氧樹脂的材料也用作粘合劑以將透鏡片19粘合到襯底12，因此減小了全反射并且提高了光耦合效率。[0045]在如上所述的第一實施例的平板顯示裝置中，在光傳播方向上從發(fā)光層182到透鏡片19的外部部分的距離T12被控制，并且理想的是將距離T12控制成足夠小以便圖像的清晰度得到改善，而且當(dāng)距離T12小時光耦合效率增加。
[0046]距離T12包括第一夾層184的厚度(T14)、第一電極層14的厚度(T16)、襯底12的厚度(T18)以及透鏡片19的厚度(T19)。第一夾層184和第一電極層14的厚度是I μ m或更小，并且襯底12的厚度T18是幾百μ m，因此控制襯底12的厚度T18是重要的。此處，由于襯底12的厚度T18小時襯底12易被彎曲，所以可以通過刻蝕襯底12將襯底12的厚度T18控制得小。
[0047]現(xiàn)在參照圖4 一 9，圖4 一 9是說明制造具有小襯底的平板顯示裝置的方法的截面圖。參考圖4，定位上襯底21和下襯底22，它們的厚度相對大以便在通過圖像顯示單元形成圖像時防止圖形被扭曲。在上面的過程中，上襯底21和下襯底22由可以被刻蝕的玻璃材料制成，然而襯底21和22也可以由可被化學(xué)或物理刻蝕并具有絕緣特性的其他材料制成。
[0048]當(dāng)完成上襯底21和下襯底22時，至少在面對的表面中的一個表面上形成圖像顯示單元24，如圖5所示。圖像顯示單元24相互分開預(yù)定間隔以便當(dāng)它們被分開時構(gòu)造單個圖像顯示設(shè)備，圖像顯示單元24也可以形成在相互面對的上襯底21和下襯底22的面對的表面上。
[0049]當(dāng)圖像顯示單元24制作完成后，將上、下襯底21和22密封在一起，如圖6所示。沿著相互面對的上襯底21和下襯底22的邊緣施加第一密封材料26，并且在每個圖像顯示單元24周圍施加第二密封材料28以限定圖像顯示單元24，然后對準(zhǔn)上襯底21和下襯底22以使它們相互密封。這里，形成在上襯底21和下襯底22的邊緣上的第一密封材料26被施加在上襯底21和下襯底22的最外部以將襯底21和22密封在一起，目的是保護圖像顯示單元24不受刻蝕劑的損害。此外，為了防止上襯底21和下襯底22的側(cè)表面被刻蝕劑腐蝕，可以另外在被第一密封材料26密封的上襯底21和下襯底22的側(cè)面部分形成保護層29。
[0050]當(dāng)完成了上襯底21和下襯底22的密封之后，密封的上襯底21和下襯底22被刻蝕成需要的厚度?？梢酝ㄟ^物理刻蝕方法或者化學(xué)刻蝕方法進行上襯底21和下襯底22的刻蝕，如圖8所示。在化學(xué)刻蝕方法中可以使用氫氟酸或者鹽酸作為刻蝕劑。上襯底21和下襯底22的厚度在初始階段可以彼此不同以便在進行刻蝕之后改變厚度。所述厚度優(yōu)選為IOOym或更小。另一方面，在制造具有大屏幕的平板顯示裝置的情況下，可以在襯底21和22上形成一個圖像顯示單元，如上所述那樣密封上襯底21和下襯底22，然后進行刻蝕。
[0051]當(dāng)上襯底21和下襯底22的刻蝕完成時，密封的襯底被切割，以便被切割的部分包括一個圖像顯示單元24，如圖9所示。可以通過激光束的熱沖擊來切割上襯底21和下襯底22。
[0052]根據(jù)制造EL顯示設(shè)備的方法，圖像顯示單元形成在襯底上，上襯底21和下襯底22被密封并刻蝕以制造小的圖像顯示設(shè)備。因此制造小顯示設(shè)備的過程被簡化，并可以減少由形成在襯底上的圖像顯示單元導(dǎo)致的缺陷。
[0053]當(dāng)透鏡附著到小襯底上時，可以制造在光傳播方向上從發(fā)光層到聚光透鏡的外部部分的距離至少為50 μ m的平板顯示裝置，而不顯著降低產(chǎn)量。然而，根據(jù)上述步驟難以制造該距離小于50 μ m的平板顯示裝置。此外，直到從發(fā)光層到聚光透鏡的外部部分的距離大約為500 μ m時，圖像才可以清楚地顯示出，然而，如果該距離大于500 μ m,與不將透鏡片應(yīng)用于該裝置相比，圖像清晰度降低并且光耦合效率和亮度幾乎不提高。因此，理想的是該距離為50 μ m至500 μ m。當(dāng)透鏡片在上述條件下附著到襯底時，預(yù)定方向上的光耦合效率和亮度會提高而不犧牲圖像清晰度。
[0054]現(xiàn)在參考圖10和11，圖10和11分別是說明使用前發(fā)射型和雙發(fā)射型EL裝置的平板顯示裝置的截面圖。如果從發(fā)光層到聚光透鏡的外部部分的距離T12和T20設(shè)定為50 μ m?500 μ m,則通過附著透鏡片，光耦合效率和亮度可以提高而不犧牲圖像清晰度。
[0055]圖12是說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的平板顯示裝置的截面圖。在圖12中，平板顯示裝置是自發(fā)光裝置，該自發(fā)光裝置是具有相互整體形成的透鏡片和襯底32的EL裝置。
[0056]如果透明電極直接形成在透鏡片上并且用作自發(fā)光裝置的襯底，則透鏡片和襯底可以相互整體地形成，元件的數(shù)量減少并且裝置制造工藝簡化。此外，在光傳播方向上從發(fā)光層到聚光透鏡的外部部分距離T22可以設(shè)定為50 μ m?500 μ m,以防止?fàn)奚鼒D像的清晰度。也可以制造前發(fā)射型或雙發(fā)射型平板顯示裝置，其中透鏡片和密封襯底相互整體地形成。
[0057]圖13是說明根據(jù)本發(fā)明第三實施例的平板顯示裝置的截面圖。如圖13所示，該平板顯示裝置是前發(fā)射型有機EL裝置類型的自發(fā)光裝置，并且透鏡片19形成在發(fā)光層182和密封襯底39之間。
[0058]該有機EL裝置的缺點在于容易退化,該退化是由于暴露于內(nèi)部元素(例如ITO中的氧)以及發(fā)光層和夾層與外部因素(諸如濕氣、氧氣、紫外線和制造條件)之間的反應(yīng)引起的。尤其是，外部的氧氣和濕氣嚴(yán)重影響該裝置的壽命，因此將該有機EL裝置封裝好是重要的。因此，可以通過沉積各種有機和無機材料在該有機EL裝置的第二電極層16上形成保護層36。參照圖13，透鏡片19位于保護層36和密封襯底39之間。用于形成保護層36的基于環(huán)氧樹脂的有機材料或者基于丙烯(acryl based)的有機材料可以用作粘合劑。
[0059]由于透鏡片19用于會聚來自發(fā)光層182的光，所以在圖13所示的聚光透鏡是凸透鏡的情況下，透鏡片19和密封襯底39之間的介質(zhì)層38的折射率應(yīng)當(dāng)小于透鏡片19的折射率。如果聚光透鏡不像圖13所示那樣而是凹透鏡，介質(zhì)層38的折射率應(yīng)該大于透鏡片材料的折射率，以便光可以被會聚到前側(cè)。
[0060]在上面的情況下，如果在光傳播方向上從發(fā)光層到聚光透鏡的外部部分的距離T32設(shè)定為50 μ m?500 μ m,則光耦合效率和亮度可以提高而同時不犧牲圖像的清晰度。此夕卜，在該裝置是背發(fā)射型裝置以及圖13所示的前發(fā)射型的情況下，透鏡片可以位于第一電極層和襯底之間。上面的原理也可以應(yīng)用于雙發(fā)射型裝置。
[0061]現(xiàn)在參照圖14，圖14是說明根據(jù)本發(fā)明第四實施例的平板顯示裝置的截面圖。在圖14中，該平板顯示裝置是前發(fā)射型有機EL裝置類型的自發(fā)光裝置，并且透鏡片19形成在發(fā)光層182和密封襯底49之間，并且聚光透鏡形成在密封襯底49中。在圖14的平板顯示裝置中，為了使發(fā)光層182的光被透鏡片19會聚，當(dāng)如圖14所示聚光透鏡是凸透鏡時，密封襯底49的折射率應(yīng)該小于透鏡片19材料的折射率。
[0062]如果在光傳播方向上從發(fā)光層到聚光透鏡外部部分的距離T42設(shè)定為50 μ m?500 μ m，則光耦合效率和亮度可以提高而同時不犧牲圖像清晰度。此外，在該裝置是背發(fā)射型裝置以及如圖14所示的前發(fā)射型裝置的情況下，透鏡片可以位于第一電極層和襯底之間，并且透鏡片的聚光透鏡可以形成在襯底中，并且上面的結(jié)構(gòu)也可應(yīng)用于雙發(fā)射型裝置。
[0063]現(xiàn)在參照圖15，圖15是說明根據(jù)本發(fā)明第五實施例的平板顯示裝置的截面圖。圖15所說明的情況是自發(fā)光裝置I設(shè)置在襯底2的一側(cè)上并且聚光透鏡52設(shè)置在襯底2的另一側(cè)上，但是本發(fā)明不限于此。如圖15所示，該平板顯示裝置具有與自發(fā)光裝置I 一一對應(yīng)的聚光透鏡52。這里，一個聚光透鏡52僅對應(yīng)于一個自發(fā)光裝置1，并且聚光透鏡52的中心和自發(fā)光裝置I的中心相互對準(zhǔn)。當(dāng)聚光透鏡52和自發(fā)光裝置I 對應(yīng)時,聚光透鏡52可以更有效地會聚自發(fā)光裝置I的光。
[0064]在本發(fā)明中，聚光透鏡可以是任何類型的會聚光的聚光結(jié)構(gòu)，例如凸透鏡、凹透鏡或者棱鏡。然而，如果使用凸透鏡，則與使用凹透鏡的情形相比光耦合效率和亮度提高得更多，且清晰度的犧牲少于使用棱鏡的情況。
[0065]在EL裝置用作自發(fā)光裝置的情況下，優(yōu)選使用具有多個焦點的聚光透鏡，因為EL裝置是面光源而不是點光源。當(dāng)使用具有多個焦點的聚光透鏡時，與使用具有一個焦點的聚光透鏡相比，前側(cè)的光耦合效率和亮度提高得更多。
[0066]現(xiàn)在參照圖16，圖16的曲線圖說明了當(dāng)加透鏡片和不加透鏡片時，基于前側(cè)從左/右方向測得的亮度與視角范圍之間的結(jié)果，亮度單位是cd/m2。在圖16中，參考例(ref.)是襯底上沒加透鏡片的情況下的測量結(jié)果，實施例是當(dāng)聚光透鏡的曲率分別為30 μ m、40 μ m和60 μ m時的測量結(jié)果。當(dāng)聚光透鏡的曲率為30 μ m或40 μ m時，一個聚光透鏡對應(yīng)于一個子像素，并且當(dāng)聚光透鏡的曲率為60 μ m時，聚光透鏡形成為條形。如圖16所示，當(dāng)在襯底上加上透鏡片時，測得的亮度是在襯底上沒加透鏡片時測得亮度的1.5倍。
[0067]現(xiàn)在參照圖17，圖17的曲線圖說明了當(dāng)亮度為250cd/m2時，在加了透鏡片和不加透鏡片的情況下測量功耗的結(jié)果。功耗單位是mW。如圖17所示，加了透鏡片時的功耗是不加透鏡片時功耗的66%，因此通過附加透鏡片，功耗可以減少并且自發(fā)光裝置的壽命可以增加。
[0068]根據(jù)本發(fā)明的平板顯示裝置，在光傳播方向上從發(fā)光層到聚光透鏡外部部分的距離可以被設(shè)計成在預(yù)定范圍內(nèi)，使得通過透鏡片的圖像清晰度得到改善。此外，透鏡片形成在襯底上或者密封襯底上以減少由自發(fā)光裝置引起的光的全反射，并將光引導(dǎo)向預(yù)定方向，因此增加了光耦合效率和亮度。因此，該裝置的功耗可以減少，并且自發(fā)光裝置的壽命可以增加。如果透鏡片和襯底或密封襯底相互整體地形成，則元件的數(shù)量減少并且裝置的制造工藝簡化。另外，由于透鏡片形成在自發(fā)光裝置和襯底或密封襯底之間，從發(fā)光層到聚光透鏡的外部部分的距離可以減小。
[0069]當(dāng)透鏡片形成在自發(fā)光裝置和襯底或密封襯底之間并且聚光透鏡形成在襯底或密封襯底中時，從發(fā)光層到透鏡片外部部分的距離可以減小并且平板顯示裝置的結(jié)構(gòu)可以簡化。此外，通過形成一一對應(yīng)的自發(fā)光裝置和透鏡，可以進一步提高光耦合效率。當(dāng)使用凸透鏡作為聚光透鏡時，可以提高光耦合效率和亮度并且同時不犧牲圖像的清晰度。
[0070]雖然已經(jīng)參照示例性實施例具體說明和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解的是在不脫離由所附權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可以作出各種形式和細(xì)節(jié)上的變化。
【權(quán)利要求】
1.一種平板顯示裝置，包括: 多個自發(fā)光裝置，每個自發(fā)光裝置包括發(fā)光層； 透鏡片，包括多個與所述自發(fā)光裝置相對應(yīng)的聚光透鏡，該透鏡片適于引導(dǎo)自發(fā)光裝置發(fā)射的光向著預(yù)定方向傳播，設(shè)定在光傳播方向上發(fā)光層和相應(yīng)聚光透鏡的外部部分之間的距離，以便不重疊被聚光透鏡擴大的相鄰子像素的圖像； 第一襯底，其上設(shè)置有所述自發(fā)光裝置；以及 密封襯底，適于密封所述自發(fā)光裝置，并且透鏡片設(shè)置在自發(fā)光裝置和第一襯底之間或者設(shè)置在自發(fā)光裝置和密封襯底之間，其中所述聚光透鏡設(shè)置在所述第一襯底或者所述密封襯底內(nèi)，所述聚光透鏡為凸起的并與所述密封襯底上的相應(yīng)凹表面緊密配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，透鏡片和襯底或者透鏡片和密封襯底相互整體地形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，聚光透鏡和自發(fā)光裝置之間一一對應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，聚光透鏡是凸透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，自發(fā)光裝置是有機電致發(fā)光裝置。
6.一種平板顯示裝置，包括: 透明襯底； 設(shè)置在該透明襯底的第一側(cè)上的多個自發(fā)光裝置，這些自發(fā)光裝置中的每一個包括: 透明電極層； 與透明電極層面對的非透明電極層；以及 至少包括發(fā)光層的中間層，該中間層夾在透明電極層和非透明電極層之間； 透鏡片，包括設(shè)置在透明襯底的第二側(cè)上的多個聚光透鏡，在自發(fā)光元件發(fā)射光的傳播方向上透鏡片的外側(cè)和所述多個自發(fā)光裝置中最近的那個之間的距離為50至500微米；以及 設(shè)置在所述透鏡片外側(cè)上的密封襯底，其中所述透鏡片包括凸表面，所述凸表面與所述密封襯底內(nèi)表面上的相應(yīng)凹表面緊密配合并接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的平板顯示裝置，該多個聚光透鏡是凸透鏡，并且自發(fā)光裝置是有機電致發(fā)光裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的平板顯示裝置，每個聚光透鏡和每個自發(fā)光裝置之間是一一對應(yīng)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的平板顯示裝置，每個自發(fā)光裝置是面光源。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的平板顯示裝置，透明襯底包括SiO2,并且透鏡片包括SiO2并與透明襯底整體地形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的平板顯示裝置，透明襯底包括SiO2并且透鏡片包含基于環(huán)氧樹脂的塑料材料。
12.—種平板顯示裝置，包括: 下襯底； 設(shè)置在該下襯底上的多個自發(fā)光裝置，每個自發(fā)光裝置包括: 下電極層； 與該下電極層面對的透明電極層；以及 至少包括發(fā)光層的中間層，該中間層夾在下電極層和透明電極層之間；透鏡片，包括設(shè)置在透明電極層上的多個聚光透鏡，在自發(fā)光元件發(fā)射光的傳播方向上透鏡片的外側(cè)和所述多個自發(fā)光裝置中最近的那個之間的距離為50至500微米； 保護層，設(shè)置在自發(fā)光裝置與透鏡片之間； 介質(zhì)層，設(shè)置在透鏡片的外側(cè)上；以及 密封襯底，設(shè)置在該介質(zhì)層上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的平板顯示裝置，還包括設(shè)置在透鏡片外側(cè)上的密封襯底，該密封襯底的折射率小于透鏡片的折射率。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的平板顯示裝置，聚光透鏡是凸透鏡，并且介質(zhì)層的折射率低于透鏡片的折射率。
15.根據(jù)權(quán)利 要求12的平板顯示裝置，所述介質(zhì)層包括與所述透鏡片的聚光透鏡的凸表面緊密配合的凹表面。
【文檔編號】H01L27/15GK103813562SQ201410082062
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2005年4月19日 優(yōu)先權(quán)日:2004年4月19日
【發(fā)明者】宋升勇, 權(quán)章赫, 樸鎮(zhèn)宇, 崔東洙, 李旻奎 申請人:三星顯示有限公司