显示装置及电子设备的制作方法

显示装置及电子设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种显示装置，其包括与各色像素相对应的发光元件以及与白色像素相对应的白色滤色器。所述白色滤色器的透射率是基于在可见光的整个波长带中均匀的中性密度(ND)透射率，且所述可见光的整个波长带中的特定波长带中的透射率被减小至低于所述ND透射率。根据本发明，能够使显示装置中的外部光反射最小化并理想地控制反射的外部光的颜色。
【专利说明】显示装置及电子设备

【技术领域】
[0001] 本发明涉及显示装置和电子设备。

【背景技术】
[0002] 最近，分别用于显示视频并包括有机电致发光（EL)的发光元件的显示装置已得 到使用。由于大量的反射的外部光使这种显示装置中的显示质量恶化，所以优选地减小外 部光反射。通常的显示面板的外部光反射成分主要分为两种。一种是发生在面板的最外表 面的部件与空气之间的界面处的菲涅尔（Fresnel)反射的成分，且另一种是光进入并然后 尚开面板的反射成分。
[0003] 通常的有机EL面板各自具有通过堆叠透明电极而形成的发光体、有机发光层以 及透明基板上的金属电极。由于这个原因，进入有机EL面板的光在金属电极上被反射并然 后离开面板。此外，滤色器之外的部件的高透射率阻止了光被充分地吸收并使光离开面板， 从而产生了大量的反射成分。因此，有机EL面板具有大量的作为上述第二成分的反射成分 的问题。
[0004] 特别地，具有无色透明的白色像素的有机EL面板具有少量的被滤色器吸收的成 分，并于是具有显著地增加的外部光反射的问题。另外，进入每个有机EL面板的外部光在 离开有机EL面板时具有变化的波长光谱，且于是有机EL面板具有看起来如同彩色光的反 射的外部光的问题。
[0005] 在作为上述第一成分的外部光反射中，可例如通过在面板表面上执行抗反射 (Anti-Reflective, AR)涂布或通过插入防眩光（Anti-Glare, AG)膜来减少外部光反射。
[0006] 对于用于减少作为第二成分的外部光反射的对策，如JP H10-48752A和JP 2010-243769A中所述，存在如下方法，通过该方法，在有机EL面板的表面上设置圆偏正板。 然而，圆偏正板传输从有机EL元件发出的光（在下文中，在某些情况下被称为有机EL固有 光（intrinsic light))，且于是与没有圆偏正板的情况相比，有机EL固有光的亮度被减小 至一半。这引起了功耗增加的问题。
[0007] 如JP 2013-97287A中所述，还存在如下方法，在该方法中，仅白色像素的开口率 减小或每个白色像素设置有中性密度（Neural Density, ND)滤色器。然而，在此方法中不 可能防止反射光的颜色的变化，且于是仍存在反射光的色调（hue)变化的问题。


【发明内容】

[0008] 因此，本发明期望使显示装置中的外部光反射最小化，并且理想地控制反射的外 部光的颜色。
[0009] 根据本发明的实施例，提供了一种显示装置，其包括与各色像素相对应的发光元 件以及与白色像素相对应的白色滤色器。所述白色滤色器的透射率是基于在可见光的整个 波长带中均匀的中性密度（ND)透射率，且所述可见光的整个波长带中的特定波长带中的 透射率被减小至低于所述ND透射率。
[0010] 根据本发明的另一实施例，提供了一种电子设备，其包括显示装置，所述显示装置 包括与各色像素相对应的发光元件以及与白色像素相对应的白色滤色器。所述白色滤色器 的透射率是基于在可见光的整个波长带中均匀的中性密度（ND)透射率，且所述可见光的 整个波长带中的特定波长带中的透射率被减小至低于所述ND透射率。
[0011] 可通过将着色剂添加至所述白色滤色器来使所述特定波长带中的所述透射率被 减小至低于所述白色滤色器的所述ND透射率。
[0012] 所述ND透射率可以为50%以上。
[0013] 所述可见光的整个波长带的范围为400nm?700nm。
[0014] 所述白色滤色器可被着色成红色、绿色和蓝色之一或红色、绿色和蓝色的互补色 之一。
[0015] 在所述白色滤色器中，所述可见光的整个波长带中的光谱透射率的最大值与最小 值的比值可以为0.44以上。
[0016] 色差A U'v'是0.02以下，所述色差A U'v'是从作为有机电致发光元件的所述发 光元件发出并且穿过所述白色滤色器的有机电致发光固有光与穿过无色透明的白色滤色 器的有机电致发光固有光之间的色差，其中所述无色透明的白色滤色器在所述可见光的整 个波长带中具有均匀的中性密度透射率。
[0017] 与所述白色滤色器相对应的所述白色像素的开口率不同于红色像素、绿色像素和 蓝色像素的开口率。
[0018] 与所述白色滤色器相对应的所述白色像素的开口率低于所述红色像素、绿色像素 和蓝色像素的开口率。
[0019] 与所述白色滤色器相对应的所述白色像素的开口率高于所述红色像素、绿色像素 和蓝色像素的开口率。
[0020] 根据本发明的上述实施例，可以使所述显示装置中的所述外部光反射最小化，并 理想地控制所述反射的外部光的颜色。
[0021] 注意，上述有利效果不是必须地限定的，且包括上述有利效果在内或代替上述有 利效果，可以实现说明书所述的任何有利效果或从说明书中得知的其他有利效果。

【专利附图】

【附图说明】
[0022] 图1是图示了有机EL面板的结构的示意图；
[0023] 图2是图示了进入具有红色、绿色、蓝色和白色滤色器的有机EL面板的光如何离 开面板的示意图；
[0024] 图3是图示了用于计算的外部光的波长光谱的特性图；
[0025] 图4是分别图示了红色、绿色和蓝色滤色器的光谱透射率的特性图；
[0026] 图5是图示了外部光的绝对反射率以及计算结果的详情（breakdown)的特性图；
[0027] 图6是图示了外部光和反射的外部光的xy色度的特性图（色度图）；
[0028] 图7是图示了白色滤色器的分别地设定为100%、80%、60%、40%、20%和0%的 ND (中性密度）透射率的特性图；
[0029] 图8是图示了外部光的各个ND透射率的绝对反射率的特性图；
[0030] 图9是图不了在仅点壳白色像素的有机EL兀件时有机EL固有光的标准壳度的特 性图。
[0031] 图10是图示了外部光反射的每个ND透射率的xy色度的特性图；
[0032] 图11是图示了通过将六种通常的着色剂与均具有80%的ND透射率的白色滤色器 (A)?（F)混合在一起来设定白色滤色器（A)?（F)的光谱透射率的示例的特性图；
[0033] 图12是图示了在使用具有图11中的光谱透射率的白色滤色器（A)?（F)时外部 光反射的xy色度的特性图；
[0034] 图13是图示了在使用白色滤色器（A)?（F)时外部光的绝对反射率的特性图；
[0035] 图14是图示了六种类型的白色滤色器（1)?（6)中的对应的一个的波长与其透 射率之间的关系的特性图，其中白色滤色器（1)?（6)各自以如下方式进行制备：图11中 的白色滤色器（F)的着色剂具有增加的密度；
[0036] 图15是图示了在使用图14中的白色滤色器⑴?（6)时反射光的xy色度的特 性图；
[0037] 图16是图示了在使用图14中的白色滤色器（1)?（6)时绝对反射率的特性图；
[0038] 图17是图示了在使用图14中的白色滤色器⑴?（6)时仅仅点亮白色像素的有 机EL固有光的xy色度的特性图；
[0039] 图18是图示了在使用图14中的白色滤色器⑴?（6)中的每者时仅点亮白色像 素的有机EL固有光与在使用无色透明的白色滤色器时仅点亮白色像素的有机EL固有光之 间的色差A u'v'的特性图；
[0040] 图19是图示了在改变图11中所示的各个白色滤色器（A)?（F)的着色剂的密度 时各自导致0.02以下的色差A u'v'的光谱透射率的特性图；
[0041] 图20是图示了红色像素、绿色像素和蓝色像素中的每者的开口率被固定在32% 且无色透明的白色像素（ND透射率为100% )的开口率比被设定为100 %、80 %、60 %、 40%、20%和0%的情况下的外部光反射的xy色度的特性图；
[0042] 图21是图示了红色像素、绿色像素和蓝色像素中的每者的开口率被固定在32% 且无色透明的白色像素（ND透射率为100% )的开口率比被设定为100 %、80 %、60 %、 40%、20%和0%的情况下的绝对反射率的特性图；
[0043] 图22是图示了外部光的分别相对于白色像素的开口率比和ND透射率的绝对反射 率的特性图；
[0044] 图23是图示了在使用图11中所示的白色滤色器（F) (ND透射率为80% )时白色 像素的开口率比为80%的情况下的外部光反射的xy色度的特性图；
[0045] 图24是图不了开口率比、ND透射率和外部光的反射率之间的关系的特性图；
[0046] 图25是图示了通过对白色滤色器进行着色而获得的光谱透射率的特性图；
[0047] 图26是图示了第四实施例中的外部光反射的xy色度的特性图；
[0048] 图27是图示了包括有机EL面板的显示装置的电路构造的示意图；及
[0049] 图28是像素驱动电路的等效电路图。

【具体实施方式】
[0050] 在下文中，将参考附图对本发明的优选实施例进行详细说明。注意，在此说明书和 附图中，使用相同的附图标记来表示具有基本上相同的功能和结构的结构元件，且省略对 这些结构元件的重复说明。
[0051] 注意，将按照下列顺序进行说明：
[0052] 1 ?第一实施例
[0053] 1. 1.有机EL面板的结构示例
[0054] 1. 2.外部光反射的绝对反射率以及反射光的颜色
[0055] 1. 3.通过添加着色剂的色调控制
[0056] 1.4.颜色变化的允许范围
[0057] 2?第二实施例
[0058] 3?第三实施例
[0059] 4?第四实施例
[0060] 5.第五实施例
[0061] 〈1.第一实施例〉
[0062] 1. 1.有机EL面板的结构示例
[0063] 图1是图示了根据本发明的实施例的有机EL面板1000的横截面图。注意，下面 通过将有机EL面板1000作为示例来进行说明，但是本发明的实施例不仅适用于有机EL面 板1000,还适用于液晶显示面板（IXD)。如图1所示，有机EL面板1000从最上层依次包括 玻璃板100、滤色器200、树脂层300、保护层400、透明电极500、有机EL元件600以及金属 电极700。滤色器200包括红色（R)的滤色器200R、绿色（G)的滤色器200G、蓝色（B)的滤 色器200B以及白色（W)的滤色器200W。滤色器200R、200G、200B和200W设置成分别对应 于红色、绿色、蓝色和白色像素。
[0064] 图2是图示了进入具有红色、绿色、蓝色和白色的滤色器200R、200G、200B和200W 的有机EL面板1000的光如何离开的示意图。由于进入有机EL面板1000的外部光穿过滤 色器200两次，光的强度近似地变为滤色器透射率的二次方。红色、绿色和蓝色的滤色器 200R、200G和200B在一定程度上吸收光，而滤色器200W吸收非常少量的光并由于它的高透 射率而引起大量的外部光反射。
[0065] 另外，不仅存在外部光反射的增加的问题，还存在反射的外部光看起来如同彩色 光的问题。具体地，根据有机EL面板1000的结构或材料，进入有机EL面板1000的外部 光具有极有可能被吸收的特定波长成分，并于是在离开有机EL面板1000时具有变化的波 长光谱。
[0066] 1.2.外部光反射的绝对反射率以及反射光的颜色
[0067] 这里，设定图1中的结构中的各层的厚度，且在具有开口率均为32%的红色、绿 色、蓝色和白色像素的有机EL面板中计算外部光反射的绝对反射率以及反射光的颜色。玻 璃层的厚度为1mm，滤色器（RGBW)的厚度为3 iim，树脂层的厚度为3 iim，保护层的厚度为 3 y m，透明电极的厚度为0? 2 y m，有机EL元件的厚度为0? 3 y m，且铝层的厚度为0? 01 y m。 注意，开口率表示一个像素中的有效发光的区域的百分比。可例如通过使用有机EL面板 1000的窗口或滤色器的黑色矩阵（black matrix)来控制开口率。
[0068] 图3是图示了用于计算的外部光的波长光谱的特性图。后述的计算还使用具有 图3所示的波长光谱的外部光以作为参考外部光。图4图示了红色、绿色和蓝色的滤色器 200R、200G和200B的光谱透射率，且后述的计算还使用这些值。在图4中，Red-CF表示滤 色器200R的光谱透射率，Green-CF表示滤色器200G的光谱透射率，且Blue-CF表示滤色 器200B的光谱透射率。
[0069] 图5是图示了外部光的绝对反射率以及计算结果的详情的特性图。图6是图示了 外部光和反射外部光的xy色度的特性图（色度图）。
[0070] 如图5所示，外部光的绝对反射率（反射光相对于入射光）为11%，且详情如下。 最上层的玻璃表面上的菲涅尔反射的成分的绝对反射率为3. 5%，进入并然后离开红色像 素的外部光的成分的绝对反射率为〇. 7%，进入并然后离开绿色像素的外部光的成分的绝 对反射率为1. 1 %，进入并然后离开蓝色像素的外部光的成分的绝对反射率为〇. 1 %，且进 入并然后离开白色像素的外部光的成分的绝对反射率为5. 7%。据此获悉，在白色像素上反 射的光是外部光反射成分的二分之一以上。同时，根据如图6所示的xy色度图，反射光在 黄色的方向上从外部光移位。这是因为有机EL面板1000通常包括大量的吸收在短波长带 中的很多成分的材料，且于是反射光在作为蓝色的互补色的黄色的方向上移位。
[0071] 本发明实施例侧重于上述的第二反射光成分的减少。在使对有机EL面板1000中 的固有光的影响最小化的同时减少来自于白色像素的外部光反射，且控制外部光的色调。 因此，通过减小滤色器200W(白色滤色器）的ND透射率来减小外部光的反射率，且通过对 滤色器200W进行着色来将反射光的颜色改变为期望的颜色。
[0072] 注意，以下列方式定义ND透射率。ND透射率表示在可见光的整个波长带中均匀地 减小的透射率，并不对色调产生影响。例如，70%的ND透射率意味着透射率在可见光的整 个波长带（400?700nm)中为70%。
[0073] 在下文中，将依次对滤色器200W的最佳光谱特性进行说明。如图7所示，将滤色 器2001的冊透射率分别设定为100%、80%、60%、40%、20%和0%，且将外部光（图3中 的特性）射向有机EL面板1000。图8是图示了此时外部光对于各个ND透射率的绝对反射 率的特性图。图9是图示了仅点亮白色像素的有机EL元件600时的有机EL面板1000中 的固有光（有机EL固有光）的标准亮度的特性图。图10是图示了外部光反射的xy色度 的特性图。
[0074] 如图8所示，ND透射率越低，外部光的绝对反射率越低。绝对反射率相对于ND透 射率以指数方式减小。相比之下，如图9所示，ND透射率越低，有机EL固有光的标准亮度越 低。亮度以与ND透射率成比例的方式减小。如上所述，外部光反射中的光在进入并然后离 开滤色器200时总共穿过滤色器200两次，并从而被减弱为大致具有ND透射率的二次方。 相比之下，有机EL固有光在离开时仅穿过滤色器200 -次，且于是亮度降低被减小至ND透 射率的一次方。这意味着减小滤色器200W(白色滤色器）的ND透射率可以有效地减少外 部光反射。因此，为减少外部光反射，可优选地减小滤色器200W的ND透射率。这能够在不 牺牲有机EL固有光的亮度的情况下有效地减少外部光反射。
[0075] 同时，如图10所示，通过改变滤色器200W的ND透射率来改变反射光的色度。如 参考图5所示，外部光反射由面板的最上层的表面上的菲涅尔反射以及来自于红色、绿色、 蓝色和白色像素的光反射构成，且上述类型的反射光具有不同的波长光谱。由于这个原因， 当通过改变ND透射率来改变来自于白色像素的反射光的量时，也改变了总的外部光反射 的波长光谱，从而改变了色调。
[0076] ND透射率优选地为50%以上。在上述的安装有圆偏正板的方法（JP H10-48752A 和JP 2010-243769A)中，安装圆偏正板引起了透射率的减小，且于是难以确保50%的透射 率。因此，将ND透射率设定为50 %以上可以确保透射率高于安装圆偏正板的情况下的透射 率，且于是可以防止有机EL固有光的亮度降低，从而可以减小功率消耗。
[0077] 1. 3.通过添加着色剂的色调控制
[0078] 接下来，通过将滤色器200W的ND透射率为80 %的情况作为示例，对通过添加着色 剂来控制外部光反射的色调的方法进行说明。注意，将要添加的着色剂仅引起在特定波长 带中的透射率的减小，并不会引起在其他不相干的波长带中的透射率的减小。换句话说，ND 透射率被用于将整个波长带中的透射率减小至80 %，且着色剂被用于仅减小在特定波长带 中的透射率。
[0079] 假定如下情况：将六种通常的着色剂与均具有80 %的ND透射率的滤色器 200W(A)?（F)混合在一起，使得滤色器200W(A)?（F)可以获得如图11所示的光谱透射 率。滤色器200W(A)?（F)分别具有如下颜色：(A)通过减小400?500nm波带的透射率 而获得的淡黄色；(B)通过减小500?600nm波带的透射率而获得的淡品红色；（C)通过减 小600?700nm波带的透射率而获得的淡青色；(D)通过减小400?600nm波带的透射率 而获得的淡红色；(E)通过减小400?500nm波带和600?700nm波带的透射率而获得的 淡绿色；以及（F)通过减小500?700nm波带的透射率而获得的淡蓝色。由于ND透射率为 80%，所以在滤色器200W(A)?（F)中的每者中，400?700nm波带中的最大透射率的值为 80%。
[0080] 图12是图示了在使用具有这些光谱透射率的滤色器200W((A)?（F))时外部光 反射的xy色度的特性图。作为参考数据，图12示出了外部光的xy色度（白色圆圈）以及 使用具有80%的ND透射率的无色的滤色器200W(未添加着色剂）时的结果（黑色圆圈）。 图13是图示了在使用滤色器200W((A)?（F))时外部光的绝对反射率的特性图。作为参 考数据，图13示出了使用具有80%的ND透射率的无色的滤色器200W(未添加着色剂）时 的结果（没有着色剂）。如图12所示，据此获悉，可通过将着色剂添加至滤色器200W来自 由地控制反射光的颜色，且使反射光的色调在着色剂的颜色的方向上移位。
[0081] 此外，如图13所示，据此获悉，将滤色器200W设定为具有（B)、（D)和（F)中的各 个光谱透射率导致了外部光的绝对反射率的减小。这是因为如图11所示，着色剂引起了具 有高光谱照明效能（spectral luminous efficacy)的550nm波长带周围的透射率的减小。 通常的有机EL面板常常由吸收短波长（蓝色成分）的光的材料制成，并具有如下特性：夕卜 部光反射倾向于在蓝色的互补色（即黄色）的方向上移位。由于这个原因，可以通过使用 将要添加的蓝色着色剂来在蓝色的方向上恢复反射光的色调。另外，可以有效地减少外部 光反射。
[0082] 图14是图示了六种类型的滤色器200W((1)?（6))中的对应的每者的波长与其 透射率之间的关系的特性图，其中每个滤色器200W((1)?（6))以如下方式进行制备：图 11中的白色滤色器200W(F)⑴的着色剂（淡蓝色）具有按照从（2)、（3)、⑷、（5)到（6) 的顺序增加的密度。
[0083] 图15是图示了在使用图14中的滤色器200W((1)?（6))时反射光的xy色度的 特性图。如图15所示，通过增加对应的着色剂的密度来使反射光的色调在着色剂的方向上 移位。图16是图示了在使用图14中的白色滤色器（1)?（6)时外部光的绝对反射率的特 性图。如图16所示，通过增加对应的着色剂的密度来使每个绝对反射率减小。
[0084] 1.4.颜色变化的允许范围
[0085] 图17示出了使用图14中的滤色器200W((1)?（6))时来自于仅仅点亮白色像素 的有机EL固有光的xy色度。使用通常的有机EL的发射光谱来计算图17中的色度。通常， Au'v' < 0. 02的颜色变化量的差异据说是人眼所允许的，并被广泛地用作显示器的色度 视角特性的指标。因此，期望的是，在滤色器200W是无色透明的情况下仅点亮白色像素的 有机EL固有光与在将着色剂添加到滤色器200W中的情况下仅点亮白色像素的有机EL固 有光之间的色差应当满足Au'v' <0.02。
[0086] 这里，u' V'颜色空间是xy颜色空间被改变成视觉上均匀并以如下公式表示的颜 色空间。注意，xy色度图不是视觉上均匀的。u'v'颜色空间中的距离被称为色差Au'v'。 例如，具有相同的Au'v'的值意味着人使用眼睛几乎感知不到颜色之间的区别。

【权利要求】
1. 一种显示装置，其包括： 发光元件，其对应于各色像素；及 白色滤色器，其对应于白色像素，其中， 所述白色滤色器的透射率是基于在可见光的整个波长带中均匀的中性密度透射率，且 所述可见光的整个波长带中的特定波长带中的透射率被减小至低于所述中性密度透射率。
2. 如权利要求1所述的显示装置，其中，通过将着色剂添加至所述白色滤色器来使所 述特定波长带中的所述透射率被减小至低于所述白色滤色器的所述中性密度透射率。
3. 如权利要求1或者2所述的显示装置，其中，所述中性密度透射率是50%以上。
4. 如权利要求1所述的显示装置，其中，所述可见光的整个波长带的范围是400nm? 700nm〇
5. 如权利要求1所述的显示装置，其中，所述白色滤色器被着色成红色、绿色和蓝色之 一或红色、绿色和蓝色的互补色之一。
6. 如权利要求1所述的显示装置，其中，在所述白色滤色器中，所述可见光的整个波长 带中的光谱透射率的最大值与最小值的比值是0. 44以上。
7. 如权利要求1所述的显示装置，其中， 色差Au'v'是0.02以下，所述色差Au'v'是从作为有机电致发光元件的所述发光元 件发出并且穿过所述白色滤色器的有机电致发光固有光与穿过无色透明的白色滤色器的 有机电致发光固有光之间的色差，其中所述无色透明的白色滤色器在所述可见光的整个波 长带中具有均匀的中性密度透射率。
8. 如权利要求1所述的显示装置，其中，与所述白色滤色器相对应的所述白色像素的 开口率不同于红色像素、绿色像素和蓝色像素的开口率。
9. 如权利要求8所述的显示装置，其中，与所述白色滤色器相对应的所述白色像素的 开口率低于所述红色像素、绿色像素和蓝色像素的开口率。
10. 如权利要求8所述的显示装置，其中，与所述白色滤色器相对应的所述白色像素的 开口率高于所述红色像素、绿色像素和蓝色像素的开口率。
11. 一种电子设备，其包括如权利要求1?10中的任一项所述的显示装置。
【文档编号】G02B5/22GK104377221SQ201410386855
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2013年8月15日
【发明者】铃木守, 卢星煕, 中村雅人, 甚田诚一郎, 泉岳, 寺口晋一 申请人:索尼公司