JP2009038332A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施例による表示装置は互いに対向配置された第１基板及び第２基板、第１基板上に形成された半導体素子及び有機発光素子、及び、有機発光素子と第２基板の間に形成されて視野角を調節する光学部を含む。これにより、光の視野角を選択的に調節することができ、視野角調節のための追加パネルが不要であり、薄型の表示装置を製造することができ、製造工程を簡素化させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は表示装置に係り、特に視野角を選択的に制限できる表示装置に関する。

表示装置に適用されている多様な表示パネル中でも急速に発展している半導体技術によって、有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ−Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＯＬＥＤ）が他の表示パネルに比べて性能が更に向上した表示パネルとして多く使用されている。

公知のように、能動駆動型有機発光表示装置は基板上に画像表現の基本単位である画素をマトリックス方式で配列する。そして、各画素にスイッチング素子で薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を配置して独立的に画素を制御する。

このような有機発光表示装置は小型化、軽量化が可能なので、セルラーホン、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）及びＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ）等のように小型製品でありながら、移動用製品である電子機器に装着されて使用されている。また、多数の使用者が多くの角度から表示装置を眺める可能性が高まるようになって表示装置の視野角を制限する特性が要求されている。

視野角を制限するための方案として、表示パネルの上板の上に偏光板又は偏光フィルムなどの光学部材を位置させたり、別途の液晶パネルを備えて、画素のオン、オフ駆動により液晶を配列させる方法などが知られている。

有機発光表示装置をはじめとするその他の表示装置は、携帯が簡便なようにその寸法が大きくなくて選択的に視野角制限が可能な特性を持ってこそ表示装置として優れた機能を遂行することができる。

本発明の課題は、薄型化が可能でありながらも選択的に視野角制限が可能な表示装置を提供することにある。

本発明の一実施例による表示装置は、互いに対向配置された第１基板及び第２基板、第１基板上に形成された半導体素子及び有機発光素子、及び、有機発光素子と第２基板の間に形成されて視野角を調節する光学部を含む。

光学部は第２基板に形成された補助電極及び有機発光素子と第２基板の間に充填された液晶層を含むことができる。補助電極は、有機発光素子が形成されない非発光領域に対応して複数形成できる。ここで、補助電極は透明なこともある。

有機発光素子は半導体素子と電気的に連結されて、積層された第１画素電極、有機発光層及び第２画素電極を含み、液晶層は第２画素電極及び補助電極によって駆動できる。ここで、第１画素電極は反射膜を含むことができ、第２画素電極は透明又は半透明なこともある。

前記半導体素子は薄膜トランジスターであってもよく、表示装置は携帯用品用として使用されてもよい。

本発明の実施例によれば、表示パネル内部に印加される電圧によって、表示パネルから射出する光の視野角を選択的に調節することができる。

また、別途の基板を使用せず表示パネルに使用される基板及び電極を使用するので、視野角調節のための追加パネルが不要であり、薄型の表示装置を製造することができる。

また、表示パネル内部の電極を使用し、これによって液晶層の配向程度を制御するので製造工程を簡素化させることができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施例について当業者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかしながら、本発明は多様に異なる形態で実現できるので、ここで説明する実施例に限定されるものではない。

本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全体を通じて同一又は類似した部分については同一な図面符号で示すものとする。

図面で各種の層又は領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体を通じて類似な部分については同一な図面符号で示すものとする。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとする時、これは他の部分の“直ぐ上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。反対にある部分が他の部分の“直ぐ上”にあるとする時には中間に他の部分がないことを意味する。

また、明細書全体である部分が他の部分と“連結”されているという時、これは“直接的に連結”されている場合だけでなく、その中間に他の素子を間において“電気的に連結”されている場合も含む。またある部分が何らかの構成要素を“含む”とする時、これは特に反対になる記載がない限り他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素を更に包含できるものを意味する。

図１及び図２は本発明の一実施例による表示装置１０を示す部分断面図であって、図１は広視野角モード状態の表示装置を、図２は狭視野角モード状態の表示装置を示している。

図１を参照すれば、表示装置１０は画像を表示する表示パネル１００と表示パネル１００から射出した光の視野角を調節する光学部３００を含む。

表示パネル１００は例えば有機発光表示パネルを使用することができる。本発明において、表示パネルは有機発光表示パネル以外に他の表示パネル、例えば液晶表示パネルを使用してもよい。

表示パネル１００は基板１１０の上に画像表現の基本単位である画素がマトリックス形態で配列される。例えば、表示装置１０が能動駆動型有機発光表示装置で構成される時、画素は発光して、画像を表示する有機発光素子（Ｌ）と有機発光素子（Ｌ）を駆動する半導体素子を含む。

以下、半導体素子及びこれと連結された有機発光素子（Ｌ）の構成をもう少し詳しく説明する。

基板１１０の上にバッファー層１２０が形成され、バッファー層１２０の上に半導体素子である薄膜トランジスター（Ｔ）が形成される。この薄膜トランジスター（Ｔ）はバッファー層１２０の上に形成された半導体層１３０、ゲート電極１５０、ソース電極１７１及びドレーン電極１７２を含む。

ここで、半導体層１３０はソース領域１３１及びドレーン領域１３３とこれらの間を連結するチャンネル領域１３２を含む。

半導体層１３０を覆いながら、バッファー層１２０の上にゲート絶縁膜１４０が形成され、半導体層１３０の上にゲート絶縁膜１４０を間においてゲート電極１５０が形成される。

ゲート電極１５０を覆いながら、ゲート絶縁膜１４０の上に層間絶縁膜１６０が形成される。ここで、ゲート絶縁膜１４０及び層間絶縁膜１６０にはそれぞれ第１コンタクトホール１４０１及び第２コンタクトホール１６０１が形成される。

従って、ソース領域１３１及びドレーン領域１３３が第１コンタクトホール１４０１及び第２コンタクトホール１６０１を通じて露出するところ、この露出したソース領域１３１及びドレーン領域１３３にはそれぞれソース電極１７１及びドレーン電極１７２が電気的に連結される。

基板１１０は絶縁材質又は金属材質で作られてもよい。絶縁材質としてガラス又はプラスチックを用いることができ、金属材質としてはステンレススチール（ＳＵＳ）を使用することができる。バッファー層１２０は半導体層１３０の形成時、基板１１０の不純物が拡散することを防止する。バッファー層１２０は例えばシリコン窒化物（ＳｉＮ）層又はシリコン窒化物（ＳｉＮ）とシリコン酸化物（ＳｉＯ_２）が積層された層で作られてもよい。ゲート電極１５０は金属層、例えばＭｏＷ膜、Ａｌ膜、Ｃｒ膜及びＡｌ／Ｃｒ膜のうちの選択された何れか一つで作られてもよい。ソース電極１７１及びドレーン電極１７２は金属層、例えばＴｉ/Ａｌ膜又はＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ膜で作られてもよい。

一方、薄膜トランジスター（Ｔ）を覆いながら、層間絶縁膜１６０の上に平坦化膜１８０が形成される。平坦化膜１８０の上には第１画素電極２１０、有機発光層２２０及び第２画素電極２３０が順次に形成されて有機発光素子（Ｌ）を構成する。

ここで、第１画素電極２１０は平坦化膜１８０に具備されたビアホール１８０１を通じて薄膜トランジスター（Ｔ）のドレーン電極１７２と電気的に連結される。第１画素電極２１０は画素定義膜２４０によって隣接画素の第１画素電極（図示せず）と電気的に分離し、画素定義膜２４０に具備された開口部２４０１を通じて、有機発光層２２０と接触する。

図１に示すように、第２画素電極２３０は基板１１０の前面の上に形成されて基板１１０に配列された複数の画素に共通的に負極電圧を提供する。例えば、第１画素電極２１０は正孔を注入する機能を遂行して第２画素電極２３０は電子を注入する機能を遂行する。

第１画素電極２１０は酸化インジウム錫（ＩＴＯ）又は酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）で作られる第１透明電極で構成できる。また、第１画素電極は有機発光素子（Ｌ）の発光方向により第１透明電極上に導電性反射膜と第２透明電極を更に含むことができる。反射膜は有機発光層２２０で発生する光を反射して、発光効率を高めながら、電気伝導度を改善する。例えばアルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−合金（Ａｌ−ａｌｌｏｙ）、銀（Ａｇ）、銀−合金（Ａｇ−ａｌｌｏｙ）、金（Ａｕ）又は金−合金（Ａｕ−ａｌｌｏｙ）で構成できる。第２透明電極は反射膜の酸化を抑制しながら有機発光層２２０と反射膜の間の仕事関数関係を改善する。第２透明電極は第１透明電極と同様にＩＴＯ又はＩＺＯで作られてもよい。併せて、第１画素電極が反射機能を行えばその詳細構造は前述した実施例に限られない。

有機発光層２２０は実際発光が行われる発光層と発光層の上下部に位置して、正孔や電子などのキャリアを発光層まで効率的に伝達させてくれるための有機層（図示せず）を更に含むことができる。例えば、有機層は発光層と第１画素電極２１０の間に形成される正孔注入層及び正孔輸送層と、発光層と第２画素電極２３０の間に形成される電子輸送層及び電子注入層のうちの少なくとも一つ以上を含むことができる。

第２画素電極２３０は有機発光素子（Ｌ）の発光方向（図面の矢印参照）を考慮して、透明導電膜で構成できる。例えば、透明導電膜はＩＴＯ、ＩＺＯ又はＭｇＡｇで構成できる。

一方、前述した基板１１０の上に形成された薄膜トランジスター（Ｔ）及び有機発光素子（Ｌ）は基板１１０と封止用基板２００が相互接合されながら密封される。この時、有機発光素子（Ｌ）を構成する層のうち、最も上に形成される第２画素電極２３０と封止用基板２００の間には空間が形成される。

本実施例では前記空間を用いて、視野角調節のための光学部３００を形成する。つまり、別途の基板なしに第２画素電極２３０と封止用基板２００の間に光学部３００を形成する。

光学部３００は表示パネル１００の上に備えられて表示パネル１００から射出した光の視野角を調節する。

光学部は、液晶層３１０と複数の補助電極３２０を含む。液晶層３１０は第２画素電極２３０と封止用基板２００の間に充填され、補助電極３２０は封止用基板２００の面に形成される。

複数の補助電極３２０は所定の間隔をおいて互いに離隔されて形成され、その下部に有機発光素子（Ｌ）がない非発光領域に対応して形成される。これにより、補助電極３２０が有機発光素子（Ｌ）から射出する光によって、発光する領域を侵さないので、発光効率の低下を防止することができる。補助電極３２０は有機発光素子（Ｌ）の発光方向を考慮して透明であったり、半透明な導電膜で作られてもよい。例えば、補助電極３２０はＩＴＯ、ＩＺＯ又はＭｇＡｇで作られてもよい。また、補助電極３２０はＭｇＡｇの厚さを調節して、光を透過させる程度を変化させることによって半透明な導電膜で形成されてもよい。

第２画素電極２３０に駆動電圧が印加される時、補助電極３２０には予め設定された電圧が印加され、第２画素電極２３０と補助電極３２０の間に電界が形成される。この電界によって、液晶層３１０が駆動される。

液晶層３１０は基板１１０の前面に形成された第２画素電極２３０と補助電極３２０の間の電界により単位画素別に光を透過させたり、遮断させる。

例えば、図１に示すように、第２画素電極２３０と補助電極３２０に電圧が印加されて、これらの間に電界が形成されれば液晶分子が一定した方向に配列されない所謂、“開放”状態になって、表示パネル１００から射出した光が液晶層３１０を通過する。つまり、射出した光は広視野角モード状態になって図１の矢印方向に画像が表示される。

これとは反対に、図２に示すように、第２画素電極２３０と補助電極３２０に電圧が印加されなければ液晶分子が一定した配列方向を有して配向される所謂、“閉鎖”状態になって、表示パネル１００から射出した光が液晶層３１０のうち液晶分子が配列された領域で遮断される。つまり、射出した光の経路が制限される狭視野角モード状態になって図２の矢印方向に画像が表示される。

従って、第２画素電極２３０と補助電極３２０の電圧をオン又はオフして、表示装置１０の視野角を選択的に制限することができる。

一方、本実施例で電圧がオン又はオフされることによって液晶層が開放又は閉鎖状態になることを示して説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、液晶層の配向程度は前述した例と反対に調節されてもよい。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施するのが可能であり、これもまた本発明の範囲に属することは当然である。

本発明の一実施例による表示装置であって、広視野角を有する表示装置の部分断面図である。 本発明の一実施例による表示装置であって、狭視野角を有する表示装置の部分断面図である。

符号の説明

１００ 表示パネル
３００ 光学部
３１０ 液晶層
３２０ 補助電極

Claims (12)

1. 互いに対向配置された第１基板及び第２基板、
   前記第１基板上に形成された半導体素子及び有機発光素子、及び
   前記有機発光素子と前記第２基板の間に形成されて視野角を調節する光学部、
   を含むことを特徴とする、表示装置。
2. 前記光学部は、
   前記第２基板に形成された補助電極、及び
   前記有機発光素子と前記第２基板の間に満たされた液晶層、
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記補助電極が前記有機発光素子の形成されない非発光領域に対応して複数形成されたことを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記補助電極が透明又は半透明であることを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。
5. 前記補助電極がＩＴＯ、ＩＺＯ及びＭｇＡｇのうち選択された何れか一つを含むことを特徴とする、請求項４に記載の表示装置。
6. 前記有機発光素子は、前記半導体素子と電気的に連結されて積層された第１画素電極、有機発光層及び第２画素電極を含み、
   前記液晶層は前記第２画素電極及び前記補助電極によって駆動されることを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。
7. 前記第１画素電極が反射膜を含むことを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。
8. 前記第１画素電極がアルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−合金、銀（Ａｇ）、銀−合金、金（Ａｕ）及び金−合金のうち選択された何れか一つを含むことを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
9. 前記第２画素電極が透明であることを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。
10. 前記第２画素電極がＩＴＯ、ＩＺＯ及びＭｇＡｇのうち選択された何れか一つを含むことを特徴とする、請求項９に記載の表示装置。
11. 前記半導体素子は薄膜トランジスターであることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
12. 前記表示装置は携帯用品用として使用されることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。

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