JP7235831B2 - 発光構造体、表示デバイスおよびサブ画素構造体 - Google Patents

発光構造体、表示デバイスおよびサブ画素構造体 Download PDF

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Description

本開示は、全般的に、発光デバイスに使用される、特に量子ドット発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）ディスプレイに使用される、層及びバンク構造体に関する。特に、本開示は、バンクによって取り囲まれた高屈折率封入材料内に埋め込まれているトップエミッション型構造体に関する効率を改善し、色シフトを低減し、軸上輝度を改善しつつも、全てのサブ画素（例えば、赤色、緑色、及び青色）に関する層厚さを一定に維持することを追求する。
有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode；ＯＬＥＤ）は、表示デバイス内で使用される最も一般的なＬＥＤの中の１つであるが、量子ドットは、より良好なスペクトル発光を有し、かつ化学的により安定であるため、ＯＬＥＤに対する改善として提案されている。量子ドットは、多くの場合、青色ＬＥＤ用の蛍光体として使用され、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display；ＬＣＤ）用のバックライトとして存在している。従来のＬＥＤディスプレイは、ＬＥＤ構造体内にキャビティを有し、それらキャビティが光に対して効果を有する、洗練化手法を取っている。例えば、Ｋｏｄａｋ（米国特許出願公開第２００６／０１５８０９８号）は、トップエミッション型構造体を説明しており、Ｓａｍｓｕｎｇ（米国特許第９５８３７２７号）は、反射領域間に発光領域を有し、反射領域の一方が部分的に透過性である、ＯＬＥＤ及びＱＬＥＤ構造体を説明している。
他のディスプレイは、ＬＥＤ内のキャビティの輝度を改善する方法を伴う。例えば、Ｓａｍｓｕｎｇ（米国特許出願公開第２０１５／００８４０１２号）は、ＯＬＥＤ構造体内での分散層の使用を説明しており、Ｓａｍｓｕｎｇ（米国特許第８８９４２４３号）は、効率を改善するための微細構造体散乱の使用を説明しており、３Ｍ（国際公開第２０１７／２０５１７４号）は、輸送層内での表面プラズモンナノ粒子又はナノ構造体の使用による、発光の強化を説明している。
キャビティに対する修正を伴う方法は、多くの場合、極めて小さいサイズの特徴部、又は層の制御を必要とするため、実施することが困難である。キャビティの修正に対する１つの代替案は、高屈折率を有する、厚い上部「充填剤」層を使用することであり、これにより、フレネル反射の低減、及び上部電極を介した透過率の増大が可能となる。しかしながら、高屈折率層内の光は、全内部反射（total internal reflection；ＴＩＲ）によって、殆どが捕捉される可能性がある。捕捉された光を抽出するために、充填剤層を取り囲む反射性及び／又は散乱性のバンクを使用して、ＴＩＲによって捕捉されている光をアウトカップルする。
ＴＣＬ（中国特許第１０６８７６５６６号）及びＪＯＬＥＤ（米国特許第９０２９８４３号）は、バンクと、キャビティの有機層の上方かつバンク間の充填剤材料とを有する、そのような画素配列を説明している。Ｈｉｔａｃｈｉ（米国特許第７０９１６５８号）は、電極金属材料を使用して反射性とすることが可能なバンクを説明しており、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｔｅｃｈ（韓国公開特許第１０２０１５００２０１４０号）は、異なる組み立てステップを使用して異なる構造体に成形することが可能なバンクを説明しており、Ｓｈａｒｐ（米国特許第１００９０４８９号）は、有機層の下の成形反射器を説明している。
別の手法は、充填剤材料を制御することである。例えば、Ｇｌｏｂａｌ ＯＬＥＤ（米国特許第８２０７６６８号）は、波長の関数として光出力を最大化するために、充填剤及び有機層が、異なるサブ画素に関して異なる厚さを有する、制御することが可能な充填剤層を説明している。
別の手法は、有機層を制御することであり、これは、適切な材料選択（例えば、親液性／疎液性）によって達成することができる。例えば、Ｓｅｉｋｏ Ｅｐｓｏｎ（米国特許第７９０２７５０号）は、キャビティ層が湾曲しているが封入部が平坦化層であることを説明しており、ＪＯＬＥＤ（米国特許第９３１２５１９号）は、有機層が、直交方向において凸状及び凹状の双方であることを説明している。
更に別の手法では、Ｌｅｅら（「Ｔｈｒｅｅ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｐｉｘｅｌ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｏｕｔｃｏｕｐｌｉｎｇ ｏｆ ＯＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙｓ－Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ」、ＳＩＤ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｗｅｅｋ ２０１９会報）は、ＯＬＥＤ発光層の設計を使用する、画素バンク構造体のシミュレーションを説明している。そのような手法は、実際のバンク構造体に関する効率を最大化する、バンク構造体を使用する最適な抽出効率をシミュレートする。最適な解決策は、緑色光及びＩＴＯ電極のみを伴うものであるが、この解決策は、発光スペクトルが過度に広くなり、またそれゆえ劣った色域を有することになると同時に、軸上輝度（ユーザに対する見掛けの輝度）が考慮されていないため、そのようなデバイスにおいては実用的ではないであろう。
米国特許出願公開第２００６／０１５８０９８（Ａ１）号（Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ Ｃｏｍｐａｎｙ、２００６年７月２０日公開）。
米国特許第９，５８３，７２７（Ｂ２）号（Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ Ｌｔｄ、２０１７年２月２８日発行）。
米国特許出願公開第２０１５／００８４０１２（Ａ１）号（Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ Ｌｔｄ、２０１５年３月２６日公開）。
米国特許第８，８９４，２４３（Ｂ２）号（Ｓａｍｓｕｎｇ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ Ｌｔｄ、２０１４年１１月２５日発行）。
国際公開第２０１７／２０５１７４（Ａ１）号（３Ｍ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ Ｃｏｍｐａｎｙ、２０１７年１１月３０日公開）。
中国公開特許第１０６８７６５６６（Ａ）号（ＴＣＬ、２０１７年６月２０日公開）。
米国特許第９，０２９，８４３（Ｂ２）号（ＪＯＬＥＤ Ｉｎｃ．、２０１５年５月１２日発行）。
米国特許第７，０９１，６５８（Ｂ２）号（Ｈｉｔａｃｈｉ、２００６年８月１５日発行）。
韓国公開特許第１０２０１５００２０１４０号（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｔｅｃｈ、２０１５年２月２５日公開）。
米国特許第１０，０９０，４８９（Ｂ２）号（Ｓｈａｒｐ Ｋａｂｕｓｈｉｋｉ Ｋａｉｓｙａ、２０１８年１０月２日発行）。
米国特許第８，２０７，６６８（Ｂ２）号（Ｇｌｏｂａｌ ＯＬＥＤ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＬＬＣ、２０１２年６月２６日発行）。
米国特許第７，９０２，７５０（Ｂ２）号（Ｓｅｉｋｏ Ｅｐｓｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、２０１１年３月８日発行）。
米国特許第９，３１２，５１９（Ｂ２）号（ＪＯＬＥＤ Ｉｎｃ．、２０１６年４月１２日発行）。
Ｌｅｅら（「Ｔｈｒｅｅ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｐｉｘｅｌ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｏｕｔｃｏｕｐｌｉｎｇ ｏｆ ＯＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙｓ－Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ」、ＳＩＤ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｗｅｅｋ ２０１９会報、２０１９年発行）。
本開示は、ＬＥＤ構成内に量子ドット電子発光材料を含む、発光型ディスプレイを目的とする。
本開示の第１の態様では、発光構造体は、基板と、基板の表面の上の、異なる色を放出する複数のサブ画素積層体であって、複数のサブ画素積層体のそれぞれが、第１輸送層と第２輸送層との間の発光層、第１輸送層に結合されている第１電極層、及び第２輸送層に結合されている第２電極層を含む、複数のサブ画素積層体と、複数のサブ画素積層体のそれぞれを取り囲み、複数のサブ画素積層体のそれぞれの上方に内部空間を形成しているバンクと、内部空間内の、第１の屈折率を有する第１の充填剤材料と、第１の充填剤材料の上の、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する第２の充填剤材料と、第１の充填剤材料と第２の充填剤材料との間の境界面とを含み、複数のサブ画素積層体は、発光層と第１電極層との間の実質的に均一な距離を有し、複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つは、複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つの上面に対して実質的に垂直な軸上方向に沿って、充填剤材料内に主発光ピークを放出し、複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つは、複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つの発光層から、複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つの第１電極に至り、複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つの発光層へと戻る発光に関連付けられる位相シフトが２πであるような、光学モード（Ｎ＝１）に構成されている。
第１の態様の実装形態では、複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つは、中心波長を有する複数の波長の光を放出するように構成されている。
第１の態様の別の実装形態では、軸上方向から離れる軸外方向の発光は、バンクの傾斜面から反射されて、第１の充填剤材料を通って軸上方向で放出される前に、少なくとも１回、全内部反射を介して境界面から反射される。
第１の態様の更に別の実装形態では、複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つにおいて、発光層から第１電極層に至り発光層へと戻る発光に関連付けられる位相シフトは、２π未満又は２π超のいずれかであることにより、主発光ピークにおける輝度の変化がもたらされる。
第１の態様の更に別の実装形態では、複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つの、軸上方向から離れる軸外方向の発光は、バンクの傾斜面から反射されて、第１の充填剤材料を通って軸上方向で放出される前に、少なくとも１回、全内部反射を介して境界面から反射される。
第１の態様の更に別の実装形態では、傾斜面から反射された軸外方向の発光は、主発光ピークとコリメートされることにより、主発光ピークにおける輝度の変化が補償される。
第１の態様の更に別の実装形態では、第２の充填剤材料は、第１の充填剤材料の上面全体を覆っている。
第１の態様の更に別の実装形態では、第２の充填剤材料は、第１の充填剤材料の上面の一部分を覆っている。
第１の態様の更に別の実装形態では、複数のサブ画素積層体に関連付けられているサブ画素は、色シフトを最適化するために、サイズが異なっている。
第１の態様の更に別の実装形態では、発光層は、量子ドット発光材料を含み、第１輸送層は、正孔輸送層を含み、第２輸送層は、電子輸送層を含み、第１電極層は、発光層から放出された光を反射するための金属反射器を含むアノード層であり、第２電極層は、非金属の実質的に透明な材料を含むカソード層である。
第１の態様の更に別の実装形態では、少なくとも１つのサブ画素積層体から境界面を通って放出される主発光ピークは、全ての画素にわたって、全内部反射によって反射された最小限の光を有する。
第１の態様の更に別の実装形態では、主発光ピークは、発光構造体のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つの中央領域において、軸上方向に沿って境界面を通って放出される。
第１の態様の更に別の実装形態では、発光層は、量子ドット発光材料を含み、第１輸送層は、電子輸送層を含み、第２輸送層は、正孔輸送層を含み、第１電極層は、発光層から放出された光を反射するための金属反射器を有するカソード層であり、第２電極層は、非金属の実質的に透明な材料を有するアノード層である。
第１の態様の更に別の実装形態では、発光構造体は、表示デバイス内に含まれている。
本開示の第２の態様では、サブ画素構造体は、異なる色を放出する複数のサブ画素積層体であって、複数のサブ画素積層体のそれぞれが、第１輸送層と第２輸送層との間の発光層、第１輸送層に結合されている第１電極層、及び第２輸送層に結合されている第２電極層を含む、複数のサブ画素積層体と、複数のサブ画素積層体のそれぞれを取り囲み、複数のサブ画素積層体のそれぞれの上方に内部空間を形成しているバンクと、内部空間内の、第１の屈折率を有する第１の充填剤材料と、第１の充填剤材料の上の、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する第２の充填剤材料と、第１の充填剤材料と第２の充填剤材料との間の境界面とを含み、複数のサブ画素積層体は、発光層と第１電極層との間の実質的に均一な距離を有し、複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つは、中心波長を有する複数の波長の光を放出するように構成されており、複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つが、複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つの上面に対して実質的に垂直な軸上方向に沿って、充填剤材料内に主発光ピークを放出するように、発光層と第１電極層との間の距離が予め規定されており、少なくとも１つのサブ画素積層体から境界面を通って放出される主発光ピークは、全ての画素にわたって、全内部反射によって反射された最小限の光を有する。
第２の態様の実装形態では、複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つにおいて、発光層から第１電極に至り発光層へと戻る発光に関連付けられる位相シフトは、２πである。
第２の態様の別の実装形態では、複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも別の１つにおいて、発光層から第１電極に至り発光層へと戻る発光に関連付けられる位相シフトは、２π未満又は２π超のいずれかであることにより、主発光ピークにおける輝度の変化がもたらされる。
第２の態様の更に別の実装形態では、複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも別の１つの、軸上方向から離れる軸外方向の発光は、バンクの傾斜面から反射されて、第１の充填剤材料を通って軸上方向で放出される前に、少なくとも１回、全内部反射を介して境界面から反射される。
第２の態様の更に別の実装形態では、傾斜面から反射された軸外方向の発光は、主発光ピークとコリメートされることにより、主発光ピークにおける輝度の変化が補償される。
第２の態様の更に別の実装形態では、複数のサブ画素積層体に関連付けられているサブ画素は、色シフトを最適化するために、サイズが異なっている。
例示的開示の諸態様は、以下の詳細な説明を添付図面と併せ読むことにより、最も良好に理解される。様々な特徴部は、正確な縮尺では描かれていない。様々な特徴部の寸法は、論考の明瞭性のために、恣意的に増大又は縮小されている場合がある。
発光構造体内の関連技術のサブ画素積層体の断面模式図である。
発光構造体内の別の関連技術のサブ画素積層体の断面模式図である。
発光構造体内の更に別の関連技術のサブ画素積層体の断面模式図である。
本開示の例示的実装形態による、別の例示的な発光構造体の、３つの例示的なサブ画素積層体の詳細な断面模式図である。 本開示の例示的実装形態による、別の例示的な発光構造体の、３つの例示的なサブ画素積層体の詳細な断面模式図である。 本開示の例示的実装形態による、別の例示的な発光構造体の、３つの例示的なサブ画素積層体の詳細な断面模式図である。
本開示の例示的実装形態による、例示的な発光構造体の一部分を示す。
図４Ｄの例示的な発光構造体において測定された、主発光ピークの例示的な角度分布図を示す。
本開示の例示的実装形態による、３つの例示的な発光構造体の断面模式図である。 本開示の例示的実装形態による、３つの例示的な発光構造体の断面模式図である。 本開示の例示的実装形態による、３つの例示的な発光構造体の断面模式図である。
それぞれ、図４Ｆ、図４Ｈ、及び図４Ｊの３つの例示的な発光構造体の例示的な角度分布図である。 それぞれ、図４Ｆ、図４Ｈ、及び図４Ｊの３つの例示的な発光構造体の例示的な角度分布図である。 それぞれ、図４Ｆ、図４Ｈ、及び図４Ｊの３つの例示的な発光構造体の例示的な角度分布図である。
本開示の例示的実装形態による、例示的な発光構造体の角度分布を示す概略図である。
本開示の例示的実装形態による、様々な距離を有する例示的な発光構造体の抽出効率を示す概略図である。
図６Ａの様々な距離を有する例示的な発光構造体のピーク輝度を示す概略図である。
ランバート発光に対する、図５の例示的な発光構造体の角度分布を示す概略図である。
以下の開示は、本開示での例示的実装形態に関連する具体的情報を含む。本開示での図面、及びそれら図面に付随する詳細な説明は、単なる例示的実装形態を目的とするものである。しかしながら、本開示は、単にこれらの例示的実装形態に限定されるものではない。本開示の他の変形形態及び実装形態が、当業者には想起されるであろう。
特に断りのない限り、図中での同様の要素又は対応する要素は、同様の参照番号又は対応する参照番号によって示されている場合がある。更には、本開示での図面及び図は、全般的に正確な縮尺ではなく、実際の相対寸法に対応することを意図するものではない。
一貫性及び理解の容易性のために、同様の特徴部は、実施例の図において、同じ数字によって識別することができる（ただし、一部の実施例では図示せず）。しかしながら、異なる実装形態におけるそれらの特徴部は、他の点では異なる場合もあり、それゆえ、図に示されるものに狭義に制限されるものではない。
明細書本文では、語句「一実装形態では」又は「一部の実装形態では」を使用し、それぞれが、同じ実装形態又は異なる実装形態のうちの１つ以上を指すことができる。用語「含む、備える（comprising）」は、「含むが、必ずしも限定するものではない」ことを意味し、具体的には、そのように説明されている組み合わせ、グループ、シリーズ、及び同等物における、オープンエンドの包含又は帰属関係を示す。Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」又は「以下のＡ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」とは、「Ａのみ、又はＢのみ、又はＣのみ、あるいは、Ａ、Ｂ、及びＣの任意の組み合わせ」を意味する。
更には、説明及び非限定の目的のために、機能エンティティ、技術、プロトコル、標準規格などの具体的詳細が、説明されている技術の理解を提供するために記載されている。他の実施例では、周知の方法、技術、システム、アーキテクチャなどの詳細な説明は、不必要な詳細により説明を不明瞭にすることがないように省略されている。
本開示は、発光ダイオード（ＬＥＤ）構成内に量子ドット電子発光材料を含む、発光型ディスプレイに関する。ＬＥＤ構成は、典型的には、電子輸送層（electron transport layer；ＥＴＬ）と正孔輸送層（hole transport layer；ＨＴＬ）との間に挟み込まれた、量子ドット（quantum dot；ＱＤ）発光材料の層（例えば、発光層）を含む。これら３つの層は、２つの導電層の間に挟み込まれて、サブ画素積層体を形成する。本開示の１つ以上の実装形態では、「トップ」エミッション型（「top」emitting；ＴＥ）構造体が使用される。ＴＥ構造体は、ＴＥ構造体が上に配置されているガラス基板とは反対側の、ＴＥ構造体の側面からの発光を伴う。
本開示の１つ以上の実装形態では、ＴＥデバイスの製作は、ガラス基板上に堆積された、典型的には金属（例えば、銀又はアルミニウム）で作製された導電性反射材料の１つの厚い層を伴い、導電性反射層（例えば、反射性導電体又は反射性電極）上のＨＴＬ、ＨＴＬ上の発光層、発光層上のＥＴＬ、及びＥＴＬ上の透明電極層を有する。１つの好ましい実装形態では、反射性電極は、８０ｎｍ（すなわち、１ｎｍ＝１０＾－９メートル）超の厚さを有する。別の好ましい実装形態では、反射性電極は、約１００ｎｍの厚さを有する銀の層と、約１０ｎｍの厚さを有するインジウムスズ酸化物（Indium Tin Oxide；ＩＴＯ）の層とを含む。１つの好ましい実装形態では、ＨＴＬは、厚さ約４０ｎｍのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）ポリスチレンスルホネート）の層と、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層上の約２０ｎｍの厚さを有するＴＦＢ（ポリ（９，９’－ジオクチルフルオレン－ｃｏ－ビス－Ｎ，Ｎ’－（４－ブチルフェニル）ジフェニルアミン））の層とで作製されている。他の実装形態では、他のＨＴＬ材料もまた本開示に適用可能とすることができ、本明細書で提供される実施例に限定されるものではない。別の好ましい実装形態では、厚さ約２０ｎｍの発光層が、ＨＴＬ上に配置されており、ＥＴＬが、発光層上に配置されている。別の好ましい実装形態では、ＥＴＬ層は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）ナノ粒子で作製されており、約３０～８０ｎｍの厚さを有する。１つの好ましい実装形態では、透明電極層は、十分な電流を搬送するために十分に厚いが、光に対して透明となるように十分に薄い、薄い金属層であり、ＥＴＬ層上に配置されている。好ましい一実装形態では、透明電極層は、約８０ｎｍの厚さを有するＩＴＯ層である。上述の層の厚さは、好ましい光学構成に応じて変化し得るものであり、それゆえ、本明細書で提供される実施例に限定されるものではない点に留意されたい。
本開示の１つ以上の実装形態では、発光層からの角度発光分布は、発光層と（例えば、サブ画素積層体の底部の）反射性電極層との間の厚さ（又は、距離）によって決定することができる。この距離は、個々のＨＴＬの厚さとＨＴＬ内の各層の屈折率とに直接依存している。
反射性電極が完全な鏡である一実装形態では、反射性電極層は、発光層から、半波長（例えば、λ／２）の距離で離れている。この距離は、発光層から、０．５波長、１波長、又は、０．５の倍数を有する任意の整数の波長で離れたものとすることができる。反射性電極が完全な鏡ではない（例えば、換言すれば、位相シフトが発生する）例示的実装形態では、反射点は、反射性電極の表面に正確に位置することはない。一実装形態では、反射性電極は、例えば、主発光ピークを生成するために、発光層から約半波長離れた距離にある。しかしながら、反射性電極における位相シフトの影響を相殺するために、この距離は、殆どの一般材料に関して約０．２波長に調節される。本開示で説明される用語「発光」は、放出される波長の分布を指し得るが、単一の波長に限定されるものではない。本開示での用語「波長」は、複数の波長の中でのピーク波長又は中心波長を説明するために使用することができるが、本明細書で提供される説明に限定されるものではない。
本開示は、提供される実施例に限定されるものではないが、これは、開示される構造体の基本的原理が、ＥＴＬ及びＨＴＬの構成が反転された場合にも、依然として適用されるためである。本開示の１つの好ましい実装形態では、ＥＴＬ又はＨＴＬのいずれかが、ガラス基板から離れた発光層の発光側面上に配置されているかに関わらず、その輸送層は、よりガラス基板に近接して配置されている輸送層よりも薄い。
本開示の例示的実施態は、ＱＬＥＤ構造体に関連し得る。しかしながら、本開示は、ＱＬＥＤ構造体にのみ限定されるものではなく、ＯＬＥＤ構造体に関連する様々な実装形態に適用可能であり得る。
ＱＬＥＤサブ画素では、内部空間構造（例えば、キャビティ構造）は、サブ画素積層体とサブ画素積層体を取り囲むバンク構造体とによって、輪郭を示すことができる。より高い屈折率を有する充填剤材料を、サブ画素積層体の上方の内部空間構造内に配置することができる。バンク構造体は、高屈折率を有する充填剤材料と少なくとも同じ高さ、又はより高い高さを有し得る。バンク構造体はまた、一部の実装形態では、充填剤材料に対して、高さをより低くすることもできる。より高い屈折率を有する充填剤材料は、その充填剤材料の屈折率が発光層とより密接に適合しており、フレネル反射損失が遥かに低いため、空気中に直接抽出するよりも多くの光を、発光層から抽出することができる。低屈折率層が、充填剤材料の上に配置されている。低屈折率層の上方に配置されている上部層は、封入ガラス又は他の材料を含み得る。低屈折率層は、全内部反射によって、軸外光を充填剤材料内に捕捉する。１つ以上の実装形態では、低屈折率層は、空気間隙、１．１５の低い屈折率を有するＩｎｋｒｏｎ製のシロキサン系ナノ複合ポリマー、１．３７５の屈折率を有するポリ（１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート）、及び１．３７７の屈折率を有するポリ（２，２，３，３，４，４，４－ヘプタフルオロブチルアクリレート）のうちの少なくとも１つとすることができる。
内部空間構造及び上部透明電極を有する本開示では、主発光ピークが、最小限の全内部反射を伴って、サブ画素積層体の上面に対して実質的に垂直な軸上方向で、発光層から直接放出することができるように、或る１つの色のサブ画素積層体において、発光層と反射性電極との間の厚さ（又は、距離）を調整することができる。光はまた、軸上方向から離れる軸外方向で放出することもできる。軸外発光は、充填剤材料の上面（例えば、境界面）によって、全内部反射（ＴＩＲ）を介して少なくとも１回反射されることにより、充填剤材料内で伝播され、発光層及びＴＩＲ面から反射することができ、その後、全内部反射された発光が軸上発光とコリメートされ得るように、バンクの傾斜面から反射されて、軸上方向に向けて反射される。各画素の端部におけるバンク構造体は、バンク構造体の傾斜角（例えば、バンク角）が、全内部反射を受ける充填剤材料内への発光の軸外部分の、平均角度の２分の１の角度となるように設計することができる。１つ以上の実装形態では、バンク角は、０～８０度である。１つの好ましい実装形態では、バンク角は、約２０～３０度である。更に別の好ましい実装形態では、バンク角は、約３０度である。
有効な角度分布は、発光層内のそれぞれ個々の双極子源と、底部反射器におけるその反射との、干渉によって決定される。底部反射器と発光層との間の厚さ（又は、距離）が、そのような隔たりを主に決定し、干渉は、発光源（例えば、サブ画素積層体）の波長に決定的に依存しているため、それぞれの色のサブ画素積層体（例えば、赤色、緑色、及び青色など）の設計は異なっている。図１～図３に示されるように、異なる色のサブ画素積層体内のＨＴＬは、発光層と反射性電極との間の距離（厚さ）が、それぞれの特定の色のサブ画素積層体に関して、最適な軸上輝度及び効率を実現するように調整されることを確実にするために、異なる厚さを有する。このＨＴＬにおける厚さの差異は、製作の間に、異なる色のサブ画素積層体に関して別個のパターニングステップを必要とし、このことは、追加的かつ高コストなマスキング手順をもたらし得る。異なる色のサブ画素積層体に関して、異なる厚さのＨＴＬが適用されるサブ画素構造体では、図１～図３に示されるようなサブ画素積層体の例示的構造を使用して、高コストではあるが、最適なピーク軸上輝度及び効率を実現することができる。更には、異なる色のサブ画素積層体に関して、異なる厚さのＨＴＬが適用されるサブ画素構造体では、ＨＴＬ内の材料が吸収している場合には、サブ画素構造体内の薄い層は、厚い層よりも低い吸収をもたらし得る。
本出願の１つ以上の実装形態では、異なる色のサブ画素積層体の全てのＨＴＬが、実質的に等しい厚さ（例えば、異なる色のサブ画素積層体の全てにわたる、発光層と底部反射器との間の実質的に均一な厚さ（又は、距離））で製作された場合には、ディスプレイの製作方法が簡略化され、大幅なコストの低減をもたらすことができる。最適化されるＨＴＬ厚さは、発光の波長に依存する。発光構造体が、赤色、緑色、及び青色の発光サブ画素積層体のそれぞれに透明電極を有し、赤色、緑色、及び青色の発光サブ画素積層体がそれぞれ、実質的に等しい厚さ（均一な距離）を有する極めて薄いＨＴＬを含む場合には、その実質的に等しい厚さ（例えば、均一な距離）を有する薄いＨＴＬを備える発光構造体は、本明細書で説明される、バンク並びに高屈折率充填剤及び低屈折率層と共に使用される場合、異なる厚さ（不均一な距離）を有するＨＴＬを備える発光構造体と比較的同様の発光プロファイルを生成することができる。そのような同様の発光プロファイルが実現可能である理由は、ＨＴＬ伝播の位相シフトと発光層に戻る反射位相シフトとが、２π（例えば、中心発光色（例えば、緑色）の１波長）に近く、その場合、充填剤材料内への発光パターンが広大であり、そのピークを軸上に有しているためである。更には、ＨＴＬ厚さは、名目上は半波長であるが、しかしながら、底部反射器は、実在する材料（例えば、反射性金属）であるため、その金属層の実在特性に関連付けられる位相シフトが存在し、それらの特性は、底部反射器に使用される金属に依存している。それゆえ、発光層から底部反射器に至り発光層へと戻る発光に関連付けられる位相シフトは、実質的に均一な厚さ（又は、距離）を実現するためには、実質的に２πである。均一な距離（又は、厚さ）を有する発光構造体は、異なる距離（例えば、厚さ）を有する構成と比較して、輝度及び効率の低減をもたらし得る。しかしながら、実質的に均一な距離を有するサブ画素積層構造体から結果的に得られる角度分布は、上述のように適切な画素充填剤構成と共に使用される場合、底部反射器と発光層との間の距離には、比較的影響を受けにくい。それゆえ、異なる波長（例えば、赤色、緑色、青色発光）を放出するサブ画素積層体内で実質的に同じ厚さ（例えば、均一な距離）のＨＴＬを適用している発光構造体では、（例えば、中心発光が緑色である場合には）赤色発光及び青色発光は、緑色発光と同様の角度分布を依然として有し得るため、コストを低減しつつも、依然として低い色シフトをもたらし得る。
具体的には、低い色シフトを実現することが可能である理由は、大部分の光が充填剤材料から直接出て行く（例えば、軸上方向で放出される主発光ピーク）と同時に、少量ではあるが有意な量の光が、充填剤材料内で全内部反射（ＴＩＲ）によってバンクへと伝播され、次いで、バンクによってコリメートされる（例えば、バンクによって軸上方向で光が放出される）ためである。波長を変化させることの影響は、中心発光の輝度の低下である。しかしながら、中心発光の輝度の低減の影響は、ＴＩＲによって捕捉されてバンクへと伝播される軸外発光の増大によって補償される。これらの光伝播の双方が、最終的に光をコリメートするため、これらの２つの因子が互いに補償して、様々な波長（例えば、赤色、緑色、青色）に関して結果的に得られる角度分布の変化は、殆ど存在しない。それゆえ、実質的に同じ層厚さ（例えば、全ての色のサブ画素積層体に関する実質的に同じＨＴＬ厚さ）と低い軸外色シフトとを有する、発光構造体を得ることができる。同様の厚さ（例えば、実質的に均一な距離）を有する発光構造体は、異なる厚さ（例えば、異なる距離）を有する構成と比較して、輝度及び効率の低減をもたらし得るが、しかしながら、光の角発散がより広く、製作がより単純であるため、大型ディスプレイ（例えば、ＴＢスタイルのディスプレイ）に適用可能であり得る。
本開示によれば、全光出力効率が最大化されない場合であっても、軸上輝度は、ユーザによって知覚される輝度と同様に最大化される。軸上発光の光は、一般に、画素の中央領域においてユーザによって知覚され、軸外発光の光は、一般に、バンクの縁部において知覚されるため、これらの異なるスペクトル領域からの光の分布は、全ての角度でよりバランスの取れた色分布をもたらし、それにより様々な角度における色シフトを最小限に抑えることができる。赤色、緑色、及び青色の画素のそれぞれに関して同様の角度分布を得ることは、視野角による知覚色の変化を防止するために必須であり、このタイプの薄層発光型ディスプレイ（例えば、ＯＬＥＤ）に関する固有の問題である。透明電極及び画素バンクの使用により、色シフト性能を改善することができる。このタイプの薄層及び画素バンク構造体における、波長に対する角度分布の高い許容度には、余分なマスクステップを追加することなく色シフト性能を更に改善するための、更なる調整が必要となり得る。１つのそのような方法は、赤色、緑色、及び青色に関して、異なるサイズの画素を有することである。サブ画素積層体の画素サイズは、そのサブ画素積層体を取り囲む、バンク間の距離である。例えば、より大きい画素は、バンクに到達するためにＴＩＲ光のより多くの跳ね返りを必要とし得るため、より多くの光が、そのような光（ただし、軸上の非ＴＩＲ光ではない）から吸収され、それにより、バランスが変更される。この場合、角度分布をより良好に適合させるように、軸上光と軸外光とのバランスを変化させることができる。一般には、殆どの場合、画素は、最良の結果を得るために異なるサイズを有し得るが、本出願の本質的な開示に関しては、必須ではない場合もある。本開示では、サブ画素は、サブ画素積層体のそれぞれに関する色シフトが最適化されるように、画素サイズが異なっている。
代替案は、異なるＱＤ ＥＭＬの層厚さを有することであろう。この層は、それぞれに関して異なる発光ＱＤが必要とされるため、マスクすることが必要となり、そのため、いずれにせよマスクステップが必須である。この層のみを変化させることもできるが、どの程度の差異を実現することができるかについては、実用上の制限が存在する。
本実装形態の例示的な発光構造体は、上述のような、基板、サブ画素積層体、バンク、第１の充填剤材料、第２の充填剤材料、及びガラスカバーを含み得るものであり、それゆえ、発光構造体の要素の詳細は、簡潔性のために省略される。本開示の１つ以上の実装形態では、第１の充填剤材料は、より高い屈折率の材料とすることができ、第２の充填剤材料は、第１の充填剤材料に対して、より低い屈折率の材料とすることができる。サブ画素積層体は、サブ画素積層体の上方に内部空間を形成するように、サブ画素積層体を取り囲むバンクと共に、基板上に配置することができる。
本開示の一実装形態では、サブ画素積層体を取り囲むバンクによって形成されている内部空間内に、第１の充填剤材料を配置することができる。第２の充填剤材料は、第１の充填剤材料及びバンクの上に、連続的に配置することができる。
別の実装形態では、第２の充填剤材料は、第１の充填剤材料上に部分的に配置することができる。１つ以上の実装形態では、バンクは、第１の充填剤材料の厚さよりも、厚さを大きくすることができる。１つ以上の実装形態では、バンクは、基板と接触している。好ましい実装形態では、バンクは、第２の充填剤材料と接触しているか、又は、ほぼ接触している場合がある。１つ以上の実装形態では、第２の充填剤材料の上に、ガラスカバーを連続的に配置することができる。
１つ以上の実装形態では、光は、サブ画素積層体から、第１の充填剤材料、第２の充填剤材料、及びガラスカバーを通って放出される。第１の充填剤材料は、空気よりも高い屈折率を有し得ることにより、第１の充填剤材料は、充填剤材料としての空気よりも高い程度まで、サブ画素積層体から光を抽出することができる。サブ画素積層体内に捕捉されている光を、迅速に吸収することができる一方で、第１の充填剤材料内に捕捉された光は、バンクの縁部に伝播して、反射によって抽出することもできる。
１つ以上の実装形態では、第１の充填剤材料は、サブ画素積層体及び第２の充填剤材料の屈折率よりも、高い屈折率を有し得る。一実装形態では、第２の充填剤材料（例えば、より低い屈折率の層）は、空気間隙とすることができる。１つ以上の実装形態では、バンクは、不透明とすることができる。第１の充填剤材料に面しているバンクの表面は、散乱反射性又は鏡面反射性とすることができ、基板（例えば、ガラス基板）の平面に対して角度を成す（例えば、傾斜する）ことができる。
本開示では、サブ画素積層体内の発光層は、典型的には主発光ピークと見なされる中心波長を有する、或る範囲の波長の光を放出し得る。中心波長は、発光源からの発光スペクトルにおいて最も高いスペクトル輝度の波長である。本開示では、平均して中心波長よりも長い、発光層によって放出される波長に関しては、軸上発光よりも強い強度の軸外発光が生成され得る。軸上発光は、中心波長よりも短い波長に関して、軸外発光よりも強度が強い。
図１は、発光構造体内の関連技術のサブ画素積層体の断面模式図である。図２は、例示的な発光構造体内の別の関連技術のサブ画素積層体の断面模式図である。図３は、例示的な発光構造体内の更に別の関連技術のサブ画素積層体の断面模式図である。図１～図３を参照すると、例示的なサブ画素積層構造体１００、２００、及び３００は、異なる波長（例えば、赤色、緑色、青色の色）を有する光を放出する、サブ画素積層構造体とすることができる。
本開示の１つ以上の実装形態では、図１、図２、及び図３の、それぞれ、例示的なサブ画素積層体１００、２００、及び３００のそれぞれは、第１電極層（１０４ａ、２０４ａ、３０４ａ）、ＥＴＬ（１０４ｂ、２０４ｂ、３０４ｂ）、発光層（１０４ｃ、２０４ｃ、３０４ｃ）、ＨＴＬ（１０４ｄ、２０４ｄ、３０４ｄ）、及び第２電極層（１０４ｅ、２０４ｅ、３０４ｅ）を含み得る。ＨＴＬ（１０４ｄ、２０４ｄ、３０４ｄ）のそれぞれは、ＴＦＢ層（１０４ｄ１、２０４ｄ１、３０４ｄ１）及びＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層（１０４ｄ２、２０４ｄ２、３０４ｄ２）を、それぞれ含み得る。
図１に示されるように、ＨＴＬ１０４ｄは、ＴＦＢ層１０４ｄ１及びＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層１０４ｄ２を含み得る。別の実装形態では、ＨＴＬ１０４ｄは、他の層を含む場合もあり、本明細書で提供される例示的な層に限定されるものではない。別の実装形態では、ＨＴＬ１０４ｄ及びＥＴＬ１０４ｂの前出の構成は、第１電極層１０４ａ及び第２電極層１０４ｅの構成に応じて反転させることもできる。
本開示の１つ以上の実装形態では、第１電極層１０４ａは、透明上部電極とすることができ、第２電極層１０４ｅは、底部反射性電極とすることができる。第１電極層１０４ａは、非金属で実質的に透明であり、ＥＴＬ層１０４ｂ上に配置されている、カソード層とすることができる。第２電極層１０４ｅは、基板１０２上に配置することができ、発光層１０４ｃから放出された光を反射する金属反射器である、アノード層とすることができる。
しかしながら、第１電極層１０４ａ及び第２電極層１０４ｅの構成は、本明細書で提供される実施例に限定されるものではなく、反転させることもできる。例えば、第１電極層１０４ａは、発光層１０４ｃから放出された光を反射する金属反射器である、底部アノード層とすることができ、第２電極層１０４ｅは、非金属で実質的に透明な、上部カソード層とすることができる。
一実装形態では、図１～図３を参照すると、ＨＴＬ１０４ｄ、２０４ｄ、及び３０４ｄは、異なる色（例えば、異なる波長の赤色、緑色、青色）を放出する３つのサブ画素積層体１００、２００、及び３００に関して、異なる距離（例えば、ＨＴＬ厚さｔＲ、ｔＧ、ｔＢ）を有しており、このことは、最適な輝度及び低い色シフトをもたらし得る。しかしながら、ディスプレイ内にサブ画素積層体１００、２００、及び３００を製作することは、異なる厚さを有するＨＴＬ１０４ｄ、２０４ｄ、及び３０４ｄを形成するために複数のマスキングステップ及びパターニングステップが必要とされるため、複雑かつ高コストとなる可能性がある。具体的には、異なるサブ画素積層体に関して異なる距離（例えば、異なるＨＴＬ厚さ、例えば１０４ｄ、２０４ｄ、３０４ｄ）の構成を有する、本出願の発光構造体において、高い効率と軸上輝度とを実現することができる。しかしながら、図１～図３に示されるように、そのような構成は、各色（例えば、赤色、緑色、青色）のサブ画素積層体が、それらサブ画素積層体のそれぞれに関して同じ発光プロファイルを得るための、及び、それらの色に関する角度分布を適合させることにより発光構造体の過度の色シフトを低減するための、異なる厚さを示している。異なる色のサブ画素積層体内のＨＴＬの製作、例えば、サブ画素積層体内のＨＴＬの層形成におけるパターニング手順及びマスキング手順は、特に、大きい表示面積を有するパネルに関しては、複雑かつ高価であるため、異なる色を放出する全てのサブ画素積層体に関して同じ光学プロファイルを正確に実現するためには、追加的な層の増厚手順が必要とされる。一実装形態では、図２の例示的な緑色サブ画素積層体２００は、４πの位相シフト又はＮ＝２の光学モードの、発光層から第１電極に至り発光層へと戻る発光に関連付けられる位相差に、最も近いものであり得るサブ画素積層体として設定されており、第１電極と発光層との間の厚さは、約１波長である。
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは、本開示の例示的実装形態による、別の例示的な発光構造体の、３つの例示的なサブ画素積層体４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃの詳細な断面模式図である。
本開示の１つ以上の実装形態では、３つの例示的なサブ画素積層体４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃは、例えば図４Ｄの例示的な発光構造体４００Ｄのサブ画素積層体層４０４内に含まれている、異なる波長（例えば、赤色、緑色、青色の色）を有する発光を放出する、サブ画素積層構造体とすることができる。本実装形態の例示的な発光構造体は、上述のような、基板、サブ画素積層体、バンク、第１の充填剤材料、第２の充填剤材料、及びガラスカバーを含み得るものであり、図１～図３を参照して説明したものと同様であり得るため、発光構造体の詳細は、簡潔性のために省略される。
図４Ａ～図４Ｃの３つの例示的なサブ画素積層体４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃは、それら３つの例示的なサブ画素積層体４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ内のＨＴＬが、異なる距離（例えば、図１、図２、図３の異なるＨＴＬ厚さｔＲ、ｔＧ、ｔＢ）を有する３つの例示的なサブ画素積層体１００、２００、３００内のＨＴＬとは対照的に、実質的に均一な距離（例えば、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃの同じＨＴＬ厚さｔＲ、ｔＧ、ｔＢ）を有する点で、図１～図３の３つの例示的なサブ画素積層体１００、２００、３００とは異なる。実質的に均一な厚さを有する図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃの３つの例示的なサブ画素積層体４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃを有する、例示的な発光構造体は、異なる距離を有する図１～図３の３つの例示的なサブ画素積層体１００、２００、３００を有する、例示的な発光構造体とは対照的に、製作コストの大幅な低下をもたらしつつも、依然として、低い色シフトをもたらすことができる。実質的に同じ厚さとは、層を製作するプロセスが、各画素に関して同じであるか、又は、全てが同じ方式で同時に行われることを指す。ある程度の製作上の変動が存在し得るが、この点は理解されよう。
１つ以上の実装形態では、図４Ａ～図４Ｃの例示的なサブ画素積層体４００Ａ～４００Ｃは、それぞれが、第１電極層４０４ａ、ＥＴＬ４０４ｂ、発光層４０４ｃ、ＴＦＢ層４０４ｄ１とＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層４０４ｄ２とを含むＨＴＬ４０４ｄ、及び第２電極層４０４ｅを含む。一実装形態では、第１電極層４０４ａは、透明電極とすることができ、第２電極層４０４ｅは、反射性電極とすることができる。しかしながら、第１電極層４０４ａ及び第２電極層４０４ｅの構成は、発光が向けられる方向に応じて、反転させることができ、例えば、第１電極層４０４ａを反射性電極とすることができ、第２電極層４０４ｅを透明電極とすることもできる。第１電極層４０４ａ及び第２電極層４０４ｅの構成は、異なる場合があり、本明細書で提供される実施例に限定されるものではない。１つ以上の実装形態では、３つの例示的構造体４００Ａ～４００Ｃは、３つの色画素（例えば、それぞれ、赤色、緑色、及び青色の画素）に関するサブ画素積層体である。本開示の実装形態は、４つ以上の色を使用することができるため、３つの色に限定されるものではない点を理解されたい。例えば、４つの別個の色画素（例えば、赤色、緑色、黄色、青色など）に関する４つのサブ画素積層体を実装することができる。発光層４０４ｃと反射性電極４０４ｅとの間の厚さ（又は、距離）、又はＨＴＬ４０４ｄの厚さ（例えば、図４Ａ、図４Ｂ、図４ＣのｔＲ、ｔＧ、ｔＢ）は、強め合う軸上の主発光ピークのみが放出されるように調整することができる。１つ以上の実装形態では、図４Ａ～図４Ｃの３つの例示的なサブ画素積層体４００Ａ～４００ＣのＨＴＬ４０４ｄは、それら３つの例示的なサブ画素積層体４００Ａ～４００Ｃの全てのＨＴＬ４０４ｄが、実質的に同じ厚さ（例えば、ｔＲ、ｔＧ、ｔＢ）を有する点で、図１～図３の３つの例示的なサブ画素積層体１００～３００のＨＴＬ１０４ｄ、２０４ｄ、３０４ｄとは異なる。換言すれば、３つの例示的なサブ画素積層体４００Ａ～４００Ｃは、対応する発光層４０４ｃと第２電極層４０４ｅとの間の実質的に均一な距離を有する。１つ以上の実装形態では、発光層４０４ｃ（例えば、第１電極層）から底部反射器４０４ｅ（第２電極層４０４ｅ）に至り発光層４０４ｃへと戻る発光に関連付けられる、好ましい位相シフトは、図４Ａ～図４Ｃの３つの例示的なサブ画素積層体４００Ａ～４００ＣのＨＴＬ４０４ｄのうちの１つに関して、２πとすることができる。１つ以上の実装形態では、図４Ｂの例示的な緑色サブ画素積層体４００Ｂが、２πの、又はＮ＝１の光学モードの、発光層から第１電極に至り発光層へと戻る発光に関連付けられる位相シフトに、最も近いものであり得るサブ画素積層体として設定されている。光学モード数Ｎは、発光層から第１電極に至り発光層へと戻る、完全２π位相の数である。赤色サブ画素積層体（例えば、図４Ａの４００Ａ）、及び青色サブ画素積層体（例えば、図４Ｃの４００Ｃ）は、ＨＴＬ厚さ（例えば、赤色に関するｔＲ、及び青色に関するｔＢ）が、対応する中心発光色の位相要件（例えば、２πの位相シフト）にもはや適合し得ないという点で、離調されている可能性がある。例えば、赤色サブ画素積層体（例えば、図４Ａの４００Ａ）、及び青色サブ画素積層体（例えば、図４Ｃの４００Ｃ）は、２πよりも大きいか又は小さい位相シフトを有し得る。
１つ以上の好ましい実装形態では、赤色サブ画素積層体（例えば、図４Ｂの４００Ｂ）が、発光層から第１電極に至り発光層へと戻る発光に関連付けられる位相シフトが２πであること、又はＮ＝１の光学モードであることに、最も近いサブ画素積層体として設定されている。緑色サブ画素積層体（例えば、図４Ａの４００Ａ）、及び青色サブ画素積層体（例えば、図４Ｃの４００Ｃ）は、ＨＴＬ厚さ（例えば、緑色に関するｔＧ、及び青色に関するｔＢ）が、対応する中心発光色の位相要件（例えば、２πの位相シフト）にもはや適合し得ないという点で、「離調」されている可能性がある。例えば、緑色サブ画素積層体（例えば、図４Ａの４００Ａ）、及び青色サブ画素積層体（例えば、図４Ｃの４００Ｃ）は、２πよりも大きいか又は小さい位相シフトを有し得る。１つ以上の実装形態では、発光層から第１電極に至り発光層へと戻る発光に関連付けられる位相シフトが２πであることに最も近いサブ画素積層体としての、（例えば、図４Ｂの４００Ｂとしての）緑色サブ画素積層体又は赤色サブ画素積層体の設定は、より好ましい光学モードを提供する。
図４Ｄは、本開示の例示的実装形態による、例示的な発光構造体の一部分を示す。図４Ｅは、図４Ｄの例示的な発光構造体において測定された、主発光ピークの例示的な角度分布図を示す。図４Ｆ、図４Ｈ、及び図４Ｊは、本開示の例示的実装形態による、３つの例示的な発光構造体の断面模式図である。図４Ｇ、図４Ｉ、及び図４Ｋは、それぞれ、図４Ｆ、図４Ｈ、及び図４Ｊの３つの例示的な発光構造体の例示的な角度分布図である。
図４Ａの例示的構造体４００Ａ、図４Ｂの例示的構造体４００Ｂ、及び図４Ｃの例示的構造体４００Ｃはそれぞれ、図４Ｄの例示的な発光構造体４００Ｄ内に含めることができる。例示的な発光構造体４００Ｄは、サブ画素積層体４０４と、傾斜側壁部４０７を有するバンク４０６と、第１の充填剤材料４１０と、第１の充填剤材料４１０よりも低い屈折率を有する第２の充填剤材料４１２と、第１の充填剤材料４１０と第２の充填剤材料４１２との間の境界面４２０と、ガラスカバー４２２とを含み得る。
本出願の１つ以上の実装形態では、均一な距離（例えば、全てのＨＴＬ４０４ｄに関して実質的に同じ厚さ）を有する異なる色のサブ画素積層体（例えば、図４Ａ～図４Ｃのサブ画素積層体４００Ａ～４００Ｃ）を含む、発光構造体は、異なる厚さを有する異なる色のサブ画素積層体（例えば、図１～図３のサブ画素積層体１００～３００）を有する発光構造体と比較して、遥かに薄い光学構成を有し得る。一実装形態では、色サブ画素積層体４００Ａ、４００Ｂ、及び４００Ｃを有する例示的な発光構造体は、実質的に均一な厚さを有し得る。例えば、図４Ｂに示されるように、緑色サブ画素積層体４００Ｂに関する、第２電極層４０４ｅと発光層４０４ｃとの間のＨＴＬ４０４ｄの距離又は厚さ（例えば、ｔＧ）は、発光層４０４ｃから第２電極層４０４ｅに至り発光層４０４ｃへと戻る発光に関連付けられる位相シフトが、２π（すなわち、２πの往復位相シフト）となるように構成されている。図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃの３つのサブ画素は、波長が異なるため、発光層までの往復に関して異なる位相シフトを有する点に留意されたい。それゆえ、３つのサブ画素のうちの１つのみが、最適要件を満たし得る。
一実施例では、赤色、緑色、又は青色のサブ画素積層体のうちのいずれかの中心波長を使用して、サブ画素積層体における厚さを決定することができる。他の実施例では、全波長範囲の中心の波長を使用して、赤色、緑色、及び青色のサブ画素積層体における厚さを決定することができる。緑色サブ画素積層体４００Ｂからの角度分布は、第１の充填剤材料及び第２の充填剤材料（例えば、４１０、４１２）内では、（最適な軸上輝度でモード要件を満たす）ほぼランバート型であり得る。緑色サブ画素積層体４００Ｂからの軸上光の大部分は、発光構造体４００Ｄの第１の充填剤材料及び第２の充填剤材料（例えば、４１０、４１２）を直接通過する、主発光ピーク（例えば、図４Ｄの例示的構造体４００Ｄ、図４Ｅの例示的な角度分布図４００Ｅ、図４Ｈの例示的構造体４００Ｈ、及び図４Ｉの例示的な角度分布図４００Ｉにおける、主発光ピーク４１４）であり得る。軸外方向で放出された光（例えば、図４Ｄ、図４Ｆ、図４Ｊに示されるような、サブ画素積層体４０４からの軸外発光４１８など）は、境界面４２０によって、ＴＩＲを介してバンク４０６上へと反射され、主発光ピーク４１４の一部としてコリメートされ得る（例えば、４１６）。
１つ以上の実装形態では、図４Ｆ、図４Ｇ、図４Ｊ、及び図４Ｋを参照すると、（例えば、緑色サブ画素積層体４００Ｈの）緑色発光層以外の、（例えば、赤色サブ画素積層体４００Ｆ又は青色サブ画素積層体４００Ｊ内の）異なる色の発光層は、ＨＴＬ厚さ（例えば、赤色に関するｔＲ、及び青色に関するｔＢ）が、２πの往復位相シフトをもはや意味し得ないという点で、離調されている可能性があり、主発光「二重ピーク」４１４（例えば、図４Ｇの、４１４によって示されている、さほど顕著ではない２つのピーク（軸上輝度が低減され、側方の丸い突出部がより顕著となり、図４Ｇの二重ピーキングは、概してさほど正確なものではない）、及び、図４Ｋの、４１４によって示されている、より顕著な２つのピーク）を形成し得る。異なる色の発光層の、そのような離調は、軸上輝度を低減し得るが、ＴＩＲを介して反射され得る軸外発光（例えば、図４Ｆ、図４Ｇ、図４Ｊ、及び図４Ｋにおける４１８）の量を増大させることができる。そのような軸外発光は、バンクへと伝播して再コリメートすることにより（例えば、図４Ｆ及び図４Ｊの４１６）、軸上発光４１４からの輝度の損失を補償することができ、それゆえ、全体的な角度分布における最小限の変化をもたらす。一実装形態では、緑色発光の中心波長が、２πの往復位相シフトをＨＴＬ厚さが構成するような、最適な発光として設定され、その一方で、赤色発光及び青色発光は、緑色発光とは角度プロファイルが異なっている。１つ以上の好ましい実装形態では、赤色発光の中心波長が、往復位相シフトが２πとなるような最適な発光として設定される。全体的な角度分布における最小限の変化を実現するために、境界面によってＴＩＲを介して反射される軸外発光の量は、充填剤材料を透過する軸上発光の量に比例して増大又は減少する。次いで、バンクが、ＴＩＲを介して反射される軸外発光を再コリメートし、このことにより、充填剤材料を透過する軸上発光の量の損失が補償される。それゆえ、異なる色のサブ画素積層体の全てのＨＴＬが、実質的に同じ厚さを有する１つ以上の実装形態では、異なる色のサブ画素積層体の全てのＨＴＬが、異なるＨＴＬ厚さを有する実装形態と比較して、異なる波長に関する角度分布に対しての許容度が増大している。それゆえ、等しいＨＴＬ厚さを有する、低い色シフトの発光構造体を実現することが可能である。このことは、（画素サイズに依存しない）軸上光に対する（画素サイズに反比例する）ＴＩＲ光の比を調整するために、３つのサブ画素積層体に関して、異なる画素サイズを必要とし得る。１つ以上の実装形態では、ＨＴＬ厚さが等しいが、しかしながら、異なる色のサブ画素積層体間における等しい厚さ又は均一な距離は、この例示的なＨＴＬ厚さのみに限定されるものではなく、ＨＴＬ内の層のうちのいずれか（例えば、ＴＦＢ層又はＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層）にもまた適用可能であり得る。
ＨＴＬ厚さが、通常は、４π以上の多重位相シフトを与えるような１波長である実装形態と比較して、異なる色のサブ画素積層体の全てのＨＴＬが実質的に同じ厚さを有する、本出願の実装形態は、充填剤層内での高損失モード（具体的には、ＴＩＲ角度に近い発光）を著しく励起し得る、より広い角度分布をもたらし得る。しかしながら、等しい厚さを有するＨＴＬを製作することは、複数の製作ステップを排除し得るものであり、このことはまた、製作を簡略化して、その歩留まりを向上させることにより、コストが低減される。
図５は、本開示の例示的実装形態による、例示的な発光構造体の角度分布を示す概略図である。図表５００は、実質的に均一な距離（例えば、実質的に等しいＨＴＬ厚さ）を有するＨＴＬを適用している、例示的な発光構造体内の赤色発光サブ画素積層体、緑色発光サブ画素積層体、及び青色発光サブ画素積層体の、充填剤材料において測定される角度分布をシミュレートしている。本実装形態の例示的な発光構造体は、図４Ｄの例示的な発光構造体４００Ｄ、図４Ｆの４００Ｆ、図４Ｈの４００Ｈ、及び図４Ｊの４００Ｊと同様のものとすることができる。
本実装形態では、例示的な発光構造体は、基板と、その基板上の、赤色発光サブ画素積層体、緑色発光サブ画素積層体、及び青色発光サブ画素積層体と、それらサブ画素積層体上の第１の充填剤材料と、第１の充填剤材料上の第２の充填剤材料と、それら第１の充填剤材料と第２の充填剤材料との間の境界面と、第２の充填剤材料上のガラス基板と、サブ画素積層体を取り囲むバンクとを含み得る。３つのサブ画素積層体のそれぞれは、銀背面反射器と銀反射器上の厚さ１０ｎｍのＩＴＯ層とで作製されている第２電極と、ＩＴＯ層上の厚さ４０ｎｍのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層とＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層上の厚さ２０ｎｍのＴＦＢ層とを含むＨＴＬと、ＨＴＬ上の発光層と、発光層上のＥＴＬと、ＥＴＬ上の透明第１電極とを含み得る。本実装形態では、透明ＩＴＯカソードを使用することができる。本実装形態では、赤色発光層は、赤色発光を放出することができ、（薄いと想定される）赤色発光層の厚さ及び材料、並びにＥＴＬの厚さ及び材料は、２０ｎｍのリン化インジウム（ＩｎＰ）ＱＤ赤色発光層、及び２０ｎｍの酸化マグネシウム亜鉛（ＭｇＺｎＯ）ＥＴＬとすることができる。本実装形態では、図５の図表５００を参照すると、赤色発光サブ画素積層体（図５の高密度点線）における、発光層から底部反射器に至り発光層へと戻る発光に関連付けられる位相シフトは、実質的に２πであり、その一方で、緑色サブ画素積層体（図５の実線）に関する位相差は、赤色発光サブ画素積層体に対して小さいシフトを有し、青色サブ画素積層体（図５の低密度点線）は、赤色発光サブ画素積層体とは著しく異なっているが、しかしながら、図５の図表５００における全内部反射ラインＴＩＲの両側での、青色サブ画素積層体の角度分布は同様である。そのような同様の角度分布の場合、バンクによって再コリメートされた光が、赤色サブ画素積層体に対する、緑色サブ画素積層体及び青色サブ画素積層体の角度分布の差異を、補償することができる（Ｌｃ）。ＴＩＲラインの左側において、発光ＬＩは、充填剤材料を透過する。ＴＩＲラインの右側において、発光ＬＴＩＲは、（充填剤材料上でのＴＩＲ角度を介して）バンクによって反射される。ＴＩＲ角度に近い発光は、充填剤材料内での多くの跳ね返りを経て、光の輝度の高い損失を有し得るため、角度分布の差異が更に低減される。本実装形態では、例示的な発光構造体の、異なる色発光のサブ画素積層体は、実質的に均一な厚さを有し、ＴＦＢ層は、厚さ２０ｎｍとすることができ、位相シフトは、２π（Ｎ＝１）とすることができるが、その一方で、異なる色のサブ画素積層体が不均一な厚さを有する別の実装形態では、ＴＦＢ層は、厚さ１５０～１９０ｎｍとすることができ、位相シフトは、全てのサブ画素積層体に関して４π（Ｎ＝２）とすることができる。
図６Ａは、本開示の例示的実装形態による、様々な距離を有する例示的な発光構造体の抽出効率を示す概略図である。図６Ｂは、図６Ａの様々な距離を有する例示的な発光構造体のピーク輝度を示す概略図である。図６Ａの概略図６００Ａは、種々のバンク角における、様々な距離（例えば、異なる厚さを有する、例えば３２ｎｍ、６５ｎｍ、１２０ｎｍ、１５０ｎｍ、及び１９０ｎｍの、ＨＴＬ）を有する例示的な発光構造体の抽出効率の結果をシミュレートしている。概略図６００Ａは、厚さ２．５μｍの充填剤材料、等しいバンク高さ、１．２の屈折率を有する低屈折率層（例えば、第１の充填剤材料）を想定して、サブ画素積層体全体から空気中への抽出効率をシミュレートしている。これらのシミュレーションはまた、既知の典型的なタイプのＱＤ発光の、赤色に関する有限のスペクトル幅も想定している（赤色発光が、Ｎ＝１の光学モードに、又は、発光層から第１電極に至り発光層へと戻る発光に関連付けられる位相シフトが２πであることに最も近い）。３２ｎｍ、６５ｎｍ、及び１２０ｎｍの様々なＨＴＬ厚さに関する抽出効率若しくは角度分布は、図６Ａに示されるように、殆ど変動を示していない。図６Ｂの概略図６００Ｂは、様々な距離（例えば、異なる厚さを有する、例えば３２ｎｍ、６５ｎｍ、１２０ｎｍ、１５０ｎｍ、及び１９０ｎｍの、ＨＴＬ）を有する図６Ａの例示的な発光構造体のピーク輝度の結果をシミュレートしている。
発光構造体が１９０ｎｍのＨＴＬ厚さを有し得る一実装形態では、抽出効率（図６Ａの６３０Ａ）及びピーク輝度（図６Ｂの６３０Ｂ）は、図６Ａの図表６００Ａ及び図６Ｂの図表６００ＢにおけるＨＴＬ厚さの中で最も高い。
発光構造体が３２ｎｍ、６５ｎｍ、又は１２０ｎｍのＨＴＬ厚さを有し得る１つ以上の実装形態では、図６Ａの図表６００Ａにおける抽出効率（図６Ａの円６４０Ａ）、及び図６Ｂの図表６００Ｂにおけるピーク輝度（図６Ｂの円６４０Ｂ）は、１９０ｎｍのＨＴＬ厚さの抽出効率（６３０Ａ）及びピーク輝度（６３０Ｂ）に対して、より低いものとなり得る。１つ以上の実装形態では、３２ｎｍ、６５ｎｍ、若しくは１２０ｎｍのＨＴＬ厚さに関する効率及びピーク輝度は、１９０ｎｍの厚さを有するＨＴＬと比較して、より低いものとなり得るが、一定のＨＴＬ厚さ（例えば、３２ｎｍ～１２０ｎｍの範囲の厚さ）に関する、所与の範囲の波長（例えば、赤色、緑色、又は青色の発光）に対する許容度は、より高いものとなり得る。それゆえ、或る１つの（例えば、３２ｎｍ～１２０ｎｍの範囲内の）ＨＴＬ厚さ又は均一な距離を、３つの異なる色発光（例えば、赤色、緑色、及び青色）のサブ画素積層体の全てに関して使用することにより、好ましい軸上輝度及び色シフトの低減をもたらしつつも、全ての色のサブ画素積層体に関する等しいＨＴＬ厚さにより、コストを低減することができる。
図７は、ランバート発光に対する、図５の例示的な発光構造体の角度分布を示す概略図である。図７の概略図７００は、図５の例示的な発光構造体の、均一な距離（例えば、実質的に等しいＨＴＬ厚さ）を有する赤色、緑色、及び青色発光サブ画素積層体に関する中心輝度に対して正規化されている角度分布を、ランバート発光（例えば、図７の一点鎖線）と比較して示している。均一な距離を有する赤色、緑色、及び青色発光サブ画素積層体に関する角度分布は、極めて類似した結果を示しており、それゆえ、低い色シフトを可能にしつつも、異なる色を有するサブ画素積層体に関するコストが低減される。
本開示から、様々な技術が、本開示で説明される構想を実施するために、それらの構想の範囲から逸脱することなく使用され得る点が分かる。これらの構想は、特定の実装形態を具体的に参照して説明されてきたが、当業者であれば、それらの構想の範囲から逸脱することなく、形態及び詳細に変更を加えることができる点を認識することができる。
それゆえ、説明される実装形態は、全ての点で、例示的であって制限的ではないものとして考慮されるべきである。本開示は、説明される特定の実装形態に限定されるものではなく、むしろ、本開示の範囲から逸脱することなく、多くの再構成、修正、及び置換が可能である点もまた理解されたい。

Claims (19)

  1. 発光構造体であって、
    基板と、
    前記基板の表面の上の、異なる色を放出する複数のサブ画素積層体であって、前記複数
    のサブ画素積層体のそれぞれが、
    第１輸送層と第２輸送層との間の発光層、
    前記第１輸送層に結合されている第１電極層、及び
    前記第２輸送層に結合されている第２電極層を含む、複数のサブ画素積層体と、
    前記複数のサブ画素積層体のそれぞれを取り囲み、前記複数のサブ画素積層体のそれぞれの上方に内部空間を形成しているバンクと、
    前記内部空間内の、第１の屈折率を有する第１の充填剤材料と、
    前記第１の充填剤材料の上の、前記第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する第２の充填剤材料と、
    前記第１の充填剤材料と前記第２の充填剤材料との間の境界面と、
    を備え、
    前記第１輸送層が正孔を輸送し、かつ、前記第２輸送層が電子を輸送するか、または、前記第１輸送層が電子を輸送し、かつ、前記第２輸送層が正孔を輸送し、
    前記複数のサブ画素積層体が、前記発光層と前記第１電極層との間の均一な距離を有し、
    前記複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つが、前記複数のサブ画素積層体のうちの前記少なくとも１つの上面に対して垂直な軸上方向に沿って、前記充填剤材料内に主発光ピークを放出し、
    前記複数のサブ画素積層体のうちの前記少なくとも１つが、前記複数のサブ画素積層体のうちの前記少なくとも１つの前記発光層から、前記複数のサブ画素積層体のうちの前記少なくとも１つの前記第１電極に至り、前記複数のサブ画素積層体のうちの前記少なくとも１つの前記発光層へと戻る発光に関連付けられる位相シフトが２πであるような、光学モード（Ｎ＝１）に構成されており、
    前記少なくとも１つのサブ画素積層体から前記境界面を通って放出される前記主発光ピークが、全ての画素にわたって、全内部反射によって反射された光を有する、発光構造体。
  2. 前記複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つが、中心波長を有する複数の波長の光を放出するように構成されている、請求項１に記載の発光構造体。
  3. 前記軸上方向から離れる軸外方向の発光が、前記バンクの傾斜面から反射されて、前記第１の充填剤材料を通って前記軸上方向で放出される前に、少なくとも１回、全内部反射を介して前記境界面から反射される、請求項１に記載の発光構造体。
  4. 前記複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つにおいて、前記発光層から前記第１電極層に至り前記発光層へと戻る発光に関連付けられる位相シフトが、２π未満又は２π超のいずれかであることにより、前記主発光ピークにおける輝度の変化がもたらされる、請求項１に記載の発光構造体。
  5. 前記複数のサブ画素積層体のうちの前記少なくとも１つの、前記軸上方向から離れる軸外方向の発光が、前記バンクの傾斜面から反射されて、前記第１の充填剤材料を通って前記軸上方向で放出される前に、少なくとも１回、全内部反射を介して前記境界面から反射される、請求項４に記載の発光構造体。
  6. 前記傾斜面から反射された軸外方向の前記発光が、前記主発光ピークとコリメートされることにより、前記主発光ピークにおける輝度の前記変化が補償される、請求項５に記載の発光構造体。
  7. 前記第２の充填剤材料が、前記第１ の充填剤材料の上面全体を覆っている、請求項１に記載の発光構造体。
  8. 前記第２の充填剤材料が、前記第１の充填剤材料の上面の一部分を覆っている、請求項１に記載の発光構造体。
  9. 前記複数のサブ画素積層体に関連付けられているサブ画素が、色シフトを最適化するために、サイズが異なっている、請求項１に記載の発光構造体。
  10. 前記発光層が、量子ドット発光材料を含み、
    前記第１輸送層が、前記正孔を輸送する正孔輸送層を含み、
    前記第２輸送層が、前記電子を輸送する電子輸送層を含み、
    前記第１電極層が、前記発光層から放出された光を反射するための金属反射器を含むアノード層であり、
    前記第２電極層が、非金属の透明な材料を含むカソード層である、
    請求項１に記載の発光構造体。
  11. 前記主発光ピークが、前記発光構造体の前記サブ画素積層体のうちの少なくとも１つの中央領域において、前記軸上方向に沿って前記境界面を通って放出される、請求項１に記載の発光構造体。
  12. 前記発光層が、量子ドット発光材料を含み、
    前記第１輸送層が、前記電子を輸送する電子輸送層を含み、
    前記第２輸送層が、前記正孔を輸送する正孔輸送層を含み、
    前記第１電極層が、前記発光層から放出された光を反射するための金属反射器を有するカソード層であり、
    前記第２電極層が、非金属の透明な材料を有するアノード層である、
    請求項１に記載の発光構造体。
  13. 請求項１に記載の発光構造体を備える表示デバイス。
  14. サブ画素構造体であって、
    異なる色を放出する複数のサブ画素積層体であって、前記複数のサブ画素積層体のそれぞれが、第１輸送層と第２輸送層との間の発光層、前記第１輸送層に結合されている第１電極層、及び前記第２輸送層に結合されている第２電極層を含む、複数のサブ画素積層体と、
    前記複数のサブ画素積層体のそれぞれを取り囲み、前記複数のサブ画素積層体のそれぞれの上方に内部空間を形成しているバンクと、
    前記内部空間内の、第１の屈折率を有する第１の充填剤材料と、
    前記第１の充填剤材料の上の、前記第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する第２の充填剤材料と、
    前記第１の充填剤材料と前記第２ の充填剤材料との間の境界面と、
    を備え、
    前記第１輸送層が正孔を輸送し、かつ、前記第２輸送層が電子を輸送するか、または、前記第１輸送層が電子を輸送し、かつ、前記第２輸送層が正孔を輸送し、
    前記複数のサブ画素積層体が、前記発光層と前記第１ 電極層との間の均一な距離を有し、
    前記複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つが、中心波長を有する複数の波長の光を放出するように構成されており、
    前記複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも１つが、前記複数のサブ画素積層体のうちの前記少なくとも１つの上面に対して垂直な軸上方向に沿って、前記充填剤材料内に主発光ピークを放出するように、前記発光層と前記第１電極層との間の前記距離が予め規定されており、
    前記少なくとも１つのサブ画素積層体から前記境界面を通って放出される前記主発光ピークが、全ての画素にわたって、全内部反射によって反射された光を有する、サブ画素構造体。
  15. 前記複数のサブ画素積層体のうちの前記少なくとも１つにおいて、前記発光層から前記第１電極に至り前記発光層へと戻る発光に関連付けられる位相シフトが、２πである、請求項１４に記載のサブ画素構造体。
  16. 前記複数のサブ画素積層体のうちの少なくとも別の１つにおいて、前記発光層から前記第１電極に至り前記発光層へと戻る発光に関連付けられる位相シフトが、２π未満又は２π超のいずれかであることにより、主発光ピークにおける輝度の変化がもたらされる、請求項１４に記載のサブ画素構造体。
  17. 前記複数のサブ画素積層体のうちの前記少なくとも別の１つの、前記軸上方向から離れる軸外方向の発光が、前記バンクの傾斜面から反射されて、前記第１の充填剤材料を通って前記軸上方向で放出される前に、少なくとも１回、全内部反射を介して前記境界面から反射される、請求項１６に記載のサブ画素構造体。
  18. 前記傾斜面から反射された前記軸外方向の前記発光が、前記主発光ピークとコリメートされることにより、前記主発光ピークにおける輝度の前記変化が補償される、請求項１７に記載のサブ画素構造体。
  19. 前記複数のサブ画素積層体に関連付けられているサブ画素が、色シフトを最適化するために、サイズが異なっている、請求項１４に記載のサブ画素構造体。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004192977A (ja) 2002-12-12 2004-07-08 Hitachi Ltd 発光素子およびこの発光素子を用いた表示装置
JP2009259559A (ja) 2008-04-16 2009-11-05 Sony Corp 有機エレクトロルミネッセンス発光装置および液晶表示装置
CN103258838A (zh) 2012-02-17 2013-08-21 索尼公司 显示设备及用于制造显示设备的方法
US20130214301A1 (en) 2012-02-17 2013-08-22 Sony Corporation Display apparatus and method for manufacturing display apparatus
WO2014148263A1 (ja) 2013-03-21 2014-09-25 ソニー株式会社 表示装置およびその製造方法ならびに電子機器
WO2018235727A1 (ja) 2017-06-22 2018-12-27 シャープ株式会社 発光層、発光デバイス、発光層の製造装置
US20190067394A1 (en) 2017-08-28 2019-02-28 Apple Inc. Organic Light-Emitting Diode Displays with Reflectors

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3984183B2 (ja) 2003-03-20 2007-10-03 株式会社 日立ディスプレイズ 有機ｅｌ表示装置
US7309956B2 (en) 2005-01-14 2007-12-18 Eastman Kodak Company Top-emitting OLED device with improved-off axis viewing performance
JP4333728B2 (ja) 2006-09-14 2009-09-16 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置の製造方法および電子機器
US7855508B2 (en) 2007-09-17 2010-12-21 Global Oled Technology Llc LED device having improved light output
WO2012017503A1 (ja) 2010-08-06 2012-02-09 パナソニック株式会社 有機ｅｌ素子
JP6014883B2 (ja) 2012-06-01 2016-10-26 株式会社Ｊｏｌｅｄ 有機発光素子、有機ｅｌ表示パネル、有機ｅｌ表示装置、および塗布型デバイスと、これらの製造方法
US8894243B2 (en) 2013-03-07 2014-11-25 Samsung Corning Precision Materials Co., Ltd. Organic light emitting display having improved color shift and visibility
GB201314655D0 (en) 2013-08-16 2013-10-02 Cambridge Display Tech Ltd Hydrophobic bank
KR20150034510A (ko) 2013-09-26 2015-04-03 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR102139577B1 (ko) 2013-10-24 2020-07-31 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
WO2016031679A1 (ja) 2014-08-26 2016-03-03 シャープ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、照明装置、および表示装置
JP6929304B2 (ja) 2016-05-27 2021-09-01 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 色均一性が改善されたｏｌｅｄディスプレイ
CN106876566B (zh) 2017-03-06 2020-10-16 Tcl科技集团股份有限公司 Qled器件及其制备方法
US11152538B1 (en) * 2020-04-03 2021-10-19 Sharp Kabushiki Kaisha High on-axis brightness and low color shift QD-LED pixel
US11264597B2 (en) * 2020-06-22 2022-03-01 Sharp Kabushiki Kaisha Multiple QD-LED sub-pixels for high on-axis brightness and low colour shift

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004192977A (ja) 2002-12-12 2004-07-08 Hitachi Ltd 発光素子およびこの発光素子を用いた表示装置
JP2009259559A (ja) 2008-04-16 2009-11-05 Sony Corp 有機エレクトロルミネッセンス発光装置および液晶表示装置
CN103258838A (zh) 2012-02-17 2013-08-21 索尼公司 显示设备及用于制造显示设备的方法
US20130214301A1 (en) 2012-02-17 2013-08-22 Sony Corporation Display apparatus and method for manufacturing display apparatus
JP2013191533A (ja) 2012-02-17 2013-09-26 Sony Corp 表示装置及び表示装置の製造方法
WO2014148263A1 (ja) 2013-03-21 2014-09-25 ソニー株式会社 表示装置およびその製造方法ならびに電子機器
WO2018235727A1 (ja) 2017-06-22 2018-12-27 シャープ株式会社 発光層、発光デバイス、発光層の製造装置
US20190067394A1 (en) 2017-08-28 2019-02-28 Apple Inc. Organic Light-Emitting Diode Displays with Reflectors

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