KR101114890B1 - 발광 장치 및 전자 장치들 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 디스플레이 화면들을 구비하고 또한 경량 및 박형을 달성하는 새로운 구조의 발광 장치를 제공한다. 또한, 본 발명은 순 블랙 디스플레이를 수행할 수 있고 고 콘트라스트를 달성할 수 있는 이중 방사형 디스플레이 장치를 제공한다. 본 발명에 따라서, 적어도, 발광소자의 두 전극들(발광소자의 애노드 및 캐소드)은 동일 레벨로 고도로 광을 투과시키며, 편광판 또는 원형 편광판이 제공됨으로써, 아무 광도 방사하지 않는 상태인 순 블랙 디스플레이를 행하여 콘트라스트를 향상시킨다. 또한, 새로운 구조, 즉 풀-컬러 이중 방사형 디스플레이 장치의 문제인 양측의 디스플레이들에서의 컬러 톤들의 불균일이 본 발명에 따라 해결될 수 있다.
발광 장치, 콘트라스트, 편광판, 방사형 디스플레이 장치, 광 투과
Description
도 1은 색 좌표들의 비교를 도시한 그래프.
도 2는 패널의 단면구조도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일면에 따른 원형 편광판의 배열을 각각 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 면에 따른 원형 편광판의 배열을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 면에 관계된 구현을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 면에 관계된 구현결과를 도시한 도면
도 7은 본 발명의 일 면에 관계된 구현을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 면에 관계된 구현결과를 도시한 그래프.
도 9a 내지 도 9d 각각은 본 발명에 일 면에 따른 이중 방사형 디스플레이 장치를 도시한 도면.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 면에 따른 이중 방사형 디스플레이 장치를 도시한 도면.
도 11a 내지 도 11c 각각은 본 발명의 일 면에 따른 이중 방사형 디스플레이 장치의 회로를 도시한 도면.
도 12a 및 도 12b는 구현 1의 편광판의 배열을 도시한 도면.
도 13은 셀룰라 전화 외양의 사진도.
도 14a 내지 도 14e 각각은 본 발명의 일 면에 따른 이중 방사형 디스플레이 장치를 포함하는 전자 장치를 도시한 도면.
도 15a 내지 도 15c 각각은 본 발명의 일 면에 따른 이중 방사형 디스플레이 장치를 포함하는 전자 장치를 도시한 도면.
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 일 면에 따른 이중 방사형 디스플레이 장치를 포함하는 전자 장치를 도시한 도면.
도 17a 및 도 17b 각각은 각도 편의의 정의를 도시한 도면.
본 발명은 한 쌍의 전극들 사이에 유기 화합물을 함유하는 막(이하, 유기 화합물층이라고도 칭함)이 제공된 소자에 전계를 인가함으로써 형광 또는 인광을 생성할 수 있는 발광 소자를 사용하는 발광 장치, 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 발광 소자들이 능동 매트릭스 형태로 배열되고 발광 소자에서 생성되는 광이 서로 대향하여 있는 양측들로 방사되는 발광 장치에 관한 것이다.
최근에, 자발광형(self-luminous type) 발광 소자로서 EL(전장발광) 소자를 구비한 발광 장치에 관한 연구가 활발하게 진보되었다. 발광 장치는 유기 EL 디스플레이 또는 유기 발광 다이오드라고 한다. 이들 발광 장치들은 영화 디스플레이에 적합한 고속 응답, 저 전압, 및 저 전력 소비 구동과 같은 특징들을 갖고 있기 때문에, 이들은 새로운 세대의 셀룰라 전화들 및 PDA(Personal Digital Assistants)를 포함하는 차세대 디스플레이로서 관심을 끌고 있다.
EL 소자는 유기 화합물층(EL층이라고도 함), 애노드 및 캐소드를 구비한다. 유기 화합물에 의한 발광(luminescence)은 싱글렛 여기상태에서 기저상태(ground state)로 되돌아갈 때 발생되는 발광(형광)과 트리플렛 상태에서 기저상태로 되돌아갈 때 발생되는 발광(인광)을 포함하는 것으로 알려져 있다.
유기 EL 소자를 구비한 유기 EL 패널의 한 특징은 백 라이트를 요하는 액정 디스플레이 장치와는 달리 유기 EL 패널은 자발광형이기 때문에 시야각 문제를 갖고 있지 않다는 것이다. 즉, 유기 EL 패널은 액정 디스플레이보다는 옥외에서 사용하기에 더 적합하고 이에 대한 다양한 사용들이 제안되어 있다.
유기 EL 소자를 구비한 종래의 유기 EL 패널에 편광판 또는 원형 편광판이 사용된다(예를 들면, 참조문헌 1: 일본특허 2761453). 이것은 디스플레이부에 형성된 전극에서 외광이 반사되어 이미지의 가시도(visibility)가 감소되기 때문이다. 특히, 아무 이미지도 디스플레이되지 않는 상태에서, 전극은 경면으로서 작용하여, 배경이 전극에서 반사될 수 있을 것이다. 또한, 이미지가 디스플레이되는 상태에서도, 콘트라스트 감소 또는 블랙 디스플레이에 곤란함 등의 문제점들이 야기된다.
반파 판으로서 작용하는 것으로 단색을 위한 반파장의 위상차를 발생시키는 적층막들과, 1/4파 판으로서 작용하는 것인 1/4 파장의 위상차를 발생시키는 적층막들과 같은, 적층된 파판들(wave plate)과, 이러한 적층된 파판을 포함하는 원형 편광판이 일반적으로 사용된다(참조문헌 2:일본특허 3174367).
디스플레이부에 EL 소자를 갖는 전자 장치의 예로서, 셀룰라 전화가 주어질 수 있다. 최근의 셀룰라 전화는 겹쳐 있는 EL 소자를 구비한 패널과 액정 장치를 구비한 패널을 제공하거나 증가하는 정보 및 기능들에 응하여 겹쳐 있는 액정 장치를 구비한 패널들을 제공함으로써 주 화면 및 서브 화면에 디스플레이들을 행할 수 있다.
그러나, 전술한 바와 같이 복수의 겹쳐 있는 패널들을 제공함으로써 주 화면 및 서브 화면이 디스플레이되는 경우에, 전자 장치는 무겁고 두껍게 된다. 또한, 두 패널들, 즉, 주 화면 및 서브 화면을 위한 구동기 회로들 또는 FPC들이 필요하게 되고, 부품 수가 증대되므로 전자 장치의 구조는 더욱 복잡해진다.
본 발명의 목적은 복수의 디스플레이 화면들을 구비하며 또한 경량 및 박형을 달성하는 새로운 구조를 갖는 발광 장치를 제공하는 것이다. 이때, 이러한 새로운 구조를 갖는 발광 장치의 문제점들의 해결될 수 있다.
전술한 문제점들에 비추어, 양면 디스플레이, 즉 한 패널이 발광 장치를 구비하고 앞측에 디스플레이 및 뒤측에 디스플레이를 행할 수 있는 발광 장치(이하, 이중 방사형 디스플레이 장치라 함)가 제공된다. 이중 방사형 디스플레이 장치에서, 하나의 발광소자로부터의 광은 반도체 소자가 제공된 측(뒤측) 및 이에 대향한 측(앞측)에서 인식될 수 있다. 따라서, 복수의 디스플레이 화면들을 구비한 전자 장치의 두께가 얇아질 수 있고 이중 방사형 디스플레이 장치를 탑재함으로써 무게 및 부품 수 감소가 달성될 수 있다.
이중 방사형 디스플레이 장치에서, 이중 디스플레이의 두 개의 디스플레이 화면들은 동일 디스플레이 크기를 가지며 동일 이미지 질 레벨을 가진 고해상 디스플레이가 가능하다. 한 패널의 전력소비는 이미지가 두 개의 디스플레이 화면들에서 디스플레이될지라도 필요하다. 또한, 이중 방사형 디스플레이 장치에서, 공통의 비디오 신호가 사용되며, 디스플레이되는 이미지들이 각각 반전된 거울 이미지일지라도, 두 디스플레이 화면들에 동일 이미지가 디스플레이된다.
이중 방사형 디스플레이 장치는 양면 디스플레이들이 두 개의 패널들(액정 소자를 구비한 패널 또는 EL 소자를 구비한 패널)을 갖추고 행해지는 종래의 셀룰라 전화와는 기술적으로 다르다. 단순히 각각이 EL 소자를 구비한 두 개의 패널들을 포함하는 경우에, 두 패널들의 제조 비용 및 장착 비용이 높고, 두 패널들용의 비디오 신호들이 준비되어야 하며, 또한 두 패널들의 전력소비가 필요하다. 종래의 셀룰라 전화에서, 주 화면 및 서브 화면은 개별적으로 제공되며, 서브 화면은 주 화면보다 크기가 작아 간단한 문자들 또는 간단한 이미지들만을 디스플레이한다.
이중 방사형 디스플레이 장치에서, 캐소드 및 애노드를 통해 투과되는 광은 여러 층들 또는 기판들을 통과한다. 예를 들면, TFT와 같은 스위칭 장치가 캐소드측 또는 애노드측에 배치되게 TFT 등의 층간 절연막(질화실리콘막 또는 유기 수지막)이 캐소드 측 또는 애노드 측에 형성되어 있기 때문에, 능동 매트릭스형 발광 장치에서, 광이 발광점으로부터 통과해 가는 적층된 층들의 수는 서로 다르다. 시일링 기판이 부착되었을 때, 광학 거리가 다르다. 즉, 발광점에서 소자 기판까지의 거리는 휘도점에서 시일링 기판의 표면까지의 거리와는 다르다.
이중 방사의 경우, 어떤 경우엔, 전술한 광학 거리의 차 또는 캐소드 물질과 애노드 물질의 투과율들의 차에 의한 간섭효과에 기인하여, 상면 및 밑면으로부터 광 방사의 광학적 특성(이를테면 컬러 톤)에 차이가 발생된다. 애노드 및 캐소드 각각이, 상이한 투과율들을 갖는 물질들로부터 형성되고, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3개의 발광소자들(EL 소자들)을 사용함으로써 풀-컬러 발광 디스플레이 장치가 제조되는 경우에, 상면 및 밑면으로부터 색 좌표들이 크게 다르다는 문제가 있다. 상면 및 밑면의 색 좌표들이 서로 다를 때, 상면과 밑면에서 동일한 계조 디스플레이를 행하는 것은 불가능하다.
본 발명은 이중 방사형 디스플레이 장치에서 3개의 발광소자들(R, G, B)을 형성하기 위한 물질들을 선택하고 이들의 두께를 조정함으로써 상면과 밑면으로부터의 광 방사의 컬러 톤들이 동일해질 수 있다는 것을 발견함으로써 행해졌다. 이중 방사형 디스플레이에 대해서, 발광소자의 두 전극들(발광소자의 애노드 및 캐소드)은 동일 레벨로 고도로 광을 투과시킬 것이 요구된다. 결국, 전극에서 외광 반사의 문제가 감소될 수 있으나, 블랙 컬러를 디스플레이(블랙 디스플레이)하기가 어렵다는 또 다른 문제가 야기된다. 문제는 두 전극들(발광소자의 애노드 및 캐소드)은 광을 투과하는 것으로 블랙 디스플레이의 경우에, 아무 이미지도 디스플레이되지 않는 오프 상태에서, 다른 쪽이 이들을 통해 보여질 수 있기 때문에 유발된 다. 광원이 뒤측에 있는 경우, 투과된 광에 기인해서 블랙 컬러 디스플레이에 곤란함에 따라 콘트라스트가 감소된다.
이와 같이 기술된 바와 같이, 이중 방사형 디스플레이 장치에 새로운 다른 문제들이 유발되었다. 그러므로, 본 발명의 목적은 상면측 및 밑면측의 컬러 톤들이 거의 동일한 풀-컬러 이중 방사형 디스플레이 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 또 다른 목적은 순 블랙 디스플레이를 수행할 수 있고 고 콘트라스트를 달성할 수 있는 이중 방사형 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징은 이중 방사형 디스플레이 장치에서 광이 방사되는 면에 편광판 또는 원형 편광판이 제공된다는 것이다. 또한, 컬러 톤들은 본 발명의 일 면에 따라서, 이중 방사형 디스플레이 장치에서, 이중 방사형 디스플레이 장치를 구성하기 위한 물질들을 선택하고 이들의 두께를 조정함으로써 상면과 밑면으로부터의 광 방사에서 거의 동일해질 수 있다. 광학 길이는 각 파장에 따라 다르며, 따라서, 풀-컬러 디스플레이의 경우, R, G, B용의 유기 화합물 함유층들의 물질들이 선택되고 이들의 두께가 조정되는 것에 유의한다. 본 발명에 따라서, 풀-컬러 이중 방사형 디스플레이 장치의 새로운 구조에서 대향하는 양측의 디스플레이들의 컬러 톤들에 불균일 문제가 해결될 수 있다.
이 명세서에 개시된 본 발명의 구조는 각각이 캐소드, 유기 화합물 함유층 및 애노드를 포함하는 복수의 발광소자들을 구비한 발광 장치이며, 적색광을 방사하는 발광소자, 녹색광을 방사하는 발광소자, 청색광을 방사하며 입력신호에 의해 광을 방사하는 발광소자를 포함하는 발광 그룹; 발광 그룹 앞측에 배열된 제 1 편 광판; 발광 그룹 뒤측에 배열된 제 2 편광판을 포함하고, 발광소자들의 상기 애노드들 및 상기 캐소드들 각각은 광 투과 전도성 막인 발광 장치이다.
편광판의 투과축 및 투과축에 대해 90°의 각도에 있는 흡수축(이하, 투과축 및 흡수축을 광축이라 함)은 두 투과축들(또는 흡수축들)에서 서로에 대해 90°에 있다. 또한, 편광판들의 투과축들 또는 흡수축들은 각도 편의들(이하, 투과축들 및 흡수측들의 각도 편의들을 광축들의 각도 편의들이라 함)을 가질 수 있다. 허용될 수 있는 각도 편의는 ±45°이하(-45° 내지 +45°의 범위), 바람직하게는, ±30°이하(-30° 내지 +30°의 범위), 더 바람직하게는 ±10°(-10° 내지 +10°의 범위)이하, 더욱 바람직하게는 ±5°(-5° 내지 +5°의 범위) 이하일 수 있다. 광을 방사하지 않는 상태인 블랙 디스플레이가 완전하게 수행될 수 있어 콘트라스트가 이러한 편광판들을 사용함으로써 향상될 수 있다.
또한, 파판(1/4파 판)은 편광판과 결합될 수도 있다. 본 발명의 또 다른 구조는 각각이 캐소드, 유기 화합물 함유층 및 애노드를 포함하는 복수의 발광소자들을 구비한 발광 장치이며, 적색광을 방사하는 발광소자, 녹색광을 방사하는 발광소자, 청색광을 방사하며 입력신호에 의해 광을 방사하는 발광소자를 포함하는 발광 그룹; 발광 그룹 앞측에 배열된 제 1 편광판; 발광그룹과 제 1 편광판 사이에 배열된 제 1 1/4파 판; 발광 그룹 뒤측에 배열된 제 2 편광판; 및 발광그룹과 제 2 편광판 사이에 배열된 제 2 1/4파 판을 포함하고, 발광소자들의 상기 애노드들 및 상기 캐소드들 각각은 광 투과 전도성 막인 발광 장치이다.
본 발명에 따라서, 앞측의 관찰자 및 뒤측의 관찰자는 디스플레이를 볼 수 있다. 그러나, 이 명세서에서, 편광판의 어느 일측에서 이의 투과축은 0°이고, 파판의 패스트 축 또는 슬로우 축의 각도들 및 다른 편광판의 투과축은 이에 응하여 결정된다. 그러므로, 제 1 편광판의 투과축이 한 관찰자측에서 0°일 때, 제 1 파판, 패널, 제 2 파판 및 제 2 편광판은 순차로 배열되게 결정된다.
가시광의 범위에서 보다 광 대역의 위상특성을 위해 파판(반파 판)이 결합될 수도 있다. 본 발명의 또 다른 구조는 각각이 캐소드, 유기 화합물 함유층 및 애노드를 포함하는 복수의 발광소자들을 구비한 발광 장치며, 적색광을 방사하는 발광소자, 녹색광을 방사하는 발광소자, 청색광을 방사하며 입력신호에 의해 광을 방사하는 발광소자를 포함하는 발광 그룹; 발광 그룹 앞측에 배열된 제 1 편광판; 발광그룹과 제 1 편광판 사이에 배열된 제 1 1/4파 판; 제 1 편광판과 제 1 1/4파 판 사이에 배열된 제 1 반파 판; 발광 그룹 뒤측에 배열된 제 2 편광판; 및 발광그룹과 제 2 편광판 사이에 배열된 제 2 1/4파 판; 제 2 편광판과 제 2 1/4파판 사이에 배열된 제 2 반파 판을 포함하고, 발광소자들의 상기 애노드들 및 상기 캐소드들 각각은 광 투과 전도성 막인 발광 장치이다.
전술한 구조에서, 광 투과 도전성 막은 ITO(인듐 주석 산화물 합금), 인듐 아연 산화물 합금(In2O3-ZnO), 산화아연(ZnO), 또는 SiOx를 포함하는 인듐 주석 산화물(ITSO)이다. 전술한 구조에서, 애노드 및 캐소드의 물질이 다른 경우, 이들의 두께는 동일 컬러 톤들을 얻기 위해서 적합하게 조정될 수 있다. 한편, 애노드 및 캐소드의 물질이 동일한 경우, 이들의 각각의 두께는 동일한 것이 바람직하다.
또한, 편광판 또는 원형 편광판에는 반사 방지막이 제공될 수도 있다. 예를 들면, 반사광을 표면의 요철(depression/projection)에 확산시켜 반사를 감소시킴으로써 글래어 방지(anti-glare) 처리가 수행될 수 있다. 또 다르게는, 편광판 또는 원형 편광판에 열처리에 의해 반사 방지가 수행될 수 있다. 그후에, 바람직하게는 외부 쇼크로부터의 보호를 위해 하드 코트 처리가 수행될 수도 있다.
전술한 구조들에 따라서, 발광 장치는 PDA, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 또는 개인용 컴퓨터가 전형인 전자 장치이다. 또한, 전술한 구조들에 따라서, 발광 장치는 비디오 오디오 양방향 장치 또는 다목적 원격 제어 장치가 전형인 전자 장치이다.
전술한 구조들에서, 발광 장치는 벽 부분 또는 문 부분에 제공됨으로써, 내측 또는 외측으로부터 보여질 수 있다. 발광 장치는 벽 부분 또는 문 부분에 제공됨으로써 투명성(see-through) 이미지 디스플레이를 행하는 윈도우일 수 있다. 본 발명에 따라서, 경박의 이중 방사형 디스플레이 장치가 실현될 수 있고, 이에 따라 창유리 부분에 이러한 발광 디스플레이 장치를 제공하는 것이 가능하다.
특히, 원형 편광판은 λ/4 또는 λ/4 + λ/2의 위상차 특성을 갖는 파판(막)과, 편광판(막) 또는 선형 편광막의 조합을 포함하는 원형 편광판(타원 편광판을 포함함)인 것에 유의한다. 광대역 1/4파 판은 가시광 범위에서 어떤 위상차(90도)를 제공한다.
구체적으로, 원형 편광판은 편광판의 투과축과 파판(위상차판; retardation film)의 슬로우 축 사이의 각도는 45°인 원형 편광판이다. 이 명세서에서 원형 편광판은 원형 편광막을 포함하는 것에 유의한다.
원형 편광판이 통상의 탑 방사형 패널 또는 바텀 방사형 패널로 배열될 때, 외부에서 들어오는 광은 편광판을 통과할 때 선형으로 편광된 광이 되고, 이 선형으로 편광된 광은 파판에 의해 원형으로 편광된 광으로 되며, 이 원형으로 편광된 광은 금속전극(캐소드 또는 애노드)에서 반사하며, 파판에 의해 선형으로 편광된 광으로 된다. 선형 편광광과 편광판의 투과축 사이의 각도는 90°이고, 이에 따라, 반사광은 편광판에 흡수된다.
다음에, 이 명세서에서 각도 편의를 도 17a 및 도 17b를 참조로 기술한다. 도 17a에 도시된 바와 같이, 편광판들의 투과축들에 대해서, 편광판 A의 투과축 A와 편광판 B의 투과축 B이 90°각도에 있는 상태를 직교니콜이라 한다. 또한, 편광판 A의 흡수축과 편광판 B의 흡수축이 90°각도에 있는 상태 또한 직교니콜이라 한다.
또한, 투과축 A와 투과축 B이 평행한 상태를 평행니콜이라 한다. 또한, 편광판 A의 흡수축과 편광판 B의 흡수축이 서로 평행한 상태 또한 평행니콜이라 한다.
도 17b에 도시된 바와 같이, 각도 편의는 예를 들면, 직교니콜의 90°각도로부터의 편의, 및 투과축 A와 투과축 B가 서로 평행인(0°)인 평행니콜로부터의 편의를 말한다. 흡수축들을 사용할 때에도 마찬가지이다. 또한, 각도 편의는 편의의 방향(회전 방향)에 따라 플러스 또는 마이너스의 값을 취할 수 있다.
이 명세서에서 발광 장치는 이미지 디스플레이부, 발광 장치, 또는 광원(조 명 시스템을 포함함)을 포함할 수 있다. 또한, 콘넥터, 예를 들면 FPC(유연한 인쇄회로), TAP(Tape Automated Bonding) 테이프, 또는 TCP(Tape Carrier Package)가 발광 장치에 부착되는 모듈, 인쇄배선기판이 TAB 테이프의 단부(end)에 제공되는 모듈, 및 IC(집적회로)가 발광 장치에 COG(Chip On Glass) 방법에 의해 직접 실장되는 모듈은 모두 발광 장치에 포함된다.
본 발명에 따른 발광 장치에서, 화면 디스플레이를 위한 구동방법은 특별히 제한은 없다. 예를 들면, 점(dot)-순차 구동방법, 선(line)-순차 구동방법, 또는 평면(plane)-순차 구동방법이 사용될 수 있다. 통상, 선-순차 구동방법이 사용되며, 시분할 계조 구동방법 또는 영역 계조 구동방법이 적합하게 사용될 수도 있다. 또한, 발광 장치의 소스 라인에 입력될 비디오 라인은 아날로그 신호 또는 디지털 신호일 수 있다. 구동회로 등은 비디오 신호에 따라 적합하게 설계될 수 있다.
비디오 신호가 디지털인 발광 장치 내 화소에 입력되는 비디오 신호로서 일정 전압(CV) 비디오 신호 및 일정 전류(CC) 비디오 신호가 있다. 일정 전압(CV) 비디오 신호는 발광소자에 인가되는 전압이 일정한(CVCV) 신호, 및 발광소자에 인가되는 전류가 일정한(CVCC) 신호를 포함한다. 또한, 일정 전류(CC) 비디오 신호는 발광소자에 인가되는 전압이 일정한(CCCV) 신호 및 발광소자에 인가되는 전류가 일정한(CCCC) 신호를 포함한다.
본 발명에 따른 발광 장치에서, 정전기 방전으로부터의 손상을 방지하기 위해 보호회로(이를테면 보호 다이오드)가 제공될 수 있다.
본 발명은 임의의 TFT 구조에 적용가능하다. 예를 들면, 본 발명은 탑 게이 트 TFT, 바텀 게이트(역 스태거드) TFT, 또는 스태거드 TFT에 적용될 수 있다. 단일 게이트 구조의 TFT로 한정함이 없이, 복수 채널 형성영역들을 구비한 복수-게이트 TFT, 예를 들면 이중 게이트 TFT가 채용될 수도 있다.
발광소자에 전기적으로 접속된 TFT는 p채널 TFT 또는 n채널 TFT일 수 있다. p채널 TFT에 접속된 경우, 애노드에 접속되고, 애노드 상에 정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층이 순차로 접속되고, 캐소드가 그 위에 형성될 수 있다. 한편, n채널 TFT에 접속된 경우, 캐소드에 접속되고, 캐소드 상에 전자 주입층/발광층/정공 수송층/정공 주입층이 순차로 접속되고, 애노드가 그 위에 형성될 수 있다.
비정질 반도체막, 결정구조를 포함하는 반도체막, 비정질 구조를 포함하는 화합물 반도체막 등이 TFT의 활성층으로서 적합하게 사용될 수 있다. 또한, TFT의 활성층은 비정질 구조와 결정구조(단결정 및 다결정을 포함함)와의 중간 구조 및 자유 에너지 면에서 안정하고 단-범위 오더(short-range order)와 격자 왜곡(lattice distortion)을 갖는 결정질 영역을 포함하는 제 3 상태를 갖는 반도체인 반-비정질 반도체막(마이크로결정 반도체막이라고도 함)으로 만들어질 수 있다.
반-비정질 반도체막은 적어도 어떤 영역에서 0.5nm 내지 20nm의 결정 그레인을 포함하며, 라만 스펙트럼은 520cm-2의 파수의 보다 낮은 쪽으로 옮겨진다. 또한, X선 회절에 의해 반-비정질 반도체막에서 (111) 및 (220)의 회절 피크가 관찰된다. 반-비정질 반도체막은 댕글링 본드의 중화제로서 적어도 1atom%의 수소 또 는 할로겐을 함유한다. 반-비정질 반도체막은 실리사이드 가스의 글로우 방전 분해(플라즈마 CVD)를 수행함으로써 제조된다. 실리사이드 가스로서, SiH4만이 아니라, Si2H6, SiH2Cl2, SiHCl3, SiCl4, SiF4, 등이 사용될 수 있다. 실리사이드 가스는 H2, 또는 H2와 하나 이상의 희가스 원소들로서 He, Ar, Kr, 및 Ne에 의해 희석될 수도 있다. 희석비는 2 내지 1000배의 범위 내이다. 압력은 대략 0.1Pa 내지 133Pa의 범위 내이고, 파워 주파수는 1 MHz 내지 120MHz, 바람직하게는 13MHz 내지 60MHz, 기판 가열 온도는 300℃ 이하, 바람직하게는 100℃ 내지 250℃이다. 막 내의 불순물 원소로서 산소, 질소, 또는 탄소와 같은 분위기 구성 불순물은 1x 2020 cm-1 이하가 바람직하고, 산소농도는 5x1019/cm3 이하, 바람직하게는 1x10
19/cm3 이하이다. 활성층으로서 반-비정질 반도체막을 사용한 TFT의 전계효과 이동도 μ는 5cm2/Vsec 내지 50cm2/Vsec인 것에 유의한다.
본 발명에 따라서, 하나의 발광소자로부터 광 방사는 반도체 소자가 형성되는 측 및 이에 대향한 측에서 보여질 수 있다. 따라서, 이중 방사형 디스플레이 장치를 포함한 훨씬 얇고 가벼운 전자 장치가 실현될 수 있다.
본 발명은 이중 방사형 디스플레이 장치에서 블랙 표시가 어려운 문제를 해결할 수 있어, 편광판 또는 원형 편광판을 사용함으로써 보다 유리하게 블랙 디스플레이를 행함으로써 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
또한, 두 디스플레이 화면들의 컬러 톤들이 동일한 풀-컬러 디스플레이가 이 중 방사형 디스플레이 장치에서 얻어질 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 목적들, 특징들 및 잇점들은 첨부한 도면들과 함께 다음의 상세한 설명을 읽었을 때 보다 명백하게 될 것이다.
본 발명의 실시형태들을 이하 기술한다.
실시형태 1
도 2를 참조하여 이중 방사(emission)형 디스플레이 장치 제조방법을 기술한다.
먼저 기판(400) 상에 기저(base) 절연막이 형성된다. 기판측을 한 디스플레이 표면으로서 사용함으로써 광을 인출하는 경우, 광 투과 유리 기판 또는 석영 기판을 기판(400)으로서 사용할 수 있다. 또한, 처리온도를 견디기에 충분한 내열성의 광 투과 플라스틱 기판이 사용될 수도 있다. 여기서는 기판(400)으로서 유리 기판을 사용한다. 유리 기판의 굴절률은 대략 1.55인 것에 유의한다.
산화 실리콘막, 질화실리콘만, 또는 실리콘 옥시나이트라이드막과 같은 절연막으로 만들어지는 기저막이 기저 절연막으로서 형성된다. 기저 절연막 또한 광 투과성인 것에 유의한다. 기저막이 여기서는 2층 구조이지만, 단일층의 구조 또는 상기 절연막들을 2층 또는 그 이상의 층으로 적층한 구조를 구비할 수도 있다. 기저 절연막은 반드시 형성되지는 않는 것에 주목한다.
다음에, 기저 절연막 상에 반도체층을 형성한다. 반도체층은 공지의 방법(스퍼터링, LPCVD, 플라즈마 CVD 등)에 의해 비정질 구조를 갖는 반도체막을 형성하 고, 그후에 공지의 결정화 처리(레이저 결정화, 열적 결정화, 니켈과 같은 촉매를 사용한 열적 결정화 등)에 의해 얻어진 결정질 반도체막을 원하는 형상을 갖도록 제 1 포토마스크를 사용하여 패터닝함으로써 형성된다. 반도체층은 25nm 내지 80nm(바람직하게는, 30nm 내지 70nm)의 두께를 갖도록 형성된다. 결정질 반도체막의 물질에 관한 특별한 제한은 없으나, 결정질 반도체막은 실리콘, 실리콘-게르마늄(SiGe) 합금, 등으로 만들어지는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 비정질 구조를 갖는 반도체막의 결정화 처리에 연속파 레이저가 사용될 수도 있다. 비정질 반도체막을 결정화하는 경우에, 큰 그레인 크기를 가진 결정을 얻기 위해서 연속적으로 발진할 수 있는 고체 레이저를 사용하여 기본파의 제 2 고조파 내지 제 4 고조파를 인가하는 것이 바람직하다. 통상, Nd:YVO4 레이저(1064nm의 기본파)의 제 2 고조파(532nm) 또는 제 3 고조파(355nm)가 인가될 수 있다. 연속파 레이저를 사용하는 경우에, 10W의 출력을 갖는 연속파 YVO4 레이저로부터 방사되는 레이저광은 비선형 광학 요소에 의해 고조파로 변환된다. YVO4 결정 및 비선형 광학 요소를 공진기에 놓아두어 고조파를 방사하는 방법도 있다. 그러면, 고조파는 광학 시스템에 의해 조사되는 표면 상에 사각형상 또는 타원형상의 레이저 광으로 형상을 갖추게 되게 처리할 대상물이 이 고조파로 조사된다. 이때, 대략 0.01MW/cm2 내지 100MW/cm2(바람직하게는, 0.1MW/cm2 내지 10MW/cm
2)의 에너지 밀도가 요구된다. 반도체막은 레이저광에 대해서 대략 10cm/s 내지 2000cm/s의 속도로 상대적으로 이동됨으로써 조사될 수도 있다.
이어서, 레지스트 마스크가 제거된 후에, 반도체층을 덮는 게이트 절연막이 형성된다. 게이트 절연막은 1nm 내지 200nm의 두께를 갖도록 플라즈마 CVD 방법, 스퍼터링 방법 또는 열산화 방법에 의해 형성된다. 산화실리콘막, 질화실리콘막, 또는 실리콘 옥시나이트라이드막과 같은 절연막은 게이트 절연막으로서 형성된다. 게이트 절연막 또한 광 투과성인 것에 유의한다. 이러한 얇은 게이트 절연막을 형성하기 위해 플라즈마 CVD가 사용될 때, 형성 속도를 늦춤으로써 양호한 제어성을 갖고 박막 두께를 얻는 것이 필요하다. 예를 들면, 산화 실리콘막의 막 형성 속도는 RF 파워를 100W, 10kHz, 압력을 0.3Torr, N2O 가스 흐름을 400sccm, SiH4 가스 흐름을 1sccm으로 설정하였을 때 6nm/min으로 설정될 수 있다.
다음에, 도전막이 100nm 내지 600nm의 두께를 갖도록 게이트 절연막 상에 형성된다. 여기서, TaN막 및 W막을 적층한 구조의 도전막이 스퍼터링 방법에 의해 형성된다. TaN막 및 W막의 적층이 여기서 도전막으로서 주어져 있으나, 도전막은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 도전막에 관해서, Ta, W, Ti, Mo, Al, 및 Cu 중 한 원소의 단일층, 합금물질 또는 원소를 주 성분으로서 함유하는 화합물 물질, 또는 이들의 적층이 사용될 수 있다. 인(phosphorous)과 같은 불순물 원소가 도핑된 다결정질의 실리콘막이 전형인 반도체막이 사용될 수도 있다.
이어서, 제 2 포토마스크를 사용함으로써 레지스트 마스크가 형성되고, 건식 에칭 방법 또는 습식 에칭 방법에 의해 에칭이 수행된다. 이 에칭 단계에서, 도전막이 에칭되어 TFT들(402R, 402G, 402B)의 게이트 전극들이 형성된다.
다음에, 레지스트 마스크를 제거한 후에 제 3 포토마스크를 사용함으로써 레지스트 마스크가 새로이 형성된다. 반도체에 저농도로 n형을 부여하는 불순물 원소(통상, 인 또는 As)를 도핑하는 제 1 도핑 단계가 여기 도시되지 않은 n 채널 TFT를 형성하기 위해 수행된다. 레지스트 마스크는 p채널 TFT가 될 영역과 도전층 근처를 덮는다. 제 1 도핑 단계에 의해 절연막을 관통하는 관통-도핑을 수행함으로써 저농도 불순물 영역이 형성된다. 하나의 발광소자를 구동하기 위해 복수의 TFF들이 사용된다. 그러나, 전술한 도핑단계는 발광소자가 p채널 TFT만에 의해 구동될 때는 반드시 행할 필요는 없다.
다음에, 레지스트 마스크를 제거한 후에 제 4 포토마스크를 사용함으로써 레지스트 마스크가 새로이 형성된다. 반도체에 저농도로 p형을 부여하는 불순물 원소(통상, 보론)을 도핑하는 제 2 도핑 단계가 수행된다. p형의 고농도 불순물 영역은 제 2 도핑 단계에 의해 절연막을 관통하는 관통도핑을 수행함으로써 형성된다.
이어서, 제 4 포토마스크를 사용함으로써 레지스트 마스크가 새로이 형성된다. n형을 고농도로 반도체(통상, 인 또는 As)에 부여하는 불순물 원소를 도핑하는 제 3 도핑 단계가 여기 도시되지 않은 n채널 TFT를 형성하기 위해 수행된다. 레지스트 마스크는 p채널 TFT가 될 영역과 도전층 근처를 덮는다. n형의 고농도 불순물 영역을 형성하는 제 3 도핑 단계에 의해 게이트 절연막을 관통하여 관통도핑이 수행된다.
후에, 레지스트 마스크를 제거하고 수소를 함유하는 절연막을 형성한 후에, 반도체층에 부가된 불순물 원소의 활성화 및 수소화가 수행된다. 수소 함유 절연막은 PCVD 방법에 의해 얻어진 실리콘 질화 산화막(SiNO 막)으로 만들어진다. 또한, 결정화를 촉진시키는 금속원소, 통상 니켈을 사용함으로써 반도체막이 결정화될 때, 채널 형성 영역 내 니켈을 감소시키기 위한 게터링이 활성화와 동시에 수행될 수 있다. 수소 함유 절연막은 층간 절연막 층 및 산화실리콘을 함유하는 광 투과로 된 제 1 층이다.
다음에, 층간 절연막으로 된 제 2 층이 될 평탄화막이 형성된다. 광 투과 무기물질(산화 실리콘, 질화실리콘, 실리콘 옥시나이트라이드, 등), 감광성 또는 비감광성 유기 물질(폴리이미드, 아크릴릭, 폴리아미드, 폴리이미드아미드, 벤조사이클로부텐 또는 레지스트), 이들 물질들의 적층, 등이 평탄화막용으로 사용된다. 또한, 애플리케이션 방법에 의해 얻어질 알킬기를 포함하는 SiOx막으로 형성되는 절연막, 예를 들면, 실리카 글래스, 알킬 실록산 폴리머, 알킬 실세스퀴옥산 폴리머, 수소화된 실세스퀴옥산 폴리머, 수소화된 알킬 실세스퀴옥산 폴리머 등으로 만들어지는 절연막을, 평탄화막용으로 사용되는 또 다른 광 투과막으로서 사용할 수 있다. 실록산 기반의 폴리머의 예로서, 도레이사 제작의 절연 코팅막 물질인 PSB-K1 또는 PSB-K31, 또는 카탈리스츠 & 케미컬스사 제작의 절연 코팅막인 ZRS-5PH이 제공된다.
다음에, 제 3 광 투과 층간 절연막이 형성된다. 제 3 층간 절연막은 제 2 층간 절연막인 평탄화막을 보호하기 위해서 나중 단계에서 형성될 투명 전극(403)을 패터닝할 때 에칭 스토퍼 막으로서 제공된다. 제 3 층간 절연막은 제 2 층간절 연막이 투명전극(403)을 패터닝할 때 에칭 스토퍼 막으로서 사용될 수 있을 땐 필요하지 않다.
제 6 마스크를 사용함으로써 층간 절연막에 접촉홀이 형성된다. 다음에, 제 6 마스크가 제거된다. 도전막(TiN/Al/TiN)이 형성된 후에, 제 8 마스크를 사용하여 에칭하여 배선(이를테면 TFT의 소스 배선 또는 드레인 배선 또는 전류 공급 배선)을 형성한다. TiN은 고도로 열안정성의 평탄화막에의 점착성이 좋은 물질들 중 하나이다. 또한, TFT의 소스영역 또는 드레인 영역과 접촉하게 하기 위해서 TiN의 N 함유량은 44% 미만인 것이 바람직하다.
투명 전극(403), 즉, 유기 발광소자의 애노드는 제 7 마스크를 사용하여 10nm 내지 800nm 두께로 형성된다. Si 원소를 포함하는 인듐 주석 산화물(ITSO), 또는 2 내지 20%의 산화아연(ZnO)이 인듐 산화물에 혼합된 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 일함수가 큰(4.0eV 또는 이보다 큰 일함수) 투명 도전물질을 투명전극(403) 및 인듐 주석 산화물(ITO)용으로 사용할 수 있다.
투명전극(403)의 에지를 덮는 절연체(뱅크, 격벽, 장벽, 제방, 등이라고도 함)가 제 8 마스크를 사용하여 형성된다. 절연체는 0.8㎛ 내지 1㎛ 두께가 되게 애플리케이션 방법에 의해 얻어지는 감광성 또는 비감광성 유기 물질(폴리이미드, 아크릴릭, 폴리아미드, 폴리이미드아미드, 벤조사이클로부텐 또는 레지스트) 또는 SOG막(예를 들면, 알킬기를 포함하는 SiOx막)으로 만들어질 수 있다.
다음에, 유기 화합물을 함유하는 층들(404, 405R, 405G, 405B, 406)이 증발(evaporation) 방법 또는 애플리케이션 방법에 의해 형성된다. 신뢰도를 향상시키 기 위해서 유기화합물(404)을 함유하는 층을 형성하기 전에 탈포(deaeration)를 위한 진공 가열을 수행하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 유기 화합물 물질을 증발시키기 전에, 기판 내 포함된 가스를 제거하기 위해서 저압 분위기 또는 불활성 분위기 하에서 200℃ 내지 300℃의 온도에서 열처리를 수행하는 것이 바람직하다. 여기서, 층간 절연막 및 뱅크가 고도로 열안정성의 SiOx막으로 만들어지기 때문에, 고온(410℃)에서 열처리가 추가로 행해진다.
투명전극(403) 상에 유기 화합물을 함유하는 제 1 층(제 1 층)이, 증발 마스크를 사용하여 산화 몰리브덴, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]-바이페닐(α-NPD) 및 루브렌을 공동 증발시킴으로써(co-evaporation) 형성된다.
MoOx만이 아니라, 구리 프탈로시아닌(CuPC), 산화바나듐(VOx), 산화 루테늄(RuOx), 또는 산화 텅스텐(WOx)과 같은 정공 주입 특성이 좋은 물질이 사용될 수 있는 것에 유의한다. 또한, 애플리케이션 방법에 의해 폴리(에칠렌디옥시티오펜)/폴리(스티렌술포닉산) 수용액(PEDOT/PSS)와 같은 정공 주입 특성이 좋은 고분자 무게 물질(폴리머 물질)로 만들어지는 막을, 유기 화합물을 함유하는 제 1 층(404)용으로 사용할 수도 있다.
유기 화합물 함유 제 1 층(404) 상에 정공 수송층(제 2 층)을 형성하기 위해 증발 마스크를 사용하여 α-NPD이 선택적으로 피착된다. 정공 수송특성이 좋은 물질로서, α-NPD만이 아니라, 대표적으로 이를테면 4,4'-비스[N-(3-메칠페닐)-N-페닐아미노]-바이페닐(TPD), 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐-아미노)-트리페닐아민(TDATA), 또는 4,4',4''-트리스[N-(3-메칠페닐)-N-페닐-아미노]-트리페닐아민 (MTDATA)와 같은 방향족 아민 기반의 화합물이 사용될 수 있다.
발광층들(405R, 405G, 405B)(제 3 층들)은 선택적으로 형성된다. 발광층들(405R, 405G, 405B)은 풀-컬러 디스플레이를 얻기 위해서 매 광 방사 컬러들(R, G, B)마다 증발 마스크들을 정렬시킴으로써 선택적으로 피착된다.
적색 광 방사용의 발광층(405R)에 대해서, Alq3:DCM 또는 Alq3:rubrene:BisDCJTM과 같은 물질이 사용된다. 녹색 광 방사용의 발광층(405G)에 대해서, Alq3:DMQD(N, N'-디메칠퀴나크리돈) 또는 Alq3:쿠마린 6과 같은 물질이 사용된다. 청색 광 방사용의 발광층(405B)에 대해서, α-NPD 또는 t-Bu-DNA와 같은 물질이 사용된다.
발광층들(405R, 405G, 405B) 상에 전자 수송층(제 4 층)을 형성하기 위해 증발 마스크를 사용하여 Alq3(트리스(8-퀴노리놀레이트) 알루미늄)이 선택적으로 피착된다. Alq3만이 아니라, 전자 수송 특성이 좋은 물질로, 대표적으로 이를테면 트리스(4-메칠-8-퀴놀리노레이트) 알루미늄(Almq3), 비트(10-하드로옥시벤조[h]-퀴놀리나토) 베릴륨(BeBq2), 비트(2-메틸-8-퀴놀리노레이트)-4-페닐 페놀레이트-알루미늄(BAlq) 등과 같은 퀴놀린 스켈리톤 또는 벤조퀴놀린 스켈리톤을 갖는 금속 합성물들이 사용될 수 있다. 다른 예들로서는, 이를테면 비트[2-(2-하드로옥시페닐)-벤조옥사조라토]아연(Zn(BOX)2) 및 비트[2-하이드로옥시페닐)-벤조티아조라토]아연 (Zn(BTZ)2))와 같은 옥사졸 기반 및 티아졸 기반의 리간드를 갖는 금속 합성물들을 포함한다. 또한, 2-(4-바이페닐릴)-5-(4-테르트-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(PBD), 및 1,3-비스[5-(p-테르트-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일] 벤젠(OXD-7); 3-(4-테르트-부틸페닐)-4-페닐-5-(4-바이페닐릴)-1,2,4-트리아졸(TAZ) 및 3-(4-테르트-부틸페닐)-4-(4-에칠페닐)-5-(4-바이페닐릴)-1,2,4-트리아졸(p-EtAZ); 바토페난트롤린(BPhen); 바토쿠프로인(BCP) 등은, 이들이 양호한 전자 수송특성을 갖고 있기 때문에, 금속 합성물들을 외에도, 전자 수송층으로서 사용될 수 있다.
다음에, 4-4'-비스(5-메칠벤조옥사졸-2-일) 스틸벤(BzOS) 및 리튬(Li)을 동시 피착시켜 전자 수종층 및 절연체를 전체적으로 덮도록 전자 주입층(제 5 층)(406)을 형성한다. 나중에 투명전극(407)을 형성하기 위한 스퍼터링으로부터의 손상들은 벤조옥사졸 유도체들(예를 들면, BzOS)를 사용함으로써 억제될 수 있다. 이를테면 CaF2, 리튬 플루오라이드(LiF), 세슘 플루오라이드(CsF) 등과 같은 알카리 금속 또는 알카리 토류 금속 화합물은 양호한 전자 주입특성을 갖고 있어 BzOS:Li 외에도 사용될 수 있다. 또한, Alq3 및 마그네슘(Mg) 혼합물도 사용될 수 있다.
투명전극(407), 즉 유기 발광 소자의 캐소드는 10 내지 800nm 두께로 제 5 층(406) 상에 형성된다. Si 원소를 포함하는 인듐 주석 산화물(ITSO), 또는 2 내 20 %의 산화아연(ZnO)이 인듐 산화물에 혼합된 인듐 아연 산화물(IZO)을, 인듐 주석 산화물(ITO)만이 아니라 투명전극(407)용으로 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 발광 소자가 제조된다. 각각이 발광 소자를 구성하는 것 인, 애노드, 유기 화합물을 함유하는 층들(제 1 내지 제 5 층들) 및 캐소드용의 물질들은 적합하게 선택되고 이들의 각각의 두께는 조정된다. 동일 물질로부터 애노드 및 캐소드가 형성되고 거의 동일한 두께, 바람직하게는 약 100nm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
필요하다면, 물이 들어가는 것을 방지하기 위해 투명 보호층(도시생략)을 발광 소자를 덮도록 형성한다. 질화 실리콘막, 산화 실리콘막 또는 실리콘 옥시나이트라이드막(SiNO막(조성비는 N>O) 또는 SiON막(조성비는 N<O)), 탄소를 주로 함유하는 박막(이를테면 DLC막 또는 CN막) 등은 스퍼터링 방법 또는 CVD 방법에 의해 얻어질 수 있는 것으로서 이들이 사용될 수 있다.
제 2 기판(408)은 기판 갭을 유지하기 위한 갭 물질을 함유하는 시일링제를 사용함으로써 기판(400)에 부착된다. 제 2 기판(408)은 광 투과 유리 기판 또는 석영 기판으로부터 또한 형성될 수도 있다. 한 쌍의 기판들 사이의 갭은 에어갭으로서 건조제(불활성 가스)가 제공될 수도 있고 또는 투명 시일링제(자외 경화수지, 열경화성 에폭시 수지 등)로 채워질 수도 있는 것에 유의한다.
발광 소자에서, 투명전극들(403, 407)은 광 투과 물질로부터 형성되고, 광은 두 방향들, 즉 도 2의 외형 화살표들로 나타낸 바와 같이 서로 대향하여 있는 양측들 쪽으로 인출될 수 있다.
전술한 패널 구조를 채용함으로써, 상면 및 이면으로부터 광 방사의 색좌표들은 도 1에 도시된 바와 같이 거의 동일할 수 있다.
마지막으로, 콘트라스트를 향상시키기 위해서 광학막들(401, 409)(편광판 또 는 원형 편광판)이 제공된다.
기판(400)용의 광학막(401)(1/4파 판 및 편광판이 기판측부터 배열된다)과 제 2 기판(408)용의 광학막(409)(1/4파 판 및 편광판이 제 2 기판측부터 배열된다)이 각각 제공된다. 이들 구조들은 도 3a 및 도 3b에 도시하였다. 도 3a 또는 도 3b에서, 패널은 기판(400)과 제 2 기판(408) 사이에 발광 소자가 제공된 발광 장치이다.
또 다른 구조로서, 기판(400)용의 광학막(401)(1/4파 판, 반파 판 및 편광판이 기판측부터 배열된다)과 제 2 기판(408)용의 광학막(409)(1/4파 판, 반파 판 및 편광판이 제 2 기판측부터 배열된다)이 각각 제공된다. 이 구조를 도 4에 도시하였다. 도 4에서, 패널은 기판(400)과 제 2 기판(408) 사이에 발광 소자가 제공된 발광 장치이다.
[구현예 1]
이 실시형태에서는 메탈 할라이드 램프 IMH-250(SIGMA KOKI사 제작)를 광원으로서 사용하여 편광판들의 조합을 사용한 경우의 투과율을 평가하였다. 이 구현의 기준은 공기이다.
평관판들의 배열 조건을 이하 설명한다. 배열 조건은 광원부터의 순서이다. 조건 1: 평광판 A 및 편광판 B.
이 실시형태에서는, 조건 1로서 배열된 평광판 A 및 편광판 B의 각도 의존도를 측정하였다. 결과는 다음과 같다.
먼저, 편광판 A 및 편광판 B를 직교니콜로서 90°로 배열하고 상태는 각도 편이가 0°이다. 도 5의 측정 시스템에서 직교니콜로부터 편광판 A의 광축의 각도 편이와 투과광 간의 관계를 표 1에 나타내었다. 또한, 표 1에서, 투과광의 휘도는 평행니콜 값(각도 편이: 90°, -90°)에 의해 1로서 정규화하였다. 투과축(transmission axis)은 여기서는 편광판의 광축으로서 사용한다. 
도 6은 표 1에 근거한 그래프이다.
결국, 편광판 A와 편광판 B 간의 수락될 수 있는 각도 편이는, 휘도가 50%만큼 감소되는 ±45°이하로, 바람직하게는 휘도가 30%만큼 감소되는 ±30°이하로, 더욱 바람직하게는 휘도가 99%만큼 감소되는 ±10°이하로, 더욱 바람직하게는 ±5°이하로 간주된다.
[구현예 2]
여기서는 메탈 할라이드 램프 IMH-250(SIGMA KOKI사 제작)를 광원으로서 사용하여 편광판 또는 여러 가지 원형 편광판들을 사용하여 반사광을 평가하는 구현을 수행한다.
먼저, 이하 나타낸 조건들을 하에 만들어진 샘플들을 준비한다. ( ) 내 숫자는 편광판의 투과축(0°)이 파판의 슬로우 축 사이에 형성되는 각도이다.
조건 1: 유리 기판 + 금속막
조건 2: 유리 기판 + 금속막 + 편광판
조건 3: 유리 기판 + 금속막 + 1/4파 판(45°) + 편광판
조건 4: 유리 기판 + 금속막 + 1/4파 판(80°) + 반파판(17.5°)+ 편광판
조건 5: 유리 기판 + 금속막 + 1/4파 판(45°) + 반파판(45°)+ 편광판
조건 6: 유리 기판 + 금속막 + 반파판(45°)+ 편광판
이 구현에서, 이 구현의 기준은 공기이며, 100nm의 금속막인 Al-Ti막이 스퍼터링 방법에 의해 형성된다.
샘플(조건 3)에 사용되는 측정 시스템을 도 7에 도시하였다. 반사광(cd/m2)의 휘도는 다음 조건 하에서 측정된다. 광원(60)은 샘플에 θ=30°의 각도로 들어가며, 반사광을 측정하는 장치 BM-5A(수광(light receiving) 장치)(61)는 샘플에 수직하게 배열된다.
표 2는 샘플들의 측정결과를 나타낸 것이다(조건 1 내지 6).
표 2에 의해 명백한 바와 같이, 샘플들, 즉, 조건 3 내지 5는 반사광을 방지하는 유리한 효과를 갖는다.
조건 1 내지 6의 샘플들에서 반사광은 분광측정기 U4000(히다치사 제작)에 의해 400nm 내지 800nm의 파장 범위에서 측정하였다. 결과를 도 8에 보였다.
도 8로부터 명백한 바와 같이, 낮은 반사율을 얻을 수 있는 샘플들은 조건 3 내지 5의 샘플들이다. 특히, 조건 3 및 4의 샘플들에서는 넓은 범위에서 바람직한 낮은 반사율이 얻어질 수 있다. 또한, 표 2와 비교해 볼 때, 편광판 또는 파판이 제공되었을 때 반사광이 상당히 방지될 수 있음을 알 수 있다.
실시형태 2
이 실시형태에서, 광학막, 통상적으로, 편광판 또는 원형 편광판이 이중 방사형 디스플레이 장치에 제공되는 경우를 기술한다.
이중 방사형 디스플레이 장치 전체를 도 9a에 도시하였다. 제 1 편광판(101)은 이중 방사형 디스플레이 장치의 패널(100) 상에 배치되며, 제 2 편광판(102)은 직교니콜로서 배열된다. 즉, 제 1 편광판의 광축과 제 2 편광판의 광축이 90°에 있다.
여기에서, 편광판들의 광축들은 직교니콜 구성으로부터 각도 편이를 가질 수 있는데, 각도 편이는 ±45°이하, 바람직하게는, ±30°이하, 더 바람직하게는 ±10°이하, 더욱 바람직하게는 ±5°이하일 수 있다. 직교니콜 구성으로부터 각도 편이가 ±45°이하일 때, 투과광은 구현1로부터의 평행니콜 구성 하에서의 투과광과 비교해 볼 때 50%만큼 감소된다. 또한, 각도 편이가 ±10°이하인 경우에, 투과광은 90% 이상 감소되고, 각도 편이가 ±5°이한 경우에서는, 투과광은 99% 이상 감소되며, 이들 조건들은 실 사용에 적합하다.
패널(100)에서, 발광 소자 또는 반도체 소자 및 구동기 회로가 제공된 디스플레이부(103)가 제공되고, 구동기 회로부는 유연한 인쇄회로기판(FPC), 이방성 도전막(ACF) 등을 통해 외부회로에 접속된다. 외부회로는 전원회로, 제어기 등을 포함한다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 이러한 이중 방사형 디스플레이 장치는 발광 소자를 구비한 패널의 양 표면들(제 1 디스플레이 표면 및 제 2 디스플레이 표면) 로부터 광을 방사한다.
또한 본 발명에서, 발광소자로부터 방사되는 색은 단색, 또는 풀 컬러(RGB 색조의)일 수 있다. 예를 들면, 풀 컬러 디스플레이 또는 영역 컬러 디스플레이는 컬러 필터, 또는 컬러 필터와 백색 발광 물질이 사용될 때 컬러 변환층을 사용함으로써 수행될 수 있다. 또한, 풀 컬러 디스플레이 또는 영역 컬러 디스플레이는 청색 발광 물질이 사용되었을 때 컬러 변환층을 사용함으로써 수행될 수 있다.
패널의 확대 단면도를 도 9c에 도시하였다. 이 실시형태의 구동기 트랜지스터는 다결정질 실리콘막의 박막 트랜지스터(TFT)를 사용하는 경우를 예로 취하여 기술하나, 비정질 실리콘막의 박막 트랜지스터, 반-비정질 반도체막(마이크로결정질 반도체막이라고 함)의 박막 트랜지스터 또는 단결정의 MOS 트랜지스터가 채용될 수도 있다.
또한, 여기서 구동 TFT는 p채널형의 극성(도전율)을 갖지만, 구동 TFT는 n채널형일 수도 있음을 당연하다.
도 9c에 도시된 바와 같이, 절연면 상에 제공된 구동 TFT(100)는 보론과 같은 불순물 원소를 반도체막에 첨가함으로써 형성되고 소스 및 드레인 영역일 될 불순물 영역을 갖는다. 반도체막은 레이저 조사, 가열 또는 니켈과 같은 금속의 사용에 의해 결정화된다. 게이트 전극은 게이트 절연막을 개재하여 반도체막의 채널 형성영역 상에 제공된다. 주사선(도시생략)은 게이트 전극과 동일 레이아웃에 제공된다. 제 1 절연막은 게이트 전극을 덮도록 제공되며, 접촉홀은 불순물 영역 상에 제 1 절연막 내 형성된다. 접촉홀에 형성된 배선은 소스 배선 또는 드레인 배 선으로서 작용하며, 신호선(도시생략)은 동일 레이아웃에 제공된다. 제 1 전극(111)은 드레인 전극에 전기적으로 접속되도록 제공된다. 또한, 제 2 절연막은 제 1 전극(111)을 덮도록 제공되며, 개구부는 제 1 전극 상에 형성된다. 유기 화합물을 함유하는 층(이하, 유기 화합물층 또는 EL 층이라고도 함)(112)은 개구부에 제공되며, 제 2 전극(113)은 유기 화합물층 및 제 2 절연막을 덮도록 제공된다.
유기 화합물층(112)에는 HIL(정공 주입층), HTL(정공 수송층), EML(발광층), ETL(전자 수송층), 및 EIL(전자 주입층)이 애노드측부터 순서대로 적층된다. 통상, HIL에 CuPc, HTL에 α-NPD, ETL에 BCP, EIL에 BCP:Li가 각각 사용된다.
유기 화합물층(112)에 대해서, 풀 컬러 디스플레이의 경우에, 구체적으로, 각각 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 발광을 내는 물질층이 각각의 피착(deposition) 마스크들을 사용한 증기 피착 방법에 의해서 또는 잉크 젯 방법에 의해서 적합하게 선택적으로 피착될 수 있다. 각 컬러의 전술한 유기 화합물층들에서, 컬러들에 공통되는 CuPc 및 α-NPD 는 화소부의 전체 표면에 걸쳐 형성될 수 있다. 또한, 마스크는 각각의 컬러들에 의해 공유될 수 있는데, 예를 들면, 적색 유기 화합물층, 녹색 유기 화합물층, 및 청색 유기 화합물층이 동일 마스크를 적합하게 슬라이딩함으로써 순서대로 형성될 수 있다. 각 컬러의 유기 화합물층들의 형성순서는 적합하게 결정될 수 있는 것에 유의한다.
백색 광 방사의 경우, 풀 컬러 디스플레이는 컬러 필터 또는 컬러 필터 및 컬러 변환층을 개별적으로 제공함으로써 수행될 수 있다. 컬러 필터 또는 컬러 변환층은 제 2 기판 상에 제공될 수 있고, 이후 기판에 부착될 수 있다. 또한, 컬러 필터 또는 하향 방사되는 백색광용의 컬러 변환층이 드레인 배선(또는 소스 배선)이 형성된 후에 절연막을 통해 형성될 수 있다. 또한, 한 표면이 풀 컬러 디스플레이를 제공하고 다른 표면이 단색 디스플레이를 제공하는 이중 방사형 디스플레이 장치가 얻어질 수 있다.
질소 함유 패시베이션막(114)이 스퍼터링 방법 또는 CVD 방법에 의해 형성되고, 그럼으로써 물 및 산소의 침투를 방지한다. 이 때 형성되는 공간은 질소로 채워지고 시일될 수 있으며, 건조제가 공간 내에 배치될 수 있다. 또한, 디스플레이부의 측면들은 제 1 전극, 제 2 전극, 및 또 다른 전극으로 덮여질 수 있다. 그후에, 시일링 기판이 기판에 부착되고, 제 1 편광판(115a) 및 제 2 편광판(115b)이 기판 및 시일링 기판에 각각 제공된다.
본 발명에 따라 이와 같이 하여 형성된 이중 방사형 디스플레이 장치에서, 제 1 전극(111) 및 제 2 전극(113)은 광을 투과한다. 따라서, 광은 제 1 전극(111)을 통해 발광층으로부터 제 1 디스플레이 표면에 방사되고, 광은 발광층으로부터 제 2 전극(113)을 통해 제 2 디스플레이 표면으로 방사된다. 즉, 발광소자로부터의 발광은 구동 TFT가 제공되어 있는 기판측 및 이 기판측에 대향하여 있는 시일링 기판측을 향해 방사된다(도면에서 광 방사 방향을 나타낸 화살표들을 참조).
또한, 이중 방사형 디스플레이 장치는 광을 방사하며, 제 1 및 제 2 편광판을 직교니콜로서 배치함으로써 디스플레이 영역을 제외한 부분에 블랙 디스플레이가 수행되므로, 배경은 어느 측으로부터 보아도 관통하여 보여질 수 없다. 순 블랙의 디스플레이가 가능하여 본 발명에 따른 이중 방사형 디스플레이 장치에 편광 판들을 사용함으로써 콘트라스트가 향상될 수 있다.
또한, 도 9d에 도시된 바와 같은 이중 방사형 디스플레이 장치에 원형 편광판이 사용될 수도 있다. 원형 편광판은 이의 광축들로서 슬로우 축과 패스트(fast) 축을 갖고 있지만, 슬로우 축이 이 실시형태에서 사용된다. 또한, 투과축이 편광판의 광축으로서 사용된다. 예를 들면, 제 1 편광판(115a) 및 제 1 파판(116a)이 적층되고, 제 2 편광판(115b) 및 제 2 파판(116b)이 적층되어, 제 1 및 제 2 원형 편광판들로서 각각 사용된다. 제 1 및 제 2 파판들은 한 쌍의 1/4파판들, 한 쌍의 반파판들, 또는 이들 함께 적층된 파판들의 조합일 수 있다.
특히, 제 1 편광판의 투과축(제 1 투과축)과 제 1 1/4파 판의 슬로우 축(제 1 슬로우 축), 및 제 2 편광판의 투과축(제 2 투과축)과 제 2 1/4파 판의 슬로우 축(제 2 슬로우 축)이 45° 각도로 각각 배열되고, 제 1 및 제 2 투과축들은 평행하게, 즉 평행니콜로서 배열되고, 제 1 및 제 2 슬로우 축들은 평행하게 배열된다(도 3a).
또한, 제 1 및 제 2 투과축들은 수직으로, 즉 직교니콜로서 배열될 수도 있고, 제 1 및 제 2 슬로우 축들은 수직으로 배열될 수도 있다. 즉, 제 1 슬로우 축은 제 1 투과축에 대해 45°각도에 있으며, 제 2 1/4파 판의 슬로우 축은 제 1 슬로우 축에 대해 90° 각도에 있으며, 편광판의 투과축은 직교니콜로서 배열된다. 이 경우, 제 1 슬로우 축은 제 2 투과축에 대해 90°에 있고 제 2 투과축은 제 2 슬로우 축에 대해 135° 각도에 있다(도 3b). 이 구조에서, 편광판, 1/4파 판, 패널(발광 소자), 1/4파 판, 및 편광판이 순차로 배열된다.
또한, 제 1 편광판의 투과축(제 1 투과축)과 제 1 반파 판의 슬로우 축, 및 제 2 편광판의 투과축(제 2 투과축)과 제 2 반파 판의 슬로우 축은 17.5° 각도로 각각 배열된다. 1/4파 판의 제 1 투과축 및 제 1 슬로우축과, 1/4파 판의 제 2 투과축 및 제 2 슬로우축은 각각 80° 각도로 배열되고, 이 경우, 제 1 및 제 2 투과축들은 평행하게, 즉 평행니콜로서 배열되고, 제 1 및 제 2 반파 판들의 슬로우 축들은 평행하게 배열되고, 1/4파 판들의 제 1 및 제 2 슬로우 축들 또한 평행하게 배열된다(도 4). 제 1 1/4파 판의 슬로우 축과 제 2 1/4파 판의 슬로우 축은 도 3b에서처럼 90°로 배열될 수 있다. 이러한 구조들에서, 편광판, 반파 판, 1/4파 판, 패널(발광소자), 1/4파 판, 반파 판, 및 편광판이 순차로 배열된다.
또한, 예 2에 따라서, 원형 편광판은 편광판에 비해 반사광을 방지하는데 유리한 효과를 갖고 있다. 따라서, 발광소자의 전극, 배선 등으로부터의 반사, 즉 외광의 반사가 문제가 될 때, 전술한 원형 편광판이 바람직하게 제공될 수 있다.
이와 같이 기술된 바와 같이, 본 발명에서, 편광판, 원형 편광판, 또는 이들의 조합은 이중 방사형 디스플레이 장치의 구조에 따라 제공될 수 있다. 결국, 순 블랙의 디스플레이가 수행될 수 있어, 콘트라스트가 향상될 수 있다. 또한, 반사광은 원형 편광판을 제공함으로써 방지될 수 있다.
실시형태 3
이 실시형태에서는 원형 편광판 또는 편광판이 제공되는 경우에 도 9a 내지 도 9d의 것들과는 다른 이중 방사형 디스플레이 장치의 구조를 기술한다.
도 9c와는 다른 이중 방사형 디스플레이 장치에서, 광은 제 1 영역에서 제 2 전극측으로부터 방사되고, 광은 제 2 영역에서 제 1 전극측으로부터 방사된다. 따라서, 복수의 발광 소자들 및 복수의 구동 TFT들이 한 화소에 제공되고, 제 1 발광 소자에 전기적으로 접속된 제 1 전극은 광을 투과하지 않고 제 1 전극에 대향한 제 2 전극이 광을 투과한다. 제 2 발광 소자에 전기적으로 접속된 제 1 전극은 광을 투과하며, 제 1 전극에 대향한 제 2 전극은 광을 투과하지 않는다. 금속 함유 막 또는 유색의 수지가, 광을 투과하지 않도록 광 투과전극 상에 형성될 수도 있다.
이 경우, 광을 투과하지 않는 물질이 제공되므로 순 블랙 디스플레이가 수행될 수 있다. 그러나, 특히 고 반사율의 금속물질이 비-광투과 전극에 사용될 때, 외광의 반사가 문제를 야기할 수 있다. 그러므로, 편광판보단 원형 편광판이 바람직하게 제공될 수 있다. 1/4파 판, 반파 판, 또는 이들의 적층이 원형 편광판의 파판으로서 제공될 수 있다. 제 1 영역 및 제 2 영역에 제공된 원형 편광판들은 서로 다른 파판들을 가질 수 있다.
도 10a에 패널의 확대 단면도를 도시하였다. 제 1 구동 TFT(201), 및 비-광 투과 물질을 포함하고 제 1 구동 TFT(201)에 접속된 제 1 전극(203)이 제 1 영역에 제공된다. 제 2 구동 TFT(202), 및 광 투과 물질을 포함하고 제 2 구동 TFT(202)에 접속된 제 2 전극(204)이 제 2 영역에 제공된다.
발광층을 포함하는 유기 화합물층(205)이 제 1 전극(203) 및 제 2 전극(204) 상에 제공되며, 제 3 전극(206)이 발광층 상에 제공되고, 비-광 투과 물질을 포함하는 막(207)이 제 2 영역에 제 3 전극(206) 상에 제공된다. 알루미늄 또는 티탄 과 같은 금속물질이 비-광 투과 제 1 전극(203)에 또는 제 2 전극(204) 상에 제공된 막(207)에 사용된다. ITO와 같은 물질들은 광 투과 제 2 전극(204) 및 제 3 전극(206)에 사용된다. 특히, 티탄을 함유하는 제 1 금속층, 질화티탄 또는 질화텅스텐을 함유하는 제 2 금속층, 알루미늄을 함유하는 제 2 금속층, 및 질화티탄을 함유하는 제 4 금속층의 적층이, 반도체 막에 접속하는 제 2 전극(204)에 바람직하게 사용될 수 있다.
질소를 함유하는 패시베이션 막(207)이 스퍼터링 방법 또는 CVD 방법에 의해 형성되고, 그럼으로써 습기 및 산소의 침투가 방지된다. 이 때 형성되는 공간은 질소로 채워지고 시일링될 수 있고, 건조제가 공간 내에 배치될 수 있다. 또한, 디스플레이부의 측면들은 제 1 전극, 제 2 전극, 및 또 다른 전극으로 덮여질 수 있다. 그후에, 시일링 기판이 기판에 부착되고, 제 1 편광판(208a) 및 제 1 파판(209a)과, 제 2 편광판(208b) 및 제 2 파판(209)이 각각 적층되어, 각각 제 1 원형 편광판 및 제 2 원형 편광판으로서 작용한다.
제 1 및 제 2 파판들은 한 쌍의 1/4파 판들, 한 쌍의 반파 판들, 또는 함께 적층된 이들 파 판들의 조합일 수 있다. 원형 편광판은 이의 광축들로서 슬로우 축과 패스트 축을 갖고 있는데, 이 실시형태에선 슬로우 축이 사용된다. 또한, 투과축은 편광판의 광축으로서 사용된다.
예를 들면, 1/4파 판들이 제 1 및 제 2 파판들용으로 각각 사용될 때, 제 1 및 제 2 편광판들의 투과축들(제 1 및 제 2 투과축들)과 제 1 및 제 2 1/4파 판들의 슬로우 축들(제 1 및 제 2 슬로우 축들)은 각각 서로에 대해 45° 각도로 배열 되는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 원형 편광판의 제 1 편광판과 제 2 원형 편광판의 제 2 편광판은 평행니콜로서 배열된다. 즉, 제 1 편광판의 투과축과 제 2 편광판의 투과축은 평행하게(0°) 배열되는 것이 바람직하고, 제 1 및 제 2 슬로우 축들은 서로 평행하게 되도록 배열될 수 있다. 이 실시형태에서, 도 3a 및 도 3b에 도시된 원형 편광판들의 구조들은 결합될 수 있고 그 상세 구조들을 도 3a 및 도 3b에 도시하였다. 또한, 이 실시형태에선 도 4에 도시된 제 1 및 제 2 파 판들에 대해 각각 1/4파 판 및 반파 판을 사용한 원형 편광판들의 구조들이 결합될 수 있다.
또 다른 조합으로서, 제 1 원형 편광판의 파판에 1/4파 판이 사용되는 것이 가능하고, 제 2 원형 편광판의 파판에 반파 판과 1/4파 판의 적층이 사용될 수 있다. 제 1 반파 판의 슬로우 축과 제 1 편광판의 투과축(제 1 투과축)은 17.5° 각도로 배열되고, 제 1 1/4파 판의 슬로우 축은 제 1 편광판의 투과축에 대해 2x(17.5) +45=80°의 각도로 배열되는 것이 바람직하다. 여기서, 제 2 원형 편광판에 대해서, 제 2 1/4파 판의 슬로우 축은 제 2 편광판의 투과축(제 2 투과축)에 대해 80° 각도로 배열된다. 제 1 원형 편광판의 제 1 편광판의 투과축은 제 2 원형 편광판의 제 2 편광판의 흡수축에 대해 0°로 배열될 수 있다.
편광판들의 광축들은 각도 편의를 가질 수 있다. 각도 편의는 ±45°이하, 바람직하게는, ±30°이하, 더 바람직하게는, ±10°이하, 더욱 바람직하게는 ±5°이하이다.
제 1 전극(203) 또는 제 2 전극(204)과 제 3 전극(206) 사이에 전류가 흐르 며, 광은 유기 화합물층(205)으로부터 방사된다. 이때, 금속물질을 함유한 제 1 전극(203)은 광을 반사하고 제 2 전극(206)은 광을 투과하기 때문에, 광은 제 1 영역에서 제 3 전극측으로 방사되고, 광은 제 2 영역에서 제 2 전극측으로 방사된다.
이 실시형태에서, 복수의 구동 TFT를 제공하는 경우를 기술하나, 구동 TFT는 구동 방법 또는 배선에 의해 제 1 영역의 발광소자와 제 2 영역의 발광소자에 의해 공유될 수 있다. 또한, 실시형태 1에 기술된 이러한 유기 화합물층이 이 실시형태에서 사용될 수 있다.
도 10b는 원형 편광판들 대신에 편광판들이 제공되고 제 1 편광판(208a) 및 제 2 편광판(208b)이 제공된 구조를 도시한 것이다. 편광판들은 제 1 영역의 비-광 투과 제 1 전극의 영역과 크기, 제 2 영역의 비-광 투과 제 3 전극의 영역, 및 제 1 영역과 제 2 영역에서 디스플레이의 사용들을 고려하여 제공될 수 있다.
도 11은 도 10a 및 도 10b에서의 한 화소의 회로를 도시한 것이다. 유기 화합물층(205)(회로도에선 발광소자로서 도시되었음)이 각각 화소회로에서 1 화소에 배열된 것으로 도시되었다. 그러나, 발광층은 단면도로부터 명백하듯이 제 1 영역 및 제 2 영역에 의해 공유될 수 있다.
도 11a에 도시된 화소 회로는 각각 제 1 신호라인(301a) 및 제 2 신호라인(301b)에 접속되고 주사선(303)에 접속된 스위칭 TFT들(304, 305)을 구비한다. 화소회로는 캐패시터 소자들(306a, 306b)을 통해 각각 스위칭 TFT들(304, 305)에 각각 접속된 전류 공급라인들(302a, 302b)을 또한 포함한다. 캐패시터 소자들(306a, 306b) 각각은 구동 TFT들(201, 202)의 게이트-소스 전압을 유지하는 기능을 갖는 다. 그러나, 구동 TFT들(201, 202)의 게이트 용량을 대용(substitute)으로서 사용할 수 있어, 캐패시터 소자들(306a, 306b)은 반드시 제공될 필요는 없다. 구동 TFT들(201, 202)은 각각이 제 1 전극을 통해 발광소자(205)에 접속된다.
이러한 화소회로에서, 별도로 전류 공급라인들을 제공함으로써 제 2 영역을 오프 하여 두고 제 1 영역에서만 디스플레이를 수행하는 것이 가능하다. 또한, 제 1 영역 및 제 2 영역에서 서로 다른 디스플레이들이 수행될 수 있다.
예를 들면, 서로 상이한 디스플레이들이 수행되는 경우, 주사선(303)이 선택되었을 때, 각각의 디스플레이들의 비디오 신호들은 제 1 신호라인(301a) 및 제 2 신호라인(301b)으로부터 입력된다. 또한, 소정의 전하들이 캐패시터 소자들(306a, 306b)에 유지되고, 구동 TFT들(201, 202)이 턴 온 되었을 때, 전류가 발광 소자에 공급되어 광을 방사한다.
일 영역, 예를 들면 제 1 영역이 오프 하여 있을 때, 전하가 캐패시터 소자(306a)에 저장되지 않도록, 신호라인으로부터 입력된 전압을 상대적으로 제로가 되게 하는 전압이 전류 공급라인(302a)에 입력될 수 있다.
도 11a는 주사선(303)이 스위칭 TFT들(304, 305)에 의해 공유되고 스위칭 TFT들(304, 305)이 각각 신호라인들(301a, 301b)에 접속되는 회로도를 도시한 것이지만, 신호라인은 각 스위칭 TFT마다 주사선을 제공함으로써 공유될 수 있다.
전류 공급라인 또한 공유될 수 있고, 이 경우 동일 디스플레이들이 제 1 영역 및 제 2 영역에서 행해진다.
시간 계조(gray-scale) 디스플레이가 수행될 수 있게, 캐패시터 소자들 (306a, 306b)의 서로 대향한 양단에 소거(erasing) TFT들이 제공될 수 있다.
다음에, 도 11b에 도시한 화소회로는 구동 TFT들(307, 310)만이 아니라, 발광소자(205)에 전류공급을 제어하기 위한 전류 제어 TFT들(308, 309)을 구비한다.
구동 TFT들(307, 310) 및 전류 제어 TFT들(308, 309)은 동일 극성을 갖는다. 구동 TFT들(307, 310)은 공핍형 TFT들이며, 나머지 TFT들은 노멀 인핸스먼트형 TFT들이다. 본 발명에서, 구동 TFT들(307, 310)은 포화영역에서 동작되며, 전류 제어 TFT들(308, 309)은 선형 영역에서 동작된다. 구동 TFT들(307, 310)의 게이트 길이(L)는 게이트 폭(W)보다 길고, 전류 제어 TFT들(308, 309)의 L은 W 이하일 수 있다. 구동 TFT들(307, 310)의 L 대 W의 비(L/W)는 5 이상인 것인 바람직하다.
다음에, 도 11b에 도시한 화소의 구동방법을 기술한다. 도 11b에 도시한 화소의 동작은 기입기간 및 저장기간으로 나뉘어질 수 있다. 먼저, 기입기간에서, 주사선(303b)가 선택되었을 때, 게이트들을 접속한 스위칭 TFT들(304, 305)이 턴 온 된다. 이어서, 신호라인들(301a, 301b)에 입력되는 비디오 신호들이 스위칭 TFT들(304, 305)를 통해 전류 제어 TFT들(308, 309)의 게이트들에 입력된다. 구동 TFT들(307, 310)은 게이트들이 전류 공급라인들(302a, 302b)에 접속되어 있어 항시 온 이다.
전류 제어 TFT들(308, 309)이 비디오 신호에 의해 턴 온 되었을 때, 전류가 전류 공급라인들(302a, 302b)을 통해 발광소자(205)에 공급된다. 이 때, 전류 제어 TFT들(308, 309)은 선형영역에서 동작하며, 이에 따라, 발광소자(205)에서 흐르는 전류는 발광소자(205) 및 포화영역에서 동작하는 구동 TFT들(307, 310)의 볼트- 암페어 특성들에 의해 결정된다. 발광소자(205)는 공급된 전류에 대응하는 휘도의 광을 방사한다.
한편, 전류 제어 TFT들(308, 309)이 비디오 신호에 의해 턴 오프 되었을 때에는 발광소자(205)에 어떠한 전류도 공급되지 않으므로 광을 방사하지 않는다. 본 발명에 따라서, 전류 제어 TFT들(308, 309)은 구동 TFT들(307, 310)이 공핍형 트랜지스터들일 때에도 인핸스먼트형 트랜지스터들이므로 발광 소자(205)에 공급되지 않도록 전류를 제어하는 것이 가능하다.
저장기간에서, 스위칭 TFT들(304, 305)는 주사선(303b)의 전위를 제어함으로써 턴 오프 되고, 그럼으로써 기입기간에 기입된 비디오 신호의 전위를 저장한다. 기입기간에, 전류 제어 TFT들(308, 309)가 턴 온 되었을 때, 비디오 신호의 전위가 캐패시터들(306a, 306b)에 저장되고, 따라서, 발광소자(205)에의 전류 공급이 계속된다. 반대로, 전류 제어 TFT들(308, 309)이 기입기간에 턴 오프 되었을 때, 비디오 신호의 전위는 캐패시터들(306a, 306b)에 저장되므로 전류는 발광소자(205)에 공급되지 않는다.
시간 계조 디스플레이가 수행될 때, 소거 기간은 소거 TFT들(311, 312) 및 소거 TFT들에 접속된 소거 주사선(303a)에 의해 제공될 수 있어, 고 레벨의 계조 디스플레이에 바람직하다.
또한, 도 11c은 구동 TFT들(307, 310)이 주사선(303c)에 접속된 화소회로를 도시한 것이다. 화소회로는 새로이 제공된 주사선(303c)에, 구동 TFT들(307, 310)의 게이트 전극들이 접속된 것을 제외하곤 도 11b의 구조와 동일한 구조를 갖는다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 기입기간에, 주사선(303b)이 선택되었을 때, 게이트들이 접속된 스위칭 TFT들(304, 305)이 턴 온 된다. 이어서, 신호라인들(301a, 301b)에 입력되는 비디오 신호는 스위칭 TFT들(304, 305)를 통해 전류 제어 TFT들(308, 309)의 게이트들에 입력된다. 동시에, 비디오 신호의 전위는 캐패시터 소자들(306a, 306b)에 유지된다.
라이팅 기간에, 주사선(303c)이 선택되었을 때, 게이트들이 제 2 주사선 Gej(j=1 내지 y)에 접속된 구동 TFT들(307, 310)이 턴 온 된다. 여기에서, 전류 제어 TFT들(308, 309)이 캐패시터 소자들(306a, 306b)에 유지된 비디오 신호의 전위에 의해 턴 온 되었을 때, 전류가 전류 공급라인들(302a, 302b)을 통해 발광소자(205)에 공급된다. 이 때, 전류 제어 TFT들(308, 309)은 선형영역에서 동작하며, 따라서 발광소자(205)에 흐르는 전류는 발광소자(205) 및 포화영역에서 동작하는 구동 TFT들(307, 310)의 볼트-암페어 특성들에 의해 결정된다. 발광소자(205)는 공급된 전류에 대응하는 휘도의 광을 방사한다.
한편, 전류 제어 TFT들(308, 309)이 캐패시터 소자들(306a, 306b)에 유지된 비디오 신호의 전위에 의해 턴 오프 되었을 때, 발광소자(205)에서는 어떠한 전류도 공급되지 않아 광을 방사하지 않는다.
비-라이팅 기간에, 구동 TFT들(307, 310)은 제 2 주사선(303c)에 의해 턴 오프 된다. 그러므로, 전류는 발광 소자(205)에 공급되지 않는다.
제 2 주사선(303c)은 기입기간에 선택될 수도 있고 선택되지 않을 수도 있는 것에 유의한다.
시간 계조 디스플레이가 수행될 때, 소거 TFT들(311, 312) 및 소거 TFT들에 접속된 소거 주사선(303c)에 의해 소거기간이 제공될 수 있으며, 따라서 고 레벨의 계조 디스플레이에 바람직하다.
이와 같이 기술된 바와 같이, 본 발명의 일 면에 따라서 화소 구조를 사용함으로써 여러 가지 디스플레이들이 행해질 수 있다.
순 블랙 디스플레이는 투과율을 가장 낮게 되게 하기 위해서 원형 편광판들 또는 편광판들을 제공함으로써 수행될 수 있고, 따라서, 반사광이 방지될 수 있다. 결국, 콘트라스트가 향상될 수 있다.
전술한 구조들을 갖는 본 발명을 이하 실시예들에서 보다 상세히 기술한다.
실시예 1
이 실시예에서는 크기가 2.1인치인 풀 컬러 이중 방사형 디스플레이 장치를 제조하는 예를 설명한다. 이 실시예에서 디스플레이는 서로 대향하여 있는 화면들, 즉 디스플레이의 상면측 및 밑면측에 이미지를, 서로 대향하여 있는 양측으로부터 동일 밝기의 광을 인출함으로써 디스플레이할 수 있다.
유기 EL 소자는 다음과 같이 형성된다. 투명 전극(이를테면 ITO(인듐 주석 산화물 합금), 인듐 아연 산화물 합금(In2O3-ZnO), 산화아연(ZnO), SiOx를 포함하는 인듐 주석 산화물(ITSO))이 애노드로서 사용되며, HIL(정공 주입층), HTL(정공 수 송층), EML(발광층), ETL(전자 수송층), EIL(전자 주입층), 및 투명 캐소드(이를테면 ITO(인듐 주석 산화물 합금), 인듐 아연 산화물 합금(In2O3-ZnO), 산화아연(ZnO), SiOx를 포함하는 인듐 주석 산화물(ITSO))이 이 순서로 기판 상에 적층된다. 이들 층들의 물질들 및 두께는 밑면측 및 상면측에서 동일한 발광특성을 얻도록 접합하게 선택 및 설정된다.
이 실시예에서는 110nm 두께의 ITO가 애노드로서 사용되고, HIL로서 120nm 두께의 α-NPD:MoOx:루브렌과 HTL로서 10nm 두께의 α-NPD이 HTL이 각각 피착된다. Alq3:루브렌:BisDCJTM이 적색광을 방사하는 발광층로서 50nm 두께로 피착되고, t-Bu-DNA가 청색광을 방사하는 발광층로서 40nm 두께로 피착되고, Alq3:쿠마린 6이 녹색광을 방사하는 발광층로서 40nm 두께로 피착된다. ETL에 20nm 두께의 Alq3와 EIL에 20nm 두께의 BzOS:Li가 각각 피착된다. R, G, B를 방사하는 발광소자들은 발광층들 이외의 모든 공통의 층들을 포함한다. ITO는 투명 캐소드로서 110nm 두께가 되도록 스퍼터링 방법에 의해 형성된다. 투명 캐소드 형성시 스퍼터링 방법으로부터의 손상들은 벤조옥사졸 유도체들(BzOS)를 사용함으로써 억제된다.
투명 캐소드(ITO)의 투과율은 530nm 파장의 광에 대해 89%이다. 유기 EL 소자의 밑면측 및 상면측의 발광 특성들을 색 좌표로 작도한 결과들을 도 1에 도시하였다.
도 2는 제조된 패널의 단면구조를 도시한 것이다.
도 2에서, 참조부호 400 및 408은 발광 기판들을 나타내며, 참조부호 401 및 409는 광학막들을 나타내며, 참조부호 402R은 적색화소로 배열될 TFT를 나타내며, 참조부호 402G는 녹색화소로 배열될 TFT를 나타내며, 참조부호 402B는 청색화소로 배열될 TFT를 나타내며, 참조부호 403은 애노드를 나타내며, 참조부호 404는 HTL(정공 수송층)을 나타내며, 참조부호 405R, 405G, 405B는 EML들(발광층들)을 나타내며, 참조부호 406은 ETL(전자 수송층)을 나타내며, 참조부호 407은 투명 캐소드들 나타낸다. 스트라이프 배열, 델타 배열, 모자이크 배열 등이 화소 전극 배열로서 주어질 수 있는 것에 유의한다.
TFT들(402R, 402G, 402B) 각각은 활성층으로서 다결정막을 갖는 탑 게이트 TFT이다. 비정질 구조를 갖는 반도체막은 공지의 방법(이를테면 스퍼터링 방법, LPCVD 방법, 플라즈마 CVD 방법)에 의해 형성되며, 이어서 다결정막을 형성하기 위해 공지의 결정화 방법(이를테면 레이저 결정화 방법, 열 결정화 방법, 또는 니켈과 같은 촉매를 사용한 열 결정화 방법)에 의해 결정화된다. 이 실시예에서는, 다결정막을 얻기 위해 실리콘 결정화를 촉진하는 금속원소로서 니켈을 사용하는 결정화 방법을 채용함으로써 결정화되고, 이어서, 니켈을 제거하기 위한 게터링이 행해진다.
본 발명은 탑 게이트 TFT로 제한함이 없이 임의의 TFT 구조에 적용가능하다. 예를 들면, 본 발명은 바텀 게이트(역 스태거드) TFT, 또는 스태거드 TFT에 적용될 수 있다. 또한, 단일 게이트로 한정함이 없이 복수의 채널 형성 영역들을 구비한 복수-게이트 TFT, 예를 들면 이중 게이트 TFT를 채용할 수 있다.
소스 구동기, 게이트 구동기 및 화소부 회로는 TFT들을 사용함으로써 일체로 형성된다. 디지털 구동 시스템 시분할 계조 제어가 구동방법으로서 채용된다.
이의 명세를 표 3에 나타내었다.
이중 방사형 디스플레이 장치에 대하셔, 디스플레이가 투명성(see-through)인 투과형 디스플레이, 및 광학막과의 조합에 의해 상면 및 밑면의 임의의 방향에서 외광에 의해 악영향을 받지 않고 양질의 이미지를 얻을 수 있는 비-투과형 디스플레이를 응용에 따라 적합하게 사용할 수 있다.
도 12a는 외공의 투과광 및 반사광에 기인한 콘트라스트의 감소를 방지하는 구조를 도시한 것이다. 투과광으로서, 입사측에 편광판에 의해 선형의 광이 된 불 필요한 광이 1/4파 판들을 2회 통과하여 반파 판에 상당하는 광학 변조 작용이 제공된다. 이에 따라, 불필요한 광의 선형 편광 광은 90° 회전하여, 방사측의 편광판에 들어가 편광판의 흡수측에 일치하게 되어 흡수된다. 도 12a에서, 1/4파 판을 통과한 광의 화살표의 회전방향은 슬로우 축으로서 도시되어 있다.
디스플레이 내 반사기에서 반사된 불필요한 광으로서, 편광판을 통과한 선형 편광광은 1/4파 판을 통과한 후 원형 편광광이 되어 반사기에서 반사된다. 반사된 원형 편광광은 다시 동일 1/4파 판에 들어가, 관계는 전술한 투과광의 경우와 유사한 것으로 간주된다. 광을 다시 통과시킨 1/4파 판으로부터 방사된 광은 선형 편광광이 되어 90° 회전한다. 이에 따라, 광은 입사측의 편광판에 도달하나, 흡수축에 의해 흡수된다. 이것은 불필요한 광이 이미지 관찰에 악영향을 미치는 것을 방지하는 것을 가능하게 한다. 디스플레이로부터의 이미지는 랜덤한 광이고, 편광판의 흡수측에 일치하는 성분을 제외한 광은 1/4파 판을 통과하여 관찰자에 도달한다.
도 12b는 편광판만을 사용한 예를 도시한 것이다. 도 12b에는, 투과된 불필요한 광이 도시되었다. 광은 직교니콜로서 배열된 방사측의 편광판의 흡수축에 의해 흡수된다. 디스플레이 내에서 반사되는 60% 이상의 반사된 불필요한 광은 편광판들을 2회 통과함으로써 감소될 수 있고, 이에 따라 콘트라스트가 향상될 것으로 예상된다.
이러한 시스템들은 동일 광학적 작용이 양측에서 얻어질 수 있는 구조의 각각의 한 특징을 갖는다. 또한, 더 나은 효과를 얻기 위해서 비-반사 처리 등을 부 가될 수 있다.
표 4는 투과형의 광학적 특성과 전술한 두 유형의 비-투과형 명세를 나타낸 것이다. 유형 A는 도 12a의 시스템이고 유형 B는 도 12b의 시스템이다.
표 4에 나타낸 바와 같이, 투과형 디스플레이 및 비-투과형 디스플레이에서는 패널 내 적층막들을 광학적으로 조정하고 투명 캐소드를 채용함으로써, 상면 측 및 밑면 측으로부터 거의 동일한 휘도 및 크로마가 얻어질 수 있다.
비-투과형 명세는 실내 환경에서 투과형 명세보다 높은 콘트라스트를 얻을 수 있다. 반대로, 이미지광의 휘도는 편광판을 사용한 광학 시스템이 채용되기 때문에 반 이하만큼 감소된다.
비-투과형 명세이더라도, 광학막들의 구조들(유형 A 및 유형 B)에 따라 콘트라스트 특성이 크게 다르다. 편광판 및 파판이 배열된 유형 A는 기판 내 배선 등에서 외광이 반사되는 것이 방지되는 작용과 디스플레이를 통해 투과된 광이 동시 에 흡수되는 작용을 실현할 수 있는 광학 구조를 채용한다.
따라서, 유형 A는, 유형 A가 반사에 의해 외광에 의해 영향을 받지 않기 때문에, 편광판이 단지 직교니콜인 유형 B보다 높은 콘트라스트(실내 조명에서 400 이상)를 얻을 수 있다.
보다 높은 어스펙트 비 또는 내측의 반사가 억제되는 구조의 디스플레이에서, 유형 B라도 유형 A와 유사한 특성을 얻을 것으로 기대할 수 있다.
예를 들면, 이 실시예의 디스플레이 패널이 디지털 스틸 카메라에 설치되는 경우에, 피사체에 면하여 있을 때에도 촬영할 이미지를 확인하여 촬영할 수 있다.
예를 들면, 셀룰라 전화 또는 PDA와 같은 접이식 전자 장치와 조합하여 복잡한 접이 기구 없이도 접은 상태 및 개방 상태에서 사용이 한 패널로 가능하다.
이 실시예의 패널을 설치한 셀룰라 전화의 외양 사진을 도 13에 도시하였다.
또한, 하나의 디스플레이 패널로 양면 디스플레이가 가능하며, 따라서, 구동 회로 시스템은 하나의 시스템일 수 있어, 전력 감축만이 아니라 박형 및 무게 감소를 달성할 수 있다.
실시예 2
본 발명에 따른 이중 방사형 디스플레이 장치를 설치함으로써 다양한 전자 장치들이 완성될 수 있다. 이러한 전자 장치들은 비디오 카메라들, 디지털 카메라들, 고글형 디스플레이들(헤드 장착형 디스플레이들), 내비게이션 시스템들, 오디오 재생장치들(카 오디오들, 오디오 컴포넌트, 등), 랩탑 컴퓨터들, 게임기들, PDA(이동 컴퓨터들, 셀룰라 전화들, 휴대 게임기들, 전자책들, 등), 기록 매체를 장비한 이미지 재생장치들(특히, 각각이 디지털 다기능 디스크들(DVD)와 같은 기록매체를 재생 및 이의 이미지를 디스플레이할 수 있는 디스플레이들을 구비한 장치들), 등을 포함한다.
도 14a는 접이식 셀룰라 전화에 이중 방사형 디스플레이 장치(양면 디스플레이형 패널)가 설치된 예를 도시한 것이다.
도 14a는 셀룰라 전화의 사시도이고, 도 14b는 접이식 셀룰라 전화의 사시도이다. 셀룰라 전화는 본체(2101), 케이스(2102), 디스플레이부들(2103a, 2103b), 오디오 입력부(2104), 오디오 출력부(2105), 조작키들(2106), 외부 접속포트(2107), 안테나(2108), 및 이미징부(2109) 등을 포함한다.
도 14a 및 도 14b에 도시한 셀룰라 전화들은 고해상 풀 컬러 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부들(2103a, 2103b)을 포함한다. 디스플레이부들(2103a, 2103b) 각각은 하나의 패널(이중 방사형 패널)로 형성되고, 따라서, 복수의 디스플레이 화면들을 구비한 전자 장치는 보다 얇고 가볍게 될 수 있어, 부품수가 감소될 수 있다.
실시형태 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 이중 방사형 디스플레이 장치는 이중 방사형 패널에 사용될 수 있고, 광학막들(이를테면 편광판, 1/4파 판 및 반파 판)은 적합하게 배열된다.
디스플레이부(2103a) 및 디스플레이부(2103b)는 동일 크기이고, 비디오 신호는 디스플레이부들에 또한 공통이다. 디스플레이가 디스플레이부(2103a)에 행해질 때, 디스플레이는 반전된 거울 이미지로 되어 디스플레이부(2103b)에 디스플레이된 다. 통상, 사용자는 접은 상태에서는 디스플레이부(2103b)만을 보고, 연 상태에서는 디스플레이부(2103a)만을 보기 때문에, 디스플레이는 사용자가 볼 수 있게 셀룰라 전화의 상태에 따라 반전된 거울 이미지가 되게 옮겨질 수도 있다.
도 14a 및 도 14b에 도시한 셀룰라 전화는 정지 이미지 및 동 이미지를 이미징부(이를테면 CCD)(2109)로 촬영할 수 있다. 디스플레이부(2103b)는 또한 이미징부(2109)측에 제공되고, 따라서, 피사체는 디스플레이부(2103b)에 디스플레이될 수 있다. 따라서, 셀룰라 전화의 사용자가 자신의 얼굴을 촬영할 때, 사용자는 실시간으로 촬영되게 이미지를 확인하여 셔터를 누를 수 있어, 편리하다.
도 14c는 랩탑 컴퓨터의 사시도이고, 도 14d는 접이식 랩탑 컴퓨터의 사시도이다. 랩탑 컴퓨터는 본체(2201), 케이스(2202), 디스플레이부들(2203a, 2203b), 키보드(2204), 외부 접속포트(2205), 포인팅 마우스(2206) 등을 포함한다.
도 14c 및 도 14d에 도시된 랩탑 컴퓨터들은 열린 상태에서 고해상 풀 컬러 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부(2203a)와, 접은 상태에서 고해상 풀 컬러 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부(2203b)를 구비한다. 따라서, 사용자는 랩탑 컴퓨터를 접은 상태에서 휴대하면서 디스플레이부(2203b)에 디스플레이를 볼 수 있다. 사용자들은 이를 전자책처럼 사용할 수 있어 편리하다.
도 14e는 도 14a 내지 도 14d에 도시한 전자 장치들처럼 하나의 디스플레이부로서 사용될 수 있을지라도 이중 방사형 디스플레이 장치(양면 디스플레이 패널)와 전자 장치의 디스플레이부를 결합한 경우를 도시한 것이다.
구체적으로, 이중 방사형 디스플레이 장치(양면 디스플레이 패널)가 플라스 틱 기판과 같은 유연한 기판에 제공될 때, 케이스의 두께가 억제될 수 있어 이의 적응성이 향상될 수 있다.
도 14e는 양면 디스플레이 패널(2303)을 구비한 전자책의 예를 도시한 것이다. 제 1 케이스(2305)는 제 1 디스플레이부(2301)(제 1 디스플레이 화면)를 포함하고, 양면 디스플레이 패널(2303)은 제 2 디스플레이 화면 및 제 3 디스플레이 화면(2302)을 포함하고, 제 2 케이스(2306)는 조작키들(2304)과 제 2 디스플레이부(2307)(제 4 디스플레이 화면)를 포함하고, 양면 디스플레이 패널(2303)은 제 1 케이스와 제 2 케이스 사이에 개재되어 있다. 발광소자 또는 액정 소자를 구비한 디스플레이를 제 1 디스플레이부(2301) 및 제 2 디스플레이부(2307)에 사용할 수 있다.
양면 디스플레이 패널(2303)을 사용한 전자책의 사용예로서, 텍스트들은 제 1 및 제 3 디스플레이 화면들에 디스플레이되고 삽화는 제 4 디스플레이 화면에 디스플레이 되어, 편리하다. 이때, 양면 디스플레이 패널(2303)은 제 2 및 제 3 디스플레이 화면들(2302)에 이미지를 동시에 디스플레이할 수 없고, 따라서, 제 2 디스플레이 화면에서의 디스플레이는 사용자를 페이지를 넘기기 시작할 때 제 3 디스플레이 화면의 디스플레이로 옮겨진다.
사용자는 제 1 디스플레이부(2301) 내 제 1 디스플레이 화면의 내용과, 다음 페이지에 대한 제 2 디스플레이 화면의 내용을 읽는다. 이때, 사용자가 양면 디스플레이 패널을 넘기기 시작할 때, 제 3 디스플레이 화면 및 제 4 디스플레이 화면은 어떤 각도로 다음 페이지의 내용을 디스플레이한다. 또한, 사용자가 제 3 디스 플레이 화면(2302)와 제 4 디스플레이 화면의 내용들을 읽기를 끝내고 양면 디스플레이 패널을 넘겼을 때, 제 1 디스플레이 화면들은 어떤 각도로 다음 페이지의 내용을 디스플레이한다. 이렇게 함으로써, 화면이 옮겨지는 것을 보게 되는 것이 방지되어 불쾌한 시감 등이 억제될 수 있다. 유연한 기판을 사용한 이중 방사 패널은 불쾌한 시감을 더욱 감소시키는데 사용될 수 있다. 유연한 기판을 사용하는 이러한 이중 방사 패널을 사용하는 경우에, 더욱 무게감소가 실현되고, 따라서 양면 디스플레이 패널이 보다 쉽게 넘겨진다.
제 1 케이스(2305)에 제공된 제 1 디스플레이부(2301)는 양면 디스플레이 패널일 수도 있고, 제 2 케이스(2306)에 제공된 제 2 디스플레이부(2307)는 양면 디스플레이 패널일 수도 있다. 이 경우, 제 1 디스플레이부(2301)의 두 개의 디스플레이 화면들과 제 2 디스플레이부(2306)의 두 개의 디스플레이 화면들이 얻어지므로, 총 6개의 디스플레이 화면들을 갖는 전자책이 얻어질 수 있다.
하나의 양면 디스플레이 패널(2303)을 갖는 전자책을 도 14e에 도시하였으나, 복수의 양면 디스플레이 패널들을 갖는 전자책이 형성될 수도 있다.
도 15a는 본체(2601), 디스플레이부(2602), 케이스(2603), 외부 접속포트(2604), 원격 제어기 수신부(2605), 이미지 수신부(2606), 배터리(2607), 오디오 입력부(2608), 조작키들(2609) 등을 포함하는 디지털 비디오 카메라를 도시한 것이다.
양면 디스플레이 패널은 디스플레이부(2602)에 제공된다. 양면 디스플레이 패널은 발광소자를 포함하고 실시형태들 1 내지 3에 나타낸 조합의 광학막이 제공 되는 것에 유의한다.
구체적으로, 사용자가 이 실시예의 디지털 비디오 카메라로 자신을 촬영할 때, 사용자는 이중 방사형 패널에 디스플레이된다. 이것은 이중 방사형 패널에서, 케이스(2603)를 뒤집지 않고 이미징부가 사용자와 대면하고 있는 중에, 수신부로부터 수신된 이미지를 디스플레이부(2602)에서 보고 확인할 수 있는 것이 가능하기 때문이다.
또한, 촬영자(사용자)(도시생략)가 피사체(2610)를 촬영할 때, 사용자측에서 디스플레이부를 보는 경우에 케이스를 뒤집지 않고 도 15b에 도시된 바와 같이 피사체의 이미지가 디스플레이될 수 있다. 한편, 도 15c에 도시된 디스플레이부(2602)의 이미지는 피사체측에서 보여질 수 있다. 도 15b의 이미지는 도 15c에 도시된 바와 같이 피사체측의 이미지로서 반전된 거울 이미지가 되게 디스플레이된다. 일측의 이미지가 반전된 거울 이미지로 되고 문자가 쉽게 읽혀지지 않을지라도, 비디오 카메라 등으로 촬영시 화면에서 피사체의 배치를 확인할 수 있는 한, 반전된 거울 이미지로도 충분하다.
또한, 촬영자(사용자) 또는 피사체(2610)는 확인을 위해 도 15b 및 도 15c의 이미지들 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
이와 같이, 디지털 비디오 카메라에 이중 디스플레이 패널을 사용하는 경우 패널을 회전할 필요가 없다. 이중 디스플레이 패널을 사용하는 대신 피사체가 이미지를 확인할 수 있게, 한 화면에 이미지를 디스플레이하는 하나의 패널을 회전한다면, 복잡해진다. 또한, 한 화면을 갖는 패널에서, 촬영자 및 피사체(촬영 대상 의 사람)가 동시에, 패널에 디스플레이되는 이미지를 볼 수 있는 것은 불가능하다.
사용자가(촬영자)가 예를 들면 디지털 비디오 카메라만이 아니라 디지털 카메라로 자신을 촬영할 때, 이중 방사형 패널을 제공함으로써 케이스를 뒤집지 않고 자신이 사용자(촬영자)의 이미지를 확인하는 것이 가능하다. 이 경우, 도 15a에 도시된 디지털 비디오 카메라처럼, 디지털 카메라는 접어질 수 있고 디스플레이부를 갖는 케이스를 구비하며, 디스플레이부를 갖는 케이스는 디지털 카메라의 본체로부터 분리될 수 있다.
피사체(2610)가 디지털 비디오 카메라로 촬영자에 의해 촬영될 때, 촬영자 및 피사체(2610)는 이중 방사형 패널이므로 디스플레이부(2602)의 이미지를 확인할 수 있다.
도 16a는 케이스(2701), 지지부(2702), 디스플레이부(2703), 비디오 입력단자(2705) 등을 포함하는, 22 내지 50인치의 대형 화면을 구비한 대형 양면 디스플레이 장치를 도시한 것이다. 디스플레이 장치들은 이를테면 개인용 컴퓨터를 위한 것, 텔레비전 방송을 수신하기 위한 것, 양방향 TV를 위한 것 등 정보를 디스플레이하기 위한 모든 디스플레이 장치들을 포함한다. 본 발명에 따라서, 순 블랙 디스플레이 및 순 풀-컬러 디스플레이를 행할 수 있는 경박의 디스플레이 장치는 대형 화면을 구비한 대형 이중 디스플레이 장치일 때에도 실현될 수 있다.
도 16b는 휴대 디스플레이를 구비한 무선 TV를 도시한 것이다. 배터리 및 신호 수신기는 케이스(2802)에 내장되고, 디스플레이부(2803) 또는 스피커부(2807)는 배터리에 의해 구동된다. 배터리는 충전기(2800)에 의해 반복적으로 충전될 수 있다. 충전기(2800)는 비디오 신호의 송수신을 행하고 비디오 신호를 디스플레이의 신호 수신기에 전송한다. 케이스(2802)는 조작키들(2806)에 의해 제어될 수 있다. 도 16b에 도시된 장치는, 조작키들(2806)을 조작함으로써 케이스(2802)로부터 충전기(2800)에 신호가 전송될 수 있으므로 비디오-오디오 양방향 통신 장치로서 간주될 수도 있다. 또한, 장치는, 조작키들(2806)을 조작하여, 다른 전자 장치의 통신을 제어함으로써 신호가 케이스(2802)에서 충전기(2800)로 송신될 수 있고 충전기가 송신할 수 있는 신호가 다른 전자 장치에 의해 수신되는 것이 가능하기 때문에, 다목적 원격 제어 장치로서 간주될 수도 있다. 본 발명에 따라서, 비교적 대형(22 내지 50인치)이더라도, 휴대하기에 충분히 가볍고 양면 디스플레이 행할 수 있는 TV가 실현될 수 있다.
도 16c는 음식점 또는 옷가게와 같은 상점이나 건물의 외벽(2900) 또는 문(2906)에 이중 방사형 디스플레이 장치를 설치하는 예를 도시한 것이다. 예를 들면, 상점에 윈도우처럼 도로에 면한 외벽(2900)의 프레임(2902)에 이중 방사형 디스플레이 장치가 설치되었을 때, 디스플레이부(2903)에 디스플레이되는 이미지(광고정보를 위한 디스플레이)를 거리의 행인과 상점 내 사람이 동시에 볼 수 있다. 그러므로, 이중 방사형 디스플레이 장치의 사용으로, 디스플레이를 보다 많은 사람들, 즉 상점 밖의 사람들만이 아니라 상점 내 사람들에게 상품정보를 주기 위한 상점 윈도우로서 사용하는 것이 가능하게 된다. 한 패널의 전력소비는 양면 디스플레이의 경우에도 필요하게 되고, 광고정보는 디스플레이 화면들 주위의 넓은 영역에서 확인될 수 있어 유용하다.
마찬가지로, 이중 방사형 디스플레이 장치를 제공함으로써 문(2906)에 디스플레이부(2904)를 설치하는 경우에, 이중 방사형 디스플레이 장치는 상점 윈도우로서 사용될 수 있다. 문(2906)을 닫거나 반대로 되게 완전히 열었을 때, 이중 방사형 디스플레이 장치이므로 디스플레이를 보고 확인할 수 있다. 또한, 참조부호 2905는 핸들이다. 이중 방사형 디스플레이 장치가 사인처럼 설치되었을 때에도, 디스플레이 화면들 주위의 넓은 영역에서 광고정보를 보고 확인할 수 있어 유용하다.
이 실시예는 실시형태들 1 내지 3 중 어느 하나와 실시예 1과 자유롭게 조합될 수 있다.
양호한 블랙 디스플레이 및 풀-컬러 디스플레이를 행할 수 있는 이중 방사형 디스플레이 장치는 새로운 애플리케이션 또는 새로운 시장을 제공할 수 있다. 예를 들면, 상점 윈도우 등에 적용될 수 있다. 그러므로, 이의 적용 범위는 셀룰라 전화로 한정됨이 없이 극히 넓다.
본원은 내용을 참조로 여기 포함시키는 2003년 12월 15일에 일본특허청에 출원된 일본특허출원 2003-417382에 기초한다.
본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 실시형태들 및 실시예들로 기술하였으나, 당업자에게 여러 가지 변경 및 수정이 명백할 것임을 알아야 한다. 그러므로, 이러한 변경 및 수정이 이후 정의되는 본 발명의 범위 내에 있다면, 이들은 여기 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 복수의 디스플레이 화면들을 구비하고 또한 경량 및 박형을 달성하는 새로운 구조의 발광 장치를 제공하고, 순 블랙 디스플레이를 수행할 수 있고 고 콘트라스트를 달성할 수 있는 이중 방사형 디스플레이 장치를 제공한다.
Claims (15)
- 발광 장치에 있어서,각각이 캐소드, 유기 화합물 함유층 및 애노드를 포함하는 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들로서, 상기 제 1 발광소자는 적색광을 방사하고, 상기 제 2 발광소자는 녹색광을 방사하고, 상기 제 3 발광소자는 청색광을 방사하는, 상기 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들;상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들 앞측에 배열된 제 1 편광판; 및상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들 뒤측에 배열된 제 2 편광판을 포함하고,상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들의 상기 애노드 및 상기 캐소드 각각은 광 투과 전도성 막인, 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 광 투과 전도성 막은 인듐 주석 산화물 합금, 인듐 아연 산화물 합금, 산화아연, 및 SiOx를 포함하는 인듐 주석 산화물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 한 물질을 포함하는, 발광 장치.
- 제 1 항의 발광 장치를 포함하는 전자 장치에 있어서,상기 전자 장치는 PDA(personal digital assistant), 비디오 카메라, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 또는 개인용 컴퓨터인, 전자 장치.
- 제 1 항의 발광 장치를 포함하는 전자 장치에 있어서,상기 전자 장치는 비디오-오디오 양방향 통신 장치 또는 다목적 원격-제어 장치인, 전자 장치.
- 발광 장치에 있어서,각각이 캐소드, 유기 화합물 함유층 및 애노드를 포함하는 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들로서, 상기 제 1 발광소자는 적색광을 방사하고, 상기 제 2 발광소자는 녹색광을 방사하고, 상기 제 3 발광소자는 청색광을 방사하는, 상기 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들;상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들 앞측에 배열된 제 1 편광판;상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들과 상기 제 1 편광판 사이에 배열된 제 1 1/4파 판(quater-wave plate);상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들 뒤측에 배열된 제 2 편광판; 및상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들과 상기 제 2 편광판 사이에 배열된 제 2 1/4파 판을 포함하고,상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들의 상기 애노드 및 상기 캐소드 각각은 광 투과 전도성 막인, 발광 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 광 투과 전도성 막은 인듐 주석 산화물 합금, 인듐 아연 산화물 합금, 산화아연, 및 SiOx를 포함하는 인듐 주석 산화물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 한 물질인, 발광 장치.
- 제 5 항의 발광 장치를 포함하는 전자 장치에 있어서,상기 전자 장치는 PDA, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 또는 개인용 컴퓨터인, 전자 장치.
- 제 5 항의 발광 장치를 포함하는 전자 장치에 있어서,상기 전자 장치는 비디오-오디오 양방향 통신 장치 또는 다목적 원격-제어 장치인, 전자 장치.
- 발광 장치에 있어서,각각이 캐소드, 유기 화합물 함유층 및 애노드를 포함하는 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들로서, 상기 제 1 발광소자는 적색광을 방사하고, 상기 제 2 발광소자는 녹색광을 방사하고, 상기 제 3 발광소자는 청색광을 방사하는, 상기 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들;상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들 앞측에 배열된 제 1 편광판;상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들과 상기 제 1 편광판 사이에 배열된 제 1 1/4파 판;상기 제 1 편광판과 상기 제 1 1/4파 판 사이에 배열된 제 1 반파 판;상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들 뒤측에 배열된 제 2 편광판;상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들과 상기 제 2 편광판 사이에 배열된 제 2 1/4파 판; 및상기 제 2 편광판과 상기 제 2 1/4파 판 사이에 배열된 제 2 반파 판을 포함하고,상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광소자들의 상기 애노드 및 상기 캐소드 각각은 광 투과 전도성 막인, 발광 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 광 투과 전도성 막은 인듐 주석 산화물 합금, 인듐 아연 산화물 합금, 산화아연, 및 SiOx를 포함하는 인듐 주석 산화물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 한 물질인, 발광 장치.
- 제 9 항의 발광 장치를 포함하는 전자 장치에 있어서,상기 전자 장치는 PDA, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 또는 개인용 컴퓨터인, 전자 장치.
- 제 9 항의 발광 장치를 포함하는 전자 장치에 있어서,상기 전자 장치는 비디오-오디오 양방향 통신 장치 또는 다목적 원격-제어 장치인, 전자 장치.
- 발광 장치에 있어서,기판;상기 기판에 의해 지지되고, 각각이 캐소드, 유기 화합물 함유층 및 애노드를 포함하는 복수의 발광소자들;상기 복수의 발광 소자들을 개재하여 서로 대향하는 제 1 편광판 및 제 2 편광판을 포함하고,상기 복수의 발광소자들의 상기 애노드 및 상기 캐소드 각각은 상기 복수의 발광소자들로부터 방사된 광에 투명한, 발광 장치.
- 제 13 항에 있어서,상기 복수의 발광소자들 각각에는 적어도 하나의 구동회로가 제공되는, 발광 장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 구동회로는 박막 트랜지스터를 포함하는, 발광 장치.
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