KR20040084829A

KR20040084829A - 면상 발광 장치용 투명 기판, 투명 기판의 제조 방법,그리고 면상 발광 장치 및 액정 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20040084829A
Application number: KR1020040020351A
Authority: KR
Inventors: 다께우찌노리히또; 이소가이후미까즈; 이시까와하루유끼; 요시다미끼오
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2004-10-06
Also published as: EP1462828A2; US7144146B2; EP1462828A3; TW200425778A; US20050151226A1; CN1533221A; JP2004296215A

Abstract

투명 기판이 면상 발광 장치용으로 사용된다. 투명 기판은 광입사면과 광입사면 반대쪽에 광출사면을 포함한다. 다수의 오목부는 광입사면을 향해 융기되어 광출사면에 형성된다. 각 오목부는 타원구의 일부분과 거의 같은 형상을 갖는다. 광출사면의 각 오목부 외곽은 거의 타원구이다. 각 오목부는 다른 오목부와 떨어져 형성된다.

Description

면상 발광 장치용 투명 기판, 투명 기판의 제조 방법, 그리고 면상 발광 장치 및 액정 디스플레이 장치{TRANSPARENT SUBSTRATE FOR AREA LIGHT EMITTING DEVICE, A METHOD FOR PRODUCING TRANSPARENT SUBSTRATE, AND AREA LIGHT EMITTING DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 면상 발광 장치용으로 사용되는 투명 기판, 투명 기판의 제조 방법, 그리고 투명 기판을 포함하는 면상 발광 장치 및 면상 발광 장치를 갖는 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다. 투명 기판은 광입사면과 광입사면 반대 쪽에 광출사면을 가지며, 외부를 향해 입사광을 출사하는 수단을 포함한다.

종래, 바텀 에미션 면상 발광 장치가 공지되어 있다. 광원은, 광입사면과 광입사면의 반대쪽에 광출사면을 갖는 투명 기판과, 투명 기판의 광입사면에 형성된 유기 EL 소자와 같은 발광 소자를 포함한다. 유기 EL 소자에서 출사된 빛은 투명 기판으로 안내되고 입사광은 광출사면에서 외부로 출사된다.

이런 종류의 면상 발광 장치는, 발광 소자에 의해 발생되어 투명 기판으로 출사된 전체 광량을 외부로 출사하지 못한다. 이는, 임계각 보다 작은 입사각으로 광출사면에 입사하는 빛층 외의 빛은 두 굴절율의 차이로 인해 광출사면에서 반사되기 때문이다. 광출사면의 임계각은 투명 기판과 외부 분위기 (일반적으로 공기) 의 굴절율에 의해 규정된다.

광출사면에서 반사된 빛은, 투명 기판의 가장자리를 통해 장치의 외부로 출사될 수 있고, 기판내에서 반사가 반복된 후 감쇠될 수 있으며, 또는 면상 발광 장치내의 진입으로 감쇠되어 광출사면에서 외부로 출사되지 않을 수도 있다.

광출사면에서 출사하기 어려운 빛을 내보내기 위해, 투명 기판의 광출사면에 광산란부를 형성하는 기술이 제안되었다 (일본 공개 공보 8 -83688). 이 종래 기술에 따르면, 광출사면에서 빠져나올 수 없는 빛은, 투명 기판의 평면 광출사면으로부터 빛의 일부를 출사하도록 광산란부에서 산란된다.

더욱이, 면상 발광 장치는 일반적으로 광출사면에서 특정 방향으로 높은 휘도를 갖는 것이 요구된다.

예컨데, 액정 디스플레이 장치에 조립된 면상 발광 장치에서, 다른 방향으로 출사된 광량 보다 광출사면에 수직인 방향으로 출사된 광량이 많아야 한다.

따라서, 투명 기판은 면상 발광 장치로부터 입사된 빛을 광출사면에서 높은 효율 (개선된 광취출효율) 로 출사하고, 광출사면에서 특정 방향으로 휘도가 높아야 한다 (개선된 광이용효율).

본 발명은 상기된 필요 조건을 이루기 위해 만들어 졌다. 본 발명의 목적은 면상 발광 장치에서 사용되는 경우 높은 광취출효율 뿐만 아니라, 면상 발광장치와 액정 디스플레이 장치에서 사용되는 경우 높은 광이용효율을 갖는, 면상 발광 장치용 투명 기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이런 면상 발광 장치용 투명 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 높은 광취출효율과 높은 광이용효율을 갖는 면상 발광 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기된 평면 광원을 갖는 액정 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 EL 장치의 구조를 나타내는 단면도.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 EL 장치의 구조를 나타내는 사시도.

도 3 은 오목부의 단면 형상을 나타내는 도 1 의 일부의 확대 단면도.

도 4 는 발광면 상의 오목부 외곽을 나타내는 투명 기판의 일부의 확대 상면도.

도 5 의 (a) - (d) 는, 본 발명의 투명 기판이, 광출사면에 수직인 두 쌍의 평행한 평면인 네 평면으로 형성된 오목부를 갖는 투명 기판 보다 광취출효율이 높은 것을 나타내는 도면으로, 도 5 의 (a) 및 (c) 는 상면도 그리고 도 의 5 (b) 및 (d) 는 단면도.

도 6 의 (a) - (d) 는, 본 발명의 투명 기판이, 원통 형상으로 형성된 오목부를 갖는 투명 기판 보다 광취출효율이 높은 것을 나타내는 도면으로, 도 6 의(a) 및 (c) 는 상면도 그리고 도 6 의 (b) 및 (d) 는 단면도.

도 7 의 (a) 및 (b) 는, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 기판이, 광출사면에 대해 단면 형상이 수직인 선과 평행인 선으로 형성된 오목부를 갖는 투명 기판 보다 광취출효율이 높은 것을 나타내는 단면도.

도 8 의 (a) 및 8 (b) 는, 오목부가 형성된 투명 기판이 볼록부가 형성된 투명 기판 보다 광이용효율이 더 높은 것을 나타내는 단면도.

도 9 의 (a) 및 (b) 는, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 기판은 다각형 단면 형상을 포함하는 오목부를 갖는 투명 기판 보다 휘도 균일성이 더 높은 것을 나타내는 단면도.

도 10 은 광출사면에서 육방 밀집 구조의 오목부의 배열을 나타내는 상면도.

도 11 은 광출사면에서 입방 밀집 구조의 오목부의 배열을 나타내는 상면도.

도 12 는 투명 기판에 오목부를 형성하는 바람직한 제조 방법의 단계를 나타내는 순서도.

도 13 은 면상 발광 소자 내에 광반사 부재가 제공된 면상 발광 장치의 단면도.

도 14 의 (a) 는 프리즘 시트를 갖는 면상 발광 장치의 단면도.

도 14 의 (b) 는 프리즘 시트를 갖는 면상 발광 장치의 구성을 나타내는 사시도.

도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 단면도.

도 16 은 모아레를 방지하기 위해 액정 디스플레이 패널과 유기 EL 장치의 위치 관계를 나타내는 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1. 면상 발광 장치 (유기 EL 장치)

2, 200, 201, 202, 203, 204, 205. 투명 기판

21, 210, 211, 212, 213, 214, 215. 광입사면

22, 220, 221, 222, 223, 224, 225. 광출사면

23, 230, 231, 232, 234, 235, 오목부

23a. 광출사면에서 오목부의 외곽

233. 볼록부

24, 240, 241, 242, 243, 244 : 발광면 (광취출면)

3, 309. 유기 EL 소자 (면상 발광 소자)

4. 광반사 부재

5. 프리즘 시트

6. 액정 디스플레이 장치

7, 709. 액정 디스플레이 패널

71. 비디스플레이면

72. 디스플레이면

73. 화소

A. 오목부 (23) 의 깊이

B. 외곽 (23a) 의 직경

C. 투명 기판 (2) 의 두께

D. 타원구 (Q) 의 단축

E. 타원구 (Q) 의 장축

F. 오목부 (23) 사이의 최단 거리

X1, X2,.... 외곽 (23a) 의 중심

b1, b2,....광선

본 발명의 목적을 이루기 위해, 본 발명에 따른 면상 발광 장치용 투명 기판은 광입사면과 광입사면 반대쪽에 광출사면을 가지며, 상기 광출사면은 광입사면을 향해 융기된 광출사면에 형성된 다수의 오목부를 가지며, 각 오목부의 벽은 타원구의 일부와 거의 같은 형상을 하고, 각 오목부의 외곽은 광출사면에서 거의 원형이며, 그리고 각 오목부는 다른 오목부와 떨어져 형성된 것을 특징으로 한다.

"타원구" 는 평면상의 타원을 그의 단축 또는 장축을 중심으로 회전시켜 얻은 형상을 의미한다. 따라서, 오목부는, 장축 또는 단축이 광출사면에 거의 수직인 타원구의 일부와 거의 동일한 형상을 갖는다고 말할 수 있다.

더욱이 상기 투명 기판에서, 오목부의 깊이는 바람직하게는 투명 기판의 두께의 절반 이하며, 광출사면의 외곽 직경의 1.5 배 이하고, 0.1 ㎛ 이상이다.

더욱이, 각 오목부는 다른 오목부와 떨어져 형성되는 것이 바람직하다.

각 오목부가 다른 오목부와 떨어져 형성되는 경우, 오목부는 가장 인접한 오목부의 최단 거리가 50 ㎛ 이상, 광출사면의 외곽의 중심 사이의 거리는 200 ㎛ 이하가 되도록 위치된다.

오목부는 광출사면의 오목부 외곽의 직경과 가장 인접한 오목부와의 최단 거리의 합이, 타원구의 단축 길이 이상, 그리고 장축의 길이 이하가 되도록 배치될 수 있다.

오목부는 광출사면의 오목부 외곽의 중심에 대해 거의 육방 밀집 구조 또는 입방 밀집 구조로 광출사면에 배치된다.

본 발명의 면상 발광 장치는 투명 기판과 발광면의 반대쪽에 배치된 발광 소자를 포함한다. 더욱이 면상 발광 장치는, 발광 소자의 반대쪽에서 또는 면상 발광 소자내에서, 투명 기판으로부터 온 빛을 다시 투명 기판 쪽으로 반사시켜 투명 기판에 통과시킨 후에 외부로 출사시키는 광반사 부재를 포함한다.

면상 발광 소자는 유기 EL 소자 또는 무기 EL 소자일 수 있다.

프리즘 시트는 투명 기판을 기준으로 발광 소자의 반대측에 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치는 상기 면상 발광 장치와 액정 디스플레이 패널을 포함한다. 액정 디스플레이 패널은 면상 발광 장치에 의해 출사된 광로에 배치된다.

액정 디스플레이 장치에서 액정 디스플레이 패널은, 액정 디스플레이 패널의 디스플레이면에서 볼 때, 디스플레이면의 인접 화소의 중심 사이에 형성된 직선과, 광출사면의 인접 오목부 외곽의 중심 사이에 형성된 직선이 서로 대치되도록 (서로평행하지 않음) 면상 발광 장치에 대해 위치된다.

본 발명에 따른 면상 발광 장치용 투명 기판의 제조 방법은, 투명 기판의 광출사면측에 샌드블라스팅하여 오목부를 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 면상 발광 장치용 투명 기판의 다른 제조 방법은, 투명 기판의 광출사면에서 오목부가 제공되지 않는 부분에 마스크를 제공하고, 샌드블라스팅을 실시하여 오목부를 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 목적과 장점은, 이하 첨부된 도면과 바람직한 실시예의 설명을 참조로 가장 잘 이해될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발광 장치의 예로 유기 EL 조명 장치와 유기 EL 장치를 갖는 액정 디스플레이 장치가 이하 상세히 설명된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 기판과 투명 기판을 제조하는 방법이 이하 상세히 설명된다. 유사한 참조 부호로 명기된 부분은 도면에서 동일하거나 비슷한 부분을 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발광 장치가 설명된다.

《면상 발광 장치 (1)》

도 1 및 2 에 도시된 바와 같이, 면상 발광 장치 (1) 는 투명 기판 (2) 의 광입사면 (21) 에서 발광 소자로서 유기 EL 소자 (3) 를 포함한다. 광반사 부재 (4) 는 유기 EL 소자 (3) 에 형성된다.

또한, 투명 기판 (2) 의 광출사면 (22) 에 또는 그 위에 프리즘과 같은 공지된 광학 부재가 배치될 수 있다.

투명 기판 (2) 을 이하 상세히 설명한다.

〈투명 기판 (2)〉

도 1 및 2 에 도시된 바와 같이, 투명 기판 (2) 은 광입사면 (21) 과 광입사면 (21) 반대쪽의 광출사면 (22) 을 가지며, 유기 EL 소자 (3) 를 지지하기 위한 기판이다. 광출사면 (22) 은, 광입사면 (21) 을 향해 융기된 다수의 오목부 (23) 을 갖는다. 오목부 (23) 를 갖는 광출사면은 이후 발광면 (24) 이라고 한다.

[오목부 (23) 의 형상]

도 3 의 단면도에 도시된 바와 같이, 오목부 (23) 의 형상은 타원구 (Q) 의 일부와 거의 동일한 형상이다. 즉, 단면도는 타원의 일부와 거의 동일하다.

더욱이, 도 4 의 상면도에 도시된 바와 같이, 광출사면 (22) 의 오목부 (23) 의 외곽 (23a) 의 형상은 거의 둥글다.

여기서 설명한 "타원구" 는 구형을 포함하며, "타원" 은 원형을 포함한다.

오목부는 거의 타원구의 일부 형상을 가지며, 즉 광출사면의 외곽의 형상은 거의 타원이다. 형상은 반드시 곡면일 필요는 없다. 광입사면에 수직 또는 평행인 평면이 없고, 광입사면에 수직 또는 평행인 선이 없는 경우도 허용될 수 있다. 형상은 타원구의 일부와 비슷한 형상일 수 있다. 이러한 평면 또는 선은 오목부의 일부로서 포함될 수 있다.

상기된 형상을 이용하여, 광입사면 (21) 을 통해 입사된 후 발광면 (24) 으로부터 출사되는 광량은, 발광면이 평면으로 형성된 투명 기판 또는 상기 형상과는다른 오목부 또는 볼록부가 형성된 투명 기판 보다 개선된다. 따라서, 광취출효율은 개선된다.

발광면 (24) (광출사면 (22)) 에서 지정 방향의 휘도는, 타원 외에 단면 형상을 갖는 오목부가 형성된 투명 기판 보다 높다. 즉, 광이용효율이 더 높다.

더욱이, 다른 부분보다 확실히 휘도가 더 높은 부분은 광출사면에 형성되기 어렵다 (휘선이 생기기 어렵다).

이 기구가 이하 설명된다. 우선, 타원구의 일부와 거의 동일한 형상을 가지며 광출사면 (22) 에서 외곽 (23a) 의 형상이 거의 원형인 오목부에 의해 얻어진 광취출효율이, 다른 형상을 갖는 다른 투명 기판 보다 더 높은 기구에 대해 설명한다.

(기구 1: 오목부 (23) 의 형상이 광취출효율에 기여하는 기구)

상면도인 도 5 의 (a) 와 단면도인 도 5 의 (b) 에 도시된 투명 기판 (200) 에는 직사각형 오목부 (230) 가 제공된다. 즉, 오목부 (230) 는 네 면으로 형성되며, 두 쌍의 면은 서로 평행하고, 바닥면은 광출사면 (220) 에 평행하다. 따라서, 도 5 의 (a) 에 도시된 바와 같이, 광선은 광선 (b1) 및 광선 (b1') (광선 (b1) 및 광선 (b1') 은 서로 평행) 에 의해 나타나는 바와 같이 투명 기판 (200) 내의 오목부 (230) 에서 반사된다. 유사하게, 도 5 의 (b) 에 도시된 바와 같이, 광선은 광선 (b2) 및 광선 (b2') (광선 (b2) 및 광선 (b2') 는 서로 평행) 에 의해 나타나는 바와 같이 투명 기판 (200) 내의 오목부 (230) 에서 반사된다. 따라서, 빛은 발광면 (240) 에서 외부로 출사될 수 없는 빛이다.

반면, 상면도인 도 5 의 (c) 와 단면도인 도 5 의 (d) 에 도시된 투명 기판 (2) 의 오목부 (23) 는, 상기된 형상으로 인해, 광입사면에 대한 진입 방향이 광선 (b1) 과 동일한 광선 (b1"), 그리고 광입사면에 대한 진입 방향이 광선 (b2) 과 동일한 광선 (b2") 을 발광면 (24) 에서 외부로 출사할 수 있는 부분을 갖는다.

따라서, 실시예의 투명 기판 (2) 은, 광출사면에 수직 또는 평행인 평면으로만 형성된 오목부를 갖는 투명 기판 (200) 보다 더 높은 광취출효율을 갖는다.

상면도인 도 6 의 (a) 와 단면도인 도 6 의 (b) 에 도시된 투명 기판 (2) 에 오목부 (231) 가 제공된다. 오목부 (231) 는 도 6 의 (b) 의 단면에서 광출사면 (221) 에 수직 또는 평행한 선으로 형성된다. 따라서 오목부 (231) 는 도 5 의 (a) 및 (b) 의 직사각형 오목부 (230) 와 유사하게, 투명 기판 (201) 내에서 도 6 의 (b) 에 도시된 투명 기판 (201) 의 두께 방향으로 소정의 각 (예컨데 광선 (b3)) 으로 빛을 반사한다.

반면, 상면도인 도 6 의 (c) 와 단면도인 도 6 의 (d) 에 도시된 투명 기판 (2) 은, 광입사면에 대한 진입 방향이 광선 (b3) 과 동일한 광선 (b3") 을 발광면 (24) 으로부터 출사할 수 있는 부분을 갖는다.

따라서, 실시예의 투명 기판 (2) 은, 광출사면에 수직 또는 평행인 평면으로만 형성된 오목부를 갖는 투명 기판 (201) 보다 더 높은 광취출효율을 갖는다.

게다가, 실시예의 투명 기판 (2) 은, 도 5 의 (a), 5 의 (b), 6 의 (a) 및 6 의 (c) 에 도시된 바와 같이 광출사면에 평행 또는 수직인 선으로 형성된 단면을 갖는 오목부가 제공된 투명 기판 보다, 오목부에 의해 반사된 빛을 발광면 (24) 에서 외부로 출사할 확율이 더 높다. 즉 광취출효율이 더 높다.

도 7 의 (a) 에 도시된 바와 같이, 광출사면에 수직 또는 평행인 선으로 형성된 단면을 갖는 오목부 (232) 의 면 (232b) 에서 반사되는 광선 (b4) 은, 입사각과 동일한 반사각을 갖는다. 따라서, 광선이 오목부 (232) 또는 광출사면 (222) 에 다시 입사될 경우, 입사각은 임계각 보다 크고, 따라서 발광면 (242) 에서 외부로 출사하지 못한다.

한편, 실시예의 오목부 (23) 는 직선부를 갖지 않으며, 따라서 오목부의 대부분에서 입사각과 반사각이 다르게 한다. 즉, 도 7 의 (b) 에 도시된 바와 같이, 광입사면에 대해 광선 (b4) 과 동일한 각을 갖는 광선 (b4') 은, 오목부 (23) 에서 광입사면 (21) 측을 향해 반사되고, 투명 기판 (2) 과 유기 EL 소자 (3) 사이의 계면 또는 반사 부재 (4) 에 의해 반사되며, 발광면 (24) 에서 외부로 출사된다.

상기된 바와 같이, 실시예의 투명 기판 (2) 은, 광출사면에서 어떠한 오목부 또는 볼록부도 없는 투명 기판 뿐만 아니라, 실시예의 형상과 다른 형상의 오목부를 갖는 투명 기판 보다도 높은 광취출효율을 갖는다.

볼록부가 형성된 투명 기판 보다 실시예의 투명 기판 (2) 의 광이용효율이 높은 기구가 도 8 의 (a) 및 (b) 를 참조하여 설명된다. 도 8 의 (a) 및 (b) 에서 광출사면의 법선 방향으로 취출된 빛을 "이용 가능한 빛" 이라 한다.

(기구 2: 오목부로 인해 광이용효율이 개선되는 기구)

도 8 의 (a) 에 도시된 바와 같이, 광출사면 (223) 에서 광입사면 (213) 의반대측으로 외부를 향해 융기된 볼록부 (233) 로 입사된 광선 (b5) 은, 볼록부 (233) 에서 발광면 (243) 을 지나 외부로 출사된다. 그러나, 외부로 출사된 광선은, 광출사면 (223) 에 법선 방향 성분을 갖지 않으면, 이용될 수 없다.

반면, 도 8 의 (b) 에 도시된 실시예의 투명 기판 (2) 은, 초기 광선 (b5') 이 이용될 수 없는 각으로 발광면 (24) 에서 외부로 출사되는 경우라도, 빛을 반복적으로 투명 기판 (2) 내에 진입하도록 한다. 반복해서 진입된 빛의 일부는, 오목부 (23) 에서 굴절과 반사를 통해 광출사면 (22) 의 법선 성분을 가지고 외부로 출사된다.

상기된 바와 같이, 실시예의 투명 기판 (2) 은 볼록부 대신 오목부를 가져, 볼록부를 갖는 기판 뿐만 아니라 볼록부와 오목부를 모두 갖는 기판 보다도 높은 광이용효율을 갖는다.

더욱이, 오목부 (23) 는 타원구의 일부와 거의 동일하기 때문에, 오목부 (23) 의 입사광을 단일 방향으로 밀집시킬 수 있다. 따라서, 도 3 의 타원구 (Q) 의 형상과 오목부 (23) 의 깊이를 적절하게 설정하여, 광이용효율을 극도로 개선할 수 있다.

(기구 3: 휘선을 억제하는 기구)

도 9 의 (a) 의 단면도에 도시된 바와 같이, 단면에서 광출사면 (224) 에 수직인 직선부 (234c) 를 갖는 오목부 (234) 는, 소정의 입사각으로 직선부 (234c) 에 입사하는 광선 (b6, b6',...,) (광선 (b6, b6',...,) 은 서로 평행) 을 직선부 (234c) 의 방향을 따라서 출사한다. 반면, 발광면 (244) 의 다른 부분에서, 광출사면 (244) 에 대해 수직 방향으로 입사하는 광선 (b7, b7',...,) 은, 광출사면 (244) 의 법선 방향으로 출사된다. 따라서, 발광면 (244) 은 직선부 (234c) 에서 광출사면 (224) 의 법선 방향으로 출사된 빛을 더 많이 가지므로써, 강한 휘선을 나타나게 된다.

한편, 도 9 의 (b) 에 도시된 실시예의 투명 기판 (2) 은, 도 9 의 (a) 의 오목부 (234) 의 직선부 (234c) 와 같은 긴 직선부를 갖지 않고, 발광면 (24) 의 특정 부분에서 특정 방향으로 아주 높은 휘도를 나타내지 않는다.

더욱이, 본 발명자는 도 3 및 4 에 도시된 바와 같이, 홈 (23) 의 깊이 (A) 를 광출사면 (22) 의 외곽의 직경 (B) 의 1.5 배 이하, 그리고 기판의 두께 (C) 의 절반 이하로 설정하도록 하였다.

오목부 (23) 의 깊이 (A) 가 광출사면 (22) 의 외곽의 직경 (B) 의 1.5 배 이상, 또는 기판의 두께 (C) 의 절반 보다 큰 경우, 투명 기판 (2) 이 제조 중에 파손될 수 있다. 상기된 형상으로 오목부를 형성하고, 상기된 바와 같이 깊이를 설정하면, 우수한 광취출효율과 광이용효율 뿐만 아니라, 강한 투명 기판도 얻을 수 있다.

더욱이, 이 장점은 0.1 ㎛ 이상의 깊이 (A) 를 갖는 오목부 (23) 로 얻어질 수 있다.

오목부 (23) 의 형상 및 크기는 동일하거나 다를 수 있다.

[오목부 (23) 의 배치]

본 발명자는, 다른 어떤 오목부에도 연결되지 않는 각각 개별적인 오목부(23) 가 형성될 경우, 광취출효율이 더 높다는 것을 발견하였다. 특히, 인접한 오목부 (23) 사이의 최단 거리 (F) 가 50 ㎛ 이상, 그리고 광출사면 (22) 의 인접 오목부 외곽의 중심 (X) 간의 거리가 200 ㎛ 이하로 설정되는 경우 다음과 같은 이점이 얻어질 수 있다.

- 최단 거리 (F) 가 50 ㎛ 이상으로 설정되면, 오목부 (23) 를 형성하기 위해 샌드블라스팅이 실시되는 경우에는, 오목부 (23) 가 광출사면 (22) 에 제공되지 않는 위치에 마스크가 용이하게 제공될 수 있다. 따라서, 오목부 (23) 의 위치와 형상은 광출사면 (22) 에서 높은 정확성으로 용이하게 제어될 수 있다.

- 중심 거리 (X) 가 200 ㎛ 이하로 설정되면, 오목부 (23) 를 투명 기판 (2) 의 광출사면 (22) 위 10 ㎝ 이상의 높이에서는 거의 볼 수 없다. 따라서, 투명 기판 (2) 이 휴대 단말용 면상 발광 장치에 이용되는 경우, 이용자가 오목부 (23) 를 볼 가능성은 매우 적다.

- 광취출효율은 이하 나타난 모의 시험 결과에서 증명되듯이 아주 높다.

모의 시험 조건 1

모의 시험 방법 : 광선 추적법

도 3 의 단축 (D) : 200 ㎛

도 3 의 장축 (E) : 562 ㎛

도 3 의 깊이 (A) : 95 ㎛

(광출사면 (22) 의 외곽 직경 (B) 는 150 ㎛)

도 3 의 오목부 사이의 최단 거리 (F) : 5 ㎛ - 300 ㎛ 에서 5 ㎛ 씩 변함

휘도 측정 위치 : 광출사면 (23) 의 법선에 대해 50 도 방향의 휘도

기준치 : 오목부가 없는 투명 기판의 광출사면에 대해 50 도 방향의 휘도 (기준치 1)

모의 시험 조건 2 (모의 시험 조건 1 과 다른점)

도 3 의 깊이 (A) : 40 ㎛

(광출사면 (22) 의 외곽 직경 (B) 는 60 ㎛)

상기 조건을 근거로한 모의 시험 결과, 기준치의 1.3 배 이상의 휘도가 두 시험 모두에서 얻어 졌다.

더욱이, 유사한 모의 시험에서, 직경 (B) 과 최단 거리 (F) 의 합이 타원구의 단축 (D) 의 길이 이상이고, 장축 (E) 의 길이 이하인 경우, 기준치의 1.5 배 이상의 휘도가 얻어지는 것을 알 수 있었다.

오목부 (23) 가, 도 10 에 도시된 바와 같이 외곽 (23a) 의 중심 (X) 에 대해 거의 육방 조밀 구조로 배치되는 경우, 또는 도 11 에 도시된 바와 같이 중심 (X) 에 대해 거의 입방 조밀 구조로 배치되는 경우, 형성된 오목부 (23) 의 수는 다른 식으로 광출사면 (22) 에 오목부 (23) 가 배치되는 경우에 비해 증가된다. 따라서, 오목부가 이렇게 배치되면 실시예의 장점이 크게 될 수 있다.

이 경우, 중심 (X) 와 중심 (X1,..., X6) 사이의 거리 또는 중심 (X) 와 중심 (X11), (X13), (X14), (X16) 사이의 거리는 200 ㎛ 이하, 그리고 오목부 (23) 사이의 최단 거리는 50 ㎛ 이상이 바람직하다.

[투명 기판 (2) 의 재료]

유기 EL 소자 (3) 와 같은 발광 소자를 지지할 수 있으면, 어떤 재료도 투명 기판 (2) 으로 사용될 수 있다. 본 명세서에서 "투명" 은, 광출사면 (22) 에서 외부로 취출되는 빛에 대해 투과성이 있는 것을 의미한다. 광출사면 (22) 에서 취출된 빛은 거의 가시 광선 스펙트럼의 범위 (약 380 ㎚ 내지 800 ㎚ 의 파장의 빛) 에서 설정된다.

이런 부재로서, 면상 발광 장치용 투명 기판을 위해 사용되는 공지된 재료가 사용된다. 일반적으로, 세라믹 기판 예컨데, 유리 기판 또는 석영 기판, 또는 예컨데 아크릴로 형성된 투명 수지 기판이 사용된다. 동일하거나 다른 종류의 여러 기판을 병합한 복합 시트가 사용될 수도 있다.

[제조 방법]

오목부 (23) 는, 투명 기판에 오목부를 형성하기 위해 사용되는 임의의 공지된 방법 (기계적 절삭 또는 화학적 에칭 등) 에 의해 형성될 수 있지만, 샌드블라스팅에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 샌드블라스팅이 사용되는 경우 오목부는, 오목부 (23) 가 제공되는 위치를 샌드로 때리는 것 만으로 형성될 수 있고, 심지어 유기 EL 소자 (3) 가 광입사면 (21) 에 형성된 후에도, 유기 EL 소자 (3) 에 대한 특별한 보호 없이 다수의 오목부 (23) 가 광출사면 (22) 에 형성될 수 있다

샌드블라스팅으로 투명 기판 (2) 의 광출사면 (22) 에 오목부 (23) 를 형성하는 바람직한 방법이 도 12 를 참조하여 이하 설명된다.

단계 1 : 광출사면 (22) 에 오목부 (23) 가 형성되지 않는 위치에 마스크를 형성한다.

단계 2 : 투명 기판 (2) 의 광출사면 (22) 에 샌드블라스팅 처리를 실시한다.

단계 3 : 마스크를 제거한다.

다수의 오목부 (23) 가 상기 단계를 통해 광출사면 (22) 에 형성된다. 더욱이, 유기 EL 소자 (3) 가 광입사면 (21) 에 형성되기 전, 또는 그 소자가 형성된 후에도 처리가 실행될 수 있다.

다른 구성 요소를 이하 설명한다.

〈유기 EL 소자 (3)〉

유기 EL 소자 (3) 는 한 쌍의 전극 사이에, Alq3 등의 유기 발광 재료를 포함하는 유기 재료로 주로 형성된 유기층을 포함한다. 전류가 유기층에 있는 홀과 전극과 재결합 하도록 전극 사이에서 흐르는 경우, 유기 발광 재료는 여기되며, 그리고 유기 발광 재료의 여기 상태가 기저 상태로 떨어지는 경우, 유기 EL 소자는 발광한다. 유기 EL 소자는, 공지된 유기 EL 소자로 사용하기 위해 채택된 재료를 사용하여 투명 기판의 광출사면 (21) 에 공지된 박막성막법으로 형성될 수 있다.

유기 EL 소자는, 무기 EL 소자 또는 사이드 에지형 조명 장치 등의 다른 공지된 발광 소자로 변환될 수도 있다.

〈광반사 부재 (4)〉

광반사 부재 (4) 는 유기 EL 소자 (3) 를 기준으로 투명 기판 (2) 의 반대쪽에 배치되고, 입사광을 유기 EL 소자 (3) 쪽으로 반사시킨다. 광반사 부재는일반적으로 금속, 합금 또는 금속 화합물에서 선택된 재료를 포함한다. 광반사 부재는 유기 EL 소자 (3) 에 증착으로 형성되거나, 이 재료들로 형성된 플레이트를 유기 EL 소자 (3) 에 고정하여 형성된다.

광반사 부재 (4) 는 도 13 에 도시된 바와 같이 유기 EL 소자 (3) 내에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기된 재료로 구성된 전극을 투명 기판 (2) 과 마주하도록 발광층에 형성하며, 이 전극은 광반사 부재 (4) 의 기능을 제공한다.

〈프리즘 시트 (5)〉

도 14 의 (a) 에 도시된 바와 같이, 프리즘 시트 (5) 는 일 실시예의 면상 발광 장치 (1) 에서 투명 기판 (2) 의 광출사면 (22) 에 제공될 수 있다.

일반적으로, 휘도는 오목부 (23) 가 형성된 광출사면 (22) 에서 특정 방향으로 개선된다. 이들 방향으로 출사된 빛이 프리즘 시트 (5) 의 굴절 또는 전반사에 의해 소망하는 방향으로 향하게 되는 경우, 광이용효율이 개선될 수 있다.

굴절형 프리즘 시트 및 전반사형 프리즘 시트와 같은, 공지된 프리즘 시트가 프리즘 시트 (5) 로서 사용될 수 있다.

한 쌍의 프리즘 시트가 도 14 의 (b) 에 배치되어 있다. 당업계에 공지된 바와 같이, 복수의 프리즘 (홈) (50', 50") 이 프리즘 시트에서 한 가장자리면에서 다른 가장자리면까지 신장된다. 두 프리즘 시트가, 프리즘 시트 (5') 의 홈 (50') 의 방향을 시트 (5") 의 홈 (50") 에 거의 수직이도록 배치하는 경우, 투명 기판 (2) 에서 출사된 광선 중에서 네 방향으로 진행되는 빛은 광출사면 (22) 의 법선을 따르는 방향으로 집광될 수 있다.

일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치 (6) 가 이하 설명된다.

《액정 디스플레이 장치 (6)》

도 15 는 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치 (6) 의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 16 은 모아레를 방지하기 위한 액정 디스플레이 패널 (7) 과 면상 발광 장치 (1) 의 위치 관계를 나타내는 사시도이다.

도 15 에 도시된 바와 같이, 액정 디스플레이 장치 (6) 에서 액정 디스플레이 패널 (7) 이 면상 발광 장치 (1) 의 광취출면 (24) (투명 기판 (2) 을 기준으로 유기 EL 소자 (3) 의 반대쪽 면) 과 대면하도록 제공된다. 즉, 액정 디스플레이 패널 (7) 은 면상 발광 장치 (1) 로부터 출사된 광로에 배치된다.

액정 디스플레이 패널 (7) 은 비디스플레이면 (71) 과 면상 발광 장치 (1) 가 서로 대면하도록 배치된다. 비디스플레이변 (71) 으로부터 입사되고 광출사면 (72) 으로부터 출사된 빛의 양과 상태가 광출사면 (72) 에 패턴 (이미지) 을 표시하도록 각 화소에 의해 조절된다. 패널에는 투과형 패널과 반투과형 패널이 있다. 투명 기판 (2) 의 발광면 (22) 에 배치된 오목부 (23) 와 액정 디스플레이 장치 패널 (7) 의 화소 (73) 로 인한 모아레를 방지하기 위해, 인접한 화소 (73) 의 중심으로 형성된 직선 (M) 및 (L) 그리고 인접한 오목부 (23) 의 외곽 (23a) 의 중심 (X) 으로 형성된 직선 (M') 및 (L') 은, 액정 디스플레이 장치 패널 (7) 의 디스플레이면 (72) 에서 볼 때, 서로 대치되도록 배치된다.

본 발명은 발명의 원리 또는 범위를 벗어나지 않는 다른 여러 특정한 형태로실시될 수 있는 것이, 당업자에게 명백할 것이다.

따라서, 본 예 및 실시예는 설명된 바와 같이 제한되지 않고 고려되며, 본 발명은 명세서의 상세한 설명에 국한되지 않고, 첨부된 청구항의 범위 및 등치 내에서 변형될 수 있다.

상기된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 면상 발광 장치용 투명 기판은, 면상 발광 장치에서 사용되는 경우 높은 광취출효율 뿐만 아니라, 면상 발광 장치와 액정 디스플레이 장치에서 사용되는 경우 높은 광이용효율을 갖는다.

Claims

광입사면과 광입사면 반대쪽에 광출사면을 가지며, 상기 광출사면은 광입사면을 향해 융기된 광출사면에 형성된 다수의 오목부를 갖는 면상 발광 장치용 투명 기판에 있어서,

각 오목부의 벽은 타원구의 일부와 거의 같은 형상을 하고, 광출사면에서 각 오목부의 외곽은 거의 원형이며, 그리고 각 오목부는 다른 오목부와 떨어져 형성된 것을 특징으로 하는 면상 발광 장치용 투명 기판.
제 1 항에 있어서, 오목부와 그에 가장 인접한 오목부 사이의 최단 거리는 50 ㎛ 이상, 그리고 광출사면의 오목부 외곽의 중심 사이의 거리는 200 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 면상 발광 장치용 투명 기판.
제 1 항에 있어서, 각 오목부는, 광출사면의 오목부 외곽의 직경과 가장 인접한 오목부와의 최단 거리의 합이 타원구의 단축의 길이 이상이며 타원구의 장축의 길이 이하인 것을 특징으로 하는 면상 발광 장치용 투명 기판.
제 1 항에 있어서, 오목부는 광출사면의 오목부 외곽의 중심에 대해 거의 육방 밀집 또는 입방 밀집으로 배치되는 것을 특징으로 하는 면상 발광 장치용 투명 기판.
제 1 항에 있어서, 오목부의 깊이는 투명 기판의 두께의 절반 이하며, 광출사면의 외곽의 직경의 1.5 배 이하인 것을 특징으로 하는 면상 발광 장치용 투명 기판.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 투명 기판, 그리고 투명 기판의 광입사면을 기준으로 광출사면의 반대측에 배치된 면상 발광 소자를 포함하는 면상 발광 장치에 있어서,

투명 기판으로부터의 입사광을 다시 투명 기판 쪽으로 반사시키기 위해 광반사 부재가 면상 발광 소자를 기준으로 투명 기판의 반대쪽 또는 면상 발광 소자 내에 배치되고, 면상 발광 장치로부터 출사된 빛이 투명 기판을 통과하여 출사되는 것을 특징으로 하는 면상 발광 장치.
제 6 항에 있어서, 면상 발광 소자는 유기 EL 소자 또는 무기 EL 소자인 것을 특징으로 하는 면상 발광 장치.
제 6 항 또는 7 항에 있어서, 투명 기판을 기준으로 발광 소자의 반대쪽에 프리즘 시트가 배치되는 것을 특징으로 하는 면상 발광 장치.
제 6 항에 따른 면상 발광 장치와 면상 발광 장치에서 출사된 광로에 배치된액정 디스플레이 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
제 9 항에 있어서, 액정 디스플레이 패널은, 액정 디스플레이 패널상의 인접 화소의 중심 사이에 형성된 직선과 광출사면의 인접 오목부 외곽의 중심 사이에 형성된 직선이 액정 디스플레이 패널의 디스플레이면에서 볼 때 서로 대치되도록 면상 발광 장치에 대해 위치되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 면상 발광 장치용 투명 기판을 제조하는 방법으로서, 상기 오목부는 투명 기판의 광출사면측에 오목부가 제공되는 부분을 샌드블라스팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 면상 발광 장치용 투명 기판의 제조 방법.
제 11 항에 있어서, 오목부가 형성되기 전에, 투명 기판의 광출사면에서 오목부가 형성되지 않는 부분에 마스크가 제공되는 것을 특징으로 하는 면상 발광 장치용 투명 기판의 제조 방법.
투명 기판의 광출사면에 오목부가 제공되지 않는 부분에 마스크를 제공하고, 샌드블라스팅을 실시하여 광출사면에 오목부를 형성하는 것을 특징으로 하는 투명 기판의 광출사면의 오목부 제조 방법.