KR20050027983A - 피드백 증대 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

피드백 증대 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20050027983A
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light emitting
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매그노죤엔
코흐진씨
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제오럭스 코포레이션
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Abstract

피드백 증대 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치(도 3)가 제공된다. 상기 디스플레이 장치는 능동 및 수동 매트릭스 디스플레이 및 투사 디스플레이를 포함하지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 피드백 요소 사이에 배치되는 광 방출 요소는 상기 디스플레이 장치에서 발광 요소로서 사용된다. 광 방출 요소(104)는 유기 또는 무기 재료를 포함할 수 있다. 방출 요소에 연결되되는 상기 피드백 요소는 상기 광 방출 요소가 자극 방출에 의해 시준 광을 방출할 수 있도록 해준다. 한 가지 양태에서, 상기 기능을 제공하는 피드백 요소는 연속적으로 변하는 굴절률을 갖고 있는 홀로그래픽 반사체를 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

Description

피드백 증대 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치{DISPLAY DEVICES USING FEEDBACK ENHANCED LIGHT EMITTING DIODE}
본 출원은 2002년 5월 8일에 출원된 미국 특허 가출원 번호 제60/379,141호의 이점을 수반하며, 상기 가출원은 그 전체가 본 명세서에 참고로 합체된다. 본 출원은 2003년 5월 8일에 출원된 "피드백 증대 발광 소자"라는 명칭의 미국 특허 출원 번호 제__호와, 2003년 5월 8일에 출원된 "피드백 증대 조명 다이오드를 이용한 조명 장치"라는 명칭의 미국 특허 출원 번호 제__호와 관련된 것으로서, 이들 출원 역시 그 전체가 본 명세서에 참고로 합체된다.
본 발명은 디스플레이 장치, 특히 피드백 증대 발광 다이오드(feedback enhanced light emitting diode)를 이용하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
오늘날 사용되고 있는 디스플레이 장치는 통상적으로, 액정 디스플레이(LCD)를 채용하고 있으며, 보다 최근에는 유기 발광 소자(OLED)를 채용하고 있다. 도 1a 및 도 1b는 능동 및 수동 매트릭스 디스플레이 소자와 같은 디스플레이 소자의 예 및 그 동작을 간략하게 나타나고 있다.
매트릭스 디스플레이는 통상, 작은 화소(픽셀)의 그리드(grid)를 포함하는데, 문자를 형성하고 그래픽 및 비디오 영상을 디스플레이하도록 스위칭될 수 있다. 전극은 일련의 스트라이프(stripe)로서 패턴화되어 있는데, 한 글라스 부재 상의 스트라이프(11, 12)는 다른 글라스 부재 상의 스트라이프에 수직으로 연장된다. 상기 전극들은 투광성의 전도성 재료, 보통 인듐-주석 옥사이드(ITO)로 제조된다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 스트라이프들이 겹치는 곳에 스위칭 셀 또는 스위칭 픽셀(10)이 형성된다. 액정 디스플레이에서, 상기 픽셀은 전극 사이에 삽입된 액정 재료로 구성된다. OLED에서, 일련의 유기 반도체 재료가 상기 전극 사이에 삽입되어 있는데, 상기 반도체 재료 중 하나는 전류가 인가되면 광을 방출한다.
수동 매트릭스 디스플레이는 특정 픽셀에 전하를 공급하기 위하여 단순한 그리드를 사용한다. 즉, 적절한 디스플레이 구동 전압으로 특정의 칼럼(column) 또는 로우(row)가 언제 바이어스될지를 제어하는 집적 회로에 칼럼 또는 로우들이 접속된다. 픽셀을 작동시키기 위하여, 상기 집적 회로는 구동 전압 신호로 올바른 칼럼 및 올바른 로우를 바이어스시킨다. 상기 로우 및 칼럼은 지정된 픽셀에서 교차하고, 상기 로우 및 칼럼 바이어스 전압에 의해 그 픽셀에서 올바른 전압이 형성된다.
능동 매트릭스 디스플레이에서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 각 픽셀 위치에서 저장 커패시터(14)와 트랜지스터 스위치(13)를 채용하는 구동 체계(drive scheme)가 이용된다. 능동 매트릭스 디스플레이는 가장 흔하게는, 박막 트랜지스터(TFT)를 이용한다. 보통 크기가 아주 미세한 TFT는 유리 기재 상에서 매트릭스 형태로 배열되고, 도 1b에 도시된 바와 같이 상기 로우 및 칼럼 버스에 접속된다. 특정 픽셀을 어드레스하기 위하여, 적절한 로우가 바이어스되어, 그 로우에 접속되어 있는 TFT 게이트를 켠다. 다음에, 올바른 칼럼이 상기 적절한 구동 전압으로 바이어스된다. 칼럼이 교차하는 다른 모든 로우들은 꺼지기 때문에, 상기 지정된 픽셀에 있는 저장 커패시터만이 전하를 수용한다. 상기 저장 커패시터(14)는 상기 TFT 게이트가 꺼진 후에 그리고 다음의 새로운 사이클까지 상기 픽셀(15) 상에 전하를 저장하고 바이어스 전압을 유지할 수 있다. 이것은, 신호를 자주 새롭게 해 줄 필요가 없고 따라서, 더 큰 매트릭스화된 어레이(array)가 가능하다는 것을 의미한다. 또한, 상기 트랜지스터는 전체 스위칭 전압이 인가될 때에 단지 상기 픽셀을 켬으로써 누화(crosstalk)를 방지한다.
그러나, 전술한 매트릭스 디스플레이 소자를 포함하는 디스플레이 장치는, 예컨대 주변의 조명 환경이 밝은 경우 뷰잉 특성(viewing characteristics)이 나쁘고, 넓은 뷰잉 각에 걸친 가시성이 불량하며, 전력 소모가 크다는 관련 단점을 갖고 있다. 따라서, 보다 효율적인 디스플레이 장치에 대한 요구가 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 매트릭스 디스플레이 장치의 예를 보여준다.
도 2는 본 발명의 한 가지 실시예에 따른 디스플레이 장치에 사용될 수 있는 발광 소자를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 디스플레이 장치에 사용되는 한 가지 실시예의 피드백 증대 발광 다이오드를 나타낸다.
도 4는 한 가지 실시예에서 칼라 수동 매트릭스 디스플레이의 예를 나타낸다.
도 5는 피드백 증대 OLED를 이용하는 능동 매트릭스 디스플레이의 한 예를 보여준다.
도 6은 한 가지 실시예에서 무용 공간의 여지를 포함하는 피드백 증대 능동 매트릭스 OLED의 한 가지 예를 나타낸다.
도 7 및 도 8은 개시된 본 발명의 여러 실시예에서 능동 매트릭스 구동부의 예들을 보여준다.
도 9는 한 가지 실시예에서 OLED를 포함하는 투사 시스템을 보여준다.
도 10은 OLED 어레이에서 나와 곧바로 스크린 구조 내로 들어가, 능동 매트릭스 장치 내의 후방 투사 스크린의 스크린 전면에 영상을 형성하는 레이저 투사 영상을 나타낸다.
도 11은 OLED 어레이에서 나와 곧바로 스크린 구조 내로 들어가, 수동 매트릭스 장치 내의 후방 투사 스크린의 스크린 전면에 영상을 형성하는 레이저 투사 영상을 나타낸다.
피드백 증대 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치가 제공된다. 한 가지 양태에 있어서, 디스플레이 장치는, 제1 피드백 층과 제2 피드백 층 사이에 배치되는 적어도 하나의 발광 재료층을 포함하는 발광 소자를 포함한다. 상기 제1 피드백 층 및 제2 피드백 층 중 적어도 하나는 적어도 부분적으로 주기적으로 변하는 굴절률 프로파일을 갖고 있는 재료를 포함할 수 있다. 상기 제2 피드백 층 부근에 영상 요소(imaging element)가 제공되어, 디스플레이된 영상이 다소 떨어져서 투사될 수 있도록 해준다. 영상 요소는 투사 렌즈(projection lens), 광 발산 스크린(light diverging screen), 확산 스크린 또는 다른 형태의 후방 투사 스크린 또는 다른 영상 형성 장치를 포함할 수도 있다.
다른 양태에 있어서, 디스플레이 장치는 제1 피드백 층과 제2 피드백 층 사이에 배치되는 적어도 하나의 광 방출 재료층을 포함하는 발광 소자를 포함한다. 상기 제1 피드백 층 및 제2 피드백 층 중 적어도 하나는, 적어도 부분적으로 주기적으로 그리고 연속적으로 변하는 굴절률 프로파일을 갖고 있는 재료를 포함할 수 있다.
여러 가지 실시예의 구조 및 동작뿐만 아니라 추가의 특징들을 첨부 도면을 참조하여, 이하에서 상세히 설명한다. 도면에서, 동일한 참조 부호는 동일하거나 또는 기능적으로 유사한 요소를 지칭한다.
피드백 증대 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치가 개시된다. 디스플레이 장치는 능동 및 수동 매트릭스 디스플레이, 투사 시스템을 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 피드백 증대 발광 다이오드는 2003년 5월 8일에 "피드백 증대 발광 장치"라는 명칭으로 출원되어 현재 계류중인 미국 특허 출원 제__호에 그 전체가 개시되어 있다. 예컨대, 도 2 및 도 3은 본 발명의 디스플레이 장치에 사용되는 한 가지 실시예의 피드백 증대 발광 다이오드를 보여준다.
도 2는 한 가지 실시예의 발광 소자를 보여준다. 상기 소자(1)는 방출층(2)과 피드백 요소(4)를 포함한다. 피드백 요소(4)는 적어도 부분적으로 주기적인 굴절률 변화를 갖고 있는 층일 수 있는데, 이는 일부 광이 상기 피드백 요소(4)를 통해 통과할 수 있도록 해준다. 다른 양태에서, 피드백 요소(4)는 주기적이고 연속적인 굴절률 변화를 갖고 있는 층일 수 있다. 주기적이고 연속적인 굴절률 변화 를 갖고 있는 피드백 요소층은 "피드백 증대 발광 장치"라는 명칭의 상기 계류 중인 미국 특허 출원에 상세히 개시되어 있다.
제2 피드백 요소(6)가 포함될 수도 있는데, 이 경우 상기 방출층이 두 피드백 요소(4, 6) 사이에 개재된다. 상기 제2 피드백 요소(6)는 일부 광이 제2 피드백 요소(6)를 통해 통과할 수 있도록 해주거나, 그 요소에 들어온 입사광을 실질적으로 반사시킬 수 있다. 한 가지 실시예에서, 주기적인 굴절률 변화를 갖고 있는 구조, 평면 거울, 분포된 브라그 리플렉터(distributed Bragee reflector, DBR) 또는 다른 리플렉터가 제2 피드백 요소(6)로서 사용될 수도 있다.
한 가지 양태에서, 상기 소자는 또한 상기 피드백 층과 방출층 사이에 놓이는 투광성 버퍼층, 디퓨저, 애노드, 캐소드 또는 다른 요소들을 포함할 수도 있다. 도 3은 추가의 요소들을 포함하고 있는 방출 소자(300)를 나타낸다. 예컨대, 캐소드(102) 및 애노드(104)와 같은 한 쌍의 전극이 방출층(2)과 피드백 층(4,6) 사이에, 각각 배치될 수도 있다.
캐소드(102)는 방출층(2) 부근에 일함수가 낮은 표면을 갖고 있는 투광성 전도 구조를 포함할 수도 있어, 전자들을 방출층(2) 내로 주입할 수 있다. 한 가지 양태에서, 원하는 투광성을 갖고 있는 캐소드(102)에 대하여, 두 층 구조의 캐소드가 제공될 수 있다. 상기 두 층 구조의 캐소드는, 본질적으로 투광성이 있고 예컨대 5 나노미터(nm) 정도의 매우 얇은 금속 캐소드를 포함할 수도 있다. 다음에, 상기 금속은, 예컨대 피드백 층 측에서, 인듐-주석 옥사이드(ITO)와 같은 투명 전도체로 배킹처리되어, 임피던스가 작은 장치를 갖기에 충분히 큰 전도성을 만들어 낸다. 애노드(104)는 방출층(2) 내로 정공을 주입할 수 있도록, 큰 일함수를 갖도록 선택된 투명한 전도성 재료를 포함할 수도 있다.
상기 방출층(2)은 상단 피드백 층(4) 및 바닥 피드백 층(6)의 반사 밴드와 겹치는 스펙트럼 방출 밴드를 갖고 있는 전기 발광 재료를 포함할 수 있다. 한 가지 양태에서, 상기 방출층(2)은 형광 또는 인광 방출 재료, 방출 무기 반도체 재료(예컨대, GaAs, AlGaAs 또는 InGaN), 유기금속 재료, 복합 유기/무기 재료 또는 액정 재료일 수도 있다.
상기 피드백 층(4, 6)은, 광을 흡수하지 않으며 주기적으로 변하는 굴절률을 갖고 있는 재료를 포함할 수 있다. 상기 피드백 층(4, 6)은 도면에서 "출광(light out)"(110)이라 표시된 축을 따라 전파되는 주어진 파장 밴드의 광을 반사시키는 광자 결정으로서 작용할 수 있다.
광자 결정은, 하나 이상의 축을 따라 주기적으로 변하는 굴절률을 갖고 있기 때문에, 상기 축을 따른 특정 진동수의 광 전파를 지지할 수 없는 재료이다. 상기 광자 결정은 상기 축들을 따른 일부 반사 밴드에 걸쳐 완전한 반사체가 되고 광 에너지에 있어서 광자 밴드 갭을 갖는다고 할 정도로 충분한 두께에서는 지지 기능을 할 수 없다. 피드백 층(4, 6)은 일차원 광자 밴드 갭을 보여준다.
이것을 보는 다른 방식은, 상기 층의 법선을 따라 피드백 층 재료로 들어가는 광이 굴절률 진동의 한 사이클을 통과할 때마다 작은 반사를 겪는 것이다. 상기 피드백 요소가 충분히 두꺼운 경우, 피드백 요소는 공진 파장(2d)에서 거의 완전한 반사체로서 작용할 수도 있는데, d는 굴절률 공간 진동(refractive index spatial oscillation)의 피치(pitch)이다.
한 가지 양태에서, 상기 피드백 층들은 원하는 방출 파장에서 피크 반사율을 갖고 있는 평면파 홀로그램으로부터 제작된다.
한 가지 양태에서, 도 3에 도시한 소자(200)는 뒤집어 질 수 있다. 즉, 캐소드(102)와 애노드(104)의 위치가 서로 바뀔 수 있다.
상기 소자(300)는 또한, 피드백층, 예컨대 피드백 층(6) 부근에 배치되는 기재(106)를 포함할 수 있다. 상기 기재(106)는 그 위에 상기 소자(300)가 만들어지는 층으로서 사용된다. 한 가지 양태에서, 상기 기재(106)는 투광성 재료를 포함할 수 있다. 한 가지 양태에서, 커버(108)로서 기능하도록 상기 소자 위에 재료가 적용될 수 있다. 커버(108)는, 예컨대 주변의 물과 산소를 기밀식으로 밀봉하거나, 그렇지 않으면 화학적 또는 다른 열화 요인으로부터 상기 소자를 보호하는 기능을 한다.
상기 소자(300)의 다른 구성 요소들은 애노드(104)와 방출층(2) 사이에 정공 수송층을 포함할 수 있다. 상기 정공 수송층은 상기 방출층(2)에서 보다 많은 전자/정공 재결합이 일어나도록 하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 보통 정공 이동도가 낮은 것과 같이 전자 이동도와 정공 이동도 사이에 불균형이 있는 방출층에서, 전자/정공 재결합은 상기 애노드에서 일어나는 경향이 있다. 유사하게, 직접적인 애노드/에미터 인터페이스를 갖고 있는 소자는 비효율적으로 되는 경향이 있는데, 왜냐하면 많은 트랩, 즉 에미터의 비복사성 탈여기(non-radiative de-excitation)가 일어나는 사이트가 에미터/애노드 인터페이스에 존재하기 때문이다. 예컨대, 정공 이동도가 큰 정공 수송층을 사용하면, 애노드에서 일어나는 전자/정공 재결합의 문제가 최소화된다. 상기 정공 수송층은 애노드(104)의 정공 전도 밴드와 방출층(2)의 정공 전도 밴드 사이 중간의 정공 전도 밴드를 갖는 것으로 선택하여, 정공이 보다 효율적으로 애노드로부터 에미터로 주입될 수 있도록 할 수 있다.
상기 애노드(104)와 정공 수송층 사이에 정공 주입층도 제공될 수 있다. 예컨대, 인듐-주석 옥사이드(ITO)와 같이 명확한 밴드 구조가 적어 상기 소자로의 비효율적인 정공 주입을 야기할 수도 있는 애노드 재료가 사용된다면, ITO와 정공 수송층 재료 사이 중간의 에너지 레벨을 갖는 밴드 구조를 보다 잘 형성하기 위하여 구리 프탈로시아닌(copper phthalocyanine)과 같은 정공 주입층이 제공될 수도 있다. 추가의 정공 주입층을 제공하면, 정공을 주입하는 데에 도움이 될 수 있고, 보다 효과적인 소자를 생성할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 정공 주입층과 에미터 사이에 추가의 정공 수송층이 삽입되어, 밴드 에너지 차이를 더욱 고르게 할 수 있다. 에미터 부근의 정공 수송층이 에미터와 거의 동일한 에너지 레벨에서 그 전자 전도 밴드를 갖고 있다면, 전자들은 에미터보다는 정공 수송층에서 일어나는 재결합으로 에미터를 "오버슈트"(overshoot)"할 수 있다. 이러한 오버슈트는 큰 에너지 전자 전도 밴드를 갖고 있지만 양호한 정공 전도성을 갖고 있는 전자 차단층을 에미터와 정공 수송층 사이에 개재시켜 제거될 수 있다.
다른 실시예에서, 캐소드(102)와 방출층(2) 사이에 전자 수송층이 제공될 수 있다. 전자 수송층은 정공 수송층이 정공에 대해 수행하는 것과 유사한 기능을 전자에 대해 수행한다. 정공 수송층에서와 같이, 밴드 에너지 매칭을 보조하기 위하여, 추가의 전자 수송층이 제공될 수 있다. 정공 수송층처럼, 축의 전자 수송층은 밴드 에너지 매칭을 보조하기 위하여 추가될 수 있다.
다른 실시예에서, 캐소드(102)와 전자 수송층 사이에 전자 주입층이 제공될 수 있다. 이상적으로, 전자를 상기 소자에 주입하는 데에 에너지가 소비되지 않도록, 상기 캐소드가 가능한 한 작은 일함수를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 칼슘과 같이 일함수가 매우 작은 금속을 사용할 수 있다. 그러나, 칼슘은 습기와 산소에 대해 화학적으로 매우 반응성이 있을 수 있고 또 매우 민감할 수 있다. 알루미늄도 사용될 수 있다. 알루미늄은 더 큰 일함수를 갖고 있기는 하지만, 알루미늄을 리튬 또는 마그네슘 플루오라이드와 같은 매우 얇은 박막 재료로 오버코팅하면, 밴드 에너지 불일치를 완화시키는 것을 도와주는 "밴드 벤딩(band bending)" 효과가 제공된다는 것이 밝혀졌다.
다른 실시예에서, 에미터로부터의 정공 "오버슈트"를 제거하기 위하여, 상기 에미터와 정공 수송층 사이에 정공 차단층이 제공될 수 있다. 전술한 캐리어 수송층, 캐리어 주입층 및 캐리어 차단층은 종래의 OLED 소자에서 통상적으로 사용된다. 따라서, 이들 요소에 대한 추가의 상세한 설명은 생략한다.
한 가지 실시예에서, 상기 소자(300)는 버퍼층, 예컨대 전극과 피드백 층 사이에 개재된 투명한 유전체를 포함할 수도 있다. 상기 버퍼층이 캐소드(102)와 피드백 층(4) 사이에 배치되는 경우, 그 버퍼층은, 특히 후속 처리 과정 동안에 캐소드와 외부 환경 사이에서 기밀의 배리어로서 작용할 수 있다. 상기 버퍼층은 또한, 두 피드백 층 사이에 정확한 크기의 공간을 제공하여, 두 피드백 층 사이의 갭에서 광의 소멸 간섭이 일어나지 않도록 할 수 있다. 이러한 기능을 달성하기 위하여, 상기 버퍼층은 장치의 광학적 두께를 조정하도록 상기 피드백 층과 전극 사이에 삽입될 수 있다. 상기 버퍼층은 또한, 상기 두 피드백 층의 굴절률 프로파일 사이에 적절한 상 관계를 유지하는 데에 사용될 수 있다. 또한, 상기 버퍼층은 피드백 층 사이의 갭의 두께를 조정하는 데에 사용되어, 상기 갭에서 공진하고 있는 광의 모드의 파장을 조절한다.
도 1 및 도 2에 도시된 소자는 경계에서의 굴절률 불일치로 일어날 수도 전체 내부 반사를 실질적으로 감소 또는 제거한다. 이는 상기 소자 내부의 광 흡수 손실의 실질적인 제거를 통해, 상기 소자로부터 추출되는 광량을 거의 배가시킨다.
한 가지 양태에서, 도 2를 다시 참조하면, 방출층(2)의 양쪽에 위치한 피드백 요소(4, 6)는 공진 공동(resonant cavity)을 형성한다. 피드백 요소(4, 6)는 광을 다시 방출층(2) 재료 내로 반사시키고, 충분한 광이 상기 방출층(2) 내로 반사되는 경우 자극 방출(stimulated emission)이 일어날 수 있도록 해준다. 예컨대, 광자와 엑시톤 사이의 상호 작용의 수는 상기 자극 방출의 속도를 조절한다. 따라서, 상기 공진 공동 내에 광을 국부화시키고, 따라서 방출층(2)에서의 광자 밀도를 크게 함으로써, 매우 빠른 자극 방출 전환이 생성될 수 있다.
통상적으로, 상기 유도 자극 방출이 없다면, 비교적 느리고 순수히 통계적 과정인 자발적 방출이 방출 재료 내에서 광 생성 프로세스보다 우위에 서게 된다. 자극 방출에 의한 여기 에너지의 광으로의 빠른 전환은, 광으로의 전환을 위한 여기 상태 에너지가 없거나 거의 없는 채로 자발 방출 프로세스를 남겨둔다. 훨씬 느린 프로세스인, 비복사성 탈여기는 여기 상태 에너지를 열로 전환시킨다. 따라서, 자극 방출은 열로의 여기 상태 에너지의 전환을 점유하는데, 왜냐하면 열 형성 메커니즘은 자극 방출의 메커니즘보다 몇 십배 더 느리기 때문이다. 그 결과, 소자(1)의 여기 상태 에너지는 열이 아니라, 지배적으로 광으로 전환된다. 이에 따른 열 생성의 감소는 소자 내의 온도 감소로 이어지고, 이는 소자의 보다 긴 수명 및 더 큰 효율을 가능하게 한다.
피드백 증대 발광 디스플레이의 한 가지 실시예에서, 하나 이상의 소자 캐소드 및 하나 이상의 애노드는 소정의 패턴으로 서로 겹쳐져서, 적절히 에너지가 가해질 때 겹침 영역이 가시적인 정보를 디스플레이하게 된다.
발광 다이오드, 예컨대 유기 발광 다이오드를 이용하는 매트릭스 디스플레이에 있어서, 상기 유기 발광층은 일반적으로, 개개의 픽셀로 나뉘어진다. 상기 픽셀들은 일반적으로, 대각선 로우 및 칼럼으로 배열되고, 픽셀을 통한 전류 흐름을 변경함으로써, 방출 상태와 비방출 상태 사이에서 스위칭될 수 있다. 픽셀들은 일반적으로, 수동 또는 능동 매트릭스 배열을 통해 제어된다. 수동 매트릭스 장치에서, 전극 중 하나는 로우로 패턴화되고 다른 전극은 칼럼으로 패턴화된다. 각 픽셀은 픽셀이 놓이는 전극 교차점을 갖고 있는 로우 전극과 칼럼 전극 사이에 적절한 전압을 인가함으로써 광을 방출하도록 될 수 있다. 능동 매트릭스 장치는 각 픽셀 위치에 적어도 하나의 커패시터와 적어도 하나의 트랜지스터를 채용한다.
도 4는 한 가지 실시예에서의 칼러 수동 매트릭스 디스플레이의 한 예를 보여준다. 도시된 디스플레이는 홀로그래픽 피드백 층을 이용하는 유기 발광 다이오드(OLED) 장치이다. 상기 홀로그래픽 피드백 층은 약 10 미크론 두께의 홀로그래픽 기록 재료 층(101)을 유리 기재(102)에 적용함으로써 생성될 수 있다. 이 예에서, 상기 재료는, 적광(660 nm) 영역(103), 녹색광(515 nm) 영역(104), 청색광(440 nm) 영역(105)이 있는 피드백 홀로그램을 생성하기 위하여, 예컨대 3개의 별도의 포토마스크를 통해, 필요한 평면파 간섭 패턴에 노출된다. 다음에, 상기 홀로그래픽 매체는 더 이상의 광화학적 변형(photochemical modification)이 일어나지 않도록 고정된다. 다음에, 알루미늄이 상기 홀로그래픽 매체의 표면에 진공 증발되고, 애노드 버스(106)로 패턴화된다. 한 가지 실시예에서, 기준 요소(106)는 스트라이프 ITO 애노드의 단부에 패드아웃(padout)을 형성하는 금속화부(metallization)일 수 있고, 또 저 임피던스 접속을 제공하도록 엣지 중 하나를 따라 각 애노드 스트라이프의 길이를 따라 이어지는 좁은 버스를 제공할 수 있다. 다음에, 인듐-주석 옥사이드(ITO)와 같은 투광성 컨덕터층(107)이 상기 홀로그래픽 피드백 층의 상단에 진공 증착된다. ITO는 스트라이프 적색, 녹색 및 청색 피드백 영역의 상단에 그 영역과 평행하게 놓이는 스트라이프 애노드로 포토리쏘그래픽식으로 패턴화된다. 한 가지 실시예에서, ITO는, 레이저 스택에서의 광 흡수를 최소화하기 위하여, 예컨대 약 500Å와 같이 가능한 한 얇게 만들어진다. 상기 ITO에 걸친 전압 강하를 최소화하기 위하여 상기 금속 애노드 버스(106)가 적용된다.
상기 예에서, OLED 재료는 애노드 구조의 상단에서 패턴화된다. OLED는 하나의 층부터 5개 이상의 층, 예컨대 유기 반도체 층(109-115)으로 구성될 수 있다. 상기 OLED 재료는 저 분자량의 중합체, 다른 적당한 재료 또는 이들 재료의 조합일 수 있다. 상기 저 분자량 재료는 진공 증착되고, 섀도우 마스크를 사용하여, 또는 현장에서의 섀도우 마스크로서 패턴화된 포토레지스트를 이용한 머쉬룸 프로세스(mushroom process)에 의해 패턴화될 수 있다. 상기 머쉬룸 프로세스는 Society for Information Display International Symposium, May 2000, Seminar Lecture Notes, Volume 1, p. M-3/40에 기재되어 있다. 중합체 및 몇몇 저 분자량 재료는 용매 캐스팅(solvent casting)에 의해 적층될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 재료들은 잉크젯 프린팅을 이용하여 패턴화될 수 있다.
상기 예에서, 포토레지스트가 먼저 적용된 다음에 패턴화되어, 크로스오버 절연체(108)를 형성한다. 다음에, 예컨대 약 50Å의 매우 얇은 구리 프탈로시아닌 정공 주입층(109)가 섀도우 마스크를 통해 상기 적색, 녹색 및 청색 애노드 위로 균일하게 적층된다. 섀도우 마스크를 이동시키는 일이 없이, 350Å의 N, N'-디나프탈렌-1-일-N,N'-디페닐벤지덴(NPB) 정공 수송층(110)을 상기 애노드 위로 적층한다. 다음에, 200Å의 파라헥사페닐(PHP) 방출층(111)이 섀도우 마스크를 통해 청색 애노드 위에만 적층된다. 녹색 방출층(112)은 200Å의 트리스-(8-하이드록시퀴놀린) 알루미늄(Alq3) 층을 섀도우 마스크를 통해 녹색 애노드 위에만 적층함으로써 형성된다. 적색의 방출층(113)은 200Å의 5,10,14,20-테트라페닐포르핀(TPP) 층을 섀도우 마스크를 통해 상기 적색 애노드 위에만 적층함으로써 형성된다.
다음에, 450Å의 2-(비페닐-5-(4-테르트 부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸)(PBD) 전자 수송층(114)을 섀도우 마스크를 통해 상기 적색, 녹색 및 청색의 서브 픽셀 위로 진공 적층한다. 전자 수송층을 적층하는 데에 사용된 섀도우 마스크를 이동시키는 일이 없이, 50Å의 리튬 플루오라이드 전자 주입층(115)을 적층한다. 다음에, 약 50Å의 알루미늄 층(123)을 섀도우 마스크를 통해 적층하여 캐소드를 형성한다. 다르게는, 상기 소자의 레이저 조사 작용(lasing action)에 해로운 매우 얇은 캐소드 금속층의 광 흡수를 피하기 위하여, 금속이 없는 캐소드 구조를 형성할 수도 있다. 상기 금속이 없는 캐소드 층은 50Å의 바쏘쿠프로인(bathocuproine) 또는 몇몇 다른 투광성 전도 유기 재료로 구성될 수 있다. 금속이 없는 전극에 대한 보다 상세한 논의는 G. Gu et al., Journal of Applied Physics 86, p. 4067(1999)에서 찾아볼 수 있으며, 상기 저널의 개시 내용은 참고로서 본 명세서에 합체된다.
상기 알루미늄의 상단에는 500Å의 ITO(116)가 섀도우 마스크를 통해 스퍼터링 적층되어 캐소드 전극을 형성한다. 알루미늄은 전체 소자 위로 증발된 다음에, 보론 트리클로라이드 플라즈마 엣칭으로 포토리쏘그래피를 이용하여 캐소드 버스 라인(117)으로 패턴화된다. 추가의 처리 중에 OLED 구조를 보호하기 위하여, 1000Å 두께의 실리콘 니트라이드 층(118)을 전체 기재 위로 진공 적층한다.
상기 예에서, 상기 소자는 진공으로부터 제거되고, 상기 소자의 캐소드 측 상의 10 미크론 두께의 피드백 층을 만드는 데 사용된 홀로그래픽 기록 재료는 용매 캐스팅에 의해 적용된다. 상기 소자의 반대쪽의 필름과 유사한 방식으로, 상기 피드백 층은, 660 nm 파장 광(적색)에 대해 최적화된 영역(119), 515 nm 파장 광(녹색)에 대해 최적화된 영역(120), 440 nm 파장 광(청색)에 대해 최적화된 영역(121)으로 연속하여 패턴화된다. 다음에, 상기 디스플레이는 에폭시 주변 시일을 커버글라스(122)에 도포하여 보호된다.
본 발명의 한 가지 실시예에서, 에미터 재료는 포토리쏘그래피식으로 패턴화된다. 한 가지 실시예에서, 포토리쏘그래피식으로 패턴화하기 위해 사용된 에미터는 포토-가교 결합 가능한(phpto-cross-linkable) 에미터를 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5는 피드백 증대 전기 발광 장치를 사용하는 능동 매트릭스 디스플레이의 한 예를 보여준다. 예컨대, 피드백 증대 능동 매트릭스 소자는 도 4의 소자처럼 제조될 수 있는데, 시작 기재는 이전에 성형한 능동 매트릭스 구동부를 포함하고 있다. 상기 능동 매트릭스의 전류로 스위칭되는 구동부는 2개 또는 4개의 박막 트랜지스터(TFT) 아키텍처를 이용하거나, 다른 능동 매트릭스 OLED 구동부 아키텍처가 이용될 수 있다. 한 가지 양태에서, 상기 능동 매트릭스 구조는, 피드백 층/전기 발광 소자 형태 구조가 대응 픽셀 애노드(151)에의 박막 트랜지스터(TFT) 소스(150)의 접속부를 포함하고 있다는 점에서, 도 4의 수동 매트릭스 구조와 다르다. 애노드 피드백 층(152)는 TFT 소스 금속화부에의 접근이 가능하도록 패턴화된다. 한 가지 실시예에서, 수동식으로 어드레스된 디스플레이에서 애노드 피드백 층과 애노드 ITO의 증착부에 후속하는 금속화부(도 4, 106)는 TFT 소스 상호접속부(153)에 상기 픽셀 애노드를 제공하는 데에 사용될 수 있다. 예컨대, 금속화부(106)는 피드백 층 재료(152)의 메사측의 아래쪽으로 연장될 수 있다. 따라서, 금속화부(106)는 상기 상호 접속부(153) 내로 연장되거나 및/또는 상호 접속부가 될 수 있다. 한 가지 실시예에서, 애노드 ITO 전극(151)은 연속적인 칼럼 또는 로우 전극이 되는 대신에, 상호 접속 패드를 한쪽에 추가한 픽셀의 형태로 패턴화된다. 상기 피드백 층의 패턴화 처리는 여러 가지 방식으로 달성될 수 있다. 예컨대, 한 가지 실시예에서, 잉크젯 프린팅 기술 또는 다른 프린팅 기술에 의해 상기 피드백 구조를 프린팅할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 층은 연속적인 필름으로서 적층된 다음에 리쏘그래피식으로 패턴화될 수 있다. 이것은, 예컨대 상기 기록 재료가 포토-패턴 가능하기 때문에 가능하다. 다른 실시예에서, 상기 층은 리쏘그래피식으로 패턴화된 마스크 층을 통해 플라즈마 엣칭될 수 있다.
한 가지 실시예에서, 상기 발광 소자 층(155-165)은 도 4의 수동 디스플레이에서처럼, 픽셀 요소들로 이루어지는 전체 칼럼을 덮는 스트라이프 층으로서 패턴화된다. 캐소드 ITO 스트라이프(164) 및 알루미늄 캐소드 버스(165)는 로우와 반대되게 칼럼 전극 및 버스라는 것을 제외하고는 도 4에서와 같이 형성된다. 또한, 상기 디스플레이는, 피드백 층의 두께가 균일하도록 평탄화 층(166) 및/또는 실리콘 니트라이드 보호층(167)으로 오버코팅될 수 있다. 상기 평탄화 층(166) 및 실리콘 니트라이드 보호층(167)은 캐소드 피드백 층을 적색의 최적화 영역(168), 녹색의 최적화 영역(169) 및 청색의 최적화 영역(도시 생략)으로 적용하고 그 피드백 층을 노출시키기 전에 적용된다.
도 5의 상기 능동 매트릭스 피드백 증대 OLED 디스플레이의 상호 접속부(153)는 홀로그래픽 기록 재료(152)의 약 10 미크론 두께의 메사 쪽에 성형될 수 있다. 상기 메사 쪽이 너무 큰 수직의 계단부라면, 일부 상호 접속부에는 구멍이 있을 수 있다. 이러한 경우에, 상기 메사 엣지에 적절한 기울기가 가능하도록 TFT와 애노드 전극 사이에 무용 공간(dead space)에 대한 여지가 포함될 수 있다.
도 6은 한 가지 실시예에서 무용 공간에 대한 여지를 포함하는 피드백 증대 능동 매트릭스 OLED의 한 예를 나타낸다. 이 실시예에서, TFT(182), 디스플레이 로우 및 칼럼 버스는 디스플레이 유리 기재 상에 패턴화된 융기형 리브(raised rib)(180) 상에 형성되어 있다. 다음에, 애노드 피드백 층(181)이 리브(180)의 x-y 그리드 사이에 개재되는 대략 직사각형의 벌집형 오목부로 패턴화될 수 있다. 이러한 형상은, 애노드 피드백 층 홀로그래픽 기록 재료가 잉크젯 프린팅된다면 유용할 수 있는데, 왜냐하면 다음에, 상기 리브가 기록 재료 용액의 적층된 방울(droplet)이 퍼지는 것을 구속할 수 있기 때문이다. 상기 리브(180)가 더 높이 연장된다면, 리브(180)는 잉크젯 프린팅된 발광 장치층 요소(183)로부터의 용액 방울을 포함하도록 사용될 수도 있다.
상기 리브(180)는 고온 내열성 중합체 또는 졸-겔 유리로부터, 유리 기재 상에 포토리쏘그래피식으로 패턴화될 수 있다. 예컨대 단락(shorting)을 방지하기 위하여, 절연 재료로 오버코팅된 두꺼운 금속화 층으로부터 상기 리브(180)를 패턴화할 수도 있다. 이러한 구조에서, 상기 금속 리브 코어는 강한 열 부하가 있는 디스플레이, 예컨대 투사 디스플레이에서 열을 분산시키는 데에 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 가요성 중합체 기재로 사용하는 것과 같이, 매우 낮은 온도의 다결정 실리콘 TFT 프로세스를 이용하여, 이미 적층되고 노출된 홀로그래픽 피드백 층의 상단에 TFT 매트릭스를 구축함으로써, 디스플레이 해상도를 개선할 수 있다. 매우 낮은 온도 프로세스의 예는 C.S. McCormick, C.E. Weber, J.R. Abelson, and S.M. Gates, "An amorphous silicon thin film transistor fabricated at 125 degrees Celcius by dc reactive magnetron sputtering," Appln. Phys. Lett., Vol. 70, no. 2, pp. 226-7 및 P.M. Smith, P.G. Carey, and T.W. Sigmon, "Excimer laser crystallization and doping of silicon films on plastic substrates," Appln. Phys. Lett., Vol. 70, no. 3, pp. 342-344, 1997에서 찾아볼 수 있다.
피드백 증대 OLED를 제조하는 방법에 있어서, 상기 자극 방출로 형성된 피드백 증대는 OLED 디스플레이 소자 반도체 또는 전도층의 두께 균일성, 상기 반도체 또는 전도층의 평행성(parallelism), 또는 상기 반도체 또는 전도층의 표면 마무리 등에 강하게는 의존하지 않는데, 왜냐하면 레이저 조사 작용이 상기 피드백 층들의 상 관계에 의해 형성되기 때문이다. 홀로그래픽 피드백 층들의 경우에, 두 피드백 층 사이의 정확한 상 관계의 유지는, "피드백 증대 발광 소자"라는 명칭의 계류 출원에 개시된 상-고정 방법(phase-locking method)에 의해 보장할 수 있다. 이는, 노출 상치에 의해 공간적으로 형성된 간섭 프린지(interference fringes) 셋트가 하나의 피드백 층과 정렬되고, 다른 피드백 층은 기록되는 것을 보장해 준다.
한 가지 실시예에서, 도 5의 능동 매트릭스 박막 트랜지스터(170)는 종래의 폴리-SI TFT로부터 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 능동 매트릭스 요소는 다른 종류의 세 터미널 스위칭 요소로부터 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, TFT 또는 다른 스위칭 요소를 형성하는 데에 사용되는 재료는 비정질 또는 단결정 구조일 수 있고, 실리콘 이외의 재료로 형성될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 몇 가지 실시예에서의 능동 매트릭스 구동부의 예를 보여준다. 본 명세서에 개시된 다중-로우 FE-OLED 디스플레이 중의 각 픽셀 요소는 구동 신호에 의해 연속적으로 어드레싱될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 한 가지 실시예에 있어서, 능동 매트릭스 구동부는 각 픽셀 위치에서 2개의 박막 트랜지스터(TFT)(704, 706), 저장 커패시터(702), FE-OLED 소자(712)를 포함한다. TFT(704)의 소스 전극은 데이터 라인(710)에 연결되어 있고, TFT(704)의 드레인 전극은 TFT(706)의 게이트 전극에 연결되어 있다. TFT(706)의 게이트 전극은 저장 커패시터(702)에 연결되어 있다. FE-OLED 소자(712)는 TFT(706)의 드레인 전극에 연결되어 있다. 스캔 라인(708)은 각 디스플레이 로우 중의 픽셀들이 한 번에 하나의 로우를 어드레싱할 수 있도록 해준다. TFT(704)의 게이트가 작동되면, 데이터 라인(710)은 게이트 바이어스 전압을 TFT(706)에 설정한다. 이 바이어스는 다시, TFT(2)를 통해, 소스로부터 드레인으로 흐르는 전류 흐름을 계량하여, 발광 소자 또는 OLED 픽셀에서의 전류 수준을 설정하고, 상기 소자의 루미넌스 대 전류 특성에 기초하여, 픽셀로부터의 광 출력의 수준을 제어한다. TFT(704, 706)는 장치(712), 예컨대 FE-OLED 소자에 전류를 제공하고, 능동 구동 소자로서 역할을 한다. 커패시터(702)는 구동 신호 전하를 저장한다.
도 7은 원하는 그레이스케일(grayscale) 전류 수준을 OLED 능동 매트릭스 픽셀 내에 랫칭(latching)하기 위한 간단한 두 트랜지스터 구조 체계를 보여준다. 다른 실시예에서, 도 8에 도시된 4개의 트랜지스터 자동 영점 조정(autozeroing) 픽셀 구동부 구조가 이용될 수 있다. 이러한 구조는, 예컨대 다결정 실리콘 능동 구동 매트릭스 내에서 TFT 대 TFT 변화로 인해, 트랜지스터 상의 동일한 게이트 바이어스에 대하여 전류 수준에 있어서 픽셀 대 픽셀의 변화를 야기할 수 있는 경우에 이용될 수 있다.(R. Dawson, et al., "Design of an Improved Pixel for a Polysilicon Active-Matrix Organic LED Display", SID International Symposium Processings, 1998, p.11; R. Dawson, et al., "The Impact of the Transient response of Organic Light Emitting Diodes on the Design of actve Matrix OLED Displays", IEEE International Electron Device Meeting, 1998, p.875; R. Dawson, et al., "A Poly-Si Active-Matrix OLED Display with Integrated Drivers", SID International Symposium Processings, 1999, p.438; R. Dawson and M. Kane, "Pursuit of Active Matrix Organic Light Emitting Diode Displays", SID International Symposium Processings, 2001, p.372 참조). 추가의 자동 영점 조정부(AZ)(824) 라인 및 자동 영점 조정 바아(AZB)(820) 라인과, 트랜지스터 TFT 3(814) 및 TFT 4(826)는, TFT 1(804)의 게이트가 작동되어 데이터 전압이 TFT 2(806)의 게이트에 바이어스를 걸어주기 전에, TFT 2(806)의 문턱값(threshold)의 변화 측정을 가능하게 한다. 다음에, 커패시터 C1(816)에서의 문턱값 전압의 저장은 TFT 2(806)의 게이트 바이어스가 옵셋되도록 해주어 문턱값 전압 변화를 가능하게 해준다. TFT를 이용하는 전술한 능동 매트릭스 어드레싱 구조는 통상, 종래의 능동 매트릭스 OLED 장치에 사용된다(예컨대, Fish, et al., "A Comparison of Pixel Circuits for Active Matrix Polymer/Organic LED Displays", SID International Symposium Proceedings, 2002, p.968; and S. Tam, et al., "Poly-Si Driving Circuits for Organic EL Displays," Paper 4925-20, Conference 4925A, Electronic Imaging 2001 참조). 따라서, 이들 요소에 대한 추가의 설명은 생략한다.
한 가지 실시예에서, 본 발명의 OLED 디스플레이 장치 중의 매트릭스 어드레싱 체계는 선택된 픽셀 요소 상에 일정한 전류를 유지할 수 있도록 해준다. 여러 가지 일정한 전류 레벨이 픽셀 상에 유지되어 그레이 스케일 동작을 지지할 수 있다. 이러한 그레이 스케일 동작은 다결정 실리콘 또는 단결정 실리콘 재료로 제작한 능동 매트릭스에 의해 수행될 수 있다. 그레이 스케일 조정은 그래픽 정보의 타임프레임을 각각 어드레싱하는 중에, 개개의 픽셀에서 아날로그 전류 조정 및/또는 구동 전류의 시간 조정을 조합하여 이루어진다.
다른 실시예에서, 본 발명의 디스플레이 장치는 피드백 증대 발광 소자를 사용하는 투사 시스템일 수 있다. 이러한 투사 시스템은 디스플레이 모니터 및 TV 등을 포함하지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 예컨대 영상을 스크린(206)에 투사하기 위한 투사 렌즈(204)를 구비하고 있는 FE-OLED 마이크로-레이저 어레이(202)를 포함하는 투사 시스템(200)의 한 예를 보여준다. 도 9는 한 가지 예로서 FE-OLED 소자를 사용하는 것으로 도시되어 있다. 도 9에 도시된 장치는 또한 다른 피드백 증대 발광 소자를 사용할 수도 있지만, 유기 재료를 사용하는 발광 소자에 제한되지 않는다. 마이크로-레이저 어레이(202)를 포함하는 투사 시스템은 그 투사 광학 장치를 단순화하는데, 왜냐하면 실질적으로 시준된(collimated) 영상 광이 발생되기 때문이다. 이것은 모든 관련 문제를 갖고 있는 고가의 시준 광학 장치의 필요성을 제거해 주고, 투사 시스템(200) 중의 구성품의 갯수를 감소시킬 수 있다. 구성품의 개수가 감소함에 따라, 투사 시스템(200)의 비용, 복잡성 및 크기가 실질적으로 감소된다. 이 실시예의 투사 시스템은 투사 시스템에 사용되는 추가의 색 분리 장치, 예컨대 필름, 칼러 휠 등을 필요로 하지 않을 수 있다. 투사 렌즈(204)는, 예컨대 투사된 영상에서 수차(aberration) 및 다른 원하지 않는 인조물을 제거하기 위하여, 복합 렌즈 또는 렌즈 시스템과 같은 보다 복잡한 투사 광학 장치로 대체될 수도 있다. 또한, 전체 시스템이 소형 엔클로저 내에 담겨지도록 투사 경로를 포개기 위하여, 추가의 광학 장치, 예컨대 거울이 투사 렌즈와 스크린 사이에 도입될 수 있다.
도 10 및 도 11은 FE-OLED를 이용하는 다이렉트-뷰 플랫 패널 디스플레이(direct-view flat panel display)를 보여주는데, OLED 어레이를 빠져 나와 바로 스크린 구조로 들어가는 레이저 투사 영상은 후방 투사 스크린의 스크린 전면에 영상을 형성한다. 도 9에서와 같이, 도 10 및 도 11은 FE-OLED를 이용하는 예를 보여준다. 도 10 및 도 11에 도시된 장치는 또한 다른 피드백 증대 발광 소자를 사용할 수도 있지만, 유기 재료를 이용하는 발광 소자에 한정되는 것은 아니다. 도 10은 능동 매트릭스 장치를 보여주며, 도 11은 수동 매트릭스 장치를 보여준다. 후방 투사 스크린은 미국 특허 번호 제5,563,738호 및 제5,481,385호에 따라 구성된 후방 투사 스크린일 수 있다. 한 가지 실시예에 있어서, 상기 투사 스크린은 방출 장치로부터 작은 거리를 두고 배치될 수 있다. 이것은 디스플레이 설치시 기계적 설계 유연성을 제공할 때에 유용할 수 있다. 상기 투사 스크린은 살포형(scattering type), 굴절형 또는 회절형 또는 이들의 임의의 조합 형태일 수 있다.
도 10에 도시된 다이렉트-뷰 능동 매트릭스 FE-OLED 디스플레이(1000)의 한 가지 예에서, 예컨대 도 8을 참조하여 설명한 TFT 기반 픽셀 구동 회로(1002)는 애노드 버스(1004)를 통해 두 피드백 층, 즉 후방 피드백 층(1008)과 전방 피드백 층(1010) 사이에 배치된 OLED 구조(1006)에 드라이브 전류를 제공한다. 상기 두 피드백 층(1008, 1010)은 피드백 증대 발광 소자, 예컨대 FE-OLED의 일부를 형성한다. OLED 구조(1006)로부터의 광은 전방 피드백 층의 전방면으로부터 전방 커버글래스(1014)를 통해 방출된다. 도면에서, 청색광(1016), 적색광(1018), 녹색광(1020)은, 각각 적색광, 녹색광 및 청색광을 방출하도록 구성되어 있는 3개의 상이한 인접 FE-OLED 구조로부터 방출된다. 이러한 방식으로, 칼라 매트릭스 디스플레이가 구성될 수 있다. 예컨대, 광(1018)은 후방 투사 스크린(1022)의 후방면에 입사된다.
상기 스크린은 광학적으로 투광성이 있는 재료로 구성되는 테이퍼형 마이크로-광 가이드(1024) 어레이를 포함한다. 상기 광 가이드 사이의 틈새 영역은 블랙 충전 수지(1026), 예컨대 카본 블랙으로 채워지는데, 이 재료는 상기 마이크로-광 가이드 재료보다 낮은 굴절률을 갖고 있다. 그 결과로서, 광(1018)은 상기 광 가이드를 통해, 그리고 광 가이드 팁(1028)을 통해 복수회 반사된다. 상기 반사의 기하 형태, 그리고 예컨대, 선택적으로 광 가이드 팁을 거칠게 하면, 스크린을 빠져 나가는 광(1030)은 더 넓은 각으로 분산된다. 스크린(1022)은 접착제(1040)에 의해 상기 FE-OLED 어레이에 결합되거나 공기 간극만큼 상기 어레이로부터 분리될 수 있다.
상기 다이렉트-뷰 능동 매트릭스 FE-OLED 디스플레이는 주변 조명이 큰 곳에서도 사용될 수 있는데, 왜냐하면 디스플레이 어셈블리의 전면을 때리는 주변광(1032)이, 스크린의 전면(1034)의 90% 정도를 구성하는 블랙 수지(1026)에 흡수되기가 상당히 쉽기 때문이다. 광 가이드 팁(1028)을 통과하는 소량의 주변광은 대부분 표면(1012)을 통해 FE-OLED 구조로 들어간다. 피드백 층(1008, 1010)은 스펙트럼식의 좁은 반사 밴드를 갖도록 설계될 수 있다. 따라서, 표면(1012)을 때리는 광의 절반 미만이 스크린(1022) 및 디스플레이 시청자를 향해 직접 되반사된다. 나머지 광은 FE-OLED를 통과하고, FE-OLED와 후방 기재(1038) 사이의 공간을 채우는 폿팅 재료(potting material)(1036)에 충격을 가한다. 폿팅 재료(1036)는 충돌하는 나머지 주변광이 거의 완전히 흡수되도록 블랙 필러로 채워질 수 있다. 폿팅 재료(1036)의 광 흡수 기능은 폿팅 재료(1036)와 FE-OLED 구조 사이에 적층된 얇은 광 흡수 재료층에 의해 달성될 수도 있다. 블랙 매트릭스 재료가 능동 매트릭스 픽셀 구동 회로(1002)의 상단에 적층되어, 주변광 흡수를 더욱 증대시킬 수 있다.
도 10에 도시한 디스플레이 구조에 의한 고효율의 주변광 흡수의 결과는, 상기 디스플레이가 거의 어떤 주변 조명도 반사하지 않는 소위 "무효 전방(dead frint)"을 갖는다는 것을 의미한다. 이는 다시, 디스플레이 구동 전류가 낮은 수준- 이는 사용 수명을 길게 해준다-으로 전환되었다 하더라도, 상기 디스플레이가 매우 높은 수준의 주변 조명 하에서 쉽게 알아볼 수 있다는 것을 의미한다.
도 11에 도시된 다이렉트-뷰 수동 매트릭스 FE-OLED 디스플레이(1100)는 도 10을 참조하여 설명한 구성 요소와 유사하게 기능하는 구성 요소들을 포함한다. 도 11에서, 애노드 버스 라인(1102)와 캐소드 버스 라인(1104)의 매트릭스가 도 10에 도시된 TFT 픽셀 구동 회로 대신에 사용될 수 있다. 후방 투사 스크린(1022) 내의 OLED(1006), 피드백 층(1006, 1008), 기재(1014, 1038) 및 여러 구성요소들은 도 10을 참조하여 설명한 것과 유사하게 기능한다. 디스플레이(1100)와 입사 주변광(1032)의 상호 작용 역시 유사하다.
전술한 실시예는 설명을 위한 예이며, 본 발명의 개시 내용이 이러한 특정 실시예에 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다. 당업자라면, 첨부한 청구의 범위에 한정된 본 발명의 사상 또는 정신을 벗어나지 않으면서 여러 가지 변화 및 수정을 할 수 있을 것이다.

Claims (117)

  1. 광을 수용 및 반사하도록 되어 있는 제1 피드백 층과,
    상기 제1 피드백 층 위에 형성된 하나 이상의 제1 전극 스트립과,
    상기 제1 전극 스트립 위에 형성되고, 적어도 하나는 적어도 발광 재료를 포함하는 하나 이상의 반도체 층과,
    상기 발광 재료 위에 형성된 하나 이상의 제2 전극 스트립으로서, 이 제2 전극 스트립은 하나 이상의 상기 제1 전극 스트립 위에 놓이도록 형성되며, 상기 제1 전극 스트립과 제2 전극 스트립이 겹치는 영역은 상기 제1 전극 스트립 및 제2 전극 스트립을 통해 구동될 수 있는 세그먼트 영역을 포함하는 것인, 하나 이상의 제2 전극 스트립과,
    상기 하나 이상의 제2 전극 스트립 위에 배치되어, 광을 수용 및 반사하도록 되어 있는 제2 피드백 층과,
    상기 제1 피드백 층 및 제2 피드백 층 중 하나 부근에 배치되는 영상 요소
    를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극 스트립과 제2 전극 스트립이 겹치는 영역은 디스플레이 픽셀들로 이루어지는 적어도 하나의 직선 매트릭스를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 피드백 층과 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두는 각 피드백 층의 면에 수직하거나 실질적으로 수직한 축을 따라 적어도 부분적으로 주기적으로 변하는 굴절률 프로파일을 갖고 있는 것인 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 피드백 층과 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두는 실질상 주기적으로 변하는 굴절률 프로파일, 적어도 부분적으로 연속적으로 변하는 굴절률 프로파일을 갖고 있는 것인 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 피드백 층과 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두는 적어도 하나의 광자 결정 구조층을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 피드백 층과 제2 피드백 층 사이의 거리는, 상기 피드백 층들 사이의 공간이 하나 이상의 원하는 파장의 광이 내부에서 보강 간섭하는 공동을 구성하도록 하는 그러한 거리인 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 피드백 층과 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두에 의해 반사되는 광은 상기 하나 이상의 발광 재료의 층으로부터의 광 방출을 자극하는 것인 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광의 자극 방출로 인해, 상기 장치에 의해 방출되는 광은 실질적으로 시준되는 것인 디스플레이 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 광의 자극 방출 결과 레이저 조사 작용이 얻어지는 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 발광 재료는 유기 발광 재료를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 유기 발광 재료는 중합체 재료를 포함하는 디스플레이 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 유기 발광 재료는 올리고머 재료를 포함하는 디스플레이 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 유기 발광 재료는 포토-가교 결합된 것인 디스플레이 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 발광 재료는 유기 금속 재료를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 발광 재료는 무기 재료를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 발광 재료는 무기 및 유기 복합 재료를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  17. 제3항에 있어서, 상기 제1 피드백 층과 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두는 적어도 하나의 홀로그래픽 기록 재료 층을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  18. 제3항에 있어서, 상기 제1 피드백 층과 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두는 기재 상에 배치되는 적어도 하나의 홀로그래픽 기록 재료층을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  19. 제5항에 있어서, 상기 광자 결정 구조 중 하나 또는 둘 모두는 1차원, 2차원 또는 3차원의 광자 결정 구조 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  20. 제3항에 있어서, 상기 제1 피드백 층과 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두는, 기록된 평면파 간섭 패턴이 마련된 적어도 하나의 홀로그래픽 기록 재료층을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  21. 제1항에 있어서, 상기 발광 재료는 순수 재료, 고용체, 합금 또는 비균질 혼합물 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  22. 제1항에 있어서, 상기 발광 재료는 상기 세그먼트 영역이 공간적으로 맞춰지는 여러 영역으로 패턴화되는 것인 디스플레이 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 패턴화된 영역들은 이산된 패턴화된 영역들인 디스플레이 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 이산된 영역들은 2종 이상의 발광 재료 조성물을 포함하고, 이들 각각의 패턴화된 영역은 상기 2종 이상의 발광 재료 중 하나를 포함하고, 상기 2종 이상의 발광 재료 조성물 각각은 상이한 스펙트럼 밴드의 가시 광선을 방출하는 것인 디스플레이 장치.
  25. 제3항에 있어서, 상기 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두의 스펙트럼 반사 밴드는 상기 발광 재료의 스펙트럼 방출 밴드와 실질적으로 겹치는 것인 디스플레이 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두는 상이한 칼러의 반사광을 나타내는 상이한 스펙트럼 반사 밴드에 상응하는 2개 이상의 굴절률 변경 주기 중 하나를 각각의 영역이 갖도록 여러 영역으로 패턴화되는 것인 디스플레이 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 영역들은 이산된 영역들인 디스플레이 장치.
  28. 제26항에 있어서, 상기 피드백 층 모두는 실질적으로 주기적인 굴절률 프로파일을 갖고 있는 디스플레이 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 하나의 피드백 층 중의 대응 영역들은 다른 피드백 층의 영역들과 실질상 동일한 형태 및 크기의 것이고, 그 피드백 층들에 공간적으로 맞춰지는 디스플레이 장치.
  30. 제28항에 있어서, 상기 두 피드백 층 중의 대응 영역들은 실질상 서로 겹치는 스펙트럼 반사 밴드를 갖고 있는 디스플레이 장치.
  31. 제28항에 있어서, 상기 발광 재료의 패턴화된 영역은 2종 이상의 발광 재료를 포함하고, 각각의 패턴화된 영역은 2종 이상의 발광 재료 중 하나를 포함하고, 각각의 발광 재료는 상이한 스펙트럼 밴드의 가시 광선을 방출하는 것인 디스플레이 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 발광 재료의 패턴화된 영역은 이산된 패턴 영역인 디스플레이 장치.
  33. 제31항에 있어서, 상기 발광 재료의 패턴화된 영역들은 상기 피드백 층 중 하나 또는 두 층 중의 패턴화된 영역에 대응하는 것인 디스플레이 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 발광 재료의 패턴화된 영역은 상기 피드백 층들 중의 대응되는 패턴 영역 또는 상기 피드백 층들 중의 대응되는 패턴 영역 중 하나 이상의 조합 영역의 형태 및 크기와 실질상 동일한 것인 디스플레이 장치.
  35. 제34항에 있어서, 상기 발광 재료 중의 패턴 영역의 스펙트럼 방출 밴드는 상기 피드백 층들 중 하나 또는 두 층 중의 대응되는 패턴 영역의 스펙트럼 반사 밴드와 적어도 부분적으로 겹치는 것인 디스플레이 장치.
  36. 제2항에 있어서, 상기 발광 재료는 픽셀들의 매트릭스가 공간적으로 맞춰져 있는 여러 영역으로 패턴화되는 것인 디스플레이 장치.
  37. 제36항에 있어서, 상기 패턴화된 영역들은 이산된 패턴 영역들을 포함하는 디스플레이 장치.
  38. 제36항에 있어서, 상기 발광 재료는 포토-가교 결합 가능한 것이고, 패턴화된 노출에 의해 패턴화되는 것인 디스플레이 장치.
  39. 제36항에 있어서, 상기 발광 재료의 패턴화된 영역은 2종 이상의 발광 재료를 포함하고, 각각의 패턴화된 영역은 상기 2종 이상의 발광 재료 중 하나를 포함하며, 각각의 발광 재료는 상이한 스펙트럼 밴드의 가시 광선을 방출하는 것인 디스플레이 장치.
  40. 제3항에 있어서, 상기 피드백 층들 중 하나 또는 두 층의 스펙트럼 반사 밴드는 상기 발광 재료의 스펙트럼 방출 밴드와 실질적으로 겹치고, 상기 제1 및 제2 전극 스트립의 겹침 영역은 디스플레이 픽셀들의 직선 매트릭스를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  41. 제40항에 있어서, 상기 피드백 층 모두는 실질적으로 주기적인 굴절률 프로파일을 갖고 있고, 여러 영역으로 패턴화되며, 각각의 패턴화된 영역은 상이한 스펙트럼 반사 밴드에 대응하는 2개 이상의 굴절률 변경 주기 중 하나를 갖고 있으며, 상기 두 피드백 층의 대응 영역들은 실질상 동일한 형태 및 크기이고 상기 발광 재료 중의 픽셀들의 직선 매트릭스 위로 매핑되며, 상기 피드백 층 중의 대응 영역들은 실질상 서로 겹치는 스펙트럼 반사 밴드를 갖고 있는 것인 디스플레이 장치.
  42. 제40항에 있어서, 상기 직선 픽셀 매트릭스 중의 상기 재료의 픽셀 영역은 2종 이상의 발광 재료를 포함하고, 각각의 픽셀 영역은 상기 2종 이상의 발광 재료 중 하나를 포함하며, 각각의 발광 재료는 상이한 스펙트럼 밴드의 가시 광선을 방출하고, 상기 발광 재료의 픽셀 영역은 상기 피드백 층 중 하나 또는 두 층의 패턴화된 영역에 대응하며, 상기 발광 재료 중의 픽셀 영역은 상기 피드백 층 중의 대응 영역, 또는 상기 피드백 층 중의 대응 영역 중 하나 이상의 조합 영역과 실질상 동일한 형태 및 크기이고, 상기 재료 중의 패턴 영역의 스펙트럼 방출 밴드는 상기 피드백 층 중의 대응 영역의 스펙트럼 반사 밴드와 적어도 부분적으로 겹치는 것인 디스플레이 장치.
  43. 제40항에 있어서, 실질상 주기적인 굴절률 프로파일을 갖고 있는 상기 피드백 층들 중 하나 또는 두 층 모두는, 적색, 녹색 및 청색의 반사광 중 하나에 대응되는 스펙트럼 반사 밴드에 상응하는 굴절률 변경 주기를 각각의 픽셀 영역이 갖도록 여러 이산된 픽셀 영역들로 패턴화되고, 상기 적색, 녹색 및 청색의 광을 방출하는 픽셀 영역은 풀 칼라 그래픽을 디스플레이할 수 있는 도트 매트릭스 영상원을 교대로 형성하는 것인 디스플레이 장치.
  44. 제42항에 있어서, 상기 피드백 층 및 발광 재료 중의 패턴화된 픽셀 영역은 적색광, 녹색광 및 청색광 중 하나를 방출하도록 구성되고, 상기 적색광, 녹색광 및 청색광을 방출하는 픽셀 영역은 교호식으로 배열되고, 풀 칼라 그래픽을 디스플레이할 수 있는 도트-매트릭스 영상을 형성하는 것인 디스플레이 장치.
  45. 제43항에 있어서, 상기 변경되는 적색, 녹색, 청색 픽셀 영역은 조합되어 상기 장치를 가로지르는 적색, 녹색 및 청색의 수직 스트라이프를 형성하는 것인 디스플레이 장치.
  46. 제43항에 있어서, 상기 변경되는 적색, 녹색 및 청색의 픽셀 영역은 무리를 이루어 상기 장치를 가로지르는 칼러 트라이어드를 형성하는 것인 디스플레이 장치.
  47. 제44항에 있어서, 청색 파장의 광에 대하여 최적화된 스펙트럼 방출 밴드를 갖고 있는 상기 발광 재료는 패러헥사페닐을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  48. 제43항에 있어서, 녹색 파장의 광에 대하여 최적화된 스펙트럼 방출을 갖고 있는 상기 발광 재료는 트리스-(8-하이드록시퀴놀린) 알루미늄을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  49. 제43항에 있어서, 적색 파장의 광에 대하여 최적화된 스펙트럼 방출을 갖고 있는 상기 발광 재료는 5,10,14,20-테트라페닐포르핀을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  50. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극 스트립은 투광성의 일함수가 큰 재료를 포함하며, 이 재료는 인접한 반도체 층 내로 정공을 주입하는 애노드로서 기능하는 것인 디스플레이 장치.
  51. 제50항에 있어서, 상기 투광성의 일함수가 큰 재료는 인듐-주석 옥사이드를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  52. 제1항에 있어서, 상기 제2 전극 스트립은 인접한 반도체 층 내로 전자를 주입하는 캐소드로서 기능하고 작은 일함수를 갖고 있는 재료를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  53. 제1항에 있어서, 상기 제2 전극 스트립은 반사성이 큰 금속을 포함하고, 상기 제2 피드백 층의 역할을 하는 것인 디스플레이 장치.
  54. 제1항에 있어서, 상기 제2 전극 스트립은 투광성 재료를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  55. 제1항에 있어서, 상기 제2 전극 스트립은 상기 반도체 층에 인접한 매우 얇은 제1 금속층과, 투광성 전도 재료를 포함하는 보다 두꺼운 제2 층을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  56. 제55항에 있어서, 상기 투광성 전도 재료는 인듐-주석 옥사이드를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  57. 제1항에 있어서, 상기 장치에 의해 방출되는 광은 2개 이상의 광 전파 모드를 차지하는 것인 디스플레이 장치.
  58. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두는, 복수의 주기적인 공간적 변화 주파수를 포개 놓은 굴절률 프로파일을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  59. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 피드백 층 모두는 그 스펙트럼 반사 밴드의 피크 파장에서 어떠한 광도 통과시키지 않으며, 상기 광 방출 재료는 밴드-엣지 레이저 모드로 광을 방출하는 것인 디스플레이 장치.
  60. 제1항에 있어서, 상기 제2 전극 스트립과 제2 피드백 층 사이에 배치되는 투광성 커버를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  61. 제1항에 있어서, 상기 제1 피드백 층이 위에 배치되는 기재를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  62. 제61항에 있어서, 상기 기재는 유리 기재를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  63. 제61항에 있어서, 상기 기재는 가요성 플라스틱 기재, 금속 기재 및 반도체 재료 중 하나 이상을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  64. 제1항에 있어서, 상기 발광 재료와 제1 전극 스트립 사이에 배치되는 정공 수송층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  65. 제64항에 있어서, 상기 정공 수송층과 제1 전극 스트립 사이에 배치되는 정공 주입층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  66. 제1항에 있어서, 상기 발광 재료와 제2 전극 스트립 사이에 배치되는 전자 수송층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  67. 제66항에 있어서, 상기 전자 수송층과 제2 전극 스트립 사이에 배치되는 전자 주입층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  68. 제57항에 있어서, 상기 발광 재료와 제2 전극 스트립 사이에 배치되는 정공 수송층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  69. 제68항에 있어서, 상기 정공 수송층과 제2 전극 스트립 사이에 배치되는 정공 주입층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  70. 제57항에 있어서, 상기 발광 재료와 제1 전극 스트립 사이에 배치되는 전자 수송층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  71. 제57항에 있어서, 상기 전자 수송층과 제1 전극 스트립 사이에 배치되는 전자 주입층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  72. 제2항에 있어서, 상기 직선 매트릭스 중의 픽셀 각각은 각 픽셀과 연관된 구동 회로를 구비하는 것인 디스플레이 장치.
  73. 제72항에 있어서, 상기 픽셀 구동 회로 각각은 단일의 픽셀을 어드레싱하고, 각각의 픽셀은 다른 모든 픽셀 애노드로부터 전기적으로 분리된 그 애노드로서 기능하는 상기 전극 스트립을 갖고 있으며, 캐소드로서 기능하는 상기 픽셀 전극 스트립 모두는 공통으로 접속되는 것인 디스플레이 장치.
  74. 제72항에 있어서, 각 픽셀 구동 회로는 2개 이상의 박막 트랜지스터를 포함하는 디스플레이 장치.
  75. 제74항에 있어서, 제1 박막 트랜지스터는, 애노드로서 기능하는 단일 픽셀의 상기 제1 전극 스트립 및 제2 전극 스트립 중 하나에 전기적으로 접속되는 드레인과, 전류 소스 버스 라인에 전기적으로 접속되는 소스를 구비하는 것인 디스플레이 장치.
  76. 제75항에 있어서, 제2 박막 트랜지스터는, 상기 제1 박막 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속되는 드레인과, 데이터 버스에 접속되는 소스와, 로우 선택 라인에 접속되는 게이트를 구비하는 것인 디스플레이 장치.
  77. 제72항에 있어서, 한 픽셀에 대한 상기 제1 피드백 층은 상기 픽셀 구동 회로의 적어도 일부 및 상기 기재의 적어도 일부를 덮는 메사로서 형성되는 것인 디스플레이 장치.
  78. 제77항에 있어서, 박막 트랜지스터에 상호 접속되는 픽셀 애노드가 상기 메사의 한 쪽에 형성되는 것인 디스플레이 장치.
  79. 제77항에 있어서, 상기 픽셀 구동 회로는 상기 기재에 형성된 융기형 리브 상에 형성되는 것인 디스플레이 장치.
  80. 기재 상에 픽셀 구동 회로를 형성하는 단계와,
    연속적으로 변하는 굴절률 프로파일을 갖고 있는 제1 피드백 층을 픽셀 구동 회로가 마련된 상기 기재 상에 형성하는 단계와,
    상기 제1 피드백 층에 제1 전도층을 형성하는 단계와,
    상기 제1 전도층을 제1 전극으로 패턴화하는 단계와,
    상기 픽셀 구동 회로로부터 상기 제1 전극까지의 상호 접속부를 형성하는 단계와,
    적어도 하나의 방출층을 포함하는 발광 다이오드 구조를 상기 제1 피드백 층과 제1 전극 상에 형성하는 단계와,
    상기 발광 다이오드 구조 상에 제2 전도층을 형성하는 단계와,
    상기 제2 전도층을 제2 전극으로 패턴화하는 단계와,
    상기 발광 다이오드 구조 위로 제2 피드백 층을 형성하는 단계
    를 포함하는 디스플레이 장치 제조 방법.
  81. 제80항에 있어서, 상기 픽셀 구동 회로는 각각 2개 이상의 박막 트랜지스터를 포함하는 것인 디스플레이 장치 제조 방법.
  82. 제80항에 있어서, 상기 제1 및 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두는 상기 각 피드백 층의 면에 수직한 축을 따라 실질상 주기적으로 변하는 굴절률 프로파일을 갖고 있는 것인 디스플레이 장치 제조 방법.
  83. 제80항에 있어서, 상기 제1 및 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두는 홀로그래픽 기록 재료를 포함하는 것인 디스플레이 장치 제조 방법.
  84. 제83항에 있어서, 상기 제1 및 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층은 평면파 간섭 패턴을 갖고 있는 홀로그래픽 기록 재료를 포함하는 것인 디스플레이 장치 제조 방법.
  85. 제80항에 있어서, 상기 제1 피드백 층은 적색, 녹색 및 청색 파장 밴드의 광을 반사하는 영역이 패턴화되어 있는 홀로그래픽 재료층을 포함하는 것인 디스플레이 장치 제조 방법.
  86. 제80항에 있어서, 적어도 한 개의 방출층은 유기 발광 재료를 포함하는 것인 디스플레이 장치 제조 방법.
  87. 제80항에 있어서, 상기 픽셀 구동 회로는 상기 기재 상에 형성된 리브에 형성되는 것인 디스플레이 장치 제조 방법.
  88. 기재를 형성하는 단계와,
    연속적으로 변하는 굴절률 프로파일을 갖고 있는 제1 피드백 층을 상기 기재 상에 형성하는 단계와,
    하나 이상의 제1 전극 스트립을 상기 제1 피드백 층 상에 형성하는 단계와,
    적어도 하나의 방출 재료층을 포함하는 OLED 소자를 상기 제1 전극 스트립 위에 형성하는 단계와,
    상기 제1 전극 스트립 위에 놓이는 하나 이상의 제2 전극 스트립을 상기 OLED 소자 위에 형성하는 것으로서, 상기 제1 전극 스트립과 제2 전극 스트립이 겹치는 상기 OLED 소자의 영역은 상기 제1 전극 스트립 및 제2 전극 스트립을 통해 구동될 수 있는 픽셀 영역을 형성하는 것인, 상기 제2 전극 스트립을 형성하는 단계와,
    상기 하나 이상의 제2 전극 스트립 위에 제2 피드백 층을 형성하는 단계
    를 포함하는 디스플레이 장치 제조 방법.
  89. 제88항에 있어서, 상기 제1 및 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두는 적어도 하나의 홀로그래픽 기록 재료층을 포함하는 것인 디스플레이 장치 제조 방법.
  90. 제88항에 있어서, 상기 제1 및 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층은 평면파 간섭 패턴을 갖고 있는 적어도 하나의 홀로그래픽 기록 재료층을 포함하는 것인 디스플레이 장치 제조 방법.
  91. 제1 피드백 층과,
    제2 피드백 층과,
    상기 제1 피드백 층과 제2 피드백 층 사이에 배치되고 발광 재료를 포함하는 적어도 하나의 반도체 재료층을 포함하는 발광 소자와,
    상기 제2 피드백 층의 발광부의 부근에 배치되는 투사 렌즈
    를 포함하는 디스플레이 장치.
  92. 제91항에 있어서, 상기 제1 및 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두는 홀로그래픽 기록 재료를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  93. 제91항에 있어서, 상기 제1 및 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두는 적색, 녹색 및 청색 파장 간섭 패턴이 패턴화되어 있는 홀로그래픽 기록 재료를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  94. 제1 피드백 층과,
    제2 피드백 층과,
    상기 제1 피드백 층과 제2 피드백 층 사이에 배치되고 적어도 1종의 발광 재료를 포함하는 적어도 하나의 반도체 재료층을 포함하는 발광 소자와,
    상기 제1 피드백 층의 방출 표면 부근에 배치된 후방 투사 스크린
    을 포함하는 디스플레이 장치.
  95. 제94항에 있어서, 상기 발광 소자는 상기 후방 투사 스크린에 단일 확대로 투사된 영상을 갖는 영상 소스로서 작용하는 것인 디스플레이 장치.
  96. 제94항에 있어서, 상기 후방 투사 스크린은 상기 제1 피드백 층의 외측면에 직접 결합되는 것인 디스플레이 장치.
  97. 제94항에 있어서, 상기 후방 투사 스크린은 테이퍼형 마이크로-광 가이드의 어레이를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  98. 제94항에 있어서, 상기 테이퍼형 마이크로-광 가이드 사이의 틈새 영역은 상기 마이크로-광 가이드의 재료보다 작은 굴절률을 갖고 있는 광 흡수 블랙 재료로 채워지는 것인 디스플레이 장치.
  99. 제94항에 있어서, 상기 후방 투사 스크린은 투광 마이크로비드 중 적어도 일부를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  100. 제99항에 있어서, 상기 마이크로비드 사이의 틈새 영역은 상기 마이크로비드 재료보다 작은 굴절률을 갖고 있는 광 흡수 블랙 재료로 채워지는 것인 디스플레이 장치.
  101. 제94항에 있어서, 상기 후방 투사 스크린은 광 확산 재료를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  102. 제94항에 있어서, 상기 후방 투사 스크린은 마이크로렌즈를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  103. 제94항에 있어서, 상기 발광 재료는 발광 재료 조성물을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  104. 제91항에 있어서, 상기 발광 재료는 발광 재료 조성물을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  105. 제35항에 있어서, 상기 발광 재료 중 하나 이상은, 광의 상이한 파장들에 대응하는 평면파 간섭 패턴을 갖고 있는 상기 제1 및 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두의 도메인 또는 영역에 대응하여 배치되는 상기 발광 재료의 도메인 또는 영역에 사용될 수 있는 넓은 스펙트럼 밴드 방출을 갖고 있는 것인 디스플레이 장치.
  106. 제42항에 있어서, 상기 발광 재료 중 하나 이상은 광의 상이한 파장들에 대응하는 평면파 간섭 패턴을 갖고 있는 상기 제1 및 제2 피드백 층 중 하나 또는 두 층 모두의 영역에 대응하여 배치되는 상기 발광 재료의 영역에 사용될 수 있는 넓은 스펙트럼 밴드 방출을 갖고 있는 것인 디스플레이 장치.
  107. 제1항에 있어서, 상기 발광 재료는 액정 재료를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  108. 제1항에 있어서, 상기 발광 재료는 가교 결합된 재료를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  109. 제1항에 있어서, 상기 전극과 반도체 층 및 발광 층을 포함하는 상기 구조는, 상기 제1 피드백 층과 제2 피드백 층에 의해 형성되는 연속적인 광자 결정 중에 결함으로 형성되는 것인 디스플레이 장치.
  110. 제109항에 있어서, 상기 결함은 한 파장보다 작은 상기 광자 결정의 공간 위상에 위상 슬립을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  111. 제109항에 있어서, 상기 광 방출 재료층으로부터 방출되는 광은 결함 모드로 발산되는 것인 디스플레이 장치.
  112. 제109항에 있어서, 상기 광자 결정 구조는 1차원, 2차원 또는 3차원의 광자 결정 구조 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  113. 제1항에 있어서, 상기 영상 요소는 투사 렌즈를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  114. 제1항에 있어서, 상기 영상 요소는 후방 투사 스크린을 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  115. 제113항에 있어서, 상기 투사 렌즈는 화합물 렌즈를 포함하는 것인 디스플레이 장치.
  116. 제1항에 있어서, 상기 장치에 의해 방출되는 모든 광은 단일 광 전파 모드를 차지하는 것인 디스플레이 장치.
  117. 제116항에 있어서, 상기 제1 피드백 층과 제2 피드백 층 사이의 공간은 반사로 인해 λ/2 배제 위상 이동에 상당하며, 상기 λ는 상기 단일 광 전파 모드에 있는 광의 파장인 디스플레이 장치.
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