KR20050043678A - 조명 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
조명 장치는 투명 기판, 면 발광 소자, 및 면 발광 소자에 전력을 공급하는 하나 이상의 접촉 단자를 포함한다. 면 발광 소자는 투명 기판을 통해 투과되는 광을 방출하기 위하여 투명 기판 상에 형성되는 제 2 전극, 제 1 전극, 및 발광층을 갖는 박막층을 포함한다. 또한, 투명 기판에, 광산란 부재의 밀도가 접촉 단자로부터의 거리에 따라 일정하게 증가되는 방식으로, 복수의 광 산란 부재가 제공된다.
Description
본 발명은 조명 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 유기 EL 장치와 같은 발광 소자, 및 투명 전극을 포함하는 디스플레이 장치는 투명 전극으로서 ITO 또는 ZnO 를 이용한다.
그러나, 전술한 투명 전극은 충분히 높은 도전성을 갖지 않기 때문에, 접촉 단자 주변의 영역에서의 저항 및 접촉 단자로부터 멀리 떨어져 있는 영역에서의 저항 간의 차이가 크게 되어 전류를 변화시킨다. 따라서, 전극으로부터 공급되는 전류량에 휘도가 의존하기 때문에, 영역들 사이의 발광 휘도가 불균일하게 된다.
따라서, 일본 공개 특허 공보 제 2002-156633 에서는 휘도 불균일성을 제어하기 위해 투명 전극 상에 보조 전극을 구비한 액정 디스플레이 장치를 제공하였다.
그러나, 액정 디스플레이 장치는 보조 전극으로 불투명 재료를 이용하기 때문에, 액정의 화소에 대응하는 영역에 보조 전극을 배치해야 했다. 이러한 제약은 휘도 불균일성을 충분하게 제거하는 것을 방해하였다. 또한, 보조 전극과 화소를 일치시켜 정확하게 배열하기 위한 정교한 기술이 필요하였다. 이러한 공정 상의 난점들은 생산성의 저하를 초래하였다.
본 발명의 목적은 보조 전극을 이용하지 않고 휘도 균일성을 달성할 수 있는 조명 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 조명 장치는 투명 기판, 면 발광 소자, 및 면 발광 소자에 전력을 공급하기 위한 하나 이상의 접촉 단자를 포함한다. 면 발광 소자는 상기 투명 기판을 통해 투과되는 광을 방출하기 위하여 상기 투명 기판 상에 형성되는 제 1 전극, 제 2 전극, 및 발광층을 갖는 박막층을 포함한다. 또한, 상기 투명 기판에, 광 산란 부재의 밀도가 상기 접촉 단자로부터의 거리에 따라 일정한 범위로 증가되는 방식으로, 복수의 광 산란 부재가 제공된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 면 조명 장치는 투명 기판, 투명 기판 상에 형성되는 면 발광 소자, 및 접촉 단자를 포함한다. 면 조명 장치는 투명 기판을 통하여 광을 방출한다.
면 발광 소자는 투명한 제 1 전극, 발광층을 포함하는 박막층, 및 제 2 전극을 포함한다. 산란 부재는, 투명 기판에, 접촉 단자로부터의 거리에 따라 일정범위로 밀집되는 방식으로 제공된다. 접촉 단자로부터의 면적이 더 밀집됨에 따라 광 산란 부재도 밀집되기 때문에, 접촉 단자 주변의 영역에서, 광의 대부분은 임계각 이상의 각도로 투명 기판에 입사하며, 광출사면 상에서 전반사된다. 다음으로 광은 투명 기판을 통과하여 안내된다.
한편, 접촉 단자로부터 멀리 떨어져 있는 영역에서, 광의 대부분은 투명 기판 상에 임계각 이상의 각도로 입사되어 광 산란 부재에 도달한다. 다음으로 광학 경로는 광출사면 상의 입사각이 임계각 보다 작도록 변화되어, 광이 광출사면을 통과하여 출사되도록 한다.
또한, 임계각 이상의 각도로 투명 기판으로 입사되고 광 산란 부재에 의해 반사되어 임계각 이상의 각도 이상의 각도를 가진 광의 일부는 광출사면에서 전 반사된다. 그러나, 투명 기판의 단부면, 광입사면 및 광출사면 상에서의 반사에 의해 투명 기판을 통해 광을 안내하는 경우, 또는, 발광 소자를 통하여 재입사되고 투명 기판으로 리턴되어 투명 기판을 통해 광을 안내하는 경우에, 광이 광 산란 부재를 통해 다시 반사되기 때문에, 반사되는 광의 광학 경로를 임계각보다 작은 각도를 갖도록 다시 변경할 수 있다. 이러한 방법으로 광출사면으로부터 광을 출사할 수 있다.
따라서, 접촉 단자 주변의 영역에서 휘도가 높지만, 광 산란 부재의 밀도가 작기 때문에, 접촉 단자로부터 멀리 떨어져 있는 영역에 비하여, 광 방출 효율은 낮다. 한편, 접촉 단자로부터 멀리 떨어져 있는 영역에서의 휘도가 높지만, 광 산란 부재가 비교적 밀집되어 있기 때문에, 접촉 단자 주변의 영역에 비하여, 광 방출 효율은 높다.
그 결과, 보조 전극을 이용하지 않고 휘도 불균일성을 억제할 수 있다. 여기서, "접촉 단자 주변" 은 접촉 단자와의 최단 거리가 작은 것을 의미하며, "접촉 단자로부터 멀리 떨어져 있는" 은 접촉 단자와의 최단 거리가 긴 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 광 산란 부재는 투명 기판 내에 배치된다.
다른 실시형태에서, 광 산란 부재는 투명 기판에 배치되는 볼록부 또는 오목부를 갖는 영역이다. 이 실시형태에서는, 광 방출 효율을 광출사면 상에 배치되는 볼록부 또는 오목부에 따라 변화시킬 수 있기 때문에, 보조 전극을 사용하지 않고 휘도 불균일성을 억제시킬 수 있다. 투명 기판 상에 광 산란 부재를 형성하기 위한 타이밍은 투명 기판 상에 유기 EL 장치를 형성하기 이전 또는 이후일 수 있다. 따라서, 발광 소자를 형성한 후에 광 산란 부재를 제공할 경우에, 발광 소자 또는 조명 장치의 발광 또는 광 방출 특성에 따라서, 광 산란 부재의 형상을 설계하거나, 또는, 광 산란 부재를 형성하는 위치를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 면 발광 소자는 유기 EL 장치이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 면 조명 장치를 투과형 또는 반투과형 이미지 디스플레이 패널을 백라이팅하기 위하여 이용할 수 있다. 이 실시형태에서는, 종래 조명 장치를 이용하는 디스플레이 장치에 비해 휘도 불균일성이 억제될 수 있다. 이미지 디스플레이 패널은 액정 디스플레이 패널일 수 있다.
본 발명은 그 목적 및 이점을 첨부된 도면과 함께 바람직한 실시형태의 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해할 수 있다.
이하, 본 발명의 면 발광 소자를 수동 투과형 액정 디스플레이 장치를 백라이팅하는데 이용하는 본 발명의 제 1 실시형태를, 도 1 내지 4 를 참조하여 설명한다.
도 1 을 참조하면, 투과형 액정 디스플레이 장치 (1) 는 투과형 이미지 디스플레이 패널로 이용되는 액정 패널 (2), 및 조명 장치로서 이용되는 유기 EL 장치 (3) 를 포함한다.
수동 매트릭스 액정 패널 (2) 은 제 1 투명 기판 (5), 제 2 투명 기판 (6), 및 제 1 투명 기판 (5) 과 제 2 투명 기판 (6) 사이에 고정되는 액정층 (6) 을 포함하는 임의의 공지의 타입일 수 있다.
제 1 투명 기판 (5) 과 제 2 투명 기판 (6) 의 외부면 상에 편광판 (11) 이 위치된다.
제 1 투명 기판 (5) 의 표면 상에 복수의 컬러 필터 (10) 가 평행한 스트라이프 형상으로 배치되며, 액정층 (9) 과 접착된다. 컬러 필터 (10) 와 유사한 방법으로 ITO 전극 (7) 이 평행하게 형성된다.
복수의 스트라이프 형상을 갖는 대향 전극 (8) 은, 액정층 (9) 과 접착되는 제 2 투명 기판 (6) 의 표면 상에 평형하게 형성되며, 스트라이프 형상의 컬러 필터 (10) 및 ITO 전극 (7) 과 직교하도록 형성된다.
다음으로, ITO 전극 (7) 과 대향 전극 (8) 사이에 액정 (9) 이 위치된다. 제 1 투명 기판 (5) 및 제 2 투명 기판 (6) 은, 기판들 사이의 거리를 균일하게 고정한 상태로, 도면에 도시하지 않은 밀봉제를 통해 봉합된다. 따라서, ITO 전극 (7) 및 대향 전극 (8) 은, 액정 (9) 을 개재시켜 전극을 오버랩시킨 교차부에서 화소를 형성한다. 이 화소들은 매트릭스로 배열된다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 유기 EL 장치 (3) 는 투명 기판 (12), 면 발광 소자로서 이용되는 유기 EL 소자 (4), 및 접촉 단자부 (100) 를 포함한다.
투명 기판 (12) 은 적어도 일부분의 가시광을 투과하고 광 산란 부재 (13) 를 구성할 수 있다면, 임의의 재료로부터 형성할 수 있다. 예를 들면, 글라스 기판, 투명 수지 기판 또는 수지로 이루어지는 투명한 가요성 기판을 이용할 수 있다. 제 1 실시형태에서는, 글라스 기판을 이용한다.
도 2 에 나타낸 바와 같이, 투명 기판 (12) 은 광출사면 (17) 및 그 광출사면에 대향하는 광입사면 (18) 을 포함한다.
도 3c 및 도 3d 에 나타낸 바와 같이, 애노드의 접촉 단자 (106) 과 캐소드의 접촉 단자 (104) 주변 영역 (도 3c 및 도 3d 의 좌측) 에서는, 광을 산란시키기 위한 광 산란 부재 (13) 가 밀집되지 않은 방식으로 배치된다. 캐소드의 접촉 단자 (104) 및 애노드의 접촉 단자 (106) 로부터 멀리 떨어져 있는 영역 (도 3c 및 도 3d 의 우측) 에서는, 광 산란 부재 (13) 가 밀집된 방식으로 배치된다. 즉, 접촉 단자 (100) 로부터의 영역의 거리가 멀어질수록 광 산란 부재 (13) 가 더 밀집되도록 배열된다.
본 발명에서 용어 "산란" 은 반사 및 굴절을 둘 다 포함한다.
광 산란 부재 (13) 는 광 산란 부재 (13) 에 도달하는 광의 광학 경로를 변화시킬 수 있는 임의의 형상이 될 수도 있다, 제 1 실시형태에서, 글라스 기판 (12) 내에 글라스와 상이한 굴절율을 갖는 구형의 수지 비드가 제공된다.
유기 EL 소자 (4) 는 기판 (12) 으로부터 제 1 전극 (14), 박막층으로 이용되는 유기 박막층 (15), 및 제 2 전극 (16) 이 순서대로 적층되어 형성된다.
제 1 전극 (14) 용으로는 (4 eV 이상의) 큰 일함수를 갖는 금속, 합금, 도전성 화합물 및 그 혼합물이 이용되는 것이 바람직하다. 전극 재료의 예는 금 (Au) 과 같은 금속 및 도전성을 갖는 CuI, ITO, SnO2 및 ZnO 와 같은 투명 또는 반투명 재료가 있다. 전극은 이러한 전극 재료의 스퍼터링 및 증기 증착법과 같은 방법을 통하여 박막을 형성함으로써 형성될 수 있다.
유기 박막층 (15) 은, 발광층으로 이루어지는 단일층, 또는 홀 주입층, 홀 전송층, 홀 주입 전송층, 홀 차단층, 전자 주입층, 전자 전송층 및 전자 차단층 중 하나 이상의 층, 및 발광층을 포함하는 다층 구조일 수 있다.
제 1 실시형태의 유기 박막층 (15) 은 홀 주입층, 홀 전송층, 발광층, 전자 전송층 및 전자 주입층이 적층되어 있는 다층 구조이다. 유기 박막층 (15) 으로 이루어지는 발광층에서 백색광을 발광시키기 위하여, 적색광 발광층, 녹색광 발광층, 및 청색광 발광층이 적층된다.
제 2 전극 (16) 의 전극 재료로서는, (4 eV 보다 작은) 작은 일함수를 갖는 금속, 합금, 도전성 화합물 및 그 혼합물을 이용한다. 이러한 전극 금속의 예는 나트륨, 나트륨-칼륨 합금, 마그네슘, 리튬, 마그네슘/구리 혼합물, Al/(Al2O3), 인듐 및 희토류 금속을 포함한다. 제 2 전극 (16) 은 이러한 전극 재료의 스퍼터링 및 증기 증착과 같은 방법을 통하여 박막을 형성함으로써 제조될 수 있다.
유기 EL 소자 (4) 는 도면에서는 도시하지 않은 SiNx 로 형성되는 보호막으로 커버된다.
도 4a 는 투명 기판 (12) 상에 형성되는 제 1 전극 (14), 접촉 단자 (104) 및 접촉 단자 (106a) 를 개략적으로 나타낸 것이다. 투명 기판 (12) 상에 형성되는 제 1 전극의 일부분을 제거함으로써 제 1 전극 (14) 및 접촉 단자 (104, 106a) 가 패턴화된다. 도 4a 에 나타낸 바와 같이, 접촉 단자 (104) 가 제 1 전극 (14) 과 연속적으로 형성된 후, 이 접촉 단자 (104) 가 접촉 단자 (106a) 와 별도로 형성된다.
도 4b 는 제 2 전극 (16) 과 접촉 단자 (106b) 의 배열을 개략적으로 나타낸다. 제 1 전극 (14) 과 제 2 전극 (16) 간의 단락 회로를 방지하기 위하여, 제 2 전극 (16) 을 유기 박막층 (15) 보다 작은 면적을 갖도록 형성한다.
제 2 전극 (16) 은, 제 1 전극 (14) 과 동일한 재료로부터 형성되는 접촉 단자 (106a) 가 접촉 단자 (106b) 와 결합되도록 형성된다. 따라서, 접촉 단자 (106a, 106b) 를 오버랩하는 부분이 제 2 전극의 접촉 단자 (106) 를 형성한다.
다음으로, 도 2 를 참조하여 전술한 투과형 액정 디스플레이 장치 (1) 의 동작을 설명한다. 유기 EL 소자 (3) 의 전극들 사이에 전압을 인가하여, 유기 박막층 (15) 의 발광층으로부터 백색광이 방출된다. 광의 대부분이 투명 기판 (15) 으로 직진한다.
제 1 실시형태에 따른 유기 EL 소자 (4) 의 발광층은 평면 형상으로 형성된다. 즉, 면 발광 소자는 면 상에 배열되는 복수의 작은 발광 영역 그룹으로부터 형성되는 광원과 동등하게 취급할 수 있다. 따라서, 각각의 작은 발광 영역으로부터 방출되는 광선은 각각의 작은 발광 영역으로부터 방사방향으로 전파되기 때문에, 광은 다양한 방향으로 광입사면 (18) 으로 진입한다.
유기 EL 소자 (4) 를 이용한 유기 EL 장치 (3) 의 투명 기판 (12) 에 산란 부재 (13) 가 제공되지 않은 경우, 다음과 같은 문제가 발생한다. 광이 투명 기판 (12) 내부로 글라스와 공기의 굴절율에 의해 결정되는 임계각 이상의 각도로 입사되고 광출사면 (17) 에 도달한 광은, 광출사면 (17) 에서 전반사가 이루어지기 때문에 투명 기판 (12) 을 출사하지 못한다. 광이 투명 기판 (12) 의 면 상에서 반사하거나, 광이 유기 EL 소자 (4) 에 재입사되더라도, 광출사면 (17) 상의 입사각은 변화하지 않는다. 따라서, 광은 광출사면 (17) 과 광입사면 (18) 상에서의 반복되는 반사 이후에 외부로 방출되지 않기 때문에, 투명 기판 (14) 내부 또는 유기 EL 소자 (3) 내부에서 감쇄된다.
다음으로, 광 산란 부재 (13) 가 전술한 바와 같이 투명 기판 (12) 내부에 배치되는 경우의 광의 광학 경로를 설명한다.
도 2 에 나타낸 바와 같이, 발광층으로부터 방출되는 광이 투명 기판 (12) 으로 입사된다. 광 산란 부재로 입사되지 않고 광출사면에 도달할 때, 투명 기판 (12) 내부로 입사되는 광 중 임계각 이상의 각도로 기판 (12) 으로 입사되는 광은, 투명 기판 (12) 과 대기 (광출사면 (17)) 사이의 계면에서 전반사한다. 광의 대부분은 투명 기판 (12) 을 통하여 안내된다.
투명 기판 (12) 을 통하여 안내되는 광 중에서, 광 산란 부재 (13a, 도 2 에서 화살표 A 로 나타냄) 상에 입사되는 광은 산란되어, 임계각보다 작은 광출사면 (17) 상에서의 입사각을 갖도록 하여 광학 경로가 변화된다. 그 후, 광은 광출사면으로부터 액정 패널 (2) 을 향하여 방출된다.
투명 기판 (12) 에 임계각 이상의 각도로 입사하는 광 중에서, 광산란 부재 (13d) 에 입사되는 광은 (도 2 에서 화살표 C 로 나타냄) 산란되어 임계각보다 광출사면 (17) 상의 입사각이 작아지도록 경로를 변화시킨다. 다음으로, 광출사면 (17) 에서 액정 패널 (2) 을 향하여 방출된다.
여기서, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 제 1 실시형태에 따른 유기 EL 장치 (3) 는 접촉 단자 (100) 로부터의 거리가 증가됨에 따라 밀집되어 배열되는 광산란 부재 (13) 를 포함한다. 즉, 접촉 단자 (100) 주변의 투명 기판 (12) 으로 임계각 이상의 각도로 입사되는 광의 대부분은 광출사면 (17) 상에서 전반사되고, 투명 기판 (12) 을 통하여 안내된다. 임계각 이상의 각도로 접촉 단자 (100) 로부터 멀리 떨어져 있는 영역에서 투명 기판에 입사되는 광의 대부분이 광산란 부재 (13) 에 도달하고, 이 방향은 광방사면 (17) 상의 입사각이 임계각보다 작도록 변화하여 (산란), 투명 기판 (12) 의 광출사면 (17) 으로부터 출사된다.
투명 기판 (12) 에 임계각 이하의 각도로 입사되는 광 중에서, 광 산란 부재 (13b) 로 입사되는 광 중의 일부의 각도는 임계각 이상의 각도를 갖도록 반사되며, 광출사면에서 전반사될 수 있다. 그러나, 광이 투명 기판의 측면, 광입사면 및 광출사면 상에서 반사하여 투명 기판을 통과하도록 안내되는 경우, 또는 광이 유기 EL 소자로 재입사되어 투명 기판을 통과하여 안내되는 투명 기판으로 되돌아오는 경우에는, 광 산란 부재에 의해 광이 다시 반사되기 때문에, 그 후 반사되는 광의 광학 경로를 임계각보다 작은 각을 갖게 다시 변경할 수 있다.
따라서, 제 1 실시형태에 따른 유기 EL 장치 (3) 는 접촉 단자 (100) 와 근접하는 부분에서는, 광 산란 부재 (13) 가 보다 적게 배치되기 때문에, 접촉 단자 (100) 로부터 멀리 떨어져 있는 영역에 비하여, 휘도가 높은 반면 광 방출 효율이 열등하였다. 한편, 접촉 단자로부터 멀리 떨어져 있는 영역에서는, 보다 많은 광 산란 부재 (13) 가 배치되었기 때문에, 접촉 단자 (100) 와 근접하는 부분에 비하여, 휘도가 낮은 반면 광 방출 효율이 우수하였다.
따라서, 휘도의 불균일성을 억제시킬 수 있다.
투명 기판 (12) 의 광출사면 (17) 으로부터 방출되는 광은 액정 패널 (2) 의 배면 (유저에 대향하는 면) 으로 입사되고, 이 광은 특성 또는 이미지로서 관찰되는 각각의 화소에 따라서 전체적으로 투과되거나 차단된다.
제 1 실시형태에서, 광 산란 부재가 투명 기판에 접촉 단자로부터 멀리 떨어져 있는 영역에 밀집되도록 배치된다. 따라서, 접촉 단자와 근접하는 부분은 높은 휘도 및 열등한 광 방출 효율을 가지며, 접촉 단자로부터 멀리 떨어져 있는 영역은 낮은 휘도를 갖지만 광 방출 효율이 우수하다. 따라서, 휘도의 불균일성이 억제될 수 있다.
제 1 실시형태의 투명 기판 내에 광 산란 부재가 배치된다. 광 산란 부재는, 광 산란 부재가 제공되지 않았을 때 전반사 되는 광의 임계각 보다 작은 입사각을 작게, 광의 방향을 변화시키기 때문에, 투명 기판으로부터 광이 방출될 수 있다. 따라서, 광 산란 부재가 제공되지 않은 종래 장치에 비하여, 동일한 전력을 이용할 경우에 휘도는 개선할 수 있으며, 동일한 휘도를 달성할 수 있도록 전력 소모를 낮출 수 있다.
도 5 에 나타낸 바와 같이, 제 2 실시형태에 따른 수동 매트릭스 투과형 액정 디스플레이 장치 (50) 의 유기 EL 장치 (53) 는, 투명 기판 (52) 의 광출사면 상에 제공되는 볼록부와 오목부인 광 산란 부재 (54) 를 포함한다. 다른 구성은 제 1 실시형태의 구성과 유사하다.
이 제 2 실시형태는 전술한 이점을 제공한다. 또한, 이 제 2 실시형태에서, 투명한 기판 상에, 광 산란 부재를 배치하기 위한 타이밍은 투명 기판 상에 유기 EL 소자를 형성하기 이전 또는 이후가 될 수 있다. 따라서, 유기 EL 소자를 형성한 후 광 산란 부재를 형성하는 경우, 조명 장치 또는 유기 EL 소자의 광 방출 특성 및 휘도에 따라서 광 산란 부재의 형상 및 광 산란 부재를 배치되는 위치를 설계할 수 있다.
당업자는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는다면 본 발명을 다양한 다른 구체적인 형태로서 구현할 수 있음을 알 수 있다. 특히, 본 발명은 다음의 형태로도 구현할 수 있다는 것을 인식해야 한다.
투명 기판 (12) 내부에 배치되는 광 산란 부재 (13) 의 형상은 구형에 한하지 않는다. 광 산란 부재 (13) 로 입사되는 광의 방향을 변경할 수 있다면 임의의 형상을 이용할 수 있다.
투명 기판 (12) 내부에 배치되는 광 산란 부재 (13) 는 비드에 한정되지 않는다. 광 산란 부재 (13) 로 입사되는 광의 방향을 변경할 수 있다면 임의의 형상을 이용할 수 있다.
예를 들면, 질소와 같은 비활성 가스의 기포를 제공할 수 있거나, 또는 스크래치를 형성하여, 다른 부분과 상이한 굴절율을 제공할 수 있다. 예를 들면, 투명 기판 (12) 의 벌크에 레이저 광을 조사하여, 투명 기판 (12) 내부에 스크래치를 형성할 수 있다.
투명 기판 단부 상에 배치되는 제 1 전극 (14) 을 캐소드로서 이용할 수 있고, 제 2 전극 (16) 을 애노드로서 이용할 수 있다. 이 경우, 유기 박막층 (15) 의 구조는 또한 전극의 변경에 대응하여 변경될 수 있다. 예를 들면, 유기 박막층 (15) 은 전자 주입층, 발광층, 및 홀 주입층으로 이루어지는 3 층 구조, 또는 전자 주입층, 전자 전송층, 발광층, 홀 전송층 및 홀 주입층으로 이루어지는 5 층 구조일 수 있다.
유기 EL 장치의 이용은 백라이트에 한하지 않으며, 다른 조명 장치 또는 디스플레이 장치로서 이용할 수 있다.
예를 들면, 유기 EL 장치가 수동 매트릭스 디스플레이 장치인 경우, 제 1 전극 (14) 은 투명 기판의 표면 상에 복수의 평행한 스트라이트 형상으로 형성된다. 미도시된 절연 분리벽에 의해 분리되는 상태로, 제 1 전극 (14) 에 수직한 방향으로 연장되는 복수의 평행한 스트라이프로 유기 박막층 (15) 이 형성된다. 유기 박막층 (15) 상에 제 2 전극 (16) 이 적층된다. 디스플레이 장치의 화소 (화소 또는 부화소) 가 투명 기판 (12) 상에서 제 1 전극 (14) 과 제 2 전극 (16) 이 교차하는 부분에 투명 기판 (12) 상에 매트릭스 형상으로 배열된다.
제 2 전극 (16) 의 접촉 단자 (106) 의 위치는 제 1 전극 (14) 의 접촉 단자 (104) 가 배치되는 투명 기판의 동일한 단부의 에지 상에 있을 필요는 없다. 접촉 단자 (106) 는 접촉 단자 (104) 가 배치되는 단부 상에 근접하는 단부 또는 접촉 단자 (104) 가 배치되는 단부에 반대되는 단부 상에 배치될 수 있다.
유기 EL 장치가 디스플레이 장치로서 이용될 때, 투명 기판 상에 컬러 필터를 배치할 수 있다.
제 2 전극 (16) 은 가시광선에 대하여 반사성을 갖지 않을 수도 있다. 그러나, 반사를 이용하는 경우에는 유기 박막층 (15) 으로부터 제 2 전극 (16) 을 향하는 광이 제 2 전극 (16) 상에서 반사되고 투명 기판 (12) 단부로부터 방출되기 때문에, 제 2 전극 (16) 의 반사되는 광을 이용하지 않는 태양에 비하여, 투명 기판 (12) 으로부터 방출되는 광 세기를 증가시킬 수 있다. 따라서, 유기 박막층 (15) 의 광 세기가 감소되어 소모 전력이 감소되는 경우에도, 필요한 광 세기를 획득할 수 있다.
유기 박막층 (15) 은 흑백 디스플레이 또는 단색 디스플레이일 수 있다. 즉, 유기 박막층 (15) 을 형성할 때, 유기 박막층 (15) 은 형광성 염료로서 적색, 청색, 녹색의 모든 컬러를 포함할 필요가 없다. 유기 박막층 (15) 은 단색광만을 방출할 수 있다. 이 경우, 액정 디스플레이 장치 (1) 는 흑백 디스플레이 또는 단색 디스플레이이다.
액정 패널 (2) 은 수동 매트릭스로 제한되지 않으며 능동 매트릭스 구동을 또한 이용할 수 있다. 또한, 디스플레이 타입은 투과형에 한하지 않으며 반투과형도 이용할 수 있다.
이미지 디스플레이 패널은 광의 투과를 통하여 이미지를 표시할 수 있다면 액정 패널에 제한되지 않으며, 예를 들면 PLZT 를 이용할 수 있다.
조명 장치는 백라이팅을 위한 장치 이외의 다른 임의의 조명 장치에 이용될 수 있다. 이 경우, 조명 장치는 투명 기판 (12) 의 양 단부 상에 유기 EL 장치 (15) 를 형성할 수 있다. 또한, 백라이팅을 위한 장치 이외의 조명 장치를 이용하는 경우, 투명 기판은 평면 형상으로 제한되지 않고, 반 구형 또는 컬럼 형상이 될 수 있으며, 또는 아치형과 같은 커브를 갖는 표면을 가질 수 있다.
면 발광 소자에 유기 EL 장치 대신 무기 EL 장치를 이용할 수 있다. 이 경우, 발광 시 인가되는 전압은 유기 EL 소자보다 높게 될 수 있는 반면, 광출사면으로부터 방출되는 광의 세기는, 발광 소자로부터 투명 기판으로 입사되고 투명 기판의 단부면으로부터 출사되는 조명을 조절함으로써 증가될 수 있다.
또한, 제 1 전극 (20) 은 도전성을 갖는 투명 재료를 이용하는 대신 가외의 얇은 금속층을 이용하여 투명하게 형성될 수 있다. 용어 "초박" 은 50 nm 미만의 두께를 나타내며, 0.5 nm 에서 20 nm 사이의 범위인 것이 바람직하다.
보호막용 재료는 실리콘 니트라이드에 제한되지 않는다. 예를 들면, 습기 및 산소와 같은 가스에 대하여 낮은 투과성을 갖는 다른 재료인 SiOx 또는 DLC (Diamond Like Carbon) 를 이용할 수 있다. 또한, 상이한 재료의 박막을 적층하여 보호막을 형성할 수 있다.
실리콘 니트라이드를 이용하는 대신 방습층으로부터 보호막을 형성할 수 있다.
절연층이 제 1 전극 (14) 과 제 2 전극 (16) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 제 1 전극 (14) 과 제 2 전극 (16) 사이의 회로 단락을 안전하게 방지할 수 있다.
유기 EL 소자는 백색광을 생성할 수 있다.
유기 EL 층의 면적은 제 2 전극보다 크게 형성될 수 있다.
따라서, 본 실시예 및 실시형태는 예시일 뿐 한정하려는 것이 아니며, 여기서 주어진 상세한 설명으로 제한되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위의 범위 및 등가물 내에서 변화를 가할 수 있다.
본 발명에 따르면, 보조 전극을 이용하지 않고 휘도 균일성을 달성할 수 있는 조명 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은 실시형태에 따른 투과형 액정 디스플레이 장치를 나타내는 사시도.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 투과형 액정 디스플레이 장치의 광학 경로를 나타내는 개략 단면도.
도 3a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 개략 평면도.
도 3b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 개략 평면도.
도 3c 는 도 3a 의 3C-3C 에 따라 절개된 개략 단면도.
도 3d 는 도 3a 의 3D-3D 에 따라 절개된 개략 단면도.
도 4a 는 투명 기판 상에 형성되는 제 2 전극의 접촉 단자, 접촉 단자, 및 제 1 전극의 배열을 나타내는 개략도.
도 4b 는 제 2 전극 및 접촉 단자의 배열을 나타내는 개략 도면.
도 5 는 다른 실시형태에 따른 투과형 액정 디스플레이 장치를 나타내는 개략 단면도.
＊도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＊
1 : 투과형 액정 디스플레이 장치
2 : 액정 패널
3 : 유기 EL 장치 (조명 장치)
4 : 유기 EL 소자
12 : 투명 기판
13 : 광 산란 부재
14 : 제 1 전극
15 : 유기 박막층
16 : 제 2 전극
17 : 광출사면
18 : 광입사면
Claims (18)
- 투명 기판, 면 발광 소자, 및 상기 면 발광 소자에 전력을 공급하는 하나 이상의 접촉 단자를 포함하고, 상기 면 발광 소자가 상기 투명 기판을 통해 투과되는 광을 방출하기 위하여 상기 투명 기판 상에 형성되는 제 1 전극, 제 2 전극, 및 발광층을 갖는 박막층을 포함하는 조명 장치로서,상기 투명 기판에, 광 산란 부재의 밀도가 상기 접촉 단자로부터의 거리에 따라 일정하게 증가되는 방식으로, 복수의 광 산란 부재가 제공되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 광 산란 부재는 상기 투명 기판 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 광 산란 부재는 상기 투명 기판 내에 분산되는 비드인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 광 산란 부재의 형상은 구형인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 면 발광 소자는 유기 EL 장치인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 광 산란 부재는 상기 투명 기판 상에 형성되는 볼록부 또는 오목부인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 면 발광 소자는 유기 EL 장치인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 각각의 화소의 스위칭을 통해 광을 투과시켜 이미지를 표시하는 이미지 디스플레이 패널, 상기 이미지 디스플레이 패널을 향해 광을 방출하기 위한 조명 장치, 및 상기 면 발광 소자에 전력을 공급하는 하나 이상의 접촉 단자를 포함하고, 상기 조명 장치가 투명 기판, 및 상기 투명 기판을 통해 투과되는 광을 방출하기 위하여 상기 투명 기판 상에 형성되는 제 1 전극, 제 2 전극, 및 발광층을 갖는 박막층을 포함하는 면 발광 소자를 포함하는 디스플레이 장치로서,상기 투명 기판에, 광 산란 부재의 밀도가 상기 접촉 단자로부터의 거리에 따라 일정하게 증가되는 방식으로, 복수의 광 산란 부재가 제공되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 광 산란 부재는 상기 투명 기판 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 광 산란 부재는 상기 투명 기판 내에 분산되는 비드인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 광 산란 부재의 형상은 구형인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 면 발광 소자는 유기 EL 장치인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 광 산란 부재는 상기 투명 기판 상에 형성되는 볼록부 또는 오목부인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제 13 항에 있어서,상기 면 발광 소자는 유기 EL 장치인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 이미지 디스플레이 패널은 액정 디스플레이 패널인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 이미지 디스플레이 패널은 수동 매트릭스 디스플레이 패널인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 이미지 디스플레이 패널은 능동 매트릭스 디스플레이 패널인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 광산란 부재는 상기 투명 기판 상에 형성되는 하나 이상의 오목부 또는 볼록부인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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