KR20060046476A

KR20060046476A - 일렉트로루미네센스 패널

Info

Publication number: KR20060046476A
Application number: KR1020050052411A
Authority: KR
Inventors: 류지 니시까와; 데쯔지 오무라
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2006-05-17
Also published as: CN1717135A; US20050280364A1; CN100459213C; TWI272039B; US7548019B2; TW200603678A

Abstract

각 화소에 일렉트로루미네센스 소자를 갖는 일렉트로루미네센스 패널이며, 일렉트로루미네센스 소자는, 반사막과 이것에 대향하는 반투과막의 사이에 적어도 발광 기능을 구비한 발광 소자층을 가지며, 1 화소 내에, 반사막과 반투과막의 층간 거리인 캐비티 길이가 상이한 부분을 갖는다. 이것은, 예를 들면, 소자의 하부 전극인 투명 전극의 두께를 변경함으로써 실현할 수 있다. 1 화소 내에서 캐비티 길이가 상이한 영역에서 각각 증강할 수 있는 피크 파장을 변화시킬 수 있기 때문에, 시야각 의존성이 개선된다.

반도체층, 구동 TFT, 층간 절연막, 투명 전극, 발광 소자층

Description

일렉트로루미네센스 패널{ELECTRO-LUMINESCENCE PANEL}

도 1은 본 발명의 실시예의 화소의 주요부 구조를 도시하는 도면.

도 2는 시야각 의존성을 나타내는 도면.

도 3은 광의 파장과, 시야각이 60°인 경우의 피크 파장 시프트의 크기 간의 관계를 나타내는 도면.

도 4는 시야각과, 시프트량의 관계를 나타내는 도면.

도 5는 면적비와 색 변화 간의 관계를 나타내는 도면.

도 6은 투명 전극의 두께를 변경하는 예를 나타내는 도면.

도 7은 도 6의 두께 변경의 평면 구성을 도시하는 도면.

도 8은 도 6의 예에 단차 해소용 절연층을 더 추가한 구성예를 도시하는 도면.

도 9는 투명한 절연층에 의해 두께를 변경하는 구성예를 도시하는 도면.

도 10은 각 화소에 컬러 필터를 갖는 경우의 화소 주요부 구조를 도시하는 도면.

도 11은 각 화소의 일부 영역에만 컬러 필터를 갖는 경우의 화소 주요부 구조를 도시하는 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 기판

12 : 반도체층

14 : 구동 TFT

16 : 산화막

18 : 게이트 전극

20 : 층간 절연막

22 : 소스 전극

24 : 평탄화막

26, 26a, 26b : 투명 전극

28 : 평탄화막

30 : 유기 EL 소자

32 : 대향 전극

34 : 발광 소자층(유기층)

36 : 하부 반사막(반투과막)

50, 52 : 절연층

122 : 정공 주입층

124 : 정공 수송층

126 : 발광층

128 : 전자 수송층

130 : 전자 주입층

[특허 문헌 1] 일본 특개평6-275381호 공보

[비특허 문헌 2] 中山隆博, 角田敦「광 공진기 구조를 도입한 소자」 응용 물리학회 유기 분자/바이오 일렉트로닉스 분과회 1993년 제3회 강습회 p135-p143

본 발명은, 각 화소에 일렉트로루미네센스(EL) 소자가 배치된 유기 EL 패널, 특히 각 화소에 특정 파장의 광을 증강하는 미소 공진기(마이크로 캐비티)를 갖는 것에 관한 것이다.

최근, 박형이며 소형화가 가능한 플랫 패널 디스플레이(FPD)가 주목받고 있으며, 이 FPD 중에서도 대표적인 액정 표시 장치는, 이미 여러가지 기기에 채용되어 있다. 또한, 현재, 자발광형 일렉트로루미네센스(이하 EL이라 함) 소자를 이용한 발광 장치(표시 장치나 광원), 특히 채용하는 유기 화합물 재료에 따라 다양한 발광색으로 고휘도 발광이 가능한 유기 EL 표시 장치(유기 EL 패널)에 대해서는, 그 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

이 유기 EL 표시 장치에서는, 액정 표시 장치와 같이 백 라이트로부터의 광의 투과율을 그 전면에 라이트 벌프로서 배치한 액정 패널이 제어하는 방식과 상이하며, 상술한 바와 같이 자발광형이기 때문에, 본질적으로 광의 이용 효율, 즉 외부에의 광의 취출 효율이 높아서 고휘도 발광이 가능하다.

그러나, 유기 EL 소자는, 그 사용에 의해 유기층이 열화되며, 특히 발광 휘도를 높게 하기 위해 유기층에의 주입 전류를 증대시키면 유기층의 열화가 빨라지게 된다는 문제가 있다.

따라서, 상기 특허 문헌 1이나, 비특허 문헌 2 등에서, EL 표시 장치에 미소 공진기(마이크로 캐비티)를 채용하여, 특정 파장에서의 광의 강도를 증강하는 방법이 제안되어 있다.

그러나, 이 마이크로 캐비티를 이용하면, 표시 색의 시야각 의존성이 커진다는 문제가 있다. 즉, 마이크로 캐비티의 광학 길이는, 수직 방향으로부터 본 경우와, 경사 방향으로부터 본 경우가 상이하며, 따라서 증강되는 광의 파장이 상이하게 되기 때문이다.

이 때문에, 마이크로 캐비티를 이용하는 경우에, 시야각 의존성을 완화하고자 하는 요구가 있다.

본 발명은, 각 화소에 EL 소자가 배치된 EL 패널로서, 각 화소의 EL 소자는, 반사막과 이것에 대향하는 반투과막의 사이에 적어도 발광 기능을 구비한 발광 소자층을 포함한 적층 구조를 가지며, 상기 반사막과 상기 반투과막의 층간 거리인 캐비티 길이가 소정의 파장의 광을 증강하도록 설정된 마이크로 캐비티를 가지며, 또한 1개의 화소 내에서, 상기 캐비티 길이가 상이한 부분을 형성한다.

또한, 상기 EL 소자는, 투명 전극과, 금속 전극에 끼워진 발광 소자층을 가 지며, 상기 투명 전극의 외측에 반투과막이 형성되고, 상기 금속 전극은 반사막으로서 기능하며, 마이크로 캐비티는, 투명 전극 및 발광 소자층을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 1 화소 내에서의 상기 투명 전극의 두께를 변경함으로써 캐비티 길이가 상이한 부분을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 투명 전극에서의 두께가 변화되는 단차 부분을 피복하는 절연층을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 1 화소 내에서의 상기 반투과막과 투명 전극 사이에 투명 절연층을 부분적으로 개재시킴으로써, 캐비티 길이가 상이한 부분을 형성하는 것이 바람직하다.

〈실시예〉

이하, 본 발명의 실시예에 대하여, 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은, 일 실시예에 따른 표시 패널의 1 화소분의 마이크로 캐비티 부분의 구성을 모식적으로 도시한 도면이다.

글래스 기판(10)의 소정의 위치에는, 반도체층(12)이 형성되어 있으며, 이 반도체층(12)은, TFT, 전극, 또는 배선에 이용된다. 도시한 예에서, 반도체층(12)은, 구동 TFT(14)의 소스, 채널, 드레인 영역을 구성하고 있다. 이 구동 TFT(14)의 반도체층(12)은, 게이트 절연막(16)으로 피복되어 있으며, 이 게이트 절연막(16)의 위이며 반도체층(12)의 채널 영역 상방에는, 게이트 전극(18)이 형성되어 있다. 또한, 이 게이트 전극(18), 게이트 절연막(16)를 피복하여, 층간 절연막 (20)이 전면에 형성되어 있다.

구동 TFT(14)의 소스 영역에는 층간 절연막을 관통하여, 소스 전극(22)이 접속되며, 또한 소스 전극(22) 및 층간 절연막(20)을 피복하여 평탄화막(24)이 형성되어 있다.

평탄화막(24) 위에는, 화소의 표시 에리어에 대응하는 크기의 투명 전극(26)이 형성되며, 이 투명 전극(26)은, 컨택트홀에서, 구동 TFT(14)의 드레인 영역에 접속되어 있다.

그리고, 이 투명 전극(26)의 주변부는, 제2 평탄화막(28)으로 피복되어 있으며, 투명 전극(26)의 상방이 EL 소자(30)를 구성하고 있다.

EL 소자(30)는, 유기 EL 소자이며, 투명 전극(26)과 대향 전극(32) 사이에 유기 화합물, 특히, 유기 발광 재료를 적어도 포함하는 유기층(발광 소자층)(34)을 구비한 적층 구조이며, 유기층(34)에 양극으로부터 정공을 주입하고 음극으로부터는 전자를 주입하고, 유기층 내에 주입된 정공과 전자가 재결합하여, 얻어진 재결합 에너지에 의해 유기 발광 재료가 여기되며, 기저 상태로 되돌아갈 때에 발광이 발생한다.

여기서, 투명 전극(26)은, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 도전성 금속 산화물 재료로 구성되며, 대향 전극(32)으로서는, 상부 반사막으로서 기능하는 Al이나 그 합금 등이 이용된다. 또한, 투명 전극(26)의 하층에는, 상부 반사막 사이에 미소 공진기(마이크로 캐비티) 구조를 구성하기 위한 하부 반사막(36)을 구비하고 있다.

이 예는, 유기층(34)에서 얻어진 광을 투명 전극(26)측으로부터 기판(10)을 투과시켜 외부로 사출하는 소위 보텀 에미션형 표시 장치이며, 하부 반사막(36)은, 유기층(34)으로부터의 광을 일부 투과 가능한 소위 반투과성으로 한다. 이 하부 반사막(36)에는, Ag, Au, Pt, Al 중 어느 하나나, 이들의 합금막을 이용할 수 있는데, 광을 투과 가능한 정도의 박막으로 하거나, 혹은, 메쉬 형상, 격자형 등, 개구부를 구비한 패턴으로 한다. 또한, 본 실시예는 보텀 에미션형 표시 장치에 한정되지는 않으며, 소자 상방으로부터 외부로 광을 사출하는 소위 톱 에미션형 표시 장치에도 적용 가능하다. 톱 에미션형으로 하는 경우, 하부 반사막(36)을 반투과성이 아니라 반사성으로 하고, 대향 전극(32)을 반투과성으로 하면 된다. 반투과성 대향 전극(32)은, 예를 들면, 대향 전극의 발광 소자측에 Ag, Au 등의 박막이나 메쉬 형상 등의 개구부를 구비한 패턴의 반투과막을 형성하고, 그 위에 ITO 등의 투명 전극을 적층함으로써 실현할 수 있다.

유기층(34)은, 적어도 유기 발광 분자를 포함하는 발광층을 구비하며, 재료에 따라, 단층, 또는 2층, 3층, 또는 4층 이상의 다층 적층 구조로 구성되는 경우도 있다. 도 1의 예에서는, 양극으로서 기능하는 투명 전극(26)측으로부터, 정공 주입층(122), 정공 수송층(124), 발광층(126), 전자 수송층(128), 전자 주입층(130)이, 순서대로 진공 증착법의 연속 성막 등에 의해 적층되며, 전자 주입층(130)의 위에, 여기서는 음극으로서 기능하는 대향 전극(32)이 유기층(34)과 마찬가지의 진공 증착법에 의해 형성되어 있다. 또한, 전자 주입층(130)은, 대향 전극(32)의 일부로서 생각할 수도 있다.

본 실시예에 따른 마이크로 캐비티 구조는, 이러한 투명 전극(26)과 대향 전극(32)이 유기층(34)을 끼워 대향하는 영역, 즉, 투명 전극(26)의 하층의 하부 반사막(36)과, 대향 전극(32)이 겸용하는 상부 반사막 사이의 층간에 구성되어 있다. 여기서, 이 마이크로 캐비티의 광학 길이(광학 거리) L은,

로 나타내며, 하부 반사막(36)과, 대향 전극(32)(상부 반사막)의 층간에 형성되는 각 층의 두께 d와, 그 층의 굴절율 n의 곱의 합(또한, i는, 적층 수이며 1∼i까지의 정수)으로 표시된다. 또한, 이 광학 길이 L은 발광 파장 λ에 대하여, 후술하는 수학식 3에 나타낸 바와 같은 관계가 있으며, 그 관계를 나타내도록 설정함으로써, 파장 λ를 선택적으로 증강하여 외부로 사출하는 것이 가능하게 된다.

또한, 풀 컬러의 유기 EL 패널에서는, 통상 R, G, B에 3색의 별도의 화소를 갖고 있으며, R, G, B의 파장 λ(λr, λg, λb)에 대하여, 소정의 광학 길이 L(Lr, Lg, Lb)이 R, G, B의 각 화소에 형성된다. 또한, 여기서는, 하부 반사막(36) 및 대향 전극(32)에 금속 재료를 이용하고 있으며, 이들 막에 의해 반사할 때의 위상의 어긋남을 후술하는 수학식 3에서, φ로 나타내고 있다.

그리고, 본 실시예에서는, 투명 전극(26)의 두께가 1개의 화소 내에서, 상이하다. 도 1에서는, 투명 전극(26)은, 좌측이 우측에 비해 두껍게 되어 있다. 따라서, 좌측의 부분의 광학 길이 L1은 우측 부분의 광학 길이 L2에 비해 크고 (L1>L2), 1 화소에 대하여, 2 종류의 마이크로 캐비티가 설정된다.

도 2에는, 마이크로 캐비티의 캐비티 길이 D에 대하여, (ⅰ) 2720Å(MC=2720), (ⅱ) 3800Å(MC=3800), (ⅲ) 마이크로 캐비티 없음(reference), (iv) 2720Å 및 3800Å(MC=2720+MC=3800, 면적비가 1:1로 되도록 분포시킴)의 경우에, 각각 녹색을 발광하는 EL 소자에서의 시야각 의존성을 나타낸다. 또한, 도 2는, CIE 표색계에서의 색도도(Yxy)를 나타내고 있다. 여기서, 캐비티 길이 D란, 소정의 파장의 광을 공진시키기 위해 요구되는 상기 광학 길이 L을 달성하기 위한 반사막과 반투과막 간의 실제 막 두께(막 두께 합계)이며,

로 표현된다.

MC=2720은, 도면에서 X로 나타나 있으며, 시야각 0°에서 570㎚의 공진 파장을 갖고, 우측 아래(x=0.39, y=0.58)에 나타내는 색도이며, 시야각을 크게 함에 따라 공진 파장이 단파장측으로 시프트(도면의 좌측 위 방향으로 이동)한다. 시야각 60°에서는 520㎚의 공진 파장을 가지며, 색 순도가 높은 녹색이 얻어지고, 도면 중의 좌측 위(x=0.21, y=0.71)로 된다.

한편, MC=3800은 흑색 삼각으로 나타나며, 시야각 0°에서 510㎚의 공진 파장을 갖고, 도면 중 좌측 위(x=0.19, y=0.69)의 색 순도가 높은 녹색이지만, 시야각을 크게 함에 따라 공진 파장이 단파장측으로 시프트되기 때문에 도면 중 우측 아래 방향으로 이동하여, 시야각, 60°에서 우측 아래(x=0.37, y=0.55)의 위치로 된다. 또한, 이 소자에 이용한 유기 발광 재료에 기인한 발광 스펙트럼은, 녹색에 피크를 가지며, 청색 성분이 없기 때문에, 시야각이 크게 됨에 따라 공진 파장이 시프트하여도 원래의 발광 스펙트럼 내에서의 그 공진 파장 성분이 작기 때문에 소자의 발광 강도가 저하되어, 녹색의 반투과광으로 된다. reference는, ◇로 나타내며, 그 이동 범위는, x=0.30∼0.33, y=0.60∼0.63 정도이고, 시야각 의존성은 비교적 작아져 있다. 그리고, 본 실시예인, MC=2720+MC=3800에서는, 그 시야각 의존성이 캐비티 조건을 1 종류로 하였을 때보다도 작아진다. 즉, 시야각 0°에서는 MC3800Å에 의해, 시야각 60°에서는 MC2720Å에 의해 높은 색 순도가 표현 가능하기 때문에, 어떤 시야각에서도 색 순도를 항상 높게 유지할 수 있다. 따라서, 복수의 캐비티 길이가 상이한 영역을 조합한 소자에서는, 색도의 이동 범위는, x=0.27∼0.29, y=0.63∼0.65 정도이며, reference보다도, 색도도 상에서 좌측 위에 위치하고, 또한 색의 시프트가 작아서 색 순도가 향상된다.

이와 같이, 본 실시예의 구성에 따르면, 1 화소 내에, 2720Å과, 3800Å의 2 종류의 두께(1100Å 정도의 단차)의 마이크로 캐비티를 각각 구성함으로써, 녹색의 광에 대하여 시야각 의존성을 대폭 개선(감소)할 수 있다.

여기서, 공진 조건과, 공진 파장의 각도 의존성은, 하기의 수학식 3으로 나타낸다.

또한, 수학식 3 중의 L은, 상술한 광학 길이 L(=Σn_id_i), φ은 금속에서의 반사에 의한 위상 시프트를 나타내는 상수, θ는 각도(시야각)이다.

도 3에는, 시야각 0°에서의 피크 파장을 횡축으로 취하고, 종축에 시야각 60°일 때의 피크 파장의 단파장측으로의 시프트량을 나타낸다. 또한, 캐비티 길이 D는 4500Å∼5500Å로 하였다. 이와 같이, 0°에서의 피크 파장 450㎚ 정도에서는, 시야각 60°로 한 경우의 파장의 시프트량은 28㎚ 정도로 된다. 또한, 0°에서 피크 파장 600㎚ 정도의 조건에서는, 시야각 60°로 한 경우의 파장의 시프트량은 60㎚ 정도로 된다.

이와 같이, 시야각 0°이며 600㎚에서 피크를 갖는 파형은, 60°의 시야각 방향에서는 60㎚ 짧은 방향으로 시프트되어, 540㎚에서 피크를 갖는 파형으로 된다. 따라서, 녹색 550㎚에서는 보간하기 위해, 600㎚∼700㎚ 정도의 캐비티 길이 D(600㎚∼700㎚의 파장을 공진하는 캐비티 길이 D)와 조합한다. 단차는, 전술한 수학식으로부터 m=1에서, 거의 1000Å(100㎚)∼1300Å(130㎚)이다.

또한, MC=2720 및 MC=3800은, 각각, 0°의 광에 대한 공진 파장은 570㎚(m=1), 510㎚(m=2)이다. 즉, 상기 예에서는, 시야각 의존성이 작고, 또한 녹색에 대한 마이크로 캐비티로 하기 위해, 시야각 0°일 때에, 510㎚, 570㎚를 공진 피크로 하는 캐비티 길이 D를 하나의 화소 내에 조합하여 형성하고 있다.

또한, 적 630㎚에서는, 700㎚∼800㎚ 정도의 캐비티 길이 D와 조합하는 것이 바람직하며, 단차는, m=0에서 거의 1600Å 정도이다. 또한, 청색 450㎚에서는, 480㎚∼580㎚ 정도의 캐비티를 조합하는 것이 바람직하다. 단차는, m=0에서 거의 1000Å 정도이다.

또한, m의 값의 선택에 따라 단차의 값은 상이하지만, 단차 피복성을 고려하면, 단차는 2000Å 이하로 하는 것이 바람직하다. 즉, 1 화소 내의 캐비티 길이가 서로 상이한 영역을 제1 영역(예를 들면, 상기 MC3800Å)과 제2 영역(예를 들면, 상기 MC2720Å)으로 정의한 경우, 제1 영역의 캐비티 길이 D와 제2 영역의 캐비티 길이 D는, 각각 목적 공진 파장, 원래의 발광 스펙트럼, 컬러 필터와 조합하는 경우의 필터 특성 등을 고려하여, 각각 결정하는 것이 바람직하지만, 캐비티 길이의 차(단차)는, 200㎚(2000Å) 이내로 하는 것이 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써, 예를 들면 상기한 바와 같이 투명 전극의 두께를 바꿔서 제1 및 제2 영역을 형성하는 경우라도, 투명 전극에 형성되는 단차에 의해 전극 상층에서의 단선 등을 방지할 수 있다. 예를 들면, 전자 수송층의 두께는, 두껍게 하면 구동 전압이 상승되는 등의 경우를 생각할 수 있으므로, 전압 상승은 바람직하지 못하기 때문에, 3000Å 미만의 두께로 설정되는 경우가 많으며, 이 전자 수송층이 단차에 의해 단선되는 것을 방지한다는 관점으로부터, 단차는 200㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 어떤 색을 얻는 1 화소 영역에서, 복수의 캐비티 길이 D를 설정함으로써, 시야각 의존성을 개선하여 색 순도를 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있는데, 여기서, 선택하는 복수의 캐비티 길이 D는, 예를 들면, 제1 영역에서의 1개의 캐비티 길이 D는, 시야각 0°일 때에 본래 목적으로 하는 공진 파장이 피크 파 장으로 되는 두께, 제2 영역에서의 제1 영역과는 상이한 캐비티 길이 D는, 다른 시야각(예를 들면, 60°)일 때에, 목적으로 하는 공진 파장이 피크 파장으로 되는 두께로 한다. 또한, 이상의 설명에서는, 1 화소에 2 종류의 캐비티 길이가 상이한 영역을 형성하고 있지만, 2 종류에 한정되지는 않으며, 필요에 따라 3 종류 이상으로 하는 것도 가능하다.

전술한 실시예는, 각 화소의 발광 파장이 RGB 중 어느 하나로 되도록, 발광층의 재료를 따로 설정한 RGB 분할 도포 타입을 이용하였다. 이 밖에, 발광층 자체는 백색의 발광으로 해두고, 컬러 필터에 의해 발광색을 설정하는 타입인 것도 있다. 이 경우에도, 마이크로 캐비티의 공진 파장의 선택에 따라, 각 색의 광을 증강하는 것을 생각할 수 있다. 또한, 백색 발광의 발광층은, 각 화소 공통층으로서 형성할 수 있다.

도 4에는, 이 백색+컬러 필터(녹색)의 화소 구조로 하여, 마이크로 캐비티의 캐비티 길이 D를 CL1=2600Å(목적 공진 파장 560㎚)과 CL2=3000Å(보조 공진 파장 600㎚)의 2 종류(단차는 400Å)로 한 경우에, 각각의 캐비티 길이 D의 부분의 면적비를 변경한 경우에서의 색도 변화를 나타낸 것이다. 또한, m=2이다. 여기서, Δu', Δv'는 CIELUV표색계에서의 u', v'의 변화량이며, 횡축은 시야각, 종축은 색의 변화량(Δu'와, Δv'의 각각의 제곱의 합의 제곱근 √(Δu'²+Δv'²))을 나타내고 있다.

이 결과로부터, CL1/CL2의 면적비는, 80/20∼60/40이 가장 색의 변화량이 적 어서, 특성이 좋은 것을 알 수 있었다. 발광 스펙트럼에 따라, 최적인 면적비를 변경할 수 있다. 백색 소자와 조합되는 컬러 필터의 색이 상이하면, 그 색(컬러 필터의 특성을 포함함)에 따른 최적의 면적비로 한다. 또한, 채용하는 EL 재료, 즉, 백색광의 스펙트럼에 따라 최적의 면적으로 하는 것이 바람직하다. 물론, 목적으로 하는 공진 파장에 의해서도 최적화할 수 있다.

도 5는, 도 4에서의 각 면적비에서의 색의 변화량에 대하여, 보조 공진 파장 600㎚를 얻는 CL2의 1 화소 내에서의 비율과 색 변화량 간의 관계를 나타낸다. 여기서, √(Δu'²+Δv'²)의 값은 0.08 이하인 것이 바람직하며, 도 5로부터, CL2의 면적은 10%∼60%의 범위로 하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 즉, 1 화소 내에서, 캐비티 길이가 서로 상이한 영역을 제1 영역(예를 들면, CL1)과 제2 영역(예를 들면, CL2)으로 한 경우, 제1 영역의 목적 공진 파장보다 그 보조 공진 파장이 긴 제2 영역의 1 화소 내에서의 면적을 10%∼60%의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 도 4로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 시야각이 60°보다 작은 경우, 예를 들면 55°정도보다 작은 조건 하에서는, 제2 영역 CL2의 1 화소 내에서의 면적이 20%보다도 작은 값이라도, 0%보다 크면, √(Δu'²+Δv'²)의 값은, 0.08 이하이어서, 색 변화를 억제 가능하다. 따라서, 예를 들면 제2 영역의 1 화소 내에서의 면적은 1%~60%의 범위로 함으로써도, 실효적으로는 색 변화가 작은 소자를 실현할 수 있다.

여기서, 본 실시예에서는, 마이크로 캐비티의 길이를 변경하는 데, 투명 전 극(26)의 두께를 변경함으로써 대응하고 있다. 이를 위해서는, 투명 전극(26)의 형성 공정에서, 2 단계의 퇴적을 행하면 된다. 즉, 얇은 부분(예를 들면, 제1 영역) 및 두꺼운 부분(예를 들면, 제2 영역)의 양쪽 부분에 전극 재료를 퇴적하는 공정과, 두꺼운 부분에만 전극 재료를 퇴적하는 공정을 제공하면 되며, 어느쪽의 공정을 먼저 행하여도 된다.

예를 들면, 도 6에 도시한 바와 같이, 투명 전극(26)을 2회로 나누어, 1회째에 전체에 걸쳐 투명 전극(26a)을 퇴적(예를 들면, 스퍼터링이나 진공 증착)하고, 2회째에 두꺼운 부분에만 투명 전극(26b)을 퇴적할 수 있다. 이 경우에, 도 7에 도시한 바와 같이, 두꺼운 부분(투명 전극(26b)을 퇴적하는 부분)을 복수 부분으로 분할한 섬 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 두꺼운 부분을 점재(占在)시킴으로써, 화소 전체로서, 비교적 균일한 표시를 행할 수 있다. 또한, 여기서, 시야각 0°에서 목적 공진 파장을 달성하는 제1 영역에 대하여, 보조 공진 파장(목적 공진 파장보다 긴 파장측)을 달성하는 제2 영역은, 1 화소 영역 내에서 분할하여 점재시킬뿐만 아니라, 분할된 각 영역의 면적을 1 화소 면적의 1/4(25%) 이하 정도로 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 25% 이하로 하면, 공진 파장이 상이한 영역이 1 화소 내에 존재하여도 그것이 시인되기 어려워서, 표시 품질의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 투명 전극(26a, 26b)으로부터 형성되는 단차 부분을 피복하는 절연층(50)을 형성하는 것도 바람직하다. 이 절연층(50)을 형성함으로써, 단차 부분을 평탄화할 수 있어서, 이 위에 형성하는 각 층의 단열이나 음극에서의 단선 등의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 캐비티 길이 D를 길게 하는 영역에서의 반투과막(36)과, 투명 전극(26)막 사이에 투명한 절연층(예를 들면, SiN)(52)을 배치하는 것도 바람직하다. 이에 따라, 절연층(52)의 분만큼 캐비티 길이 D를 크게 할 수 있다. 이 경우에, 절연층(52)을 저(低)테이퍼 재료를 사용하면, 단선을 방지할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 1 화소 내에서의 마이크로 캐비티의 캐비티 길이 D를 변경하였다. 따라서, 시야각이 변한 경우에, 증강되는 광의 파장이 위치에 따라 상이하게 되어, 단일 캐비티 길이 D인 경우에서의 색의 시프트를 보상하여, 색의 시야각 의존성을 감소할 수 있다.

또한, 이상의 설명에서는, 1 화소 영역 내에서 캐비티 길이 D를 변경하기 위해, 투명 전극(26)의 두께를 변경하고 있지만, 이것에 한정되지는 않으며, 예를 들면, 도 1에 도시한 구성의 발광 소자층(34)의 두께를 1 화소 영역 내에서 변경함으로써 캐비티 길이 D를 변경하여도 된다.

1 화소 영역 내에서 서로 캐비티 길이가 상이한 복수의 영역을 제공하는 경우에, 영역의 비율(면적비)은, 화소에 할당된 발광 파장(즉, 마이크로 캐비티에 입사되는 광)이 상이하여도 모든 화소에서 공통으로 하여도 된다. 그러나, 유기 EL 소자의 오리지널 발광 파장에 따라 공진 조건이 상이하기 때문에, 색마다(파장마다), 즉 색이 상이한 화소마다 면적비를 최적화하여, 어느 색에 대해서도 각각 시야각 의존성을 저감하기 위해 적절한 비율로 하는 것이 보다 바람직하다. 따라서, R, G, B의 3색의 화소가 존재하는 경우, R, G, B 중 적어도 1개의 색의 화소와, 다른 색의 화소에서 제1 영역과 제2 영역의 면적비가 상이하다. R, G, B, W의 4색의 화소가 존재하는 경우, 4색 중 1 색의 화소와 다른 색의 화소에서 적어도 면적비를 바꾼다. 이와 같이 색마다 면적비를 바꾸는 것은, 예를 들면, R, G, B의 각 화소에서 발광 재료를 분할 도포하여 컬러 표시를 행하는 표시 장치나, 전체 화소에 백색 발광 소자를 채용하고 컬러 필터에 의해 컬러 표시를 행하는 표시 장치 모두에 있어서 바람직하다. 또한, 면적비에 한하지 않으며, 제1 및 제2 영역의 각 캐비티 길이 D는, 색에 따라서도, 공진 모드(m의 값)에 따라서도, 원래의 발광 스펙트럼 파형 등에 따라서도 상이하기 때문에, 채용하는 조건에 따라 캐비티 길이 D도 조정하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 제1 및 제2 영역, 다시 말해서, 시야각 0°(정면)에서, 목적 공진 파장을 얻는 제1 영역과, 보조 공진 파장을 얻는 제2 영역(다른 시야각에서 목적 공진 파장을 실현하는 영역)의 면적비는, 발광색 등에 따라 바꿀뿐만 아니라, 표시 패널 상의 화소의 위치에 따라 변경하여도 된다. 예를 들면, 패널의 중앙 위치가 시야각 0°에서 관찰되는 위치가 통상 관찰 위치인 것으로 한 경우, 패널의 주연 영역에 대한 통상의 시야각은 0°로는 되지 않는다. 따라서, 패널 위치에 따라, 즉 통상 관찰 위치로부터의 시야각의 차이를 고려하여 각 화소에서의 제1 및 제2 영역의 면적 비율을 바꾸는 것이 보다 바람직하다. 동일한 색의 화소에 대하여 제1 영역과 제2 영역의 각 캐비티 길이 D에 대해서도, 패널의 위치에 따라 조정하여도 된다. 패널이 대형화된 경우에는, 패널의 중앙 위치와 주연 위치 간의 시야각 의 차가 커지기 때문에 이와 같이 위치에 따라 변경하는 것은 표시 장치의 대화면화에서 유효하다.

본 실시예에서는, R, G, B의 발광 재료를 화소마다 분할 도포하는 경우에, 전술한 바와 같이, 각 화소에 캐비티 길이가 상이한 복수의 영역을 제공하고 있지만, 이 구성 외에 각 화소에 각각 컬러 필터를 배치하여도 된다. 여기서, 도 10에 도시한 바와 같이, 컬러 필터(60)는 예를 들면 층간 절연막(20)과 평탄화막(24)의 사이나, 평탄화막(24)과 반투과막(36)의 사이에 설치할 수 있다.

분할 도포 방식의 경우, 본질적으로는 컬러 필터는 불필요하지만, 캐비티 길이가 상이한 영역이 1 화소 영역 내에 존재함으로써, 예를 들면 시야각 0°인 경우에 제1 영역에서 최적의 공진 파장이 얻어져도 제2 영역에서는 최적이라고는 할 수 없는 파장이 증강되어 사출된다. 따라서, 예를 들면, 전술한 바와 같은 녹색의 EL 소자를 예로 들면, 이 소자에 대하여 복수의 캐비티를 형성함과 함께 녹색의 컬러 필터를 설치하고, 소망 파장 대역만을 투과시킴으로써, 어떤 시야각에서도 색 순도가 한층 더 높은 녹색 광을 얻는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 경우에 도 11에 도시한 바와 같이, 컬러 필터(60)는, 1 화소 영역 전체에 형성하여도 되지만, 캐비티 길이가 상이한 어느 하나의 영역(상기에서는 제2 영역)에 대응하는 영역에만 형성하여도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 1 화소 내에 캐비티 길이가 상이한 부분을 형성하고 있으며, 이에 따라 시야각 의존성을 개선할 수 있다.

Claims

각 화소에 일렉트로루미네센스 소자가 배치된 일렉트로루미네센스 패널로서,

각 화소의 일렉트로루미네센스 소자는, 반사막과 이것에 대향하는 반투과막의 사이에 적어도 발광 기능을 구비한 발광 소자층을 구비한 적층 구조를 가지며, 상기 반사막과 상기 반투과막의 층간 거리인 캐비티 길이가 소정의 파장의 광을 증강하도록 설정된 마이크로 캐비티를 갖고,

또한 1개의 화소 내에서, 상기 캐비티 길이가 상이한 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 일렉트로루미네센스 패널.
제1항에 있어서,

상기 일렉트로루미네센스 소자는, 투명 전극과, 금속 전극에 끼워진 발광 소자층을 가지며, 상기 투명 전극의 외측에 반투과막이 형성되고, 상기 금속 전극은 반사막으로서 기능하며, 마이크로 캐비티는, 투명 전극 및 발광 소자층을 갖는 일렉트로루미네센스 패널.
제2항에 있어서,

상기 투명 전극의 두께를 변경함으로써 1 화소 내에서 캐비티 길이가 상이한 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 일렉트로루미네센스 패널.
제3항에 있어서,

상기 투명 전극에서의 두께가 변화되는 단차 부분을 피복하는 절연층을 형성하는 일렉트로루미네센스 패널.
제2항에 있어서,

1 화소 내에서, 상기 반투과막과 투명 전극 사이에 투명 절연층을 부분적으로 개재시킴으로써, 캐비티 길이가 상이한 부분을 형성하는 일렉트로루미네센스 패널.
제1항에 있어서,

1 화소 내에, 상기 캐비티 길이가 서로 상이한 적어도 2개의 제1 영역과 제2 영역을 구비하며,

상기 제1 영역의 캐비티 길이와 상기 제2 영역의 캐비티 길이의 차는 200㎚ 이내인 일렉트로루미네센스 패널.
제1항에 있어서,

1 화소 내에, 상기 캐비티 길이가 서로 상이한 적어도 2개의 제1 영역과 제2 영역을 구비하며, 상기 제2 영역에서 증강되는 광의 파장인 공진 파장은, 상기 제1 영역의 상기 공진 파장보다 길고, 상기 제2 영역의 1 화소 내에서의 면적은 10%∼60%의 범위인 일렉트로루미네센스 패널.
제1항에 있어서,

1 화소 내에, 상기 캐비티 길이가 서로 상이한 적어도 2개의 제1 영역과 제2 영역을 구비하며,

상기 제2 영역에서 증강되는 광의 파장인 공진 파장은, 상기 제1 영역의 상기 공진 파장보다 길고, 상기 제2 영역은 1 화소 내에서 복수의 영역으로 분할 배치되고, 각 분할 영역의 면적은, 1 화소 면적의 25% 이하인 일렉트로루미네센스 패널.
제1항에 있어서,

패널 상에는, 상이한 색에 대응된 복수의 화소가 설치되며,

적어도 1 색 이상의 화소에서, 상기 1 화소 내에 서로 캐비티 길이가 상이한 영역을 형성하는 일렉트로루미네센스 패널.
제1항에 있어서,

패널 상에는, 상이한 색에 대응된 복수의 화소가 설치되며,

적어도 1 색 이상의 화소에서, 상기 1 화소 내에 서로 캐비티 길이가 상이한 제1 영역과 제2 영역을 갖고,

상기 제2 영역은, 증강되는 광의 파장인 공진 파장이 상기 제1 영역보다 길고, 상기 제2 영역의 1 화소 영역 내에서의 비율은, 서로 다른 색의 화소에서의 제 2 영역의 면적 비율과 상이한 일렉트로루미네센스 패널.
제1항에 있어서,

각 화소에는 각각 대응된 컬러 필터가 형성되어 있는 일렉트로루미네센스 패널.
제11항에 있어서,

상기 각 화소의 일렉트로루미네센스 소자는, 각 화소에 대응된 색의 발광 기능을 구비한 발광 소자층을 갖는 일렉트로루미네센스 패널.
제11항에 있어서,

상기 각 화소의 일렉트로루미네센스 소자는, 각 화소에서 공통의 색의 발광 기능을 구비한 발광 소자층을 갖는 일렉트로루미네센스 패널.
제1항에 있어서,

1 화소 내에, 상기 캐비티 길이가 서로 다른 적어도 2개의 제1 영역과 제2 영역을 구비하며,

상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 어느 한쪽에만, 각 화소에 대응된 컬러 필터가 형성되어 있는 일렉트로루미네센스 패널.