KR20120137409A - 표시장치 - Google Patents
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Abstract
발광소자로부터 출사되는 빛을 광학소자에 의해 추출하는 표시장치에 있어서, 발광소자에 대응하는 광학소자를 포함하는 표시 영역과, 광학소자를 포함하지 않는 비표시 영역 사이에서의 반사 특성의 차이가 표시장치의 외관을 손상시킨다. 표시장치(1)의 표시 영역(1a) 및 비표시 영역(1b)에 광학소자들(13)이 균일하게 배치된다.
Description
본 발명은 전계 발광소자를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
유기 EL 소자(유기 발광층을 포함하는 발광 소자)를 사용한 표시장치에서는, 원하는 휘도를 증가시키기 위해, 전극에 인가하는 전압을 높여 유기 EL 소자를 흐르는 전류를 증가시킨다. 그러나, 이 방법은, 소비전력이 증가하고, 유기 EL 소자의 수명이 짧아진다고 하는 문제를 갖고 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 특허문헌 1에서는, 방습막으로 봉지된 표시장치로서, 유기 EL 소자 위에 마이크로 렌즈를 배치해서 광 추출 효율을 향상시키는 표시장치가 제안되어 있다.
도 4는 특허문헌 1에 기재되어 있는 톱 이미션형의 표시장치의 단면도를 나타낸 것이다. 표시장치는, 표시 영역(1a)에 배치되어 있는 유기 EL 소자(11)의 광 추출측에, 유기 EL 소자(11)마다 마이크로 렌즈(13)를 구비한다. 유기 EL 소자(11)로부터 출사된 빛이 마이크로 렌즈(13)를 통해 집광되어 외부로 추출된다. 이에 따라, 효율적으로 빛을 외부로 추출할 수 있어, 높은 휘도를 얻을 수 있다.
표시장치의 표면은, 외부에서 표시장치에 입사하는 빛(외광)을 반사한다. 이에 따라, 관찰자는, 표시장치로부터 추출되는 빛과 함께, 표시장치의 표면에서 반사된 외광을 시인한다. 예를 들면, 표시장치가 흑을 표시하고 있어도, 반사광이 휘도를 상승시켜, 흑이 흑으로서 시인되지 않는다. 이것은, 콘트라스트 저하 등의 표시 품질의 열화를 일으킨다.
도 4의 표시장치와 같이, 마이크로 렌즈를 유기 EL 소자(11) 각각에 대해 배치한 경우, 즉, 마이크로 렌즈를 표시 영역에만 배치한 경우에 대해, 이하 외광의 반사를 설명한다. 표시장치에 입사하는 외광은, 마이크로 렌즈가 배치되어 있지 않은 비표시 영역(1b)에서는 대부분 정반사된다. 그러나, 마이크로 렌즈를 포함하는 표시 영역에서는, 표시장치에 입사한 외광이 정반사될 뿐만 아니라, 각 마이크로 렌즈의 경사면에 의해 산란 반사된다. 이에 따라, 관찰자에게는, 비표시 영역에 비해 표시 영역(1a)이 흰 빛을 띠게 되어, 표시 영역과 비표시 영역의 경계가 시인되어 버린다. 따라서, 표시장치의 표시면이 열악한 외관을 갖게 된다고 하는 문제가 생긴다.
일반적으로는, 외광 반사를 저감하기 위해, 표시장치의 광 추출측에 원편광판이 배치된다. 그런데, 원편광판은 정반사하는 빛을 흡수할 수 있지만, 난반사에 의해 반사된 편광 상태가 흐트러진 빛을 흡수할 수 없다. 따라서, 비표시 영역에서 정반사된 빛은 원편광판에 의해 흡수되지만, 마이크로 렌즈(13)의 경사면에서 산란되어 편광 상태가 흐트러진 빛은 원편광판에 의해 흡수되지 않고 원편광판을 통과한다. 따라서, 도 4의 표시장치에 원편광판을 설치해도, 표시 영역과 비표시 영역의 경계가 남는다. 따라서, 표시장치의 표시면에 있어서 외관이 손상된다고 하는 문제는 해결되지 않는다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 일본국 특개 2004-39500
상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명은,
기판 위에 배치된 복수의 발광소자와,
상기 발광소자 각각에 대응해서, 상기 발광소자의 각각의 광 추출측에 배치된 광학소자를 구비하고,
상기 광학소자는, 표시 영역 및 비표시 영역의 양쪽에 배치되어 있는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 명세서에서는, 외부에서의 화상 데이터에 따라 화상을 표시가능한 표시면 상의 영역을 표시 영역으로 부르고, 화상을 표시할 수 없는 영역을 비표시 영역으로 부른다. 후술하는 실시형태에서는, 비표시 영역에는 발광소자가 배치되지 않는 예가 포함된다. 비표시 영역에 배치된 발광소자가 발광하지 않는 실시형태도 비표시 영역의 정의에 포함되는 것은 명백하다.
본 발명의 일면에 따른 표시장치는, 표시 영역(1a) 및 비표시 영역(1b)에 광학소자(13)를 균일하게 포함한다. 따라서, 표시면에서 반사되는 외광의 휘도가 표시 영역(1a) 및 비표시 영역(1b)에서 거의 균일하다. 그 결과, 표시 영역과 비표시 영역의 경계가 시인되지 않아, 양호한 표시장치 외관을 얻을 수 있다.
도 1은 제1 실시형태 및 실시예 1에 따른 표시장치의 개략도이다.
도 2는 제2 실시형태 및 실시예 3에 따른 표시장치의 개략도이다.
도 3은 제1 실시형태 및 실시예 2에 따른 표시장치의 개략도이다.
도 4는 종래기술에 따른 표시장치의 개략도이다.
도 2는 제2 실시형태 및 실시예 3에 따른 표시장치의 개략도이다.
도 3은 제1 실시형태 및 실시예 2에 따른 표시장치의 개략도이다.
도 4는 종래기술에 따른 표시장치의 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 도면에서 동일한 부재는 동일한 부호로 표시하고 반복하여 설명하지 않는다. 본 발명에 있어서 사용하는 발광소자란, 화상 데이터에 따른 전위의 인가에 의해 빛을 발생하는 소자를 말한다. 이하, 발광소자의 일례로서 유기 EL 소자를 설명하지만, 무기 EL 소자 등의 각종 전계 발광소자를 사용해도 된다.
제1실시형태
도 1은, 제1실시형태에 따른 표시장치(1)의 개략 단면도이다. 표시장치(1)는, 보호막(12)에 의해 밀봉(막 밀봉)된 톱 에미션형의 표시장치이다. 표시장치(1)에는, 적절한 강도를 유지하기 위해 또는 다른 전자기기 등에 설치하기 위해, 하우징(17)이 설치된다. 따라서, 사용자에게는 하우징(17) 내측의 표시 영역이 보이게 된다.
제1기판(2) 위에는, 유기 EL 소자(11)를 구동하는 화소회로(3)와, 화소회로를 구동하는 주변회로(미도시)가 배치된다. 이들 회로는 절연층(4)으로 덮인다. 제1 기판(2)은, 물이나 산소 등의 가스 투과성이 낮은 절연성 기판, 글래스 기판이나, 질화 규소로 피복된 수지 기판이어도 된다. 절연층(4)은, 질화 규소막이나 산화 규소막 등의 절연성이 높은 막이어도 된다. 회로는, 다결정 실리콘이나 비정질 실리콘 등의 반도체를 포함하는 박막 트랜지스터(TFT)와, 배선을 구비한다. 절연층(4) 위에는, 회로에 의한 요철을 저감하기 위한 평탄화층(5)이 배치되어 있다. 평탄화층(5)은, 폴리이미드 수지나 아크릴 수지 등의 감광성의 유기 재료로 이루어질 수 있다.
표시 영역(1a)의 평탄화층(5) 위에는 유기 EL 소자(11)가 복수 배치되어 있다. 유기 EL 소자(11) 각각은, 제1전극(7), 유기 화합물층(9) 및 제2전극(10)을 이 순서로 적층된 구성을 갖고 있다. 필요에 따라, 서로 인접하는 유기 EL 소자(11) 사이에는, 발광 영역을 구획하기 위한 뱅크(8)가 배치되어도 된다. 제2전극(10)의 재료로서는, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물, 박막 등과 같이, 가시 파장 영역에서 높은 투과성을 갖고, 또한 전기 저항이 낮은 재료가 사용되어도 된다. 제1전극(7)은, 제2전극(10)과 동일한 재료로 형성되어도 된다. 유기 화합물층(9)은, 발광층과, 전자주입층, 전자수송층, 정공주입층, 또는 정공수송층 등의 다른 기능층을 구비해도 된다. 유기 화합물층(9)은, 공지의 재료를 적절히 조합해서 형성되어도 된다. 뱅크(8)는, 평탄화층(5)과 동일한 유기 재료로 형성되어도 된다.
표시 영역(1a)에서는, 평탄화층(5)과 절연층(4) 내부에 배치된 콘택홀을 통해, 제1전극(7)이 대응하는 화소회로(3)에 전기적으로 접속된다. 화소회로(3)를 거쳐 화상 데이터에 따른 전류가 유기 EL 소자(11)에 공급된다.
본 실시형태에서는, 유기 화합물층(9)에서 발생하여 제1기판(2)을 향하는 빛을 정면측(제1기판과 반대측)에서 추출하기 위해, 제1전극(7)과 평탄화층(5) 사이에 반사층(6)이 설치되어 있다. 반사층(6)은, 광반사율이 높은, 은, 알루미늄, 마그네슘, 규소, 크롬 등의 금속 또는 이들 금속을 주성분으로 하는 합금 등을 구성되어도 된다. 또한, 반사층(6)은, 예를 들면, TiO3, SiO2, Nb2O5, Ta2O5, CaF2, MgF2 등의 산화물 또는 불화물로 이루어진, 유전체 다층막으로도 형성되어도 된다.
비표시 영역(1b)은 표시 영역(1a)의 구성을 포함하는 어떤 구성을 가져도 된다. 예를 들면, 표시 영역(1a) 내부의 반사층(6)은 비표시 영역(1b)에 배치되어도 되고, 표시 영역(1a) 내부의 뱅크는 비표시 영역(1b)에 배치되어도 된다. 비표시 영역(1b)과 표시 영역(1a)의 더 높은 구성의 유사성으로 인해, 외광 반사 특성의 차이가 저감되어, 그 결과 경계를 보다 눈에 뜨이지 않게 할 수 있다. 도 1에서는, 표시 영역(1a)에서와 마찬가지로, 비표시 영역(1b)은, 평탄화층(5), 반사층(6), 제1전극(7), 제2전극(10), 및 뱅크(8)를 구비한다. 비표시 영역(1b)은 유기 화합물층(9)을 더 구비해도 된다. 이들은, 발광소자와 동일한 구성(이하, 더미 발광소자로 부른다)을 소자를 비표시 영역(1b)에도 형성한다. 그러나, 이들 더미 발광소자는 화소회로(3)와 전기적으로 접속되지 않는다. 따라서, 더미 발광소자에는 화상 데이터에 따른 전류가 공급되지 않아, 화상을 표시할 수는 없다.
표시장치 외부로부터 침입하는 수분에 의해 유기 EL 소자(11)가 열화하는 것을 방지하기 위해, 표시 영역(1a) 및 비표시 영역(1b)은 보호층(12)으로 덮여 있다. 보호층(12)은, 가시 파장 영역에서 높은 투과율을 갖고, 결함이 적고, 가스 투과성이 낮은 막이어도 된다. 보호층(12)은, 질화 규소, 산화 규소 또는 산화질화 규소로 이루어져도 된다. 도 1에는, 보호층(12)이 단층이지만, 보호층(12)은 동종 혹은 이종의 복수층으로 이루어진 적층막이어도 된다. 예를 들면, 보호층(12)은, 무기막으로 이루어진 적층막이거나, 적어도 한 개의 무기막과 적어도 한 개의 유기막으로 이루어진 적층막이어도 된다.
보호층(12) 위에는, 유기 EL 소자(11)에 대응해서 광학소자(13)가 배치되어 있다. 광학소자(13)는, 표시 영역(1a) 및 비표시 영역(1b)에, 즉, 표시면 전체 위에 균일하게 배치되어 있다. 도 1에서는 광학소자(13)가 볼록 렌즈이지만, 광학소자(13)는 이와 같은 볼록 렌즈에 한정되는 것은 아니다. 광학소자(13)는, 유기 EL 소자(11)로부터 발생된 빛의 진행 방향과 강도를 제어할 수 있다. 광학소자(13)는, 볼록 렌즈, 오목 렌즈, 프리즘, 프레넬 렌즈, GRIN 렌즈 등의 빛의 굴절을 이용하는 광학소자이어도 되고, 회절격자 또는 홀로그래피 등의 빛의 회절을 이용하는 광학소자이어도 된다.
각각의 광학소자(13)는, 한 개의 유기 EL 소자(11) 또는 복수의 유기 EL 소자(11)에 대응해도 된다. 전자의 구성은 광 추출 효율을 향상시키는 것이 용이하다. 광학소자(13)의 집광 특성은, 유기 EL 소자(11)의 발광 면적과, 발광면과 광학소자(13)의 거리 등을 고려해서 조정할 수 있다. 유기 EL 소자(11)와 광학소자(13)의 거리의 감소에 따라 추출 효율이 증가한다. 따라서, 도 1에 도시된 것과 같이, 보호층(12) 위에 광학소자(13)를 배치해도 된다. 더구나, 광학소자(13)는, 유기 EL 소자(11)의 광 추출측 위의 임의의 위치에 배치되어 있어도 된다. 보호층(12)을 무기층/유기층/무기층으로 구성하는 경우에는, 무기층들 사이의 유기층이 광학소자의 기능을 가져도 된다. 이와 같은 구성은, 부재의 수 및 재료 코스트를 저감할 수 있다.
광학소자(13) 위에는, 원편광판(15)과 제2기판(16)이 배치된다. 제2기판(16)은, 제1기판(2) 위의 유기 EL 소자(11)와 광학소자(13)를, 외력이나 오염으로부터 보호한다. 제2기판(16)은, 가시 파장 영역의 광투과율이 높고 큰 강성을 갖는, 글래스 판이나 아크릴판 등의 기판이어도 된다. 원편광판(15)은 직선 편광자와 1/4 위상자로 구성된다. 위상량 및 광축의 방위각이 다른 빛에 대한 1/4 위상자를 복수 적층한 필름을 사용하면, 파장이 다른 입사광을 억제하는 것이 가능해진다. 원편광판(15)은, 공지의 직선 편광자와 공지의 1/4 위상자를 조합해서 사용해도 된다. 이때, 원편광판(15)이 외광의 반사를 억제해서 표시 품질을 향상시킬 수 있기는 하지만, 원편광판(15)은 생략해도 된다.
원편광판(15)은, 제2기판(16)의 표면에 접착된다. 1/4 위상자를 직선 편광자보다 유기 EL 소자(11)에 가까운 측에 배치하는 한, 원편광판(15)은 제2기판(16)의 어느쪽 측의 면에 접착해도 된다. 도 1에서는, 제1기판(2)과 주변부에 접착재(14)를 접착하여 제2기판(16)에 접착되어, 제1기판(2)과 제2기판(16) 사이에 공간을 형성한다. 도 3에 나타낸 것과 같이, 제1기판(2)과 제2기판(16) 사이의 공간이 투명재료(충전재)(18)로 충전되어도 된다. 이와 같은 구성은, 외력에 대해 표시장치의 표시면을 강화할 수 있다. 더구나, 이와 같은 구성은, 중공부와 광학소자(13)의 계면과, 중공부와 원편광판(15)의 계면에 의한 반사를 저감할 수 있어, 외광 반사를 줄일 수 있다. 광학소자(13)가 빛의 굴절을 이용하는 경우에는, 광학소자(13)와 충전재(18) 사이의 굴절률 차이가 필요하게 된다. 이를 위해, 광학소자 재료와 충전재(18)의 재료의 조합을 적절히 선택하거나, 광학소자(13)와 충전재(18) 사이에 빛을 굴절시키기 위한 층을 배치해도 된다. 충전재(18)가 접착재(14)의 기능을 갖고 있으면, 접착재(14)를 생략해도 된다.
광학소자(13)가 볼록 렌즈인 경우에는, 광학소자의 굴절률은, 충전재(18)의 굴절률보다 0.1 이상 높아도 된다. 충전재(18)의 굴절률이 광학소자(13)의 굴절률보다 높은 경우에는, 광학소자(13)는, 오목면이 충전재를 향하는 오목렌즈이다.
표시장치의 상세한 제조방법을 설명하지 않지만, 공지의 방법을 사용해도 된다.
제2실시형태
이하, 도 2를 참조하여 제2실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태는, 밀봉 구성에 있어서 제1실시형태와 다르다. 제2전극(10)까지의 구성은 제1실시형태와 같기 때문에, 설명을 생략한다.
제2전극(10)까지의 구성요소를 구비한 유기 EL 소자(11)는 밀봉기판(20)에 의해 밀봉된다. 밀봉기판(20)은, 유기 EL 소자(11)에 외부에서 수분이 침입하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 제1실시형태에서 설명한 제2기판(16)으로서도 기능한다. 밀봉기판(20)은, 밀봉재(19)에 의해 제2전극(10)까지의 구성요소가 형성된 제1기판(2)에 접착된다. 도 1의 제2기판(16)에 요구되는 조건 이외에, 밀봉기판(20)은, 물이나 산소 등의 가스에 대해 투과성이 낮은 것이 요구된다. 밀봉기판(20)은, 글래스 기판이나, 산화 실리콘이나 질화 실리콘 등의 가스 투과성이 낮은 막으로 덮인 수지 기판이어도 된다. 밀봉재(19)를 통해 외부에서 수분 등의 침입을 방지하기 위해, 밀봉재(19)도 가스 투과성이 낮은 것이 요구된다. 밀봉재(19)의 재료의 예로는, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 저융점 글래스, 저융점 금속 등을 들 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 도 2의 밀봉된 공간은, 진공, 또는 아르곤이나 질소 등의 불활성 가스가 충전된다. 밀봉된 공간은, 함수량이 작은 투명한 수지 등의 충전재를 충전해도 된다. 밀봉 공간을 충전하는 충전재는, 제1실시형태에서 설명한 것과 같이, 광학소자(13)와 다른 굴절률을 가져야 한다.
제1 실시형태에서는, 보호막(12)으로 덮인 유기 EL 소자(11) 위에, 직접 광학소자(13)가 배치된다. 이것은, 유기 EL 소자(11)가 보호막(12)으로 덮여, 외부에서의 수분 등의 침입이 방지된 후에 광학소자(13)를 설치하기 때문이다. 본 실시형태에서는, 밀봉기판(20)으로 밀봉하기 전에는, 유기 EL 소자(11)에의 외부의 수분 등의 침입을 방지하는 부재가 설치되지 않는다. 따라서, 광학소자(13)를 형성하는 공정중에, 유기 EL 소자(11)에 침입하는 외부의 수분 등이 유기 EL 소자(11)의 열화를 일으킬 수도 있다. 따라서, 유기 EL 소자(11) 위에 직접 광학소자(13)를 설치하는 것은 어렵다. 따라서, 본 실시형태에서는, 밀봉기판(20)의 상기 제1기판(2)과 대향하는 면에 광학소자(13)를 설치한다. 그후, 밀봉기판(20)을 제1기판(2)에 접착한다. 광학소자(13)와 유기 EL 소자(11)의 거리의 감소에 따라, 렌즈를 통과하는 광량이 증가한다. 따라서, 광학소자(13)는 밀봉기판(20)의 유기 EL 소자(11)와 대향하는 면에 설치하여도 된다. 도 1에서는 원편광판(15)이 밀봉기판(20)의 광 추출측의 면에 설치되지만, 원편광(15)을 밀봉기판(20)과 광학소자(13) 사이에 설치해도 되고, 생략해도 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시형태는 단지 예시를 위해 주어진 것으로, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 본 발명에 있어서 다양한 변형이 행해질 수도 있다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 액티브 매트릭스형 전계 발광 표시장치에 대해 설명했지만, 본 발명을 패시브 매트릭스형 표시장치에 적용해도 된다.
[실시예]
실시예 1
이하, 도 1을 참조하여, 실시예 1에 따른 표시장치의 제조방법을 설명한다.
공정 1: TFT 및 절연층의 형성
글래스로 이루어진 제1기판(2) 위에, 다결정 실리콘 TFT, 화소회로(3) 및 주변회로를 형성하였다. 회로가 형성된 제1기판(2)의 표면을 질화 실리콘 막(절연층)(4)으로 덮었다. 화소회로(3), 주변회로 및 질화 실리콘 막(4)은, 공지의 CVD법, 레이저 어닐법 및/또는 패터닝법에 의해 형성하였다. 화소회로(3)는 배선을 거쳐 전원 공급 단자(미도시)에 전기적으로 접속되어 있다. 본 실시예에서는, 화소회로와 전기적으로 접속된 제1전극(7)이 양극이고, 제2전극(10)이 음극이다.
공정 2: 평탄화층의 형성
회로 및 절연층(4)을 평탄화층(5)으로 기능하는 막으로 덮었다. 평탄화층(5)으로 기능하는 막은, 공정 1을 겪은 제1기판(2)에, 올리고머 재료를 스핀코트법으로 도포한 후, 올리고머 재료를 소성 및 화해서 형성하였다. 이 올리고머 재료의 소성 및 경화 후, 얻어진 평탄화층(5)을 수세하고, 180℃에서 2시간 가열해서 탈수 처리를 실시하였다. 다음에, 평탄화층(5) 및 절연층(4)에 콘택홀을 형성하였다. 우선, 평탄화층(5) 위에 스핀코트법에 의해 1㎛ 두께를 갖는 포토레지스트층을 형성하였다. 콘택홀에 대응하는 부위가 개구되도록 노광과 현상에 의해 포토레지스트를 패터닝하였다. 패터닝한 포토레지스트층을 마스크로 사용하는 반응성 이온 에칭(RIE)법에 의해, 포토레지스트층의 개구부 내부의 평탄화층(5) 및 절연층(4)을 제거해서 콘택홀을 형성하였다. 그후 포토레지스트층을 제거하였다. 표시 영역(1a) 내부에 화소회로(3)를 제1전극(7)에 전기적으로 접속하는 콘택홀을 형성하였다. 이와 동시에, 접지 단자에 접속되는 배선에 제2전극(10)을 전기적으로 접속하기 위한 콘택홀(캐소드용 콘택홀)을 표시 영역(1a)의 외부에 형성하였다.
공정 3: 광반사층 및 제1전극의 형성
콘택홀을 형성한 후, 콘택홀의 외부에, 유기 EL 소자(11)에 대응하는 반사층(6)을 형성하였다. 원래, 반사층(6)은 대응하는 유기 EL 소자(11)에 대해서만 설치된다. 그러나, 본 실시예에서는, 유기 EL 소자(11)를 형성하지 않는 비표시 영역(1b)에도 반사층(6)을 형성하였다. 우선, 스퍼터링법을 의해 알루미늄-실리콘 합금으로 100nm의 두께를 갖는 금속층을 형성하였다. 그후 웨트에칭법을 사용한 것 이외는 공정 2에서와 동일한 방법으로, 금속층을 패터닝하여 반사층(6)을 형성하였다. 이어서, 반사층(6)까지의 구성요소가 형성된 제1기판(2)의 표면에, 스퍼터링법에 의해 제1전극(7)으로서 기능하는 두께 140nm의 ITO층을 형성하였다. 반사층(6)과 콘택홀 위에 ITO층이 남도록 ITO층을 패터닝하였다. 제1전극(7)은, 유기 EL 소자(11)에 대응하는 형상을 갖고, 화소회로에 전기적으로 접속되었다.
공정 4: 뱅크의 형성
평탄화층(5) 및 제1전극(7) 위에 스핀코트법에 의해 1.6㎛의 두께를 갖는 폴리이미드 수지층을 형성하였다. 그후, 공정 2에서와 동일한 방법으로 폴리이미드 수지층을 패터닝하여 뱅크(8)를 형성하였다. 뱅크(8)는, 유기 EL 소자(11)를 형성할 부분, 즉, 발광 영역에 대응하는 개구를 갖고 있다. 뱅크(8)는, 유기 EL 소자(11)를 형성할 영역을 구획하므로, 본래, 비표시 영역(1b)에는 불필요하다. 그러나, 본 실시예에서는, 표시 영역(1a)과 마찬가지로, 유기 EL 소자(11)를 형성하지 않을 비표시 영역(1b)에도 뱅크(8)를 형성하였다.
공정 5: 발광층을 포함하는 유기 화합물층의 형성
증착법을 사용해서 발광층을 각각 포함하는 유기 화합물층(9)을 형성하였다. 우선, 제1전극(7)의 각각의 위에 하기 화학식 (1)을 갖는 정공수송층을 형성하였다.
다음에, 호스트로서 기능하는 하기 화학식 (2)를 갖는 화합물과, 도펀트로서 기능하는 화학식 (3을 갖는 화합물을 공증착하여, 청색 빛을 발생하는 유기 발광층을 형성하였다.
그후, 2,9-비스[2-(9,9'-디메틸플루오레닐)]-1,10-펜안트롤린으로 이루어진 전자수송층을 증착법으로 유기 발광층 위에 형성하였다. 그후, Al과 Li를 공증착해서 전자주입층을 형성하였다. 따라서, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층이 이 순서로 적층된 발광층을 각각 포함하는 유기 화합물층(9)이 형성되었다. 유기 화합물층(9)을 형성한 후, 보호층(12)을 형성하기 전에, 제1기판(2)을 이슬점 -80℃에서 질소 분위기 하에서 보관하여, 유기 화합물층(9)에 수분 등이 침입하는 것을 방지하였다.
본 실시예에서는, 복수의 유기 EL 소자(11)가 단일의 유기 발광층을 포함한다. 마스크를 사용해서 한 개의 유기 EL 소자(11)로부터 다른 유기 EL 소자로 유기 화합물층(9)의 재료를 변화시켜도 된다. 이 경우에, 유기 EL 소자(11)가 서로 다른 색을 표시하여, 다색 표시가 가능해진다. 예를 들면, 빛의 삼원색(적, 녹 청)을 표시할 수 있는 유기 EL 소자(11)는 풀컬러 표시를 달성할 수 있다.
공정 6: 제2전극의 형성
유기 화합물층(9) 위에 제2전극(10)으로서 스퍼터링법에 의해 인듐 아연 산화물을 형성하였다. 제2전극(10)은 유기 EL 소자(11)에 공통의 전극이었으며, 캐소드용 콘택홀이 배치된 영역 위에도 형성하였다.
공정 7: 보호층의 형성
표시 영역(1a) 및 비표시 영역(1b)에, VHF 플라즈마 CVD에 의해 보호층(12)으로 기능하는 질화 실리콘 막을 형성하였다. 우선, 성막장치 내에, 제2전극(10)까지의 구성요소가 형성된 제1기판(2)을 배치하였다. 성막실의 내부 압력을 1×10-3Pa대까지 감압한 후, 실란 가스 20sccm, 질소 가스 1000sccm, 수소 가스 1000sccm을 성막실에 공급하였다. 반응 공간 압력을 100Pa로 조정하였다. 다음에, 60MHz의 고주파 전력 400W를 고주파 전극에 공급하여, 제2전극(10) 위에 1000nm의 두께를 갖는 질화 실리콘 막을 형성하였다. 보호층(12)을 형성한 후, 전력 공급 단자 및 접지 단자의 표면으로부터, 절연층인 보호층(12)을 제거하였다.
공정 8: 보호층 위에의 광학소자 형성
보호층(12)까지의 구성요소가 형성된 제1기판(2) 위에 유기 EL 소자(11)와 동일한 피치를 갖는 원형의 개구를 갖는 마스크를 재치하였다. 마스크의 개구를 유기 EL 소자(11)의 대응하는 발광 영역과 정렬하였다. 마스크의 개구는, 유기 EL 소자(11)가 배치된 표시 영역 뿐만 아니라, 비표시 영역에도 설치하였다. 보호층(12) 위에, 마스크를 통해 점도 100P(25℃)를 갖는 아크릴계의 감광성 수지를 인쇄하였다. 인쇄 직후의 수지는, 직경 30㎛ 및 막두께 5㎛을 갖는 원통 형상으로 되었다. 수지를 인쇄한 제1기판(2)을 가열 및 냉각 기능을 구비한 금속 베이스 위에 놓았다. 제1기판(2)을 80℃로 가열하면, 인쇄된 수지의 점성이 내려가, 표면장력의 작용에 의해 수지의 형상이 원통형으로부터 반구체로 변화하였다. 제1기판(2)을 실온까지 서냉한 후, 자외선 조사에 의해 반구 형상의 수지를 경화하여, 볼록 렌즈(광학소자)(13)를 형성하였다. 볼록 렌즈는, 표시 영역 및 비표시 영역에 균일하게 형성되었다. 볼록 렌즈(13)는, 직경 32㎛, 높이 8㎛, 곡률반경 16㎛이며, 굴절률 nD는 1.68이었다.
공정 9: 제1기판과 제2기판의 접착
제2기판(16)의 한쪽의 면에 원편광판(15)을 접착한 후, 제1기판(2)의 유기 EL 소자(11)가 형성된 면의 가장자리부에 자외선 경화성의 에폭시 수지로 이루어진 접착재(14)를 도포하였다. 접착재가 도포된 제1기판(2)의 면을 제2기판(16)의 원편광판(15)이 접착된 면을 부착하였다. 볼록 렌즈(13)의 표면이 원편광판(15)과 접촉하지 않도록 접착재(14)의 두께를 조정하였다. 이와 같은 거리를 유지하기 위해 스페이서를 이용해도 된다. 제2기판(16)의 측으로부터 접착재(14)에 자외선 조사에 의해 접착재를 경화시켜, 제2기판(16)을 제1기판(2)에 접착하였다. 이에 따라, 표시장치(1)가 완성되었다.
실시예 2
볼록 렌즈(광학소자)(13)와 원편광판(15) 사이의 공간을 충전재(18)로 충전한 점을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 표시장치를 제조하였다. 공정 8까지의 공정은 실시예 1에서 설명한 것과 같다. 그 이후의 공정에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
공정 9-2: 제1기판과 제2기판의 접착
유기 EL 소자(11)가 형성된 제1기판(2)의 면의 가장자리부에 자외선 경화성의 에폭시 수지로 이루어진 접착재(14)를 도포하였다. 제1기판(2) 위의 접착재(14)에 둘러싸인 영역에 충전재(18)를 도포하였다. 충전재(18)는 광경화성 불소 수지이었다. 제1기판(2) 및 제2기판(16)을 감압하에 배치한 후, 제1기판(2)의 접착재(14) 및 충전재(18)를 도포한 면을 제2기판(16)을 첩착하였다. 제2기판(16)의 측으로부터 접착재(14) 및 충전재(18)에 자외선 조사에 의해 경화시켜, 제1기판(2)과 제2기판(16)을 접착시켰다. 이에 따라, 표시장치(1)가 완성되었다. 이와 같이 경화된 충전재(18)는 1.39의 굴절률 nD를 가졌다.
실시예 3
제2실시형태에 따른, 밀봉기판(20)을 구비한 밀봉 구성을 갖는 표시장치를 제조하였다. 공정 6까지의 공정은 실시예 1에서 설명한 것과 같다. 도 2를 참조하여 그 이후의 공정에 대해 설명한다. 본 실시예에는 보호층(12)을 형성하지 않았다. 따라서, 유기 화합물층(9)의 형성한 후, 밀봉기판(제2기판)(20)으로 유기 EL 소자(11)가 밀봉될 때까지, 제1기판(2)을 이슬점 -80℃에서 질소 분위기 하에서 보관하였다.
공정 7-3: 제2기판에의 광학소자 형성
제1기판(2)과 거의 같은 사이즈를 갖는 밀봉기판(20) 위에, 실시예 1의 공정 8에서 서명한 원형의 개구를 갖는 마스크를 재치하였다. 사전에, 밀봉기판(20) 위의 마스크 개구를 제1기판(2) 위에 형성된 유기 EL 소자(11)와 정렬하였다. 그후, 실시예 1의 공정 8과 동일하게 하여, 제1기판(2)의 표시 영역(1a) 및 비표시 영역(1b)에 대응하는 밀봉기판(20)의 영역에, 반구 형상의 볼록 렌즈(광학소자)(13)를 형성하였다.
공정 8-3: 제1기판과 밀봉기판(제2기판)의 접합
유기 EL 소자(11)가 형성된 제1기판(2)의 면의 가장자리부에, 저융점 글래스로 이루어진 밀봉재(19)를 도포하였다. 밀봉기판(20)을 어닐해서 수분을 충분히 제거한 후, 제1기판(2)이 배치된 질소 분위기에 배치하였다. 유기 EL 소자(11)의 발광 영역을 대응하는 광학소자(13)와 정렬시키면서, 제1기판(2)의 밀봉재(19)가 형성된 면을 밀봉기판(20)의 광학소자(13)가 형성된 면에 부착하였다. 밀봉기판(20)측으로부터 YAG 레이저 조사에 의해 밀봉재(19)를 용융한 후, 냉각하여, 유기 EL 소자(11)를 밀봉하였다.
공정 9-3: 원편광판의 부착
밀봉기판(20)의 광 추출측에 원편광판(15)을 부착하여, 표시장치(1)를 완성하였다.
실시예 4
원편광판(15)을 생략한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 하여 표시장치를 제조하였다.
비교예 1
비표시 영역(1b)에 볼록 렌즈(13)를 형성하지 않는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 하여 본 발명의 비교예에 따른 표시장치(1)를 제조하였다.
비교예 2
비표시 영역(1b)에 볼록 렌즈(13)를 형성하지 않는 것을 제외하고, 실시예 4와 동일하게 하여 본 발명의 비교예에 따른 표시장치(1)를 제조하였다.
(평가 결과)
화상을 표시하지 않는 상태에서, 실시예 1 내지 3과, 비교예 1 및 2에 따른 표시장치에 대해 가시 영역과 비표시 영역의 경계를 시각적으로 관찰하였다. 표 1에 결과를 표시하였는데, 이때 "우수"는 경계가 시인되지 않고 또한 흑의 들뜸(black reproduction)이 눈에 띄지 않은 것을 나타내고, "양호"는 경계가 시인되지 않지만, 흑이 흰 빛을 띄어 보인 것을 나타내고, "불량"은 경계가 시인된 것을 나타낸다.
이 결과에 따르면, 비발광시에 있어서, 실시예 1 내지 4에 따른 표시장치의 표시면에서는, 표시 영역(1a)과 비표시 영역(1b)의 경계는 시인되지 않았고, 비교예 1 및 2에 따른 표시장치에서는 시인되었다. 실시예 2에 따른 표시장치는, 실시예 1에 따른 표시장치보다도 약간 흑의 들뜸이 작게 느껴졌다. 이것은, 중공부를 충전하는 충전재(18)가, 중공부와 원편광판(15) 사이, 및 중공부과 볼록 렌즈(13) 사이의 큰 굴절률 차이를 갖는 계면을 없애, 반사를 저감하기 때문으로 생각된다.
이상의 결과는, 본 발명에 따른 표시장치가, 표시면에 있어서 균일한 반사광 강도를 가져, 표시 영역과 비표시 영역의 경계가 시인되지 않아, 양호한 표시면 외관을 갖는다는 것을 나타낸다.
| 표시면의 외관 | |
| 실시예 1 | 우수 |
| 실시예 2 | 우수 |
| 실시예 3 | 우수 |
| 실시예 4 | 양호 |
| 비교예 1 | 불량 |
| 비교예 2 | 불량 |
예시적인 실시형태들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 이러한 실시형태에 한정되지 않는다는 것은 자명하다. 이하의 청구범위의 보호범위는 가장 넓게 해석되어 모든 변형, 동등물 구조 및 기능을 포괄하여야 한다.
본 출원은 2010년 3월 24일자 출원된 일본 특허출원 2010-068284의 우선권을 주장하며, 이 출원의 전체내용을 참조를 위해 본 출원에 원용한다.
1 표시장치
1a 표시 영역
1b 비표시 영역
2 제1기판
6 반사층
11 발광소자(유기 EL 소자)
12 보호층
13 광학소자
1a 표시 영역
1b 비표시 영역
2 제1기판
6 반사층
11 발광소자(유기 EL 소자)
12 보호층
13 광학소자
Claims (3)
- 기판 위에 배치된 복수의 발광소자와,
상기 발광소자 각각에 대응해서, 상기 발광소자의 각각의 광 추출측에 배치된 광학소자를 구비하고,
상기 광학소자는, 표시 영역 및 비표시 영역의 양쪽에 배치되어 있는 표시장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 광 추출측과는 반대측에 반사층을 더 구비하고, 상기 반사층은 상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역의 양쪽에 배치되어 있는 표시장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역의 양쪽에 뱅크를 더 구비한 표시장치.
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