KR20130095215A - 표시 장치, 표시 장치의 제조 방법 및 전자 장치 - Google Patents

표시 장치, 표시 장치의 제조 방법 및 전자 장치 Download PDF

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KR20130095215A
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치요코 사토
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소니 주식회사
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Abstract

기판에 형성된 복수의 발광 소자, 발광 소자들에 대응하고, 각각의 발광 소자의 일부에 직접 형성되는 복수의 제1 부재, 및 인접하는 제1 부재들 사이의 영역들에 형성되는 복수의 제2 부재를 포함하는 표시 장치가 제공된다. 제1 부재들과 제2 부재들은 제1 부재들을 통해 발광 소자들로부터 출사되는 광의 적어도 일부를 반사하고 도광하도록 구성된다.

Description

표시 장치, 표시 장치의 제조 방법 및 전자 장치{DISPLAY APPARATUS, METHOD FOR MANUFACTURING DISPLAY APPARATUS AND ELECTRONIC APPARATUS}
일반적으로, 본 개시 내용은 표시 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시 내용은 발광 소자를 채택하는 표시 장치에 관한 것이고, 또한 그 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치(organic electro luminescence display apparatus)와 조명 장치가 널리 보급되고 있다. 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치와 조명 장치는 유기 일렉트로 루미네센스 소자를 발광 소자로서 채택하는 장치들이다. 하기의 설명에서, 유기 일렉트로 루미네센스 소자를 간단히 유기 EL 소자라고 일컫고, 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치를 간단히 유기 EL 표시 장치라고 일컫는다. 또한, 유기 EL 표시 장치의 분야에서는, 높은 정도의 효율로 광을 취출하는 기술의 개발이 강하게 요청되고 있다. 광 취출의 효율이 낮으면, 유기 EL 소자로부터의 실제의 발광량이 유효하게 활용되지 않는다. 따라서, 유기 EL 표시 장치는 소비 전력 등의 점에서 큰 손실을 발생시킨다.
광 취출 효율을 향상시키기 위해, 일본 공개 특허 공보 제2007-248484호(이하, 특허 문헌 1이라고 일컬음)에 개시된 바와 같은 리플렉터(reflector)를 갖는 유기 EL 표시 장치가 제공되어 있다. 특허 문헌 1에 개시된 유기 EL 표시 장치는, 밀봉용 기판(30)에 발광 소자(20)로서 기능하는 각 표시 소자에 대향하는 도광부(50)를 포함한다. 도광부(50)는 리플렉터로서 기능한다. 도광부(50)는 발광 소자(20)에 대향하는 광 입사면(51), 및 광 입사면(51)의 반대측의 광 사출면(52)을 갖는다. 또한, 도광부(50)는 광 입사면(51)으로부터 광 사출면(52)으로의 방향으로 넓어지는, 일반적으로 사다리꼴의 단면을 갖는다. 도광부(50)의 측면(53)에는 광 반사막(54)이 형성된다. 광 반사막(54)은 금속의 단체(simple substance), 금속 합금, 또는 유도체 재료로 이루어진 다층막이다. 금속의 전형적인 예는 알루미늄(Al)과 은(Ag)이다. 또한, 서로 인접하는 도광부들(50)의 광 반사막들(54)로 에워싸인 공간은 공기로 충전되어 있을 수 있거나, 또는 그 공간의 적어도 일부가 중간층(40)으로 충전될 수 있다. 표시 소자(20)는 구동용 기판(10)에 설치되고, 도광부(50)는 밀봉용 기판(30)에 설치된다. 전형적으로 열 경화형 수지나 자외선 경화형 수지로 이루어지는 접착제층(41)을 이용하여 구동용 기판(10)이 밀봉용 기판(30)에 접합된다. 표시 소자(20)가 도광부(50)에 노출되도록 구동용 기판(10)이 밀봉용 기판(30)에 접합된다. 또한, 도광부(50) 내부와 도광부(50) 외부 간에 굴절률 차를 설정함으로써, 측면(53)에서 광을 전반사하도록 할 수 있다. 하기의 설명에서, 전술한 종래의 리플렉터 구조를 편의상 대향 리플렉터 구조라고 일컫는다는 것을 유의한다.
전술한 바와 같이, 특허 문헌 1에 개시된 유기 EL 표시 장치에서는, 표시 소자(20)가 접착제층(41)으로 덮어져 있다. 즉, 표시 소자(20)와 도광부(50) 사이의 공간에는 접착제층(41)이 존재한다. 따라서, 표시 소자(20)에 의해 출사되는 광이 표시 소자(20)와 접착제층(41) 사이의 계면에서 전반사된다. 이에 따라, 광 취출 효율이 저하할 수 있는 경우들이 초래될 우려가 있다. 광 취출 효율은 표시 소자(20)에 의해 출사되는 광이 표시 소자(20) 외부에서 유효하게 이용되는 효율이다. 또한, 표시 소자(20)로부터 출사되어 접착제층(41)을 통과한 광이, 표시 소자(20)의 도광부(50)의 광 반사막(54)에 전파하지 않을 경우가 있다. 그 대신에, 그러한 광은, 인접하는 도광부(50)의 광 반사막(54)으로 에워싸인 부분에 입사해버린다. 무엇보다도, 측면(53)에서 광의 전반사를 제공하기 위해 도광부(50) 내부와 도광부(50) 외부 간에 굴절률 차를 설정하는 것이 가능하지만, 특허 문헌 1은 어느 정도의 값의 굴절률 차를 설정해야 할지에 대해 구체적으로 어떠한 기재도 포함하지 않는다.
그러므로, 발광 소자에 의해 출사되는 광을 외부에 취출하는 효율을 더 향상시킬 수 있는 표시 장치, 및 그 장치의 제조 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 발광 소자에 의해 출사되는 광을 외부에 취출하는 효율을 더 향상시킬 수 있는 간단한 표시 장치, 및 그 장치의 제조 방법을 제공하는 것이 더 바람직하다.
상기의 제1 과제를 달성하기 위해, 실시예에서, 기판에 형성된 복수의 발광 소자, 상기 발광 소자들에 대응하고, 각각의 상기 발광 소자의 일부에 직접 형성된 복수의 제1 부재, 및 인접하는 상기 제1 부재들 사이의 영역들에 형성된 복수의 제2 부재를 포함하는 표시 장치가 제공된다. 상기 제1 부재들과 상기 제2 부재들은 상기 제1 부재들을 통해 상기 발광 소자들로부터 출사되는 광의 적어도 일부를 반사하고 도광하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 기판에 형성된 복수의 발광 소자, 상기 발광 소자들에 대응하고, 각각의 상기 발광 소자의 일부에 직접 형성된 복수의 제1 부재, 및 인접하는 상기 제1 부재들 사이의 영역들에 형성된 복수의 제2 부재를 포함하는 표시 장치를 포함하는 전자 장치가 제공된다. 본 실시예에서, 상기 제1 부재들과 상기 제2 부재들은 상기 제1 부재들을 통해 상기 발광 소자들로부터 출사되는 광의 적어도 일부를 반사하고 도광하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 표시 장치의 제조 방법이 제공된다. 이 방법은, 기판에 복수의 발광 소자를 형성하는 단계, 상기 발광 소자들에 대응하는 복수의 제1 부재를 각각의 상기 발광 소자의 일부에 직접 형성하는 단계, 및 인접하는 상기 제1 부재들 사이의 영역들에 복수의 제2 부재를 형성하는 단계를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 제1 부재들과 상기 제2 부재들은 상기 제1 부재들을 통해 상기 발광 소자들로부터 출사되는 광의 적어도 일부를 반사하고 도광하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 기판에 형성된 복수의 발광 소자, 상기 발광 소자들에 대응하는 복수의 제1 부재 - 각각의 상기 제1 부재는 상기 발광 소자들 각각마다의 상방에 형성됨 -, 및 인접하는 상기 제1 부재들 사이의 영역들에 형성된 복수의 제2 부재를 포함하는 표시 장치가 제공된다. 본 실시예에서, 상기 제1 부재들의 굴절률 n1의 값은 상기 제2 부재들의 굴절률 n2의 값과 다르다.
실시예들에 따르면, 제1 부재와 제2 부재 사이의 계면에 광 반사 부재 등을 설치하지 않더라도, 발광 소자에 의해 출사되는 광의 외부에의 취출 효율을 더 향상시킬 수 있다. 또한, 표시 장치의 제조 방법으로서 기능하는 제1 방법 실시예에 의해 제공되는 방법에 따르면, 제1 부재는 제2 전극 상에 직접 형성된다. 따라서, 종래 기술과는 달리, 발광 소자에 의해 출사되는 광의 광 취출 손실이 없다. 그렇지 않다면, 제2 전극과 리플렉터 사이의 위치에 접착층이 존재하는 것에 기인하여 손실이 발생할 것이다. 또한, 표시 장치의 제조 방법으로서 기능하는 제2 방법 실시예에 의해 제공되는 방법에 따르면, 스탬퍼를 이용함으로써, 제2 부재로서 기능하는 접착제층 및 제1 부재로서 기능하는 수지 재료층을 포함하는 광 반사층을 얻을 수 있다. 따라서, 그러한 간단한 제조 방법을 채택함으로써, 발광 소자에 의해 출사되는 광의 외부에의 취출 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 표시 장치의 단면의 일부를 도시하는 모식도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 제1 실시예 내지 제5 실시예에 따른 표시 장치에서의 부화소들의 배열을 나타내는 모식도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 표시 장치와 비교예 1'의 표시 장치에서의 휘도의 방사 각도 분포의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프를 도시하는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 제3 실시예에 따른 표시 장치와, 비교예 3의 표시 장치에서의 광 빔의 입력/출력 상태의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 5a는 제3 실시예에 따른 표시 장치, 비교예 3의 표시 장치, 및 비교예 3'의 표시 장치에서의 휘도의 방사 각도 분포의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이고, 도 5b는 제3 실시예에 따른 표시 장치에서, 발광 소자로부터의 광의 시야각을 파라미터로서 취하는 제1 부재 내에서의 에너지 분포를 나타내는 그래프를 도시하는 도면이다.
도 6은 제4 실시예에 따른 표시 장치의 단면의 일부를 도시하는 모식도이다.
도 7은 제4 실시예 4B에 따른 표시 장치에서의 휘도의 방사 각도 분포의 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면이다.
도 8은 제5 실시예에 따른 표시 장치의 단면의 일부를 도시하는 모식도이다.
도 9a 내지 도 9f는 각각 제1 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법, 즉, 표시 장치의 제조 방법으로서 기능하는 본 개시 내용의 제1 방법 실시예에 의해 제공되는 방법의 개요를 설명하기 위해 참조할 설명도로서 기능하고, 제1 기판 등의 단면의 일부를 도시하는 도면이다.
도 10a 내지 도 10d는 각각 제1 실시예에 따른 표시 장치의 다른 제조 방법, 즉, 표시 장치의 다른 제조 방법으로서 기능하는 본 개시 내용의 제2 방법 실시예에 의해 제공되는 방법의 개요를 설명하기 위해 참조할 설명도로서 기능하고, 글래스 기판 등의 단면의 일부를 도시하는 도면이다.
도 11은 제4 실시예에 따른 표시 장치의 변형에 의해 얻은 변형예 버전의 단면의 일부를 도시하는 모식도이다.
다음에, 하기에서 도면을 참조하여 본 개시 내용의 실시예들에 대해 설명한다. 그러나, 본 개시 내용의 실시 형태들은 실시예들에 한정되지 않는다. 즉, 실시예들에서 사용되는 다양한 수치들과 실시예들에서 사용되는 다양한 재료들은 예일 뿐이다. 본 개시 내용의 설명은 다음의 순서로 열거된 주제들로 나누어 행한다는 것을 유의한다.
1: 본 개시 내용에 따른 표시 장치, 및 그 표시 장치를 제조하기 위해 각각 채택되는 방법들로서 기능하는 본 개시 내용의 제1 및 제2 방법 실시예에 의해 제공되는 방법들에 대한 전반적인 설명
2: 제1 실시예(본 개시 내용에 따른 표시 장치, 및 그 표시 장치를 제조하기 위해 채택되는 각각의 방법들로서 기능하는 본 개시 내용의 제1 및 제2 방법 실시예에 의해 제공되는 방법들)
3: 제2 실시예(제1 실시예의 변형 버전)
4: 제3 실시예(제1 실시예의 다른 변형 버전)
5: 제4 실시예(제1 실시예의 또 다른 변형 버전)
6: 제5 실시예(제1 실시예의 또 다른 변형 버전) 및 기타
[본 개시 내용에 따른 표시 장치, 및 그 표시 장치를 제조하기 위해 채택되는 각각의 방법들로서 기능하는 본 개시 내용에 따른 제1 및 제2 방법 실시예에 의해 제공되는 방법들에 대한 전반적인 설명]
하기의 설명에서, 본 개시 내용의 표시 장치, 및 그 표시 장치를 제조하기 위한 방법으로서 기능하는 본 개시 내용의 제1 또는 제2 방법 실시예에 의해 제공되는 방법을 채택하여 제조된 표시 장치를, 간단히 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치라고 총칭해서 부를 수 있는 경우가 있다.
본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치, 또는 표시 장치의 제조 방법으로서 기능하는 본 개시 내용의 제2 방법 실시예에 의해 제공되는 방법을 채택하여 제조된 표시 장치에서, 발광 소자와 제1 부재는 서로 인접한 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광부에 의해 출사되는 광은 항상 직접 제1 부재에 전파한다. 그 결과, 광 취출 효율이 저하하지 않는다.
상기의 바람직한 구성을 포함하는 표시 장치로서 기능하는 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치는, 각 발광 소자에 의해 출사되는 광을 제2 기판을 경유하여 외부에 출력하는 실시예로서 설정될 수 있다. 그러한 표시 장치를 상면 발광형 표시 장치라고 부를 수 있는 경우가 있다는 것을 유의한다. 그러나, 본 개시 내용에 따른 표시 장치는 상면 발광형 표시 장치에 한정되지 않는다. 예를 들어, 각 발광 소자에 의해 출사되는 광이 제1 기판을 경유하여 외부에 출력되는 구조를 채택할 수도 있다. 각 발광 소자에 의해 출사되는 광이 제1 기판을 경유하여 외부에 출력되는 구조를 갖는 표시 장치를 하면 발광형 표시 장치라고 부를 수 있는 경우가 있다는 것을 유의한다.
상면 발광형 표시 장치를 구현하는 바람직한 실시예에서, 광 반사층 상에 보호막 및 밀봉 재료층을 더 형성한다. 이 경우에, 다음의 관계식이 유효한 구성을 제공하는 것이 바람직하다.
Figure pat00001
대안으로서는, 바람직하게 다음의 관계식이 유효한 구성을 제공하는 것이 바람직하다.
Figure pat00002
상기의 관계식들에서, 참조 부호 n3과 n4는 각각 보호막의 굴절률과 밀봉 재료층의 굴절률을 나타낸다. 따라서, 보호막과 밀봉 재료층 사이의 계면에서 광이 반사 또는 산란되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 제1 부재와 보호막이 동시에 형성되어 서로 결합되어 일체를 형성하는 구성으로서 기능하는 구성을 제공할 수도 있다는 것을 유의한다. 또한, 그러한 바람직한 구성을 포함하는 상면 발광형 표시 장치에서, 발광 소자의 중심부에 의한 발광량을 1의 값으로 나타낼 때, 발광 소자에 의해 출사되어 제1 부재 및 제2 기판을 경유하여 외부에 출사되는 광량은 1.5 내지 2.0의 범위의 값으로 설정될 수 있다.
표시 장치가 컬러 표시 장치이면, 컬러 표시 장치의 1개의 화소는 3개의 부화소 또는 4개 이상의 부화소를 포함하여 구성된다. 3개의 부화소는 적색 광을 발광하는 적색 광 발광 부화소, 녹색 광을 발광하는 녹색 광 발광 부화소, 및 청색 광을 발광하는 청색 광 발광 부화소이다. 그러한 컬러 표시 장치에서, 하기의 구성을 제공하는 것이 가능하다. 적색 광 발광 부화소를 적색 광을 발광하는 발광 소자로 구성하고, 녹색 광 발광 부화소를 녹색 광을 발광하는 발광 소자로 구성하고, 청색 광 발광 부화소를 청색 광을 발광하는 발광 소자로 구성한다. 그러한 바람직한 구성을 포함하는 상면 발광형 표시 장치에서, 제2 기판은 컬러 필터를 포함하여 구성될 수 있고, 발광 소자는 백색광을 발광하도록 구성될 수 있다. 또한, 각 색의 광의 발광 부화소는 백색광을 발광하는 발광 소자와 컬러 필터의 조합으로 구성될 수 있다. 그러한 구성에서, 제2 기판은 블랙 매트릭스라고 불리는 차광막을 포함하여 구성될 수 있다. 마찬가지로, 하면 발광형 표시 장치에서, 제1 기판은 컬러 필터와, 블랙 매트릭스라고 불리는 차광막을 포함하여 구성될 수 있다.
전술한 본 개시 내용의 실시예에 따른 바람직한 구성을 갖는 표시 장치에서, 화소 또는 부화소는 발광 소자로 구성될 수 있다. 이 경우에, 제1 부재는 다음의 관계식들을 충족시키는 머리없는 원추(headless circular cone)(또는 머리없는 회전체)의 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
Figure pat00003
상기의 관계식들에서, 참조 부호 R1은 제1 부재의 광 입사면의 직경을 나타내고, 참조 부호 R2는 제1 부재의 광 출사면의 직경을 나타내고, 참조 부호 H는 제1 부재의 높이를 나타낸다.
머리없는 원추의 사면의 단면 형상은 직선, 복수의 선분들의 조합, 또는 곡선일 수 있다는 것을 유의한다. 또한, 머리없는 원추의 단면 형상은 머리없는 원추의 축선을 포함하는 가상 평면에서 머리없는 원추를 절단하여 얻은 단면 형상이라는 것도 유념한다. 이 기술 용어 "단면 형상"은 하기의 설명에서 동일한 의미로 이용된다.
또한, 다음의 관계식을 충족시키는 것이 바람직하다.
Figure pat00004
상기의 관계식에서, 참조 부호 R0는 발광부의 직경을 나타낸다.
대안으로서, 전술한 바와 같은 본 개시 내용의 실시예에 따른 바람직한 구성을 갖는 표시 장치에서, 화소 또는 부화소는 세트를 형성하도록 집합된 복수의 발광 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우에, 제1 부재는 다음의 관계식들을 충족시키는 머리없는 원추(또는 머리없는 회전체)의 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
Figure pat00005
상기의 관계식들에서, 참조 부호 R1은 제1 부재의 광 입사면의 직경을 나타내고, 참조 부호 R2는 제1 부재의 광 출사면의 직경을 나타내고, 참조 부호 H는 제1 부재의 높이를 나타낸다.
화소 또는 부화소를 형성하기 위해 집합된 발광 소자들의 수는 3 내지 1,000의 전형적인 범위 내의 값으로 설정될 수 있다. 머리없는 원추의 사면의 단면 형상은 직선, 복수의 선분의 조합, 또는 곡선일 수 있다는 것을 유의한다. 또한, 하기의 관계식을 충족시키는 것이 바람직하다.
Figure pat00006
상기의 관계식에서, 참조 부호 R0는 발광부의 직경을 나타낸다.
또한, 전술한 본 개시 내용의 실시 형태에 따른 바람직한 구성을 갖는 표시 장치에서, 제1 부재를 형성하는 데 이용되는 재료는, 몇 가지 예를 들면, Si1 -xNx, ITO(Indium-Tin Oxide: 인듐 주석 산화물), IZO(Indium-Zinc Oxide: 인듐 아연 산화물), TiO2, Nb2O5, Br(브롬) 함유 폴리머, S(유황) 함유 폴리머, 티탄 함유 폴리머, 또는 지르코늄 함유 폴리머일 수 있다. 한편, 제2 부재를 형성하는 데 이용되는 재료는, 몇 가지 예를 들면, SiO2, MgF, LiF, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 불소 수지, 실리콘 수지, 불소계 폴리머, 또는 실리콘계 폴리머일 수 있다.
이상 설명한 바람직한 실시 형태 및 바람직한 구성을 포함하는 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치 등은, 하기에서 표시 장치에 대한 일반적인 기술 용어로서 사용되는 본 개시 내용의 표시 장치라고 부를 수도 있다. 표시 장치는, 제1 부재와 제2 부재 사이에 제2 전극이 형성되거나, 또는 제1 부재와 제2 부재 사이에 유기층 및 제2 전극이 형성되는 실시 형태를 포함할 수도 있다. 그러한 경우에, 제2 부재와 제2 전극 사이의 계면에서, 또는 제2 부재와 유기층 사이의 계면에서, 제1 부재를 통해 전파하는 광의 적어도 일부가 반사된다. 또한, 이 실시 형태들은, 제1 부재에 대향하는 제2 부재의 표면에서, 제1 부재를 통해 전파하는 광의 적어도 일부가 반사되는 실시 형태에 포함된다.
본 개시 내용의 표시 장치에서, 화소 또는 부화소는 1개의 발광 소자로 구성될 수 있다. 그러나, 본 개시 내용의 실시 형태들은, 화소 또는 부화소가 1개의 발광 소자로 구성되는 실시예에 한정되지 않는다. 이 경우에, 화소 또는 부화소는, 몇 가지 예를 들면, 스트라이프 배열, 다이어고널 배열(diagonal array), 델타 배열, 또는 직사각형 배열을 형성하도록 배치될 수 있다. 또한, 본 개시 내용의 실시 형태들은, 화소 또는 부화소가 복수의 발광 소자가 집합되어 구성되는 실시예에 한정되지 않는다. 이 경우에, 화소 또는 부화소는 스트라이프 배열을 형성하도록 배치될 수 있다.
하기의 설명에서, 상면 발광형 표시 장치에서의 제1 전극과, 하면 발광형 표시 장치에서의 제2 전극은 편의상 광 반사 전극이라고도 부를 경우가 있다. 광 반사 전극은 광 반사 재료로서 기능할 수 있는 재료로 형성된다. 광 반사 전극을 애노드 전극으로서 기능시킬 경우에, 광 반사 전극은 금속 또는 합금으로 형성된다. 금속 및 합금은 높은 일함수 값을 갖는다. 그러한 금속의 전형적인 예를 몇 가지 들면, Pt(백금), Au(금), Ag(은), Cr(크롬), W(텅스텐), Ni(니켈), Cu(구리), Fe(철), Co(코발트), 및 Ta(탄탈륨)이 있고, 합금의 전형적인 예로서는 Ag-Pd-Cu 합금 및 Al-Pd 합금이 있다. Ag-Pd-Cu 합금은 주성분으로서 Ag(은)와, 0.3 질량% 내지 1 질량%의 범위의 Pd(팔라듐)와, 0.3 질량% 내지 1 질량%의 범위의 Cu(구리)를 함유한다. 또한, 그 재료는 Al(알루미늄), 및 Al(알루미늄)을 포함하는 합금일 수 있다. 이 경우에, Al(알루미늄)의 일함수의 값 또는 Al(알루미늄)을 포함하는 합금 등의 일함수의 값이 작고, 그 재료가 높은 광 반사율을 갖는다면, 적절한 정공 주입층을 전형적으로 설치함으로써 정공 주입 특성을 향상시킬 수 있다. 정공 주입 특성을 향상시킴으로써, 광 반사 전극은 애노드 전극으로서 이용될 수 있다. 광 반사 전극은 0.1μm 내지 1μm의 범위의 전형적인 두께를 가질 수 있다. 대안으로서, 유전체 다층막이나 또는 광 반사 특성이 양호한 광 반사막 상에, 정공 주입 특성이 우수한 각각의 투명 도전 재료들을 제공하여 스택을 형성한 구조를 채택할 수도 있다. 그러한 광 반사막의 전형적인 예는 Al(알루미늄)이고, 그러한 투명 도전 재료의 전형적인 예는 ITO(인듐 주석 산화물)와 IZO(인듐 아연 산화물)이다. 한편, 광 반사 전극을 캐소드 전극으로서 기능시킬 경우에, 광 반사 전극은 일함수 값이 작고, 광 반사율이 높은 도전 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 광 반사율이 높은 재료로서 애노드 전극을 형성하는 데 이용되는 도전 재료에 적절한 전자 주입층을 전형적으로 설치함으로써, 전자 주입 특성이 향상된다면, 광 반사 전극은 캐소드 전극으로서 이용될 수도 있다.
하기의 설명에서, 상면 발광형 표시 장치에서의 제2 전극과, 하면 발광형 표시 장치에서의 제1 전극은 편의상 광 반투과 전극이라고 일컬을 경우도 있다. 광 반투과 전극을 형성하는 데 이용되는 재료는 광 반투과 재료 또는 광 투과 재료일 수 있다. 광 반투과 전극을 캐소드 전극으로서 기능시킬 경우에, 광 반투과 전극을 형성하는 데 이용되는 재료는 발광 광을 투과하고, 유기층에 전자를 높은 효율로 주입할 수 있도록 일함수 값이 작은 도전 재료인 것이 바람직하다. 그러한 재료의 전형적인 예는 일함수 값이 작은 금속 및 합금이다. 일함수 값이 작은 금속의 전형적인 예를 몇 가지 들면, Al(알루미늄), Ag(은), Mg(마그네슘), Ca(칼슘), Na(나트륨), 및 Sr(스트론튬)이 있다. 일함수 값이 작은 합금의 전형적인 예로서는, 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속과 Ag(은)의 합금, Mg(마그네슘)의 합금, Al(알루미늄)과 리튬(Li)의 합금이 있다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속과 Ag(은)의 합금의 전형적인 예로서는, Mg(마그네슘)과 Ag(은)의 합금인 Mg-Ag 합금이 있고, Mg(마그네슘) 합금의 전형적인 예로서는 Mg-Ca 합금이 있다. 한편, Al(알루미늄)과 Li(리튬)의 합금은 Al-Li 합금이라고 일컫는다. 금속들 및 합금들 중에서, Mg-Ag 합금이 가장 바람직하다. 이 합금에서, 은의 체적에 대한 마그네슘의 체적의 비율을 나타내는 Mg:Ag 비율은 5:1 내지 30:1의 범위 내의 전형적인 값으로 설정될 수 있다. 한편, Mg-Ca 합금의 경우에, 칼슘의 체적에 대한 마그네슘의 체적의 비율을 나타내는 Mg:Ca 비율은 2:1 내지 10:1의 범위 내의 전형적인 값으로 설정될 수 있다. 광 반투과 전극의 두께는 4nm 내지 50nm의 범위 내의 전형적인 값, 바람직하게는 4nm 내지 20nm의 범위 내의 값, 또는 더 바람직하게는 6nm 내지 12nm의 범위 내의 값으로 설정될 수 있다. 대안으로서, 광 반투과 전극은, 유기층측으로부터 시작해서 순서대로 배치되는 전술한 재료층과 소위 투명 전극을 포함하는 적층 구조로 설계될 수도 있다. 전형적으로 ITO 또는 IZO로 형성되는 투명 전극은 3×10-8m 내지 1×10-6m의 범위의 전형적인 두께를 갖는다. 광 반투과 전극이 그러한 적층 구조로 설계되면, 전술한 재료층의 두께를 1nm 내지 4nm의 범위의 값으로 감소시킬 수 있다. 또한, 광 반투과 전극은 투명 전극만으로 구성될 수도 있다. 대안으로서, 보조 전극으로서 기능하는 버스 전극이 광 반투과 전극을 위해 설치될 수 있다. 저저항을 갖는 재료로 버스 전극을 형성함으로써, 전체 광 반투과 전극의 저항을 감소시킬 수 있다. 저저항을 갖는 재료의 전형적인 예를 몇 가지 들면, 알루미늄, 알루미늄 합금, 은, 은 합금, 구리, 구리 합금, 금, 및 금 합금이 있다. 한편, 광 반투과 전극을 애노드 전극으로서 기능시킬 경우에, 광 반투과 전극은 발광 광을 투과하고 일함수 값이 큰 도전 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
제1 전극 및 제2 전극의 형성 방법의 전형적인 예를 몇 가지 들면, 전자 빔 증착법, 열 필라멘트 증착법, 또는 진공 증착법 등의 증착법, 스퍼터링법, CVD(Chemical Vacuum Deposition: 화학적 기상 성장)법, MOCVD법, 이온 플레이팅법과 에칭법의 조합, 스크린 인쇄법, 잉크제트 인쇄법, 및 메탈 마스크 인쇄법 등의 복수의 인쇄법 중의 어느 하나, 전기 도금법 또는 무전해 도금법 등의 도금법, 리프트오프법(lift-off method), 레이저 어브레이션법(laser abrasion method), 또는 졸-겔법(sol-gel method)이 있다. 인쇄법들 중 하나 또는 도금법들 중 하나를 채택함으로써, 원하는 형상 또는 원하는 패턴을 각각 갖는 제1 및 제2 전극을 직접 형성할 수 있다. 유기층을 형성한 후, 제1 및 제2 전극을 형성하기 위해 성막 방법이 특히 추천되는데, 왜냐하면, 성막 방법이 유기층의 파손을 방지할 수 있기 때문이라는 것을 유의한다. 이 경우에, 성막 방법은, 성막 입자의 에너지가 작은 진공 증착법 또는 MOCVD법일 수 있다. 왜냐하면, 유기층이 파손되면, 비발광 화소 및 비발광 부화소가 발생할 우려가 있기 때문이다. 비발광 화소 및 비발광 부화소는 파손된 유기층에 기인하여 리크(leak) 전류가 흐르기 때문에 발광하지 않는다. 비발광 화소 또는 비발광 부화소는 각각 멸점(vanishing point)이라고 부른다. 또한, 프로세스들을 대기에 노출시키지 않고 프로세스들의 시퀀스를 실행할 수 있다는 사실은, 대기 중의 수분에 의한 유기층의 파손을 방지할 수 있기 때문에 바람직하다. 이 경우에, 프로세스들은 유기층을 형성하는 프로세스로부터 유기층의 전극들을 형성하는 프로세스까지의 범위이다. 경우에 따라서는, 제1 전극과 제2 전극 중 하나를 형성하는 프로세스로부터 패터닝이 제거될 수 있다.
본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치에서, 복수의 발광 소자는 제1 기판 상에 형성된다. 이 경우에, 제1 또는 제2 기판의 예를 몇 가지 들면, 고왜곡점 글래스 기판(high distortion spot glass substrate), 소다 글래스(soda glass)(Na2O·CaO·SiO2) 기판, 붕규산 글래스(Na2O·B2O3·SiO2) 기판, 포스테라이트(2MgO·SiO2) 기판, 납 글래스(Na2O·PbO·SiO2) 기판, 표면에 절연막이 형성된 각종 글래스 기판, 석영 기판, 표면에 절연막이 형성된 석영 기판, 표면에 절연막이 형성된 실리콘 기판, 또는 유기 폴리머 기판일 수 있다. 유기 폴리머 기판의 전형적인 예를 몇 가지 들면, PMMA(폴리 메틸 메타크릴레이트 액시드) 기판이라고도 불리는 폴리 메틸 메타크릴레이트 기판, PVA(폴리 비닐 알코올) 기판, PVP(폴리 비닐 페놀) 기판, PES(폴리 에테르 술폰) 기판, 폴리이미드 기판, 폴리카보네이트 기판, 및 PET(폴리 에틸렌 테레프탈레이트) 기판이 있다. 유기 폴리머는 고분자 재료로 구성되어 가요성을 나타내는 플라스틱 필름, 플라스틱 시트, 또는 플라스틱 기판을 형성하는 데 이용되는 고분자 재료의 형태이다. 제1 기판을 형성하는 데 이용되는 재료는 제2 기판을 형성하는 데 이용되는 재료와 동일할 수도 있거나 또는 상이할 수 있다. 그러나, 하면 발광형 표시 장치의 경우에, 제1 기판을 형성하는 데 이용되는 재료는 발광 소자에 의해 출사되는 광에 대해 투명할 것이 요구된다.
본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치의 전형적인 예로서, 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치라고도 불리는 유기 EL 표시 장치를 들 수 있다. 유기 EL 표시 장치가 컬러 유기 EL 표시 장치라면, 전술한 바와 같이, 각각의 부화소는 유기 EL 표시 장치를 형성하는 유기 EL 소자들 중 하나로 구성된다. 이 경우에, 1개의 화소는 전형적으로, 적색 광을 발광하는 적색 광 발광 부화소, 녹색 광을 발광하는 녹색 광 발광 부화소, 및 청색 광을 발광하는 청색 광 발광 부화소인 3개의 상이한 부화소를 포함한다. 따라서, 그러한 구성에서, 유기 EL 표시 장치를 형성하는 유기 EL 소자의 수가 N×M개인 경우에, 화소수는 (N×M)/3이다. 유기 EL 표시 장치는 전형적으로, 퍼스널 컴퓨터, TV 수상기, 휴대 전화, PDA(Personal Digital Assistant: 휴대 정보 단말), 및 게임 기기 등에 내장된 표시 장치로서 이용될 수 있다. 대안으로서, 유기 EL 표시 장치는 EVF(Electronic View Finder: 전자 뷰 파인더) 및 HMD(Head-Mounted Display: 머리 장착형 디스플레이)에 이용될 수 있다. 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치의 다른 전형적인 예는, 액정 표시 장치용 백 라이트 및 액정 표시 장치용 면광원을 포함하는 조명 장치이다.
유기층은, 유기 발광 재료로 전형적으로 형성되는 발광층을 포함한다. 구체적으로, 유기층은 정공 수송층, 발광층, 및 전자 수송층을 포함하는 적층 구조, 정공 수송층, 및 전자 수송층으로서도 기능하는 발광층을 포함하는 적층 구조, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 및 전자 주입층을 포함하는 적층 구조로 전형적으로 구성될 수 있다. 이 적층 구조들 각각을 탠덤 유닛이라고 부르기로 한다. 이 경우에, 유기층은 스택을 형성하는 제1 탠덤 유닛, 접속층, 및 제2 탠덤 유닛을 포함하는 2단 탠덤 구조를 갖는다고 한다. 사실, 유기층은 스택을 형성하는 3개 이상의 탠덤 유닛으로 구성된 다단 탠덤 구조로 구성될 수 있다. 이 경우에, 전체적으로 백색을 발광하는 유기층을 제공하기 위해, 탠덤 유닛들에서 발광색이 적색, 녹색, 또는 청색으로 변화된다. 유기층의 형성 방법의 전형적인 예로서는, 진공 증착법 등의 PVD(Physical Vapor Deposition: 물리적 기상 성장)법, 스크린 인쇄법이나 잉크제트 인쇄법 등의 인쇄법, 레이저 전사법, 및 각종 도포법이 있다. 레이저 전사법은 유기층을 전사하기 위한 방법이다. 레이저 전사법에 따르면, 전사용 기판 상에 형성된 레이저 흡수층과 유기층을 포함하는 적층 구조에 레이저 빔을 조사함으로써, 레이저 흡수층으로부터 유기층을 분리한다. 진공 증착법을 채택하여 유기층을 형성하면, 예를 들어, 진공 증착에 이용되는 소위 메탈 마스크에 설치된 개구를 통과한 재료를 퇴적시킴으로써 유기층을 얻는다. 대안으로서, 유기층은 패터닝 프로세스를 실행하지 않고 전체 면 상에 형성된다.
상면 발광형 표시 장치에서, 제1 전극은 전형적으로, 층간 절연층 상에 설치된다. 또한, 이 층간 절연층은 제1 기판상에 형성된 발광 소자 구동부를 덮는다. 발광 소자 구동부는 1개의 TFT(박막 트랜지스터) 또는 복수의 TFT를 포함하여 구성된다. TFT와 제1 전극은 층간 절연층 상에 설치된 콘택트 플러그를 통해서 서로 전기적으로 접속된다. 층간 절연층을 형성하는 데 이용되는 재료의 전형적인 예로서는, SiO2, BPSG, PSG, BSG, AsSG, PbSG, SiON, SOG(Spin On Glass: 스핀 온 글라스), 저융점 글래스, 글래스 페이스트(glass paste)라고 불리는 SiO2계 재료, SiN계 재료, 및 각종 절연성 수지 재료들이 있다. 수지 재료들로서는, 폴리이미드 수지, 노볼락계 수지, 아크릴계 수지, 및 폴리벤조옥사졸 수지를 포함한다. 층간 절연층이 절연성 수지로 형성되는 경우에, 층간 절연층을 형성하는 데 이용되는 재료를 생성하기 위해, 단일 절연성 수지 재료가 그대로 이용될 수 있거나, 또는 복수의 절연성 수지 재료가 적절히 조합된다. 층간 절연층은 전형적으로, CVD법, 도포법, 스퍼터링법, 또는 각종 인쇄법들 중 어느 하나를 채택하여 공지된 프로세스를 실행함으로써 형성될 수 있다.
발광 소자에 의해 출사되는 광이 층간 절연층을 통과하는 구성/구조를 갖는 하면 발광형 표시 장치에서, 층간 절연층을, 발광 소자에 의해 출사되는 광에 대하여 투명한 재료로 형성할 필요가 있다. 또한, 발광 소자 구동부가 발광 소자에 의해 출사되는 광을 차단하지 않도록 발광 소자 구동부를 형성할 필요가 있다. 하면 발광형 표시 장치에서, 제2 전극 상방에 발광 소자 구동부를 설치할 수 있다.
전술한 바와 같이, 유기층의 상방에는, 유기층을 수분으로부터 보호하기 위한 목적으로, 절연성 또는 도전성의 보호막을 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 보호막은, 진공 증착법의 경우와 같이 성막 입자의 에너지가 특히 작은 성막 방법을 채택하거나, 또는 CVD법이나 MOCVD법 등의 성막 방법을 채택하여 형성하는 것이 바람직하다. 이것은, 이러한 방식으로 보호막을 형성함으로써, 기초층에 대한 영향을 감소시킬 수 있기 때문이다. 대안으로서, 유기층의 열화에 기인한 휘도의 저하를 방지하기 위해, 성막 온도를 상온으로 설정하고, 또한 보호막의 박리를 방지하기 위해, 보호막의 스트레스를 최소화하는 조건에서 보호막을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 보호막은, 이미 형성되어 있는 전극을 대기에 노출시키지 않게 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 보호막을 형성함으로써, 대기 중의 수분 및/또는 대기 중의 산소에 기인한 유기층의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 상면 발광형의 표시 장치일 경우에, 보호막은 유기층에서 발생한 광을, 예를 들어, 80% 이상의 투과율로 투과하는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 보호막은 무기 아몰퍼스 특성의 절연성 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 그러한 절연성 재료의 전형적인 예를 하기에 예시한다. 무기 아몰퍼스 특성의 절연성 재료가 그레인을 생성하지 않기 때문에, 재료의 투수성이 낮아서, 그 재료는 양호한 보호막을 형성하는 데 이용될 수 있다. 구체적으로, 보호막을 형성하는 데 이용되는 재료는, 발광층에 의해 발광되는 광에 대하여 투명하지만, 치밀해서 수분을 차단하는 재료인 것이 바람직하다. 더 구체적으로, 그러한 절연성 재료의 전형적인 예를 몇 가지 들면, 아몰퍼스 실리콘(α-Si), 아몰퍼스 탄화 실리콘(α-SiC), 아몰퍼스 질화 실리콘(α-Si1 - xNx), 아몰퍼스 산화 실리콘(α-Si1 - yOy), 아몰퍼스 카본(α-C), 아몰퍼스 산화 질화 실리콘(α-SiON), 및 Al2O3이 있다. 보호막을 형성하는 데 이용되는 재료가 도전 재료인 경우, 보호막을 ITO 및 IZO 등의 투명 도전 재료로 형성할 수 있다는 것을 유의한다.
광 취출 효율을 더 향상시키기 위해, 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치는 공진기 구조를 구비할 수 있다. 구체적으로, 제1 전극과 유기층 사이의 계면을 제1 계면이라고 하고, 제2 전극과 유기층 사이의 계면을 제2 계면이라고 한다. 이 경우에, 발광층에 의해 출사되는 광을 제1 계면과 제2 계면 사이에서 공진시켜서, 그 광의 일부를 제2 전극으로부터 출력하는 구성을 제공할 수 있다. 하기의 설명에서, 그러한 표시 장치를 편의상 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치 A라고 부른다는 것을 유의한다. 또한, 참조 부호 L1이 발광층의 최대 발광 위치로부터 제1 계면까지의 거리를 나타내고, 참조 부호 OL1이 광학 거리를 나타내고, 참조 부호 L2가 발광층의 최대 발광 위치로부터 제2 계면까지의 거리를 나타내고, 참조 부호 OL2가 광학 거리를 나타내고, 참조 부호 m1 및 m2가 각각 정수를 나타낸다. 이 경우에, 하기에 주어진 관계식 (1-1), (1-2), (1-3), 및 (1-4)가 유효하다.
Figure pat00007
상기의 관계식들에서, 하기의 참조 부호들이 이용된다.
λ는 발광층에 의해 발광되는 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장을 나타내거나 또는 발광층에 의해 발광되는 광의 원하는 파장을 나타낸다.
Φ1은 제1 계면에서 발생되는 반사광의 위상 시프트량을 나타낸다. 반사광의 위상 시프트량은 라디안(radian) 단위로 표현되며, 다음의 범위 -2π<Φ1≤0의 값을 갖는다.
Φ2는 제2 계면에서 발생되는 반사광의 위상 시프트량을 나타낸다. 반사광의 위상 시프트량은 라디안 단위로 표현되며, 다음의 범위 -2π<Φ2≤0의 값을 갖는다.
발광층의 최대 발광 위치로부터 제1 계면까지의 거리 L1은, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제1 계면까지의 실제의 거리 또는 물리적 거리라는 것을 유의한다. 역시 마찬가지로, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제2 계면까지의 거리 L2는 발광층의 최대 발광 위치로부터 제2 계면까지의 실제 거리 또는 물리적 거리이다. 한편, 광로 길이라고도 부르는, 광학 거리 OL은 일반적으로 굴절률 n의 매질을 물리적 거리 L만큼 광 빔이 전파함에 의해 진행된 광로 길이이다. 따라서, 광로 거리 OL은 n×L과 같다(즉, OL = n×L). 이 수학식은 다음과 같이 광학 거리 OL에 대해 유효하다.
Figure pat00008
상기의 수학식들에서, 참조 부호 n0는 유기층의 평균 굴절률을 나타낸다. 평균 굴절률은, 유기층을 구성하는 층들의 굴절률들과 두께들의 곱의 합을 구한 다음, 그 합을 유기층의 두께로 나누어 계산된다.
본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치 A에서, 제1 전극의 평균 광 반사율은 바람직하게는 50% 이상의 값이거나, 또는 더 바람직하게는 80% 이상의 값이다. 한편, 제2 전극의 평균 광 반사율은 바람직하게는 50% 내지 90%의 범위의 값이거나, 또는 더 바람직하게는 60% 내지 90%의 범위의 값이다. 상기의 설명에서 이용된 기술 용어 "제1 전극"을 제2 전극으로서 해석하고, 상기의 설명에서 이용된 기술 용어 "제2 전극"을 제1 전극으로서 해석함으로써, 상기의 설명은 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치 B에 대한 설명으로서 여겨질 수 있다는 것을 유의한다. 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치 B에 대해서는 별도로 후술한다.
또한, 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치 A는, 제1 전극이 광 반사 재료로 형성되고, 제2 전극이 광 반투과 재료로 형성되고, 상수 m1과 m2가 가장 높은 광 취출 효율을 제공하는 0과 1로 각각 설정되는(즉, m1=0, m2=1) 구성을 갖는다. 상기의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치는 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치 A를 포함한다. 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치에서, 정공 수송층 또는 정공 공급층의 두께는 전자 수송층 또는 전자 공급층의 두께와 대략 동일한 것이 바람직하다. 대안으로서, 전자 수송층 또는 전자 공급층을 각각 정공 수송층 또는 정공 공급층보다 두껍게 형성함으로써, 낮은 구동 전압으로, 효율 향상에 필요한 충분한 전자를 발광층에 제공할 수 있다. 즉, 애노드 전극으로서 기능하는 제1 전극과 발광층 사이의 위치에 정공 수송층을 설치하고, 정공 수송층의 두께를 전자 수송층의 두께보다 작은 값으로 설정함으로써, 공급되는 정공 수를 증가시킬 수 있다. 또한, 그러한 구성에 의해, 정공과 전자의 공급에서 과다 또는 부족이 없이, 충분히 많은 캐리어의 공급을 보장하는 캐리어 밸런스를 얻을 수 있다. 따라서, 높은 발광 효율을 얻을 수 있다. 또한, 공급되는 정공과 공급되는 전자의 과다 또는 부족이 없기 때문에, 캐리어 밸런스가 무너지기 어렵고, 구동 열화가 억제되고, 발광 수명을 연장할 수 있다.
전술한 바와 같이, 광 취출 효율을 더 향상시키기 위해, 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치는 공진기 구조를 구비할 수 있다. 구체적으로, 제1 전극과 유기층 사이의 계면을 제1 계면이라고 하고, 제2 전극과 유기층 사이의 계면을 제2 계면이라고 한다. 이 경우에, 발광층에 의해 출사되는 광을 제1 계면과 제2 계면 사이에서 공진시켜서, 그 광의 일부를 제1 전극으로부터 출력하는 구성을 제공할 수 있다. 하기의 설명에서, 그러한 표시 장치를 편의상 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치 B라고 부른다는 것을 유의한다. 또한, 참조 부호 L1이 발광층의 최대 발광 위치로부터 제1 계면까지의 거리를 나타내고, 참조 부호 OL1이 광학 거리를 나타내고, 참조 부호 L2가 발광층의 최대 발광 위치로부터 제2 계면까지의 거리를 나타내고, 참조 부호 OL2가 광학 거리를 나타내고, 참조 부호 m1 및 m2가 각각 정수를 나타낸다. 이 경우에, 하기에 주어진 관계식 (2-1), (2-2), (2-3), 및 (2-4)가 유효하다.
Figure pat00009
상기의 관계식들에서, 하기의 참조 부호들이 이용된다.
λ는 발광층에 의해 발광되는 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장을 나타내거나 또는 발광층에 의해 발광되는 광의 원하는 파장을 나타낸다.
Φ1은 제1 계면에서 발생되는 반사광의 위상 시프트량을 나타낸다. 반사광의 위상 시프트량은 라디안 단위로 표현되며, 다음의 범위 -2π<Φ1≤0의 값을 갖는다.
Φ2는 제2 계면에서 발생되는 반사광의 위상 시프트량을 나타낸다. 반사광의 위상 시프트량은 라디안 단위로 표현되며, 다음의 범위 -2π<Φ2≤0의 값을 갖는다.
또한, 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치 B는, 제1 전극이 광 반투과 재료로 형성되고, 제2 전극이 광 반사 재료로 형성되고, 상수 m1과 m2가 가장 높은 광 취출 효율을 제공하는 1과 0으로 각각 설정되는(즉, m1=1, m2=0) 구성을 가질 수 있다. 상기의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치는 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치 B를 포함한다. 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치에서, 정공 수송층 또는 정공 공급층의 두께는 전자 수송층 또는 전자 공급층의 두께와 대략 동일한 것이 바람직하다. 대안으로서, 전자 수송층 또는 전자 공급층을 정공 수송층 또는 정공 공급층보다 두껍게 형성함으로써, 낮은 구동 전압으로, 효율 향상에 필요한 충분한 전자를 발광층에 제공할 수 있다. 즉, 애노드 전극으로서 기능하는 제2 전극과 발광층 사이의 위치에 정공 수송층을 설치하고, 정공 수송층의 두께를 전자 수송층의 두께보다 작은 값으로 설정함으로써, 공급되는 정공 수를 증가시킬 수 있다. 또한, 그러한 구성에 의해, 정공과 전자의 공급에서 과다 또는 부족이 없이, 충분히 많은 캐리어의 공급을 보장하는 캐리어 밸런스를 얻을 수 있다. 따라서, 높은 발광 효율을 얻을 수 있다. 또한, 공급되는 정공과 공급되는 전자의 과다 또는 부족이 없기 때문에, 캐리어 밸런스가 무너지기 어렵고, 구동 열화가 억제되고, 발광 수명을 연장할 수 있다.
제1 전극 및 제2 전극은 입사한 광의 일부를 흡수하고, 나머지 광을 반사한다. 따라서, 반사광에 위상 시프트가 발생한다. 이 위상 시프트량 Φ1과 Φ2는, 제1 전극 및 제2 전극을 구성하는 재료들의 복소 굴절률들의 실수부들과 허수부들의 측정값들에 기초한 계산에 의해 구해질 수 있다. 실수부들과 허수부들의 값들은 전형적으로 엘립소미터(ellipsometer)를 이용하여 측정된다. 더 많은 정보에 대해서는, "Principles of Optic", Max Born and Emil Wolf, 1974(Pergamon Press) 등의 참고 문헌을 참조한다. 유기층 및 기타의 굴절률들도 엘립소미터를 이용하여 측정될 수 있다는 것을 유의한다.
본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치 A 또는 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치 B일 수 있는 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치에서, 제1 부재는 회전체의 일부로 구성된다. 회전체의 일부의 전형적인 예는 머리없는 회전체이다. 이 경우에, 회전체의 회전축은 제1 부재의 축으로서 기능한다. 참조 부호 z가 회전체의 회전축 또는 제1 부재의 축을 나타낸다고 하고, 제1 부재의 단면 형상은 z축을 포함하는 가상 평면에서 제1 부재를 절단하여 얻어진다고 한다. 이 경우에, 제1 부재의 단면 형상은 사다리꼴 형상 또는 포물선의 일부의 형상이다. 대안으로서, 제1 부재의 단면 형상은 사다리꼴 형상, 또는 포물선의 일부의 형상 이외의 형상일 수도 있다. 회전체의 면의 전형적인 예로서는, 구면, 회전 타원면, 회전 포물면, 및 곡선의 일부를 회전함으로써 얻어지는 곡면이다. 곡선의 전형적인 예를 몇 가지 들면, 3차 이상의 다항식선, 2엽선(two-leaf line), 3엽선, 4엽선, 연주선(lemniscafe line), 달팽이선, 정엽선(correct-leaf line), 패각선(conchoidal line), 시소이드선(cissoid line), 공산선(likelihood line), 추적선(tractrix line), 현수선(dangling line), 사이클로이드선(cycloid line), 트로코이드선(trochoid line), 아스트로이드선(astroid line), 3차 세미 포물선, 리사쥬 곡선(Lissajous curved line), 아네시 곡선(witch of agnesi), 외부 사이크로이드선, 심장-형상선(heart-shaped line), 내부 사이크로이드선, 클로소이드 곡선(clothoid curved line), 및 나선(spiral line)이 있다. 또한, 경우에 따라서는, 복수의 선분을 조합하거나, 또는 복수의 선분과 복수의 곡선을 조합한 다음, 그 조합을 회전시켜서 얻어지는 면을 이용할 수도 있다.
[제1 실시예]
제1 실시예는 본 개시 내용에 의해 제공되는 표시 장치, 또는 더 구체적으로는, 유기 EL 표시 장치를 구현한다. 또한, 제1 실시예는 제1 실시예에 따른 표시 장치를 제조하는 방법의 제1 및 제2 방법 실시예로서 기능하는 본 개시 내용에 의해 제공되는 제1 및 제2 방법 실시예도 구현한다. 도 1은 제1 실시예에 따른 표시 장치의 단면의 일부를 도시하는 모식도이고, 도 2a는 표시 장치의 부화소들의 배열을 도시하는 모식도이다. 하기의 설명에서, 제1 실시예에 따른 표시 장치는 간단히 유기 EL 표시 장치라고 부르는 경우도 있다. 제1 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는 컬러 화상을 표시하기 위한 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치이다. 제1 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는 상면 발광형 표시 장치이다. 즉, 제2 전극을 통해서 광이 출력된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시예, 또는 후술하는 제2 실시예 내지 제5 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는,
(A) 제1 전극(21), 유기 발광 재료로 형성되는 발광층을 전형적으로 포함한 유기층(23)을 구비하여 구성된 발광부(24), 및 제2 전극(22)을 포함하는 적층 스택을 각각 갖는 복수의 발광 소자(10)가 형성된 제1 기판(11), 및
(B) 제2 전극(22)의 상방에 설치된 제2 기판(34)을 포함한다.
하기의 설명에서, 발광 소자(10)는 유기 EL 소자라고도 부른다. 제1 실시예, 또는 후술하는 제2 실시예 내지 제4 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에 채택되는 발광 소자(10)는,
(a) 제1 전극(21),
(b) 개구부(25)를 갖고, 개구부의 저부가 제1 전극(21)에 노출된 제2 부재(52),
(c) 개구부(25)의 저부에 노출된 제1 전극(21)의 부분의 상방에 적어도 설치되고, 유기 발광 재료로 형성되는 발광층을 전형적으로 구비한 유기층(23), 및
(d) 유기층(23) 상에 형성된 제2 전극(22)을 포함한다.
또한, 제1 실시예, 또는 후술하는 제2 실시예 내지 제5 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에 채택되는 제1 기판(11)은 광 반사층(50)을 갖고, 이 광 반사층은,
발광 소자(10)에 의해 출사되는 광을 전파해서 광을 외부에 출력하는 제1 부재(51), 및
인접하는 제1 부재들(51) 사이의 공간을 충전하는 제2 부재(52)를 포함한다.
제1 실시예, 또는 후술하는 제2 실시예, 제4 실시예, 및 제5 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는, EVF(전자 뷰 파인더(Electronic View Finder)) 또는 HMD(머리 장착형 디스플레이(Head-Mounted Display))에 적용될 수 있는 고정밀 표시 장치이다. 한편, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는 제1 실시예, 또는 제2 실시예, 제4 실시예, 및 제5 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치보다 크기가 큰 대형 크기 유기 EL 표시 장치이다. 전형적으로, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는 텔레비전 수상기에 적용된다.
또한, 1개의 화소는 3개의 부화소를 포함하여 구성된다. 3개의 부화소는 적색 광을 발광하는 적색 광 발광 부화소, 녹색 광을 발광하는 녹색 광 발광 부화소, 청색 광을 발광하는 청색 광 발광 부화소이다. 또한, 제2 기판(34)은 컬러 필터(33)를 구비하고, 발광 소자(10)는 백색광을 발광한다. 이 경우에, 색이 있는 광의 발광 부화소는, 백색광을 발광하는 발광 소자(10)와 컬러 필터(33)의 조합으로 구성된다. 컬러 필터(33)는 적색 광을 통과시키는 영역, 녹색 광을 통과시키는 영역, 청색 광을 통과시키는 영역으로 구성된다. 그러나, 컬러 필터(33)의 구성은 그러한 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스택을 형성하는 2개의 탠덤 유닛을 포함하는 2단 탠덤 구조를 채택할 수도 있다. 이 경우에, 유기층(23)의 전체는 백색 광을 발광하는 구조를 갖는다. 탠덤 유닛은 정공 수송층, 및 전자 수송층으로서도 기능하는 발광층을 포함하는 적층 구조로 전형적으로 구성된다. 또한, 컬러 필터들(33) 사이에 블랙 매트릭스라고도 불리는 차광막을 구비할 수도 있다. 화소수가 2,048×1,236이고, 1개의 발광 소자(10)가 1개의 부화소를 형성하면, 발광 소자(10)의 수는 화소수의 3배이다. 제1 실시예, 또는 후술하는 제2 실시예, 제4 실시예, 및 제5 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에서, 부화소들의 배열은, 도 2a에 도시된 바와 같이, 의사 델타 배열(pseudo delta array)이며, 실선으로 에워싸인 화소의 크기는 5μm×5μm이다. 도 2a는 4개의 화소를 도시한다는 것을 유의한다. 도 2a 및 도 2b에서, 참조 부호 R, G, B는 적색 광 발광 부화소, 녹색 광 발광 부화소, 청색 광 발광 부화소를 각각 도시한다. 이 구성에서, 발광 소자(10)와 제1 부재(51)는 서로 접촉한다. 구체적으로, 제2 전극(22)과 제1 부재(51)는 서로 직접 접촉한다.
또한, 제1 부재(51)는 다음의 관계식을 충족시키는 머리없는 원추(또는 머리없는 회전체)의 형상을 갖도록 형성된다.
Figure pat00010
상기의 관계식들에서, 참조 부호 R1은 제1 부재(51)의 광 입사면의 직경을 나타내고, 참조 부호 R2는 제1 부재(51)의 광 출사면의 직경을 나타내고, 참조 부호 H는 제1 부재(51)의 높이를 나타낸다. 제1 실시예에서, 제1 부재(51)의 광 입사면은 제1 기판(11)에 노출되는 면이고, 제1 부재(51)의 광 출사면은 제2 기판(34)에 노출되는 면이다. 이 부호들의 값들을 하기의 표 1에 나타낸다.
머리없는 원추인 제1 부재(51)의 사면의 단면 형상은 직선 형상이라는 것을 유의한다. 또한, 머리없는 원추의 단면 형상은 머리없는 원추의 축선을 포함하는 가상 평면에서 머리없는 원추를 절단하여 얻은 단면 형상이다. 머리없는 원추의 단면 형상(즉, 제1 부재(51)의 단면 형상)은 사다리꼴이다.
제1 실시예, 또는 후술하는 제2 실시예, 제3 실시예, 및 제4 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에서, 제1 전극(21)을 애노드 전극으로서 이용하고, 제2 전극(22)을 캐소드 전극으로서 이용한다. 제1 전극(21)은 광 반사 재료로 형성된다. 구체적으로, 제1 전극(21)은 Al-Nd 합금으로 형성된다. 한편, 제2 전극(22)은 광 반투과 재료로 형성된다. 구체적으로, 제2 전극(22)은 Mg(마그네슘)를 포함하는 도전 재료로 형성된다. 더 구체적으로, 제2 전극(22)은 두께 10nm의 Mg-Ag 합금으로 형성된다. 제1 전극(21)은 진공 증착법과 에칭법의 조합을 채택하여 형성된다. 한편, 제2 전극(22)은 성막 입자의 에너지가 특히 작은 성막 방법을 채택하여 형성된다. 성막 입자의 에너지가 특히 작은 성막 방법의 전형적인 예는 진공 증착 방법이다. 제2 전극(22)은 패터닝 프로세스를 실행하지 않고 형성된다. 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 굴절률들의 측정 결과를 표 2에 나타낸다. 측정은 파장 530nm에 대해 실행되었다. 한편, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 광 반사율들의 측정 결과는 다음과 같다.
제1 전극(21)의 광 반사율은 85%이다.
제2 전극(22)의 광 반사율은 57%이다.
제1 실시예, 또는 후술하는 제2 실시예 내지 제5 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에서, 유기 EL 소자의 제1 전극(21)은 CVD법에 채택하여 형성되고 SiON으로 이루어진 층간 절연층(16) 상에 설치된다. 구체적으로, 제1 전극(21)은 상층 층간 절연층(16B)상에 설치된다. 층간 절연층(16)은 제1 기판(11) 상에 형성된 유기 EL 소자 구동부를 덮는다. 유기 EL 소자 구동부는 복수의 TFT를 채택하여 구성된다. TFT들은 각각 층간 절연층(16), 또는 엄격히 말하면, 상층 층간 절연층(16B) 상에 설치된 콘택트 플러그(18), 배선(17), 및 콘택트 플러그(17A)를 통해서 제1 전극(21)에 전기적으로 접속된다. 도 1은 유기 EL 소자 구동부마다 1개의 TFT를 도시한다는 것을 유의한다. TFT는 게이트 전극(12), 게이트 절연막(13), 소스 및 드레인 영역들(14), 및 채널 형성 영역(15)을 포함한다. 게이트 전극(12)은 제1 기판(11) 상에 형성된다. 게이트 절연막(13)은 제1 기판(11) 및 게이트 전극(12) 상에 형성된다. 소스 및 드레인 영역들(14)은 게이트 절연막(13) 상에 형성된 반도체층 상에 설치된다. 채널 형성 영역(15)은 소스 및 드레인 영역들(14) 사이에 형성된다. 채널 형성 영역(15)은 게이트 전극(12)의 상방에 위치하는 반도체층 부분에 상당하다. 도면에 도시된 전형적인 구성에서, TFT는 바텀 게이트형의 트랜지스터로서 형성된다. 그러나, TFT는 탑 게이트형의 트랜지스터로서 형성될 수도 있다는 것을 유의한다. TFT의 게이트 전극(12)은 도면에 도시되지 않은 주사 회로에 접속된다.
제1 실시예, 또는 후술하는 제2 실시예, 제4 실시예, 및 제5 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에서, 제1 기판(11)은 실리콘 기판으로 구성되고, 제2 기판은 무알카리 글래스 또는 석영 글래스로 형성된다. 한편, 후술하는 제3 실시예 및 후술하는 실시예 4A 내지 4D에서, 제1 기판(11) 및 제2 기판은 둘 다 무알카리 글래스 또는 석영 글래스로 형성된다.
또한, 제1 실시예, 또는 후술하는 제2 실시예 내지 제5 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에서, 제1 부재(51)는 Si1 - xNx로 형성되고, 제2 부재(52)는 SiO2로형성된다. 제1 부재(51)의 굴절률 n1과 제2 부재(52)의 굴절률 n2는 다음의 관계식들을 충족시킨다.
Figure pat00011
또한, 제1 부재(51)에 대향하는 제2 부재(52)의 표면 상에서, 즉, 제1 부재(51)와 제2 부재(52) 사이의 계면 상에서, 제1 부재(51)를 통해 전파하는 광의 적어도 일부가 반사된다. 더 구체적으로, 제1 부재(51)와 제2 부재(52) 사이에 유기층(23)과 제2 전극(22)이 형성되기 때문에, 제1 부재(51)를 통해 전파하는 광의 적어도 일부가 제2 부재(52)와 유기층(23) 사이의 계면에서 반사된다. 이 경우에, 제1 부재(51)에 대향하는 제2 부재(52)의 표면은 광 반사부(리플렉터)(53)에 상당하다. 하기의 설명에서, 그러한 구조를 편의상 애노드 리플렉터 구조라고 부른다는 것을 유의한다.
또한, 제1 실시예, 또는 후술하는 제2 실시예 내지 제4 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에서, 광 반사층(50) 상에 보호막(31) 및 밀봉 재료층(32)이 더 설치된다. 보호막(31)은 Si1 - yNy로 형성되고, 밀봉 재료층(32)은 에폭시 수지로 형성된다. 보호막(31)의 굴절률 n3과 밀봉 재료층(32)의 굴절률 n4는 다음의 관계식을 충족시키고, 하기의 표 2에 나타내어진다.
Figure pat00012
보호막(31)은 유기층(23)에의 수분의 도달 방지를 목적으로 하고, 플라즈마 CVD법을 채택하여 형성된다. 제1 부재(51)와 보호막(31)을 동시에 형성할 수 있어서, 제1 부재(51)와 보호막(31)이 일체의 구조로 일체화될 수 있다는 것을 유의한다. 또한, 도 1에 도시된 구성에서, 제1 부재(51)의 정상면은 제2 부재(52)상의 제2 전극(22)의 정상면과 동일한 레벨로 설정된다. 그러나, 제1 부재(51)는 제2 부재(52)상의 제2 전극(22)을 덮을 수 있다. 즉, 제1 부재(51)는 전체 면을 덮을 수 있다.
Figure pat00013
Figure pat00014
도 3은 비교예 1의 표시 장치, 제1 실시예에 따른 표시 장치, 및 비교예 1'의 표시 장치에서의 휘도의 방사 각도 분포의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프를 도시하는 도면이다. 비교예 1의 표시 장치는, 광 반사층으로서 기능하는 Al막이 제1 부재(51)에 대향하는 제2 부재(52)의 표면 상에, 즉, 제1 부재와 제2 부재 사이의 계면 상에 형성되는 표시 장치이다. 제1 실시예에 따른 표시 장치는 제1 실시예에서 고안된 구성 및 구조를 갖는 유기 EL 표시 장치이다. 제1 실시예에 따른 이 표시 장치에서, 수학식 (n1-n2)=0.20이 유효하다. 비교예 1'의 표시 장치는 광 반사층(50) 대신에 SiO2층을 형성한 것을 제외하고는, 제1 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치와 동일한 구성 및 동일한 구조를 갖는 유기 EL 표시 장치이다.
도 3의 횡축은 도(degrees)로 표현된 시야각을 나타내며, 종축은 비교예 1'의 표시 장치에서 시야각 0도에서의 휘도를 1로 설정하여 정규화한 값인 휘도 상대값을 나타낸다는 것을 유의한다. 도 3은 제1 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치와 비교예 1의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치 간의 휘도의 방사 각도 분포의 차이를 나타내지 않는다. 전술한 바와 같이, 제1 실시예에 따른 표시 장치는 제1 실시예에서 고안된 구성 및 구조를 갖고, 수학식 (n1-n2)=0.20을 충족시킨다. 한편, 비교예 1의 표시 장치에서, 광 반사층으로서 기능하는 Al막이 제1 부재에 대향하는 제2 부재의 표면 상에 형성된다. 바꿔 말하면, 수학식 (n1-n2)≥0.20이 충족되면, 광 반사층으로서 기능하는 Al막이 제1 부재에 대향하는 제2 부재의 표면 상에 형성된 비교예 1의 표시 장치와 동등한 휘도 향상 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 하기에서는 도 9a 내지 도 9f를 참조하여 본 개시 내용의 제1 방법 실시예에 따른 제조 방법의 개요를 설명한다. 제1 방법 실시예에 따른 제조 방법은 제1 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 제조 방법이다.
프로세스(100)
우선, 주지의 방법을 채택하여 제1 기판(11) 상에 부화소마다 TFT가 형성된다. TFT는 게이트 전극(12), 게이트 절연막(13), 소스 및 드레인 영역들(14), 및 채널 형성 영역(15)을 포함한다. 게이트 전극(12)은 제1 기판(11) 상에 형성된다. 게이트 절연막(13)은 제1 기판(11) 및 게이트 전극(12) 상에 형성된다. 소스 및 드레인 영역들(14)은 게이트 절연막(13) 상에 형성된 반도체층 상에 설치된다. 채널 형성 영역(15)은 소스 및 드레인 영역들(14) 사이에 형성된다. 채널 형성 영역(15)은 게이트 전극(12)의 상방에 위치하는 반도체층 부분에 상당하다. 도면에 도시된 전형적인 구성에서, TFT는 바텀 게이트형의 트랜지스터로서 형성된다. 그러나, TFT는 탑 게이트형의 트랜지스터로서 형성될 수도 있다는 것을 유의한다. TFT의 게이트 전극(12)은 도면에 도시되지 않은 주사 회로에 접속된다. 그 다음에, CVD법을 채택하여 제1 기판(11) 상에 TFT를 덮도록 SiO2로 이루어지는 하층 층간 절연층(16A)을 형성한다. 하층 층간 절연층(16A)이 형성된 후, 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술에 기초하여, 하층 층간 절연층(16A)에 개구(16')를 형성한다. 이 프로세스에 대한 더 많은 정보에 대해서는 도 9a를 참조한다.
프로세스(110)
이어서, 하층 층간 절연층(16A) 상에 진공 증착법과 에칭법의 조합을 채택하여 알루미늄으로 이루어지는 배선(17)을 형성한다. 배선(17)은, 개구(16') 내부에 설치된 콘택트 플러그(17A)를 통하여, TFT의 소스 및 드레인 영역들(14)에 전기적으로 접속된다는 것을 유의한다. 배선(17)은 도면에 도시되지 않은 신호 공급 회로에도 전기적으로 접속된다. 그리고, CVD법을 채택하여 전체 면에 SiO2로 이루어지는 상층 층간 절연층(16B)을 형성한다. 이어서, 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술에 기초하여, 상층 층간 절연층(16B)에 개구(18')를 형성한다. 이 프로세스에 대한 더 많은 정보에 대해서는 도 9b를 참조한다.
프로세스(120)
그 후, 진공 증착법과 에칭법의 조합을 채택하여 상층 층간 절연층(16B) 상에 Al-Nd 합금으로 이루어지는 제1 전극(21)을 형성한다. 이 프로세스에 대한 더 많은 정보에 대해서는 도 9c를 참조한다. 제1 전극(21)은 개구(18') 내부에 설치된 콘택트 플러그(18)를 통하여 배선(17)에 전기적으로 접속된다는 것을 유의한다.
프로세스(130)
이어서, 제2 부재(52)를 형성한다. 구체적으로, CVD법을 채택하여 전체 면에 SiO2로 이루어지는 제2 부재 구성층(52A)을 형성한 다음, 제2 부재 구성층(52A) 상에 레지스트 재료층(52B)을 형성한다. 이어서, 레지스트 재료층(52B)을 노광 및 현상 처리함으로써, 레지스트 재료층(52B)에 개구부(52C)를 형성한다. 명확함을 위해 도 9d를 참조한다. 그 후, RIE법을 채택하여, 레지스트 재료층(52B) 및 제2 부재 구성층(52A)을 에칭함으로써, 도 9e에 도시된 바와 같이 테이퍼 형상(taper shape)을 제2 부재 구성층(52A)에 부여한다. 최종적으로, 도 9f에 도시된 바와 같이 경사진 측벽을 개구부(25)와 공유하는 제2 부재(52)를 얻을 수 있다. 에칭 조건의 제어에 의해, 테이퍼 형상을 제2 부재 구성층(52A)에 부여할 수 있다는 것을 유의한다. 그러나, 제2 부재(52)의 형성 방법은 그러한 방법에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전체 면에 SiO2 또는 폴리이미드 수지로 이루어지는 제2 부재 구성층을 형성한 후, 포토리소그래피 기술 및 웨트 에칭 기술에 기초하여 도 9f에 도시된 제2 부재(52)를 형성할 수도 있다.
프로세스(140)
다음에, 개구부(25)의 저부에 노출된 제1 전극(21)의 부분상의 일부를 포함하여 제2 부재(52) 상에 유기층(23)을 형성한다. 즉, 유기층(23)은 전체 면에 형성된다. 유기층(23)은, 유기 재료로 형성되는 정공 수송층, 및 전자 수송층으로서도 기능하는 발광층을 전형적으로 순차 형성함으로써 구성되는 적층 스택이라는 것을 유의한다. 유기층(23)은 저항 가열에 기초하여 유기 재료의 진공 증착 프로세스를 실행함으로써 얻어질 수 있다.
프로세스(150)
그 후, 표시 영역의 전체 면에 제2 전극(22)을 형성한다. 제2 전극(22)은, N×M개의 유기 EL 소자를 형성하는 유기층(23)의 전체 면을 덮는다. 제2 전극(22)은 제2 부재(52) 및 유기층(23)에 의해 제1 전극(21)과는 절연되어 있다. 제2 전극(22)은, 유기층(23)에 대하여 영향을 미치지 않을 정도로 성막 입자의 에너지가 작은 성막 방법인 진공 증착법을 채택하여 형성된다. 또한, 유기층(23)을 대기에 노출하지 않고, 유기층(23)과 동일한 진공 증착 장치 내에서 유기층(23)의 형성 직후에 제2 전극(22)을 형성한다. 따라서, 대기 중에 함유된 수분과 산소에 기인한 유기층(23)의 열화를 방지할 수 있다. 구체적으로, 체적비가 10:1인 Mg-Ag 합금으로부터 공동-증착막을 형성하며, 공동-증착막의 두께를 10nm로 형성함으로써, 제2 전극(22)을 얻을 수 있다.
프로세스(160)
이어서, 평탄화 프로세스 전에 전체 면 상에 Si1 - xNx(질화 실리콘)로 이루어지는 제1 부재(51)를 형성한다. 구체적으로, 제2 전극(22) 상에 제1 부재(51)를 형성한다. 따라서, 제1 부재(51) 및 제2 부재(52)로 이루어지는 광 반사층(50)을 얻을 수 있다. 이렇게 해서, 애노드 리플렉터 구조를 얻을 수 있다.
프로세스(170)
그 후, 진공 증착법을 채택하여 광 반사층(50) 상에 Si1 - yNy(질화 실리콘)로 이루어지는 절연성 보호막(31)을 형성한다. 제1 부재(51)와 보호막(31)을 동시에 형성할 수도 있어서, 제1 부재(51)와 보호막(31)이 일체의 구조로 일체화될 수 있다는 것을 유의한다. 그러한 구조에서, 개구부(25)의 영향에 기인하여, 보호막(31)의 정상면에 오목부가 형성될 경우가 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, |n3-n4|의 차를 규정함으로써, 발광 소자(10)에 의해 출력된 광이 이 오목부에서 산란되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
프로세스(180)
이어서, 컬러 필터(33)를 갖는 제2 기판(34)과, 보호막(31)이 형성되어 있는 제1 기판(11)은 밀봉 재료층(32)을 이용하여 접착된다. 마지막으로, 외부 회로와의 접속을 세팅함으로써, 유기 EL 표시 장치의 제조를 완성시킬 수 있다.
대안으로서, 본 개시 내용의 제2 방법 실시예에 따른 제조 방법을 채택하여 광 반사층을 형성할 수도 있다. 제2 방법 실시예에 따른 제조 방법은 유기 EL 표시 장치의 제조 방법이다. 다음에, 하기의 설명에서는 도 10a 내지 도 10d를 참조하여, 유기 EL 표시 장치의 제조 방법, 또는 더 구체적으로는, 광 반사층(50)의 제작 방법으로서 기능하는, 본 개시 내용에 의해 제공되는 제2 방법 실시예를 설명한다.
프로세스(100A)
우선, 제1 부재(51)와 상보적인 형상을 갖는 스탬퍼(60)를 준비한다. 구체적으로, 공지 기술을 채택하여 제1 부재(51)와 상보적인 형상을 갖는 스탬퍼(암형)(60)를 형성한다. 공지 기술은 전형적으로 전기 주조 기술, 에칭 기술, 또는 그 밖의 절삭 가공 기술이다.
프로세스(110A)
한편, 지지 기판에 수지 재료를 도포한다. 구체적으로는, 도 10a에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 지지 기판으로서 기능하는 광 투과성 글래스 기판(61)에 자외선 경화형 수지 재료(62)를 도포한다. 즉, 수지 재료(62)가 글래스 기판(61) 상에 형성된다.
프로세스(120A)
그리고, 스탬퍼(60)를 이용하여 수지 재료(62)를 형성한 후, 스탬퍼(60)를 제거하여 볼록부(64)를 갖는 수지 재료층(63)을 얻는다. 구체적으로, 이 수지 재료(62)에 스탬퍼(60)를 압박한 상태에서, 지지 기판으로서 기능하는 글래스 기판(61)측으로부터 수지 재료(62)에 자외선을 조사함으로써, 수지 재료(62)를 경화시키고, 수지 재료층(63)을 얻는다. 도 10b에 도시된 바와 같이 수지 재료층(63)을 얻은 후, 스탬퍼(60)를 제거한다. 이렇게 해서, 도 10c에 도시된 바와 같이 볼록부들(64)을 갖는 수지 재료층(63)을 얻을 수 있다. 수지 재료층(63)의 볼록부들(64)은 각각 제1 부재(51)에 상당하다.
프로세스(130A)
그 후, 수지 재료층(63)의 볼록부들(64)의 정상부들(tips)을 평탄화한다. 이어서, 도 10d에 도시된 바와 같이 수지 재료층(63)의 볼록부들(64) 사이를 접착제층(65)으로 충전한다.
프로세스(140A)
이어서, 지지 기판으로서 기능하는 글래스 기판(61)으로부터 수지 재료층(63)을 떼어내어, 발광 소자 등이 형성된 제1 기판(11)에 적재한다. 즉, 접착제층(65)이 발광 소자(10)로부터 출사되는 광을 방해하지 않도록, 접착제층(65)이 제2 전극(22) 상에 설치된다. 이렇게 하여, 접착제층(65)은 접착제로서 기능할 수 있다.
제1 기판(11)은, 프로세스(100) 내지 프로세스(120) 후에, 제1 전극(21) 및 상층 층간 절연층(16B) 상에서, 유기층(23) 및 제2 전극(22)의 형성 프로세스들(140, 150)과 마찬가지로 프로세스들을 실행함으로써 얻을 수 있다는 것을 유의한다. 이렇게 해서, 제2 부재(52)로서 기능하는 접착제층(65), 및 제1 부재(51)로서 기능하는 수지 재료층(63)을 포함하는 광 반사층(50)을 얻을 수 있다. 즉, 애노드 리플렉터 구조를 얻을 수 있다.
프로세스(150A)
그 후, 플라즈마 CVD법을 채택하여 광 반사층(50) 상에 절연성 보호막(31)을 형성한다. 그리고, 컬러 필터(33)가 형성된 제2 기판(34)과, 보호막(31)이 형성된 제1 기판(11)은 밀봉 재료층(32)을 이용하여 접착된다. 마지막으로, 외부 회로에의 접속을 세팅함으로써, 유기 EL 표시 장치의 제조를 완성시킬 수 있다. 자외선 경화형의 수지 재료(62) 대신에, 열 경화형 수지 재료 또는 열가소성 수지 재료를 이용할 수도 있다는 것을 유의한다.
제1 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 경우에서, 제1 부재(51)의 굴절률 n1의 값, 및 제1 부재(51)의 굴절률 n1의 값과 제2 부재(52)의 굴절률 n2의 값 간의 차가 미리 규정된다. 따라서, 제1 부재(51)에 대향하는 제2 부재(52)의 표면에서, 즉, 제1 부재(51)와 제2 부재(52) 사이의 계면에서, 광 반사 부재 등을 설치하지 않더라도, 제1 부재(51)를 통해 전파하는 광의 적어도 일부를 확실하게 반사할 수 있다. 또한, 발광 소자(10)에 의해 출사되는 광이 제1 부재(51)에 의해 전반사되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 즉, 발광 소자(10)와 제1 부재(51)가 서로 접촉하기 때문에, 구체적으로는, 제2 전극(22)과 제1 부재(51)가 서로 직접 접촉하기 때문에, 발광 소자(10)에 의해 출사되는 광이 제1 부재(51)에 의해 전반사되는 것을 확실하게 방지할 수도 있다. 따라서, 각 발광 소자(10)에 의해 출사되는 광을 손실 없이 외부에 출력할 수 있다. 또한, 구동 전류 밀도를 종래의 유기 EL 표시 장치의 구동 전류 밀도의 1/2배 이하의 값으로 감소시키고, 휘도 효율을 종래의 유기 EL 표시 장치의 휘도 효율의 2배 이상으로 향상시키고, 혼색 비율을 3% 이하의 값으로 감소시키는 것을 포함하는 목표들을 모두 달성할 수 있다.
전술한 바와 같이 얻어진 유기 EL 표시 장치는 제1 실시예에 따른 표시 장치이거나, 또는
(A) 제1 전극(21), 유기 발광 재료로 형성되는 발광층을 전형적으로 포함한 유기층(23)을 구비하여 구성된 발광부(24), 및 제2 전극(22)을 포함하는 적층 스택을 각각 갖는 복수의 발광 소자(10)가 형성된 제1 기판(11), 및
(B) 제2 전극(22)의 상방에 설치된 제2 기판(34)을 포함하는 표시 장치로서,
제1 기판(11)은 광 반사층(50)을 구비하고, 광 반사층은,
발광 소자(10) 상에 설치되고, 발광 소자(10)에 의해 출사되는 광을 전파해서 광을 외부에 출력하는 데 이용되는 제1 부재(51), 및
인접한 제1 부재들(51) 사이의 공간을 충전하는 제2 부재(52)를 포함하고,
제1 부재(51)에 대향하는 제2 부재(52)의 표면에서, 즉, 제1 부재(51)와 제2 부재(52) 사이의 계면에서, 제1 부재(51)를 통해 전파하는 광의 적어도 일부가 반사되는 표시 장치이다.
[제2 실시예]
제2 실시예는 제1 실시예의 변형 버전이다. 표 1은 제2 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치 및 제1 실시예에 대해 고안된 구성 및 구조를 갖는 유기 EL 표시 장치의 구조적 데이터를 나타낸다. 구조적 데이터는, 몇 가지 예를 들면, 제1 부재(51)의 광 입사면의 직경 R1, 제1 부재(51)의 광 출사면의 직경 R2, 제1 부재(51)의 높이 H, 머리없는 원추형의 제1 부재(51)의 사면의 경사 각도 θ, 보호막(31)의 두께, 밀봉 재료층(32)의 두께, 컬러 필터(33)의 두께, 발광부(24)의 직경 R0(또는, 구체적으로는, 제1 전극(21)의 직경), 어느 특정 발광부(24)의 중심으로부터 그 특정 발광부(24)에 인접하는 발광부(24)의 중심까지의 거리인 발광부 형성 피치, 및 개구율을 포함한다.
전술한 바와 같이, 제2 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는 EVF(전자 뷰 파인더) 또는 HMD(머리 장착형 디스플레이)에 바람직하게 적용될 수 있는 고정밀 표시 장치이다. 또한, 비교예 2의 표시 장치는, 광 반사층(50) 대신에 SiO2로 이루어진 층을 설치한 사실을 제외하고, 제2 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 구성 및 구조와 동일한 구성 및 구조를 갖는 유기 EL 표시 장치이다.
그리고, 제2 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치와 비교예 2의 표시 장치에서의 휘도의 방사 각도 분포를 얻기 위해 시뮬레이션을 실행했다. 시뮬레이션의 결과에 의하면, 방사 각도가 ±10도의 범위 내에서는, 제2 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 휘도 효율이 비교예 2의 표시 장치의 휘도 효율의 2.55배이고, 제2 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 구동 전류 밀도는 비교예 2의 표시 장치의 구동 전류 밀도의 0.355배인 것을 나타낸다. 또한, 컬러 필터가 0.3μm만큼 수평 방향으로 어긋났다고 가정하면, 제2 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 휘도 효율은 비교예 2의 표시 장치의 휘도 효율의 2.49배이고, 제2 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 구동 전류 밀도는 비교예 2의 표시 장치의 구동 전류 밀도의 0.363배이고, 제2 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 혼색 비율은 1.18%이다. 제2 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는, 구동 전류 밀도를 종래의 유기 EL 표시 장치의 구동 전류 밀도의 1/2배 이하의 값으로 감소시키고, 휘도 효율을 종래의 유기 EL 표시 장치의 휘도 효율의 2배 이상의 값으로 향상시키고, 혼색 비율을 3% 이하의 값으로 감소시키는 것을 포함하는 목표들을 모두 달성할 수 있다. 제2 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 발광 소자(10)의 중심부에 의한 발광량을 1이라고 가정하면, 발광 소자(10)로부터 제1 부재(51) 및 제2 기판(34)을 경유하여 외부에 출력되는 광량은 1.6이라는 것을 유의한다.
[제3 실시예]
제3 실시예도 제1 실시예의 변형 버전이다. 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는 TV 수상기에 이용된다. 제3 실시예의 각 부화소의 크기는 제1 실시예의 부화소의 크기보다 크다. 따라서, 부화소가 발광 소자(10)로 구성되면, 필연적으로 광 반사층(50)의 두께가 증가한다. 이러한 이유로, 제3 실시예의 부화소는 복수의 발광 소자(10)의 세트로 구성된다. 구체적으로, 제3 실시예의 부화소는 64개의 발광 소자(10)의 세트로 구성된다. 발광 소자(10)의 크기는 10μm×10μm이며, 다음의 관계식을 충족시킨다는 것을 유의한다.
Figure pat00015
머리없는 원추의 사면의 단면 형상은 직선이다. 또한, 부화소들의 배열은 도 2b에 도시된 바와 같이 스트라이프 배열이다. 도 2b에 도시된 스트라이프 배열에서, 도면의 간소화를 위해, 1개의 부화소는 3개의 발광 소자(10)의 세트로 구성된다는 것을 유의한다.
전술한 점을 제외하고, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는, 제1 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에 대해 고안된 구성 및 구조와 각각 유사한 구성 및 구조를 구비하여 구성될 수 있다. 따라서, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에 대해 고안된 구성 및 구조의 상세한 설명을 생략한다. 예를 들어, 전체 면에 폴리이미드 수지로 이루어지는 제2 부재 구성층을 형성한 후, 포토리소그래피 기술 및 웨트 에칭 기술에 기초하여 도 9f에 도시된 제2 부재(52)를 형성할 수 있다는 것을 유의한다.
제3 실시예에서, 전술한 바와 같이, 제1 기판(11) 및 제2 기판(34)은 각각 글래스 기판으로 구성된다. 또한, 유기층(23)은 적색 광 발광 부화소, 녹색 광 발광 부화소, 청색 광 발광 부화소로 형성된다. 적색 광 발광 부화소는 적색 광을 발광하는 적색 발광 소자를 포함하여 구성되고, 녹색 광 발광 부화소는 녹색 광을 발광하는 녹색 발광 소자를 포함하여 구성된다. 한편, 청색 광 발광 부화소는 청색 광을 발광하는 청색 발광 소자를 포함하여 구성된다. 발광 소자는 정공 수송층, 및 전자 수송층으로서도 기능하는 발광층을 전형적으로 포함하는 적층 구조를 구비하여 구성되어, 백색광을 발광하는 구조를 제공할 수 있다는 것을 유의한다. 또한, 그러한 적층 구조를 탠덤 유닛이라고 부르면, 유기층(23)은 2개의 탠덤 유닛을 포함하는 2단 탠덤 구조를 구비하여 구성될 수 있다. 진공 증착법을 채택하여 유기층(23)을 형성할 경우에, 예를 들어, 진공 증착법에 이용되는 소위 메탈 마스크에 설치된 개구를 통과한 재료를 퇴적시킴으로써, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 및 청색 발광 소자 각각의 유기층(23)을 얻는다.
전술한 바와 같이, 표 1은 제1 실시예의 구성 및 구조와 기본적으로 동일한 구성 및 구조를 갖는 유기 EL 표시 장치로서의 제3 실시예에 따라 제공된 유기 EL 표시 장치의 구조적 데이터를 나타낸다. 구조적 데이터는, 몇 가지 예를 들면, 제1 부재(51)의 광 입사면의 직경 R1, 제1 부재(51)의 광 출사면의 직경 R2, 제1 부재(51)의 높이 H, 머리없는 원추형의 제1 부재(51)의 사면의 경사 각도 θ, 보호막(31)의 두께, 밀봉 재료층(32)의 두께, 컬러 필터(33)의 두께, 발광부(24)의 직경 R0(또는, 구체적으로는, 제1 전극(21)의 직경)를 포함한다. 또한, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 경우에서도, 제2 전극(22)과 제1 부재(51)는 직접 서로 접촉한다.
또한, 비교예 3의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치에서는, 표 1에 나타내는 직경 R0의 발광부(24)가 형성되고, 제2 기판(34) 상에 컬러 필터(33) 및 리플렉터가 형성된다. 또한, 제2 기판(34)의 리플렉터와 제1 기판(11)의 발광부(24)는 접착층을 개재하여 접착된다. 즉, 이러한 점에서, 비교예 3의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치는 전술한 대향 리플렉터 구조를 갖는 종래의 유기 EL 표시 장치이다. 접착층의 두께를 3.5μm로 설정한다. 또한, 비교예 3'의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치는, 비교예 3의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치로부터 리플렉터를 제거하여 구성된 구조를 갖는다.
그리고, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치와, 비교예 3의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치와, 비교예 3'의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치에 대해 시뮬레이션을 실행하여, 정면 휘도, 광 취출 효율, 정면 휘도값에 대한 시야각 45도 및 60도에서의 휘도의 비율을 구했다. 시뮬레이션의 결과를 하기의 표 3에 나타낸다. 또한, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치와, 비교예 3의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치에 대해 시뮬레이션을 실행하여, 광 빔의 입력/출력 상태를 구했다. 시뮬레이션의 결과는 도 4a 및 도 4b에 도시된다. 또한, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치와, 비교예 3의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치와, 비교예 3'의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치에 대해 시뮬레이션을 실행하여, 휘도의 방사 각도 분포를 구했다. 시뮬레이션의 결과는 도 5a 및 도 5b에 도시된다. 도 5a의 횡축은 도(degrees)로 표현된 시야각을 나타내며, 종축은 비교예 3'의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치에서 시야각 0도에서의 휘도를 1로 설정하여 정규화한 값인 휘도 상대값을 나타낸다는 것을 유의한다. 그리고, 비교예 3'의 표시 장치에서의 모든 시야각에서의 휘도를 1.0으로 설정하여, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치와, 비교예 3의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치 각각에서의 휘도를 구했다. 표 3에서, 시야각 A와 B는 각각 시야각 45도와 60도라는 것을 유의한다. 또한, 표 3에서, 시야각 A와 시야각 B의 행들에 나타낸 값들은 각각 정면 휘도에 대한 그 시야각에서의 휘도의 비율이다.
Figure pat00016
도 5a 및 표 3으로부터 명백한 바와 같이, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는 비교예 3의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치에 비해 매우 우수한 특성을 갖는다. 이것은, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 경우에, 제2 전극(22)과 제1 부재(51)가 서로 직접 접촉하여, 발광 소자(10)에 의해 출사되는 광의 취출 손실이 없기 때문이다. 또한, 도 5a로부터 명백한 바와 같이, 비교예 3의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치와, 비교예 3'의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치에 비해, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는 정면 휘도값이 높을 뿐만 아니라, 큰 시야각에서 휘도 상대값이 높다. 즉, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는, 사용자가 유기 EL 표시 장치를 바라보는 시야각에 상관없이 더 높은 휘도값을 갖는다. 따라서, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는 텔레비전 수상기에 바람직한 유기 EL 표시 장치이다.
또한, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에 대해 시뮬레이션을 실행하여, 발광 소자(10)에 의해 출사되는 광의 도(degrees)로 표현된 시야각을 파라미터로서 취하여 제1 부재(51)에서의 에너지의 시야각 분포를 구했다. 시뮬레이션의 결과는 도 5b에 도시된다. 이 경우에, 임계각은 arcsin(1.0/1.81) 식의 값을 계산하여 얻은 33도이다. 임계각은 한계 각도로서 그 각도를 초과하면, 리플렉터를 포함하지 않은 구성에서, 굴절률이 1.81인 제1 부재(51)로부터 공기 중에 광이 출력될 수 없다. 따라서, 도 5b에 도시된 0도 내지 33도의 범위의 광은 제1 부재(51)로부터 공기 중에 출력될 수 있다. 이 광은 제1 부재(51) 내부에 출력되는 모든 광의 31%를 나타낸다.
비교예 3의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치에서, 제2 기판의 리플렉터와 제1 기판의 발광 소자는 접착층을 개재하여 접착된다. 따라서, 광은 접착층을 경유하여 리플렉터에 입사한다. 굴절률이 약 1.5인 아크릴계 등의 접착제에의 입사광의 임계각은 arcsin(1.5/1.81) 식의 값을 계산하여 얻은 56도이다. 따라서, 도 5b에 도시된 바와 같이 0도 내지 56도의 범위 이내의 범위의 광을 이용할 수 있다. 이 광은 제1 부재 내부에 출력되는 모든 광의 75%를 나타낸다.
한편, 제2 전극(22)과 제1 부재(51)가 직접 서로 접촉하는 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 경우에, 도 5b에 도시된 0도 내지 90도의 범위 이내의 범위의 광을 이용할 수 있다. 이 광은 제1 부재(51) 내부에 출력되는 모든 광의 100%를 나타낸다. 따라서, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 경우에, 리플렉터를 설치하지 않은 경우의 광량의 3(=100/33)배까지의 광량을 이용할 수 있다. 또한, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 경우에, 비교예 3의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치의 광량의 1.3(=100/75)배까지의 광량을 이용할 수 있다. 발광 소자(10)로부터 제1 부재(51)에 전파하는 광의 취출 효율을 계산하고, 제1 부재(51) 내부에서의 발광 강도를 곱함으로써, 제1 부재(51) 내부에서의 광 강도를 구한다는 것을 유의한다. 제1 부재(51) 내부에서의 광 강도를 구한 후에, 전 파장에 걸쳐서 강도가 적분됨으로써, 특정한 시야각에서의 에너지를 구한다. 도 5b로부터 명백한 바와 같이, 발광 소자(10)에 의해 출사되는 광은 큰 시야각에 있어도 큰 에너지를 갖는다. 바꿔 말하면, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 경우에, 큰 시야각에서도 사용자는 밝은 화상을 관찰할 수 있다.
[제4 실시예]
제4 실시예도 제1 실시예의 변형 버전이다. 제1 실시예의 경우에, 제1 부재(51)의 정상면과 제2 부재(52)의 정상면을 대략 동일 레벨로 위치시킨다. 즉, 인접한 제2 부재들(52) 사이의 공간을 제1 부재(51)로 충전한다. 한편, 제4 실시예의 경우에는, 제4 실시예에 따른 표시 장치의 단면의 일부를 도시하는 모식도인 도 6으로부터 명백한 바와 같이, 인접한 제2 부재들(52) 사이의 영역에 층 형상의 제1 부재(51A)를 형성한다. 구체적으로는, 제2 전극(22) 상에, 1.806의 굴절률 n1과 0.2μm의 평균 두께를 갖는 층 형상의 제1 부재(51A)를 형성한다. 또한, 영역(51B)은 제1 전극(21)의 상방의 영역이다. 영역(51B)은 제2 부재(52), 및 제2 부재들(52) 각각마다에 형성된 층 형상의 제1 부재들(51A)에 의해 둘러싸인다. 그리고, 전체 면에, 즉, 영역(51B), 및 제2 부재(52)의 정상면의 상방의 영역에, Si1 - yNy(질화 실리콘)로 이루어지는 절연성 보호막(31)이 형성된다. 또한, 보호막(31) 상에는 밀봉 재료층(32)과 컬러 필터(33)가 형성된다. 밀봉 재료층(32)의 일부는 영역(51B) 내부의 영역에 연장된다는 것을 유의한다.
전술한 점을 제외하고, 제4 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는 제1 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 구성과 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 제4 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 구성의 상세한 설명을 생략한다.
제4 실시예 4A의 경우에, 층 형상의 제1 부재(51A)의 굴절률 n1과 보호막(31)의 굴절률 n3 간의 차(|n1-n3|)를 일정한 값 0.2로, 즉, (|n1-n3|)=0.2로 설정한다. 제1 부재(51A)의 굴절률 n1을 변화시켜 제4 실시예 4A에 대해 시뮬레이션을 실행하여 광량비를 구했다. 시뮬레이션의 결과를 하기의 표 4에 나타낸다. 표 4에 나타낸 광량비들은, 비교예 3'의 표시 장치에서의 광량을 1.00으로 설정하여 얻었다. 즉, 표 4의 경우의 광량비는 비교예 3'의 표시 장치에서의 광량에 대한 그 경우의 광량의 비율이다. 또한, 제2 부재(52)의 굴절률 n2는 1.61로 설정되었다. 제4 실시예 4A에 따른 유기 EL 표시 장치에 채택되는 광 반사층의 파라미터들은, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에 채택되는 광 반사층의 표 1에 나타낸 파라미터들과 동일하다는 것을 유의한다. 또한, 제4 실시예 4A에 따른 유기 EL 표시 장치에 채택되는 부화소들의 배열은, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에 채택되는 부화소들의 배열과 동일하다.
Figure pat00017
표 4로부터 명백한 바와 같이, 층 형상의 제1 부재(51A)의 굴절률 n1과 보호막(31)의 굴절률 n3 간의 차(|n1-n3|)를 일정한 값 0.2로 설정하면, 층 형상의 제1 부재(51A)는 리플렉터로서 기능하는 광 반사부로서의 기능을 충분히 발휘할 수 있다. 또한, 층 형상의 제1 부재(51A)의 굴절률 n1이 보호막(31)의 굴절률 n3보다 크다면, 표 4의 경우들 (11) 내지 (14)에 나타낸 숫자들에 의해 분명한 바와 같이 광량비가 상대적으로 작다.
또한, 시야각과 휘도 상대값 간의 관계를 검사했다. 전술한 바와 같이, 휘도 상대값은 비교예 3'의 표시 장치에서 시야각 0도에서의 휘도를 1로 설정하여 얻은 정규화된 값이다. 검사 결과는, 경우들 (11)과 (12)에서, 시야각 -90도 내지 시야각 -40도의 범위에서, 휘도 상대값은 상대적으로 크고, 시야각 -40도 내지 시야각 0도의 범위에서, 휘도 상대값은 상대적으로 작다는 것을 나타낸다. 한편, 시야각 0도 내지 시야각 40도의 범위에서, 휘도 상대값은 다시 상대적으로 크고, 시야각 40도 내지 시야각 90도의 범위에서, 휘도 상대값은 다시 상대적으로 작다. 즉, 검사 결과는, 휘도 상대값이 2개의 피크를 갖는다는 것을 나타낸다. 따라서, 사용자가 정면으로부터 유기 EL 표시 장치를 바라볼 때, 휘도가 저하되는 것이 분명하다.
시뮬레이션의 결과로부터, 보호막(31)의 굴절률 n3으로부터 층 형상의 제1 부재(51A)의 굴절률 n1을 감산하여 얻은 차(n3-n1)를 0.2 이상의 값으로 설정하는 것이 바람직하다는 결론을 얻을 수 있었다.
또한, 제4 실시예 4B의 경우에, 보호막(31)의 굴절률 n3을 일정한 값 1.8로 설정하고, 영역(51B) 내부에 연장되는 밀봉 재료층(32)의 굴절률 n4를 변화시킨다. 굴절률 n4를 변화시켜 제4 실시예 4B에 대해 시뮬레이션을 실행하여 광량비를 구했다. 시뮬레이션의 결과를 하기의 표 5에 나타낸다. 표 5에 나타낸 광량비들은, 비교예 3'의 표시 장치에서의 광량을 1.00으로 설정하여 얻었다는 것을 유의한다. 또한, 제2 부재(52)의 굴절률 n2는 1.61로 설정되었고, 층 형상의 제1 부재(51A)의 굴절률 n1은 1.806으로 설정되었다.
또한, 시야각과 휘도 상대값 간의 관계에 대해서도 검사했다. 전술한 바와 같이, 휘도 상대값은 비교예 3'의 표시 장치에서 시야각 0도에서의 휘도를 1로 설정하여 얻은 정규화된 값이다. 검사 결과는 도 7에 도시된다. 도 7에서, 곡선 A는 표 5의 경우(22)의 관계를 나타내고, 곡선 B는 동일 표 내에 나타낸 경우(27)의 관계를 나타낸다는 것을 유의한다. 한편, 곡선 C는 비교예 3'의 표시 장치에서의 관계를 나타낸다. 제4 실시예 4B에 따른 유기 EL 표시 장치에 채택되는 광 반사층의 파라미터들은, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에 채택되는 광 반사층의 표 1에 나타낸 파라미터들과 동일하다는 것을 유의한다. 또한, 제4 실시예 4B에 따른 유기 EL 표시 장치에 채택되는 부화소들의 배열은, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에 채택되는 부화소들의 배열과 동일하다.
Figure pat00018
표 5 및 도 7로부터 명백한 바와 같이, 보호막(31)의 굴절률 n3과 밀봉 재료층(32)의 굴절률 n4 간의 차가 증가함에 따라, 광량비의 값은 감소한다. 한편, 큰 시야각에서의 휘도 상대값은 시야각 0도에서의 휘도 상대값보다 크다. 또한, 표 5에 나타낸 경우(26)에서의 광량비는 1.5 이하이다. 따라서, 보호막(31)의 굴절률 n3을 1.8로 설정하고, 밀봉 재료층(32)의 굴절률 n4는 1.5 이상의 값이 바람직한 것이 분명하다. 즉, 관계식 |n3-n4|≤0.3을 충족시키는 것이 바람직하다.
또한, 제4 실시예 4C 및 4D에 따른 유기 EL 표시 장치는, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에 채택되는 표 1에 나타낸 광 반사층의 파라미터들과 동일한 광 반사층의 파라미터들을 갖는다. 또한, 제4 실시예 4C 및 4D에 따른 유기 EL 표시 장치에 채택되는 부화소들의 배열은, 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에 채택되는 부화소들의 배열과 동일하다. 직경 R2를 변화시켜 제4 실시예 4C 및 4D에 대해 시뮬레이션을 실행하여 광량비를 구했다. 시뮬레이션의 결과를 하기의 표 6 및 표 7에 나타낸다. 표 6 및 표 7에 나타낸 광량비들은, 비교예 3'의 표시 장치에서의 광량을 1.00으로 설정하여 얻었다는 것을 유의한다.
Figure pat00019
Figure pat00020
표 6 및 표 7로부터 명백한 바와 같이, R2/R1 비율의 값이 증가함에 따라, 광량비의 값도 증가하지만, R2/R1 비율의 값이 2.00에 근접함에 따라, 광량비의 값의 증가율이 감소한다.
또한, 시야각과 휘도 상대값 간의 관계를 검사했다. 전술한 바와 같이, 휘도 상대값은 비교예 3'의 표시 장치에서 시야각 0도에서의 휘도를 1로 설정하여 얻은 정규화된 값이다. 검사 결과는, R2/R1 비율의 값이 1.5 이하에서, 시야각이 -90도로부터 증가함에 따라, 휘도 상대값도 증가하여 제1 극대값에 도달한다는 것을 나타낸다. 휘도 상대값이 제1 극대값을 취한 후에, 휘도 상대값은 감소하여 시야각 0도에서 극소값을 취한다. 휘도 상대값이 극소값을 취한 후에, 휘도 상대값은 다시 증가하여 제2 극대값을 취한다. 휘도 상대값이 제2 극대값을 취한 후에, 휘도 상대값은 다시 감소한다.
이상의 결과로부터 명백한 바와 같이, R2/R1 비율은 1.6 내지 2.0의 범위의 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
[제5 실시예]
제5 실시예도 제1 실시예의 변형 버전이다. 그러나, 제5 실시예의 경우에서는, 발광 소자(10)로부터의 광은 제1 기판(11)을 경유하여 외부에 출력된다. 즉, 제5 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치는 하면 발광형 유기 EL 표시 장치이다. 도 8은 제5 실시예에 따른 표시 장치의 단면의 일부를 도시하는 모식도이다. 제5 실시예에 따른 표시 장치는 컬러 화상을 표시하는 액티브 매트릭스 시스템을 채택하는 유기 EL 표시 장치이다. 부화소들의 배열은 도 2a에 도시된 것과 동일하다는 것을 유의한다.
제1 부재(51)는 머리없는 원추(또는 머리없는 회전체)의 형상을 갖도록 형성된다. 제5 실시예는 하기의 관계식들을 충족시킨다. 관계식들에서, 참조 부호 R1은 제1 부재(51)의 광 입사면의 직경을 나타내고, 참조 부호 R2는 제1 부재(51)의 광 출사면의 직경을 나타내고, 참조 부호 H는 제1 부재(51)의 높이를 나타내고, 참조 부호 R0는 발광부의 직경을 나타낸다. 제5 실시예의 경우에, 제1 부재(51)의 광 입사면은 제2 기판(34)에 노출되는 표면이고, 제1 부재(51)의 광 출사면은 제1 기판(11)에 노출되는 표면이다.
Figure pat00021
머리없는 원추의 사면의 단면 형상은 직선이라는 것을 유의한다. 즉, 제1 부재(51)의 단면 형상은 사다리꼴이다. 한편, 제1 부재(51)의 단면 형상은, 제1 부재(51)의 축선을 포함하는 가상 평면에서 제1 부재(51)를 절단하여 얻은 단면 형상이다.
제5 실시예의 경우에, 제2 전극(22)과 제1 전극(21)은 각각 애노드 전극과 캐소드 전극으로서 이용된다. 제2 전극(22)은 광 반사 재료, 또는 더 구체적으로는, Al-Nd 합금으로 형성된다. 한편, 제1 전극(21)은 광 반투과 재료로 형성된다. 구체적으로, 제1 전극(21)은 Mg(마그네슘)를 포함하는 도전 재료로 형성된다. 더 구체적으로, 제1 전극(21)은 두께 10nm의 Mg-Ag 합금으로 형성된다. 제2 전극(22)은, 진공 증착법의 경우와 같은 성막 입자의 에너지가 특히 작은 성막 방법을 채택하여 형성된다. 한편, 제1 전극(21)은 진공 증착법과 에칭법의 조합을 채택하여 형성된다.
또한, 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)의 굴절률들, 제1 전극(21)의 평균 광 반사율, 및 제2 전극(22)의 평균 광 투과율도 측정했다. 측정 결과는 제1 실시예와 마찬가지이다. 그러나, 비교를 위해 제1 실시예의 측정 결과들을 읽을 때, 제1 전극(21)을 제2 전극(22)으로서 해석해야 하고, 제2 전극(22)을 제1 전극(21)으로서 해석해야 한다.
제5 실시예의 경우에, 유기 EL 표시 장치에 채택되는 제1 전극(21)은, 제1 부재(51) 및 제2 부재(52)를 포함하는 광 반사층(50) 상에 설치된다. 또한, 광 반사층(50)은 제1 기판(11) 상에 형성된 유기 EL 소자 구동부를 덮는다. 유기 EL 소자 구동부 자체는 도면에 도시되지 않는다. 유기 EL 소자 구동부는 복수의 TFT를 포함하여 구성된다. TFT들은 콘택트 플러그 및 배선을 통해서 제1 전극(21)에 전기적으로 접속된다. 역시 도면에 도시되지는 않지만, 콘택트 플러그 및 배선은 제2 부재(52)에 설치된다. 경우에 따라서는, 유기 EL 소자 구동부를 발광부(24)의 상방에 설치할 수도 있다.
제5 실시예에서, 제1 실시예와 마찬가지로, 발광부(24)의 상방에 보호막(31) 및 밀봉 재료층(32)을 더 설치한다.
제5 실시예 5A에 따른 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치와, 비교예 5A의 표시 장치로서 기능하는 유기 EL 표시 장치에 대해 시뮬레이션을 실행하여 휘도의 방사 각도 분포를 구했다. 제5 실시예 5A에 따른 유기 EL 표시 장치는 제5 실시예에 대해 고안된 구성 및 구조를 갖는 유기 EL 표시 장치이다. 제5 실시예 5A에 따른 유기 EL 표시 장치에서,
직경 R1이 2.3μm로 설정되고,
직경 R2가 3.8μm로 설정되고,
높이 H가 1.5μm로 설정되고,
머리없는 원추형의 제1 부재(51)의 사면의 각도가 63도로 설정되고,
보호막(31)의 두께가 3.0μm로 설정되고,
밀봉 재료층(32)의 두께가 10μm로 설정되고,
컬러 필터(33)의 두께가 2.0μm로 설정되고,
발광부(24)의 직경, 또는 구체적으로, 제1 전극(21)의 직경이 2.0μm로 설정된다.
비교예 5A로서 기능하는 유기 EL 표시 장치는, 비교예 5A로서 기능하는 유기 EL 표시 장치에 광 반사층(50) 대신에 SiO2층을 설치한 것을 제외하고, 제5 실시예 5A에 따른 유기 EL 표시 장치의 구성 및 구조와 동일한 구성 및 구조를 갖는다. 시뮬레이션 결과는, 방사 각도가 ±10도의 범위 내에서는, 제5 실시예 5A에 따른 유기 EL 표시 장치의 휘도 효율이 비교예 5A의 표시 장치의 휘도 효율의 2.2배이고, 제5 실시예 5A에 따른 유기 EL 표시 장치의 구동 전류 밀도는 비교예 5A의 표시 장치의 구동 전류 밀도의 0.4배인 것을 나타낸다. 또한, 컬러 필터가 0.3μm만큼 수평 방향으로 어긋났다고 가정하면, 제5 실시예 5A에 따른 유기 EL 표시 장치의 휘도 효율은 비교예 5A의 표시 장치의 휘도 효율의 2.3배이고, 제5 실시예 5A에 따른 유기 EL 표시 장치의 구동 전류 밀도가 비교예 5A의 표시 장치의 구동 전류 밀도의 0.5배이고, 제5 실시예 5A에 따른 유기 EL 표시 장치의 혼색 비율은 1.3%이다.
또한, 제5 실시예 5A에 따른 유기 EL 표시 장치의 경우에도, 제1 부재(51)의 굴절률 n1의 값, 및 제1 부재(51)의 굴절률 n1과 제2 부재(52)의 굴절률 n2 간의 차가 미리 규정된다. 따라서, 제1 부재(51)에 대향하는 제2 부재(52)의 표면에서, 즉, 제1 부재(51)와 제2 부재(52) 사이의 계면에서, 광 반사 부재 등을 설치하지 않더라도, 제1 부재(51)를 통해 전파하는 광의 적어도 일부를 확실하게 반사할 수 있다. 또한, 발광 소자(10)에 의해 출사되는 광이 제1 부재(51)에 의해 전반사되는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 구동 전류 밀도를 종래의 유기 EL 표시 장치의 구동 전류 밀도의 1/2배 이하의 값으로 감소시키고, 휘도 효율을 종래의 유기 EL 표시 장치의 휘도 효율의 2배 이상의 값으로 향상시키고, 혼색 비율을 3% 이하의 값으로 감소시키는 것을 포함하는 목표들도 모두 달성할 수 있다.
제5 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 구조는 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치에 적용될 수 있어서, 제5 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치를 TV 수상기에 이용할 수 있다는 것을 유의한다. 이 경우에, 제3 실시예와 마찬가지로, 복수의 발광 소자(10)가 집합해서 1개의 부화소를 형성한다.
이상, 바람직한 실시예들을 기술하여 본 개시 내용을 설명했다. 그러나, 본 개시 내용의 실시 형태들은 바람직한 실시예들로 한정되지 않는다. 즉, 명세서에 설명된 엘리먼트들은 예시적인 것들이다. 바꿔 말하면, 엘리먼트들은 변경될 수 있다. 엘리먼트들은 실시예들에 따른 유기 EL 표시 장치, 유기 EL 표시 장치에 각각 채택되는 구성과 구조, 및 유기 EL 표시 장치와 유기 EL 소자를 형성하는 데 이용되는 재료를 포함한다. 예를 들어, 제4 실시예에 따른 표시 장치의 변형에 의해 얻은 변형예 버전의 단면의 일부를 도시하는 모식도인 도 11에 도시된 바와 같이, 영역(51B) 내부에 밀봉 재료층(32)의 일부를 연장시키는 것 대신에, 보호막(31)의 굴절률 n3보다 높은 굴절률 n5를 갖는 고굴절률 영역(51C)을 설치할 수 있다. 이에 의해, 보호막(31)으로부터 고굴절률 영역(51C)에 전파하는 광은 보호막(31)과 고굴절률 영역(51C) 사이의 계면인 사면 영역(51D)에 충돌한다. 사면 영역(51D)에 충돌하는 광의 대부분은 고굴절률 영역(51C)에 복귀된다. 그 결과, 발광 소자로부터 외부에의 광 취출 효율을 더 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 다음의 관계식을 충족시키는 조건이 바람직하다는 것을 유의한다.
Figure pat00022
본 개시 내용은 다음의 실시 형태들로 실현될 수도 있다는 것도 유념한다.
1. 표시 장치로서,
(A) 제1 전극, 발광층을 포함하는 유기층을 구비하여 구성된 발광부, 및 제2 전극을 포함하는 적층 스택을 각각 갖는 복수의 발광 소자가 형성된 제1 기판, 및
(B) 제2 전극 상방에 설치된 제2 기판을 포함하고,
제1 기판은, 발광 소자에 의해 출사되는 광을 전파해서 외부에 광을 출력하는 제1 부재, 및 제1 부재들 사이의 공간을 충전하는 데 이용되는 제2 부재를 포함하는 광 반사층을 구비하고,
참조 부호 n1이 제1 부재의 굴절률을 나타낼 때, 관계식 1.1≤n1≤1.8이 유효하고,
참조 부호 n2가 제2 부재의 굴절률을 나타낼 때, 관계식 (n1-n2)≥0.2가 유효하고,
제1 부재를 통해 전파하는 광의 적어도 일부는, 제1 부재에 대향하는 제2 부재의 표면에 의해, 또는 제1 부재와 제2 부재 사이의 계면에 의해 반사되는, 표시 장치.
2. 실시 형태 1에 있어서,
발광 소자와 제1 부재는 서로 접촉되는, 표시 장치.
3. 실시 형태 1 또는 2에 있어서,
발광 소자들에 의해 출사되는 광은 제2 기판을 경유하여 외부에 출력되는, 표시 장치.
4. 실시 형태 3에 있어서,
광 반사층 상에 보호막 및 밀봉 재료층을 더 포함하고,
참조 부호 n3이 보호막의 굴절률을 나타내고, 참조 부호 n4가 밀봉 재료층의 굴절률을 나타낼 때, 관계식 |n3-n4|≤0.3이 유효한, 표시 장치.
5. 실시 형태 3 또는 4에 있어서,
발광 소자의 중심부로부터의 발광량을 1.0의 값이라고 할 때, 발광 소자에 의해 출사되어 제1 부재 및 제2 기판을 통해 외부에 출력되는 광량은, 1.5 내지 2.0의 범위 내의 값인, 표시 장치.
6. 실시 형태 3 내지 5 중 어느 하나에 있어서,
제2 기판은 컬러 필터를 구비하는, 표시 장치.
7. 실시 형태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서,
화소는 1개의 발광 소자로 구성되는, 표시 장치.
8. 실시 형태 7에 있어서,
참조 부호 R1이 제1 부재의 광 입사면의 직경을 나타내고, 참조 부호 R2가 제1 부재의 광 출사면의 직경을 나타내고, 참조 부호 H가 제1 부재의 높이를 나타낼 때, 제1 부재는 하기의 관계식들을 충족시키는 머리없는 원추의 형상을 갖는, 표시 장치.
Figure pat00023
9. 실시 형태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서,
화소는 복수의 발광 소자의 집합에 의해 구성되는, 표시 장치.
10. 실시 형태 9에 있어서,
참조 부호 R1이 제1 부재의 광 입사면의 직경을 나타내고, 참조 부호 R2가 제1 부재의 광 출사면의 직경을 나타내고, 참조 부호 H가 제1 부재의 높이를 나타낼 때, 제1 부재는 하기의 관계식들을 충족시키는 머리없는 원추의 형상을 갖는, 표시 장치.
Figure pat00024
11. 실시 형태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서,
제1 부재는 Si1 - xNx, ITO, IZO, TiO2, Nb2O5, Br(브롬) 함유 폴리머, S(유황) 함유 폴리머, Ti(티탄) 함유 폴리머, 또는 Zr(지르코늄) 함유 폴리머로 형성되고,
제2 부재는 SiO2, MgF, LiF, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 불소 수지, 실리콘 수지, 불소계 폴리머, 또는 실리콘계 폴리머로 형성되는, 표시 장치.
12. 표시 장치의 제조 방법으로서,
(A) 제1 전극, 발광층을 포함하는 유기층을 구비하여 구성된 발광부, 및 제2 전극을 포함하는 적층 스택을 각각 갖는 복수의 발광 소자가 형성된 제1 기판, 및
(B) 제2 전극 상방에 설치된 제2 기판을 포함하고,
제1 기판은, 발광 소자에 의해 출사되는 광을 전파해서 외부에 광을 출력하는 제1 부재, 및 제1 부재들 사이의 공간을 충전하는 데 이용되는 제2 부재를 포함하는 광 반사층을 구비하고,
제1 부재를 통해 전파하는 광의 적어도 일부는, 제1 부재에 대향하는 제2 부재의 표면에 의해, 또는 제1 부재와 제2 부재 사이의 계면에 의해 반사되는, 표시 장치의 제조 방법이며,
제1 기판 상에 층간 절연층을 형성하고, 층간 절연층 상에 제1 전극을 형성하는 단계,
제1 전극과 층간 절연층 상에 제2 부재 구성층을 형성하고, 이어서, 제1 전극상의 제2 부재 구성층을 선택적으로 제거하여, 경사진 사면을 갖는 개구부를 구비한 제2 부재를 얻는 단계, 그 후,
개구부의 저부에 노출된 제1 전극의 상방의 위치로부터 개구부의 사면에 걸쳐 발광부 및 제2 전극을 형성하는 단계, 및 그 후,
제2 전극 상에 제1 부재를 형성하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
13. 표시 장치의 제조 방법으로서,
(A) 제1 전극, 발광층을 포함하는 유기층을 구비하여 구성된 발광부, 및 제2 전극을 포함하는 적층 스택을 각각 갖는 복수의 발광 소자가 형성된 제1 기판, 및
(B) 제2 전극의 상방에 설치된 제2 기판을 포함하고,
제1 기판은, 발광 소자에 의해 출사되는 광을 전파해서 외부에 광을 출력하는 제1 부재, 및 제1 부재들 사이의 공간을 충전하는 데 이용되는 제2 부재를 포함하는 광 반사층을 구비하고,
제1 부재를 통해 전파하는 광의 적어도 일부는, 제1 부재에 대향하는 제2 부재의 표면에 의해, 또는 제1 부재와 제2 부재 사이의 계면에 의해 반사되는, 표시 장치의 제조 방법이며,
제1 부재와 상보적인 형상을 갖는 스탬퍼를 준비하는 단계,
지지 기판 상에 수지 재료를 도포하는 단계,
스탬퍼를 이용해서 수지 재료를 형성한 후 스탬퍼를 제거하여 볼록부들을 갖는 수지 재료층을 얻는 단계, 그 후
수지 재료층의 볼록부들의 정상부들을 평탄화하고, 이어서, 볼록부들 사이의 공간들에 접착제층을 충전하고, 그 후
지지 기판으로부터 수지 재료층을 떼어내어, 접착제층과 제1 기판을 함께 접착함으로써, 접착제층을 포함하는 제2 부재 및 수지 재료층을 포함하는 제1 부재로 구성된 광 반사층을 얻는 단계를 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
또한, 본 개시 내용은 다음의 실시 형태들로도 구현될 수도 있다.
1. 표시 장치로서,
기판에 형성된 복수의 발광 소자,
상기 발광 소자들에 대응하고, 각각의 상기 발광 소자의 일부에 직접 형성된 복수의 제1 부재, 및
인접하는 상기 제1 부재들 사이의 영역들에 형성된 복수의 제2 부재를 포함하고,
상기 제1 부재들과 상기 제2 부재들은 상기 제1 부재들을 통해 상기 발광 소자들로부터 출사되는 광의 적어도 일부를 반사하고 도광하도록 구성되는, 표시 장치.
2. 실시 형태 1에 있어서,
적어도 하나의 발광 소자는 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성된 발광층을 포함하고,
상기 제1 부재들은 각각의 상기 발광 소자들의 상기 제2 전극들 상에 직접 형성되는, 표시 장치.
3. 실시 형태 2에 있어서,
상기 발광층은 상기 제1 전극들 및 상기 제2 부재들 상에 형성되는, 표시 장치.
4. 실시 형태 3에 있어서,
상기 제1 전극들은 광 반사 재료로 형성되고, 상기 제2 전극들은 적어도 부분적으로 투명한 재료로 형성되는, 표시 장치.
5. 실시 형태 1에 있어서,
적어도 하나의 발광 소자는 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성된 발광층을 포함하고,
상기 제1 부재들은, 각각의 상기 발광 소자들의 상기 제1 전극들 상에 직접 형성되고, 상기 제1 전극들과 상기 기판 사이에 형성되는, 표시 장치.
6. 실시 형태 5에 있어서,
상기 제2 전극들은 광 반사 재료로 형성되고, 상기 제1 전극들은 적어도 부분적으로 투명한 재료로 형성되는, 표시 장치.
7. 실시 형태 1에 있어서,
상기 제1 부재들의 굴절률 n1의 값은 상기 제2 부재들의 굴절률 n2의 값과 다른, 표시 장치.
8. 실시 형태 7에 있어서,
상기 제1 부재들의 굴절률 n1과 상기 제2 부재들의 굴절률 n2는 하기의 관계식을 충족시키는, 표시 장치.
1.1≤n1≤1.8; 및
(n1-n2)≥0.2
9. 실시 형태 1에 있어서,
상기 제1 부재들과 상기 제2 부재들 사이의 계면은 광 리플렉터로서 기능하는, 표시 장치.
10. 실시 형태 1에 있어서,
상기 제1 부재들과 상기 제2 부재들 사이에 적어도 하나의 층이 형성되는, 표시 장치.
11. 실시 형태 10에 있어서,
상기 제1 부재들과 상기 제2 부재들 사이에 적어도 발광 소자들의 전극과 발광층이 형성되는, 표시 장치.
12. 실시 형태 1에 있어서,
상기 제1 부재들은 원뿔대 형상(truncated conical shape)을 갖는, 표시 장치.
13. 실시 형태 12에 있어서,
R1이 상기 제1 부재의 광 입사면의 직경이고, R2가 상기 제1 부재의 광 출사면의 직경이고, H가 상기 제1 부재의 높이일 때, 상기 제1 부재들의 형상은 하기의 관계식들을 충족시키는, 표시 장치.
0.5≤R1/R2≤0.8; 및
0.5≤H/R1≤2.0
14. 실시 형태 1에 있어서,
상기 제1 부재는 SiO2를 포함하고, 상기 제2 부재는 SiN을 포함하는, 표시 장치.
15. 전자 장치로서,
표시 장치를 포함하고, 상기 표시 장치는,
기판에 형성된 복수의 발광 소자,
상기 발광 소자들에 대응하고, 각각의 상기 발광 소자의 일부에 직접 형성된 복수의 제1 부재, 및
인접하는 상기 제1 부재들 사이의 영역들에 형성된 복수의 제2 부재를 포함하고,
상기 제1 부재들과 상기 제2 부재들은 상기 제1 부재들을 통해 상기 발광 소자들로부터 출사되는 광의 적어도 일부를 반사하고 도광하도록 구성되는, 전자 장치.
16. 표시 장치의 제조 방법으로서,
기판에 복수의 발광 소자를 형성하는 단계,
상기 발광 소자들에 대응하여 복수의 제1 부재를 각각의 상기 발광 소자의 일부에 직접 형성하는 단계, 및
인접하는 상기 제1 부재들 사이의 영역들에 복수의 제2 부재를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제1 부재들과 상기 제2 부재들은 상기 제1 부재들을 통해 상기 발광 소자들로부터 출사되는 광의 적어도 일부를 반사하고 도광하도록 구성되는, 표시 장치의 제조 방법.
17. 표시 장치로서,
기판에 형성된 복수의 발광 소자,
상기 발광 소자들에 대응하는 복수의 제1 부재 - 각각의 상기 제1 부재는 상기 발광 소자들 각각마다의 상방에 형성됨 -, 및
인접하는 상기 제1 부재들 사이의 영역들에 형성되는 복수의 제2 부재를 포함하고,
상기 제1 부재들의 굴절률 n1의 값은 상기 제2 부재들의 굴절률 n2의 값과 다른, 표시 장치.
본 기술은 2012년 2월 17일자로 일본 특허청에 출원된 일본 우선권 특허 출원 제2012-033053호 및 2012년 10월 5일자로 일본 특허청에 출원된 일본 우선권 특허 출원 제2012-223389호에 개시된 것과 관련된 요지들을 포함하고, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로 원용된다.

Claims (17)

  1. 표시 장치로서,
    기판에 형성된 복수의 발광 소자,
    상기 발광 소자들에 대응하고, 각각의 상기 발광 소자의 일부에 직접 형성된 복수의 제1 부재, 및
    인접하는 상기 제1 부재들 사이의 영역들에 형성된 복수의 제2 부재를 포함하고,
    상기 제1 부재들과 상기 제2 부재들은 상기 제1 부재들을 통해 상기 발광 소자들로부터 출사되는 광의 적어도 일부를 반사하고 도광하도록 구성된, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 발광 소자는 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성된 발광층을 포함하고,
    상기 제1 부재들은 각각의 상기 발광 소자들의 상기 제2 전극들 상에 직접 형성된, 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 발광층은 상기 제1 전극들 및 상기 제2 부재들 상에 형성된, 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전극들은 광 반사 재료로 형성되고, 상기 제2 전극들은 적어도 부분적으로 투명한 재료로 형성된, 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 발광 소자는 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성된 발광층을 포함하고,
    상기 제1 부재들은, 각각의 상기 발광 소자들의 상기 제1 전극들 상에 직접 형성되고, 상기 제1 전극들과 상기 기판 사이에 형성된, 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 전극들은 광 반사 재료로 형성되고, 상기 제1 전극들은 적어도 부분적으로 투명한 재료로 형성된, 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부재들의 굴절률 n1의 값은 상기 제2 부재들의 굴절률 n2의 값과 다른, 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 부재들의 굴절률 n1과 상기 제2 부재들의 굴절률 n2는 하기의 관계식을 충족시키는, 표시 장치.
    1.1≤n1≤1.8; 및
    (n1-n2)≥0.2
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부재들과 상기 제2 부재들 사이의 계면은 광 리플렉터로서 기능하는, 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부재들과 상기 제2 부재들 사이에 적어도 하나의 층이 형성되는, 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 부재들과 상기 제2 부재들 사이에 적어도 상기 발광 소자들의 전극과 발광층이 형성되는, 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부재들은 원뿔대 형상(truncated conical shape)을 갖는, 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    R1이 상기 제1 부재의 광 입사면의 직경이고, R2가 상기 제1 부재의 광 출사면의 직경이고, H가 상기 제1 부재의 높이일 때, 상기 제1 부재들의 형상은 하기의 관계식들을 충족시키는, 표시 장치.
    0.5≤R1/R2≤0.8; 및
    0.5≤H/R1≤2.0
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부재는 SiO2를 포함하고, 상기 제2 부재는 SiN을 포함하는, 표시 장치.
  15. 전자 장치로서,
    표시 장치를 포함하고, 상기 표시 장치는,
    기판에 형성된 복수의 발광 소자,
    상기 발광 소자들에 대응하고, 각각의 상기 발광 소자의 일부에 직접 형성된 복수의 제1 부재, 및
    인접하는 상기 제1 부재들 사이의 영역들에 형성된 복수의 제2 부재를 포함하고,
    상기 제1 부재들과 상기 제2 부재들은 상기 제1 부재들을 통해 상기 발광 소자들로부터 출사되는 광의 적어도 일부를 반사하고 도광하도록 구성된, 전자 장치.
  16. 표시 장치의 제조 방법으로서,
    기판에 복수의 발광 소자를 형성하는 단계,
    상기 발광 소자들에 대응하는 복수의 제1 부재를 각각의 상기 발광 소자의 일부에 직접 형성하는 단계, 및
    인접하는 상기 제1 부재들 사이의 영역들에 복수의 제2 부재를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 부재들과 상기 제2 부재들은 상기 제1 부재들을 통해 상기 발광 소자들로부터 출사되는 광의 적어도 일부를 반사하고 도광하도록 구성되는, 표시 장치의 제조 방법.
  17. 표시 장치로서,
    기판에 형성된 복수의 발광 소자,
    상기 발광 소자들에 대응하는 복수의 제1 부재 - 각각의 상기 제1 부재는 상기 발광 소자들 각각마다의 상방에 형성됨 -, 및
    인접하는 상기 제1 부재들 사이의 영역들에 형성된 복수의 제2 부재를 포함하고,
    상기 제1 부재들의 굴절률 n1의 값은 상기 제2 부재들의 굴절률 n2의 값과 다른, 표시 장치.
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