KR20170131826A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 백색 또는 중간색의 색도의 시야각 의존성을 저감할 수 있도록 제공된다. 표시 장치는 대향 배치된 한 쌍의 기판; 한 쌍의 기판 중 한쪽에 구비되며 복수의 개구를 갖는 차광막; 및 한 쌍의 기판 중 다른 쪽에 구비되는 복수의 자발광 소자 - 각각의 자발광 소자는 각각의 개구에 대향하여 발광 영역을 가지며 다른 자발광 소자의 발광색과 발광색이 상이하고, 적어도 하나의 자발광 소자의 발광 영역의 단부로부터 차광막의 개구까지의 표시면 방향의 이격 거리가 다른 자발광 소자들과 상이함 - 을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 유기 EL(Electroluminescence) 소자 또는 무기 EL 소자 등의 자발광 소자를 갖는 표시 장치에 관한 것이다.
유기 EL 소자 등의 자발광 소자를 이용한 표시 장치에서는, 한 쌍의 기판 중 한쪽에 자발광 소자를 구비하고, 다른쪽에 차광성의 블랙 매트릭스를 구비하고 있다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 공보 제2006-73219호). 이러한 종래의 풀컬러 표시 장치에서는, 단색의 자발광 소자로부터의 방출광의 혼색에 의해 백색 또는 중간색이 표시된다.
일본 특허 출원 공개 공보 제2006-73219호
그러나, 이러한 종래의 표시 장치는, 각 색의 시야각 특성이 상이할 경우, 화이트 밸런스에 지장이 있으므로, 백색 또는 중간색의 색도(Chromaticity)가 시야각에 따라 변화한다는 어려움이 있다. 각 색의 시야각 특성이 상이한 주된 원인으로서는, 광추출 효율 향상을 위해 공진기 효과나 간섭 효과를 이용하는 것, 또는, 시간의 흐름에 기인한 휘도 밸런스의 붕괴를 보상하기 위해 각 색의 발광 영역의 치수를 상이하게 하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명은 백색 또는 중간색의 색도의 시야각 의존성을 저감할 수 있는 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 이하의 구성 요소 (A) 내지 (C)를 갖는다:
(A) 대향 배치된 한 쌍의 기판
(B) 한 쌍의 기판 중 한쪽에 구비되며 복수의 개구를 갖는 차광막
(C) 한 쌍의 기판 중 다른 쪽에 구비되는 복수의 자발광 소자 - 각각의 자발광 소자는 각각의 개구에 대향하여 발광 영역을 가지며 다른 자발광 소자의 발광색과 발광색이 상이하고, 적어도 하나의 자발광 소자는 발광 영역의 단부로부터 차광막의 개구까지의 표시면 방향의 이격 거리(Clearance)가 다른 자발광 소자들과 상이함 -
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에서는, 복수의 자발광 소자는 서로 다른 색의 단색광을 방출하고, 단색광의 혼색에 의해 백색 또는 중간색이 표시된다.
이러한 경우, 복수의 자발광 소자를 경사 방향에서 보면, 차광막에 의해 그림자부가 형성되어 있다. 그림자부가 자발광 소자의 발광 영역과 중첩되면, 이러한 중첩 영역은 차광막에 의해 방출광을 차단하는 차광 영역이 되므로, 차광 영역 면적에 따라 휘도가 저하된다.
표시 장치에서, 적어도 하나의 자발광 소자는 발광 영역의 단부로부터 차광막의 개구까지의 표시면 방향의 이격 거리가 다른 자발광 소자들과 상이하기 때문에, 자발광 소자는 발광 영역 면적에 대한 차광 면적의 비율이 다른 자발광 소자들과 상이하므로 차광막의 차광에 기인한 휘도 저하의 레벨이 다른 자발광 소자들과 상이하게 된다. 이러한 방식으로, 각 색의 차광막의 차광에 기인한 휘도 저하의 레벨이 상이해진다. 이에 따라, 각 색의 시야각 특성에 차가 존재할 경우에, 이러한 차를 저감시키고, 그 결과 백색 또는 중간색의 시야각에 따른 색도 변화를 억제할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에서는, 적어도 하나의 자발광 소자의 발광 영역의 단부로부터 차광막의 개구까지의 표시면 방향의 이격 거리를 다른 자발광 소자들과 상이하게 했기 때문에, 각 색의 시야각 특성의 차를 차광막의 차광에 기인한 휘도 저하에 의해 저감시켜, 그 결과 백색 또는 중간색의 색도의 시야각 의존성을 저감시킬 수 있다.
이하의 설명으로부터 본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점을 보다 충분히 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 표시 장치의 하나의 화소를 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 화소를 III-III 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 계산예 1에 따른 화소를 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 화소의 단면도이다.
도 6은 도 4에 나타낸 화소의 시야각 특성에 대한 색도를 나타내는 그래프이다.
도 7은 비교예 1에 따른 화소를 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 8은 계산예 2에 따른 화소를 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 9는 도 8에 나타낸 화소의 단면도이다.
도 10은 도 8에 나타낸 화소의 시야각 특성에 대한 색도를 나타내는 그래프다.
도 11은 비교예 2에 따른 화소를 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 12는 도 1에 나타낸 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 13은 도 12에 나타낸 화소 구동 회로의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 14는 도 12에 나타낸 유기 EL 소자의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 15는 도 12에 나타낸 유기 EL 소자의 다른 구성을 나타낸 단면도이다.
도 16은 변형예 1에 따른 화소를 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 17은 도 16의 화소의 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 18은 실시예에 따른 표시 장치를 포함하는 모듈의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.
도 19는 실시예에 따른 표시 장치의 적용예 1의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 20a 및 도 20b는 사시도로서, 도 20a는 적용예 2를 정면에서 본 외관을 나타내는 사시도이며, 도 20b는 그것을 배면에서 본 외관을 나타내는 사시도이다.
도 21은 적용예 3의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 22는 적용예 4의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 23a는 적용예 5의 개방된 상태의 정면도, 23b는 그 측면도, 도 23c는 폐쇄된 상태의 정면도, 도 23d는 그 좌측면도, 도 23e는 그 우측면도, 도 23f는 그 상면도 및 도 23g는 그 하면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도면을 참조해서 상술한다. 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 실시예
(1) 원리 설명(발광 영역의 폭은 모든 색에서 동일하고, 청색의 이격 거리가 다른 색에 비해 큰 예)
(2) 계산예 1(발광 영역의 폭은 모든 색에서 동일하고, 청색의 이격 거리가 다른 색에 비해 작은 예)
(3) 계산예 2(청색의 발광 영역의 폭이 다른 색의 발광 영역에 비해 크고, 청색의 이격 거리가 다른 색에 비해 작은 예)
2. 변형예 1(하나의 자발광 소자 내에서 이격 거리를 연속적으로 변화시키는 예)
3. 적용예
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 평면 구성의 일례를 나타낸 것이다. 표시 장치(1)는 텔레비전 기기 등에 사용되고, 표시 영역(110)에, 예를 들어, 매트릭스 형상으로 복수의 화소(10)를 배치한 구성을 갖는다. 각 화소(10)는, 예를 들어, 적색의 단색광을 방출하는 자발광 소자(10R), 녹색의 단색광을 방출하는 자발광 소자(10G) 및 청색의 단색광을 방출하는 자발광 소자(10B)를 갖는다. 각 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)는, 후술하는 유기 EL 소자 이외에도, 무기 EL 소자, 반도체 레이저, 또는 LED(발광 다이오드) 등으로 구성될 수 있다.
도 2는 도 1에 나타낸 하나의 화소(10)의 평면 구성을 확대하여 나타낸 것이다. 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)는, 각각, 발광 영역(11R, 11G 및 11B)을 갖는다. 서로 이웃하는 발광 영역(11R, 11G 및 11B) 사이의 경계부에는, 블랙 매트릭스로서의 차광막(22)이 대향하고 있다.
발광 영역(11R, 11G 및 11B)은, 예를 들어, 세로로 긴 직사각형이며, 각각, 표시면 내 수직 방향의 치수(이하, 길이라고 함)가 표시면 내 수평 방향의 치수(이하, 폭이라고 함)보다 크다. 본원에 설명된 직사각형은 하층 TFT 등의 배치에 따라 기하학적으로 완전한 직사각형뿐만 아니라, 하층 TFT에 대응하는 노치(notch) 등을 갖지만 실질적으로 직사각형인 것도 포함한다. 표시면은 도 2의 종이면에 대해서 평행한 면을 말한다.
예를 들어, 차광막(22)은, 흑색 착색제와 혼합되어 있으며 광학 농도가 적어도 1 이상인 흑색 수지막 또는 박막의 광간섭을 이용하는 박막 필터로 구성된다. 흑색 수지막을 사용하여 차광막을 구성하면, 차광막을 저렴하면서 용이하게 형성할 수 있으므로 바람직하다. 금속, 금속 질화물, 금속 산화물 등을 포함하는 박막 중 적어도 하나를 적층하여 형성되는 박막 필터는 박막의 광간섭을 이용하여 광을 감쇠시킨다. 구체적으로, 박막 필터는 크롬 및 산화 크롬(III)(Cr2O3)으로 이루어진 막을 교대로 적층하여 형성된 필터를 포함한다.
도 3은 화소(10)의 단면 구성을 나타낸다. 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)는 제1 기판(11) 상에 배치되고, 차광막(22)은 제2 기판(21) 상에 배치되어 있다. 제1 및 제2 기판(11 및 21)은 유리, 실리콘(Si) 웨이퍼 또는 수지로 구성된다. 제1 및 제2 기판(11 및 21)은, 각각, 기판의 내측에 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)와 차광막(22)을 포함하며 서로 대향 배치되고, 기판 사이에는 필요에 따라 수지 등을 포함하는 중간층(30)이 제공되어 있다. 제1 및 제2 기판(11 및 21)은 "대향 배치된 한 쌍의 기판"의 구체예에 대응한다.
이러한 방식으로, 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)는 차광막(22)의 기판과는 다른 기판 상에 구비되어 있다. 그 이유는 이하와 같다. 차광막(22)을 자발광 소자의 기판과 동일한 기판(11)상에 형성하기 위해서는, 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)가 차광막(22)의 형성 공정을 견딜 수 있는 충분한 내열성이나 신뢰성이 요구된다. 그러나, 이것은 현재로서는 매우 어렵다. 따라서, 차광막(22)은 사실상 필수적으로, 대향하는 제2 기판(21) 상에 구비되어야 한다. 그 결과, 제1 기판(11) 상의 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)의 발광 영역(11R, 11G 및 11B)과 제2 기판(21) 상의 차광막(22) 사이에는, 중간층(30)의 두께에 대응하는 간격(G)이 형성되어 있다.
제2 기판(21) 상의 차광막(22) 이외의 영역(후술하는, 개구(24))에는, 색순도 향상을 위해 컬러 필터(23)가 구비되어 있다. 컬러 필터(23)는 적색 필터(23R), 녹색 필터(23G) 및 청색 필터(23B)를 포함하고, 이것들은 발광 영역(11R, 11G 및 11B)에 대응하여 순차적으로 배치되어 있다. 적색, 녹색 및 청색 필터(23R, 23G 및 23B)는 안료와 혼합된 수지로 구성되고, 적절한 안료를 선택함으로써, 목적으로 하는 적색, 녹색 또는 청색 파장 영역에서는 광투과율이 높고, 다른 파장 영역에서는 광투과율이 낮아지도록 조정된다.
중간층(30)은, 예를 들어, 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)를 보호하는 보호층과 접착층을 포함한다(이들 모두 도 3에는 도시되지 않음, 도 14 및 도 15 참조).
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 차광막(22)은 복수의 개구(24)를 가지며, 이들 개구(24)에 대응하여 발광 영역(11R, 11G 및 11B)이 구비되어 있다. 각 개구(24)의 길이 및 폭은, 통상, 각 발광 영역(11R, 11G 및 11B)의 길이 및 폭보다 크다. 그 이유는 제1 및 제2 기판(11 및 21)이 서로 접합된 위치에서 어긋남에 의해 발광 영역(11R, 11G 또는 11B)의 일부가 차광막(22)에 의해 차광되어 휘도가 저하되는 것을 방지하기 위함이다. 이로 인해, 각 발광 영역(11R, 11G 및 11B)의 단부와 차광막(22)의 개구(24)는 이격되어 있다. 이러한 이격 거리, 즉, 발광 영역(11R, 11G, 11B)의 단부로부터 차광막(22)의 개구(24)까지의 표시면 방향의 이격 거리는, 1/2(LBM-LEL)(LBM은 개구(24)의 폭을 나타내고, LEL은 발광 영역(11R, 11G 및 11B)의 폭을 나타냄)으로 표현된다. 표시면은 도 3의 종이면에 직교하는 면을 말한다.
본 실시예에서는, 자발광 소자(10B)의 이격 거리 1/2(LBMB-LELB)는 다른 자발광 소자(10R 및 10G)의 이격 거리 1/2(LBMR-LELR) 또는 1/2(LBMG-LELG)와 상이하다. 이에 의해, 표시 장치(1)에서 백색 또는 중간색의 색도의 시야각 의존성을 저감하는 것이 가능하다.
이것은, 이하, 도 2 및 도 3을 참조해서 상세하게 설명한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 차광막(22)을 제2 기판(21) 상에 배치한 경우에는, 제1 기판(11) 상의 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)를 경사 방향에서 보면, 차광막(22)에 의해 그림자부가 나타난다. 각 그림자부가 발광 영역(11R, 11G 또는 11B)과 중첩되면, 이러한 중첩 영역은 방출된 광이 차광막(22)에 의해 차단되는 차광 영역이 되므로, 차광 영역의 폭 LSR, LSG 또는 LSB(이하, LS로 총칭함)에 따라 휘도가 저하된다. 즉, 차광막(22)의 차광을 고려한 상대 휘도 Y는 Y=1-LS/LEL이 된다.
도 2에 나타낸 예에서는, 발광 영역(11R, 11G 및 11B)의 폭은 전색에 걸쳐 동일한 한편, 청색의 발광 영역(11B)에 대향하는 개구(24)의 폭 LBMB은 적색 및 녹색의 발광 영역(11R 및 11G)에 대향하는 개구(24)의 폭 LBMR 및 LBMG 보다 크다. 이에 따라, 청색의 자발광 소자(10B)의 이격 거리 1/2(LBMB-LELB)가 적색 및 녹색의 자발광 소자(10R 및 10G)의 이격 거리 1/2(LBMR-LELR) 및 1/2(LBMG-LELG)보다 크다. 이것을 정리한 것이 수학식 1이다.
Figure pat00001
이 경우, 발광 영역(11R, 11G 및 11B)에 차광막(22)의 그림자가 나타나기 시작한 후에는, 청색의 차광 영역 LSB이 적색 또는 녹색의 차광 영역 LSR 및 LSG에 비해 작다. 즉, 차광 영역 LSR, LSB 및 LSG의 대소 관계는 수학식 2로 표현된다.
Figure pat00002
차광막(22)의 차광을 고려한 상대 휘도 Y는 Y=1-LS/LEL 이기 때문에, 각 색의 휘도 YR, YG 및 YB의 대소 관계는 수학식 3과 같이 표현되므로, 시야각 θAIR에서의 청색의 휘도가 상대적으로 높아진다. 따라서, 도 2 및 도 3에 나타낸 화소의 경우, 백색의 색도는 시야각이 증가함에 따라 청색쪽으로 점차 어긋난다.
Figure pat00003
이하의 방식으로, 차광 영역 LS을 구한다.
공기 중의 시야각을 θAIR, 중간층(30)을 구성하는 수지에서의 시야각을 θ RESIN, 수지의 굴절률을 n이라 하면, 스넬의 법칙(Snell's law)에 기초해서 수학식 4가 유도된다.
Figure pat00004
차광 영역 LS는 수학식 4 및 이하의 수학식 5에 기초해서 수학식 6
으로 주어진다.
Figure pat00005
Figure pat00006
따라서, 발광 영역(11R, 11G 및 11B)의 단부로부터 차광막(22)의 개구(24)까지의 이격 거리 1/2(LBM-LEL)를 변화시킴으로써, 수지 두께가 LRESIN 이며 시야각이 θAIR 인 차광 영역의 폭 LS를 각 색마다 변화시킬 수 있다.
발광 영역(11R, 11G 및 11B)의 폭 LEL이 고정되어 있을 경우, 개구(24)의 폭 LBM이 증가되면, 차광 영역의 폭 LS은 감소되고, 반대로 개구(24)의 폭 LBM이 감소되면, 차광 영역의 폭 LS이 증가된다. 차광막(22)의 개구(24)의 폭 LBMR, LBMG 또는 LBMB을 변화시킴으로써, 각 색의 차광 영역의 폭 LS, 즉, 시야각에 대한 휘도비를 변화시킬 수 있다. 이러한 방식으로 시야각에 대한 휘도비가 변화되어, 관련 색들의 혼합색을 포함하는 백색 또는 중간색의 색도가 시야각에 따라 변화한다.
색도의 변화량 자체가 작을 경우 또는 색도의 변화가 색 편차(color drift)로 보기 어렵도록 흑체 방사의 궤적을 따르는 방향으로 색도가 변화하는 경우의 화질에 대해서는 시야각에 따라 백색의 색도를 변화시키는 것이 바람직하다. 이에 따라, 본 실시예에서도, 색도 변화량 및 색도의 변화 방향 중 한쪽 또는 양쪽이 개선될 수 있도록 각 색의 차광 영역의 폭 LS, 즉, 이격 거리 1/2(LBM-LEL)를 결정하는 것이 바람직하다.
이하, 구체적인 수치를 이용한 계산예 1 및 2에 대해 설명한다.
계산예 1
도 4 및 도 5는 각각 계산예 1에 따른 화소(10)의 평면 구성 및 단면 구성을 나타낸다. 계산예 1에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 발광 영역(11R, 11G 및 11B)의 폭은 전색에 걸쳐 동일한 한편, 청색의 발광 영역(11B)에 대향하는 개구(24)의 폭 LBMB은 적색 및 녹색의 발광 영역(11R 및 11G)에 대향하는 개구(24)의 폭 LBMR 및 LBMG 보다 작다. 이에 따라, 청색의 자발광 소자(10B)의 이격 거리 1/2(LBMB-LELB)는 적색 및 녹색의 자발광 소자(10R 및 10G)의 이격 거리 1/2(LBMR-LELR) 및 1/2(LBMG-LELG)보다 작다. 이것을 정리한 것이 수학식 7이다.
Figure pat00007
도 6은 계산예 1의 시야각에 대한 색도 특성 Δu'v'의 계산 결과를 나타낸다. 이러한 계산에서, 제1 및 제2 기판(11 및 21)은 두께가 20㎛이고 굴절률이 1.5인 수지를 포함하는 중간층(30)에 의해 서로 접합되는 것으로 가정한다.
비교예 1로서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 개구(24)의 폭이 전색에 걸쳐 동일(LBMR=LBMG=LBMB=70㎛)하다고 가정한 경우에도, 계산예 1과 동일한 방식으로 시야각에 대한 색도 특성 Δu'v'을 계산한다. 이러한 결과를 집합적으로 도 6에 나타낸다.
도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 계산예 1에서는, 비교예 1에 비해, 차광막(22)에 의해 차광이 발생되기 시작하는 적어도 30도의 시야각에서 시야각 0°의 색도로부터의 색도 변화량 Δu'v'이 저감되어, 시야각에 대한 색도 특성의 개선을 나타내고 있다.
계산예 2
도 8 및 도 9는 계산예 2에 따른 화소(10)의 평면 구성 및 단면 구성을 나타낸다. 계산예 2에서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 청색의 발광 영역(11B)의 폭 LELB이, 적색 및 녹색의 발광 영역(11R 및 11G)의 폭 LELR 및 LELG보다 크다. 또한, 청색의 발광 영역(11B)에 대향하는 개구(24)의 폭 LBMB이, 적색 및 녹색의 발광 영역(11R 및 11G)에 대향하는 개구(24)의 폭 LBMR 및 LBMG 보다 크다. 이에 따라, 청색의 자발광 소자(10B)의 이격 거리 1/2(LBMB-LELB)가, 적색 및 녹색의 자발광 소자(10R 및 10G)의 이격 거리 1/2(LBMR-LELR) 및 1/2(LBMG-LELG)보다 작다. 이것을 정리한 것이 수학식 8이다.
Figure pat00008
계산예 2에서, 청색의 발광 영역(11B)의 폭 LELB을, 적색 및 녹색의 발광 영역(11R 및 11G)의 폭 LELR 및 LELG 보다 크게 하는 이유는, 이하와 같다. 유기 EL 소자와 같이, 전류에 기인해서 휘도 저하가 발생하는 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)에서는, 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)를 통해서 흐르는 전류 밀도의 저감에 따라 자발광 소자의 수명이 길어진다. 또한, 발광색에 따라 발광 시간에 따른 휘도 저하의 레벨이 상이하기 때문에, 각 색의 발광 영역(11R, 11G 및 11B)의 면적이 동일하다고 가정했을 경우에는, 시간 경과에 따라 발광색 간의 휘도 밸런스가 무너져, 백색이나 중간색의 색도 변화를 초래한다.
따라서, 수명이 짧은 색(구체적으로는, 청색)의 발광 영역(11B)의 폭 LELB을 증가시킴으로써, 자발광 소자(10B)의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 각 색의 전류 밀도 등의 구동 조건을 조정함으로써, 발광 시간에 따른 휘도 저하를 전색에 걸쳐 거의 균일하도록 조정하여, 백색이나 중간색의 일시적인 색도 변화를 가져올 수 있다.
그러나, 이러한 방식으로 발광 영역(11R, 11G 및 11B)의 치수를 발광색에 따라 변화시키는 경우에는, 발광 영역(11R, 11G 또는 11B)의 면적에 대한 차광막(22)에 기인한 차광 영역 LSR, LSG 또는 LSB의 면적의 비율도 발광색에 따라 상이해진다. 이에 따라, 차광막(22)에 기인한 휘도 저하가 색들간에 불균일해지므로, 화이트 밸런스가 무너져, 그 결과 백색 또는 중간색의 색도가 시야각에 따라 변화될 수 있다.
따라서, 계산예 2에서는, 발광 영역(11B)의 폭이 큰 청색의 자발광 소자(10B)의 이격 거리 1/2(LBMB-LELB)가, 적색 및 녹색의 자발광 소자(10R 및 10G)의 이격 거리, 1/2(LBMR-LELR) 및 1/2(LBMG-LELG) 보다 작다. 이에 따라, 발광 시간에 따른 휘도 저하와 차광막(22)의 차광에 의해 발생하는 휘도 저하 각각을, 전색에 걸쳐 거의 균일하도록 조정할 수 있어, 백색 또는 중간색의 색도가 시야각에 따라 변화하는 것을 억제할 수 있다.
도 10은 계산예 2의 시야각에 대한 색도 특성 Δu'v'의 계산 결과를 나타낸다. 이러한 계산에서, 제1 및 제2 기판(11 및 21)은, 두께가 20㎛이고 굴절률이 1.5인 수지를 포함하는 중간층(30)에 의해 서로 접합되는 것으로 가정한다.
비교예 2로서, 도 11에 나타낸 바와 같이, 이격 거리 1/2(LBM-LEL)가 전색에 걸쳐 동일(5㎛)하다고 가정한 경우에도, 계산예 2와 동일한 방식으로 시야각에 대한 색도 특성 Δu'v'이 계산된다. 이러한 결과를 집합적으로 도 10에 나타낸다.
도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 계산예 2에서는, 비교예 2에 비해, 차광막(22)에 의해 차광이 발생되기 시작하는 적어도 30도의 시야각에서 시야각 0°의 색도로부터의 색도 변화량 Δu'v'이 저감되어서, 시야각에 대한 색도 특성의 개선을 나타내고 있다.
원리의 설명 및 계산예 1 및 2에서, 표시면 내 수평 방향의 이격 거리 1/2(LBM-LEL)를 발광색에 따라 변화시킬 경우에 대해서 설명했지만, 표시면 내 수직 방향의 이격 거리를 발광색에 따라 변화시킬 수도 있다. 또한, 표시면 내 수평 방향 및 수직 방향의 양쪽의 이격 거리를 발광색에 따라 변화시킬 수도 있다. 그러나, 도 2에 나타낸 바와 같이, 표시면 내 수직 방향으로 길어진 발광 영역(11R, 11G 및 11B)을 갖는 화소(10)에서, 차광막(22)의 차광의 영향은, 발광 영역(11R, 11G 및 11B)의 폭이 좁은 수평 방향으로는 크고, 수직 방향으로는 작다. 따라서, 차광 영향이 큰 수평 방향의 이격 거리만을 발광색에 따라 변화시킬 경우라도 충분한 효과가 얻어진다.
원리의 설명 및 계산예 1 및 2에서는, 청색의 발광 영역(11B)의 폭 LELB 또는 이격 거리 1/2(LBMB-LELB)를 적색 및 녹색의 발광 영역(11R 및 11G)의 폭 LELR 및 LELG 또는 이격 거리 1/2(LBMR-LELR) 및 1/2(LBMG-LELG)와 상이하게 했을 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 적색의 발광 영역(11R)의 폭 LELR 또는 이격 거리 1/2(LBMR-LELR)를 녹색 및 청색의 발광 영역(11G 및 11B)의 폭 LELG 및 LELB 또는 이격 거리 1/2(LBMG-LELG) 및 1/2(LBMB-LELB)와 상이하게 할 수 있다. 대안적으로, 녹색의 발광 영역(11G)의 폭 LELG 또는 이격 거리 1/2(LBMG-LELG)를 적색 및 청색의 발광 영역(11R 및 11B)의 폭 LELR 및 LELB 또는 이격 거리 1/2(LBMR-LELR) 및 1/2(LBMB-LELB)와 상이하게 할 수 있다. 그러나, 청색의 자발광 소자(10B)는 다른 색 자발광 소자들에 비해 수명이 짧기 때문에, 청색의 발광 영역(11B)의 폭 LELB 또는 이격 거리 1/2(LBMB-LELB)를 적색 및 녹색의 발광 영역(11R 및 11G)의 폭 LELR 및 LELG 또는 이격 거리 1/2(LBMR-LELR) 및 1/2(LBMG-LELG)와 상이하게 하는 것이 바람직하다.
또한, 적색, 녹색 및 청색의 발광 영역(11R, 11G 및 11B)의 폭 LELR, LELG 및 LELB 또는 이격 거리 1/2(LBMR-LELR), 1/2(LBMG-LELG) 및 1/2(LBMB-LELB)를 모두 서로 상이하게 할 수 있다.
도 12는 표시 장치(1)의 일례를 나타낸다. 이러한 표시 장치(1)는 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)로서 유기 EL 소자를 갖는 유기 EL 텔레비전 기기로서 사용되고, 예를 들어, 표시 영역(110)의 주변에, 영상 표시용의 드라이버로서 신호선 구동 회로(120) 및 주사선 구동 회로(130)를 갖는다.
표시 영역(110) 내에는 화소 구동 회로(140)가 구비된다. 도 13은 화소 구동 회로(140)의 구성의 일례를 나타낸다. 화소 구동 회로(140)는 후술하는 하부 전극(14) 아래에 형성된 액티브형 구동 회로이다. 구체적으로, 화소 구동 회로(140)는 구동 트랜지스터 Tr1 및 기입 트랜지스터 Tr2와, 트랜지스터 Tr1과 Tr2 사이의 캐패시터(저장 용량, Cs)와, 제1 전원선 Vcc과 제2의 전원선 GND 사이의 구동 트랜지스터 Tr1에 직렬로 접속된 유기 EL 소자(10R)(10G 또는 10B)를 포함한다. 구동 트랜지스터 Tr1 및 기입 트랜지스터 Tr2는 각각 일반적인 박막 트랜지스터 TFT로 구성되고, 트랜지스터의 구성은 예를 들어, 역 스태거(inverted staggered) 구조(보텀 게이트형) 또는 스태거(staggered) 구조(톱 게이트형)일 수 있으며, 즉, 구성은 특별히 한정되지 않는다.
화소 구동 회로(140)에서는, 열 방향으로는 복수의 신호선(120A)이 배치되고, 행 방향으로는 복수의 주사선(130A)이 배치된다. 각 신호선(120A)과 각 주사선(130A)의 교차점은 유기 EL 소자(10R, 10G 및 10B) 중 하나(부화소)에 대응한다. 각 신호선(120A)은 신호선 구동 회로(120)에 접속되고, 화상 신호가 신호선 구동 회로(120)로부터 신호선(120A)을 통해 각 기입 트랜지스터 Tr2의 소스 전극에 공급된다. 각 주사선(130A)은 주사선 구동 회로(130)에 접속되고, 주사 신호가 주사선 구동 회로(130)로부터 주사선(130A)을 통해 각 기입 트랜지스터 Tr2의 게이트 전극에 순차적으로 공급된다.
도 14는 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)의 단면 구성을 나타낸다. 각 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)는, 제1 기판(11)의 측으로부터, 화소 구동 회로(140)의 구동 트랜지스터 Tr1, 평탄화 절연막(13), 애노드로서의 하부 전극(14), 전극간 절연막(15), 후술하는 발광층(16C)을 포함하는 유기층(16) 및 캐소드로서의 상부 전극(17)이 이 순서대로 적층된 유기 EL 소자이다. 구동 트랜지스터 Tr1는 평탄화 절연막(13)에 구비된 접속 구멍(13A)을 통해 하부 전극(14)에 전기적으로 접속되어 있다.
이러한 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)는, 보호층(31)에 의해 피복되고, 보호층(31)의 전체 표면에 걸쳐 사이에 있는 접착층(32)에 의해 제2 기판(21)을 접합함으로써 밀봉되어 있다. 보호층(31)은 질화 실리콘(SiNx), 산화 실리콘, 금속 산화물 등으로 구성된다. 접착층(32)은, 예를 들어, 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지로 구성된다. 보호층(31) 및 접착층(32)이 중간층(30)을 구성한다.
평탄화 절연막(13)은, 화소 구동 회로(140)가 형성된 제1 기판(11)의 표면을 평탄화하며, 절연막(13)에 미세한 접속 구멍(13A)이 형성되기 때문에 패턴 정밀도가 높은 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 평탄화 절연막(13)의 재료로서는, 예를 들어, 폴리이미드 등의 유기 재료, 또는 산화 실리콘(SiO2) 등의 무기 재료를 들 수 있다.
하부 전극(14)은, 반사층으로서도 기능하며, 최대한 발광 효율을 높일 수 있도록 높은 반사율을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 특히, 하부 전극(14)이 애노드로서 사용되는 경우에는, 전극(14)은 정공 주입성이 높은 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 이러한 하부 전극(14)은 적층 방향의 두께(이하, 단순히 두께라고 함)가 100 nm 내지 1000 nm이며, 크롬(Cr), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu), 텅스텐(W) 또는 은(Ag) 등의 금속 원소의 단체(simple substance) 또는 합금을 포함한다. 하부 전극(14)의 표면 상에는, 산화 인듐-주석(ITO) 등을 포함하는 투명 도전막이 구비될 수 있다. 표면에 산화막이 존재하여 원하지 않는 정공 주입 장벽을 갖거나, 높은 반사율을 가지면서도 크지 않은 일함수를 갖는, 알루미늄(Al) 합금 등의 재료라도, 적절한 정공 주입층을 구비함으로써 하부 전극(14)으로서 사용할 수 있다.
하부 전극(14)과 상부 전극(17) 사이의 절연성을 확보하고 발광 영역(11R, 11G 및 11B)을 원하는 형상으로 만드는 전극간 절연막(15)은 예를 들어, 감광성 수지로 구성된다. 전극간 절연막(15)은 각 하부 전극(14)의 주위에만 구비되어 있고, 전극간 절연막(15)으로부터 노출된 하부 전극(14)의 영역이 발광 영역(11R, 11G, 11B)에 대응한다. 유기층(16) 및 상부 전극(17)은 전극간 절연막(15) 상에도 구비되어 있지만, 발광 영역(11R, 11G 및 11B)에서만 발광이 발생한다.
유기층(16)은, 예를 들어, 하부 전극(14)측으로부터 정공 주입층(16A), 정공 수송층(16B), 발광층(16C), 전자 수송층(16D) 및 전자 주입층(16E)을 이 순서대로 적층한 구성을 갖는다. 이들 중, 발광층(16C) 이외의 층은 필요에 따라 구비될 수 있다. 유기층(16)의 구성은, 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)의 발광색에 따라 상이할 수 있다. 정공 주입층(16A)은 정공 주입 효율을 높이면서, 또한 전류 누설을 방지하기 위한 버퍼층으로서 기능한다. 정공 수송층(16B)은 발광층(16C)에의 정공 수송의 효율을 높인다. 발광층(16C)은 인가된 전계에 응답하여 전자와 정공의 재결합을 통해 광을 방출한다. 전자 수송층(16D)은 발광층(16C)으로의 전자 수송의 효율을 높인다. 전자 주입층(16E)은 전자 주입의 효율을 높인다.
예를 들어, 자발광 소자(10R)의 정공 주입층(16A)은 두께가 5 nm 내지 300 nm이고, 화학식 1 또는 2에 나타낸 헥사아자트리페닐렌(hexaazatriphenylene) 유도체로 구성된다. 예를 들어, 자발광 소자(10R)의 정공 수송층(16B)은 두께가 5 nm 내지 300 nm이고, 비스[(N-나프틸)-N-페닐]벤지딘(α-NPD)으로 구성된다. 예를 들어, 자발광 소자(10R)의 발광층(16C)은 두께가 10 nm 내지 100 nm이고, 2,6-비스[4-[N-(4-메톡시페닐)-N-페닐]아미노스티릴]나프탈렌-1,5-디카르보니트릴(BSN-BCN)이 40 체적 % 혼합된 8-퀴놀리놀/알루미늄 착물(Alq3)로 구성된다. 예를 들어, 자발광 소자(10R)의 전자 수송층(16D)은 두께가 5 nm 내지 300 nm이고, Alq3로 구성된다. 예를 들어, 자발광 소자(10R)의 전자 주입층(16E)은 두께가 0.3 nm 정도이고, LiF 또는 Li2O로 구성된다.
Figure pat00009
화학식 1에서, R1 내지 R6는, 각각, 수소, 할로겐, 히드록실기, 아미노기, 아릴아미노기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 비치환의 카르보닐기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 비치환의 카르보닐 에스테르기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 비치환의 알킬기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 비치환의 알케닐기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 비치환의 알콕실기, 탄소수 30 이하의 치환 또는 비치환의 아릴기, 탄소수 30 이하의 치환 또는 비치환의 헤테로사이클릭기, 니트릴기, 시아노기, 니트로기 또는 실릴기로부터 선택되는 치환기를 나타내고, 인접하는 Rm(m=1 내지 6)은 고리 구조를 통해서 서로 결합될 수 있다. X1 내지 X6은 각각 탄소 또는 질소 원자를 나타낸다.
구체적으로는, 자발광 소자(10R)의 정공 주입층(16A)은 화학식 2로 나타낸 재료로 구성되는 것이 바람직하다.
Figure pat00010
예를 들어, 자발광 소자(10G)의 정공 주입층(16A)은 두께가 5 nm 내지 300 nm이고, 화학식 1 또는 2로 나타낸 헥사아자트리페닐렌 유도체로 구성된다. 예를 들어, 자발광 소자(10G)의 정공 수송층(16B)은 두께가 5 nm 내지 300 nm 이고, α-NPD로 구성된다. 예를 들어, 자발광 소자(10G)의 발광층(16C)은 두께가 10 nm 내지 100 nm이고, 쿠마린 6이 1 체적% 혼합된 Alq3로 구성된다. 예를 들어, 자발광 소자(10G)의 전자 수송층(16D)은 두께가 5 nm 내지 300 nm이고, Alq3로 구성된다. 예를 들어, 자발광 소자(10G)의 전자 주입층(16E)은 두께가 0.3 nm 정도이고, LiF 또는 Li2O로 구성된다.
예를 들어, 자발광 소자(10B)의 정공 주입층(16A)은 두께가 5 nm 내지 300 nm이고, 화학식 1 또는 2로 나타낸 헥사아자트리페닐렌 유도체로 구성된다. 예를 들어, 자발광 소자(10B)의 정공 수송층(16B)은 두께가 5 nm 내지 300 nm이고, α-NPD로 구성된다. 예를 들어, 자발광 소자(10B)의 발광층(16C)은 두께가 10 nm 내지 100 nm이고, 스피로 6Φ(spiro 6Φ)로 구성된다. 예를 들어, 자발광 소자(10B)의 전자 수송층(16D)은 두께가 5 nm 내지 300 nm이고, Alq3로 구성된다. 예를 들어, 자발광 소자(10B)의 전자 주입층(16E)은 두께가 0.3 nm 정도이고, LiF 또는 Li2O로 구성된다.
예를 들어, 상부 전극(17)은 두께가 10 nm 정도이고, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca) 또는 나트륨(Na)의 합금으로 구성된다. 특히, 마그네슘과 은의 합금(Mg-Ag 합금)은, 박막 형태에서 어느 정도의 도전성과 작은 흡광도를 겸비하고 있으므로 바람직하다. Mg-Ag 합금의 마그네슘과 은의 비율은 특별히 한정되지 않지만, 두께비가 Mg:Ag=20:1 내지 1:1의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 대안적으로, 상부 전극(17)의 재료는 알루미늄(Al)과 리튬(Li)의 합금(Al-Li 합금)일 수도 있다.
상부 전극(17)은 또한 반투과성 반사층으로서 기능한다. 구체적으로, 자발광 소자(10R)는 공진기 구조 MC1을 가지므로, 발광층(16C)에 의해 발생된 광은 하부 전극과 상부 전극(14와 17) 사이에서 공진한다. 공진기 구조 MC1는, 중간층(18)과 전자 주입층(16E) 사이의 계면을 반투과성 반사면 P2로서, 그리고 유기층(16)을 공진부로서 사용하여, 발광층(16C)에 의해 발생된 광을 반사면 P1으로서의 하부 전극(14)과 유기층(16) 사이의 계면에 의해 공진시켜 반투과성 반사면 P2측으로부터 추출하는 것이다. 이러한 방식으로 자발광 소자(10R)가 공진기 구조 MC1을 가짐으로써, 발광층(16C)에 의해 발생된 광의 다중 간섭을 일으키고, 반투과성 반사면 P2측으로부터 추출되는 광의 스펙트럼의 반값폭(half value width)이 감소하고, 결과적으로 광의 피크 강도를 높일수 있다. 즉, 정면 방향으로 광방사 강도를 높일 수 있어, 발광의 색순도가 향상된다. 또한, 이러한 다중 간섭을 통해 제2 기판(21)으로부터 입사한 외광도 감쇠시킬 수 있으므로, 공진기 구조와 컬러 필터(23)의 조합 효과를 통해 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)에서의 외광의 반사율을 극도로 저감시킬 수 있다.
이를 달성하기 위해서는, 반사면 P1과 반투과성 반사면 P2 사이의 광학적 거리 L1이 수학식 9를 만족하는 것이 바람직하다.
Figure pat00011
수학식 9에서, L1은 반사면 P1과 반투과성 반사면 P2 사이의 광학적 거리를 나타내고, m은 차수(0 또는 자연수)를 나타내고, Φ은 반사면 P1에서의 반사광의 위상 시프트 Φ1과 반투과성 반사면 P2에서의 반사광의 위상 시프트 Φ2의 합(Φ=Φ1+Φ2)(rad)을 나타내고, λ는 반투과성 반사면 P2측으로부터 추출하고자 하는 광의 스펙트럼의 피크 파장을 나타낸다. 수학식 9에서, L1 및 λ는, 예를 들어, nm와 같이 동일한 단위로 표현되어야 한다.
반사면 P1과 반투과성 반사면 P2 사이에는, 추출광의 강도가 최대가 되는 위치(공진면)가 존재한다. 공진면은 m+1군데 존재한다. m=1 이상의 경우, 발광면이 반사면 P1에 가장 가까운 공진면에 위치하는 경우에서 발광 스펙트럼의 반값폭이 가장 넓다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)는 반투과성 반사면 P2를 구비하지 않고, 발광층(16C)에 의해 발생된 광을 반사면 P1 상에서 반사시켜, 반사광과 발광층(16C)에 의해 발생된 광 사이에 간섭을 일으키도록 설계될 수 있다.
이러한 경우에, 발광층(16C)은 반사광과 발광층(16C)에 의해 발생된 광이 간섭을 통해 서로 강화되는 위치(간섭 위치)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 반사면 P1과 간섭 위치 사이의 광학적 거리 L1은 수학식 10을 만족하는 것이 바람직하다.
Figure pat00012
수학식 10에서, L1은 반사면 P1과 간섭 위치 사이의 광학적 거리를 나타내고, m은 차수(0 또는 자연수)를 나타내고, Φ은 반사면 P1에서의 반사광의 위상 시프트 Φ(rad)를 나타내고, λ는 발광층(16C)에 의해 발생된 광이 상부 전극(17)측으로부터 방출될 때의 스펙트럼의 피크 파장을 나타낸다. 수학식 10에서, L1 및 λ는, 예를 들어, nm와 같이 동일한 단위로 표현되어야 한다.
이러한 공진기 구조 MC1을 갖거나 발광층(16C)에 의해 발생된 광과 반사면 P1 상의 반사광 사이의 간섭을 이용하는 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)에서는, 차수 m이 커짐에 따라, 휘도나 색도의 시야각 의존성, 즉, 정면 시야와 경사 시야 사이의 휘도나 색도 차가 커지는 경향이 있다. 일반 텔레비전 기기 등에 유기 EL 표시 장치를 사용하는 것을 가정했을 경우, 시야각에 따른 휘도 저하 및 색도 변화는 작은 것이 바람직하다.
광에서 시야각 특성만을 고려하면, m=0의 조건이 이상적이다. 그러나, 이러한 조건에서는, 유기층(16)의 두께가 얇으므로, 발광 특성에 부정적 영향을 초래하거나 하부 전극과 상부 전극(14와 17) 사이에 단락을 발생시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어, m=1의 조건을 이용하여 휘도나 색도의 시야각 의존성이 커지는 것을 피하고, 발광 특성의 저하나 단락의 발생을 억제한다. 예를 들어, 하부 전극(14)이 알루미늄 합금으로 구성되고, 상부 전극(17)이 Mg-Ag 합금으로 구성되는 경우, m=0에서는 청색의 자발광 소자(10B)의 유기층(16)의 두께는 80 nm 정도가 되는 반면, m=1에서는 190 nm 정도가 되므로, m=1에서 단락이 억제된다.
각 발광색의 공진기 구조 MC1의 공진기 효과 또는 간섭 효과는 상이한 광학 조건에서 발생하기 때문에, 각 발광색의 시야각 특성도 통상적으로 상이하다. 풀컬러 표시 장치에서는, 백색 또는 중간색이 단색광의 혼색에 의해 표시되기 때문에, 이러한 각 발광색의 단색의 시야각 특성의 차가 화이트 밸런스를 무너뜨려, 백색 또는 중간색의 색도가 시야각에 따라 변화한다.
전술된 바와 같이, 자발광 소자(10B)의 이격 거리 1/2(LBMB-LELB)는 다른 자발광 소자(10R 및 10G)의 이격 거리 1/2(LBMR-LELR) 및 1/2(LBMG-LELG)와는 상이하다. 따라서, 차광막(22)의 차광에 기인한 휘도 저하의 레벨을 각 색에서 상이하게 하여 공진기 구조 MC1의 공진기 효과 또는 간섭 효과에 기인하는 각 색의 시야각 특성의 차이를 저감시켜, 백색 또는 중간색의 시야각에 따른 색도 변화를 억제할 수 있다.
이러한 표시 장치(1)는, 예를 들어, 다음의 방식으로 제조될 수 있다.
우선, 구동 트랜지스터 Tr1를 포함하는 화소 구동 회로(140)를 상술한 재료를 포함하는 제1 기판(11) 상에 형성한 뒤, 기판의 전체 표면에 걸쳐 감광성 수지를 코팅하여 평탄화 절연막(13)을 형성하고, 노광 및 현상을 통해 평탄화 절연막(13)을 접속 구멍(13A)의 형상에 따라 소정의 형태로 패터닝한 뒤, 패터닝된 막을 소성한다.
다음으로, 예를 들어, 스퍼터링법에 의해, 상술한 재료를 포함하는 하부 전극(14)을 형성하고, 습식 에칭에 의해 하부 전극(14)을 선택적으로 제거하여 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)를 서로 분리시킨다.
다음으로, 제1 기판(11)의 전체 표면에 걸쳐 감광성 수지를 코팅한 뒤, 예를 들어, 포토리소그래피법에 의해 발광 영역에 대응하여 개구를 구비하고, 감광성 수지를 소성하여 전극간 절연막(15)을 형성한다.
그 후, 예를 들어, 진공 증착법에 의해, 유기층(16)에 있어, 전술된 바와 같은 두께를 갖고 재료를 포함하는 각각의 정공 주입층(16A), 정공 수송층(16B), 발광층(16C) 및 전자 수송층(16D)을 형성한다.
유기층(16)을 형성한 뒤, 예를 들어, 진공 증착법에 의해, 전술된 두께를 갖고 재료를 포함하는 상부 전극(17)을 형성한다. 이에 따라, 도 14 또는 도 15에 나타낸 바와 같이 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)가 형성된다.
다음으로, 예를 들어, CVD법 또는 스퍼터링법에 의해, 자발광 소자(10R, 10G 및 10B) 상에 상술한 재료를 포함하는 보호층(31)을 형성한다.
또한, 예를 들어, 상술한 재료를 포함하는 제2 기판(21) 상에 차광막(22)의 재료를 스핀 코팅 등에 의해 코팅한 뒤, 코팅된 재료를 포토리소그래피 기술에 의해 패터닝하고 소성하여 차광막(22)을 형성한다. 다음으로, 차광막(22)과 동일한 방식으로, 적색 필터(23R), 청색 필터(23B) 및 녹색 필터(23G)를 순차적으로 형성한다.
그 후, 보호층(31) 상에 접착층(32)을 형성하고, 접착층(32)을 통해 제2 기판(21)을 접합한다. 이것으로 도 12 내지 도 15에 나타낸 표시 장치(1)의 제조가 완료된다.
표시 장치(1)에서는, 주사선 구동 회로(130)로부터의 주사 신호는 기입 트랜지스터 Tr2의 게이트 전극을 거쳐 각 화소(10)에 공급되고, 신호선 구동 회로(120)로부터의 화상 신호는 기입 트랜지스터 Tr2를 거쳐 캐패시터 Cs에 저장된다. 구체적으로는, 캐패시터 Cs에 저장된 신호에 응답하여 구동 트랜지스터 Tr1의 온/오프 제어를 수행하여, 구동 전류 Id를 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)에 주입함으로써, 정공과 전자의 재결합을 통해 발광을 일으킨다. 광은 하부 전극(14)(반사면 P1)과 상부 전극(17)(반투과성 반사면 P2) 사이에서 다중 반사하고, 다중 반사된 광 또는 하부 전극(14)(반사면 P1) 상에서 반사된 광과, 발광층(16C)에 의해 발생된 광이, 간섭을 통해 서로 강화되어, 강화된 광이 상부 전극(17), 컬러 필터(23) 및 제2 기판(21)을 통해 추출된다.
이러한 방식으로, 적어도 하나의 발광색의 자발광 소자(10R)(10G 또는 10B)의 이격 거리 1/2(LBM-LEL)를 다른 발광색의 자발광 소자들의 이격 거리 1/2(LBM-LEL)와 상이하게 했기 때문에, 차광막(22)의 차광에 의해 발생하는 휘도 저하를 이용하여 각 색의 시야각 특성의 차를 저감시키고, 그 결과 백색 또는 중간색의 색도의 시야각 의존성을 저감시킬 수 있다. 이것은 특히, 공진기 구조 MC1를 구비하여 발광층(16C)에 의해 발생된 광을 하부 전극과 상부 전극(14와 17) 사이에서 공진시킨 경우 또는 발광층(16C)에 의해 발생된 광과 하부 전극(14)에서 반사된 광을 간섭시킨 경우를 포함하는 각 색의 시야각 특성이 서로 다른 경우에 적합하다.
또한, 차광막(22)을 구비함으로써 콘트라스트비를 높일 수 있다.
또한, 수명이 짧은 청색의 자발광 소자(10B)의 발광 영역(11B)의 폭을 증가시켜 수명을 연장한 경우에는, 발광 시간에 따른 휘도 저하와 차광막(22)의 차광에 의해 발생하는 휘도 저하의 양쪽 모두를, 전색에 걸쳐 거의 균일하도록 조정할 수 있고, 그 결과 백색 또는 중간색의 시야각에 따른 색도 변화를 억제할 수 있다.
변형예 1
도 16 및 도 17은 변형예 1에 따른 화소(10)의 평면 구성을 나타낸다. 변형예에서는, 하나의 자발광 소자(10R)(10G 또는 10B) 내에서 이격 거리 1/2(LBM-LEL)를 연속적으로 변화시킴으로써, 시야각에 따른 차광 영역 LS를 점차 변화시켜 시야각 특성을 미세하게 조정할 수 있다. 이것을 제외하고는, 변형예 1은 상술한 실시예와 동일한 구성, 동작 및 효과를 갖고, 실시예와 동일한 방식으로 제조될 수 있다.
변형예 1에서는, 하나의 자발광 소자(10R)(10G 또는 10B) 내에서 표시면 내 수평 방향의 이격 거리 1/2(LBM-LEL)를 연속적으로 변화시켰을 경우에 대하여 설명했지만, 하나의 자발광 소자(10R)(또는(10G 또는 10B) 내에서 표시면 내 수직 방향의 이격 거리를 연속적으로 변화시킬 수 있다. 또한, 하나의 자발광 소자(10R)(10G 또는 10B) 내에서 표시면 내 수평 및 수직 방향의 양쪽 이격 거리를 연속적으로 변화시킬 수 있다. 그러나, 도 16 또는 도 17에 나타낸 바와 같이, 표시면 내 수직 방향으로 길어진 발광 영역(11R, 11G 및 11B)을 갖는 화소(10)에서, 차광막(22)의 차광 영향은, 발광 영역(11R, 11G 및 11B)의 폭이 좁은 수평 방향에서는 크고, 수직 방향에서는 작다. 따라서, 하나의 자발광 소자(10R)(10G 또는 10B) 내에서 차광 영향이 큰 수평 방향의 이격 거리만을 연속적으로 변화시킬 경우에도 충분한 효과가 얻어진다.
모듈 및 적용예
다음으로, 상술한 실시예에서 설명된 표시 장치의 적용예에 대해서 설명한다. 실시예에 따른 표시 장치는, 텔레비전 기기, 디지털 카메라, 개인용 노트북 컴퓨터, 휴대 전화 등의 휴대 단말기 및 비디오 카메라 등의 외부로부터 입력된 영상 신호 또는 내부에서 생성된 영상 신호를 화상 또는 영상으로서 표시하는 임의의 분야의 전자 장치의 표시 장치에 적용될 수 있다.
모듈
실시예에 따른 표시 장치는, 예를 들어, 도 18에 나타낸 모듈로서, 후술하는 적용예 1 내지 5 등의 여러 전자 기기에 설치될 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(11)의 한쪽에 제2 기판(21) 및 접착층(32)으로부터 노출된 영역(210)을 구비하고, 신호선 구동 회로(120) 및 주사선 구동 회로(130)의 배선을 연장함으로써 노출 영역(210) 상에 외부 접속 단자(도시하지 않음)를 형성하도록 모듈을 형성한다. 외부 접속 단자에는 신호의 입력 및 출력을 위한 플렉시블 인쇄 회로(FPC;220)가 구비될 수도 있다.
적용예 1
도 19는 실시예에 따른 표시 장치를 이용한 텔레비전 기기의 외관을 나타낸다. 텔레비전 기기는, 예를 들어, 프론트 패널(310) 및 필터 글래스(320)를 포함하는 영상 표시 스크린(300)을 갖고, 영상 표시 스크린(300)은 실시예에 따른 표시 장치로 구성된다.
적용예 2
도 20a 및 도 20b는 실시예에 따른 표시 장치를 이용한 디지털 카메라의 외관을 나타낸다. 디지털 카메라는, 예를 들어, 플래시용 발광부(410), 표시부(420), 메뉴 스위치(430) 및 셔터 버튼(440)을 갖고, 표시부(420)는 실시예에 따른 표시 장치로 구성된다.
적용예 3
도 21은 실시예에 따른 표시 장치를 이용한 개인용 노트북 컴퓨터의 외관을 나타낸다. 개인용 노트북 컴퓨터는, 예를 들어, 본체(510), 문자 등의 입력 조작을 위한 키보드(520) 및 화상을 표시하는 표시부(530)를 갖고, 표시부(530)는 실시예에 따른 표시 장치로 구성된다.
적용예 4
도 22는 실시예에 따른 표시 장치를 이용한 비디오 카메라의 외관을 나타낸다. 비디오 카메라는, 예를 들어, 본체부(610), 본체부(610)의 전방 측면에 구비된 피사체 촬영용 렌즈(620), 촬영시 사용되는 시작/정지 스위치(630) 및 표시부(640)를 갖는다. 표시부(640)는 실시예에 따른 표시 장치로 구성된다.
적용예 5
도 23a 내지 도 23g는 실시예에 따른 표시 장치를 이용한 휴대 전화기의 외관을 나타낸다. 예를 들어, 휴대 전화기는 힌지부(730)로 상측 하우징(710)을 하측 하우징(720)에 연결하여 형성되며, 표시부(740), 서브 표시부(750), 픽처 라이트(760) 및 카메라(770)로 구성된다. 표시부(740) 또는 서브 표시부(750)는 실시예에 따른 표시 장치로 구성된다.
이상, 실시예를 들어서 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니고, 다양하게 변형되거나 대체될 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 설명된 각 층의 재료 및 두께, 또는 그 성막 방법 및 성막 조건 등은 한정되는 것이 아니고, 다른 재료 및 다른 두께, 또는 다른 성막 방법 및 다른 성막 조건이 사용될 수 있다.
또한, 실시예에서 자발광 소자(10R, 10G 및 10B)의 구체적 구성을 들어서 설명했지만, 그 구성의 모든 층을 구비할 필요는 없고, 추가로 다른 층을 더 구비할 수도 있다
또한, 실시예에서는, 액티브-매트릭스형 표시 장치의 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 패시브-매트릭스형 표시 장치에 적용될 수 있다. 또한, 액티브-매트릭스 구동을 위한 화소 구동 회로의 구성은 실시예에서 설명된 구성에 한정되지 않고, 필요에 따라 용량 소자나 트랜지스터를 추가할 수 있다. 이러한 경우, 화소 구동 회로의 변경에 따라, 신호선 구동 회로(120)와 주사선 구동 회로(130) 이외에 필요한 구동 회로를 추가할 수 있다.
본 출원은 2009년 8월 18일에 일본 특허청에 출원된 일본 우선권 특허 출원 JP2009-189445에 개시된 것과 관련된 요지를 포함하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 원용된다.
당업자라면, 첨부된 청구 범위 또는 그들의 균등물의 범위 내에 있는 한, 설계 요건 및 다른 요소에 따라 다양한 변형, 조합, 서브-조합 및 치환이 가능하다는 것을 이해해야 한다.
1: 표시 장치
10R, 10G 및 10B: 자발광 소자
11R, 11G 및 11B: 발광 영역
22: 차광막
12: 평탄화 절연막
14: 하부 전극
15: 전극간 절연막

Claims (22)

  1. 제1 기판과,
    상기 제1 기판 상에, 복수의 화소 각각에 대응하여 형성된 복수의 유기 EL 발광 소자와,
    상기 복수의 유기 EL 발광 소자의 광추출측에 형성된 차광막과,
    상기 복수의 유기 EL 발광 소자에 대응하여 형성된 복수의 컬러 필터
    를 포함하고,
    상기 복수의 유기 EL 발광 소자는, 제1 화소에 대응하는 제1 유기 EL 발광 소자와, 제1 화소로부터 제1 방향에 인접하여 형성된, 제2 화소에 대응하는 제2 유기 EL 발광 소자를 갖고,
    제1 화소와 제2 화소는 서로 다른 색에 대응하는 화소이며,
    상기 제1 유기 EL 발광 소자에 대응하여, 해당 유기 EL 발광 소자로부터 보아 상기 제1 방향에 형성된 상기 차광막의 제1 단부는, 제1 형상을 갖고 있고,
    상기 제2 유기 EL 발광 소자에 대응하여, 해당 유기 EL 발광 소자로부터 보아 상기 제1 방향에 형성된 상기 차광막의 제2 단부는, 제1 형상과 다른 제2 형상을 갖고 있으며,
    상기 제1 형상은, 상기 제1 유기 EL 발광 소자의 발광 영역으로부터 상기 제1 단부까지의 표시면 방향의 이격 거리가, 연속적으로 변화하는 부분을 갖도록 구성되는, 표시 장치.
  2. 제1 기판과,
    상기 제1 기판 상에, 복수의 화소 각각에 대응하여 형성된 복수의 유기 EL 발광 소자와,
    상기 복수의 유기 EL 발광 소자의 광추출측에 형성된 차광막과,
    상기 복수의 유기 EL 발광 소자에 대응하여 형성된 복수의 컬러 필터
    를 포함하고,
    상기 복수의 유기 EL 발광 소자는, 제1 화소에 대응하는 제1 유기 EL 발광 소자와, 제1 화소로부터 제1 방향에 인접하여 형성된, 제2 화소에 대응하는 제2 유기 EL 발광 소자를 갖고,
    제1 화소와 제2 화소는 서로 다른 색에 대응하는 화소이며,
    상기 제1 유기 EL 발광 소자에 대응하여, 해당 유기 EL 발광 소자로부터 보아 상기 제1 방향에 형성된 상기 차광막의 제1 단부는, 제1 형상을 갖고 있고,
    상기 제2 유기 EL 발광 소자에 대응하여, 해당 유기 EL 발광 소자로부터 보아 상기 제1 방향에 형성된 상기 차광막의 제2 단부는, 제1 형상과 다른 제2 형상을 갖고 있으며,
    상기 제1 형상은 오목부 또는 볼록부를 갖고 있는, 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 방향으로 연장하는, 상기 복수의 화소에 화상 신호를 공급하는 복수의 신호선과,
    상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장하는, 상기 복수의 화소에 주사 신호를 공급하는 복수의 주사선,
    을 더 포함하는, 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 형상은, 상기 제2 방향에 따라 직선 형상인, 표시 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 형상은, 상기 제2 유기 EL 발광 소자의 발광 영역의 단부로부터 상기 제2 단부까지의 표시면 방향의 이격 거리가 일정하도록 직선 형상으로 정해져 있는, 표시 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차광막은 연속적으로 형성되고, 상기 복수의 유기 EL 발광 소자 각각에 대응하여 개구가 형성되어 있는, 표시 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제2 기판
    을 더 포함하고,
    상기 차광막은, 상기 제2 기판에 형성되고,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판은, 서로 접합되어 있는, 표시 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 차광막은,
    상기 제1 유기 EL 발광 소자에 대응하여, 상기 제2 방향에 형성된 제3 단부와,
    상기 제2 유기 EL 발광 소자에 대응하여, 상기 제2 방향에 형성된 제4 단부
    를 갖고,
    상기 제1 유기 EL 발광 소자의 발광 영역의 단부로부터 상기 제3 단부까지의 표시명 방향의 이격 거리와, 상기 제2 유기 EL 발광 소자의 발광 영역의 단부로부터 상기 제4 단부까지의 표시면 방향의 이격 거리는, 실질적으로 동일한, 표시 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차광막은 금속을 포함하는, 표시 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차광막은 수지를 포함하는, 표시 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제2 형상은 직선으로만 이루어진, 표시 장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 유기 EL 발광 소자의 발광 영역의 크기는, 상기 제2 유기 EL 발광 소자의 발광 영역의 크기와 다른, 표시 장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 기판 상에 형성되고, 상기 복수의 유기 EL 발광 소자를 구동하도록 구성된 화소 구동 회로
    를 더 포함하는, 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 기판, 상기 화소 구동 회로, 상기 복수의 유기 EL 발광 소자, 상기 차광막은, 이 순서로 적층하여 형성되어 있는, 표시 장치.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성된 중간층
    을 더 포함하는, 표시 장치.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 제3 단부와, 상기 제4 단부는, 실질적으로 일직선 상에 배치되어 있는, 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제3 단부와, 상기 제4 단부는, 상기 제2 방향으로 실질적으로 일직선 형상으로 배치되어 있는, 표시 장치.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 유기 EL 발광 소자와 상기 제2 유기 EL 발광 소자 각각은, 제1 전극과, 발광층을 갖는 유기층과, 제2 전극을 구비하고,
    상기 하부 전극과 상기 유기층 사이에 형성된 전극간 절연막에 의해, 각각의 발광 영역이 규정되어 있는, 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 전극은 반사층을 포함하고, 상기 제2 전극은 반투과성 반사막을 포함하는, 표시 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 전극과, 상기 유기층과, 상기 제2 전극은, 상기 제1 기판측으로부터 순서대로 형성되어 있는, 표시 장치.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 제1 유기 EL 발광 소자와 상기 제2 유기 EL 발광 소자 각각은 공진기 구조를 갖는, 표시 장치.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 발광 영역의 표시면 내 수직 방향의 치수는, 상기 발광 영역의 표시면 내 수평 방향의 치수보다 큰, 표시 장치.
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