説明

電界発光ディスプレイ装置

【課題】電界発光ディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】基板と、基板の上部に備わった第1電極と、第1電極の上部に備わり、第1電極と対向した第2電極と、第1電極及び第2電極間に介在された、発光層を含む中間層と、基板と第1電極との間及び第2電極の上部のうち少なくともいずれか一方に備わった色変換層と、発光層と色変換層との間に介在された光共振調整層とを備えることを特徴とする電界発光ディスプレイ装置である。これにより、該電界発光ディスプレイ装置は、光取り出し効率及び輝度が向上しつつも製造が容易である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電界発光ディスプレイ装置に係り、さらに詳細には、光取り出し効率及び輝度が向上しつつも、製造が容易である電界発光ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電界発光(EL)ディスプレイ装置の光取り出し効率(ηex:external light coupling efficiency)は次の通り示される。
【0003】
【数1】

【0004】
前記数式1で、ηinとηoutは、それぞれ内部量子効率と外部量子効率とを表し、ηinは、各層内部で自発的に消滅するところにより決定され、ηoutは、各層間での全反射、すなわち光が屈折率の高い層から屈折率の低い層に入射するときに臨界角以上に入射して全反射を起こし、外部に取り出されることが阻害されることまで考慮されて決定されるものである。ELディスプレイ装置の場合、発光層から発生した光が外部に取り出されるまで多くの層を経由するが、その結果各層の屈折率によって外部に取り出されない光が存在するようになる。
【0005】
前記数式1において、発光層から放出された光が外部に取り出されるとき、各層間での全反射を考慮した外部量子効率、すなわち透光効率ηoutは、次の式のように表すことができる。
【0006】
【数2】

【0007】
前記数式2で、Nは、各層の屈折率である。前記数式2に基づいて、屈折率がほぼ1.5である層から屈折率がほぼ1.2である層に光が進むときの透光効率を計算すれば、ほぼ32%となる。すなわち、前記界面に進入した光のほぼ70%の光が外部に取り出されずに消滅してしまうということが分かる。
【0008】
前記のような光取り出し効率の低下を防止するために、様々な試みがなされてきた。
特許文献1には、無機EL素子が形成されている透光性基板の外側表面に、無機EL素子と同等ないしそれ以上のサイズを有する集光用のマイクロレンズを複数個設けた無機EL装置が開示されている。透光性基板と空気との界面に臨界角以上の角度で入射した光がマイクロレンズ内では、臨界角以下の入射角を有するようにして全反射を減らし、光の射出方向を所定の方向に向け、その方向での輝度を向上させようとするものである。しかし、前記発明は、EL素子が面光源であるために、該当EL素子と同等、またはそれ以上のサイズを有するマイクロレンズを利用した場合には、集光されずに、むしろ拡散されるEL光が必然的に生じ、また隣接したEL素子による像との重複により、像の鮮明度が低下してしまうという問題点がある。
【0009】
特許文献2には、厚さ方向に、周上に周囲より屈折率の大きい材料から形成されている高屈折率部を有している基板に形成されたEL素子が開示されている。EL素子の光を高屈折率部を通過させて射出させ、光取り出し効率を向上させようとするものである。しかし、前記発明は、高屈折率部を通過したEL光が、前記特許文献2の図1に図示されているように拡散光であるから、正面視で輝度が大きく向上しないという問題点がある。
【0010】
特許文献3には、有機EL素子を構成している下部電極と透光性基板の外側表面との間に、1枚あるいは複数の集光用レンズが形成され、前記有機EL素子と前記集光用レンズとが対応するように設けられていることを特徴とする有機EL発光装置が開示されている。集光用レンズを通過したEL素子の光を基板と空気との界面に臨界角以下で入射させ、光取り出し効率を向上させようとするものである。しかし、前記発明は、隣接したEL素子による像との重複により、像の鮮明度が低下してしまうという問題点がある。
【特許文献1】特開平04−192290号公報
【特許文献2】特開平07−037688号公報
【特許文献3】特開平10−172756号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、前記のような問題点を含めてさまざまな問題点を解決するためのものであり、光取り出し効率及び輝度が向上しつつも製造が容易であるELディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
前記のような目的及びそれ以外のさまざまな目的を達成するために、本発明は、基板と、前記基板の上部に備わった第1電極と、前記第1電極の上部に備わり、前記第1電極と対向した第2電極と、前記第1電極及び前記第2電極間に介在された、発光層を含む中間層と、前記基板と前記第1電極との間及び前記第2電極の上部のうち少なくともいずれか一方に備わった色変換層と、前記発光層と前記色変換層との間に介在された光共振調整層とを備えることを特徴とするELディスプレイ装置を提供する。
【0013】
かかる本発明の他の特徴によれば、前記発光層は、青色の光を放出する発光層でありうる。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記色変換層は、前記発光層から放出された光を赤色、緑色及び青色のいずれかの光に変換させる層でありうる。
【0014】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記光共振調整層は、単一層でありうる。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記光共振調整層の屈折率は、前記光共振調整層の上面に備わった層の屈折率及び前記光共振調整層の下面に備わった層の屈折率より小さくありうる。
【0015】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記光共振調整層は、二層以上の層を備えうる。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記光共振調整層は、高屈折率の層と低屈折率の層とを交互に備えるものとすることができる。
【0016】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記色変換層は、前記基板と前記第1電極との間に備わり、前記光共振調整層は、前記色変換層と前記第1電極との間に備わるものとすることができる。
【0017】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記色変換層は、前記第2電極の上部に備わり、前記光共振調整層は、前記第2電極と前記色変換層との間に備わるものとすることができる。
【0018】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記色変換層は、前記基板と前記第1電極との間及び前記第2電極の上部にそれぞれ備わり、前記光共振調整層は、前記基板と前記第1電極との間に備わった色変換層と前記第1電極との間、及び前記第2電極の上部の色変換層と前記第2電極との間にそれぞれ備わるものとすることができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明のELディスプレイ装置によれば、次のような効果を得ることができる。
第一に、単一の光共振調整層の屈折率がその上下部の層の屈折率より大きいか、または小さくすることにより、発光層から発生した光の取り出し効率を向上させ、ディスプレイ装置の輝度を向上させることができる。
【0020】
第二に、低屈折率の層と高屈折率の層とが交互に備わった複数個の層構造を有する光共振調整層を利用し、光共振調整層の製造を容易にできる。
第三に、発光層が単一な波長の光を放出させ、色変換層を利用してフルカラーディスプレイ装置を具現し、前記発光層と前記色変換層との間に光共振調整層を介在させることにより、単一厚さの光共振調整層を備えることにより、製造工程を容易にし、かつ生産コストを節減させて収率の上昇を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明すれば、次の通りである。
図1は、本発明の望ましい第1実施形態によるELディスプレイ装置を概略的に図示する断面図である。
【0022】
ELディスプレイ装置は、その画素の発光を制御する方式により、単純マトリックスタイプの受動駆動型(PM:Passive Matrix)ELディスプレイ装置と、薄膜トランジスタ(TFT)を備えた能動駆動型(AM:Active Matrix)ELディスプレイ装置とに分けられるが、本実施形態によるELディスプレイ装置は、AM ELディスプレイ装置である。
【0023】
図1を参照すれば、基板102の上部に第1電極131が備わっており、前記第1電極131の上部に、前記第1電極131と対向した第2電極134が備わり、前記第1電極131及び前記第2電極134間に、発光層を含む中間層133が備わる。そして、前記第1電極131には、少なくとも1つのTFTが備わり、必要によって、キャパシタなどがさらに備わることもある。
【0024】
前記基板102には、透明なガラス材が用いられ得るが、それ以外にも、アクリル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、マイラー(Mylar)、その他のプラスチック材料が用いられ得る。前記基板102の上には、基板の平滑性を保持して不純物の侵入を防止するために、SiOなどでバッファ層(図示せず)を備えることも可能である。
前記第1電極131は、アノード電極の機能を果たし、前記第2電極134は、カソード電極の機能を果たす。もちろん、前記第1電極131と前記第2電極134の極性は、反対になってもよい。
【0025】
後述するように、本実施形態によるELディスプレイ装置は、前記基板102側に光が取り出される、いわゆる背面発光型ELディスプレイ装置である。従って、前記第1電極131は、ITO、IZO、ZnOまたはInなどから形成される透明電極になる。前記第1電極131は、副画素に対応するように備わりうる。そして、前記第2電極134は、反射型電極として備わるが、Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg及びそれらの化合物を蒸着して形成する。前記第2電極134は、各副画素に対応するように、または全面に備わりうる。後述する実施形態においても、背面発光型ELディスプレイ装置の場合には、前記のような構造を取ることができ、それ以外にも多様な変形が可能であることはいうまでもない。
【0026】
前述のように、前記第1電極131には、TFTが連結されるが、前記TFTは、半導体層122と、前記半導体層122の上部に形成されたゲート絶縁膜123と、前記ゲート絶縁膜123の上部のゲート電極124とを備える。前記ゲート電極124は、TFTオン/オフ信号を印加するゲートライン(図示せず)と連結されている。そして、前記ゲート電極124が形成される領域は、半導体層122のチャンネル領域に対応する。もちろん、TFTは、図1に図示されているような構造に限定されるものではなく、有機TFTなど多様なTFTが備わることが可能であることはいうまでもない。
【0027】
前記ゲート電極124の上部には、層間絶縁膜125が形成され、コンタクトホールを介してソース電極126とドレーン電極127とがそれぞれ半導体層122のソース領域及びドレーン領域に接するように形成される。
【0028】
前記ソース電極126及びドレーン電極127の上部には、SiOなどからなる平坦化膜128または保護膜128が備わり、前記平坦化膜128の上部には、アクリル、ポリイミドなどによる画素定義膜129が備わっている。
【0029】
そして、たとえ図面に図示されていないとしても、前記TFTには、少なくとも1つのキャパシタが連結される。そして、かかるTFTを含む回路は、必ずしも図1に図示されている例に限定されるものではなく、多様に変形可能であることはいうまでもない。
【0030】
一方、前記ドレーン電極127がEL素子に連結される。前記EL素子のアノード電極になる第1電極131は、前記平坦化膜128の上部に形成されており、その上部には、絶縁性の画素定義膜129が形成されており、前記画素定義膜129に備わった所定の開口部に発光層を含んだ中間層133が形成される。図1には、前記中間層133が前記副画素だけに対応するようにパターニングされているものとして図示されているが、それは各副画素の構成を説明するために、便宜上このように図示したものであり、前記中間層133は、隣接した副画素の中間層と一体に形成可能であることはいうまでもない。
【0031】
前記中間層133は、有機物または無機物が備わり、有機物の場合には、低分子または高分子の有機物が備わりうる。低分子有機物を使用する場合、ホール注入層(HIL:Hole Injection Layer)、ホール輸送層(HTL:Hole Transport Layer)、有機発光層(EML:EMission Layer)、電子輸送層(ETL:Electron Transport Layer)、電子注入層(EIL:Electron Injection Layer)などが単一あるいは複合の構造に積層されて形成され、使用可能な有機材料も、銅フタロシアニン(CuPc)、N,N−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N'−ジフェニル−ベンジジン(NPB)、トリス−8−ヒドロキシキノリンアルミニウム(Alq3)などを始めとして多様に適用可能である。それら低分子有機物は、前述したようなパターンで備わり、前述したようなマスクを利用して真空蒸着の方法で形成される。
【0032】
高分子有機物の場合には、ほぼホール輸送層(HTL)及び発光層(EML)で構成された構造を有することができ、そのとき、前記ホール輸送層としてポリ−3,4エチレンジオキシチオフェン(PEDOT)を使用し、発光層としてポリフェニレンビニレン(PPV)系及びポリフルオレン系などの高分子有機物質を使用する。
【0033】
前記中間層133の構造及び材料などについての説明は、後述する実施形態においても同一に適用され、もちろん、その変形も可能であることはいうまでもない。
そして、基板102上に形成されたEL素子は、対向部材(図示せず)により密封される。対向部材は、前記基板102と同様に、ガラスまたはプラスチック材で構成されうるが、それ以外にも、メタルキャップなどで形成されることもある。
【0034】
一方、前記基板102と前記第1電極131との間、及び前記第2電極134の上部のうち、少なくともいずれか一方に色変換層が備わるが、本実施形態によるELディスプレイ装置は、図1に図示されているように、前記基板102と前記第1電極131との間に色変換層111が備わり、前記中間層133に含まれた発光層から放出された光が前記基板102を介して外部に取り出される、いわゆる背面発光型ELディスプレイ装置である。
【0035】
そして、前記中間層133に含まれた発光層と前記色変換層111との間に、光共振調整層が備わる。本実施形態によるELディスプレイ装置の場合には、図1に図示されているように、前記色変換層111の、前記発光層を含む中間層133側の面上に光共振調整層112が備わる。もちろん、図1に図示されているように、前記中間層133に含まれた発光層と前記色変換層111との間には、多様な層が備わっている。従って、前記光共振調整層は、図1に図示されているものとは異なり、かかる層間のうちどこにでも備わりうることは、いうまでもない。例えば、光共振調整層が前記第1電極131の前記基板102側の面上に備わることもある。それは、後述する実施形態においても同一である。
【0036】
そのとき、前記中間層133に含まれた発光層は、単色の光を放出する発光層であり、前記色変換層111は、前記発光層から放出された光を赤色、緑色及び青色のいずれかの光に変換させる層である。このとき、前記中間層133に含まれた発光層は、青色の光を放出する発光層とすることができる。この場合、前記色変換層111は、青色の光を赤色または緑色に変換させるか、またはそのまま透過させる役割を果たせる。
【0037】
そして、本実施形態によるELディスプレイ装置に備わった光共振調整層112は、単一層であり、前記光共振調整層112の屈折率は、前記光共振調整層112の上面に備わった層の屈折率及び前記光共振調整層112の下面に備わった層の屈折率より小さくなっている。本実施形態によるELディスプレイ装置の場合、前記光共振調整層112の下面に備わった層は、色変換層111であり、前記光共振調整層112の上面に備わった層は、ゲート絶縁膜123である。もちろん、前述のように、前記光共振調整層112を他の層間に備えることができることは、いうまでもない。
【0038】
前記のような構造において、前記中間層133に含まれた発光層から放出された光が、前記光共振調整層112内で建設的干渉を発生させれば、その強度が増幅され、このように増幅された光が前記色変換層111及び基板102を経て外部に取り出され、それによって光取り出し効率及び輝度を上昇させる。
【0039】
前記色変換層111の屈折率及び前記ゲート絶縁膜123の屈折率は、ほぼ1.5であるから、前記光共振調整層112の材料は、屈折率が1.5以上の材料を使用すればよい。そのために、SiN、TiO、Nb、またはTaのような高屈折粒子が分散されているゾルゲル材料を使用できる。
【0040】
一方、前述したような光共振調整層112を備えたELディスプレイ装置において、中間層に含まれた発光層がそれぞれ赤色、緑色または青色の光を放出する発光層ではなく、単色の光を放出する発光層にして、前記発光層から放出された光の色を変換させるための別途の色変換層111を備えさせているが、これは製造を便利にするためである。
【0041】
すなわち、前述のように、光共振調整層112の内部で光を建設的に干渉させねばならないが、そのためには、前記光共振調整層112内の光の位相が一致せねばならず、それは、前記光共振調整層112の厚さを調節することによって可能になる。そのための前記光共振調整層112の厚さは、前記光共振調整層112内の光の波長により決定されるが、従って、前記光共振調整層112内の光は、単一波長の光でなければならない。従って、各副画素別に異なる色の光、すなわち異なる波長の光を放出するならば、各副画素別に光共振調整層の厚さが異ならなければならず、それは、製造工程を複雑にし、かつ原価を上昇させ、収率の下落を誘発する。
【0042】
よって、本実施形態の他のELディスプレイ装置においては、あらゆる副画素に同じ色の光、すなわち同じ波長の光を放出させ、前記単一波長の光を増幅させる厚さで光共振調整層を形成させ、前記光共振調整層を経て増幅された光に色変換層を経由させて、フルカラーのイメージを再現させることにより、製造工程を単純にし、かつ原価を節減させて収率の向上を図ることができる。
【0043】
このとき、前記光共振調整層112は、各副画素に対応させることもあり、各画素に対応させることもあり、前画素にかけて一体に形成させることもある。
図2は、本発明の望ましい第2実施形態によるAM ELディスプレイ装置を概略的に図示する断面図である。
【0044】
図2を参照すれば、基板202の上部に第1電極231が備わっており、前記第1電極231の上部に、前記第1電極231と対向した第2電極234が備わり、前記第1電極231及び前記第2電極234間に、発光層を含む中間層233が備わる。そして、前記第1電極231には、少なくとも1つのTFTが備わり、必要に応じて、キャパシタなどがさらに備わることもある。前記基板202上には、基板の平滑性を保持して不純物の侵入を防止するために、SiOなどでバッファ層(図示せず)を備えることもある。
【0045】
このとき、前記基板202と前記第1電極231との間、及び前記第2電極234の上部のうち、少なくともいずれか一方に色変換層が備わるが、本実施形態によるELディスプレイ装置は、図2に図示されているように、前記基板202と前記第1電極231との間に色変換層211が備わり、前記中間層233に含まれた発光層から放出された光が前記基板202を介して外部に取り出されるいわゆる背面発光型ELディスプレイ装置である。
【0046】
そして、前記中間層233に含まれた発光層と前記色変換層211との間に光共振調整層が備わる。本実施形態によるELディスプレイ装置の場合には、図2に図示されているように、前記色変換層211の前記発光層を含む中間層233側の面上に光共振調整層212が備わる。もちろん、図2に図示されているように、前記中間層233に含まれた発光層と前記色変換層211との間には多様な層が備わっている。従って、前記光共振調整層は、図2に図示されているものと異なって、このような層間のうちどこにでも備わりうることは、いうまでもない。
【0047】
このとき、前記中間層233に含まれた発光層は、単色の光を放出する発光層であり、前記色変換層211は、前記発光層から放出された光を赤色、緑色及び青色のいずれかの光に変換させる層である。このとき、前記中間層233に含まれた発光層は、青色の光を放出する発光層とすることができる。その場合、前記色変換層211は、青色の光を赤色または緑色に変換させるか、またはそのまま透過させる役割を果たせる。
【0048】
本実施形態によるELディスプレイ装置が前述した第1実施形態によるAM ELディスプレイ装置と異なる点は、前記光共振調整層212が単一層でない二層以上の層212a,212bを備える多層構造の光共振調整層であるということである。図2には、前記光共振調整層212が二層を備えていると図示されているが、さらに多くの層を備えることもある。このとき、前記光共振調整層212は、低屈折率の層と高屈折率の層とを交互に備えるようにすることができる。すなわち、図2に図示されているように、前記光共振調整層212が二層を備える場合、上部の層212aは、第1電極231の屈折率より小さな低屈折率の層とし、その下部の層212bは、その屈折率が前記上部の層212aの屈折率より大きい高屈折率の層とすることができる。もちろん、かかる構造の多層構造の光共振調整層212ならば、前述のように、他の層間に備えることができることは、いうまでもない。
【0049】
前述した第1実施形態によるAM ELディスプレイ装置の場合、単一層である光共振調整層112の屈折率がその上下部の層の屈折率より小さな屈折率を有するようにすることにより、前記光共振調整層112の内部で光共振を起こして光を増幅させ、外部に取り出し得る。その場合、光共振を良好に起こすためには、前記光共振調整層の屈折率とその上下部の層との屈折率の差が大きいほど好ましい。前記のような光共振調整層212の材料として、高屈折率の層の材料としては、屈折率がほぼ1.5以上のSiN、TiO、Nb、またはTaのような粒子が分散されているゾルゲル材料を使用できる。そして、低屈折率の層の材料としては、屈折率がほぼ1.5以下のシリケートマトリックス、メチルシロキサンポリマー、シロキサン、またはTi−O−Siのような材料、アクリルポリマーまたはエポキシポリマーのようなポリマー、SiO、HfO、Alのような酸化物、そしてMgF、CaFのようなフッ化物などを挙げることができる。
【0050】
そして、本実施形態によるAM ELディスプレイ装置の場合にも、製造上の便宜のために、中間層233に含まれた発光層がそれぞれ赤色、緑色または青色の光を放出する発光層ではなく、単一波長の光を放出する発光層になるようにして、前記単一波長の光を増幅させる厚さで光共振調整層212を形成させ、前記光共振調整層212を経て増幅された光に色変換層211を経由させ、フルカラーのイメージを再現させることにより、製造工程を単純にし、かつ原価を節減させて収率の向上を図ることができる。
【0051】
このとき、前記光共振調整層212は、各副画素に対応させることもでき、各画素に対応させることもでき、前画素にかけて一体に形成させることもできる。
図3は、本発明の望ましい第3実施形態によるPM ELディスプレイ装置を概略的に図示する断面図である。
【0052】
図3を参照すれば、基板302の上部に第1電極331が備わっており、前記第1電極331の上部に、前記第1電極331と対向した第2電極334が備わり、前記第1電極331及び前記第2電極334間には、発光層を含む中間層333が備わる。前記基板302上には、基板の平滑性を保持して不純物の侵入を防止するためにSiOなどバッファ層(図示せず)を備えることもある。
【0053】
このとき、前記基板302と前記第1電極331との間及び前記第2電極334の上部のうち、少なくともいずれか一方に色変換層が備わるが、本実施形態によるELディスプレイ装置は、図3に図示されているように、前記基板302と前記第1電極331との間に色変換層311が備わり、前記中間層333に含まれた発光層から放出された光が前記基板302を介して外部に取り出される、いわゆる背面発光型ELディスプレイ装置である。
【0054】
そして、前記中間層333に含まれた発光層と前記色変換層311との間に光共振調整層が備わる。本実施形態によるELディスプレイ装置の場合には、図3に図示されているように、前記色変換層311の前記発光層を含む中間層333側の面上に光共振調整層312が備わる。もちろん、前記中間層333に含まれた発光層と前記色変換層311との間には、多様な層が備わりうる。従って、前記光共振調整層は、このような層間のうち、どこにも備わりうることは、いうまでもない。
【0055】
このとき、前記中間層333に含まれた発光層は、単色の光を放出する発光層であり、前記色変換層311は、前記発光層から放出された光を赤色、緑色及び青色のいずれかの光に変換させる層である。このとき、前記中間層333に含まれた発光層は、青色の光を放出する発光層とすることができる。その場合、前記色変換層311は、青色の光を赤色または緑色に変換させるか、またはそのまま透過させる役割を果たせる。
【0056】
本実施形態によるELディスプレイ装置が前述した第1実施形態によるAM ELディスプレイ装置と異なる点は、PM ELディスプレイ装置であるという点である。すなわち、前述した第1実施形態によるELディスプレイ装置は、EL素子に少なくとも1つのTFTが備わって各副画素の発光を各TFTを利用して調節したが、本実施形態によるELディスプレイ装置の場合には、所定のパターン、例えばストライプパターンで備わった第1電極331と第2電極334とにより各副画素の発光を調節する。
【0057】
本実施形態によるELディスプレイ装置のEL素子の構造を簡単に説明すれば、まず、前記基板302の上部に第1電極331が所定のパターン、例えばストライプパターンで形成される。そして、前記第1電極331の上部に発光層を含む中間層333及び第2電極334が順に形成される。前記第1電極331の各ライン間には、絶縁層332がさらに備わり、前記第2電極334は、前記第1電極331のパターンと直交するパターンで形成可能である。そして、前記第2電極334のパターンのために、前記第1電極331と直交するパターンとして別途の絶縁層(図示せず)がさらに備わることもある。前記のような構造において、前記第1電極331、前記第2電極334及び前記中間層333の構造及び材料は前述した通りである。
【0058】
前記のような構造において、本実施形態によるELディスプレイ装置に備わった光共振調整層312は、単一層であり、前記光共振調整層312の屈折率は、前記光共振調整層312の上面に備わった層の屈折率及び前記光共振調整層312の下面に備わった層の屈折率より大きくなっている。本実施形態によるELディスプレイ装置の場合、前記光共振調整層312の下面に備わった層は、色変換層311であり、前記光共振調整層312の上面に備わった層は、第1電極331または絶縁層332である。もちろん前述のように、前記光共振調整層312を他の層間に備えることができることは、いうまでもない。
【0059】
前記のような構造において、前記光共振調整層312の屈折率が、前記光共振調整層312の上面に備わった第1電極331または絶縁層332の屈折率より大きく、また前記光共振調整層312の下面に備わった色変換層311の屈折率より大きい。従って、前述のように、前記中間層333に含まれた発光層から放出された光が前記光共振調整層312内で増幅されて外部に取り出され、それによって光取り出し効率及び輝度を上昇させることとなる。前記光共振調整層312の材料は、前述した通りである。
【0060】
また、この場合にも、前述した第1実施形態によるAM ELディスプレイ装置と同一に、中間層333に含まれた発光層がそれぞれ赤色、緑色または青色の光を放出する発光層ではなく、単一波長の光を放出する発光層になるようにして、前記発光層から放出された光の色を変換させるための別途の色変換層を備えることにより、前記単一波長の光を増幅させる厚さで光共振調整層312を構成させることができる。従って、これにより、製造工程を単純にし、かつ原価を節減させて収率の向上を図ることができる。
【0061】
このとき、前記光共振調整層312は、各副画素に対応させることもでき、各画素に対応させることもでき、前画素にかけて一体に形成させることも可能である。
図4は、本発明の望ましい第4実施形態によるELディスプレイ装置を概略的に図示する断面図である。
【0062】
本実施形態によるELディスプレイ装置が前述した第3実施形態によるELディスプレイ装置と異なる点は、光共振調整層412が単一層でない二層以上の層412a,412b,412cを備える複層構造の光共振調整層であるという点である。図4には、前記光共振調整層412が三層を備えているものとして図示されているが、さらに多くの層を備えることも可能である。そのとき、前記光共振調整層412は、高屈折率の層と低屈折率の層とを交互に備えるようにすることができる。すなわち、図4に図示されているように、前記光共振調整層412が三層を備える場合、最上部の層412aはその上部の第1電極431または絶縁層432の屈折率より小さな低屈折率の層にして、その下部の中間の層412bは、その屈折率が前記最上部の層412aの屈折率より大きい高屈折率の層にして、最下部の層412cは、その屈折率が前記中間の層212bの屈折率及び前記最下部の層412cの下部にある色変換層411の屈折率より小さな低屈折率の層とすることができる。もちろん、かかる構造の多層構造の光共振調整層412ならば、前述のように、他の層間に備えることができることは、いうまでもない。
【0063】
前述のように、単一の光共振調整層を使用することもできるが、その場合、光共振を好ましく発生させるためには、前記光共振調整層の屈折率とその上下部の層との屈折率の差が大きいほど良好である。従って、このような物質を使用し難い場合、本実施形態によるELディスプレイ装置のように、高屈折率の層と低屈折率の層とが交互に備わった複層構造の光共振調整層を備えることにより、同じ効果を得ることができる。
【0064】
もちろん、本実施形態によるAM ELディスプレイ装置の場合にも、製造上の便宜のために、中間層に含まれた発光層がそれぞれ赤色、緑色または青色の光を放出する発光層ではなく、単一波長の光を放出する発光層にして、光共振調整層に前記単一波長の光を増幅させる厚さを有させ、前記光共振調整層を経て増幅された光で色変換層を経由させ、フルカラーのイメージを再現させることにより、製造工程を単純にし、かつ原価を節減させて収率の向上を図ることができる。
【0065】
図5は、本発明の望ましい第5実施形態によるELディスプレイ装置を概略的に図示する断面図である。
本実施形態によるELディスプレイ装置が前述した第1実施形態によるELディスプレイ装置と異なる点は、前述した第1実施形態によるELディスプレイ装置は、基板102と第1電極131との間に色変換層111が備わり、中間層133に含まれた発光層から放出された光が前記基板102を介して外部に取り出される、いわゆる背面発光型ELディスプレイ装置であるが、本実施形態によるELディスプレイ装置は、第2電極534の上部に色変換層511が備わり、中間層533に含まれた発光層から発生した光が前記基板502の反対側に出射される、いわゆる前面発光型ELディスプレイ装置であるという点である。
【0066】
従って、本実施形態の他のELディスプレイ装置の場合には、第1電極531が反射型電極になり、前記第2電極534が透明電極になる。従って、前記第1電極531は、Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr及びそれらの化合物で反射膜を形成した後、その上に、ITO、IZO、ZnO、またはInを形成した構造を取ることができる。このとき、前記第1電極531は、副画素に対応するように備わりうる。そして、前記第2電極534は、Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg及びそれらの化合物が前記中間層533の方向に向かうように蒸着した後、その上に、ITO、IZO、ZnO、またはInのような透明電極形成用の物質で補助電極層やバス電極ラインを形成した構造を取ることができる。前記第2電極534は、各副画素に対応するように、または全面に備わりうる。後述する実施形態において、前面発光型ELディスプレイ装置の場合には、前記のような構造を取ることができ、また多様な変形が可能であることはいうまでもない。
【0067】
このとき、前記中間層533に含まれた発光層と前記色変換層511との間に、単一層構造の光共振調整層512が備わる。本実施形態によるELディスプレイ装置の場合には、図5に図示されているように、前記色変換層511の前記発光層を含む中間層533側の面上に、光共振調整層512が備わる。もちろん、前記中間層533に含まれた発光層と前記色変換層511との間には、多様な層が備わりうる。従って、前記光共振調整層は、このような層間のうち、どこにも備わりうることは、いうまでもない。
【0068】
もちろん、前述のように、前記中間層533に含まれた発光層は、単色の光を放出する発光層であり、前記色変換層511は、前記発光層から放出された光を赤色、緑色及び青色のいずれかの光に変換させる層である。このとき、前記中間層533に含まれた発光層は、青色の光を放出する発光層とすることができる。この場合、前記色変換層511は、青色の光を赤色または緑色に変換させるか、またはそのまま透過させる役割を果たせる。
【0069】
前記のような構造を取ることにより、前面発光型であるAM ELディスプレイ装置の場合にも、光共振調整層512を利用し、光取り出し効率を向上させて輝度を向上させることができる。また、単色の光を放出する発光層を備えるようにして色変換層511を利用し、その間に光共振調整層512を備えることにより、製造工程を単純化させて製造コストを節減して収率の向上を図ることができる。
【0070】
一方、図5に図示されている例によれば、前記光共振調整層512及び色変換層511は、基板502の全面にかけて備わっているが、図6に図示されているように、光共振調整層512及び色変換層511が各副画素に対応するようにパターニングされて備わることもあり、図7に図示されているように、光共振調整層512は、各副画素に対応するようにパターニングされ、色変換層511は、全面にわたって備わることがあり、図8に図示されているように、光共振調整層512は、全面にわたって備わるようにし、色変換層511は、各副画素に対応するようにパターニングさせることがあるなど、多様に変形が可能であることはいうまでもない。
【0071】
また、前述した第2実施形態による背面発光型であるAM ELディスプレイ装置で説明した通り、図9に図示されているように、前面発光型であるAM ELディスプレイ装置においても、光共振調整層612が高屈折率の層と低屈折率の層とを交互に備えた複数個の層構造を取るようにすることもある。また、前記のような光共振調整層の構造は、図10及び図11に図示されているように、前面発光型であるPM ELディスプレイ装置にもそのまま適用できることは、いうまでもない。そして、たとえ図示されていないとしても、発光層から発生した光が発光層の両面の方向に取り出されるいわゆる両面発光型ELディスプレイ装置にも適用可能であることは、いうまでもない。
【0072】
本発明は、図面に図示されている実施形態を参考に説明したが、それは例示的なものに過ぎず、当技術分野の当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点が理解されるであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるべきである。
【産業上の利用可能性】
【0073】
本発明は、例えばEL関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0074】
【図1】本発明の望ましい一実施形態によるELディスプレイ装置を概略的に図示する断面図である。
【図2】本発明の望ましい他の一実施形態によるELディスプレイ装置を概略的に図示する断面図である。
【図3】本発明の望ましいさらに他の一実施形態によるELディスプレイ装置を概略的に図示する断面図である。
【図4】本発明の望ましいさらに他の一実施形態によるELディスプレイ装置を概略的に図示する断面図である。
【図5】本発明の望ましいさらに他の一実施形態によるELディスプレイ装置を概略的に図示する断面図である。
【図6】前記実施形態によるELディスプレイ装置の一変形例を概略的に図示する断面図である。
【図7】前記実施形態によるELディスプレイ装置の他の変形例を概略的に図示する断面図である。
【図8】前記実施形態によるELディスプレイ装置のさらに他の変形例を概略的に図示する断面図である。
【図9】本発明の望ましいさらに他の一実施形態によるELディスプレイ装置を概略的に図示する断面図である。
【図10】本発明の望ましいさらに他の一実施形態によるELディスプレイ装置を概略的に図示する断面図である。
【図11】本発明の望ましいさらに他の一実施形態によるELディスプレイ装置を概略的に図示する断面図である。
【符号の説明】
【0075】
102 基板
111 色変換膜
112 光共振調整層
122 半導体層
123 ゲート絶縁膜
124 ゲート電極
125 層間絶縁膜
126 ソース電極
127 ドレイン電極
128 平坦化膜
129 画素定義膜
131 第1電極
133 中間層
134 第2電極

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
前記基板の上部に備わった第1電極と、
前記第1電極の上部に備わり、前記第1電極と対向した第2電極と、
前記第1電極及び前記第2電極間に介在された、発光層を含む中間層と、
前記基板と前記第1電極との間及び前記第2電極の上部のうち少なくともいずれか一方に備わった色変換層と、
前記発光層と前記色変換層との間に介在された光共振調整層とを備えることを特徴とする電界発光ディスプレイ装置。
【請求項2】
前記発光層は、青色の光を放出する発光層であることを特徴とする請求項1に記載の電界発光ディスプレイ装置。
【請求項3】
前記色変換層は、前記発光層から放出された光を赤色、緑色及び青色のいずれかの光に変換させる層であることを特徴とする請求項1に記載の電界発光ディスプレイ装置。
【請求項4】
前記光共振調整層は、単一層であることを特徴とする請求項1に記載の電界発光ディスプレイ装置。
【請求項5】
前記光共振調整層の屈折率は、前記光共振調整層の上面に備わった層の屈折率及び前記光共振調整層の下面に備わった層の屈折率より小さいことを特徴とする請求項4に記載の電界発光ディスプレイ装置。
【請求項6】
前記光共振調整層は、二層以上の層を備えることを特徴とする請求項1に記載の電界発光ディスプレイ装置。
【請求項7】
前記光共振調整層は、低屈折率の層と高屈折率の層とを交互に備えることを特徴とする請求項6に記載の電界発光ディスプレイ装置。
【請求項8】
前記色変換層は、前記基板と前記第1電極との間に備わり、前記光共振調整層は、前記色変換層と前記第1電極との間に備わることを特徴とする請求項1に記載の電界発光ディスプレイ装置。
【請求項9】
前記色変換層は、前記第2電極の上部に備わり、前記光共振調整層は、前記第2電極と前記色変換層との間に備わることを特徴とする請求項1に記載の電界発光ディスプレイ装置。
【請求項10】
前記色変換層は、前記基板と前記第1電極との間及び前記第2電極の上部にそれぞれ備わり、前記光共振調整層は、前記基板と前記第1電極との間に備わった色変換層と前記第1電極との間、及び前記第2電極の上部の色変換層と前記第2電極との間にそれぞれ備わることを特徴とする請求項1に記載の電界発光ディスプレイ装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2006−173114(P2006−173114A)
【公開日】平成18年6月29日(2006.6.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−358155(P2005−358155)
【出願日】平成17年12月12日(2005.12.12)
【出願人】(590002817)三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Fターム(参考)】