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▶ エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023099337
(43)【公開日】2023-07-12
(54)【発明の名称】表示装置
(51)【国際特許分類】
G09F 9/30 20060101AFI20230705BHJP
G02B 27/02 20060101ALI20230705BHJP
H10K 59/38 20230101ALI20230705BHJP
H10K 59/35 20230101ALI20230705BHJP
H10K 50/852 20230101ALI20230705BHJP
H10K 50/844 20230101ALI20230705BHJP
【ＦＩ】
G09F9/30 349B
G09F9/30 365
G02B27/02 Z
H10K59/38
H10K59/35
H10K50/852
H10K50/844
G09F9/30 348A
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022210197
(22)【出願日】2022-12-27
(31)【優先権主張番号】10-2021-0192483
(32)【優先日】2021-12-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】501426046
【氏名又は名称】エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】キム， ホジン
(72)【発明者】
【氏名】パク， ハンスン
(72)【発明者】
【氏名】キム， プルム
(72)【発明者】
【氏名】チェ， ドンウク
【テーマコード（参考）】
2H199
3K107
5C094
【Ｆターム（参考）】
2H199CA25
3K107AA01
3K107BB01
3K107CC05
3K107CC35
3K107DD10
3K107EE03
3K107EE22
3K107EE46
3K107FF06
5C094AA07
5C094BA03
5C094BA27
5C094CA19
5C094CA20
5C094EA04
5C094EA06
5C094ED03
5C094FA01
5C094FA02
(57)【要約】 （修正有）
【課題】高解像度の実現が可能であり、光効率を向上させることができる表示装置を提供する。
【解決手段】本発明は、光効率が向上した表示装置に関するものであって、基板と、前記基板上に形成され、複数のサブ画素を通じ、互いに異なる色を発光するように構成された発光素子と、前記互いに異なる色のうち、少なくとも２つを出力するように構成された前記複数のサブ画素の第１サブセットに形成された部分カラーフィルター層を含む。
【選択図】図５
【解決手段】本発明は、光効率が向上した表示装置に関するものであって、基板と、前記基板上に形成され、複数のサブ画素を通じ、互いに異なる色を発光するように構成された発光素子と、前記互いに異なる色のうち、少なくとも２つを出力するように構成された前記複数のサブ画素の第１サブセットに形成された部分カラーフィルター層を含む。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
前記基板上に形成され、複数のサブ画素を通じ、異なる色の光を発するように構成された発光素子と、
前記異なる色のうち、少なくとも２つを出力するように構成された前記複数のサブ画素の第１サブセットに形成されたカラーフィルター層を含む表示装置。
前記基板上に形成され、複数のサブ画素を通じ、異なる色の光を発するように構成された発光素子と、
前記異なる色のうち、少なくとも２つを出力するように構成された前記複数のサブ画素の第１サブセットに形成されたカラーフィルター層を含む表示装置。
【請求項2】
前記カラーフィルター層が形成されていない前記複数のサブ画素の第２サブセット上に位置する空気層をさらに含み、
前記第２サブセットは、前記異なる色のうち、１つを出力するように構成された、請求項１に記載の表示装置。
前記第２サブセットは、前記異なる色のうち、１つを出力するように構成された、請求項１に記載の表示装置。
【請求項3】
前記空気層は、前記カラーフィルター層のカラーフィルターとは異なる屈折率を有する、請求項２に記載の表示装置。
【請求項4】
前記異なる色は、赤色、緑色、青色を含み、
前記複数のサブ画素は、それぞれ前記赤色、緑色、青色のうちの１つに対応し、
前記複数のサブ画素の前記第１サブセットは、前記赤色、緑色、青色のうち、２つに対応するサブ画素を含み、
前記複数のサブ画素の前記第２サブセットは、前記赤色、緑色、青色のうち、残り１つに対応するサブ画素を含む、請求項２に記載の表示装置。
前記複数のサブ画素は、それぞれ前記赤色、緑色、青色のうちの１つに対応し、
前記複数のサブ画素の前記第１サブセットは、前記赤色、緑色、青色のうち、２つに対応するサブ画素を含み、
前記複数のサブ画素の前記第２サブセットは、前記赤色、緑色、青色のうち、残り１つに対応するサブ画素を含む、請求項２に記載の表示装置。
【請求項5】
前記発光素子は、
前記複数のサブ画素のそれぞれに対応する複数の第１電極と、
前記基板の全面上に形成され、前記複数の第１電極を覆う発光層と、
前記発光層上に形成された第２電極を含む、請求項２に記載の表示装置。
前記複数のサブ画素のそれぞれに対応する複数の第１電極と、
前記基板の全面上に形成され、前記複数の第１電極を覆う発光層と、
前記発光層上に形成された第２電極を含む、請求項２に記載の表示装置。
【請求項6】
保護層と、
前記保護層上に形成された絶縁層と、
前記保護層上に形成され、前記複数のサブ画素の前記第２サブセットに対応する第１反射電極と、
前記絶縁層上に形成され、前記複数のサブ画素の前記第１サブセットに対応する第２反射電極をさらに含む、請求項５に記載の表示装置。
前記保護層上に形成された絶縁層と、
前記保護層上に形成され、前記複数のサブ画素の前記第２サブセットに対応する第１反射電極と、
前記絶縁層上に形成され、前記複数のサブ画素の前記第１サブセットに対応する第２反射電極をさらに含む、請求項５に記載の表示装置。
【請求項7】
前記第１反射電極と前記第２電極との間の光学距離は、前記複数のサブ画素の前記第２サブセットから発光される色の波長帯を有する、前記第１反射電極と前記第２電極との間で反射される光に対し、補強干渉を引き起こすよう調整される、請求項６に記載の表示装置。
【請求項8】
前記光学距離は、補強干渉を引き起こすよう調整されると、該当色とは異なる色の波長帯の他の光に対し、相殺干渉を引き起こす、請求項７に記載の表示装置。
【請求項9】
第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に形成された保護層と、
前記保護層上に形成された第２絶縁層と、
前記第１絶縁層上に形成され、前記複数のサブ画素の前記第２サブセットに対応する第１反射電極と、
前記第２絶縁層上に形成され、前記複数のサブ画素の前記第１サブセットに対応する第２反射電極をさらに含む、請求項５に記載の表示装置。
前記第１絶縁層上に形成された保護層と、
前記保護層上に形成された第２絶縁層と、
前記第１絶縁層上に形成され、前記複数のサブ画素の前記第２サブセットに対応する第１反射電極と、
前記第２絶縁層上に形成され、前記複数のサブ画素の前記第１サブセットに対応する第２反射電極をさらに含む、請求項５に記載の表示装置。
【請求項10】
水分が前記発光素子に浸透することを防止するように構成された封止層をさらに含む、請求項１に記載の表示装置。
【請求項11】
複数のトランジスタをさらに含み、
前記複数のトランジスタのそれぞれは、前記基板内部のアクティブ領域を有する、請求項１に記載の表示装置。
前記複数のトランジスタのそれぞれは、前記基板内部のアクティブ領域を有する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項12】
基板と、
前記基板上に形成され、複数のサブ画素を通じ、異なる色を発光してマルチメディアを表示装置上に表示するように構成された発光素子と、
前記発光素子上のカラーフィルター層と、
複数の反射電極を含み、
前記複数の反射電極のうち、少なくとも１つは、前記カラーフィルター層から第１距離に位置し、前記複数の反射電極のうち、残りは前記カラーフィルター層から第２距離に位置する、バーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置。
前記基板上に形成され、複数のサブ画素を通じ、異なる色を発光してマルチメディアを表示装置上に表示するように構成された発光素子と、
前記発光素子上のカラーフィルター層と、
複数の反射電極を含み、
前記複数の反射電極のうち、少なくとも１つは、前記カラーフィルター層から第１距離に位置し、前記複数の反射電極のうち、残りは前記カラーフィルター層から第２距離に位置する、バーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置。
【請求項13】
複数のトランジスタをさらに含み、
前記複数のトランジスタのそれぞれは、前記基板内部のアクティブ領域を有する、請求項１２に記載のバーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置。
前記複数のトランジスタのそれぞれは、前記基板内部のアクティブ領域を有する、請求項１２に記載のバーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置。
【請求項14】
前記カラーフィルター層は、
前記複数のサブ画素の第１サブセットに対応する第１カラーフィルターおよび第２カラーフィルターと、
前記複数のサブ画素の第２サブセットに対応する空気層を含む、請求項１２に記載のバーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置。
前記複数のサブ画素の第１サブセットに対応する第１カラーフィルターおよび第２カラーフィルターと、
前記複数のサブ画素の第２サブセットに対応する空気層を含む、請求項１２に記載のバーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置。
【請求項15】
前記空気層は、前記第１カラーフィルターおよび前記第２カラーフィルターとは異なる屈折率を有する、請求項１４に記載のバーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置。
【請求項16】
前記異なる色は、赤色、緑色、青色を含み、
前記複数のサブ画素は、それぞれ前記赤色、緑色、青色のうちの１つに対応し、
前記複数のサブ画素の前記第１サブセットは、前記赤色、緑色、青色のうち、２つに対応するサブ画素を含み、
前記複数のサブ画素の前記第２サブセットは、前記赤色、緑色、青色のうち、残り１つに対応するサブ画素を含む、請求項１２に記載のバーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置。
前記複数のサブ画素は、それぞれ前記赤色、緑色、青色のうちの１つに対応し、
前記複数のサブ画素の前記第１サブセットは、前記赤色、緑色、青色のうち、２つに対応するサブ画素を含み、
前記複数のサブ画素の前記第２サブセットは、前記赤色、緑色、青色のうち、残り１つに対応するサブ画素を含む、請求項１２に記載のバーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置。
【請求項17】
前記発光素子は、
前記複数のサブ画素のそれぞれに対応する複数の第１電極と、
前記基板の全面上に形成され、前記複数の第１電極を覆う発光層と、
前記発光層上に形成された第２電極を含む、請求項１２に記載のバーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置。
前記複数のサブ画素のそれぞれに対応する複数の第１電極と、
前記基板の全面上に形成され、前記複数の第１電極を覆う発光層と、
前記発光層上に形成された第２電極を含む、請求項１２に記載のバーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置。
【請求項18】
前記複数の反射電極は、
前記複数のサブ画素の前記第１サブセットに対応する少なくとも２つの第１反射電極と、
前記複数のサブ画素の前記第２サブセットに対応する第２反射電極を含む、請求項１７に記載のバーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置。
前記複数のサブ画素の前記第１サブセットに対応する少なくとも２つの第１反射電極と、
前記複数のサブ画素の前記第２サブセットに対応する第２反射電極を含む、請求項１７に記載のバーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置。
【請求項19】
前記第１反射電極と前記第２電極との間の光学距離は、前記複数のサブ画素の前記第２サブセットから発光される色の波長帯を有する、前記第１反射電極と前記第２電極との間で反射される光に対し、補強干渉を引き起こすよう調整される、請求項１８に記載のバーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置。
【請求項20】
前記カラーフィルター層は、前記複数のサブ画素の少なくとも１つのサブセット上においてカラーフィルターを含まない、請求項１２に記載のバーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光効率が向上した高解像度の表示装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、マルチメディアの発展に伴い、フラットパネル表示装置の重要性が増大してきている。それに応じ、液晶表示装置やプラズマ表示装置、有機電界発光表示装置などのフラットパネル表示装置が常用化されている。かかるフラットパネル表示装置のうち、有機電界発光表示装置は、応答速度が速く、輝度が高くて視野角に優れていることから、現在、多く使われている。
【0003】
ところが、最近、バーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティが多くの注目を集めており、それを実現することができる高解像度でコンパクトな表示装置に対する要求が高まっているが、既存の有機電界発光表示装置では、高解像度、かつコンパクトの条件を満たすことが難しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、前述した点に着目してなされたものであって、高解像度の実現が可能であり、光効率を向上させることができる表示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】
【0005】
本発明に係る表示装置は、基板と、前記基板上に形成され、複数のサブ画素を通じ、互いに異なる色の光を発するように構成された発光素子と、前記互いに異なる色のうち、少なくとも２つを出力するように構成された前記複数のサブ画素の第１サブセットに形成された部分カラーフィルター層を含む。
【0006】
前記部分カラーフィルター層が形成されていない前記複数のサブ画素の第２サブセット上に位置する空気層をさらに含み、前記第２サブセットは、前記互いに異なる色のうち、１つを出力するように構成することができる。
【0007】
前記空気層は、前記部分カラーフィルター層のカラーフィルターとは異なる屈折率を有することができる。
【0008】
前記互いに異なる色は、赤色、緑色、青色を含み、前記複数のサブ画素は、それぞれ前記赤色、緑色、青色に対応し、前記第１サブセットは、前記赤色、緑色、青色のうち、２つに対応するサブ画素を含み、前記第２サブセットは、前記赤色、緑色、青色のうち、残り１つに対応するサブ画素を含むことができる。
【0009】
前記発光素子は、前記複数のサブ画素のそれぞれに対応する複数の第１電極と、前記基板の全面上に形成され、前記複数の第１電極を覆う発光層と、前記発光層上に形成された第２電極を含むことができる。
【0010】
保護層と、前記保護層上に形成された絶縁層と、前記保護層上に形成され、前記第２サブセットに対応する第１反射電極と、前記絶縁層上に形成され、前記第１サブセットに対応する第２反射電極をさらに含むことができる。
【0011】
前記第１反射電極と前記第２電極との間の光学距離は、前記第２サブセットから発光される色の波長帯を有する、前記第１反射電極と前記第２電極との間で反射される光に対し、補強干渉を引き起こすよう調整することができる。
【0012】
前記光学距離は、該当色とは異なる色の波長帯の他の光に対し、相殺干渉を引き起こすことができる。
【0013】
第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に形成された保護層と、前記保護層上に形成された第２絶縁層と、前記第１絶縁層上に形成され、前記第２サブセットに対応する第１反射電極と、前記第２絶縁層上に形成され、前記第１サブセットに対応する第２反射電極をさらに含むことができる。
【0014】
水分が前記発光素子に浸透することを防止するように構成された封止層をさらに含むことができる。
【0015】
複数のトランジスタをさらに含み、前記複数のトランジスタのそれぞれは、前記基板内部のアクティブ領域を有することができる。
【0016】
他の側面において、本発明に係るバーチャル・リアリティおよびオーグメンテッド・リアリティを表現するマルチメディアを表示する表示装置は、基板と、前記基板上に形成され、複数のサブ画素を通じ、互いに異なる色を発光してマルチメディアを表示するように構成された発光素子と、前記発光素子上のカラーフィルター層と、複数の反射電極を含み、前記複数の反射電極のうち、少なくとも１つは、前記カラーフィルター層から第１距離に位置し、前記複数の反射電極のうち、残りは前記カラーフィルター層から第２距離に位置する。
【0017】
複数のトランジスタをさらに含み、前記複数のトランジスタのそれぞれは、前記基板内部のアクティブ領域を有することができる。
【0018】
前記カラーフィルター層は、前記複数のサブ画素の第１サブセットに対応する第１カラーフィルターおよび第２カラーフィルターと、前記複数のサブ画素の第２サブセットに対応する空気層を含むことができる。
【0019】
前記空気層は、前記第１カラーフィルターおよび前記第２カラーフィルターとは異なる屈折率を有することができる。
【0020】
前記互いに異なる色は、赤色、緑色、青色を含み、前記複数のサブ画素は、それぞれ前記赤色、緑色、青色に対応し、前記第１サブセットは、前記赤色、緑色、青色のうち、２つに対応するサブ画素を含み、前記第２サブセットは、前記赤色、緑色、青色のうち、残り１つに対応するサブ画素を含むことができる。
【0021】
前記発光素子は、前記複数のサブ画素のそれぞれに対応する複数の第１電極と、前記基板の全面上に形成され、前記複数の第１電極を覆う発光層と、前記発光層上に形成された第２電極を含むことができる。
【0022】
前記複数の反射電極は、前記第１サブセットに対応する少なくとも２つの第１反射電極と、前記第２サブセットに対応する第２反射電極を含むことができる。
【0023】
前記第１反射電極と前記第２電極との間の光学距離は、前記第２サブセットから発光される色の波長帯を有する、前記第１反射電極と前記第２電極との間で反射される光に対し、補強干渉を引き起こすよう調整することができる。
【0024】
前記カラーフィルター層は、前記複数のサブ画素の少なくとも１つのサブセット上においてカラーフィルターを含まなくてもよい。
【発明の効果】
【0025】
本発明に係る有機電界発光表示装置では、カラーフィルター間にブラックマトリクスを形成しないため、高解像度の超小型表示装置を実現することができる。
【0026】
また、本発明に係る有機電界発光表示装置では、一部のサブ画素におけるカラーフィルターを取り除き、その位置に低屈折率の空気層を形成することで、隣接するサブ画素との界面に入射する光を全反射させる。その結果、前記サブ画素に他色の光が混入することによって発生するシミを防止することができる。
【0027】
また、本発明に係る有機電界発光表示装置では、隣接するサブ画素から、カラーフィルターが取り除かれたサブ画素との界面に入射する光を全反射させ、再び隣接するサブ画素に出力させるため、隣接するサブ画素に出力される光の強度を増加させ、光効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明に係る有機電界発光表示装置を概略的に示すブロック図である。
【図3】本発明に係る有機電界発光表示装置のサブ画素を概念的に示す回路図である。
【図4】本発明の一実施例に係る有機電界発光表示装置の構造を概略的に示す斜視図である。
【図5】本発明の一実施例に係る有機電界発光表示装置の構造を具体的に示す断面図である。
【図6】Ｇカラーフィルターを備えた有機電界発光表示装置における有機発光素子から発せられた光の出力経路を示す図である。
【図7】本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置における有機発光素子から発せられた光の出力経路を示す図である。
【図8A】Ｇカラーフィルターを備えた場合と、Ｇカラーフィルターを備えず、空気層を備えた場合におけるＲサブ画素の輝度を示す図である。
【図8B】Ｇカラーフィルターを備えた場合と、Ｇカラーフィルターを備えず、空気層を備えた場合におけるＢサブ画素の輝度を示す図である。
【図9A】本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置のＧサブ画素において、光学距離が調整されていない場合の光学スペクトルを示すグラフである。
【図9B】本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置のＧサブ画素において、光学距離が調整された場合の光学スペクトルを示すグラフである。
【図10】本発明の第２実施例に係る有機電界発光表示装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、図面とともに詳述する実施例を参照すると明確になるであろう。しかしながら、本発明は、以下に開示する実施例に限定されるものではなく、相違する様々な形に具現化することができる。但し、本実施例は、本発明の開示が完全となるようにして、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に理解させるために提供されるものであって、本発明は、請求項の範疇によって定義される。
【0030】
本発明の実施例を説明するための図面に開示した形状や大きさ、比率、角度、個数などは例示的なものであって、本発明がそれに限定されるものではない。明細書全体に亘り、同一の参照符号は、同一の構成要素を示す。また、本発明を説明するに当たり、関連する公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすると判断された場合は、その詳細な説明を省略する。本明細書で「備える」、「含む」、「有する」、「持つ」、「なる」などが記載された場合、「のみ／だけ」がともに記載されていない限り、他の部分を追加することができる。また、構成要素を単数形で記載した場合は、特に明示的な記載がない限り、複数形に解釈することができる。
【0031】
また、構成要素を解釈するに当たり、明示的な記載がなくても誤差範囲を含むものとする。
【0032】
例えば「上に」、「上部に」、「下部に」、「横に」などで２つの構成要素同士の位置関係を説明する場合、「直」または「直接」と記載されていなければ、１つ以上の他の構成要素が該２つの構成要素間に位置することもできる。
【0033】
また、時間関係の説明において、例えば「後に」、「に続き」、「次に」、「前に」などで時間的な前後関係を説明する場合、「直」または「すぐ」と記載されていなければ、非連続的な場合を含むことができる。
【0034】
また、構成要素を区別するため、「第１」や「第２」などの用語が用いられるが、構成要素は、かかる用語に制限されるものではない。したがって、以下に言及する第１構成要素は、本発明の技術的思想内で第２構成要素でもあり得る。
【0035】
本発明の様々な実施例における各々の特徴が部分的、または全体的に互いに結合、または組み合わせ可能であり、技術的に多様に連動、および駆動可能である。また、各実施例を互いに対して独立に実施、または連関して共に実施することもできる。
【0036】
以下、図面を参照しながら、本発明について詳細に説明する。
【0037】
【0038】
図１に示すように、有機電界発光表示装置１００は、映像処理部１０２、タイミング制御部１０４、ゲート駆動部１０６、データ駆動部１０７、電源供給部１０８および表示パネル１０９を含んで構成される。
【0039】
前記映像処理部１０２は、外部から供給された映像データと共に各種装置を駆動するための駆動信号を出力する。例えば、前記映像処理部１０２から出力される駆動信号は、データイネーブル信号や垂直同期信号、水平同期信号、クロック信号などを含むことができる。
【0040】
前記タイミング制御部１０４は、映像処理部１０２から映像データと共に駆動信号などの供給を受ける。タイミング制御部１０４は、映像処理部１０２から入力された駆動信号に基づき、ゲート駆動部１０６の動作タイミングを制御するためのゲートタイミング制御信号ＧＤＣと、データ駆動部１０７の動作タイミングを制御するためのデータタイミング制御信号ＤＤＣを生成し、出力する。
【0041】
前記ゲート駆動部１０６は、タイミング制御部１０４から供給されたゲートタイミング制御信号ＧＤＣに応じ、スキャン信号を表示パネル１０９へ出力する。前記ゲート駆動部１０６は、複数のゲートラインＧＬ１～ＧＬｍを介し、スキャン信号を出力する。このとき、ゲート駆動部１０６は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）形態に形成することができるが、これに限定されるものではない。
【0042】
前記データ駆動部１０７は、前記タイミング制御部１０４から入力されたデータタイミング制御信号ＤＤＣに応じ、データ電圧を表示パネル１０９へ出力する。データ駆動部１０７は、タイミング制御部１０４から供給されたデジタルのデータ信号ＤＡＴＡをサンプリングし、ラッチして、ガンマ電圧に基づくアナログのデータ電圧に変換する。前記データ駆動部１０７は、複数のデータラインＤＬ１～ＤＬｎを介し、データ電圧を出力する。このとき、前記データ駆動部１０７は、ＩＣ形態に形成してもよいが、これに限定されるものではない。
【0043】
前記電源供給部１０８は、高電位電圧ＶＤＤや低電位電圧ＶＳＳなどを出力し、表示パネル１０９に供給する。高電位電圧ＶＤＤは第１電源ラインＥＶＤＤを介し、表示パネル１０９に供給され、前記低電位電圧ＶＳＳは第２電源ラインＥＶＳＳを介し、表示パネル１０９に供給される。このとき、電源供給部１０８から出力された電圧は、前記ゲート駆動部１０６、または前記データ駆動部１０７へ出力され、それらの駆動に用いられ得る。
【0044】
前記表示パネル１０９は、ゲート駆動部１０６およびデータ駆動部１０７から供給されたデータ電圧およびスキャン信号、電源供給部１０８から供給された電源に対応し、映像を表示する。
【0045】
前記表示パネル１０９は、複数のサブ画素ＳＰで構成され、実際に映像が表示される。前記サブ画素ＳＰは、赤色Ｒのサブ画素、緑色Ｇのサブ画素、および青色Ｂのサブ画素を含む、または、白色Ｗのサブ画素、赤色Ｒのサブ画素、緑色Ｇのサブ画素、および青色Ｂのサブ画素を含むことができる。このとき、前記Ｗ、Ｒ、Ｇ、Ｂサブ画素ＳＰは、全て同じ面積を有するように形成してもよく、互いに異なる面積を有するように形成してもよい。
【0046】
図２に示すように、１つのサブ画素ＳＰは、ゲートラインＧＬ１、データラインＤＬ１、第１電源ラインＥＶＤＤおよび第２電源ラインＥＶＳＳに接続することができる。サブ画素ＳＰにおけるトランジスタおよびキャパシタの数はもちろん、その駆動方法は、画素の回路構成により決まる。
【0047】
図３は、本発明に係る有機電界発光表示装置１００のサブ画素ＳＰを概念的に示す回路図である。
【0048】
図３に示すように、本発明に係る有機電界発光表示装置は、互いに交差してサブ画素ＳＰを区画するゲート配線ＧＬ、データ配線ＤＬ、およびパワー配線ＰＬを含み、サブ画素ＳＰには、スイッチングトランジスタＴｓ、駆動トランジスタＴｄ、ストレージキャパシタＣｓｔおよび有機発光素子Ｄが配置される。
【0049】
前記スイッチングトランジスタＴｓは、ゲート配線ＧＬおよびデータ配線ＤＬに接続され、前記駆動トランジスタＴｄおよびストレージキャパシタＣｓｔは、スイッチングトランジスタＴｓとパワー配線ＰＬとの間に接続され、前記有機発光素子Ｄは駆動トランジスタＴｄに接続される。
【0050】
かかる構造の有機電界発光表示装置において、ゲート配線ＧＬに印加されたゲート信号に応じ、スイッチングトランジスタＴｓがオンすると、データ配線ＤＬに印加されたデータ信号がスイッチングトランジスタＴｓを介し、駆動トランジスタＴｄのゲート電極およびストレージキャパシタＣｓｔの一電極に印加される。
【0051】
前記駆動トランジスタＴｄは、ゲート電極に印加されたデータ信号に応じ、オンする。その結果、データ信号に比例する電流が、パワー配線ＰＬから駆動トランジスタＴｄを介し、有機発光素子Ｄに流れるようになり、有機発光素子Ｄは、駆動トランジスタＴｄを介して流れる電流に比例する輝度に発光する。
【0052】
このとき、ストレージキャパシタＣｓｔは、データ信号に比例する電圧に充電され、１フレームの間、駆動トランジスタＴｄのゲート電極の電圧が一定に維持されるようにする。
【0053】
図３には、２つのトランジスタＴｄ、Ｔｓと１つのキャパシタＣｓｔのみが示されているが、これに限定されるものではなく、３つ以上のトランジスタと２つ以上のキャパシタを備えることもできる。
【0054】
図４は、本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００の構造を概略的に示す斜視図である。
【0055】
本発明に係る有機電界発光表示装置１００は、様々な構造に適用することができるが、以下では、半導体工程により、シリコンウェーハの基板上に有機発光素子を形成する、いわゆるＯＬＥＤｏＳ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）構造について説明する。しかしながら、本発明がかかる構造の有機電界発光表示装置１００に限定されるものではない。
【0056】
図４に示すように、本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００は、ウェーハ基板１１０、第１電極１３２、有機発光層１３４、第２電極１３６、封止層１６０およびカラーフィルター層１８０を含む。
【0057】
前記ウェーハ基板１１０は、半導体工程により形成されたシリコンウェーハ基板であり得る。ウェーハ基板１１０の内部にはアクティブ層が形成され、上面にはゲートライン、データラインおよびトランジスタを配置することができる。
【0058】
第１電極１３２、有機発光層１３４および第２電極１３６が順次形成され、有機発光素子Ｅを構成する。複数の赤色（Ｒ）サブ画素、緑色（Ｇ）サブ画素、青色（Ｂ）サブ画素における第１電極１３２は、ウェーハ基板１１０上において、所定の間隔で互いに離間して配列される。
【0059】
有機発光層１３４は、ウェーハ基板１１０および第１電極１３２を覆うよう、ウェーハ基板１１０の上部全体に亘って形成される。有機発光層１３４は、全てのＲ、Ｇ、Ｂサブ画素に共通して形成され、これらの画素により白色光が発せられる。
【0060】
第２電極１３６は、有機発光層１３４上に形成される。第２電極１３６は、サブ画素の全体に亘り形成され、全てのサブ画素に信号が同時に印加される。
【0061】
封止層１６０は第２電極１３６の上部に形成され、有機発光素子Ｅに酸素や水分などが浸透することを防止する。前記封止層１６０は、無機層および有機層の多層に構成することができる。
【0062】
カラーフィルター層１８０は、封止層１６０上に形成される。
【0063】
カラーフィルター層１８０（または、部分カラーフィルター層）は、２色のカラーフィルター層に形成することができる。例えば、カラーフィルター層１８０は、赤色（Ｒ）および緑色（Ｇ）カラーフィルター層で構成されてもよく、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）カラーフィルター層で構成されてもよく、赤色（Ｒ）および青色（Ｂ）カラーフィルター層で構成されてもよい。すなわち、本発明に係る有機電界発光表示装置１００では、Ｒ、Ｇ、Ｂサブ画素の全てにカラーフィルター層が備えられるものではなく、Ｒ、Ｇ、Ｂサブ画素のうち、２つのサブ画素（または、第１サブセット）にのみカラーフィルター層が備えられ、残りのサブ画素（または、第２サブセット）にはカラーフィルター層の代わりに空いた空間、すなわち、空気層が存在する。
【0064】
ＯＬＥＤｏＳ構造の有機電界発光表示装置１００では、アクティブ層がウェーハ基板１１０に形成され、トランジスタを形成するため、電気移動度に優れた単結晶トランジスタを形成することができる。その結果、サブ画素の面積を大幅に縮小することができ、高解像度の表示装置を製作することができる。
【0065】
また、ＯＬＥＤｏＳ構造の有機電界発光表示装置１００では、サブ画素内のトランジスタのみならず、ゲート駆動部およびデータ駆動部のトランジスタも単結晶トランジスタで構成することができるため、高速の応答速度を実現することができる。
【0066】
また、本発明に係る有機電界発光表示装置１００では、Ｒ、Ｇ、Ｂサブ画素のうち、２つのサブ画素にのみカラーフィルター層が形成され、残りのサブ画素には空気層が形成されるため、カラーフィルター層に対応する波長帯における光効率が大幅に向上するが、その詳細については後述する。
【0067】
かかるＯＬＥＤｏＳ構造の有機電界発光表示装置１００は、多様な分野に採用することができる。例えば、ＯＬＥＤｏＳ構造の有機電界発光表示装置１００は、最近、脚光を浴びているバーチャル・リアリティ（ＶＲ）およびオーグメンテッド・リアリティ（ＡＲ）に基づく仮想世界を表すメタバース用機器に採用することができる。
【0068】
【0069】
本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、Ｒ、Ｇ、Ｂサブ画素のうち、２つのサブ画素（第１サブセット）にのみカラーフィルター層が形成され、残りのサブ画素（第２サブセット）には空気層が形成されるが、以下では、Ｒ、Ｂサブ画素にカラーフィルター層が形成され、Ｇサブ画素にはカラーフィルター層が形成されない構造を例に挙げ、説明する。
【0070】
しかしながら、本発明がかかる構造に限定されるものではない。Ｇ、Ｂサブ画素にカラーフィルター層が形成され、Ｒサブ画素にはカラーフィルター層が形成されない構造、および／またはＲ、Ｇサブ画素にカラーフィルター層が形成され、Ｂサブ画素にはカラーフィルター層が形成されない構造に適用することもできる。
【0071】
また、Ｂサブ画素の構造はＲサブ画素の構造と同一であるため、以下では、説明の便宜上、互いに隣接するＲサブ画素およびＧサブ画素についてのみ説明する。
【0072】
図５に示すように、本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、各々のＲ、Ｇサブ画素におけるウェーハ基板１１０上にトランジスタＴが配置される。
【0073】
前記トランジスタＴは、ウェーハ基板１１０の内部に配置されたアクティブ領域１１２と、ウェーハ基板１１０の上面に形成されたゲート絶縁層１２２と、ゲート絶縁層１２２上に配置されたゲート電極１１４と、ゲート電極１１４が配置されたゲート絶縁層１２２上に形成された第１層間絶縁層１２４と、第１層間絶縁層１２４上に配置されたソース電極１１６およびドレイン電極１１７で構成される。
【0074】
前記ウェーハ基板１１０は、単結晶シリコンＳｉを成長させ、作製した単結晶シリコンウェーハであり得るが、これに限定されるものではなく、様々な半導体物質で構成されたウェーハであってもよい。
【0075】
前記アクティブ領域１１２は、ウェーハ基板１１０の内部に形成することができる。前記ウェーハ基板１１０におけるアクティブ領域１１２の一部は、ウェーハ基板１１０の内部で不純物がドープされてもよい。したがって、アクティブ領域１１２は、不純物がドープされていない中央のチャネル領域１１２ａと、チャネル領域１１２ａの両側面にある不純物がドープされたソース領域１１２ｂおよびドレイン領域１１２ｃで構成され得る。
【0076】
ゲート絶縁層１２２は、ＳｉＯｘ、またはＳｉＮｘのような無機物質から構成され、単層であってもよく、多層であってもよいが、これに限定されるものではない。
【0077】
ゲート電極１１４は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、またはＡｌ合金などの金属から構成され、単層であってもよく、多層であってもよいが、これに限定されるものではない。
【0078】
第１層間絶縁層１２４は、フォトアクリルのような有機物、またはＳｉＮｘ、若しくはＳｉＯｘのような無機物から構成され、単層であってもよく、多層であってもよい。また、第１層間絶縁層１２４は、有機物層と無機物層の多層にすることもできる。
【0079】
ソース電極１１６およびドレイン電極１１７は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、またはＡｌ合金のような金属から構成され、単層であってもよく、多層であってもよいが、これに限定されるものではない。
【0080】
また、ソース電極１１６とドレイン電極１１７は、それぞれゲート絶縁層１２２および第１層間絶縁層１２４に形成されたコンタクトホールを介し、アクティブ領域１１２におけるソース領域１１２ｂとドレイン領域１１２ｃにオーミック接触する。
【0081】
トランジスタＴが配置されたウェーハ基板１１０には、保護層１２６および第２層間絶縁層１２８が形成される。保護層１２６は、フォトアクリルのような有機物質で形成することができ、有機物質からなる有機層および無機物質からなる無機層の多層に構成することができるが、これに限定されるものではない。
【0082】
第２層間絶縁層１２８は、ＳｉＯｘ、またはＳｉＮｘのような無機物から構成され、単層であってもよく、多層であってもよいが、これに限定されるものではなく、様々な物質を用いることができる。
【0083】
例えば、複数のサブ画素のうち、第２サブセットに対応するＧサブ画素における保護層１２６上には第１反射電極１１８ａが形成される。第１反射電極１１８ａは、Ａｇ、またはＡｌのように反射率の高い金属で形成することができるが、これに限定されるものではない。このとき、前記第１反射電極１１８ａはフローティングされ、信号が印加されない。
【0084】
例えば、複数のサブ画素のうち、第１サブセットに対応するＲサブ画素（およびＢサブ画素）における第２層間絶縁層１２８上には、第２反射電極１１８ｂが形成される。第２反射電極１１８ｂは、Ａｇ、またはＡｌのように反射率の高い金属で形成することができるが、これに限定されるものではない。
【0085】
第２層間絶縁層１２８上における各サブ画素の境界には、バンク層１５２が形成される。バンク層１５２は、サブ画素を定義するある種の隔壁であり得る。バンク層１５２は、各サブ画素を区画し、隣接する画素からの特定色の光が混合して出力されることを防止することができる。
【0086】
前記第２層間絶縁層１２８上には有機発光素子Ｅが形成され、前記第２層間絶縁層１２８および保護層１２６に形成されたコンタクトホールを介し、トランジスタＴのドレイン電極１１７に接続する。
【0087】
前記有機発光素子Ｅはバンク層１５２間に形成され、コンタクトホールを介し、トランジスタＴのドレイン電極１１７に接続する第１電極１３２と、前記第１電極１３２およびバンク層１５２上に形成された有機発光層１３４と、前記有機発光層１３４上に形成された第２電極１３６で構成される。
【0088】
前記第１電極１３２は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）のような透明導電物質、または可視光線が透過できる薄い金属から形成することができるが、これに限定されるものではない。第１電極１３２は、トランジスタＴのドレイン電極１１７に接続し、外部から映像信号が印加される。
【0089】
第１電極１３２は、サブ画素の単位ごとに形成され、サブ画素の第１電極１３２には、対応する映像信号が印加される。
【0090】
有機発光層１３４は、第１電極１３２およびバンク層１５２上に形成される。有機発光層１３４は、正孔輸送層（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）、正孔注入層（Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）、発光層（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）、電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）、電子注入層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）のうち、１つ以上を含むことができる。
【0091】
有機発光層１３４は、有機電界発光表示装置１００の全体に亘り形成される、白色光を発する白色有機発光層であり得る。有機発光層１３４は、タンデム構造の２つ以上のスタックで形成することができる。スタックのそれぞれは、正孔輸送層、発光層、および電子輸送層を含むことができる。
【0092】
発光層は、複数の発光層を積層したタンデム構造にすることができる。例えば、発光層は、赤色（Ｒ）発光層、緑色（Ｇ）発光層、青色（Ｂ）発光層を積層したタンデム構造にし、これらの発光層から出力される赤色光、緑色光、青色光が混合し、白色光を出力することができる。このとき、複数の発光層の間には、正孔輸送層、電子輸送層、および電荷生成層（Ｃｈａｒｇｅ Ｇｅｎｅｒａｔｅ Ｌａｙｅｒ）を配置することができる。
【0093】
また、発光層は、黄緑色（Ｙｅｌｌｏｗ‐Ｇｒｅｅｎ）発光層、および青色（Ｂ）発光層を積層したタンデム構造にし、これらの発光層から出力される黄緑色光と青色光が混合し、白色光を出力することもできる。
【0094】
本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００において、白色光を出力するための発光層の構造は、前述した構造に限定されるものではなく、様々な構造にすることができる。有機発光層１３４は、蒸着工程、または溶液工程により、ウェーハ基板１１０の全体に亘り形成することができる。
【0095】
第２電極１３６は、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ａｇなどの金属、またはこれらの合金から構成され、単層であってもよく、多層であってもよいが、これに限定されるものではない。
【0096】
かかる構造の有機発光素子Ｅにおいて、第１電極１３２と第２電極１３６に電圧が印加されると、正孔と電子がそれぞれ正孔輸送層と電子輸送層を介し、発光層に移動することになり、発光層で互いに結合して発光する。
【0097】
第２電極１３６上には封止層１６０が形成される。封止層１６０は、無機物質からなる第１封止層１６２と、有機物質からなる第２封止層１６４と、無機物質からなる第３封止層１６６で構成することができる。このとき、無機物質は、ＳｉＯｘとＳｉＮｘを含むことができるが、これに限定されるものではない。また、有機物質は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエチレンスルホネート、ポリオキシメチレン、ポリアリレート、またはこれらの混合物質を含むことができるが、これに限定されるものではない。
【0098】
封止層１６０上には、カラーフィルター層１８０が形成される。カラーフィルター層１８０は、Ｒサブ画素とＢサブ画素にそれぞれ形成されたＲカラーフィルターとＢカラーフィルターを含む。このとき、Ｇサブ画素には、カラーフィルター層１８０が形成されず、空いた空間が設けられる。厳密に言うと、カラーフィルター層１８０はＲカラーフィルターおよびＢカラーフィルターを意味するが、Ｇサブ画素の空いた空間、すなわち、空気で満たされた空気層１８４もカラーフィルター層１８０の一部として見なすこともできる。有機電界発光表示装置１００は、複数の反射電極を含むことができるが、複数の反射電極のうち、少なくとも１つはカラーフィルター層から第１距離に位置し、複数の反射電極のうち、残りはカラーフィルター層から第２距離に位置することができる。複数の反射電極は、複数のサブ画素の第１サブセットに対応する少なくとも２つの第１反射電極と、複数のサブ画素の第２サブセットに対応する第２反射電極を含むことができる。カラーフィルター層は、複数のサブ画素の少なくとも１つのサブセット上において、カラーフィルターを含まなくてもよい。
【0099】
Ｒカラーフィルターは、有機発光素子Ｅから発せられ、入射する白色光がＲカラーフィルターを透過する際、赤色光を除いた他の波長帯の光を吸収し、赤色光のみを出力する。また、Ｂカラーフィルターは、有機発光素子Ｅから発せられ、入射する白色光がＢカラーフィルターを透過する際、青色光を除いた他の波長帯の光を吸収し、青色光のみを出力する。
【0100】
カラーフィルター層１８０上には接着剤１９２が配置され、その上に保護部材１９０が配置され、接着剤１９２により保護部材１９０が貼り付けられる。
【0101】
保護部材１９０は、有機電界発光表示装置１００を保護し、封止するものであって、ガラスで構成されてもよく、透明フィルムで構成されてもよい。かかるフィルムとして、ＰＳ（ポリスチレン）フィルム、ＰＥ（ポリエチレン）フィルム、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルム、またはＰＩ（ポリイミド）フィルムといった透明な保護フィルムを用いることができる。
【0102】
接着剤１９２には、透明な光学粘着シート（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ：ＯＣＡ）を用いることができる。ＯＣＡは、両面テープ状に形成され、両面には異形フィルムが貼り付けられるが、貼り合わせる際に、異形フィルムを剥離した状態で両面に貼り合わせ対象を貼り付けることで、その対象物同士を貼り合わせることができる。かかるＯＣＡは、カラーフィルター層１８０と保護部材１９０との間において、半固体状態で配置されるため、接着物質が空気層１８４の内部に入り込むことなく、カラーフィルター層１８０の空気層１８４が、ＲカラーフィルターおよびＢカラーフィルターと同じ形状を維持することができる。
【0103】
しかしながら、本発明の一実施例に係る有機電界発光表示装置１００において、接着剤１９２はＯＣＡに限定されるものではなく、様々な接着部材を用いることができる。
【0104】
前述したように、本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、ガラスやプラスチックフィルムではなく、単結晶シリコンからなるウェーハ基板１１０上にトランジスタＴが形成されるため、サブ画素の面積を大幅に縮小しても、希望する高画質の映像表現が可能となり、高解像度の表示装置１００の実現が可能となる。
【0105】
さらに、本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、Ｒ、Ｇサブ画素間に光漏れを防止するためのブラックマトリクスを設けないため、さらに微細なサブ画素を形成することができ、超高解像度の表示装置１００を実現することができる。
【0106】
本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、カラーフィルター層１８０にＲ、Ｂカラーフィルターのみを形成し、Ｇカラーフィルターを削除して空気層１８４を形成することで、Ｒ、Ｇ、Ｂサブ画素の光効率を向上させることができる。以下、これについて詳述する。
【0107】
図６は、Ｇカラーフィルターを備えた有機電界発光表示装置における有機発光素子Ｅから発せられた光の出力経路を示す図である。
【0108】
図６に示すように、カラーフィルター層１８０がＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルターで構成された場合、Ｒ、Ｇ、Ｂサブ画素から発せられた白色光は、カラーフィルター層１８０を透過し、出力される。このとき、Ｒカラーフィルターを透過する白色光は、他の波長帯の光を吸収して赤色光のみを出力し、Ｇカラーフィルターを透過する白色光は、他の波長帯の光を吸収して緑色光のみを出力し、Ｂカラーフィルターを透過する白色光は、他の波長帯の光を吸収して青色光のみを出力する。
【0109】
しかしながら、かかる構造の有機電界発光表示装置の場合、Ｒ、Ｇ、Ｂカラーフィルター間にブラックマトリクスが配置されないため、特定のサブ画素を透過した光が、隣接する他のサブ画素領域を通って出力されることがある。
【0110】
例えば、ＲカラーフィルターとＧカラーフィルターを垂直に透過した光１、３は、そのままＲサブ画素とＧサブ画素に出力される。
【0111】
カラーフィルター層１８０は、類似の屈折率を持つＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルターで構成され、サブ画素の界面において、Ｒ、Ｇ、Ｂカラーフィルターは互いに接しているため、サブ画素の界面は、略類似の屈折率を持つ。そのため、特定のサブ画素に所定の角度で入射し、隣接するサブ画素との界面に入射した光は、屈折することなく、そのまま隣接するサブ画素を通り、出力される。
【0112】
例えば、Ｒカラーフィルターに所定の角度で入射した光２は、Ｒサブ画素とＧサブ画素との界面に入射するが、入射光は、屈折または反射することなく、そのままＧサブ画素に入射する。Ｒサブ画素から出力された光の全てがＲサブ画素から出力されるわけではなく、一部の光が、隣接するＧサブ画素から出力されるため、Ｇサブ画素において、赤色光と緑色光の混色が発生する。その結果、画面上において、光漏れによるシミが発生する。
【0113】
図７は、本発明に係る有機電界発光表示装置１００、すなわち、Ｇカラーフィルターを備えていない有機電界発光表示装置における有機発光素子Ｅから発せられた光の出力経路を示す図である。
【0114】
図７に示すように、本発明に係る有機電界発光表示装置１００において、Ｒ、Ｂサブ画素にはカラーフィルター層１８０が形成されるが、Ｇサブ画素にはカラーフィルター層１８０が形成されない。Ｇサブ画素のカラーフィルター層に相当する領域には、カラーフィルター層１８０の代わりに空気層１８４が形成される。
【0115】
また、有機発光素子Ｅの下部には第２層間絶縁層１２８が形成され、Ｇサブ画素における第２層間絶縁層１２８の下部には第１反射電極１１８ａが配置される。Ｒ、Ｂサブ画素における有機発光素子Ｅの下部には第２反射電極１１８ｂが配置される。
【0116】
かかる構造の有機電界発光表示装置１００において、Ｒ、Ｂサブ画素の有機発光素子Ｅから発せられた白色光は、上部のカラーフィルター層１８０を透過し、出力される。例えば、Ｒサブ画素の有機発光素子Ｅから発せられた白色光は、Ｒカラーフィルターを透過する際に他の波長帯の光を吸収し、赤色光のみを出力する。また、Ｂサブ画素の有機発光素子Ｅから発せられた白色光は、Ｂカラーフィルターを透過する際に他の波長帯の光を吸収し、青色光のみを出力する。
【0117】
このとき、有機発光素子Ｅから下部に発せられた光は、有機発光素子Ｅの下部における第２反射電極１１８ｂで反射し、再びカラーフィルター層１８０を透過して出力される。
【0118】
Ｒ、Ｂサブ画素の有機発光素子Ｅから発せられ、垂直上方向に出力される光１は、対応するカラーフィルターを通って出力される。
【0119】
Ｒ、Ｂサブ画素の有機発光素子Ｅから発せられ、上方向に向けて所定の角度で出力される光２は、Ｇサブ画素との界面に入射する。ところが、Ｇサブ画素にはカラーフィルター層が形成されず、空気層１８４が存在するため、有機物質からなるカラーフィルター層１８０と空気層１８４との間に屈折率差が生じる。その結果、Ｇサブ画素との界面に入射した光は、Ｇサブ画素に入射せず、界面で反射する。言い換えると、Ｇサブ画素との界面に入射した光は、反射により、Ｒ、Ｂサブ画素を通り、出力される。
【0120】
したがって、本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、Ｒ、Ｂサブ画素の有機発光素子Ｅから発せられた光が、隣接するサブ画素に入射せず、全て対応するカラーフィルターを通って出力されるため、該当サブ画素の輝度が大幅に上昇する。
【0121】
図８Ａと図８Ｂは、それぞれＧカラーフィルターを備えた場合、およびＧカラーフィルターを備えず、空気層を備えた場合におけるＲサブ画素の輝度、そしてＢサブ画素の輝度を示す図である。実線（Ｒｅｆ．）は、Ｇカラーフィルターを備えた場合の輝度を示し、点線（Ａｉｒ Ｇａｐ）は、本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置の輝度を示す。
【0122】
図８Ａに示すように、Ｇカラーフィルターを備えた場合、Ｒサブ画素を通り、出力される赤色光の輝度が約０．１１であるに対し、空気層１８４を備えた場合、Ｒサブ画素を通り、出力される赤色光の輝度は約０．１４に増加する。
【0123】
図８Ｂに示すように、Ｇカラーフィルターを備えた場合、Ｂサブ画素を通り、出力される青色光の輝度が約０．２０であるに対し、空気層１８４を備えた場合、Ｂサブ画素を通り、出力される青色光の輝度は約０．３０に増加する。
【0124】
このように、本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、Ｒ、Ｂサブ画素の有機発光素子Ｅから出力され、Ｇサブ画素との界面に入射した光が全反射し、再びＲ、Ｂサブ画素を通り、出力されるため、Ｒ、Ｂサブ画素の輝度が大幅に向上する。
【0125】
一方、Ｇサブ画素の有機発光素子Ｅから発せられた白色光の一部は、直接上部に出力されて空気層１８４を透過し、残りの光は、第１反射電極１１８ａで反射した後、上部に出力され、空気層１８４を透過する。すなわち、有機発光素子Ｅから発せられ、空気層１８４を直接透過する光と、第１反射電極１１８ａで反射した後、空気層１８４を透過する光が、Ｇサブ画素を通って出力される。
【0126】
本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、有機発光素子Ｅから直接出力される光と、第１反射電極１１８ａで反射した後、出力される光とを補強干渉させる。特に、本発明では、緑色の波長帯で、有機発光素子Ｅから直接出力される光と、第１反射電極１１８ａで反射した後、出力される光とを補強干渉させることで、Ｇカラーフィルターがなくても緑色光のみがＧサブ画素を通り、出力されるようにする。このとき、他の波長帯の光は、完全に、若しくはある程度相殺干渉され、除去され、または強度が大幅に減少し、Ｇサブ画素を通って出力される光は、実質的に緑色光となる。
【0127】
有機発光素子Ｅから直接出力される光と、第１反射電極１１８ａで反射した後、出力される光との補強干渉は、下記の数式１に従って行われる。
【0128】
【数1】
【0129】
ここで、ｎは整数、ｄは光学距離、λは波長、ｍは次数である。
【0130】
光学距離ｄは、第１反射電極１１８ａの上面から第２電極１３６の下面までの距離である。したがって、光学距離ｄは、有機発光素子Ｅにおける第１電極１３２および有機発光層１３４の厚さｔ１と、第１反射電極１１８ａの上面から第２層間絶縁層１２８の上面までの距離ｔ２との和である。ここで、距離ｔ２は、第２層間絶縁層１２８の厚さから第１反射電極１１８ａの厚さを引いた値であるので、第１反射電極１１８ａの厚さが固定されていると仮定すると、距離ｔ２は、第２層間絶縁層１２８の厚さを調節することにより調整することができる。また、第２層間絶縁層１２８の厚さが固定されていると仮定すると、距離ｔ２は、第１反射電極１１８ａの厚さを調節することにより調整することができる。そして、距離ｔ２は、第２層間絶縁層１２８の厚さおよび第１反射電極１１８ａの厚さを調節することにより調整することができる。
【0131】
本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、緑色光の波長、例えば、約５２８ｎｍの波長で光を補強干渉させることで（λ＝５２８ｎｍ）、緑色光がＧサブ画素を通り、出力されるようにする。出力される緑色光は、１次、２次、３次、およびそれ以上の次数で補強干渉した光であり得る。ところが、約５２８ｎｍ波長の光を１次補強干渉させるためには、光学距離ｄを最小にしなければならないが、工程上の限界により、光学距離ｄに対応する第１電極１３２および有機発光層１３４の厚さｔ１と、第２層間絶縁層１２８（および／または第１反射電極１１８ａ）の厚さを設定値以下に形成することができない。そのため、実質的に１次補強干渉した光を出力することができない。また、４次以上に補強干渉した緑色光は、その強度が非常に小さいため、Ｇサブ画素を通し、実際に緑色光を出力することができなくなる。
【0132】
本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、緑色光の波長帯、例えば、５２８ｎｍの波長帯で光が２次および３次補強干渉するよう、第１電極１３２および有機発光層１３４の厚さｔ１と、第２層間絶縁層１２８（および／または第１反射電極１１８ａ）の厚さを調節することで、Ｇサブ画素を通り、希望する強度の緑色光が出力されるようにする。
【0133】
表１に、２次および３次補強干渉時における第１電極１３２および有機発光層１３４の厚さｔ１と、第１反射電極１１８ａの上面から第２層間絶縁層１２８の上面までの距離ｔ２を例示する。しかしながら、本発明における第１電極１３２および有機発光層１３４の厚さｔ１、並びに第１反射電極１１８ａの上面から第２層間絶縁層１２８の上面までの距離ｔ２が、例示した数値に限定されるものではない。また、本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、カラーフィルター層１８０を備えず、Ｇサブ画素を通して緑色光を出力させるため、緑色光に対応する様々な波長帯で２次および３次補強干渉を起こすことができ、補強干渉する波長帯によって第１電極１３２および有機発光層１３４の厚さｔ１、そして第１反射電極１１８ａの上面から第２層間絶縁層１２８の上面までの距離ｔ２を多様に設定することができる。
【0134】
【表1】
【0135】
表１に示すように、５２８ｎｍの波長帯における光学距離ｄが２６４０ｎｍである場合、２次補強干渉が起こる。このとき、第１電極１３２および有機発光層１３４の厚さｔ１が２０００ｎｍであり、第１反射電極１１８ａの上面から第２層間絶縁層１２８の上面までの距離ｔ２は６４０ｎｍであり得る。また、第１電極１３２および有機発光層１３４の厚さｔ１が２２００ｎｍであり、第１反射電極１１８ａの上面から第２層間絶縁層１２８の上面までの距離ｔ２は４４０ｎｍであり得る。また、第１電極１３２および有機発光層１３４の厚さｔ１が２４００ｎｍであり、第１反射電極１１８ａの上面から第２層間絶縁層１２８の上面までの距離ｔ２は２４０ｎｍであり得る。
【0136】
５２８ｎｍ波長帯における光学距離ｄが３９６０ｎｍである場合、３次補強干渉が起こる。このとき、第１電極１３２および有機発光層１３４の厚さｔ１が３３００ｎｍであり、第１反射電極１１８ａの上面から第２層間絶縁層１２８の上面までの距離ｔ２は６６０ｎｍであり得る。また、第１電極１３２および有機発光層１３４の厚さｔ１が３５００ｎｍであり、第１反射電極１１８ａの上面から第２層間絶縁層１２８の上面までの距離ｔ２は４６０ｎｍであり得る。また、第１電極１３２および有機発光層１３４の厚さｔ１が３７００ｎｍであり、第１反射電極１１８ａの上面から第２層間絶縁層１２８の上面までの距離ｔ２は２６０ｎｍであり得る。
【0137】
しかしながら、本発明に係る有機電界発光表示装置１００における第１電極１３２および有機発光層１３４の厚さｔ１と、第１反射電極１１８ａの上面から第２層間絶縁層１２８の上面までの距離ｔ２が、かかる数値に限定されるものではない。補強干渉する波長帯により、光学距離ｄが変更されることがある。それにより、第１電極１３２および有機発光層１３４の厚さｔ１と、第１反射電極１１８ａの上面から第２層間絶縁層１２８の上面までの距離ｔ２も変更され得る。
【0138】
また、工程上、可能であれば、光学距離ｄの条件を満たすよう、第１電極１３２および有機発光層１３４の厚さｔ１と、第２層間絶縁層１２８（および／または第１反射電極１１８ａ）の厚さを、様々な組み合わせで形成することができる。
【0139】
図９Ａと図９Ｂは、それぞれ本発明に係る有機電界発光表示装置１００のＧサブ画素において、光学距離ｄが調整されていない場合（すなわち、補強干渉していない場合）の光学スペクトルと、光学距離ｄが調整された場合（すなわち、補強干渉した場合）の光学スペクトルを示すグラフである。
【0140】
図９Ａに示すように、光学距離ｄが調整されていない場合、Ｇサブ画素から出力される光は、約４６０ｎｍおよび５７０ｎｍに低いピークを持つ光、すなわち、全体的に白色光に近い光である。一方、図９Ｂに示すように、光学距離ｄが調整された場合、Ｇサブ画素から出力される光は、約５２８ｎｍにピークを持つ緑色光である。
【0141】
このように、本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、Ｇカラーフィルターを備えず、光学距離ｄを調整することで、Ｇサブ画素を通し、純度の高い緑色光を出力することができる。
【0142】
上述した通り、本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、トランジスタをウェーハ上に形成し、カラーフィルター間にブラックマトリクスを形成しないため、高解像度、かつ高性能な表示装置を実現することができる。
【0143】
また、本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、Ｇカラーフィルターを取り除き、その位置に低屈折率の空気層を形成することで、Ｇサブ画素との界面に入射する光を全反射させる。その結果、Ｇサブ画素に他色の光が混入することによって発生するシミを防止することができる。
【0144】
また、本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、Ｒ、Ｂサブ画素から、Ｇサブ画素との界面に入射する光を全反射させ、再びＲ、Ｂサブ画素に出力させるため、Ｒ、Ｂサブ画素に出力される光の強度を増加させ、光効率を大幅に向上させることができる。
【0145】
一方、本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置１００では、Ｒ、Ｂサブ画素にカラーフィルター層が形成され、Ｇサブ画素にはカラーフィルター層が形成されない構造を例に挙げ、説明したが、本発明がかかる構造に限定されるものではない。Ｇ、Ｂサブ画素にカラーフィルター層が形成され、Ｒサブ画素にはカラーフィルター層が形成されない構造と、Ｒ、Ｇサブ画素にカラーフィルター層が形成され、Ｂサブ画素にはカラーフィルター層が形成されない構造に適用することもできる。
【0146】
【0147】
図１０に示すように、本実施例に係る有機電界発光表示装置２００では、単結晶シリコンのような単結晶半導体からなるウェーハ基板２１０上に、トランジスタＴおよび有機発光素子Ｅか形成される。
【0148】
トランジスタＴ上における第１層間絶縁層２２４上には第１反射電極２１８ａが形成される。前記第１反射電極２１８ａは、トランジスタＴのソース電極２１６およびドレイン電極２１７と同一金属で、同一工程により形成することができるが、これに限定されるものではない。ソース電極２１６およびドレイン電極２１７とは異なる金属で、別工程により形成してもよい。
【0149】
前記第１反射電極２１８ａは、ＡｌやＡｇのように反射率の高い金属で形成することができるが、これに限定されるものではない。
【0150】
有機発光素子Ｅは、バンク層２５２間に形成され、コンタクトホールを介してトランジスタＴのドレイン電極２１７に接続する第１電極２３２と、前記第１電極２３２およびバンク層２５２上に形成される有機発光層２３４と、前記有機発光層２３４上に形成される第２電極２３６で構成される。
【0151】
第１電極２３２の下部には、第２反射電極２１８ｂを形成することができる。ソース電極２１６とドレイン電極２１７は、それぞれゲート絶縁層２２２および第１層間絶縁層２２４に形成されたコンタクトホールを介し、アクティブ領域２１２のチャネル領域２１２ａの両側に位置するソース領域２１２ｂとドレイン領域２１２ｃにオーミック接触することができる。第２電極２３６上に形成された封止層２６０は、無機物質からなる第１封止層２６２と、有機物質からなる第２封止層２６４、無機物質からなる第３封止層２６６を含むことができる。保護部材２９０は、接着剤２９２によりカラーフィルター層２８０に貼り付けることができる。
【0152】
本実施例においても、Ｇサブ画素にはカラーフィルター層２８０が形成されず、空気層２８４が形成されるため、Ｒ、Ｂサブ画素から、Ｇサブ画素との界面に入射する光が全反射し、再びＲ、Ｂサブ画素に出力される。その結果、Ｒ、Ｂサブ画素に出力される光の効率を大幅に向上させることができる。
【0153】
また、第１反射電極２１８ａの上面から第２電極２３６の下面までの光学距離を調整し、緑色光の波長帯における補強干渉の光学距離を調整することで、カラーフィルター層が存在しないＧサブ画素を通り、緑色光が出力される。このとき、光学距離は、第１電極２３２および有機発光層２３４の厚さと、第１反射電極２１８ａの上面から第２層間絶縁層２２８の上面までの距離（すなわち、第２層間絶縁層２２８の厚さおよび保護層２２６の厚さ）を調節することで、調整することができる。したがって、２次および３次補強干渉のためには、保護層２２６をＳｉＯｘ、またはＳｉＮｘのような無機物質で形成し、その厚さを数百ｎｍにすることが好ましい。
【0154】
本実施例でも、Ｇサブ画素にはカラーフィルター層２８０が形成されず、空気層２８４が形成されるため、Ｒ、Ｂサブ画素から、Ｇサブ画素との界面に入射する光が全反射し、再びＲ、Ｂサブ画素に出力される。その結果、Ｒ、Ｂサブ画素に出力される光の効率を大幅に向上させることができる。
【0155】
また、第１電極２３２および有機発光層２３４の厚さと、第２層間絶縁層２２８および保護層２２６の厚さを調節し、緑色光の波長帯における補強干渉の光学距離を調整することで、カラーフィルター層が存在しないＧサブ画素を通り、緑色光が出力されるようにすることができる。
【0156】
上述した本発明の例で説明した特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの例に含まれるが、必ずしもそれに限定されるものではない。さらに、本発明の少なくとも１つの例で挙げられた特徴、構造、効果などは、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、他の例に対しても組み合わせ、または変形して実施することが可能である。よって、かかる組み合わせと変形に関連した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【0157】
以上で説明した本発明は、前述した実施例および図面に限定されるものではない。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的事項から逸脱しない範囲内で置換、変形、変更することが可能であろう。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示される。また、特許請求の範囲の意味およびその範囲、そして、それと同等な概念から導出された変更、または変形されたあらゆる形態が、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【0158】
１１０…ウェーハ基板、１１２…アクティブ領域、１１４…ゲート電極、１１６…ソース電極、１１７…ドレイン電極、１１８ａ、１１８ｂ…反射電極、１２８…第２層間絶縁層、１６０…封止層、１８０…カラーフィルター層、１８４…空気層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10】