(57)【要約】【課題】透明表示と発光表示が同時に可能であり、且つ透明度及び波長別の色効率が均一な透明表示装置を提供すること。【解決手段】本発明の一実施形態による透明表示装置は複数の画素を有する基板と、画素のそれぞれに設けられた少なくとも一つの発光部及び少なくとも一つの透過部と、発光部に設けられた有機発光層と、発光部に、有機発光層と基板との間に設けられた反射電極構造と、基板上に複数の画素にわたって、発光部及び透過部上に位置する透過電極と、透過電極上に、相殺干渉特性であり第１屈折率を有する第１キャッピング層、及び第１キャッピング層上に、第１屈折率よりも小さい第２屈折率を有する第２キャッピング層を含むキャッピング構造を備える。【選択図】  図２
2020109753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有する基板と、
前記画素のそれぞれに設けられた少なくとも一つの発光部及び少なくとも一つの透過部と、
前記発光部に設けられた有機発光層と、
前記発光部に、前記有機発光層と前記基板との間に設けられた反射電極構造と、
前記基板上に複数の画素にわたって、前記発光部及び透過部上に位置する透過電極と、
前記透過電極上に、相殺干渉特性であり第１屈折率を有する第１キャッピング層、及び前記第１キャッピング層上に、前記第１屈折率よりも小さい第２屈折率を有する第２キャッピング層を含むキャッピング構造と、
を備える、透明表示装置。
【請求項２】
前記第１屈折率は２．０以上であり、前記第２屈折率は前記第１屈折率よりも０．２以上１．２未満だけ小さい、請求項１に記載の透明表示装置。
【請求項３】
前記第１屈折率は２．０〜２．７であり、前記第２屈折率は１．３〜２．０である、請求項１に記載の透明表示装置。
【請求項４】
前記第１キャッピング層は、第１厚さ（ｄ１）を有し、
前記第１キャッピング層の第１光学距離（ｎ１ｄ１）は、ｍλ／２ｃｏｓθ（ｍは整数、λは相殺干渉される波長、θは入射角）の値を有する、請求項１に記載の透明表示装置。
【請求項５】
前記相殺干渉される波長は、青色波長または深青色波長であり、
前記相殺干渉される波長のピーク波長は、４３０ｎｍ〜４６５ｎｍである、請求項４に記載の透明表示装置。
【請求項６】
前記第２キャッピング層は第２厚さ（ｄ２）を有し、
前記第２キャッピング層の第２光学距離（ｎ２ｄ２）は、前記第１光学距離の０．９倍〜１．１倍である、請求項４に記載の透明表示装置。
【請求項７】
前記第２キャッピング層の上部表面反射度と前記第１キャッピング層及び第２キャッピング層間の界面反射度との差が、５％以下である、請求項1に記載の透明表示装置。
【請求項８】
前記第２キャッピング層の上部に封止層をさらに含み、
前記第２キャッピング層の上部表面反射度は、
【数１】
2020109753.tif 000012
（ｎＥｎｃａｐは第２キャッピング層上部構成の屈折率、θｉは入射角、θｔは出射角）である、請求項１に記載の透明表示装置。
【請求項９】
前記第１キャッピング層及び第２キャッピング層間の界面反射度は、
【数２】
2020109753.tif 000013
（θｉは入射角、θｔは出射角）であり、
前記第２キャッピング層の上部表面反射度と５％以下の差を有する、請求項８に記載の透明表示装置。
【請求項１０】
前記第１厚さは２５０Å〜５００Åであり、
前記第２厚さは３００Å〜７００Åである、請求項６に記載の透明表示装置。
【請求項１１】
前記有機発光層の第２面を通じて出射される光は、前記透過電極、第１キャッピング層及び第２キャッピング層の順に出射され、
前記第２キャッピング層から出る出射光量は、前記有機発光層の第２面を通じて出射される光量の合計量から、前記透過電極の反射率、前記第１のキャッピング層と第２のキャッピング層の間の界面の反射率、および前記第２のキャッピング層の上面の反射率を引いた値に比例する、請求項１に記載の透明表示装置。
【請求項１２】
前記透過電極は銀合金で形成されており、前記透過電極の厚さは５０Åから１００Åの間である、請求項１に記載の透明表示装置。
【請求項１３】
前記有機発光層が前記透過部にさらに設けられ、前記透過部の有機発光層は、前記発光部の有機発光層とは独立して駆動されるサブピクセルとして機能する、請求項１に記載の透明表示装置。
【請求項１４】
前記キャッピング構造は、３層または４層のキャッピング構造として提供され、
各キャッピング層の屈折率は、上方向に向かって徐々に減少し、
最下層のキャッピング層は相殺干渉特性を有し、他のキャッピング層の光学距離は、それぞれ最下層のキャッピング層の光学距離の０．９から１．１倍であり、
各キャッピング層の各界面間の反射率の差は５％以下である、請求項１に記載の透明表示装置。
【請求項１５】
２つの異なる発光部が１つの透過部に隣接している、または１つの透過部分が４つの発光部に囲まれている、または前記透過部の形状は六角形または菱形である、請求項１に記載の透明表示装置。
【請求項１６】
２つの緑色発光部、１つの赤色発光部、１つの青色発光部が各透過部を囲む、または
前記赤または青の発光部は、間に前記透過部を挟んで対角方向で緑の発光部と対応する、請求項１に記載の透明表示装置。
【請求項１７】
ＴＦＴが前記透過部の外側の前記発光部と重なっている、または
前記透過電極は、アノードと同じ層にある補助電極と接触している、請求項１に記載の透明表示装置。
【請求項１８】
前記発光部及び透過部を画定するためのバンクと、前記バンク上のスペーサーとをさらに備え、
前記バンクは正のテーパーであり、前記スペーサーは負のテーパーである、請求項１に記載の透明表示装置。
【請求項１９】
基板上に設けられた反射電極構造と、
前記反射電極構造上に設けられた有機発光層と、
前記有機発光層上に設けられた透過電極と、
前記透過電極上に設けられ、相殺干渉特性であり、第１屈折率を有する第１キャッピング層、及び前記第１キャッピング層上に、前記第１屈折率よりも小さい第２屈折率を有する第２キャッピング層を含むキャッピング構造と、を備える、透明表示装置。
【請求項２０】
前記基板は、それぞれに発光部及び透過部を有する複数の画素を含み、
前記反射電極構造は、前記発光部における、前記有機発光層と前記基板との間に設けられ、
前記透過電極は、前記基板上の複数の画素にわたって、前記発光部及び透過部上に位置する、請求項１に記載の透明表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、特に、透過度及び発光の波長別の均一度が改善された透明表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、本格的な情報化時代に入るにつれて電気的情報信号を視覚的に表現するディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）分野が急速に発展してきており、それに相応して薄型化、軽量化、低消費電力化した優れた性能を持つ様々な平板表示装置（Ｆｌａｔ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ）が開発され、急速に既存のブラウン管（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ：ＣＲＴ）に取って代わっている。
【０００３】
このような平板表示装置の具体的な例には、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ：ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ  ｄｅｖｉｃｅ：ＰＤＰ）、電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ：ＦＥＤ）、有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＯＬＥＤ）及び量子点表示装置（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ）などを挙げることができる。
【０００４】
その中でも、別途の光源を必要とせず、装置のコンパクト化及び鮮明なカラーを表示する目的から、有機発光表示装置や量子点発光表示装置のような自発光表示装置が競争力あるアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）として考慮されている。
【０００５】
一方、自発光表示装置は、基板上に複数個の画素を備え、各画素内に向かい合って設けられたアノード電極とカソード電極、及びこれらの間に発光層が設けられた発光ダイオードを備える。
【０００６】
自発光表示装置では発光ダイオード自体から出る光で表示がなされるため、発光ダイオードから出る光の抽出量を効果的に利用することが重要である。したがって、透過性を高めるために、光の出る方向に位置するカソード電極の厚さを小さくする一方で、装置の性能安定のためにカソード電極及びこれに隣接した構成の信頼性を高めるよう工夫されている。
【０００７】
現在利用されている上部発光構造では、発光素子のアノード電極は反射金属を含み、カソード電極は反射透過性金属を含む例を適用することもある。この場合、アノード電極とカソード電極との間に位置する発光層から出た光が反射性のアノード電極に反射され、カソード電極との間で数回共振し、アノード電極とカソード電極との間の距離によって特定波長の光が出射される。このような構造においてより透過効率を高めるためにはカソード電極の厚さを小さくする必要がある。
【０００８】
その上、最近では前面及び後面から光が透過し、視野を妨害することなく画像を表示できる透明表示装置の要求も増えつつある。
【０００９】
透明表示装置は、このような自発光領域と透明領域に対して発光ダイオードの配置を別にして透明表示と発光表示を同時に得ようとする。
【００１０】
しかしながら、自発光領域と透明領域はそれぞれ発光効率の増大と透過率を最優先とすべきものであり、互いに目的が異なり、それに要求される構造も異なるため、共通の形成方法で具現し難いのが実情である。
【００１１】
また、基板上に自発光領域と透明領域を共に有する場合、透明領域では、透過率を高めるために自発光領域の構成に比べて一部の構成要素の省略が要求され、透明領域の存在分だけ発光領域が減少する問題があり、しかも、減少した発光領域のみで一定明るさ以上の発光表示するためには駆動電圧が高くなるという問題点がある。
【００１２】
近年、透明表示装置では透過率を高めるために出射側の電極やキャッピング層を薄く形成しているが、このように構成すると、発光領域から出射する波長別強度の偏差が発生して色純度が低下し、色効率が低下する、という更なる問題点が生じる。
【００１３】
すなわち、現在まで提案された透明表示装置では、透過度及び波長別に均一な色効率を有する透明表示装置の具現が困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたものであり、特に、透明表示と発光表示が同時に可能であり、これによって透明度、及び波長別の色効率を均一にした透明表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の透明表示装置は、出射側の構造を変更することによって、透明表示及び発光表示が同時に可能であり、それぞれ透過率及び色特性の双方において優れる。
【００１６】
一実施例に係る本発明の透明表示装置は、複数の画素を有する基板と、前記画素のそれぞれに設けられた少なくとも一つの発光部及び少なくとも一つの透過部と、前記発光部に設けられた有機発光層と、前記発光部に、前記有機発光層と前記基板との間に設けられた反射電極構造と、前記基板上に複数の画素にわたって、前記発光部及び透過部上に位置する透過電極と、前記透過電極上に、相殺干渉特性であり、第１屈折率を有する第１キャッピング層、及び前記第１キャッピング層上に、前記第１屈折率よりも小さい第２屈折率を有する第２キャッピング層を含むキャッピング構造と、を備える。
【００１７】
前記第１屈折率は２．０以上であり、前記第２屈折率は前記第１屈折率よりも０．２以上１．２未満だけ小さくすることができる。
【００１８】
また、前記第１屈折率は２．０〜２．７であり、前記第２屈折率は１．３〜２．０であり得る。
【００１９】
前記第１キャッピング層は第１厚さ（ｄ１）を有し、前記第１キャッピング層の第１光学距離（ｎ１ｄ１）は、ｍλ／２ｃｏｓθ（ｍは整数、λは相殺干渉される波長、θは入射角）の値を有することができる。
【００２０】
前記相殺干渉される波長は、青色波長であり得る。
【００２１】
前記相殺干渉される波長のピーク波長は、４３０ｎｍ〜４６５ｎｍであり得る。
【００２２】
前記第２キャッピング層は第２厚さ（ｄ２）を有し、前記第２キャッピング層の第２光学距離（ｎ２ｄ２）は、前記第１光学距離の０．９倍〜１．１倍であり得る。
【００２３】
前記第２キャッピング層の上部表面の反射度と、前記第１キャッピング層及び第２キャッピング層間の界面反射度との差は、５％以下であり得る。
【００２４】
前記第２キャッピング層の上部には前記第２屈折率よりも屈折率が０．１〜０．７小さい封止層をさらに備えることができる。
【００２５】
前記第２キャッピング層の上部表面反射度は、
【数１】
2020109753.tif 000003
（ｎＥｎｃａｐは第２キャッピング層上部構成の屈折率、θｉは入射角、θｔは出射角）であり得る。
【００２６】
前記第１キャッピング層及び第２キャッピング層間の界面反射度は、
【数２】
2020109753.tif 000004
（θｉは入射角、θｔは出射角）であり、前記第２キャッピング層の上部表面反射度と５％以下の差を有することができる。
【００２７】
前記第１厚さは３００Å〜５００Åであり、前記第２厚さは３００Å〜７００Åであり得る。
【００２８】
前記有機発光層の第２面を通じて出射される光は、前記透過電極、第１キャッピング層及び第２キャッピング層の順に出射され、前記第２キャッピング層から出る出射光量は、前記有機発光層の第２面を通じて出射される光量の合計量から、前記透過電極の反射率、前記第１のキャッピング層と第２のキャッピング層の間の界面の反射率、および前記第２のキャッピング層の上面の反射率を引いた値に比例することができる。
【００２９】
前記透過電極は銀合金で形成されており、前記透過電極の厚さは５０Åから１００Åであることができる。
【００３０】
前記有機発光層は、前記透過部にさらに設けられ、前記透過部の有機発光層は、前記発光部の有機発光層とは独立して駆動されるサブピクセルとして機能することができる。
【００３１】
前記キャッピング構造は、３層または４層のキャッピング構造として提供され、各キャッピング層の屈折率は、上方向に向かって徐々に減少し, 最下層のキャッピング層は相殺干渉特性を有し、他のキャッピング層の光学距離は、それぞれ最下層のキャッピング層の光学距離の０．９から１．１倍であり、各キャッピング層の各界面間の反射率の差は５％以下であることができる。
【００３２】
２つの異なる発光部が１つの透過部に隣接している、または１つの透過部分が４つの発光部に囲まれている、または前記透過部の形状は六角形または菱形状であることができる。
【００３３】
２つの緑色発光部、１つの赤色発光部、１つの青色発光部が各透過部を囲む、または前記赤または青の発光部は、間に前記透過部を挟んで対角方向で緑の発光部と対応することができる。
【００３４】
ＴＦＴが前記透過部の外側の前記発光部と重なっている、または前記透過電極は、アノードと同じ層にある補助電極と接触していることができる。
【００３５】
前記発光部及び透過部を画定するためのバンクと、前記バンク上のスペーサーとをさらに備え、バンク上にスペーサーをさらに含み、前記バンクは正のテーパーであり、前記スペーサーは負のテーパーであることができる。
【００３６】
本発明の他の実施形態による透明表示装置は、基板上に反射電極構造と、前記反射電極構造上に有機発光層と、前記有機発光層上に透過電極と、前記透過電極上に、相殺干渉特性であり、第１屈折率を有する第１キャッピング層、及び前記第１キャッピング層上に、前記第１屈折率よりも小さい第２屈折率を有する第２キャッピング層を含むキャッピング構造と、を備えることができる。
【００３７】
前記基板は、それぞれに発光部及び透過部を有る複数の画素を含み、前記反射電極構造は、前記発光部に、前記有機発光層と前記基板との間に設けられ、前記透過電極は、前記基板上に複数の画素にわたって、前記発光部及び透過部上に位置することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の透明表示装置は、次のような効果がある。
【００３９】
第一に、発光部と透過部に対して共通して、相殺干渉特性を有し、高屈折率の第１キャッピング層及び低屈折率の第２キャッピング層が積層されたキャッピング構造を適用することによって、各キャッピング層の界面において屈折率差が小さく、キャッピング層の最上部とその外部の封止層などとの界面において小さい屈折率差を有し、各界面の低い反射度によるアンチリフレクション効果によってキャッピング構造を通過する透過量を増やすことができる。
【００４０】
第二に、二重キャッピング層干渉効果の最適化及び第１及び第２キャッピング層の光学距離を同一又は類似にすることによって、類似範囲の波長に対して相殺干渉特性によって透過度を上昇させ、色座標の歪み無しに色効率を向上させることができる。
【００４１】
第三に、第２電極厚さ及びキャッピング層構造を変化させることによって、発光素子の内部構成を変更することなく高効率の透明及び発光素子を具現することができる。
【００４２】
第四に、透過部の高透過確保及び発光部におけるＥＬスペクトル最適化が可能である。
【００４３】
第五に、可視光領域で均一な透過度特性の確保が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の透明表示装置を示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施例による透明表示装置を示す断面図である。
【図３Ａ】相殺干渉の原理を示す図である。
【図３Ｂ】補強干渉の原理を示す別の図である。
【図４】本発明の透明表示装置のキャッピング層及び界面において透過及び反射特性を示す概略断面図である。
【図５】キャッピング構造の構造別透過度を示すグラフである。
【図６】キャッピング構造の構造別青色発光時の発光強度を示すグラフである。
【図７Ａ】出射側の第２電極及びキャッピング構造の配置による透明表示装置の一比較例を示す断面図である。
【図７Ｂ】出射側の第２電極及びキャッピング構造の配置による透明表示装置の別の比較例を示す断面図である。
【図７Ｃ】出射側の第２電極及びキャッピング構造の配置による透明表示装置の更に別の比較例を示す断面図である。
【図８】図７Ａ〜図７Ｃによる透過度を示すグラフである。
【図９】第３比較例及び本発明の透明表示装置のキャッピング層及び界面において透過及び反射特性を示す概略断面図である。
【図１０Ａ】本発明の透明表示装置のキャッピング構造の各キャッピング層厚さ適用による青色の透過率傾向を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の透明表示装置のキャッピング構造の各キャッピング層厚さ適用による緑色の透過率傾向を示す図である。
【図１０Ｃ】本発明の透明表示装置のキャッピング構造の各キャッピング層厚さ適用による赤色の透過率傾向を示す図である。
【図１１Ａ】高屈折率キャッピング層を単一キャッピング層とするが、高屈折率キャッピング層の相殺及び干渉特性を異ならせた各実験例の透過度を示すグラフである。
【図１１Ｂ】高屈折率キャッピング層を単一キャッピング層とするが、高屈折率キャッピング層の相殺及び干渉特性を異ならせた各実験例のスペクトルを示すグラフである。
【図１２Ａ】相殺干渉特性の高屈折率キャッピング層及び低屈折率キャッピング層の積層キャッピング構造、他の積層キャッピング構造、及び補強干渉特性の高屈折率キャッピング単一層に対する透過度を示すグラフである。
【図１２Ｂ】相殺干渉特性の高屈折率キャッピング層及び低屈折率キャッピング層の積層キャッピング構造、他の積層キャッピング構造、及び補強干渉特性の高屈折率キャッピング単一層に対するスペクトルを示すグラフである。
【図１３Ａ】相殺干渉単一キャッピング層、補強干渉単一キャッピング層、及び本発明のキャッピング構造の各実験例における青色発光時の各スペクトルを示すグラフである。
【図１３Ｂ】相殺干渉単一キャッピング層、補強干渉単一キャッピング層、及び本発明のキャッピング構造の各実験例における緑色発光時の各スペクトルを示すグラフである。
【図１３Ｃ】相殺干渉単一キャッピング層、補強干渉単一キャッピング層、及び本発明のキャッピング構造の各実験例における赤色発光時の各スペクトルを示すグラフである。
【図１４】本発明の第２実施例による透明表示装置を示す平面図である。
【図１５】図１４のＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。
【図１６】本発明の第３実施例による透明表示装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施例を説明する。明細書全体を通じて同一の参照番号は実質的に同一の構成要素を意味する。以下の説明において、本発明に係る技術或いは構成に関する具体的な説明が却って本発明の要旨を曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、以下の説明で使われる構成要素の名称は明細書作成の容易さを考慮して選択されたものであり、実製品の部品名と相違することもある。
【００４６】
本発明の様々な実施例を説明するための図面に開示された形状、大きさ、比率、角度、個数などは例示的なものであり、本発明は図面に開示の事項に限定されない。本明細書全体を通じて同一の図面符号は同一の構成要素を示す。また、本発明を説明するとき、関連している公知技術に関する具体的な説明が却って本発明の要旨を曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明は省略する。本明細書において‘含む’、‘有する’、‘からなる’などが使われる場合、‘〜だけ（のみ）’が使用されない限り、他の部分が付加されてもよい。構成要素を単数で表現した場合、特に明示的な記載事項がない限り、複数を含む場合も含む。
【００４７】
本発明の様々な実施例に含まれた構成要素を解釈するとき、特に明示的記載がなくても誤差範囲を含むものとして解釈する。
【００４８】
本発明の様々な実施例の説明において、位置関係について説明するとき、例えば、‘〜上に’、‘〜上部に’、‘〜下部に’、‘〜側に’などによって２つの部分の位置関係が説明される場合、‘直に’又は‘直接’が使用されない限り、２つの部分の間に一つ以上の他の部分が位置する場合も含むことができる。
【００４９】
本発明の様々な実施例の説明において、時間関係について説明するとき、例えば、‘〜後に’、‘〜に続いて’、‘〜次に’、‘〜前に’などによって時間的先後関係が説明される場合、‘直に’又は‘直接’が使用されない限り、連続しない場合も含むことができる。
【００５０】
本発明の様々な実施例の説明において、‘第１〜’、‘第２〜’などを様々な構成要素を説明するために使うことができるが、これらの用語は同一類似な構成要素を互いに区別するためのものに過ぎない。したがって、本明細書において‘第１〜’と表現される構成要素は、特に言及がない限り、本発明の技術的思想内で‘第２〜’と表現される構成要素と同一であり得る。
【００５１】
本発明の様々な実施例の各特徴は部分的に又は全体的に互いに結合又は組合せ可能であり、技術的に様々な連動及び駆動が可能であり、それぞれの様々な実施例が互いに独立して実施されてもよく、相互関連して実施されてもよい。
【００５２】
図１は、本発明の透明表示装置を示す平面図であり、図２は、本発明の第１実施例による透明表示装置を示す断面図である。また、図３Ａ及び図３Ｂは、相殺干渉及び補強干渉の原理を示す図である。
【００５３】
図１及び図２に示すように、本発明の第１実施例による透明表示装置は、基板１００のアクティブ領域ＡＡに、図２のように発光部Ｅと透過部Ｔを含む画素が、横及び縦の線状に二次元的に反復して配置される。
【００５４】
基板１００は、背面透過が可能な程度の透明な材質で形成され、例えば、ガラス基板或いは透明プラスチックフィルムで形成される。透明表示装置が永久的な或いは使用中の可撓性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）を要求する場合には、基板１００は透明プラスチックフィルムで形成することが多いが、ガラス基板を適用する場合にもその厚さを薄くして適用可能である。
【００５５】
前記画素のそれぞれに対応して発光部Ｅと透過部Ｔが設けられる。発光部Ｅには複数個のサブ画素を含むことができ、各サブ画素は異なる色を発光する発光層を含むことができる。発光部Ｅが設けられたサブ画素の配列は、例えば、赤色、緑色及び青色のサブ画素であり、これに限定されず、白色のサブ画素をさらに含んでもよく、或いは赤緑青以外の配列、例えば、シアン、マゼンタ、イエローなどの配列にしてもよく、その他の色の組み合わせのサブ画素の配列を有してもよい。発光層に設けられる成分によって発光部の発光素子が有機発光素子（ＯＬＥＤ）として用いられてもよく、無機発光素子として用いられてもよい。
【００５６】
以下の説明は有機発光素子を適用した場合について主に提示されるが、有機発光層を、例えば量子点発光層を含む層に代え、発光部に量子点発光素子（ＱＬＥＤ）を備えることもできる。
【００５７】
前記発光部Ｅに有機発光素子（ＯＬＥＤ）を備える場合、有機発光素子には有機発光層１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃと、前記有機発光層１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃの第１面（図２の有機発光層１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃの下面）と前記基板１００との間に反射電極構造１１１と、前記基板１００上に複数の画素にわたって、前記有機発光層１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃの第２面（図２の有機発光層１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃの上面）の上部に透過電極１４０と、が設けられる。そして、前記反射電極構造１１１と前記有機発光層１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃとの間には正孔注入及び正孔輸送性の第１共通層１３１が設けられ、前記有機発光層１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃと透過電極１４０との間には電子輸送及び電子注入性の第２及び第３共通層１３３，１３４が設けられる。場合によって、第３共通層１３４は省略され、第２共通層１３３が有機発光層１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃと透過電極１４０との間の共通層として単一に設けられてもよい。
【００５８】
前記反射電極構造１１１は、少なくとも一つの反射電極を含み、場合によって、その上部及び／又は下部に透明電極がさらに設けられてもよい。本発明の透明表示装置は発光部Ｅにのみ選択的に反射電極構造１１１を備えており、反射電極構造１１１は有機発光層１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃから下方に向かう光を反射させて再び上方に返す機能を担う。
【００５９】
前記発光部Ｅにおいて反射電極構造１１１は複数個に分割されており、それぞれ反射電極構造１１１が分離された領域別にサブ画素が定義され、各サブ画素には少なくとも一つの薄膜トランジスタＴＦＴ１，ＴＦＴ２，ＴＦＴ３が設けられ得る。前記薄膜トランジスタＴＦＴ１，ＴＦＴ２，ＴＦＴ３はサブ画素別に前記反射電極構造１１１へそれぞれ接続される。
【００６０】
前記第１〜第３共通層１３１，１３３，１３４及び透過電極１４０は発光部Ｅ上だけでなく透過部Ｔ上にも連続的に形成される。
【００６１】
発光部Ｅ側における反射電極構造１１１から透過電極１４０までの構成を含めて発光素子（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）といい、特に、これに用いられた発光層が有機発光層１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃであるとき、有機発光素子（ＯＬＥＤ）という。以下に説明する実験及び特性比較は、有機発光素子を適用したものに基づいている。しかし、本発明の透明表示装置において、有機発光素子を発光部の発光素子に適用した例に限定されず、発光層を量子点発光層とした量子点発光素子も同様に適用することができよう。
【００６２】
一方、本発明の発光部Ｅは、それぞれの反射電極構造１１１と電気的に連結された薄膜トランジスタＴＦＴ１，ＴＦＴ２，ＴＦＴ３が設けられ、選択的に各薄膜トランジスタＴＦＴ１，ＴＦＴ２，ＴＦＴ３のターンオン駆動によって、前記薄膜トランジスタに連結された垂直方向の有機発光素子ＯＬＥＤが駆動される。
【００６３】
透過部Ｔは、基板１００の背面側がそのまま投影して見えるものであり、その透明性のために、発光部Ｅと比較して薄膜トランジスタＴＦＴ１，ＴＦＴ２，ＴＦＴ３、反射電極１１１及び有機発光層１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃを備えない。ここで、発光部Ｅと透過部Ｔにおいて共通に設けられた第１〜第３共通層１３１，１３３，１３４は、透明性の有機スタックＥＬであり、基板１００から有機スタックＥＬを通って光が透過する。
【００６４】
一方、本発明の第１実施例による透明表示装置において、前記透過電極１４０は、発光部Ｅと透過部Ｔに共有されている。ここで、共通電圧或いは接地電圧が印加される透過電極１４０は、表示がなされる複数個の画素を含むアクティブ領域にわたって単一に形成されている。透過部Ｔの部位において選択的に透過電極１４０を除去する場合、除去された部位周辺の抵抗が増え、透過電極１４０の電圧降下を誘発する危険があるので、透過部Ｔと発光部Ｅに前記透過電極１４０を共通に形成することが望ましい。
【００６５】
透過電極１４０は、透過部Ｔの光透過特性及び発光部Ｅの共振特性のために、ＭｇＡｇのような銀合金（Ａｇ  ａｌｌｏｙ）などで形成し、よって反射透過特性を共に有することができる。或いは、ＩＺＯ又はＩＴＯなどの透明電極で形成することもできる。反射透過特性を有する金属で透過電極１４０を形成するとき、共通に配置された透過電極１４０の特性のためにも、透過部Ｔの一定以上の透過率のためにその厚さは１００Å以下にする。
【００６６】
また、本発明の第１実施例による透明表示装置は、前記透過電極１４０の上部に接し、相殺干渉特性を有し、２．０以上の第１屈折率を有する第１キャッピング層１７１と、前記第１キャッピング層１７１上に接し、前記第１屈折率（ｎ１）に比べて０．２以上１．２未満小さい第２屈折率（ｎ２）を有する第２キャッピング層１７２とを含むキャッピング構造１７０を備える。
【００６７】
ここで、前記第１屈折率（ｎ１）は２．０〜２．７であり、前記第２屈折率（ｎ２）は１．３〜２．０であり得る。相対的に第１キャッピング層１７１が第２キャッピング層１７２よりも高屈折率を有する。
【００６８】
本発明の透明表示装置において、前記キャッピング構造１７０は、有機発光素子ＯＬＥＤを保護し、発光部Ｅの内部光抽出を補助し、且つ透過部Ｔにおける透過性を高めるために設けられる。そのために、キャッピング構造１７０は、単一層ではなく個別の屈折率特性、すなわち、高屈折率の第１キャッピング層１７１と低屈折率の第２キャッピング層１７２とが積層してなり、該第１及び第２キャッピング層１７１，１７２のそれぞれの光学距離（ｎｄ）の調整によって、光が有機発光素子ＯＬＥＤからキャッピング構造１７０を通過する時に非反射（ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）特性に近い相殺干渉の特性を有する。特に、非反射特性は、透過部Ｔにおいて基板１００を通過し、有機スタックＥＬを通過する光量（Ｌ）を１とするとき、キャッピング構造１７０を通過する時の反射量（Ｒ）を略０にさせ、最終的にキャッピング構造１７０から出る光量（１−Ｒ）を１に近似する値にし、初期有機スタックＥＬを通過する光量の損失をほとんどなくし、透過率を高めたものである。
【００６９】
一方、前記キャッピング構造１７０は、前述した第１〜第３共通層１３１，１３３，１３４及び透過電極１４０と同様に、アクティブ領域ＡＡを覆いながら一体形に形成される。第１〜第３共通層１３１，１３３，１３４、透過電極１４０及びキャッピング構造１７０は、上方に向かうほど面積をより大きくし、下部層を覆うように形成することができる。透過電極１４０の場合、アクティブ領域（ＡＡ：図１の点線内領域））の外周領域に突出部位を有し、下部に位置する薄膜トランジスタアレイに形成された配線層に接続されて共通電圧又は接地信号を受信することができる。この場合、キャッピング構造１７０は、前記透過電極１４０全体を覆いつつアクティブ領域ＡＡと外周領域の一部に突出して設けられ得る。
【００７０】
前記キャッピング構造１７０において第１キャッピング層１７１及び第２キャッピング層１７２は有機物質又は無機物質で形成されてもよく、有無機複合物質で形成されてもよい。第１キャッピング層１７１と第２キャッピング層１７２の特性を決定するものは、それらをなす物質が有する屈折率（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）と、該当層の厚さで決定される光学距離（ｎｄ）である。前記第１キャッピング層１７１の光学距離（ｎｄ）に対して第２キャッピング層１７２の光学距離（ｎｄ）の差を１０％以下とし、それらの層は同一又は類似の範囲の波長に対して相殺干渉の特性を有する。
【００７１】
図３Ａ及び図３Ｂは、ｎａの屈折率を有する第１層を通る光Ｌがこれと異なる屈折率ｎｂ，ｎｃの第２及び第３層を通るとき、光の透過と反射特性がそれぞれ相殺干渉（ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）である場合と補強干渉（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）である場合を示している。
【００７２】
ここで、光Ｌは進行方向において異なる界面に出会い、各界面で異なる反射波動を発生させる。図３Ａの相殺干渉は、第１層（屈折率ｎａ）から第２層（屈折率ｎｂ）を通りながら発生した反射波動ＲＷ１と、第２層から第３層（屈折率ｎｃ）を通りながら発生した反射波動ＲＷ２とが互いに反対の位相を有することから発生する。このとき、各反射波動の振幅（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）及び周期が同一であれば、両反射波動の和が０になり（互いに反射波動を相殺させる。）、光Ｌは第１層（屈折率ｎａ）から第２層（屈折率ｎｂ）を経て第３層（屈折率ｎｃ）を通過しながら進行方向の各界面においてほとんど反射量を持たず、全量透過Ｔする。
【００７３】
一方、図３Ｂの補強干渉は、第１層（屈折率ｎａ）から第２層（屈折率ｎｂ）を通りながら発生した反射波動ＲＷ１と、第２層から第３層（屈折率ｎｃ）を通りながら発生した反射波動ＲＷ３とが互いに同一の位相を有する場合に発生する。この場合、各反射波動の振幅（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）が同一であれば、両反射波動の和は単一反射波動ＲＷ１の振幅の２倍となり、単一反射波動に比べて補強されて反射量が増える。第１層と第２層間の界面と、第２層と第３層間の界面における各反射波動の周期及び振幅が理論的に同一であるとき、各界面で反射された光（Ｒ）が第１層に戻り、光の進行方向において第３層へ通過する光量はなくなる。
【００７４】
本発明のキャッピング構造１７０は前記透過電極１４０に接して位置し、キャッピング構造１７０の下部からの光がキャッピング構造１７０を通過する時、図３Ａに示した相殺干渉特性を有するものであり、前記第１層（ｎａの屈折率）がＯＬＥＤに相当し、第２層（ｎｂの屈折率）がキャッピング構造１７０に相当し、第３層（ｎｃの屈折率）がキャッピング構造の外側に相当する。
【００７５】
図４は、本発明の透明表示装置のキャッピング層及び界面において透過及び反射特性を示す概略断面図である。
【００７６】
図４は、図２の本発明の透明表示装置の透過部を示しており、同図に示すように、本発明の透明表示装置において透過部は、有機スタックＥＬ上に、透過電極１４０、キャッピング構造１７０（１７１，１７２）が積層されている。有機スタックＥＬは内部に有機発光層を含み、前記有機発光層を通って上部に向かう電磁気波ＵＥＯ及び下部に向かう電磁気板ＤＥｏが発生する。上部に向かう電磁気波ＵＥＯに対して、透過電極１４０から上下に透過される電磁気波１ＥＴと反射される電磁気波１ＥＲが分かれて発生し、キャッピング構造１７０内の第１キャッピング層１７１と第２キャッピング層１７２との界面における反射電磁気波ＨＥＲと、第２キャッピング層１７２の表面から下側に反射される電磁気波ＬＥＲが発生する。したがって、前記透過電極１４０によって上部に透過される電磁気波１ＥＴの伝送は下部に反射される光量だけ制限されるので、前記キャッピング構造１７０によって最終的に透過される電磁気波は、‘１ＥＴ−（ＬＥＲ＋ＨＥＲ）’に相当する量となる。
【００７７】
すなわち、前記第１キャッピング層１７１は、第１厚さ（ｄ１）、第１屈折率（ｎ１）を有し、相殺干渉の条件式によって前記第１キャッピング層１７１の第１光学距離（ｎ１ｄ１）は、ｍλ／２ｃｏｓθ（ｍは整数、λは相殺干渉される波長、θは入射角）の値を有する。
【００７８】
そして、キャッピング構造１７０において第１キャッピング層１７１の上部に位置する前記第２キャッピング層１７２は第２厚さ（ｄ２）、第２屈折率（ｎ２）を有し、前記第２キャッピング層１７２の第２光学距離（ｎ２ｄ２）は、前記第１キャッピング層１７１の第１光学距離（ｎ１ｄ１）と同一であるか、第１光学距離の０．９倍〜１．１倍と１０％以下の差を有する。したがって、前記第１キャッピング層１７１と第２キャッピング層１７２は同一又は類似の値の光学距離を有し、同一又は類似の相殺干渉の条件を満たす。
【００７９】
ここで、相殺干渉の条件式によって前記第１キャッピング層１７１の第１光学距離（ｎ１ｄ１）及び第２キャッピング層１７２の第２光学距離（ｎ２ｄ２）は、それぞれ、ｍλ／２ｃｏｓθ（ｍは整数、λは相殺干渉される波長、θは入射角）の値、或いはｍλ／２ｃｏｓθの０．９倍〜１．１倍の値を有する。ここで、一次的に相殺干渉される波長（λ）は、可視光領域帯で短波長、すなわち、青色波長とする。相殺干渉の条件式２ｎｄｃｏｓθ＝ｍλにおいてｍの値を変更して、青色の他に緑色及び赤色の波長帯においても相殺干渉の条件式を満たすことができる。
【００８０】
本発明において一次的に相殺干渉される波長（λ）を青色波長とした理由は、単一キャッピング層構造において、青色波長における透過率均一度が最も悪いので、これを補償するためである。前記相殺干渉される波長のピーク波長はおよそ４３０ｎｍ〜４６５ｎｍであり得る。
【００８１】
本発明では、キャッピング構造１７０において全体的に相殺干渉特性を有するようにし、各界面の反射波動を相殺させ、最終出射される光の透過量を増やして透過度を向上させており、また、可視光領域帯の波長変化に関係なく均一な色透過特性を得るために、高屈折率の第１キャッピング層１７１及び低屈折率の第２キャッピング層１７２の積層構造とする。
【００８２】
図５は、キャッピング構造の構造別透過度を示すグラフであり、図６は、キャッピング構造の構造別青色発光時の発光強度を示すグラフである。
【００８３】
図５に見られるように、高屈折率（ＨＲ：Ｈｉｇｈ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）であり且つ補強干渉（Ｃ−Ｉ：Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）特性を持つ単一キャッピング層（ＨＲＣＰＬ  Ｃ−Ｉ）の適用時に、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの可視光領域帯において短波長から長波長に行くほど透過度（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ）が増える傾向がある。
【００８４】
また、高屈折率（ＨＲ：Ｈｉｇｈ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）であり且つ相殺干渉（Ｄ−Ｉ：Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）特性を持つ単一キャッピング層（ＨＲＣＰＬ  Ｄ−Ｉ）の適用時に、４００ｎｍ〜５２０ｎｍの範囲で透過率が４５％以上増加する特性を示すが、５２０ｎｍから長波長に行くにつれて再び透過率が下がる傾向を示す。
【００８５】
これらと異なり、本発明の透明表示装置のキャッピング構造１７０のように、高屈折率であり且つ相殺干渉特性を持つ、高屈折率の第１キャッピング層１７１及び低屈折率の第２キャッピング層１７２の積層構造を用いたときは、少なくとも４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの可視光範囲で均一に９０％以上の透過度特性が維持される傾向を示している。すなわち、本発明の透明表示装置では、図３Ａの相殺干渉の効果のように、高屈折率キャッピング層１７１及び低屈折率キャッピング層１７２の界面における反射度を減らして出射光量を増やす原理によって透過度を向上させるという一次的な効果がある。しかも、本発明の透明表示装置では、二重キャッピング構造１７０によって、相殺干渉又は補強干渉の単一適用時に問題視される波長別透過率の変化特性を防止し、波長別、特に可視光領域帯において均一な透過率を維持するという二次的効果がある。
【００８６】
すなわち、単一層のキャッピング層（ＨＲＣＰＬ  Ｄ−Ｉ，ＨＲＣＰＬ  Ｃ−Ｉ）を有する比較例では波長増加によって透過率が増加又は減少するが、本発明の透明表示装置のキャッピング構造１７０は可視光領域では波長に関係なく均一な透過率を示す点で格別な差がある。単一層のキャッピング層を適用した場合では、可視光領域帯で透過率が変動し、増加・減少している。補強干渉（ＨＲＣＰＬ−ＣＩ）の単一層を適用した場合では、可視光領域に比べて長波長において透過率が増加する傾向があり、むしろ可視光領域において透過率が低下する問題がある。そして、ＨＲＣＰＬ−ＤＩの単一層を適用した場合では、可視光領域の透過率は高いが、可視光領域において光の透過量の増加・減少が発生し、これを発光表示装置に適用すると、緑色波長において相対的輝度が目立ち、むしろユーザの視感を阻害する要素として作用する。本発明の透明表示装置は、光学距離及び２界面が有する光学距離差を減らすことによって、可視光４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの領域帯において短波長から長波長へ行くほど均一な透過度（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ）を有し、可視光領域において特定色の輝度差を持たず、安定した表示ができるという利点がある。
【００８７】
図６に示すように、高屈折率（ＨＲ：Ｈｉｇｈ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）であり且つ相殺干渉（Ｄ−Ｉ：Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）特性を持つ単一キャッピング層（ＨＲＣＰＬ  Ｄ−Ｉ）適用時のピーク波長の強度は約０．２１であり、高屈折率（ＨＲ：Ｈｉｇｈ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）であり且つ補強干渉（Ｃ−Ｉ：Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）特性を持つ単一キャッピング層（ＨＲＣＰＬ  Ｃ−Ｉ）適用時の０．２６よりも小さいことが確認できる。これは、単一キャッピング層であり且つ相殺干渉特性を適用時、透過特性は全波長帯で向上するが、有機発光素子内微細共振の効果が低下する弱いキャビティ（ｗｅａｋ  ｃａｖｉｔｙ）特性を示し、純粋青色の効率が低下することを意味する。また、高屈折率（ＨＲ：Ｈｉｇｈ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）であり且つ相殺干渉（Ｄ−Ｉ：Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）特性を持つ単一キャッピング層（ＨＲＣＰＬ  Ｄ−Ｉ）の適用時、略４９０ｎｍ範囲でスペクトルのショルダー（ｓｈｏｕｌｄｅｒ）が現れ、ピーク波長の集中が低下し、結果として色純度が低下することがわかる。
【００８８】
一方、相対的に高屈折率（ＨＲ：Ｈｉｇｈ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）であり且つ補強干渉（Ｃ−Ｉ：Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）特性を持つ単一キャッピング層（ＨＲＣＰＬ  Ｃ−Ｉ）の適用時、又は本発明の二重層のキャッピング構造１７１，１７２の適用時に、略４５０ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲でピーク波長特性を示し、強度も０．２３５以上であって、キャッピング層の界面における反射量を減らして出射光量を増やし、また、青色発光時にスペクトル内の他の波長においてショルダー（ｓｈｏｕｌｄｅｒ）が発生せず、色純度が高く現れることが分かる。
【００８９】
図６によれば、色純度の観点では、高屈折率（ＨＲ：Ｈｉｇｈ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）であり且つ補強干渉（Ｃ−Ｉ：Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）特性である単一キャッピング層（ＨＲＣＰＬ  Ｃ−Ｉ）の適用が有利であるが、前述（図５関連説明）のように、補強干渉の単一キャッピング層の構造は、透過度が可視光全領域帯で９０％未満である他にも、可視光領域帯で透過度の偏差が大きいため、波長別色効率の均一度が確保できないという問題がある。
【００９０】
すなわち、単一層のキャッピング層を備える場合は、高屈折率（ＨＲ：Ｈｉｇｈ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）且つ補強干渉（Ｃ−Ｉ：Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）特性の単一キャッピング層（ＨＲＣＰＬ  Ｃ−Ｉ）や高屈折率（ＨＲ：Ｈｉｇｈ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）且つ相殺干渉（Ｄ−Ｉ：Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）特性の単一キャッピング層（ＨＲＣＰＬ  Ｄ−Ｉ）適用時のいずれにおいても、可視光波長帯における透過度の偏差が大きいため、透明表示装置を白色発光として具現しても、透過率が相対的に高い色と観察される問題を招く。本発明の高屈折率の第１キャッピング層１７１と低屈折率の第２キャッピング層１７２が相殺干渉特性を有する積層キャッピング構造は全可視光領域帯において透過特性を均一にさせ、単一層のキャッピング層における上記のような問題点を解決する。
【００９１】
以下、本発明の透明表示装置と比較される様々な比較例の構造及びその実験結果について説明する。
【００９２】
図７Ａ〜図７Ｃは、出射側の第２電極及びキャッピング構造の配置による透明表示装置の様々な比較例を示す断面図であり、図８は、図７Ａ〜図７Ｃにおける透過度を示すグラフである。
【００９３】
図７Ａに示すように、第１比較例による透明表示装置（図８のＡ：ＰＯ  ｒｅｆ．）は、基板１０の各画素にそれぞれ異なる色を発光するサブ画素と透過部が設けられ、各サブ画素にそれぞれ薄膜トランジスタＴＦＴ１，ＴＦＴ２，ＴＦＴ３が設けられ、前記薄膜トランジスタと接続して有機発光素子ＯＬＥＤが設けられている。前記有機発光素子ＯＬＥＤは、第１電極１１と、これと対向している第２電極４０と、前記第１及び第２電極１１，４０の間に複数個の有機層３１，３２ａ／３２ｂ／３２ｃ，３３，３４が設けられる。第１比較例では、前記第２電極４０がＩＴＯ又はＩＺＯなどの透明酸化物を含む透明電極からなり、接触する有機層との界面整合性がよくない場合が多いことから、バッファ層３９がさらに設けられている。それぞれ有機層の順序は、正孔輸送性の第１共通層３１、有機発光層３２ａ，３２ｂ，３２ｃ、電子輸送性の第２共通層３３、及び電子注入性の第３共通層３４となる。第１〜第３共通層３１，３３，３４及び第２電極４０は透過部まで共通に設けられ、有機発光素子ＯＬＥＤの上部におけるキャッピング層５０は、相殺干渉特性の単一キャッピング層である。
【００９４】
前記第１比較例による透明表示装置は、初期透明表示装置において適用した例であり、発光部と透過部が共に設けられた構造において、相対的に透過部の透過特性に注目したものである。そのために、第２電極４０に透明電極を用いているが、このとき、発光部は有機発光素子内の赤色、緑色及び青色の波長で共振効果が低下する（ｗｅａｋ  ｃａｖｉｔｙ特性）ため、図８に見られるように、可視光領域において７５％未満の透過度を有し、単一キャッピング層５０の干渉性質に関係なく発光部の色効率がよくない。
【００９５】
図７ｂに示すように、第２比較例（Ｂ：ＣＰＬ相殺干渉）は、第１比較例と比較して、第３共通層３４との界面整合に優れた金属或いは金属合金成分で第２電極６０を形成し、バッファ層を省略して第３共通層３４と第２電極６０とが直接に触れるように形成した点が異なる。この場合、金属成分の第２電極６０は、発光部で十分の共振効果を有するように１４０Å以上の厚さで形成している。このとき、前記第２電極６０の上部に位置するキャッピング層５０は、光抽出効果を高めるために相殺干渉の単一キャッピング層を適用する。この場合、第２比較例による透明表示装置は、図８に見られるように、発光部の効率上昇によって、赤色、緑色及び青色の透過率が全体的に改善されるが、波長変化に従って透過率の変動性が大きいという問題点がある。また、反射透過性の金属を１４０Å以上の厚さとしたので、透過部において透過度が低下する問題点もある。
【００９６】
第２比較例による透明表示装置における透過部の透過度を改善するために、第２電極７０の厚さを減らす方案の第３比較例が提案された。図７Ｃは、第３比較例（図８のＣ：ＣＰＬ補強干渉）による透明表示装置であり、この場合、第２電極７０の上部に位置するキャッピング層８０は、透過効率（透過度）を高めるために補強干渉特性の単一キャッピング層８０とした。第３比較例の場合、第２電極７０は金属又は金属合金からなり、厚さは１００Å以下であり、その上部に位置するキャッピング層８０が補強干渉特性を有する場合、可視光領域において透過効率を上昇させることができるが、図８に見られるように、特に４００ｎｍ〜４９０ｎｍの青色領域において、透過効率の変化が略３０％と大きく、その他の波長帯においても均一な特性を示しておらず、略４９０ｎｍ〜５１０ｎｍ以上では透過率が再び低下する特性を示している。すなわち、第３比較例は、薄い第２電極７０の電極によって一定程度の透過部効率を得たが、可視光領域波長帯で不均一な透過度を示し、青色、緑色及び赤色の色効率がそれぞれ異なるという問題点があり、均一で安定した色表現がし難いという問題がある。
【００９７】
特に、第２比較例と第３比較例を対比すると、青色のＣＩＥｙ色座標値を測定した結果、０．０５５から０．１０２へと変動することが観察された。これは、第３比較例において青色の色歪みが大きく、純粋青色の色表現自体が難しいことを意味する。
【００９８】
図９は、第３比較例及び本発明の透明表示装置のキャッピング層及び界面において透過及び反射特性を示す概略断面図である。
【００９９】
図９において、１ｓｔ  ｓｔｅｐは、第３比較例における各層の透過及び反射特性を示し、２ｎｄ  ｓｔｅｐは、本発明の透明表示装置における各層の透過及び反射特性を示す。
【０１００】
第３比較例及び本発明においてそれぞれ第２電極或いは半透過電極１４０として、Ａｇ：Ｍｇの銀合金の半透過性金属を備えている。第２電極或いは半透過電極１４０の厚さは共通に１００Å以下であり、全体面積を通じて抵抗増加を防止するために５０Å以上の厚さにする。これは、透過部における透過率を高めるためである。
【０１０１】
それぞれの反射特性及び透過特性について説明するために、上部に放出される透過度を比較する。ここで、第３比較例と本発明の透明表示装置では、同一の厚さを有する第２電極及び半透過電極１４０を用いた。
【０１０２】
第３比較例による透明表示装置において、有機スタックＥＬ上に、第２電極１４０（図７Ｃの７０参照）、及び単一の高屈折率のキャッピング層８０が順に設けられている。有機スタックＥＬは内部有機発光層を含み、該有機発光層を通じて上下に向かう電磁気波ＵＥＯ，ＤＥＯが発生し、上部に向かう電磁気波ＵＥＯに対して第２電極１４０から上下に透過・反射される電磁気波１ＥＴ，１ＥＲが発生し、キャッピング層８０はその上部界面において上下に透過・反射される電磁気波２ＥＴ，２ＥＲが発生する。
【０１０３】
本発明の透明表示装置において、図４で説明したように、有機スタックＥＬは内部有機発光層を含み、前記有機発光層を通じて上下に向かう電磁気波ＵＥＯ，ＤＥＯが発生し、上部に向かう電磁気波ＵＥＯに対して透過電極１４０で上下に透過・反射される電磁気波１ＥＴ，１ＥＲが発生し、キャッピング構造１７０における第１キャッピング層１７１と第２キャッピング層１７２との界面と第２キャッピング層１７２の表面において下側への反射ＨＥＲ，ＬＥＲが発生する。
【０１０４】
ここで、第３比較例と本発明に共通して設けられた第２電極（或いは透過電極）１４０では、上部に透過される電磁気波１ＥＴの合計量を１にしたとき、その上部に位置するキャッピング層或いはキャッピング構造で反射される反射度（反射量）を引いたものが、前記キャッピング層或いはキャッピング構造の上部で実質的に透過される透過光量である。
【０１０５】
第３比較例では、第２電極の上部に単一のキャッピング層８０が設けられ、キャッピング層８０の上部表面の単一反射２ＥＲが起きる。本発明の透明表示装置では、第２電極の上部に第１及び第２キャッピング層１７１，１７２の二層構造が設けられ、キャッピング構造１７０の合計反射度は（ＬＥＲ＋ＨＥＲ）に相当する。
【０１０６】
例えば、第１キャッピング層１７１及び単一の高屈折率キャッピング層８０の第１屈折率を２．２５とし、第２キャッピング層１７２の第２屈折率を１．５とし、各キャッピング層或いはキャッピング構造の上部構造を空気と仮定した場合の、第３比較例と本発明の透明表示装置の反射度を比較する。
【０１０７】
ちなみに、異なる屈折率ｎ１，ｎ２を有する２つの層の界面で発生する反射度は、
【数３】
2020109753.tif 000005
（θｉは入射角、θｔは出射角）に相当する。
【０１０８】
正面視認に最も効果的である各層の法線方向の入射角及び出射角の場合を考慮すれば、θｉとθｔをいずれも０゜として計算できる。
【０１０９】
第３比較例では、単一キャッピング層８０の上部表面での単一反射２ＥＲだけを考慮するので、キャッピング層８０の屈折率２．２５と空気の屈折率１を、反射度を計算する上の式に代入すると、約１５％に該当する反射度が算出される。
【０１１０】
本発明の透明表示装置において、第１及び第２キャッピング層１７１，１７２の界面における反射ＨＥＲの反射度は、第１及び第２キャッピング層１７１，１７２の屈折率がそれぞれ２．２５及び１．５であるため、４％と計算される。第２キャッピング層１７２の上部表面における反射ＬＥＲの反射度は、第２キャッピング層１７２の上部に空気が位置すると仮定すると、空気の屈折率は１であるので、略同様に４％となる。すなわち、２つの界面があるものの、反射度の差は０％である。他の例として、第１キャッピング層１７１が２．０の屈折率、第２キャッピング層１７２が１．５の屈折率を有し、第２キャッピング層１７２の上部を空気としたとき、第１及び第２キャッピング層１７１，１７２の界面では約２．８％の反射度を有し、第２キャッピング層１７２の界面では４％の反射度を有し、その差が２％未満となる。
【０１１１】
すなわち、本発明の透明表示装置では、キャッピング構造１７０の積層構造によって光の進行方向において反射が起きる複数の界面があるものの、界面をなす２層間の屈折率差を減らし、屈折率差の自乗に比例して反射度を顕著に減らすことができ、透過率の高い第３比較例と比較しても、キャッピング構造の上部から下部に反射される反射光量を減らし（２ＥＲ＞（ＬＥＲ＋ＨＥＲ））、アンチリフレクション（ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）効果によって透過効率を高めることができる。
【０１１２】
上記の例ではキャッピング層及びキャッピング構造の外側に空気がある場合を取り上げたが、本発明の透明表示装置では、キャッピング構造１７０の上部に、封止層或いはフィル材及び上部基板に対応する構造を適用する場合も考慮することができる。
【０１１３】
このとき、前記キャッピング構造１７０の上部に位置する封止層或いはフィル材の屈折率をｎＥｎｃａｐとするとき、前記第２キャッピング層の上部表面反射度は
【数４】
2020109753.tif 000006
（ｎＥｎｃａｐは第２キャッピング層の上部構成の屈折率、θｉは入射角、θｔは出射角）である。
【０１１４】
前記第１キャッピング層１７１と第２キャッピング層１７２間の界面反射度は
【数５】
2020109753.tif 000007
（θｉは入射角、θｔは出射角）であり、前記第２キャッピング層１７２の上部表面反射度と５％以下の差を有するようにして、本発明の透明表示装置において透過率上昇効果を得る。万一、光の出射側においていずれか一界面の反射度が優勢であれば、図５にみられる高屈折率キャッピング層１７１と低屈折率キャッピング層１７２との積層構造による波長別均一な透過特性が得難いので、２つの界面間の反射度差は最小にすることが望ましい。
【０１１５】
本発明の透明表示装置において、キャッピング構造は透過率のために相殺干渉特性を有しなければならず、前記第１厚さは３００Å〜５００Å、前記第２厚さは３００Å〜７００Åとすることができる。
【０１１６】
第１キャッピング層１７１及び第２キャッピング層１７２は、相殺干渉の条件式２ｎｄｃｏｓθ＝ｍλによって、各層の光学距離が同等であるか、１０％以下の差を有するようにする。このとき、相殺干渉の条件式において相殺干渉される波長（λ）は、高い透過度を維持するように、青色波長、約４３０ｎｍ〜４６５ｎｍの波長に従う。正面における視認を考慮してθは０゜にして計算できる。
【０１１７】
相対的に第２キャッピング層１７２が低い屈折率（ｎ２＜ｎ１）を有するので、高い屈折率（ｎ１）の第１キャッピング層１７１と第１キャッピング層１７１との光学距離差（ｎ１ｄ１−ｎ２ｄ２）を１０％以下にするために、第１キャッピング層１７１の第１厚さ（ｄ１）よりも第２キャッピング層１７２の第２厚さ（ｄ２）を大きくすることができる。
【０１１８】
前記キャッピング構造１７０の上部に位置する封止層は、封止機能のために複数層で設けられ、その厚さが１μｍを超えるので、下部のキャッピング構造１７０との屈折率差に関係なくほとんど界面での反射無しに下部から伝達される光がそのまま透過される場合もあり得る。
【０１１９】
前記封止層は、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮｙ、ＳｉＯｘ、Ａｌ２Ｏ３などの低温蒸着が可能な無機膜と、ＰＣＬ、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエチレン又はシリコンオキシカーボン（ＳｉＯＣ）のような非感光性有機絶縁材質又はフォトアクリルのような感光性有機絶縁材質の有機膜の交互積層構造であり得る。フィル材の場合、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリエチレンなどの樹脂系列に吸湿剤をさらに含むことができる。
【０１２０】
本発明において二重構造のキャッピング層を利用する理由について説明する。
【０１２１】
一方、本発明の透明表示装置においてキャッピング構造は、相殺干渉が、透過電極１４０から最も近い第１キャッピング層１７１によって左右され、特に、その屈折率は２．０以上と高屈折率であり、その厚さも３００Å〜５００Åと非常に薄い。このように薄く且つ高屈折率特性を有する材料は、波長が増加するにつれて、配置特性によって図５及び図６のＤ−Ｉ（Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）特性のグラフに示したように、青色の光量が低く、全体可視光において波長が増加する時、透過率が減る傾向を示す。したがって、本発明の透明表示装置では、相対的に第１キャッピング層１７１よりも低屈折率である第２キャッピング層１７２を第１キャッピング層１７１と積層して用いることによって、可視光領域の透過特性を波長に関係なく一定に維持することができる。低屈折率材料のうち、波長による変化がほとんどない材料を適用できるので、波長別に均一な透過度の達成に最適条件になり得る。また、波長が増加するにつれて界面反射が減少するので、長波長領域で透過度を増加させることもできる。
【０１２２】
図１０Ａ〜図１０Ｃは、本発明の透明表示装置におけるキャッピング構造の各キャッピング層の厚さに依存した、青色、緑色及び赤色の透過率傾向を示す図である。
【０１２３】
本発明の透明表示装置において、第１及び第２キャッピング層１７１，１７２が互いに同等又は類似の相殺干渉特性を有するように、第２キャッピング層１７２の光学距離を第２キャッピング層１７１の光学距離の０．９倍〜１．１倍にしている。全体アクティブ領域ＡＡにおいて同一厚さで適用されるキャッピング構造１７０は、第１キャッピング層１７１と第２キャッピング層の厚さの変化に依存した、青色、緑色及び赤色の透過率を測定した結果、おおよそ、第１キャッピング層１７１が２５０Å（＝２５ｎｍ）〜５００Å（＝５０ｎｍ）、第２キャッピング層１７２が３００Å（＝３０ｎｍ）〜７００Å（＝７０ｎｍ）のとき、青色は０．８６０以上の透過率、緑色は０．８６以上の透過率、赤色は０．０８７以上の透過率を示しており、異なる波長に対しても共通に０．８６以上の高透過率を示すことが確認できる。すなわち、本発明の異なる屈折率の第１及び第２キャッピング層が相殺干渉特性を有するキャッピング構造の適用時に、上述した第１及び第２キャッピング層の厚さの範囲で可視光領域帯の波長において均一に高透過率を有することが分かる。
【０１２４】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、高屈折率キャッピング層を単一キャッピング層とするが、高屈折率キャッピング層の相殺及び干渉特性を異ならせた実験例の透過度及びスペクトルを示すグラフである。
【０１２５】
図１１Ａに示す実験は、第３比較例において、単一キャッピング層８０を共通して同一に屈折率２．２の高屈折とし、キャッピング層の厚さを調節して相殺干渉特性を有する第１実験例（ＨＲＣＰＬ  Ｄ−Ｉ）、補強干渉と相殺干渉間の特性を有する第２実験例（ＨＲＣＰＬ  Ｄ−Ｉ＜ｔ＜Ｃ−Ｉ）及び補強干渉特性を有する第３実験例（ＨＲＣＰＬ  Ｃ−Ｉ）の三つの場合に対して波長別透過度を測定した。図１１Ａに示すように、第１実験例は、約４６０ｎｍ〜５２０ｎｍの青色波長範囲で高透過率を示し、第２実験例は、約５２０ｎｍ〜５９０ｎｍの緑色波長範囲で高透過率を示し、第３実験例は約６２０ｎｍ〜６３０ｎｍの赤色波長範囲で高透過率を示した。しかし、提示された第１〜第３実験例はいずれも、単一のキャッピング層を適用する場合は、相殺干渉や補強干渉の特性を異ならせても、特定波長領域でのみ高透過率を示し、残りの波長では低い透過率を示し、可視光領域において均一な透過率を示し難いことが確認できた。また、第１〜第３実験例はいずれも可視光領域において不均一な透過率を示すことが分かる。
【０１２６】
図１１Ｂは、第１〜第３実験例に対してそれぞれ青色発光のピーク特性を示すものであり、単一高屈折率の補強干渉を適用した有機発光素子内の共振効果が相対的に大きいためピーク波長の強度は大きく、相殺干渉特性が大きくなるほど青色発光の強度が減り、ショルダーがあるため、青色の色歪み、青色のＣＩＥｙ色座標が大きく変動することが分かる。すなわち、補強干渉適用した第３実験例（ＨＲＣＰＬ  Ｃ−Ｉ）の場合、ＣＩＥｙ色座標（Ｂｙ）が０．０５５であるが、キャッピング層の厚さを調節して相殺干渉特性を有する第１実験例（ＨＲＣＰＬ  Ｄ−Ｉ）の場合は、ＣＩＥｙ色座標（Ｂｙ）が０．１０８であり、補強干渉と相殺干渉間の特性を有する第２実験例（ＨＲＣＰＬ  Ｄ−Ｉ＜ｔ＜Ｃ−Ｉ）の場合はＣＩＥｙ色座標値（Ｂｙ）が０．０９４だった。
【０１２７】
【表１】
2020109753.tif 000008
【０１２８】
表１を参照すると、相殺干渉特性が強いほど、第１実験例のように、透過率は青色で９４％であるか、駆動電圧が高く、色座標ＣＩＥｙの歪みが大きいことが分かる。ちなみに、表１で、第４実験例は、第３実験例のようにキャッピング層の厚さを調節して第２実験例に比べて厚いｔ２にするが、相殺干渉と補強干渉間の特性を有するようにしたものである。第２実験例に比べてより長波長側で最大の透過率を有するものと考えられる。第４実験例のキャッピング層の厚さは第２実験例のキャッピング層の厚さと第３実験例のキャッピング層の厚さとの間の大きさにしたので、概ね、駆動電圧、電流密度、透過度なども第２実験例と第３実験例間の効果を有する。
【０１２９】
上述した第１〜第４実験例のうち、透過度は低いが、補強干渉特性を有する単一層のキャッピング層を備えた第３実験例においてＣＩＥｙの色座標歪みが最も少ないことが分かる。
【０１３０】
以下では第３実験例と比較して、本発明の透明表示装置のように、キャッピング構造を高屈折率と低屈折率の二層構造にするが、第１キャッピング層の厚さを異ならせて相殺干渉の特徴を有する第５実験例、相殺干渉と補強干渉の特徴を有する第６及び第７実験例に対して電光特性を比較した実験について説明する。
【０１３１】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、相殺干渉特性の高屈折率キャッピング層及び低屈折率キャッピング層の積層キャッピング構造、他の積層キャッピング構造、及び補強干渉特性の高屈折率キャッピング単一層における透過度及びスペクトルを示すグラフである。
【０１３２】
【表２】
2020109753.tif 000009
【０１３３】
表２の第５〜第７実験例のように、キャッピング層を屈折率差が異なる二重構造にしたとき、いずれも、青色波長において透過率が上昇することが確認できる。特に、第１キャッピング層１７１を相殺干渉と補強干渉間の特性を有するようにした第６及び第７実験例と比較して、相殺干渉特性だけを有するようにした第５実施例では、青色波長の透過率が９１％と上昇することが確認でき、また、電流密度が６．１ｍＡ／ｃｍ２と最も高く、色座標ＣＩＥｙの値も０．０６５であって、青色の色純度範囲内にあることが分かる。図１２Ａに示すように、二重構造のキャッピング構造の中でも、第５実験例の場合、可視光領域帯で均一に９０％以上の透過率を有することが分かる。
【０１３４】
図１２Ｂでは、４６０ｎｍの波長において発光強度が、単一層補強干渉特性のキャッピング層を適用した第３実験例で優れているが、二重キャッピング層を具備した本発明の透明表示装置と同様に、第５及び第６実験例でスペクトルにおいてショルダー（ｓｈｏｕｌｄｅｒ）が表れず、４６０ｎｍでピーク特性を示しており、色座標の０．０６５以下を維持しており、色座標歪みがほとんど無いことが確認できる。
【０１３５】
図１３Ａ〜図１３Ｃは、相殺干渉単一キャッピング層、補強干渉単一キャッピング層及び本発明のキャッピング構造の実験例における青色、緑色及び赤色発光時の各スペクトルを示すグラフである。
【０１３６】
【表３】
2020109753.tif 000010
【０１３７】
表３及び図１３Ａ〜図１３Ｃに示すように、第５実験例のように、単一の補強干渉特性のキャッピング層（第３実験例）、単一の相殺干渉特性のキャッピング層（第１実験例）と対比して、本発明の相殺干渉特性の高屈折率の第１キャッピング層と低屈折率の第２キャッピング層との積層構造のキャッピング構造適用時（第５実験例）に、低い駆動電圧特性が得られ、色純度の良い補強干渉単一層キャッピング層（第３実験例）に比べて透過度が顕著に高くなり、それぞれの該当の波長で色歪みがないことが分かる。また、図１３Ａ〜図１３Ｃに示すように、相殺干渉の単一層キャッピング層（第１実験例）において各波長で自身の発光波長外で現れるショルダーが、本発明の第５実験例では発生せず、それぞれ色効率が上昇することが分かる。すなわち、本発明の積層構造のキャッピング構造適用時には、第３実験例に比べて３０％の色効率増加の効果と、第１実験例に比べて色座標補正の効果が得られる。
【０１３８】
一方、本発明の発明者は、色座標補正のために、キャッピング層下部の有機発光素子に用いられる青色発光層の発光ドーパントを、一般のピレン（ｐｙｒｅｎｅ）系の青色ドーパントに代えてディープブルー発光特性のボロン（ｂｏｒｏｎ）系のドーパントを使用して、上述した第３実験例（単一の補強干渉特性のキャッピング層）、第１実験例（単一の相殺干渉特性のキャッピング層）及び本発明に適用した第５実験例（相殺干渉特性であり、高屈折率の第１キャッピング層と低屈折率の第２キャッピング層との積層適用）に対してその電光特性を調べた。
【０１３９】
ディープブルー発光特性のボロンドーパントは、ピーク波長がピレン系の青色ドーパントに比べて５ｎｍ以上低く、ＦＷＨＭが１０％以上狭い材料である。
【０１４０】
以上の表１〜表３で説明した実験例では、青色発光ドーパントの材料をピレン系の青色ドーパントにしたものであり、概ね青色ピーク波長が４６０ｎｍ以上にある。
【０１４１】
ディープブルー発光特性のボロンドーパントを適用する場合、そのピーク波長を４５５ｎｍ以下にでき、ＦＷＨＭが約２０〜３０ｎｍにあり、ディープ（ｄｅｅｐ）で狭い発光スペクトルを示す。
【０１４２】
【表４】
2020109753.tif 000011
【０１４３】
表４に示すように、有機発光素子内の青色発光層にディープブルー特性のボロンドーパントを適用時、本発明のキャッピング構造と共に説明すると、換算輝度が一般ピレン系の青色ドーパント使用の場合（表３の青色、第５実験例）に比べて１６２Ｃｄ／Ａから、１７８Ｃｄ／Ａへと約１０％の効率上昇があることが分かる。また、青色及び緑色の透過特性がいずれも９１％以上を維持しており、可視光波長において均一で高い透過率を色座標の歪み無しに示すことが確認できる。
【０１４４】
一方、上述した本発明のキャッピング積層構造は、上述した二重層の他にも、３重層、４重層にしてもよい。３重層、４重層の場合、上部に行くほど屈折率が順次小さくなる構造にする。また、全体キャッピング層における光学距離が、単一キャッピング層の適用時に青色において補強干渉される光学距離の適用に従った後、上述した界面間の反射度差を一定範囲内に維持し、且つ光学距離差を一定範囲内に維持する。そして、上部に位置する層であるほど低屈折率のキャッピング層であり、それらは波長特性に反射度の変動性がほとんどないので、図５及び図６の二重層構造のキャッピング層（ＨＲＣＰＬ  Ｄ−Ｉ／ＬＲＣＰＬ）と類似の光学特性を有すると考えられる。
【０１４５】
以下、具体的に本発明の透明表示装置を、アレイ基板１００上に形成されたアレイ構成と関連付けて説明する。
【０１４６】
図１４は、本発明の第２実施例による透明表示装置を示す平面図であり、図１５は、図１４のＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。
【０１４７】
本発明の第２実施例による透明表示装置は、一例として、スキャンラインＳＬとデータラインＤＬとの重畳部位に対応して発光部Ｅが設けられ、隣接した発光部Ｅの間に透過部Ｔが設けられる。
【０１４８】
透過部Ｔは透明でなければならず、配線ＳＬ，ＤＬ及び薄膜トランジスタＴＦＴ１，ＴＦＴ２と非重畳して配置される。
【０１４９】
発光部Ｅと透過部Ｔ以外の領域には、例えば配線ＳＬ，ＤＬなどの遮光要素を覆い、隣り合う画素又はサブ画素間の領域区分のためのバンク１５０が形成される。
【０１５０】
ここで、発光部Ｅと透過部Ｔとの間のギャップは存在しても、存在しなくてもよく、発光部Ｅと透過部Ｔとの間の領域が存在しない場合には、発光部Ｅが配線ＳＬ，ＤＬを覆い、発光部Ｅの有機発光素子ＯＬＥＤの下部に位置する配線が視認されないようにする。
【０１５１】
本発明の透明表示装置において発光色の配置は次の通りである。
【０１５２】
赤色発光のサブ画素ＲＥと青色サブ画素ＢＥが透過部Ｔを挟んで水平隣接し、赤色サブ画素ＲＥと緑色サブ画素ＧＥが垂直方向に隣接するように配置され得る。図示の例は、全体アクティブ領域において緑色サブ画素ＧＥの配置を増やして白色発光に対する緑色発光の寄与を高めたものである。しかし、これに限定されず、特定目的に応じて赤色或いは緑色サブ画素の配置数を増やすか、或いは赤色、緑色、青色の発光画素の配置を同等にすることができる。
【０１５３】
透過部Ｔには、図中のＡ領域に示すように、透明電極１２００と、第１共通層１３１、第２共通層１３３及び第３共通層１３４の有機スタック１３０’と、透過電極１４０とが共通に配置される。また、前記透過電極１４０の上部には、上述した高屈折率であり、且つ相殺干渉特性を有する、高屈折率の第１キャッピング層１７１と低屈折率の第２キャッピング層１７２との積層のキャッピング構造１７０が設けられる。第２キャッピング層１７２の光学距離（ｎ２ｄ２）は、前記第１キャッピング層１７１の光学距離（ｎ１ｄ１）と同一であるか、１０％以下の差を有する類似の値であるので、前記第２キャッピング層１７２も第１キャッピング層１７１が相殺する波長に対して相殺干渉する条件を満たし得る。
【０１５４】
発光部Ｅは、Ｂ領域のように、反射電極１１１の下部及び上部に透明電極１１２ａ，１１２ｂを積層してなる３重構造の反射アノード１１００と、前記反射アノード１１００上に順次に形成される正孔輸送性の第１共通層１３１、有機発光層１３２、電子輸送性の第２共通層１３３及び電子注入性の第３共通層１３４と、銀又は銀合金などの薄い反射透過性或いは透明電極成分の透過電極１４０からなる有機発光素子ＯＬＥＤと、前記有機発光素子ＯＬＥＤの上部に前述の第１キャッピング層１７１及び第２キャッピング層１７２積層のキャッピング構造１７０が設けられる。
【０１５５】
発光部Ｅの反射アノード１２００には前記上下透明電極１１２ｂ，１１２ａのいずれか一方だけが設けられ、透過部Ｔの透明電極１２００は、それら上下透明電極１１２ｂ，１１２ａのいずれか一方だけで形成されてもよく、両方が積層さされてもよい。
【０１５６】
一方、本発明で説明する赤色発光の波長は６００ｎｍ〜６５０ｎｍであり、青色発光の波長は４３０ｎｍ〜４６０ｎｍであり、緑色発光の波長は５１０ｎｍ〜５９０ｎｍであり、互いに異なる色を発光する。
【０１５７】
図１４を挙げて説明すると、縦に隣接した赤色、緑色、青色のサブ画素とそれにそれぞれ隣接した３個の透過部Ｔを含めて画素（ｐｉｘｅｌ）ということができ、該画素は、透明基板１００上に複数個の行と列で配置される。そして、各発光部及び透過部Ｔは、第１薄膜トランジスタＴＦＴ１、第２薄膜トランジスタＴＦＴｓが接続され、独立して駆動するサブ画素（ｓｕｂ−ｐｉｘｅｌ）として機能できる。図示の例では、透過部にも透明電極１２００が設けられ、第２薄膜トランジスタＴＦＴｓによって駆動され得るとしているが、透明電極１２００と第２薄膜トランジスタＴＦＴｓが省略される例も可能である。図１４及び図１５の例のように、第２薄膜トランジスタＴＦＴｓを備える場合、前記透過部Ｔも、必要によって選択的な駆動が可能であろう。この場合、選択的な駆動に発光特性を付加するように透過部Ｔにも発光層がさらに備えられてもよい。
【０１５８】
透過部Ｔの透明電極１２００は、発光部Ｅに設けられる反射アノード１１００において透明電極層だけを残してなり得る。
【０１５９】
一方、各赤色サブ画素ＲＥには赤色有機発光層（１３２：ｒｅｄ）が設けられ、青色サブ画素ＢＥには青色発光有機発光層（１３２：ｂｌｕｅ）が設けられ、緑色サブ画素ＧＥには緑色有機発光層（１３２：ｇｒｅｅｎ）が設けられる。
【０１６０】
前記発光部Ｅ（ＲＥ，ＢＥ，ＧＥ）の第１薄膜トランジスタＴＦＴ１は、前記スキャンラインＳＬと同一層に形成される第１ゲート電極１１２０と、前記第１ゲート電極１１２０とチャネル領域が重なる第１半導体層１１１０と、前記第１半導体層１１１０の両側に接続された第１ソース電極１１４０及び第１ドレイン電極１１６０とからなる。そして、前記第１ゲート電極１１２０は、前記スキャンラインＳＬと一体形にスキャンラインＳＬから突出する突出パターンで形成され得る。前記第１ソース電極１１４０は、前記データラインＤＬから突出する突出パターンで形成され得る。また、第１ドレイン電極１１６０は前記第１ソース電極１１４０と離隔して形成され、有機発光素子ＯＬＥＤの反射アノード１１００と第１接続部ＣＴ１を通じて接続される。
【０１６１】
第２薄膜トランジスタＴＦＴｓは前記第１薄膜トランジスタＴＦＴ１と同一工程で形成され、したがって、前記スキャンラインＳＬと同一層に形成される第２ゲート電極１１２２と、前記第２ゲート電極１１２２とチャネル領域が重なる第２半導体層１１１２と、前記第２半導体層１１１２の両側に接続された第２ソース電極１１６１及び第２ドレイン電極１１４２とからなる。そして、前記第２ゲート電極１１２２は、前記スキャンラインＳＬと一体形にスキャンラインＳＬから突出する突出パターンで形成されてもよく、別途のスキャンライン（ＡＳＬ、図示せず）を備え、別途のスキャンライン（ＡＳＬ）から突出するパターンで形成されてもよい。ここで、第２ゲート電極１１２２が別途のスキャンライン（ＡＳＬ）から形成されるか接続される場合、前記第２薄膜トランジスタＴＦＴｓは、前記第１薄膜トランジスタＴＦＴ１とは異なる時点で駆動を試みることができる。前記第２ソース電極１１６１は、前記データラインＤＬから突出する突出パターンで形成され得る。この場合、第２ソース電極１１６１が接続するデータラインＤＬは、隣接した第１薄膜トランジスタＴＦＴ１が連結されるデータラインＤＬと異なるデータラインであり得る。そして、第２ドレイン電極１１４１は、前記データラインＤＬ、第２ソース電極１１６１と離隔して形成され、第２ドレイン電極１１４２は、透過部Ｔの透明電極１２００と第２接続部ＣＴ２を通じて接続される。
【０１６２】
図１５を参照して、表示装置の層状構造を細分して説明する。
【０１６３】
透明基板１００上にはバッファ層１０５が設けられ、前記バッファ層１０５上に第１、第２及び第３半導体層１１１０，１１１２，１１１１が設けられている。バッファ層１０５は、透明基板１００に残存する不純物が半導体層１１１０，１１１２，１１１１に流入することを防ぐ機能を有する。前記半導体層１１１０，１１１１，１１１２は、非晶質又は結晶質シリコン半導体層であるか、或いは透明酸化物半導体層であり得る。そして、それぞれ、第１及び第２ソース電極１１４０，１１６１と第１及び第２ドレイン電極１１６０，１１４２に接続する第１及び第２半導体層１１１０，１１１２の両側は、不純物が注入された領域でよく、前記第１及び第２半導体層１１１０，１１１２で不純物が注入された領域の間は真性領域であり、チャネル領域として働き得る。
【０１６４】
前記第３半導体層１１１１は上部に形成されるストレージ電極１１２１，１１４１と重畳して位置し、これは、不純物が注入された場合、ストレージキャパシタの容量を増加させる補助ストレージ電極として用いることができる。或いは、場合によって前記第３半導体層１１１１は省略されてもよい。
【０１６５】
そして、前記第１〜第３半導体層１１１０，１１１２，１１１１を覆ってゲート絶縁膜１０６が設けられ、前記第１及び第２半導体層１１１０，１１１２の真性領域及び第３半導体層１１１１と重畳する第１及び第２ゲート電極１１２０，１１２２及び第１ストレージ電極１１２１が設けられる。
【０１６６】
前記第１、第２及び第３半導体層１１１０，１１１２，１１１１、第１及び第２ゲート電極１１２０，１１２２及び第１ストレージ電極１１２１を覆って第１層間絶縁膜１０７が設けられる。
【０１６７】
前記第１半導体層１１１０及び第２半導体層１１１２の両側は、前記第１層間絶縁膜１０７及びゲート絶縁膜１０６を選択的に除去してコンタクトホールを形成し、これらのコンタクトホールを通じてそれぞれ第１ソース電極１１４０、第１ドレイン電極１１６０を第１半導体層１１１０に接続させ、第２ソース電極１１６１及び第２ドレイン電極１１４２を第２半導体層１１１２に接続させる。同一工程において、前記第１ストレージ電極１１２１と重畳する第１層間絶縁膜１０７上に第２ストレージ電極１１４１が設けられる。
【０１６８】
ここで、発光部Ｅ（ＲＥ，ＢＥ）に設けられた第１有機発光素子ＯＬＥＤ１の駆動のための第１薄膜トランジスタＴＦＴ１は、下から順に第１半導体層１１１０、これとチャネル領域が重畳した第１ゲート電極１１２０、及び前記第１半導体層１１１０の両側に接続された第１ソース電極１１４０及び第１ドレイン電極１１６０からなる。透過部Ｔ／Ｅに設けられる第２有機発光素子ＯＬＥＤ２の駆動のための第２薄膜トランジスタＴＦＴ２は前記透過部Ｔ／Ｅと非重畳し、前記第１薄膜トランジスタＴＦＴ１と同一層の構造であり、下から順に第２半導体層１１１２、これとチャネル領域が重畳した第２ゲート電極１１２２、及び前記第２半導体層１１１２の両側に接続された第２ソース電極１１６１及び第２ドレイン電極１１４２からなる。
【０１６９】
また、ストレージキャパシタＳＴＣは、第１層間絶縁膜１０７を挟んで重畳した第１及び第２ストレージ電極１１２１，１１４１からなる。
【０１７０】
前記第１及び第２薄膜トランジスタＴＦＴ１，ＴＦＴ２とストレージキャパシタＳＴＣを覆って第２層間絶縁膜１０８が形成される。
【０１７１】
ここで、第１及び第２薄膜トランジスタＴＦＴ１，ＴＦＴＳ及びストレージキャパシタＳＴＣは遮光性の金属層を備えるものであり、透過部Ｔと非重畳させて配置し、これによって発光部Ｅ（ＲＥ，ＢＥ，ＧＥ）と重畳して或いはバンク１５０形成部と重畳して配置することができる。ここで、バンク１５０は、透過部Ｔと発光部Ｅとの間に位置するか、或いは発光部Ｅのうち、互いに離隔する発光領域ＲＥの間に位置し得る。発光部Ｅの場合、反射アノード１１００が、その下部に配置される金属層が視認されることを防止し、バンク１５０が位置している部位では、厚いバンク１５０の配置によって下部構成の視認を防止することができる。
【０１７２】
一方、第１層間絶縁膜１０８を覆って表面を平坦化するように平坦化膜１０９がさらに設けられ、平坦化膜１０９及び第２層間絶縁膜１０８を選択的に除去して第１及び第２接続部ＣＴ１，ＣＴ２を形成し、前記第１及び第２薄膜トランジスタＴＦＴ１，ＴＦＴＳと反射アノード１１００及び透明アノード１２００とがそれぞれ接続され得る。
【０１７３】
また、本発明の表示装置は、前記透過部Ｔと発光部Ｅが位置していない部位の所定領域に隔壁１６０がさらに設けられ、隣接した透過部Ｔ或いは発光部Ｅを区分できる。隔壁１６０は、有機スタック１３０，１３０’（Ｇ）の形成時に、有機物質の蒸着に用いられる蒸着マスク（図示せず）がバンク１５０に直接当たることを防ぎ、領域を区分するバンク１５０が崩れずにその形状を維持できるようにする。
【０１７４】
前記隔壁１６０は、バンク１５０と同一層に形成される第１層１６１と、前記第１層１６１を覆って第１層１６１の上部表面に一定高さを有する第２層１６２とを含んでなる。前記第２層１６２は、バンク１５０の形成後、有機共通層や発光層の形成時に要求される蒸着マスクがバンク１５０に直接当たったり垂れ下がることを防止するために、バンク上に形成するスペーサ（図示せず）と同一層に形成され得る。
【０１７５】
発光部Ｅには、反射アノード１１００と透過電極１４０とが対向した電極構造をなす。ここで、反射アノード１１００は、反射電極層１１１と上下の透明電極層１１２ｂ，１１２ａの３層として示されているが、これに限定されず、透明電極層１１２ｂ，１１２ａのいずれか一方又は両方が省略されてもよく、或いは透明電極層１１２と反射電極層１１１はそれぞれ複数層であってもよい。前記反射アノード１１００が透明電極層１１２を備えるとき、透過部Ｔの前記透明電極１２００は透明電極層１１２ｂ，１１２ａと同一工程で形成され得る。
【０１７６】
上述した例において、発光部に設けられた有機発光素子は、各サブ画素で単一の有機発光層を含む単一スタックが示されているが、各スタックに発光層を備え、このスタックを複数個適用した発光素子の構造も本発明の透明表示装置に適用可能である。
【０１７７】
図１６は、本発明の第３実施例による透明表示装置を示す断面図である。
【０１７８】
図１６に示すように、本発明の第３実施例による透明表示装置は、発光部Ｅと透過部Ｔとに区分され、各発光部のサブ画素に薄膜トランジスタまで含まれた基板２００上に、それぞれ薄膜トランジスタが接続されるように反射アノード１１００と、該反射アノード１１００上に順に、正孔注入層２３１、第１正孔輸送層２３２、第１有機発光層２３３ａ／２３３ｂ／２３３ｃ、第１電子輸送層２３４、ｎ型電荷生成層（ｎＣＧＬ）２３５ａとｐ型電荷生成層（ｐＣＧＬ）２３５ｂ積層の電荷生成層２３５、第２正孔輸送層２３６、第２有機発光層２３７ａ，２３７ｂ，２３７ｃ、第２電子輸送層及び電子注入層２３９が積層された有機スタックと、該有機スタック上に薄い反射透過性の透過電極２４０が設けられて有機発光素子をなす。
【０１７９】
同図の例は、電荷生成層２３５を基準に、有機スタックが下部第１スタックと上部第２スタックとに区分された２スタック構造であり、これに限定されず、正孔輸送層、有機発光層及び電子輸送層を一つのスタック構成とし、前記第２電子輸送層２３８上に一つ以上のスタックがさらに付加されてもよい。
【０１８０】
また、同図の例は、赤色、緑色及び青色の色効率を向上させるために各スタックが垂直構造で同一色相発光の有機発光層を有する例を示している。
【０１８１】
また、各色相発光の有機発光層２３３ａ／２３３ｂ／２３３ｃ，２３７ａ／２３７ｂ／２３７ｃは、各色相の最適共振のためにそれぞれ異なる厚さに設定されている。
【０１８２】
一方、発光部Ｅに隣接して設けられた透過部Ｔは、共通して形成される有機スタックの構成として、正孔注入層２３１、第１正孔輸送層２３２、第１電子輸送層２３４、ｎ型電荷生成層（ｎＣＧＬ）２３５ａとｐ型電荷生成層（ｐＣＧＬ）２３５ｂの積層からなる電荷生成層２３５、第２正孔輸送層２３６、第２電子輸送層、及び電子注入層２３９が共に積層されている。
【０１８３】
そして、発光部Ｅ及び透過部Ｔには、前記有機スタック上に、共通して前記透過電極２４０と、相殺干渉特性であり、且つ高屈折率の第１キャッピング層２７１及び低屈折率の第２キャッピング層２７２が積層されたキャッピング構造２７０が適用される。
【０１８４】
前記キャッピング構造２７０の特性は、上述した通り、各キャッピング層の界面で屈折率差が小さく、キャッピング層の最上部とその外部の封止層などとの界面でも小さい屈折率差を有し、各界面の低い反射度によるアンチリフレクション効果によって、キャッピング構造を通過する透過量を増やすことができる。また、相殺干渉特性によって色座標の歪み無しに色効率を向上させることができる。
【０１８５】
一方、上述した実施例ではキャッピング構造を第１キャッピング層、第２キャッピング層の２層構造として説明したが、これに限定されず、３層以上で積層されてもよい。しかし、キャッピング構造は透過側の透過電極の上部に構成されるので、この構成が光量を遮蔽することを考慮して、キャッピング構造の合計厚さは２０００Å以下する。
【０１８６】
前記有機発光素子ＯＬＥＤから出射される光は、前記透過電極１４０、第１キャッピング層２７１及び第２キャッピング層２７２の順に出射され、前記第２キャッピング層２７２から出る出射光量は、前記有機発光素子から出射される光量の総量を１とした時、前記透過電極１４０の反射度、第１キャッピング層２７１及び第２キャッピング層２７２の間の界面反射度、及び前記第２キャッピング層２７２の上部表面の反射度を引いた値に比例し得る。
【０１８７】
以上、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明したが、本発明は必ずしもそれらの実施例に限定されなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で様々に変形実施が可能である。したがって、本発明に開示された様々な実施例は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されない。したがって、以上に述べた様々な実施例はいずれの面においても例示的なものであり、限定的なものではないと理解すべきである。本発明の保護範囲は特許請求の範囲によって解釈しなければならず、特許請求の範囲と同等な範囲内における技術思想はいずれも本発明の権利範囲に含まれるものと解釈すべきであろう。
【符号の説明】
【０１８８】
１００，２００：基板            １１１：反射電極
１３１：第１共通層              １３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ：有機発光層
１３３：第２共通層              １３４：第３共通層
１４０：透過電極                １７０：キャッピング構造
１７１：第１キャッピング層      １７２：第２キャッピング層
【図１】
2020109753.tif 000014
【図２】
2020109753.tif 000015
【図３Ａ】
2020109753.tif 000016
【図３Ｂ】
2020109753.tif 000017
【図４】
2020109753.tif 000018
【図５】
2020109753.tif 000019
【図６】
2020109753.tif 000020
【図７Ａ】
2020109753.tif 000021
【図７Ｂ】
2020109753.tif 000022
【図７Ｃ】
2020109753.tif 000023
【図８】
2020109753.tif 000024
【図９】
2020109753.tif 000025
【図１０Ａ】
2020109753.tif 000026
【図１０Ｂ】
2020109753.tif 000027
【図１０Ｃ】
2020109753.tif 000028
【図１１Ａ】
2020109753.tif 000029
【図１１Ｂ】
2020109753.tif 000030
【図１２Ａ】
2020109753.tif 000031
【図１２Ｂ】
2020109753.tif 000032
【図１３Ａ】
2020109753.tif 000033
【図１３Ｂ】
2020109753.tif 000034
【図１３Ｃ】
2020109753.tif 000035
【図１４】
2020109753.tif 000036
【図１５】
2020109753.tif 000037
【図１６】
2020109753.tif 000038