(57)【要約】【課題】  有機電界発光表示装置の組立体を提供することを目的とする。【解決手段】  有機電界発光表示装置の組立体は、基板と、前記基板の上面にそれぞれ所定のパターンで形成されて積層された第１電極層、有機発光層及び透明な第２電極層を含む有機電界発光部と、前記基板と有機電界発光部をなす層間の少なくとも有機発光部から発生した光の取出し効率を高めるための光損失防止層と、前記光損失防止層と対向する層間に形成されてガスが注入されたり、または真空の微細空間層とを具備することを特徴とする。【選択図】  図２
2004273416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上面にそれぞれ所定のパターンで形成されて積層された第１電極層、有機発光層及び透明な第２電極層を含む有機電界発光部と、
前記基板と有機電界発光部をなす層間の少なくとも有機発光部から発生した光の取出し効率を高めるための光損失防止層と、
前記光損失防止層と対向する層の間に形成されてガスが注入されたり、または真空の微細空間層とを具備してなることを特徴とする有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項２】
前記光損失防止層は、前記基板の上面に多数の突起が所定のピッチで形成された回折格子よりなること特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項３】
前記突起が前記第２電極に接触されたことを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項４】
前記突起のピッチが２００ないし２,０００ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項５】
前記突起の高さは５０ないし５,０００ｎｍであることを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項６】
前記第２電極がＩＴＯよりなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項７】
前記光損失防止層はＳｉＯｘ（ｘ＞１）、ＳｉＮｘ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＣａＦ２よりなる群から選択された１つ以上よりなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項８】
前記光損失防止層がＴｉＯ２よりなることを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項９】
前記微細空間層と第２電極層との間に相対的に屈折率の高いインデックス層をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項１０】
前記インデックス層がＴｉＯ２よりなることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項１１】
前記インデックス層の屈折率が２.３以上であることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項１２】
前記インデックス層の厚さは２０００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項１３】
基板と、
前記基板の上面にそれぞれ所定のパターンで形成されて積層された第１電極層、有機発光層及び透明な第２電極層を含む有機電界発光表示部と、
有機電界発光表示部と結合されて微細空間層を形成し、光損失防止のための光損失防止層を有するフォトニックプレートとを含むことを特徴とする有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項１４】
前記フォトニックプレートの光損失防止層は基板の上面に多数の突起が所定のピッチで形成されたことを特徴とする請求項１３に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項１５】
前記突起が前記有機電界発光表示装置の第２電極に接触されたことを特徴とする請求項１４に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項１６】
前記フォトニックプレートに形成された突起のピッチが２００ないし２,０００ｎｍであることを特徴とする請求項１４に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項１７】
前記突起の高さは５０ないし５,０００ｎｍであることを特徴とする請求項１４に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項１８】
前記回折格子形成部は、ＳｉＯｘ（ｘ＞１）、ＳｉＮｘ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＣａＦ２よりなる群から選択された１つ以上よりなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項１９】
前記光損失防止層がＴｉＯ２よりなることを特徴とする請求項１８に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項２０】
前記空間層と第２電極層との間に相対的に屈折率の高いインデックス層をさらに具備することを特徴とする請求項１３に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項２１】
前記インデックス層の屈折率が２.３以上であることを特徴とする請求項２０に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項２２】
基板と、
基板上に所定のパターンで形成された第１電極層と、各第１電極層の上面に所定パターンで形成された有機発光層と、前記有機発光層が露出されるように基板の上面に形成された絶縁層と、前記有機発光層と絶縁層の上面に所定のパターンで形成されて透明な第２電極層と、を含む画素形成部と、
前記基板上に形成されて第１電極をスイッチングするための薄膜トランジスタを含む駆動部と、
前記透明な第２電極層の上面に設置されて不活性ガスが注入されたり、あるいは真空の微細空間層を形成して光損失防止層を具備したフォトニックプレートとを具備することを特徴とする有機電界発光表示装置組立体。
【請求項２３】
前記第１電極層の上面に平坦化膜がさらに具備されることを特徴とする請求項２２に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項２４】
前記フォトニックプレートの光損失防止層は、基板の上面に多数の突起が所定のピッチで形成されたことを特徴とする請求項２２に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項２５】
前記突起が前記有機電界発光表示装置の第２電極に接触されたことを特徴とする請求項２２に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項２６】
前記フォトニックプレートに形成された突起のピッチが２００ないし２,０００ｎｍであることを特徴とする請求項２４に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項２７】
前記突起の高さは５０ないし５,０００ｎｍであることを特徴とする請求項２４に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項２８】
前記回折格子形成部は、ＳｉＯＸ（Ｘ＞１）、ＳｉＮＸ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＣａＦ２よりなる群から選択された１つ以上よりなることを特徴とする請求項２３に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項２９】
前記空間層と第２電極層との間に相対的に屈折率の高いインデックス層をさらに具備することを特徴とする請求項２３に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項３０】
前記インデックス層の屈折率が２.３以上であることを特徴とする請求項２０に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項３１】
基板と、
前記基板の上面に形成される第１電極層と、前記第１電極層の上面に形成された有機発光層及び前記有機発光層の上面に形成された第２電極層と、を含み、
前記各構成要素のうち屈折率差の大きい層間に相互屈折率の異なる領域を有する光損失防止層と、
前記光損失防止層と対向する層間にガスが注入されたり、あるいは真空の空間層を具備することを特徴とする有機電界発光表示装置。
【請求項３２】
前記光損失防止層が基板と第１電極との間に形成されたことを特徴とする請求項３１に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項３３】
前記光損失防止層の屈折率が相異なる領域のうち１つの領域のピッチが５０ないし３,０００ｎｍであることを特徴とする請求項３１または３２の何れかに記載の有機電界発光表示装置。
【請求項３４】
前記光損失防止層の厚さは、０.０１ないし５０μmであることを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項３５】
前記反射光損失防止層は、屈折率の相異なる無機物よりなり、前記屈折率差が０.３以上、３以下であることを特徴とする請求項３１に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項３６】
前記無機物がＳｉＯＸ（Ｘ＞１）、ＳｉＮＸ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＣａＦ２よりなる群から選択された２つ以上よりなることを特徴とする請求項３５に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項３７】
前記光損失防止層が、ＳｉＯＸ（Ｘ＞１）層にＴｉＯ２よりなって相異なる屈折率を有することを特徴とする請求項１または８の何れかに記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項３８】
基板と、
基板上に所定のパターンで形成された第１電極層と、各第１電極層の上面に所定パターンで形成された有機発光層と、前記有機発光層が露出されるように基板の上面に形成された絶縁層と、前記有機発光層と絶縁層の上面に所定のパターンで形成されて透明な第２電極層を含む画素形成部と、
前記基板上に形成されて第１電極をスイッチングさせるための薄膜トランジスタを含む駆動部と、
前記第２電極層の上面に形成された平坦化膜と、
前記平坦化膜と結合されてガスが注入されたり、あるいは真空の空間層を形成する内面に屈折率の相異なる所定パターンの領域を有する光損失防止層が形成されたフォトニックプレートと、を具備することを特徴とする有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項３９】
前記光損失防止層の屈折率が相異なる領域のうち１つの領域のピッチが５０ないし３,０００ｎｍであることを特徴とする請求項３８に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項４０】
前記空間層と第２電極層との間に相対的に屈折率の高いインデックス層をさらに具備することを特徴とする請求項３８に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項４１】
前記インデックス層の屈折率が２.３以上であることを特徴とする請求項４０に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【請求項４２】
前記第２電極層の上面に平坦化膜が形成されたことを特徴とする請求項４０に記載の有機電界発光表示装置の組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光表示装置に係り、より詳しくは、有機膜によって発生した光の取出し効率が改善された有機電界発光表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常的に有機電界発光表示装置は蛍光性有機化合物を電気的に励起させて発光させる自発光型ディスプレイであって、低電圧で駆動が可能であり、薄型化が容易で、広い視野角、速い応答速度を有し、液晶表示装置において問題点として指摘された欠点が解決できる次世代ディスプレイとして注目されている。
【０００３】
このような有機電界発光表示装置は、ガラスやその他に透明な絶縁基板に所定パターンの有機膜が形成され、この有機膜の上下部には電極層が形成される。有機膜は有機化合物よりなる。このような有機膜を形成する材料としては、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）などが利用される。
【０００４】
前記のように構成されたこのような有機電界発光表示装置は電極に陽極及び陰極電圧の印加によって、陽極電圧が印加された電極から注入された正孔が正孔輸送層を経由して発光層に移動し、電子は陰極電圧が印加された電極から電子輸送層を経由して発光層に注入される。この発光層で電子と正孔が再結合して励起子を生成し、この励起子が励起状態から基底状態に変化されるにつれて、発光層の蛍光性分子が発光することによって画像が形成される。
【０００５】
前述したように駆動される有機電界発光表示装置の光効率は内部効率と外部効率、または光取出し効率に分けられるが、前記内部効率は有機発光物質の光電変換効率に依存し、前記外部効率は有機電界発光表示装置を構成する各層の屈折率に起因する。すなわち、前記有機膜によって放出される光が臨界角以上に出射される時、反射される光は基板と電極層または有機膜と電極層との界面で反射されて外部に取り出されるのが防止される。
【０００６】
一方、従来有機電界発光表示装置において、図１に示すように有機膜１３から放出された光がＩＴＯよりなる電極１２と透明なガラス基板１１間の界面から透明な基板のガラス基板１１に透過される時に光透過効率は式１／２（Ｎｏｕｔ／Ｎｉｎ）２に基づく。この式でＮは屈折率である。
【０００７】
前記式に基づいて従来有機電界発光表示装置の色相別光取出し率を下記表に示す。
【０００８】
【表１】
2004273416.tif 000003
【０００９】
前記表１で示すように、ＩＴＯ電極とガラス基板との屈折率差によって多量の光が有機電界発光表示装置内で６０％以上消滅されることがわかる。
【００１０】
特許文献１には前述したように有機電界発光表示装置内での光損失を減らすために、基板上に回折格子またはゾーンプレートを形成して有機膜とＩＴＯ電極との界面及びＩＴＯ電極から反射される光を回折させる構成が開示されている。
【００１１】
このような有機電界発光表示装置は、基板や微細な電極パターン層の表面に凹凸を形成したり、別途の回折格子を設置しなければならないので、製造工程が難しく、ひいては生産性の向上を図れない。また凹凸または回折格子上に有機層を成膜する場合、有機層の表面粗度が大きくなるので、有機電界発光表示装置の漏れ電流が大きくなる一方、耐久性及び信頼性が減少する。
【００１２】
また光取出し率の低下を防止するための従来有機電界発光装置の一例が特許文献２に開示されている。開示された有機電界発光表示装置は突出レンズなどの集光性を有する基板を具備する。しかし、このような集光のための突出レンズは有機膜の発光による画素が非常に小さいので、基板に形成し難い。
【００１３】
特許文献３には透明電極層と発光層との間に第１誘電体層を介在すると同時に透明電極層に前記第１誘電体層と透明電極層との中間の屈折率を有する第２の誘電体層を介在する有機電界発光表示装置が開示されている。
【００１４】
特許文献４には基板上下部電極、絶縁層、発光層及び上部の電極を形成し、前記発光層の片面に光を反射させるミラーが形成された有機電界発光表示装置が開示されている。
【００１５】
このような有機電界発光表示装置は、発光層の厚さが非常に薄いので、側面に反射のためのミラーを設置するのが非常に難しく、結果的に生産コスト上昇の原因になる。
【００１６】
一方、特許文献５にはレンズ状の構造物が形成されたガラス基板に陽極と陰極界面層が形成され、ここに正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極、陰極保護層が形成された有機電界発光表示装置が開示されている。このような構造の有機電界発光表示装置は、ガラスに反射された光を取り出すので、取出し効率は増加するが、画像がぼける問題点がある。
【００１７】
特許文献６には有機発光素子の前面電極の間にライトガイドと、このライトガイドの前面にライトガイドと一体に形成された小さいレンズ群が形成されて水平方向の発光を前面にガイドし、光を均一に取り出す構成が開示されている。
【００１８】
特許文献７には、有機電界発光表示装置とその製造方法の他の例が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２８３７５１号公報
【特許文献２】特開昭６３−１７２６９１号公報
【特許文献３】特開平１−２９３９４号公報
【特許文献４】特開平１−２２０３９４号公報
【特許文献５】特開平９−１７１８９２号公報
【特許文献６】特開平１０−１２３８２号公報
【特許文献７】米国特許出願公開公報第２００１／００１９２４２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は前述したような問題点を解決するためのものであって、内部での光損失を減らし、光の取出し効率を改善することによって画像の輝度を高められる有機電界表示装置及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【００２０】
本発明の他の目的は屈折率の高い層と屈折率の低い層との界面で光分散効果を利用して光損失を減らせる有機電界発光表示装置及びその製造方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記のような目的を達成するための本発明の有機電界発光表示装置の組立体は、基板と、前記基板の上面にそれぞれ所定のパターンで形成されて積層された第１電極層、有機発光層及び透明な第２電極層を含む有機電界発光部と、前記基板と有機電界発光部をなす層間の少なくとも有機発光部から発生した光の取出し効率を高めるための光損失防止層と、前記光損失防止層と対向する層の間に形成されて不活性ガスが注入されたり、または真空の微細空間層とを具備することをその特徴とする。
【００２２】
本発明において、前記光損失防止層は所定のパターンよりなる多数の突起を含む回折格子形成部よりなる。
【００２３】
前記の代案として有機電界発光表示装置の組立体は、基板と、前記基板の上面にそれぞれ所定のパターンで形成されて積層された第１電極層、有機発光層及び透明な第２電極層を含む有機電界発光表示部と、有機電界発光表示部と結合され、これと対向される面に光損失を防止するための光損失防止層が形成されたフォトニックプレートと、
前記有機電界発光表示部とフォトニックプレートの間に有機発光層から発生される光の取出し効率を高めるための微細空間層を具備することをその特徴とする。
【００２４】
前記目的を達成するための有機電界発光表示装置の異なる特徴は、基板と、前記基板の上面に形成される第１電極層と、前記第１電極層の上面に形成された有機発光層及び前記有機層の上面に形成された第２電極層を含み、前記各構成要素のうち屈折率差の大きい層間に相互屈折率の異なる領域を有する光損失防止層と、
前記光損失防止層と対向される層間にガスが注入されたり、真空の空間層とを具備することを特徴とする。
【００２５】
前記目的を達成するためのさらに他の特徴は、基板と、基板上所定のパターンで形成された第１電極層と、各第１電極層の上面に所定パターンで形成された有機発光層と、前記有機発光層が露出されるように基板の上面に形成された絶縁層と、前記有機層と絶縁層との上面に所定のパターンで形成されて透明な第２電極層を含む画素形成部と、
前記基板上に形成されて第１電極をスイッチングさせるための薄膜トランジスタを含む駆動部と、
前記透明な第２電極層の上面に設置されて前記フォトニックプレートと第２電極層の間に所定の不活性ガスが注入されたり、真空の微細空間層を形成し、内面に光損失防止層が形成されたフォトニックプレートを具備することをその特徴とする。
【００２６】
前記目的を達成するためのさらに他の特徴は、基板と、基板上所定のパターンで形成された第１電極層と、各第１電極層の上面に所定パターンで形成された有機発光層と、前記有機発光層が露出されるように基板の上面に形成された絶縁層と、前記有機発光層と絶縁層の上面に所定のパターンで形成されて透明な第２電極層を含む画素形成部と、
前記基板上に形成されて第１電極をスイッチングさせるための薄膜トランジスタを含む駆動部と、
前記基板と第１電極層の間に相互屈折率の異なる所定パターンの領域を有する光損失防止層と、
前記光損失防止層と対応される層間にガスが注入されたり、真空の空間層とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
前記のように構成された本発明の有機電界発光装置の組立体は、光損失防止層と電極層との間に微細空間層を形成することによって、内部光損失を減らし、ひいては光の取出し効率を高められる。特に、本発明による有機電界発光表示装置の第１電極層、有機電界発光層、第２電極層の間で集中的に行われる反射を防いで光を取り出し、基板で反射される光を取り出さないことによって有機電界発光表示装置によって形成される画像がぼけることが防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明による有機電界発光表示装置は、有機発光層から発生した光の取出し効率を向上させるためのものであって、一実施例として図２に有機電界発光表示装置組立体の一部を拡大して示す。
【００２９】
図面を参照すれば、有機電界発光表示装置の組立体２０は透明な基板２１の上面に所定のパターンで形成された透明な第１電極層２２と、前記第１電極層２２の上面に有機膜が積層されてなる有機発光層の有機発光部３０と、前記有機発光部３０の上面に所定のパターンで形成される第２電極層２３を具備する。
【００３０】
前記第１電極層２２は、透明な基板２１の上面に形成される陽極であって、透明な導電性材質のＩＴＯよりなる。そして、前記第２電極層２３はＡｌ、Ａｌ合金、Ａｇ、Ａｇ合金のような導電性金属よりなる。
【００３１】
前記有機発光部３０は、図３に示すように前記基板２１の上面から順次に積層される正孔注入層３１、正孔輸送層３２、発光層３３、電子注入層３４を含む。前記有機発光部３０は、有機化合物として８−ヒドロキシキノリン−アルミニウム（Ａｌｑ３）などのような低分子またはポリパラフェニレンビニレン、ポリ（２−メトキシ−５−（２−エチルへキシルオキシ）−１,４−フェニレンビニレン）などの高分子を使用するのが望ましいが、これに限定されない。
【００３２】
一方、前記基板２１の上面には光取出し効率を高めるための光損失防止層１００が形成され、この光損失防止層１００と前記基板２１との間にはガスが注入されたり、あるいは真空状態の微細空間層５０が形成される。
【００３３】
前記光損失防止層１００は、基板の上面に所定のピッチＰと高さＨを有する多数の突起１１１を含む回折格子よりなる。前記回折格子をなす突起１１１のピッチは２００ないし２,０００ｎｍとするのが望ましく、前記突起１１１の高さは５０ないし５,０００ｎｍとするのが望ましい。そして、前記突起１１１の形状は円柱型、多角錐など多様な形態で構成されるが、これに限定されず、所定のパターンで突出した構造であれば何れでも可能である。そして、前記回折格子の多数の貫通孔が所定のパターンで形成された薄膜を基板の上面に形成して製作できる。
【００３４】
前記光損失防止層１００の回折格子をなす材質は、ＳｉＯＸ（Ｘ＞１）、ＳｉＮＸ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＣａＦ２よりなる群から選択された１つ以上よりなるが、望ましくは、ＴｉＯ２よりなるのが望ましい。
【００３５】
そして、前記空間層５０は、前記回折格子の突起１１１が前記第１電極層２２及びこの第１電極層２２が形成された側と密着されることによって形成でき、別途のスペーサ（図示せず）が介在できる。
【００３６】
一方、図４に示すように、光損失防止層１００の代わりに、屈折率の異なる少なくとも２つの材料が相異なる第１、第２領域を有するように所定のパターンで形成された薄膜１２０よりなりうる。前記所定のパターンで形成された領域のうち１つの領域のピッチＰは前記突起のピッチのように２００ないし２,０００ｎｍとするのが望ましく、前記薄膜１２０の厚さＴは０.０１ないし５０μmで形成するのが望ましい。この実施例においては前記第１、第２電極層２２、２３及び有機発光部３０は別途の上部基板２５に形成するのは当然である。
【００３７】
そして、前記実施例において、前記微細空間層５０と第１電極層２２との間、すなわち、前記第２電極層２２とこの電極層が形成された面には図５及び図６に示すように前記微細空間層５０と第１電極層２２より相対的に屈折率の高いインデックス層６０を形成できる。このインデックス層６０は屈折率が２.３以上の材料を使用するのが望ましい。インデックス層をなす材料としてはＴｉＯ２を使用するのが望ましい。前記インデックス層６０の材料はこれに限定されない。
【００３８】
一方、前記有機電界発光表示装置の組立体は、図７及び図８に示すように基板７１の上面に形成された第１電極層７２と、この第１電極層７２の上面に所定のパターンで形成された有機発光層７３と、前記有機発光層７３の上面に透明な導電性金属材よりなる第２電極層７４とを有する有機電界発光表示部７０が具備される。前記有機電界発光表示部７０にはこれと別途に製作された光損失防止層２１０、２２０が形成されたフォトニックプレート２００が結合されてこれと有機電界発光部７０との間に微細空間層５０が形成される。
【００３９】
図７に示すように、フォトニックプレート２００に形成された光損失防止層２１０は、前述した実施例のように所定の高さを有する突起２１１よりなったり、図８に示すように光損失防止層２２０は屈折率の異なる少なくとも２つの物質のうち１つの物質が所定のパターンに限定された第１、第２領域を有する薄膜よりなる。前記光損失防止層２２０の第１領域はドット形状に配列できるが、これに限定されない。ここで、前記第１領域をなす物質と第２領域をなす物質との屈折率差は０.３以上３以下にするのが望ましいが、できれば、屈折率差を大きくするのが望ましい。前記屈折率差が０.３以下の場合には界面で光分散効果が落ちて有機層から照射される光の反射率が高まり、基板を通過する光の取出し量が落ちる。
【００４０】
図９及び図１０には、本発明による有機電界発光表示装置組立体の他の実施例としてＡＭ（Ａｃｔiｖｅ Ｍａｔｒiｘ）タイプの有機電界発光表示装置（ＡＭＯＬＣＤ）を示す。
【００４１】
図９を参照すれば、有機電界発光表示装置組立体１５０は透明な基板１５１にはバッファ層１５２が形成され、このバッファ層１５２の上部にはそれぞれ画素とこの形成のための第２電極層１６１とを有する画素領域１６０と、前記画素領域を駆動させるための薄膜トランジスタとキャパシタが形成された駆動領域１７０とに大別される。
【００４２】
前記駆動領域は、バッファ層１５２の上面に所定のパターンで配列されたｐ型またはｎ型の半導体層１７１がゲート絶縁層１７２によって埋め込まれ、前記ゲート絶縁層１７２の上面には前記半導体層１７１と対応するゲート電極層１７３とこれを埋め込む第１絶縁層１７４と、前記第１絶縁層１７４とゲート絶縁層１７２とに形成されたコンタクトホール１７５ａ、１７６ａを通じて前記半導体層１７１の両側にそれぞれ連結されて第１絶縁層１７４の上部に形成されたドレーン電極１７５及びソース電極１７６よりなる薄膜トランジスタと、前記ソース電極１７６と連結されて前記第１絶縁層１７４の上面に形成された第１補助電極１７７ａと、この第１補助電極１７７ａと対向して第１絶縁層１７４に埋め込まれる第２補助電極１７７ｂとよりなるキャパシタ１７７を含む。そして、前記ドレーン電極１７５とソース電極１７６とが形成された第１絶縁層１７４の上面には平坦化のための第２絶縁層１７８が形成される。
【００４３】
そして、前記画素形成領域１６０は前記平坦化のための第２絶縁層１７８の上面に前記第２絶縁層１７８に形成された導電性連結部１６１ａを通じて電気的に連結される第２電極層１６１が所定のパターンで形成され、この第２電極層１６１の上面には有機発光層１６２が所定のパターンで形成され、この有機発光層１６２と前記平坦化のための第２絶縁層１７８との上には透明な第１電極層１６３が形成される。そして、前記第１電極層１６３が形成された第２絶縁層１７８の上面には平坦化のための第３絶縁層（図示せず）が形成されうる。前記第３絶縁層は透明な材質よりなり有機発光層１６２から発生された光の取出しに干渉されないのが望ましい。
【００４４】
一方、前記のように構成された有機電界発光表示装置の第３絶縁層には光損失防止層１００が形成されたフォトニックプレート２００が付着されて前記第３絶縁層とフォトニックプレート２００との間とに微細空間層５０が形成される。この微細空間層５０には前述したように不活性ガスが注入されたり真空にすることができる。前記フォトニックプレート２００に形成された光損失防止層は図９に示すように所定のピッチと高さを有する突起１１１よりなったり、図１０に示すように屈折率の相異なる物質が第１、第２領域を有するように形成された薄膜１２０よりなることができる。
【００４５】
一方、図１１及び図１２に示すように、第３絶縁層の上面にはインデックス層６０がさらに具備されうる。前記光損失防止層１００とインデックス層６０との構造は前述した実施例と同一であるので再び説明はしない。
【００４６】
一方、前記光損失防止層と微細空間層との設置位置は前述した実施例によって限定されず、有機発光層から照射される光の取出し経路上に相対的に屈折率の大きい層の間に設置できる。例えば、背面発光型の有機電界発光表示装置の場合、基板上に設置できる。
【００４７】
前述したような実施例のように構成された有機電界発光表示装置の組立体は、第１電極層２２、７２及び第２電極層２３、７４の選択された画素の発光のために所定電圧が印加されれば、陽極の第１電極層２２、７２から注入された正孔が正孔注入層３１を経由して正孔輸送層３２に移動され、電子は第２電極層２３、７４から電子輸送層３４を経由して発光層３３に注入される。この発光層３３で電子と正孔とが再結合して励起子を生成し、この励起子が励起状態から基底状態に変化するにつれて、有機発光層３０、７３の蛍光性分子が発光する。この時に発生した光は透明な第１電極層２２、７２と光損失防止層１００及び微細空間層５０を通じて外部に取り出される。
【００４８】
この過程で、屈折率差の大きいＩＴＯよりなった第１電極層２２、７２と基板２１、７１との間、または第３絶縁層とフォトニックプレート２００との間に光損失防止層１００、２１０、２２０と微細空間層５０とが形成されているので、界面で光が反射して損失することが防止できる。
【００４９】
すなわち、有機発光層３０、７０または第１電極層２２、７２の屈折率が基板５０をなすガラス、または第２絶縁層の屈折率と比べて高いので基板２１、７１の界面で反射される。
【００５０】
しかし、これらの間に屈折率が相対的に微細空間層５０と光損失防止層１００（２１０、もしくは２２０）が形成されているので、前記第１電極層２２、７２と光損失防止層１１０の突起１１１とによって消衰波結合が行われる。したがって、前記第１電極層２２と突起１１１との間の微細空間層５０には消衰波が発生する。したがって、第１電極層２２によって反射される光の一部は、光損失防止層１００に伝えられて回折することによって光の取出し効率を高められる。
【００５１】
前記光損失防止層は、屈折率差の相異なる２つの物質が所定のパターンで形成されて第１、第２領域に分離された薄膜１２０よりなる場合、区画された第１、第２領域が交差することによって光損失防止層の平均屈折値を全反射角を広められる屈折率に調節可能であるので、これより、非反射効果を与えて光取出し率を向上させられる。
【００５２】
本発明である微細空間層５０と光損失防止層１００、２１０、２２０とを有する有機電界発光表示装置と、光損失防止層だけを有する有機電界発光表示装置、微細空間層と光損失防止層とを有しない有機電界発光表示装置の光取出し量を比較して本願発明による有機電界発光表示装置の光取出し効率の増加が明確に分かった。
【００５３】
〔実験例１〕
本実験では、電界発光表示装置の製作において、基板の上面にＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＳｉＮＸをそれぞれ利用して円筒型の突起よりなる光損失防止層を形成した。前記突起のピッチは２００ないし２,０００ｎｍの範囲とし、高さは５０ないし５,０００ｎｍの範囲内で形成した。
【００５４】
そして、前記のように構造物が形成された基板の上面に基板と微細空間層との間に順次に積層された第１電極層、有機電界発光層、第２電極層を形成した。一方、微細空間層の間隔を相異なるように形成しつつ光量を測定して図１３に示す光効率と微細空間層の幅との関係を示すグラフを得、前記突起の高さを調整して図１４に示すように突起の高さによる光効率を示すグラフを得た。
【００５５】
前記実験を通じて本発明の微細空間層の間隔による標準化された光エネルギーをＦＤＴＤ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｉｆｆｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ）シミュレーションを利用して計算した。
【００５６】
すなわち、標準化された光エネルギーは後述する比較例１に開示された有機電界発光表示装置の光エネルギーを基準値として設定して相互比較したものである。
【００５７】
図１３に示すグラフに示すように微細空間層の間隔が０である時、すなわち、突起の上面と第１電極層とが接触した時に外部に取り出される光量が従来有機電界発光表示装置に比べて４倍に当たることが分かり、微細空間層の間隔が広がるほど取り出される光効率が落ちることが分かった。
【００５８】
特に、前記光損失防止層の突起をＳｉＯ２で形成した場合、従来有機電界発光表示装置に比べて絶対取出し光量は２.４１倍であり、ＴｉＯ２を利用して突起を製作する場合、絶対光取出し量は３.９０倍であり、ＳｉＮＸを利用して突起を製作する場合、絶対光取出し量は３.６７倍であることが分かった。
【００５９】
一方、本実験において、突起の高さと光効率との関係は図１４に示すグラフを通じて分かるように突起が２００ｎｍ以上に増加するにつれて光効率が比例的に増加することが分かった。
【００６０】
〔実験例２〕
本実験では、電界発光表示装置の製作において、実験例１のような条件下で前記微細空間層と第１電極層との間に屈折率が２.３６であるＴｉＯ２を利用してインデックス層を形成し、このインデックス層の厚さと標準化された光パワーとの関係を実験して図１５に示すようなグラフを得た。ここで、前記微細空間層の間隔は０（突起と第１電極層とが接触した状態）とし、光損失防止層をなす突起の高さは４００ｎｍに形成した。
【００６１】
本発明によれば前記インデックス層の厚さが５０ｎｍである場合に後述する比較例１の有機電界発光表示装置の取出し光量に比べて光パワーが約４倍程度増加して、取出し光量は４７.１％が増加することが分かった。（図１５によれば、５０〜２０００ｎｍ）
【００６２】
〔比較例１〕
本実験では電界発光表示装置の製作において、透明な基板の上面に第１電極層、有機発光層、第２電極層を単純に形成した。
【００６３】
この有機電界発光表示装置の場合、基板によってガイドされる光量は有機電界発光層に反射される光量の３４.９％であることが分かり、前記第１、第２電極層間で反射される光量は有機電界発光層に反射される光量の４２.８％であることが分かり、外部に取り出される光量は有機電界発光層に反射される光量の２２.３％であることが分かった。
【００６４】
〔比較例２〕
本実験では電界発光表示装置の製作において、基板の上面に第１電極層、有機発光層、第２電極層を形成し、これらの層のうち屈折率差の大きい層に回折格子層（光損失防止層）を形成した。前記回折格子層はＳｉＯ２またはＴｉＯ２を利用して所定のピッチを有する多数の突起を形成製作した。
【００６５】
前記のように構成された有機電界発光表示装置の絶対光取出し量は回折格子をＳｉＯ２に製作する場合、比較例１に比べて２.３７倍であり、ＴｉＯ２を利用して回折格子を製作する場合、２.３８倍であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、図面に示す一実施例を参考として説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者であれば、これより多様な変形及び実施例の変形が可能であることが理解できるであろう。したがって、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定められねばならない。
本発明は、有機電界発光表示装置に係り、通常的に有機電界発光表示装置は、蛍光性有機化合物を電気的に励起発光させる自発光型ディスプレイであって、低電圧で駆動可能であり、薄型化が容易であり、広い視野角、速い応答速度の液晶表示装置において問題点として指摘された欠点が解決できる次世代ディスプレイに使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】従来有機電界発光表示装置の光が取り出される状態を示す断面図である。
【図２】本発明による有機電界発光表示装置の組立体を示す断面図である。
【図３】図２に示した有機発光層を抜萃して示す拡大断面図である。
【図４】本発明による有機電界発光表示装置組立体の他の実施例を示す断面図である。
【図５】本発明による有機電界発光表示装置組立体のさらに他の実施例を示す断面図である。
【図６】本発明による有機電界発光表示装置組立体のさらに他の実施例を示す断面図である。
【図７】本発明に他の有機電界発光表示装置の組立体の他の実施例を示す断面図である。
【図８】本発明に他の有機電界発光表示装置の組立体の他の実施例を示す断面図である。
【図９】本発明による有機電界発光表示装置組立体の他の実施例を示す断面図である。
【図１０】本発明による有機電界発光表示装置組立体の他の実施例を示す断面図である。
【図１１】本発明による有機電界発光表示装置組立体の他の実施例を示す断面図である。
【図１２】本発明による有機電界発光表示装置組立体の他の実施例を示す断面図である。
【図１３】光損失防止層と電極層との間隔と光パワーとの関係を示すグラフである。
【図１４】光損失防止層の高さと光パワーとの関係を示すグラフである。
【図１５】有機電界発光表示装置組立体にインデックス層の適用時の光パワーとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６８】
２０  組立体
２１  基板
２２  第１電極層
２３  第２電極層
３０  有機発光部
５０  微細空間部
１００  光損失防止層
１１１  突起
Ｈ  高さ
Ｐ  ピッチ
【図１】
2004273416.tif 000004
【図２】
2004273416.tif 000005
【図３】
2004273416.tif 000006
【図４】
2004273416.tif 000007
【図５】
2004273416.tif 000008
【図６】
2004273416.tif 000009
【図７】
2004273416.tif 000010
【図８】
2004273416.tif 000011
【図９】
2004273416.tif 000012
【図１０】
2004273416.tif 000013
【図１１】
2004273416.tif 000014
【図１２】
2004273416.tif 000015
【図１３】
2004273416.tif 000016
【図１４】
2004273416.tif 000017
【図１５】
2004273416.tif 000018