(57)【要約】  表示パネルは、基板と、第１電極と、発光層と、第２電極と、ひとつ以上の屈折フィルム層と、を含む。第１電極と、発光層と、第２電極とは、基板の上に順に配置される。基板と、第１電極と、ひとつ以上の屈折フィルム層とは、発光層から放射されそれを透過する光の透過方向に沿って段階的な勾配屈折率を提供して光のアウトカップリングを改善するように構成される。ひとつ以上の屈折フィルム層は、基板の第１電極に近い表面上に配置される第１屈折フィルム層を含んでもよく、また、基板の第１電極から離れた表面上に配置される第２屈折フィルム層を含んでもよい。
2020520040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に順に配置される第１電極と、発光層と、第２電極と、
ひとつ以上の屈折フィルム層と、を含み、
前記基板と、前記第１電極と、前記ひとつ以上の屈折フィルム層とは、前記発光層から放射されそれを透過する光の透過方向に沿って段階的な勾配屈折率を提供して光のアウトカップリングを改善するように構成される、表示パネル。
【請求項２】
前記ひとつ以上の屈折フィルム層は、前記基板の前記第１電極に近い表面上に配置される第１屈折フィルム層を含む、請求項１に記載の表示パネル。
【請求項３】
前記ひとつ以上の屈折フィルム層は、前記基板の前記第１電極から離れた表面上に配置される第２屈折フィルム層を含む、請求項１に記載の表示パネル。
【請求項４】
前記ひとつ以上の屈折フィルム層は、
前記基板の前記第１電極に近い表面上に配置される第１屈折フィルム層と、
前記基板の前記第１電極から離れた表面上に配置される第２屈折フィルム層と、を含む、請求項１に記載の表示パネル。
【請求項５】
前記ひとつ以上の屈折フィルム層のうちの少なくともひとつは、交互に積み重ねられ段階的な勾配屈折率を有するように構成されたひとつ以上の屈折サブ層を含む、請求項１に記載の表示パネル。
【請求項６】
前記ひとつ以上の屈折フィルム層のうちの少なくともひとつは、連続的に変化する屈折率分布を有するように構成される、請求項１に記載の表示パネル。
【請求項７】
前記第１電極は、約１．８の屈折率を有する透明電極を含み、
前記基板は、約１．５の屈折率を有するガラスを含み、
前記第１屈折フィルム層は、約１．５−１．８の屈折率を有する、請求項２に記載の表示パネル。
【請求項８】
前記第１屈折フィルム層は、ポリマー材料を含む、請求項７に記載の表示パネル。
【請求項９】
前記ポリマー材料は、ポリアミドイミド、ポリジメチルシロキサンまたはポリエチレンナフタレートのうちの少なくともひとつを含む、請求項８に記載の表示パネル。
【請求項１０】
前記第１屈折フィルム層は複合材料を含み、前記複合材料はナノ粒子が埋め込まれた光学シリコンを含む、請求項７に記載の表示パネル。
【請求項１１】
前記ナノ粒子は、前記複合材料中に約１−５％の重量百分率を有するＴｉＯ２ナノ粒子を含む、請求項１０に記載の表示パネル。
【請求項１２】
前記第１屈折フィルム層は、前記基板および前記第１電極に隣接するように各々設けられる第１屈折サブ層および第２屈折サブ層を含み、
前記第１屈折サブ層は、約１−２％の重量百分率を有するＴｉＯ２のナノ粒子を埋め込んだ光学シリコンを含む、請求項７に記載の表示パネル。
【請求項１３】
前記第２屈折サブ層は、ポリジメチルシロキサンまたはポリエチレンナフタレートのうちの少なくともひとつを含む、請求項１２に記載の表示パネル。
【請求項１４】
前記第２屈折サブ層は、約２−５％の重量百分率を有するＴｉＯ２のナノ粒子を埋め込んだ光学シリコンを含む、請求項１２に記載の表示パネル。
【請求項１５】
前記第１屈折フィルム層は、マイクロレンズアレイを含み、
前記マイクロレンズアレイは、前記基板に向かって凸方向を有することでそれを透過する光のフォーカシングを可能にするように各々構成された複数のマイクロレンズを含む、請求項２に記載の表示パネル。
【請求項１６】
前記基板は、約１．５の屈折率を有するガラスを含み、
前記第２屈折フィルム層は、約１．５未満で、かつ媒体の屈折率より高い屈折率を有する、請求項３に記載の表示パネル。
【請求項１７】
前記媒体は、約１．０の屈折率を有する空気である、請求項１６に記載の表示パネル。
【請求項１８】
前記第２屈折フィルム層は、約０−８５°の積層角を有する少なくともひとつの斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を含む、請求項１７に記載の表示パネル。
【請求項１９】
前記第２屈折フィルム層は、光の透過方向に沿って２０°から８０°まで連続的に増加する積層角を有するように構成されたひとつの斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層からなる、請求項１８に記載の表示パネル。
【請求項２０】
前記第２屈折フィルム層は、交互に積み重ねられた複数の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を含み、斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層のいずれは光の透過方向に沿った隣接する斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層より小さい積層角を有するように構成される、請求項１８に記載の表示パネル。
【請求項２１】
前記複数の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層は、光の透過方向に沿って、
約５４°の積層角を有する第１の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層と、
約７８°の積層角を有する第２の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層と、を含む、請求項２０に記載の表示パネル。
【請求項２２】
前記発光層は、ＯＬＥＤ発光積層体またはＱＬＥＤ発光積層体を含む、請求項１に記載の表示パネル。
【請求項２３】
前記第２電極は、前記基板の近くに反射面を有するように構成された金属電極を含む、請求項１に記載の表示パネル。
【請求項２４】
前記第２電極は、透明電極を含む、請求項１に記載の表示パネル。
【請求項２５】
請求項１から２４のいずれか一項に記載の表示パネルを含む、表示装置。
【請求項２６】
基板を提供する工程と、
前記基板の上に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に発光層を形成する工程と、
前記発光層の上に第２電極を形成する工程と、を含み、
前記基板、前記第１電極およびひとつ以上の屈折フィルム層が前記発光層から放射されそれを透過する光の透過方向に沿って段階的な勾配屈折率を提供して光のアウトカップリングを改善するように、前記ひとつ以上の屈折フィルム層を形成する工程をさらに含む、表示パネルの製造方法。
【請求項２７】
前記ひとつ以上の屈折フィルム層を形成する工程は、
前記第１電極、第１屈折フィルム層および前記基板が前記発光層から放射される光の透過方向に沿って段階的に減少する屈折率を提供するように、前記基板の上に第１電極を形成する前に、前記基板の前記第１電極に近い表面上に前記第１屈折フィルム層を形成することを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１電極は約１．８の屈折率を有する透明電極を含み、前記基板は約１．５の屈折率を有するガラスを含み、前記基板の前記第１電極に近い表面上に第１屈折フィルム層を形成することは、
前記基板の前記第１電極に近い前記表面上にポリマー材料を形成することを含み、前記ポリマー材料は約１．５−１．８の屈折率を有する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１電極は約１．８の屈折率を有する透明電極を含み、前記基板は約１．５の屈折率を有するガラスを含み、前記基板の前記第１電極に近い表面上に第１屈折フィルム層を形成することは、
前記基板の前記第１電極に近い前記表面上に複合材料を形成することを含み、前記複合材料は、前記複合材料中に約１−５％の重量百分率を有するＴｉＯ２のナノ粒子を埋め込んだ光学シリコンを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記ひとつ以上の屈折フィルム層を形成する工程は、
前記第１電極、前記基板および第２屈折フィルム層が前記発光層から放射される光の透過方向に沿って段階的に減少する屈折率を提供するように、前記基板の前記第１電極から離れた表面上に前記第２屈折フィルム層を形成することを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記基板は約１．５の屈折率を有するガラスを含み、前記基板の前記第１電極から離れた表面上に第２屈折フィルム層を形成することは、
前記基板の前記第１電極から離れた前記表面上に少なくともひとつの斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を形成し、前記少なくともひとつの斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層の各々は約０−８５°の積層角を有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記基板の前記第１電極から離れた前記表面上に少なくともひとつの斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を形成することは、
光の透過方向に沿って２０°から８０°まで連続的に増加する積層角を有する、ひとつの斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を形成することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記基板の前記第１電極から離れた前記表面上に少なくともひとつの斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を形成することは、
斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層のいずれは光の透過方向に沿った隣接する斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層より小さい積層角を有するように、複数の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層の各々を、前記基板の前記第１電極から離れた前記表面上に順に形成することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記基板の前記第１電極から離れた前記表面上に複数の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層の各々を順に形成することは、
約５４°の積層角を有する第１の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を前記基板の前記第１電極から離れた前記表面上に形成することと、
約７８°の積層角を有する第２の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を前記第１の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層上に形成することと、を含む、請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年５月１１日に提出した中国特許出願Ｎｏ．２０１７１０３２９５９９．７の優先権を主張し、その内容が全て本出願に援用される。
【０００２】
本開示は、全般的には表示技術に関し、特に、表示パネル、その製造方法、および表示パネルを含む表示装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイおよび量子ドットをベースとしたエレクトロルミネセンスディスレイ（ＱＬＥＤ）は２タイプの自発光型ディスプレイであり、バックライトが不要で、温度特性が優れ、電力消費が少なく、反応が速く、フレキシブル／折り曲げ可能で、軽量、超薄型で、高い発光効率、広い視野角を有するといった従来型の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に対する技術的優位性から、研究における２つのホットエリアとなっており、次世代ディスプレイとして注目されている。
【０００４】
ＯＬＥＤディスプレイとＱＬＥＤディスプレイの両方とも画像を表示するための複数の画素を含む。各画素は、アノードと、発光層を含む複数の有機および無機層と、カソードと、を含む。
【０００５】
ＱＬＥＤディスプレイにおいて、発光層は、量子ドット発光層を含む複数の有機および無機サブ層を含む。アノードとカソードが量子ドット発光層に正孔と電子を提供して励起子を形成すると、所定の波長の光が形成される一方で励起子は安定した基底状態に落ちる。本開示においては、有機発光層の材料特性により、赤、緑および青色に対応する波長を有する光を形成することができる。
【０００６】
表示パネル内における光の放射方向により、ＯＬＥＤとＱＬＥＤの両方とも、発光層からの光が基板を通って放射されるボトムエミッション型表示パネル、発光層からの光が基板に対向する最上層を通って放射されるトップエミッション型表示パネル、および発光層からの光が基板と最上層の両方から放射されるダブルエミッション型表示パネル、という３つの異なる構成を有することができる。
【０００７】
具体的には、ＯＬＥＤディスプレイまたはＱＬＥＤディスプレイにおいては、ガラス、プラスチックまたは金属により作製可能な基板上に複数の画素が形成される。ガラスおよびプラスチック基板であれば、トップエミッション型構成、ボトムエミッション型構成およびダブルエミッション型構成が可能であるが、金属基板の場合は、通常、トップエミッション型構成のみ可能である。
【０００８】
ボトムエミッション型あるいはこれに類する用語は、（基板に最も近い）透明な下部電極と、（基板から最も離れた）反射性の上部電極と、を有する表示デバイスを指す。この構成において、光は基板を通って外部に放射される。トップエミッション型という用語は、（基板に最も近い）反射性の下部電極と、（基板から最も離れた）半透明な上部電極と、を有する表示デバイスを指し、この構成において、光は半透明電極を通って外部に放射される。
【０００９】
上記の構成に関わらず、従来のＯＬＥＤ／ＱＬＥＤ表示パネルからは発生光のごく一部しか取り出せないことが示されている。例えば、特定のアウトカップリング構造を何ら含まない従来型の平面ＱＬＥＤからは、発生光の２０％程度しか取り出せないと推定されている。
【発明の概要】
【００１０】
本開示は、従来型ＯＬＥＤ表示装置に関連する外部量子効率が比較的低いという問題を解決することを目的として、表示パネル、その製造方法、および表示パネルを含む表示装置を提供する。
【００１１】
第１の方面において、表示パネルが開示される。表示パネルは、基板と、第１電極と、発光層と、第２電極と、ひとつ以上の屈折フィルム層と、を含む。
【００１２】
前記第１電極と、前記発光層と、前記第２電極とは、前記基板の上に順に配置される。前記基板と、前記第１電極と、前記ひとつ以上の屈折フィルム層とは、前記発光層から放射されそれを透過する光の透過方向に沿って段階的な勾配屈折率を提供して光のアウトカップリングを改善するように構成される。
【００１３】
前記表示パネルのいくつかの実施形態において、前記ひとつ以上の屈折フィルム層は、前記基板の前記第１電極に近い表面上に配置される第１屈折フィルム層を含む。
【００１４】
前記表示パネルのいくつかの他の実施形態において、前記ひとつ以上の屈折フィルム層は、前記基板の前記第１電極から離れた表面上に配置される第２屈折フィルム層を含む。
【００１５】
前記表示パネルのさらにいくつかの他の実施形態において、前記ひとつ以上の屈折フィルム層は、前記基板の前記第１電極に近い表面上に配置される第１屈折フィルム層と、前記基板の前記第１電極から離れた表面上に配置される第２屈折フィルム層と、を含む。
【００１６】
前記表示パネルにおいて、前記ひとつ以上の屈折フィルム層のうちの少なくともひとつは、交互に積み重ねられ段階的な勾配屈折率を有するように構成されたひとつ以上の屈折サブ層を含むように設けられてもよく、代替的には、前記ひとつ以上の屈折フィルム層のうちの少なくともひとつは、連続的に変化する屈折率分布を有するように構成されてもよい。
【００１７】
前記表示パネルのいくつかの実施形態において、前記ひとつ以上の屈折フィルム層は、前記基板の表面上の前記第１電極に近い位置に配置される第１屈折フィルム層を含む。前記第１電極は、約１．８の屈折率を有する透明電極を含み、前記基板は、約１．５の屈折率を有するガラスを含み、前記第１屈折フィルム層は、約１．５−１．８の屈折率を有する。
【００１８】
上述した表示パネルの実施形態において、前記第１屈折フィルム層は、ポリアミドイミド、ポリジメチルシロキサンまたはポリエチレンナフタレートのうちの少なくともひとつを含むことのできるポリマー材料を含んでもよい。
【００１９】
代替的には、上述した表示パネルの実施形態において、前記第１屈折フィルム層は複合材料を含んでもよく、ナノ粒子が埋め込まれた光学シリコンの複合体を有してもよい。本開示において、前記ナノ粒子は、前記複合材料中に約１−５％の重量百分率を有するＴｉＯ２ナノ粒子を含んでもよい。
【００２０】
前記表示パネルのいくつかの実施形態において、前記ひとつ以上の屈折フィルム層は、前記基板の表面上の前記第１電極に近い位置に配置される第１屈折フィルム層と、前記基板の表面上の前記第１電極から離れた位置に配置される第２屈折フィルム層と、含む。前記第１屈折フィルム層は、前記基板および前記第１電極に隣接するように各々設けられる第１屈折サブ層および第２屈折サブ層を含む。前記第１屈折サブ層は、約１−２％の重量百分率を有するＴｉＯ２のナノ粒子を埋め込んだ光学シリコンを含む。前記第２屈折サブ層は、ポリジメチルシロキサンまたはポリエチレンナフタレートのうちの少なくともひとつを含んでもよく、または約２−５％の重量百分率を有するＴｉＯ２のナノ粒子を埋め込んだ光学シリコンを含んでもよい。
【００２１】
前記表示パネルのいくつかの実施形態において、前記第１屈折フィルム層は、前記基板に向かって凸方向を有することでそれを透過する光のフォーカシングを可能にするように各々構成された複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイを含む。
【００２２】
前記表示パネルのいくつかの他の実施形態において、前記ひとつ以上の屈折フィルム層は、前基板の表面上の前記第１電極から離れた位置に配置される第２屈折フィルム層を含む。前記基板は、約１．５の屈折率を有するガラスを含む。前記第２屈折フィルム層は、約１．５未満で、かつ媒体の屈折率より高い屈折率を有する。本開示において、前記媒体は、約１．０の屈折率を有する空気であってもよい。前記第２屈折フィルム層は、約０−８５°の積層角を有する少なくともひとつの斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を含む。
【００２３】
上述した前記表示パネルにおいて、前記第２屈折フィルム層は、光の透過方向に沿って２０°から８０°まで連続的に増加する積層角を有するように構成されたひとつの斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層からなってもよい。
【００２４】
代替的には、前記第２屈折フィルム層は、交互に積み重ねられた複数の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を含み、斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層のいずれは光の透過方向に沿った隣接する斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層より小さい積層角を有するように構成されてもよい。いくつかの具体的な実施形態において、前記複数の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層は、光の透過方向に沿って、約５４°の積層角を有する第１の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層と、約７８°の積層角を有する第２の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層と、を含んでもよい。
【００２５】
上述した前記表示パネルの任意の実施形態において、前記発光層は、ＯＬＥＤ発光積層体またはＱＬＥＤ発光積層体を含んでもよい。
【００２６】
上述した前記表示パネルの任意の実施形態において、前記第２電極は、前記基板の近くに反射面を有するように構成された金属電極であってもよい。
【００２７】
上述した前記表示パネルの任意の実施形態において、前記第２電極は透明電極であってもよい。
【００２８】
第２の方面において、本開示は、上述した任意の実施形態における表示パネルを含む表示装置をさらに提供する。
【００２９】
第３の方面において、表示パネルの製造方法が開示される。この方法は、
基板を提供する工程と、
前記基板の上に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に発光層を形成する工程と、
前記発光層の上に第２電極を形成する工程と、を含む。
【００３０】
この方法は、
前記基板、前記第１電極およびひとつ以上の屈折フィルム層が前記発光層から放射されそれを透過する光の透過方向に沿って段階的な勾配屈折率を提供して光のアウトカップリングを改善するように、前記ひとつ以上の屈折フィルム層を形成する工程をさらに含む。
【００３１】
この方法のいくつかの実施形態において、前記ひとつ以上の屈折フィルム層を形成する工程は、
前記第１電極、第１屈折フィルム層および前記基板が前記発光層から放射される光の透過方向に沿って段階的に減少する屈折率を提供するように、前記基板の上に第１電極を形成する前に、前記基板の前記第１電極に近い表面上に前記第１屈折フィルム層を形成することを含む。
【００３２】
上述した方法において、前記第１電極は約１．８の屈折率を有する透明電極を含み、前記基板は約１．５の屈折率を有するガラスを含む。このように、前記基板の前記第１電極に近い表面上に第１屈折フィルム層を形成することは、
前記基板の前記第１電極に近い前記表面上にポリマー材料を形成することを含み、前記ポリマー材料は約１．５−１．８の屈折率を有する。
【００３３】
代替的には、前記基板の前記第１電極に近い表面上に第１屈折フィルム層を形成することは、
前記基板の前記第１電極に近い前記表面上に複合材料を形成することを含み、前記複合材料は、前記複合材料中に約１−５％の重量百分率を有するＴｉＯ２のナノ粒子を埋め込んだ光学シリコンを含んでもよい。
【００３４】
この方法のいくつかの他の実施形態において、前記ひとつ以上の屈折フィルム層を形成する工程は、
前記第１電極、前記基板および第２屈折フィルム層が前記発光層から放射される光の透過方向に沿って段階的に減少する屈折率を提供するように、前記基板の前記第１電極から離れた表面上に前記第２屈折フィルム層を形成することを含む。
【００３５】
本開示において、前記基板は約１．５の屈折率を有するガラスを含み、前記基板の前記第１電極から離れた表面上に第２屈折フィルム層を形成することは、
前記基板の前記第１電極から離れた前記表面上に少なくともひとつの斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を形成し、前記少なくともひとつの斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層の各々は約０−８５°の積層角を有することを含む。
【００３６】
このように、前記基板の前記第１電極から離れた前記表面上に少なくともひとつの斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を形成することは、
光の透過方向に沿って２０°から８０°まで連続的に増加する積層角を有する、ひとつの斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を形成することを含む。
【００３７】
代替的には、前記基板の前記第１電極から離れた前記表面上に少なくともひとつの斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を形成することは、
斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層のいずれは光の透過方向に沿った隣接する斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層より小さい積層角を有するように、複数の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層の各々を、前記基板の前記第１電極から離れた前記表面上に順に形成することを含む。
【００３８】
上述した方法のいくつかの具体的な実施形態において、前記基板の前記第１電極から離れた前記表面上に複数の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層の各々を順に形成することは、
約５４°の積層角を有する第１の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を前記基板の前記第１電極から離れた前記表面上に形成することと、
約７８°の積層角を有する第２の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層を前記第１の斜角積層されたＳｉＯ２フィルム層上に形成することと、を含む。
【００３９】
本開示の他の実施形態は以上の説明から明らかであろう。
【００４０】
本開示において、「約」、「およそ」という用語、または「〜」という記号は、通常、標記された数字のプラスマイナス１０％であることを意味する。例えば、「約２０」は１８から２２の範囲を指すことがあり、また「約１」は０．９−１．１を意味することがある。四捨五入など、「約」の他の意味については文脈から明らかであり、例えば、「約１」は０．５から１．４を意味することもある。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
いくつかの実施形態をより明確に説明するために、以下では図面について簡単に説明する。以下の図面はいくつかの実施形態を例示したものにすぎない。これらの図面を基にすれば他の実施形態の他の図面も当業者には明らかであろう。
【００４２】
【図１】図１は、従来技術によるボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルの構造図である。
【図２】図２は、本開示のいくつかの実施形態におけるボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルの構造図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２に示すボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネル内の屈折フィルムで使用されるＴｉＯ２ナノ粒子／シリコン複合体の屈折率を示すグラフであり、この屈折率は、複合体からフィルムを形成するのに使用される溶液中のＴｉＯ２濃度の関数である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２に示すボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネル内の屈折フィルムで使用されるＴｉＯ２ナノ粒子／シリコン複合体の異なる波長における光吸収を示すグラフである。
【図４】図４は、本開示のいくつかの他の実施形態におけるボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルの構造図である。
【図５Ａ】図５Ａおよび図５Ｂはそれぞれ、積層されたＳｉＯ２フィルムの傾斜角度（即ち、傾斜角）を示したものと、積層されたＳｉＯ２フィルムの傾斜角度とＳｉＯ２フィルムの屈折率の関係を示したグラフである。
【図５Ｂ】図５Ａおよび図５Ｂはそれぞれ、積層されたＳｉＯ２フィルムの傾斜角度（即ち、傾斜角）を示したものと、積層されたＳｉＯ２フィルムの傾斜角度とＳｉＯ２フィルムの屈折率の関係を示したグラフである。
【図６】図６は、本開示のさらにいくつかの他の実施形態におけるボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルの構造図である。
【図７Ａ】図７Ａは、従来のボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルの光放射を示す模式図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本開示の一実施形態におけるボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルの光放射を示す模式図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本開示の別の実施形態におけるボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルの光放射を示す模式図である。
【図８】図８は、本開示における表示パネル内に配置された勾配屈折率を有する基板の波長に依存する垂直入射透過率を、一般的なガラス基板のそれと比較したグラフである。
【図９】図９は、表示パネルの製造方法を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本開示のいくつかの実施形態における、図９に示す表示パネルの製造方法の工程Ｓ１００およびＳ２００を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本開示のいくつかの他の実施形態における、図９に示す表示パネルの製造方法の工程Ｓ１００およびＳ２００を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下では、本明細書で開示する様々な実施形態の図面を参照しつつ、本開示の実施形態の技術案について明確かつ十分に説明する。
【００４４】
なお、ここで述べる実施形態が本開示のすべての実施形態ではなく、一部であることは明らかである。当業者であれば、ここで述べる本開示の実施形態に基づき、本開示の請求範囲内にある他の実施形態を得ることができる。
【００４５】
光のアウトカップリングに関連する発光ロスは、その後に再吸収と熱化を伴う、デバイス内部の様々なインターフェイスでの放射光の反射に起因することが研究により分かっている。具体的には、ボトムエミッション型およびダブルエミッション型表示パネルに関して、表示パネルの光の取り出しに影響する主な要因には、基板効果、導波路効果、表面プラズモンポラリトン（ＳＰＰ）効果、および吸収効果が含まれる。
【００４６】
これら４つの要因のうち、基板効果とは、表示パネル内部で発生した光の全内部反射が（ガラス・空気インターフェイスなどの）基板−空気インターフェイスで生じ、光の取り出しロスをもたらすという観察結果を指す。導波路効果とは、表示パネル内部で発生した光の全内部反射が（ＩＴＯ−ガラスインターフェイスなどの）透明電極−基板インターフェイスで生じ、やはり光の取り出しロスをもたらすという観察結果を指す。
【００４７】
本開示においては、ボトムエミッション型およびダブルエミッション型表示パネルに共通して関連する上述した基板効果および導波路効果の問題を解決することを目的として、表示パネル、その製造方法、および表示パネルを含む表示装置を提供する。
【００４８】
本開示で提供する技術案により、従来のボトムエミッション型およびダブルエミッション型ＯＬＥＤ／ＱＬＥＤ表示装置に関して、基板効果および導波路効果に起因して表示パネル内部で発生する光のロスを低減し、光のアウトカップリングを向上させ、発光効率を改善することができる。
【００４９】
本開示は表示パネルを提供する。表示パネルは、基板層と、基板層の上に配置されたディスプレイアセンブリと、を含む。ディスプレイアセンブリは、基板層の近くから基板層から離れた方向に向かって、第１電極と、発光層と、第２電極と、を含む。
【００５０】
本開示において、第１電極と第２電極はそれぞれアノードとカソードであっても、それぞれカソードとアノードであってもよい。発光層は、ＯＬＥＤ発光積層体またはＱＬＥＤ発光積層体を含んでもよく、このため、表示パネルはこれに対応してそれぞれＯＬＥＤ表示パネルまたはＱＬＥＤ表示パネルであってもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態において、表示パネルはボトムエミッション型表示パネルであり、基板層と第１電極は各々透明に構成され、第２電極は基板層に近い位置に反射面を有するように構成される。
【００５２】
このように、発光層により発生し発光層から放射される光は、第１電極および基板層を直接透過して表示パネルの基板層の外部に達することができ、または第１電極および基板層を透過して表示パネルの基板層の外部に達する前に第２電極の反射面により反射することができる。こうして表示パネルのボトムエミッションを実現できる。
【００５３】
本開示において、基板層は、ガラスまたは透明プラスチック（例えば、ポリエチレンテレフタラート）を含んでもよく、第１電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）またはインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明電極を含んでもよく、第２電極は、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、コバルト（Ｃｏ）および金（Ａｕ）などの金属、または上記で挙げた２つ以上の金属の合金であってもよい。
【００５４】
いくつかの他の実施形態において、表示パネルはダブルエミッション型表示パネルであり、このため、基板層、第１電極および第２電極は各々透明に構成される。
【００５５】
このように、発光層により発生し発光層から放射される光は、第１電極および基板層を直接透過して表示パネルの底側から外部に達することができるとともに、第２電極を透過して表示パネルの上側から外部に達することもできる。こうして表示パネルのダブルエミッションを実現できる。
【００５６】
本開示において、基板層は、ガラスまたは透明プラスチック（例えば、ポリエチレンテレフタラート）を含んでもよく、第１電極と第２電極の各々は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）またはインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明電極を含んでもよい。
【００５７】
なお、これら上述した表示パネルのフィルム層は従来型の表示パネルでも見られるが、本開示における表示パネルはその他のフィルム層または構造を含み、詳しくは後述する。
【００５８】
以下では、ボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルを例に、本開示の様々な実施形態について詳しく説明し、図示する。
【００５９】
図１は、従来技術によるボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルの構造図である。同図に示すように、ＱＬＥＤ表示パネルは、基板２０１と、透明電極２０２（本開示においてはアノード）と、発光層２０３と、反射電極２０４（本開示においては、基板２０１に近い側に反射面を有するカソード）と、を含む。透明電極２０２と、発光層２０３と、反射電極２０４とは、基板２０１の上に順次配置される。
【００６０】
このため、この従来型のボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルにおいて、透明電極２０２は、前述した本開示における表示パネルの第１電極と基本的に相当し、反射電極２０４は、前述した本開示における表示パネルの第２電極と基本的に相当する。
【００６１】
具体的にこの従来型のボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルにおいて、基板２０１は〜１．５の屈折率を有するガラス基板を含み、透明電極２０２は〜１．８の屈折率を有し、反射電極２０４は金属を含み、発光層２０３は、正孔注入サブ層、正孔輸送サブ層、電子阻止サブ層、量子ドット発光サブ層、正孔阻止サブ層、電子輸送サブ層および電子注入サブ層を含む、複数の有機または無機サブ層を含む。
【００６２】
なお、本開示では、発光層２０３内のこれら異なるサブ層の詳しい配置、構成および図示は省略し、発光層２０３のみについて説明し図示する。
【００６３】
この従来型のボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルにおいては、導波路効果（即ち、透明電極２０２（ｎ＝〜１．８）とガラス基板２０１（ｎ＝〜１．５）の間のインターフェイスにおける全内部反射）によるロス、および基板効果（即ち、ガラス基板２０１（ｎ＝〜１．５）と空気（図示せず。ｎ＝〜１）の間のインターフェイスにおける全内部反射）に起因して、表示パネルの発光層２０３により生成された後で多くの伝搬光が失われる。
【００６４】
この従来型のボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルにおける光取り出しのロスは、対応する媒体（即ち、透明電極２０２と基板２０１間、および基板２０１と空気間）における屈折率のミスマッチに主に起因する。
【００６５】
この従来型のボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルに関して、表１に示すように、基板２０１の屈折率が上がると、導波路効果、ひいては表面プラズモン共鳴（ＳＰＰ）のロスさえ大幅に低減すると算出されている。
【００６６】
しかし、残念なことに、その結果、空気と高屈折率（ｎ）の基板２０１との間の屈折率のミスマッチが増大するために、基板効果のロスが増えてしまう。加えて、高屈折率のガラス基板は一般的なガラスと比べて一層脆く、高価である。
【００６７】
【表１】
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【００６８】
透明電極２０２と基板２０１の間の屈折率の大きなミスマッチおよび／または基板２０１と空気の間の屈折率の大きなミスマッチを解決するため、本開示では、一方では透明電極２０２の屈折率にマッチし、他方では周辺空気の屈折率にマッチする勾配屈折率をもつ多層基板を有する表示パネルを開示する。
【００６９】
図２は、本開示のいくつかの実施形態における表示パネルの構造図である。同図に示すように、本開示における表示パネルは、図１に示す従来型のボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルに類似しているが、基板２０１と透明電極２０２の間に第１屈折フィルム層２０６を設けた点で異なる。
【００７０】
第１屈折フィルム層２０６は、基板２０１（ｎ＝〜１．５）の屈折率より高いが、透明電極２０２（ｎ＝〜１．８）の屈折率より低い、比較的高い屈折率（例えば、ｎ＝１．６−１．７）を有するように構成され、こうすることで、発光層２０３から発光される光の大部分を、透明電極２０２と第１屈折フィルム層２０６の間のインターフェイスで屈折させることができる。
【００７１】
言い換えれば、表示パネル内の基板２０１と透明電極２０２の間に約１．６−１．７の屈折率を有する第１屈折フィルム層２０６を設けることで、図１に示した従来型のボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネル内に位置するガラス基板２０１−透明電極２０２の間のインターフェイスにおける全内部反射が効果的に低減され、これにより導波路効果に起因する光のロス低減にもつながる。
【００７２】
本開示において、透明電極２０２を形成（あるいは配置）する前に、第１屈折フィルム層２０６を基板２０１の上部に作製することができ、このため、第１屈折フィルム層２０６と基板２０１は、勾配屈折率を有する多層の基板層（即ち、多層で、勾配屈折率を有する、基板層）を表示パネル内に基本的に形成する。
【００７３】
具体的には、第１屈折フィルム層２０６は基板２０１（ｎ＝〜１．５）と透明電極２０２（ｎ＝〜１．８）の間の屈折率を有するポリマー材料の構成を有してもよい。ポリマー材料は、例えば、ポリアミドイミドであってよく、屈折率は約１．６−１．７であってよい。
【００７４】
代替的には、第１屈折フィルム層２０６は、ＴｉＯ２のナノ粒子が埋め込まれた光学シリコンなどの複合材料を含んでもよい。ＴｉＯ２のナノ粒子は５ｎｍ未満の寸法を有してもよい。シリコンの屈折率は通常およそ１．４−１．５であり、光学シリコンにＴｉＯ２のナノ粒子を埋め込むことで屈折率を上げることができる。
【００７５】
なお、複合材料（即ち、ＴｉＯ２のナノ粒子を埋め込んだ光学シリコン）を用いることで、柔軟性および精確性の面で第１屈折フィルム層２０６の屈折率が制御可能となる。
【００７６】
このようなＴｉＯ２ナノ粒子を取得する方法のひとつは、反応条件を慎重に制御しつつ、遅い加水分解速度でチタンイソプロポキシドの加水分解を活用することである。一実施例において、ＴｉＯ２ナノ粒子はトリメトキシ(７−オクテン−１−イル)シラン（即ち、ビニル基終端化のなされたシラン分子）の界面活性剤と合成することができ、これにより粒子をシリコンマトリクスに直接組み込むことが可能になる。トリメトキシ(７−オクテン−１−イル)シランリガンドにおけるビニルの終端基は、多くの商業用光学シリコンにおける終端基と同一である。
【００７７】
これにより、ＴｉＯ２ナノ粒子が均一に分散し、シリコンマトリクスに直接架橋することが可能になる。ＴｉＯ２ナノ粒子の濃度によって、複合体フィルム（即ち、ＴｉＯ２のナノ粒子を含むシリコン）の屈折率を１．４と１．９の間の範囲に簡単に制御できる。
【００７８】
図３Ａは、複合体フィルムの屈折率とＴｉＯ２ナノ粒子の重量百分率の関係を示すグラフである。同図に示すように、ＴｉＯ２ナノ粒子の重量百分率を変化させることで、第１屈折フィルム層２０６の屈折率をおよそ１．４−１．９の間に調整できる。例えば、シリコン中のＴｉＯ２のナノ粒子の重量百分率がおよそ５％であれば、複合体フィルム（即ち、ＴｉＯ２のナノ粒子を埋め込んだシリコン）の屈折率を約１．９まで上げることができる。
【００７９】
加えて、複合体フィルム中のＴｉＯ２ナノ粒子の寸法が小さい結果として、図３Ｂに示すそれらの可視紫外吸収スペクトルにより確定されるように、ＴｉＯ２ナノ粒子は波長＞３５０ｎｍで光を散乱させず、したがって、可視波長範囲において複合体は透明なままである。
【００８０】
図４は、本開示のいくつかの他の実施形態におけるボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルの構造図である。図４に示すように、第１屈折フィルム層２０６は、第１屈折サブ層２０６ａおよび第２屈折サブ層２０６ｂを含む。第２屈折サブ層２０６ｂは、第１屈折サブ層２０６ａと透明電極２０２の間に位置する。
【００８１】
第１屈折サブ層２０６ａの屈折率は、第２屈折サブ層２０６ｂの屈折率より低いが、基板２０１の屈折率より高いようにさらに構成される。このように、透明電極２０２、第２屈折サブ層２０６ｂ、第１屈折サブ層２０６ａおよび基板２０１は、図４に示すボトムエミッション型表示パネル内における光の透過方向に沿って、段階的に減少する屈折率をそれぞれ有してもよい。本開示における表示パネルの具体的な一実施形態において、透明電極２０２、第２屈折サブ層２０６ｂ、第１屈折サブ層２０６ａおよび基板２０１はそれぞれ、１．８、１．７、１．６および１．５の屈折率を有してもよい。
【００８２】
このような構成とすることで、発光層２０３から放射される光が透明電極２０２、第２屈折サブ層２０６ｂおよび第１屈折サブ層２０６ａを透過して基板２０１に達すると、光のごく一部だけが、透明電極２０２と第２屈折サブ層２０６ｂの間のインターフェイスおよび第１屈折サブ層２０６ａと第２屈折サブ層２０６ｂの間のインターフェイスで全内部反射を有する。それ故、光の大部分が依然屈折可能であり、導波路効果によるロスの大幅な減少がもたらされ、これにより表示パネルの光出力増加につながる。
【００８３】
透明電極２０２が〜１．８の屈折率を有するいくつかの実施形態において、第２屈折サブ層２０６ｂは約１．７−１．９の屈折率を有するように構成されてもよい。このように、第２屈折サブ層２０６ｂは、比較的高い屈折率を有するポリマー複合体を有してもよく、例えば、ポリジメチルシロキサンまたはポリエチレンナフタレートなどであってもよい。代替的には、第２屈折サブ層２０６ｂは（約２−５％の重量百分率を有する）ＴｉＯ２のナノ粒子を埋め込んだ光学シリコンを含んでもよい。ＴｉＯ２ナノ粒子の重量百分率を変化させることで、第２屈折サブ層２０６ｂの屈折率をおよそ１．７−１．９に調整できる。
【００８４】
加えて、第１屈折サブ層２０６ａは、基板２０１と第２屈折サブ層２０６ｂの間の屈折率を有するように構成されてもよい。基板２０１がガラスであり、約１．５の屈折率を有するいくつかの実施形態において、第１屈折サブ層２０６ａは約１．６−１．７の屈折率を有してもよい。このように、第１屈折サブ層２０６ａは、約１−２％の重量百分率を有するＴｉＯ２のナノ粒子を埋め込んだ光学シリコンを含んでもよい。
【００８５】
なお、図４に示した上記実施形態で述べたような第１屈折フィルム層２０６の二層構造に加えて、第１屈折フィルム層２０６は多層構造を有してもよく、このため、透明電極２０２と基板２０１の間に交互に積み重ねられた３つ以上のサブ層を含んでもよい。
【００８６】
第１屈折フィルム層２０６の３つ以上のサブ層は、最上部のサブ層が透明電極２０２より低い屈折率を有し、最下部のサブ層が基板２０１より高い屈折率を有し、各サブ層が基板２０１に近い位置に隣接するサブ層より高い屈折率を有するように構成される。このように、第１屈折フィルム層２０６の３つ以上のサブ層は、透明電極２０２から基板２０１の方向に向かって段階的に減少する屈折率を有する。
【００８７】
加えて、第１屈折フィルム層２０６は、透明電極２０２から基板２０１の方向に向かって連続的に減少する屈折率分布を有し、第１屈折フィルム層２０６内の任意のサブ層の屈折率は透明電極２０２の屈折率と基板２０１の屈折率の間にあるように構成されてもよい。
【００８８】
さらに、発光層２０３から放射されて基板２０１に達する光の量を増やすために、第１屈折フィルム層２０６は、例えば、図４に示す第１屈折フィルム層２０６の第２屈折サブ層２０６ｂ内に配置されるマイクロレンズアレイを含んでもよい。マイクロレンズアレイは、基板２０１に向かって凸方向を有することでそれを透過する光のフォーカシングを可能にするように各々構成された、複数のマイクロレンズを含んでもよい。
【００８９】
図４にさらに示すように、表示パネルは基板２０１と媒体（例えば、空気。図示せず）の間に設けられる第２屈折フィルム層２０５をさらに含む。
【００９０】
具体的には、第２屈折フィルム層２０５は基板２０１の下面（即ち、媒体の近くに位置するか、または透明電極２０２から離れて位置する基板２０１の表面）に配置される。第２屈折フィルム層２０５は、基板２０１より低く、媒体より高い屈折率を有するように構成される。
【００９１】
第２屈折フィルム層２０５を基板２０１と媒体の間に設けることにより、発光層２０３から放射された光が基板を透過して媒体に達すると、光のごく一部だけが、基板２０１と第２屈折フィルム層２０５の間のインターフェイスおよび第２屈折フィルム層２０５と媒体の間のインターフェイスで全内部反射を有する。このように、光の大部分が依然屈折可能であり、基板効果によるロスの大幅な減少がもたらされ、これにより表示パネルの光出力増加につながる。
【００９２】
いくつかの実施形態において、第２屈折フィルム層２０５は斜角積層されたＳｉＯ２フィルムであってもよい。ＳｉＯ２フィルムの傾斜積層角とＳｉＯ２フィルムの屈折率には相関関係がある。
【００９３】
図５Ａは、表面垂直方向に対して傾斜積層角θを有する、表面上に斜角積層されたＳｉＯ２フィルムを示す。図５Ｂは、ＳｉＯ２フィルムの積層角、ＳｉＯ２フィルムのポロシティ、ＳｉＯ２フィルムの屈折率の関係を示すグラフである。
【００９４】
図５Ｂに示すように、ＳｉＯ２フィルムの傾斜積層角が大きくなるにつれて、そのポロシティが増大し、その結果、バルク材と比べ、多孔質ＳｉＯ２の屈折率が小さくなる。言い換えれば、積層角（θ）が大きいほど、フィルムのポロシティ（Ｐ）が大きく、屈折率（ｎ）が低くくなる。ＳｉＯ２フィルムを積層する際に傾斜積層角θを制御することで、ＳｉＯ２のポロシティを制御し、またこれによりその屈折率を、直角入射による積層に対応する１．４６から８５度の斜角積層に対応する１．０５の範囲に制御できることが分かる。
【００９５】
具体的な一実施形態において、斜角積層されたＳｉＯ２フィルム（即ち、第２屈折フィルム層２０５）は、積層する際に、その積層角が基板２０１の近くから基板２０１から離れた方向に向かって連続的に変化するように積層され、約５％のポロシティおよびｎ＝〜１．４５の屈折率に対応して２０°近くから始まり、約８０％のポロシティおよびｎ＝〜１．１の屈折率に対応して８０°近くで終わる。このように、第２屈折フィルム層２０５は、連続的屈折率分布を有するように基本的に構成される。
【００９６】
図２に示す別の具体的な一実施形態において、第２屈折フィルム層２０５は基本的に二層構造を有し、具体的には光の透過方向に沿って、第１ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ｂと、第２ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ａと、を有する。
【００９７】
第２ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ａは、基板２０１と第１ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ｂの間に設けられる。第１ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ｂは、第２ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ａより大きい傾斜角に積層されて、第２ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ａより低い屈折率を有するように構成される。第１ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ｂは、さらに媒体（例えば、空気）より高い屈折率を有する。このように、第２屈折フィルム層２０５の二層構造は段階的な勾配屈折率を基本的に提供する。
【００９８】
このように、発光層２０３から放射された光が基板２０１と第２ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ａの間の第１のインターフェイスに達すると、光のごく一部だけが第１のインターフェイスで全反射し、光がさらに第２ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ａと第１ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ｂの間の第２のインターフェイスに達すると、光のごく一部だけが第２のインターフェイスで全反射し、光がさらに第１ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ｂと媒体の間の第３のインターフェイスに達すると、光のごく一部だけが第３のインターフェイスで全反射する。このように、光の大部分が依然屈折可能であり、基板効果によるロスの大幅な減少がもたらされ、これにより表示パネルの光出力増加につながる。
【００９９】
基板２０１が（〜１．５の屈折率ｎを有する）ガラスである具体的な一実施形態において、第１ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ｂの屈折率は、約５４°の傾斜積層角に対応しておよそ１．３−１．４であってもよく、第２ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ａの屈折率は、約７８°の傾斜積層角に対応しておよそ１．１−１．２であってもよい。
【０１００】
図６は、本開示のさらに別のいくつかの実施形態におけるボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルの構造図である。具体的には、表示パネルのこの実施形態において、表示パネルは、基板２０１、透明電極２０２、発光層２０３および反射電極２０４を含む。
【０１０１】
第１屈折サブ層２０６ａおよび第２屈折サブ層２０６ｂは、透明電極２０２と基板２０１の間に配置され、上記のようにあわせて第１屈折フィルム層２０６を基本的に形成する。第１屈折サブ層２０６ａは、基板２０１と第２屈折サブ層２０６ｂの間に設けられる。
【０１０２】
第２屈折サブ層２０６ｂの屈折率は透明電極２０２のそれより大きいが、第１屈折サブ層２０６ａのそれより小さく、第１屈折サブ層２０６ａの屈折率は基板２０１のそれより大きいように構成される。言い換えれば、光の透過方向において、透明電極２０２、第２屈折サブ層２０６ｂ、第１屈折サブ層２０６ａおよび基板２０１は段階的に減少する屈折率を有するように構成される。
【０１０３】
このように、発光層２０３からの光が透明電極２０２と第２屈折サブ層２０６ｂの間の第１のインターフェイスと、第２屈折サブ層２０６ｂと第１屈折サブ層２０６ａの間の第２のインターフェイスと、第１屈折サブ層２０６ａと基板２０１の間の第３のインターフェイスに連続して達すると、第１のインターフェイス、第２のインターフェイスおよび第３のインターフェイスにおける全内部反射のために光のごく一部だけが反射し、その結果、光の大部分が依然屈折して、表示パネルの光取り出しの改善につながる。
【０１０４】
第１ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ｂおよび第２ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ａは、基板２０１の透明電極２０２に対向する表面の上にさらに配置され、上記のようにあわせて第２屈折フィルム層２０５を基本的に形成する。
【０１０５】
第２ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ａは、基板２０１と第１ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ｂの間に設けられ、第１ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ｂは、第２ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ａより大きい傾斜角度で積層されることで、第２ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ａより低い屈折率を有するように構成される。言い換えれば、表示パネルの光の透過方向において、基板２０１、第２ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ａ、第１ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ｂおよび空気は、段階的に減少する屈折率を有するように構成される。
【０１０６】
このように、発光層２０３からの光が基板と第２ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ａの間の第１のインターフェイス、第２ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ａと第１ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ｂの間の第２のインターフェイス、および第１ＳｉＯ２フィルムサブ層２０５ｂと空気の間の第３のインターフェイスに達すると、第１のインターフェイス、第２のインターフェイスおよび第３のインターフェイスにおける全内部反射のために光のごく一部だけが反射し、その結果、光の大部分が屈折して、表示パネルの光取り出し改善につながる。
【０１０７】
図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃは、従来型のボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルと、本開示におけるボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルの２つの異なる実施形態における光放射の模式図を比べたものである。
【０１０８】
図７Ａに示すように、従来型のボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルは、放射性双極子２１１を含む透明電極２１０を含む。放射性双極子２１１からの光は、表示パネルからアウトカップリングされても（即ち、直接放射２２１）、基板２０１と空気の間のインターフェイス２２２から反射し返されても（即ち、基板効果）、あるいは透明電極２１０と基板２０１の間のインターフェイス２２３から反射し返されてもよい（即ち、導波路効果）。このように、この従来型ＱＬＥＤ表示パネルでは、光の大半が反射し返される。
【０１０９】
図７Ｂは、表示パネルの一実施形態における光放射を示す模式図である。図７Ｂに示すように、ＳｉＯ２フィルム（即ち、第２屈折フィルム層２０５）が基板２０１と空気の間に設けられる（即ち、基板２０１の透明電極２１０に対向する表面の上に設けられる）。このように設けることで、放射性双極子２１１からの、基板２０１と空気の間のインターフェイスで反射された光の少なくとも一部が表示パネルからアウトカップリングされて（即ち、直接放射２２１）、その結果、表示パネルの光取り出し率が改善される。
【０１１０】
図７Ｃは、表示パネルの別の実施形態における光放射を示す模式図である。図７Ｃに示すように、基板２０１と空気の間に設けられるＳｉＯ２フィルム（即ち、第２屈折フィルム層２０５）に加え、基板２０１と透明電極２１０の間にさらに第１屈折フィルム層２０６が設けられる。このように設けることで、放射性双極子２１１からの、基板２０１と空気の間のインターフェイスで反射された光の少なくとも第１部分が表示パネルからアウトカップリングされ（即ち、直接放射２２１）、さらに、透明電極２１０と基板２０１の間のインターフェイスで反射された光の少なくとも第２部分が表示パネルからアウトカップリングされ（即ち、直接放射２２１）、その結果、ともに表示パネルの光取り出し率を大幅に改善し、これによりデバイスの外部量子効率（ＥＱＥ）を大幅に向上させる。
【０１１１】
図８は、一般的なガラス基板を有する従来型のボトムエミッション型ＱＬＥＤ表示パネルとの比較において、本開示のいくつかの実施形態における勾配屈折率を有する基板層（即ち、グレーデッドインデックス基板層）を含むボトムエミッション型表示パネルの光線透過曲線を示したものである。Ｓ１はグレーデッドインデックス基板層を有する表示パネルの光線透過曲線であり、Ｓ２は一般的なガラス基板を有する表示パネルの光線透過曲線である。
【０１１２】
図８に示すように、一般的なガラス基板を有する表示パネル（即ち、従来型の表示パネル）は可視スペクトルにわたっておよそ９１−９２％の透過率を示すのに対し、グレーデッドインデックス基板層を有する表示パネルは４００と５００ｎｍの間において９９％程度の透過率に達し、可視範囲全体において９５％を超える透過率を維持する。これは、グレーデッドインデックス基板層が一般的なガラス基板に比べ非常に低い反射率を示すことを意味する。このように、表示パネル（ＱＬＥＤまたはＯＬＥＤ）にグレーデッドインデックス基板層を活用することで、エレクトロルミネセント素子における特定の反射防止膜の使用も不要となる。
【０１１３】
別の方面において、本開示はさらに表示装置を提供する。
【０１１４】
表示装置は、上述した表示パネルの任意の実施形態における表示パネルを含む。表示装置は、テレビ、モニタ、デジタルフレーム、携帯電話、タブレットコンピュータまたは表示機能を有するその他の任意の電子装置またはエレメントであってもよい。
【０１１５】
表示パネルに加え、表示装置は、フレキシブル回路板、プリント回路板および背板をさらに含んでもよい。
【０１１６】
さらに別の方面において、本開示は表示パネルの製造方法をさらに提供する。
【０１１７】
具体的には、図９に示すように、表示パネルの製造方法は、
Ｓ１００：基板層を提供する工程と、
Ｓ２００：基板層の上に第１電極を形成する工程と、
Ｓ３００：第１電極の上に発光層を形成する工程と、
Ｓ４００：発光層の上に第２電極を形成する工程と、を含む。
【０１１８】
本開示において、基板層と第１電極はいずれも透明であるように構成される。発光層は、ＯＬＥＤ発光層を含むか、または代替案としてＱＬＥＤ発光層を含んでもよい。第１電極と第２電極はそれぞれアノードとカソードであっても、それぞれカソードとアノードであってもよい。
【０１１９】
図１０に示すように、この方法のいくつかの実施形態において、工程Ｓ１００（即ち、基板層を提供する工程）は、
Ｓ１１０：基板を提供するサブ工程と、
Ｓ１２０：第１電極の屈折率より低いが基板の屈折率より高い屈折率を有するように、基板の一表面上に第１屈折フィルム層を形成するサブ工程と、を含む。
【０１２０】
それ故、工程Ｓ２００（即ち、基板層の上に第１電極を形成する工程）は、
Ｓ２１０：第１屈折フィルム層の基板に対向する表面に第１電極を形成することを含む。
【０１２１】
上記方法により製造された表示パネルにおいて、上述した屈折率を有する第１屈折フィルム層を基板と第１電極の間に構成することで、発光層により発生し発光層から放射される光が第１電極および第１屈折フィルム層を透過して基板の内部に達すると、光のごく一部だけが第１電極と第１屈折フィルム層の間の第１のインターフェイス、および第１屈折フィルム層と基板の間の第２のインターフェイスで全反射（全内部反射）する。
【０１２２】
このように、光の大部分を基板内部へアウトカップリングすることができ、その結果、導波路効果が低減され、表示パネルの光取り出し率が改善される。
【０１２３】
本開示のいくつかの実施形態において、基板はガラス（ｎ＝〜１．５）であり、透明電極は約１．８の屈折率を有する。第１屈折フィルム層は、基板（ｎ＝〜１．５）と透明電極２０２（ｎ＝〜１．８）の間の屈折率を有するポリマー材料（例えば、ポリアミドイミド）の構成を有してもよい。
【０１２４】
代替的には、第１屈折フィルム層は、ＴｉＯ２のナノ粒子が埋め込まれた光学シリコンなどの複合材料を含んでもよい。ＴｉＯ２のナノ粒子は５ｎｍ未満の寸法を有することができる。シリコンの屈折率は通常およそ１．４−１．５であり、光学シリコンにＴｉＯ２のナノ粒子を埋め込むことで屈折率を上げることができる。
【０１２５】
図１１に示すこの方法のいくつかの他の実施形態において、工程Ｓ１００（即ち、基板層を提供する工程）は、
Ｓ１１０’：基板を提供するサブ工程と、
Ｓ１２０’：基板の屈折率より低いが媒体の屈折率より高い屈折率を有するように、基板の一表面上に第２屈折フィルム層を形成するサブ工程と、を含む。
【０１２６】
それ故、工程Ｓ２００（即ち、基板層の上に第１電極を形成する工程）は、
Ｓ２１０’： 基板の第２屈折フィルム層に対向する表面の上に第１電極を形成することを含む。
【０１２７】
本開示において、第２屈折フィルム層は斜角積層されたＳｉＯ２フィルムを含んでもよい。
【０１２８】
この方法のいくつかの実施形態において、第２屈折フィルム層は、連続的屈折率分布を有するように構成され、それ故、サブ工程Ｓ１２０’は、
積層する際に、その積層角が基板から離れた位置から基板に近い位置に向かって連続的に変化するように積層されるように、基板の第２屈折フィルム層に対向する表面にＳｉＯ２フィルムを積層することを含む。
【０１２９】
例示した一実施例において、積層角は、約５％のポロシティおよびｎ＝〜１．４５の屈折率に対応して２０°近くから始まり、約８０％のポロシティおよびｎ＝〜１．１の屈折率に対応して８０°近くで終わる。このように、第２屈折フィルム層は、連続的屈折率分布を有するように基本的に構成される。
【０１３０】
この方法のいくつかの他の実施形態において、第２屈折フィルム層は、複数のＳｉＯ２フィルムサブ層を含み、それ故、サブ工程Ｓ１２０’は、
各ＳｉＯ２フィルムサブ層が隣接するサブ層より、基板に近づいて高い屈折率を有するように、基板の第２屈折フィルム層に対向する表面に複数のＳｉＯ２フィルムサブ層を順に積層することを含む。
【０１３１】
例示した一実施例において、基板はガラス（ｎ＝〜１．５）であり、媒体は空気（ｎ＝〜１．０）であり、第２屈折フィルム層は２層のＳｉＯ２フィルムサブ層（第１ＳｉＯ２フィルムサブ層および第２ＳｉＯ２フィルムサブ層）を含む。第２ＳｉＯ２フィルムサブ層は、基板と第１ＳｉＯ２フィルムサブ層の間に設けられる。
【０１３２】
第１ＳｉＯ２フィルムサブ層の屈折率は、約７８°の傾斜積層角に対応しておよそ１．１−１．２であってもよく、第２ＳｉＯ２フィルムサブ層の屈折率は、約５４°の傾斜積層角に対応しておよそ１．３−１．４であってもよい。このように、第２屈折フィルム層の二層構造は段階的な勾配屈折率を基本的に提供する。
【０１３３】
上記方法により製造された表示パネルにおいて、上述した屈折率を有する第２屈折フィルム層を基板と第１電極の間に構成することで、発光層により発生し発光層から放射される光が基板および第２屈折フィルム層を透過して空気（即ち、表示パネルの外部）に達すると、光のごく一部だけが基板と第２屈折フィルム層の間の第１のインターフェイス、および第２屈折フィルム層と空気の間の第２のインターフェイスで全反射（全内部反射）する。
【０１３４】
このように、光の大部分を基板内部へアウトカップリングすることができ、その結果、導波路効果が低減され、表示パネルの光取り出し率が改善される。
【０１３５】
この方法のいくつかの他の実施形態において、第２屈折フィルム層は、第１ＳｉＯ２フィルムサブ層および第２ＳｉＯ２フィルムサブ層を含む。第２ＳｉＯ２フィルムサブ層は、基板と第１ＳｉＯ２フィルムサブ層の間に設けられる。第１ＳｉＯ２フィルムサブ層は、第２ＳｉＯ２フィルムサブ層より大きい傾斜角に積層されて、第２ＳｉＯ２フィルムサブ層より低い屈折率を有するように構成される。
【０１３６】
具体的には、第１ＳｉＯ２フィルムサブ層の屈折率は、約７８°の傾斜積層角に対応しておよそ１．１−１．２であってもよく、第２ＳｉＯ２フィルムサブ層の屈折率は、約５４°の傾斜積層角に対応しておよそ１．３−１．４であってもよい。
【０１３７】
本開示において言及する内容は、その全体が参照により本出願に援用される。具体的な実施形態について詳しく述べたが、これらの記載は例示のためのものに過ぎない。このため、別途明記しない限り、前述した様々な方面は、必要とされまたは必須要素であることを意図しない。
【０１３８】
当業者は、本開示の恩恵を受けて、以下の請求項で定義する本開示の精神及び範囲から逸脱せずに、前述したもののほか、例示した実施形態に関して開示した方面の様々な変形及びそれらに対応する同等の行為を行うことができる。かかる変形やそれと同等の構造を網羅するように、本開示の範囲はできる限り広く解釈するものとする。
【符号の説明】
【０１３９】
２０１  基板
２０２  透明電極
２０３  発光層
２０４  反射電極
２０５  第２屈折フィルム層
２０５ａ  第１ＳｉＯ２フィルムサブ層
２０５ｂ  第２ＳｉＯ２フィルムサブ層
２０６  第１屈折フィルム層
２０６ａ  第１屈折サブ層
２０６ｂ  第２屈折サブ層
２１０  透明電極
２１１  放射性双極子
２２１  直接放射
２２２  インターフェイス
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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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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【国際調査報告】
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