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KR102113884B1 - 표시 장치 및 전자 기기 - Google Patents

표시 장치 및 전자 기기 Download PDF

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KR102113884B1
KR102113884B1 KR1020130050664A KR20130050664A KR102113884B1 KR 102113884 B1 KR102113884 B1 KR 102113884B1 KR 1020130050664 A KR1020130050664 A KR 1020130050664A KR 20130050664 A KR20130050664 A KR 20130050664A KR 102113884 B1 KR102113884 B1 KR 102113884B1
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light
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reflective film
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KR1020130050664A
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슌페이 야마자키
？페이 야마자키
요시하루 히라카타
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명은, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 입체감과 깊이를 느낄 수 있는 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 제공한다. 또는, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 입체감과 깊이를 느낄 수 있는 화상을 즐길 수 있는 전자 기기를 제공한다.
NTSC비가 80% 이상, 콘트라스트비가 500 이상이며, 스펙트럼의 반값폭이 60nm 이하인 광을 발광할 수 있는 발광 모듈을 포함한 화소가 80ppi 이상의 정밀도로 제공된 표시부를 구비한 구성으로 하고, 발광 모듈의 발광이, 응답 시간이 1μs 이상 1ms 미만이며, 입력된 신호에 응답하여 도달 휘도까지 0 이상의 기울기로 상승하는 표시 장치로 하면 좋다.

Description

표시 장치 및 전자 기기{DISPLAY DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다. 또는, 표시 장치를 구비한 전자 기기에 관한 것이다.
양안 시차를 이용하여 입체 화상을 표시하는 표시 장치가 알려져 있다. 이와 같은 표시 장치는 동일한 화면에 왼쪽 눈 위치에서 보이는 화상(왼쪽 눈용 화상)과 오른쪽 눈 위치에서 보이는 화상(오른쪽 눈용 화상)을 표시하고, 관찰자는 왼쪽 눈으로 왼쪽 눈용 화상을 관찰하고 오른쪽 눈으로 오른쪽 눈용 화상을 관찰함으로써 입체 화상을 관찰한다.
예를 들어, 안경 방식을 사용하는 표시 장치는, 왼쪽 눈용 화상과 오른쪽 눈용 화상을 안경에 제공된 셔터와 동기시켜, 화면에 교대로 표시한다. 이로써, 관찰자는 왼쪽 눈으로 왼쪽 눈용 화상을 관찰하고 오른쪽 눈으로 오른쪽 눈용 화상을 관찰함으로써 입체 화상을 관찰한다.
또한, 안경을 사용하지 않아도 관찰이 가능한 시차 배리어 방식을 사용하는 표시 장치는, 화면이 다수의 영역(예를 들어 가늘고 긴 형상의 영역(strip-like regions))으로 분할되고, 상기 영역은 교대로 오른쪽 눈용 영역과 왼쪽 눈용 영역으로 할당되고, 그 경계에 시차 배리어가 중첩되어 제공되어 있다. 분할된 각 영역에는 각각 왼쪽 눈용 화상 또는 오른쪽 눈용 화상이 표시된다. 시차 배리어는, 오른쪽 눈용 화상이 표시되는 영역을 왼쪽 눈에 보이지 않게 하고, 왼쪽 눈용 화상이 표시되는 영역을 오른쪽 눈에 보이지 않게 한다. 결과적으로, 왼쪽 눈은 왼쪽 눈용 화상만을 관찰하고 오른쪽 눈은 오른쪽 눈용 화상만을 관찰하게 되어, 입체 화상을 관찰할 수 있다.
또한, 시차 배리어가 변화될 수 있게 하여, 평면 화상의 표시 모드와 입체 화상의 표시 모드를 전환할 수 있는 표시 장치가 알려져 있다(특허 문헌 1 참조).
또한, 한 쌍의 전극 사이에 발광성 유기 화합물을 포함한 층을 구비한 발광 소자가 알려져 있다. 이 발광 소자는, 자발광형이기 때문에 콘트라스트가 높고, 입력 신호에 대한 응답 속도가 빠르다. 그리고, 이 발광 소자를 응용한 표시 장치가 알려져 있다(특허 문헌 2 참조).
WO 2004/003630 팜플렛 일본국 특개 2011-238908
양안 시차를 이용하여 입체 화상을 표시하는 표시 장치의 화면과, 관찰자의 왼쪽 눈 또는 오른쪽 눈의 거리는 표시되는 화상과 관계없이 대략 일정하다. 이에 의하여, 관찰자로부터 관찰자의 오른쪽 눈 또는 왼쪽 눈이 핀트를 맞추는 화면까지의 거리와, 관찰자로부터 상기 화면에 표시되는 화상에 포함되는 양안 시차를 일으키는 피관찰물까지의 거리가 일치되지 않는 경우가 있다. 결과적으로는, 이 불일치가 관찰자를 피곤하게 한다는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 기술적 배경을 바탕으로 하여 이루어진 것이다. 따라서, 본 발명의 일 형태는, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 화상을 즐길 수 있는 전자 기기를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태는 표시 장치의 화상 신호에 대한 응답 특성에 착안하여 창작된 것이다. 구체적으로는, 표시 장치의 화소부에 제공된 표시 소자가 입력 신호에 응답을 끝낼 때까지의 과도 특성이, 입체시(立體視)에 크게 영향을 미치는 것에 착안하였다. 그리고, 본 명세서에 예시되는 구성을 구비한 표시 장치, 및 그것을 사용한 전자 기기에 생각이 미쳤다.
즉, 본 발명의 일 형태의 표시 장치는, NTSC비가 80% 이상, 콘트라스트비가 500 이상이며, 스펙트럼의 반값폭이 60nm 이하인 광을 발광할 수 있는 발광 모듈을 포함한 화소가 80ppi 이상의 정밀도로 제공된 표시부를 구비하고, 발광 모듈의 발광은, 응답 시간이 1μs 이상 1ms 미만이며, 입력된 신호에 응답하여 도달 휘도까지 0 이상의 기울기로 상승한다.
자연계에서의 대부분의 경우, 물체의 표면은 곡면 형상을 갖기 때문에, 대상물과 광원과 관찰자의 상대 위치의 변화에 따라서 대상물의 표면으로부터의 반사광이 변화되는 모양을 관찰자가 관찰할 때, 관찰자의 눈에 보이는 휘도의 변화는 시간에 대하여 어느 정도의 기울기를 갖는다.
따라서, 이와 같이, 입력된 신호에 대한 발광 강도의 상승이 완만한 과도 특성을 나타내는 발광을 관찰자가 관찰하면, 연속적인 화상이 전환되는 순간에서의 관찰자의 뇌에 대한 자극이 완화되어, 자연계의 반사광에 충실한 광으로서 피로감 없이 관찰할 수 있고, 자연스러운 깊이를 느낄 수 있는 화상을 표시할 수 있다.
여기서, 예를 들어 응답 시간이 1ms 이상이면 대상물이 크게 이동하는 동영상을 표시할 때, 그 잔상이 시인되어 현실감이 없어지기 때문에 자연스러운 깊이를 느낄 수 없게 된다. 한편, 응답 시간이 1μs 미만인 매우 고속으로 응답하는 발광이면, 자연계의 반사광에 충실한 발광을 얻을 수 없다.
또한, 이와 같은 구성을 갖는 표시 장치가 구비하는 표시부는, 영상의 빛과 그림자의 분포가 풍부하게 되어, 고정밀한 표시가 가능하게 된다. 또한, 카메라 워크에 충실한 영상을 원활한 동작으로 표시할 수 있다. 이로써, 단안시(單眼視)에 의한 깊이감이 높아지고, 동일한 화면에 양안 시차를 포함한 화상을 표시할 필요가 없게 된다. 또한, 안경 없이 관찰할 수 있다. 결과적으로, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 영상을 표시할 수 있다.
또한, 화소가 스펙트럼의 반값폭이 좁고 색순도가 높은 발광 모듈을 포함하기 때문에, NTSC비가 크고 콘트라스트가 높게 된다. 이로써, 풍부한 그레이스케일을 표시할 수 있다. 그리고, 화소가 응답 시간이 짧은 발광 소자를 포함하기 때문에 움직임이 있는 화상을 원활하게 표시할 수 있다. 이로써, 뒤쪽 화상에 중첩되면서 뒤쪽 화상보다 빠르게 앞쪽 화상이 원활하게 움직이는 동영상을 표현할 수 있다. 그리고, 풍부한 그레이스케일과 원활한 움직임의 상호 작용에 의하여, 관찰자는 깊이를 강하게 느낄 수 있게 된다.
따라서, 이와 같은 구성으로 함으로써, 피로감을 느끼지 않고 관찰자가 풍부한 깊이감을 느낄 수 있는 화상을 제공할 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태의 표시 장치는, NTSC비가 80% 이상, 콘트라스트비가 500 이상이며, 표시부와 보정 제어 회로를 구비하고, 표시부에서는 스펙트럼의 반값폭이 60nm 이하인 광을 발광할 수 있는 발광 모듈을 포함한 화소가 80ppi 이상의 정밀도로 제공되고, 보정 제어 회로는 발광 모듈의 발광의 응답 시간을 보정하는 신호를 생성하고 표시부에 출력하고, 발광 모듈의 발광은 응답 시간이 1μs 이상 1ms 미만이며, 입력된 신호에 응답하여 도달 휘도까지 0 이상의 기울기로 상승한다.
이와 같은 보정 제어 회로를 제공함으로써, 발광 모듈의 발광 강도의 과도 특성을 제어할 수 있게 된다. 예를 들어, 보정 제어 회로가 생성하는 신호로서는, 발광 개시 직후에 소자에 공급하는 높은 전압에 대응하는 보정 전압 신호나, 상기 전압을 소자에 공급하는 기간을 규정하는 보정 제어 신호 등을 포함하여도 좋다.
또한, 본 발명의 일 형태의 상술한 표시 장치에 있어서, 발광 모듈은, 반사막, 반투과·반반사막, 반사막과 반투과·반반사막 사이에 제공되며, 한 쌍의 전극과, 한 쌍의 전극 사이에 발광성 유기 화합물을 포함한 층을 구비한 발광 소자를 구비하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 미소 공진기(마이크로 캐비티라고도 함)의 효과로서, 반사막과 반투과·반반사막 사이에서 광이 서로 간섭하여, 가시광 영역의 파장을 갖는 광 중 특정한 광이 서로 강화된다. 이로써, 스펙트럼의 폭이 작은(구체적으로는 반값폭이 60nm 이하) 광을 사용하여 채도가 높은 영상을 표시할 수 있어, 깊이감이 높아진다. 결과적으로, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 영상을 표시할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태의 상술한 표시 장치에 있어서, 발광 모듈은, 반사막, 반투과·반반사막, 반사막과 반투과·반반사막 사이에 제공되며, 한 쌍의 전극과, 한 쌍의 전극 사이에 발광성 유기 화합물을 포함한 복수의 층과, 발광성 유기 화합물을 포함한 층 사이에 중간층을 구비한 발광 소자, 및 반투과·반반사막을 개재(介在)하여 발광 소자와 중첩되도록 제공된 컬러 필터를 구비하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 반사막과 반투과·반반사막 사이에서 광이 서로 간섭하여, 가시광 영역의 파장을 갖는 광 중 특정한 광이 서로 강화되고, 컬러 필터가 불필요한 광을 흡수한다. 이로써, 스펙트럼의 폭이 더 작은(구체적으로는 반값폭이 60nm 이하) 광을 사용하여 채도가 높은 영상을 표시할 수 있어, 깊이감이 높아진다. 결과적으로, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 영상을 표시할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태의 상술한 표시 장치에 있어서, 화소 각각에 제공되는 발광 모듈은 적색을 나타내는 광을 투과하는 컬러 필터와, 반사막과 반투과·반반사막을 구비하고, 이들 막 사이의 광학 거리가 600nm 이상 800nm 미만의 i/2배(i는 자연수)로 조정된 제 1 발광 모듈, 또는 녹색을 나타내는 광을 투과하는 컬러 필터와, 반사막과 반투과·반반사막을 구비하고, 이들 막 사이의 광학 거리가 500nm 이상 600nm 미만의 j/2배(j는 자연수)로 조정된 제 2 발광 모듈, 또는 청색을 나타내는 광을 투과하는 컬러 필터와, 반사막과 반투과·반반사막을 구비하고, 이들 막 사이의 광학 거리가 400nm 이상 500nm 미만의 k/2배(k는 자연수)로 조정된 제 3 발광 모듈 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 형태의 상술한 표시 장치에 있어서, 화소 각각에 제공되는 발광 모듈은 적색을 나타내는 광을 투과하는 컬러 필터와, 반사막과 반투과·반반사막을 구비하고, 이들 막 사이의 광학 거리가 600nm 이상 800nm 미만의 i/2배(i는 자연수)로 조정된 제 1 발광 모듈, 또는 녹색을 나타내는 광을 투과하는 컬러 필터와, 반사막과 반투과·반반사막을 구비하고, 이들 막 사이의 광학 거리가 500nm 이상 600nm 미만의 j/2배(j는 자연수)로 조정된 제 2 발광 모듈, 또는 청색을 나타내는 광을 투과하는 컬러 필터와, 반사막과 반투과·반반사막을 구비하고, 이들 막 사이의 광학 거리가 400nm 이상 500nm 미만의 k/2배(k는 자연수)로 조정된 제 3 발광 모듈 중 어느 하나이고, 제 1 발광 모듈, 제 2 발광 모듈, 및 제 3 발광 모듈은 같은 발광성 유기 화합물을 포함한 층을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 형태의 상술한 표시 장치에 있어서, 발광 모듈은, 한 쌍의 전극의 한쪽이 반사막을 겸하며 다른 쪽이 반투과·반반사막을 겸하는 발광 소자를 구비하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 구성으로 함으로써, 각 발광 모듈로부터의 발광의 색순도를 높일 수 있다. 또한, 발광성 유기 화합물을 포함한 층을 동일한 공정으로 형성할 수 있다. 또한, 반사막과 반투과·반반사막을 한 쌍의 전극이 겸하는 구성으로 할 수 있다. 이로써, 제작 공장을 간략화할 수 있다. 결과적으로, 제작이 용이하며, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 영상을 표시할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다.
특히, 마이크로 캐비티는 스펙트럼의 반값폭을 좁히는 효과가 높고, 정밀도가 높을수록 화소를 인식하기 어렵게 하는 효과가 높다. 여기서, 인간의 뇌는 움직임이 있는 화상을 인식하기 쉽고, 정지 화상으로부터 동영상으로 변화되는 화상을 인식하기 쉽다. 따라서, 색순도가 높아지고 화상을 인식하기 어렵게 함으로써, 더 원활한 동영상을 표시할 수 있고, 결과적으로, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태의 상술한 표시 장치에 있어서, 화소 각각에 제공되는 발광 모듈은 스펙트럼의 반값폭이 50nm보다 작은 적색을 나타내는 광, 또는 반값폭이 적색을 나타내는 광의 스펙트럼의 반값폭보다 작은 녹색을 나타내는 광, 또는 반값폭이 녹색을 나타내는 광의 스펙트럼의 반값폭보다 작은 청색을 나타내는 광 중 어느 하나의 광을 발하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성에서는, 적색보다 시감도가 높은 녹색을 나타내는 광의 반값폭이 좁고, 녹색보다 청색을 나타내는 광의 반값폭이 좁다. 따라서, 스펙트럼의 폭이 작은(구체적으로는 반값폭이 50nm 이하) 광을 사용하여 채도가 높은 영상을 표시할 수 있어, 깊이감이 높아진다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 상술한 것 중 어느 표시 장치를 구비한 전자 기기이다.
상술한 본 발명의 일 형태에 따르면, 빛과 그림자의 분포가 풍부한 영상이 전자 기기에 표시된다. 또한, 카메라 워크에 충실한 영상이 원활한 동작으로 전자 기기에 표시된다. 또한, 자연계에서의 반사광에 충실한, 풍부한 영상이 전자 기기에 표시된다. 이로써, 단안시에 의한 깊이감이 높아지고, 동일한 화면에 양안 시차를 포함한 화상을 표시할 필요가 없게 된다. 또한, 안경 없이 관찰할 수 있다. 결과적으로, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 영상을 즐길 수 있는 전자 기기를 제공할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서 광학 거리란 거리와 굴절률의 곱을 가리킨다. 따라서, 굴절률이 1보다 큰 매체에 있어서는, 광학 거리는 실제의 거리보다 길게 된다. 또한, 미소 공진기의 공진기 내부의 광학 거리는, 광학 간섭을 측정함으로써 측정할 수 있다. 구체적으로는 분광 광도계를 사용하여, 입사광에 대한 반사광의 강도 비율을 측정하고, 파장에 대하여 플롯함(plotting)으로써 공진기 내부의 광학 거리를 구할 수 있다.
또한, 본 명세서 중에 있어서, 표시 패널에는 커넥터, 예를 들어 FPC(Flexible Printed Circuit) 또는 TCP(Tape Carrier Package)가 장착된 모듈, TCP의 끝에 프린트 배선판이 제공된 모듈, 또는 표시부가 형성된 기판에 COG(Chip On Glass) 방식에 의하여 IC(집적회로)가 직접 실장된 모듈도 모두 표시 장치에 포함하는 것으로 한다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 화상을 즐길 수 있는 전자 기기를 제공할 수 있다.
도 1의 (A)는 실시형태에 따른 발광 모듈의 구성예, 도 1의 (B)는 발광 강도의 과도 특성을 설명하는 도면.
도 2의 (A) 내지 도 2의 (C)는 실시형태에 따른 발광 모듈의 구성예, 도 2의 (D)는 발광 강도의 과도 특성을 설명하는 도면.
도 3의 (A) 및 도 3의 (B)는 실시형태에 따른 발광 모듈의, 발광 강도의 과도 특성을 설명하는 도면.
도 4는 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면.
도 5는 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면.
도 6은 실시형태에 따른 표시 장치의 동작예를 설명하는 타이밍 차트.
도 7의 (A) 내지 도 7의 (C)는 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면.
도 8의 (A) 및 도 8의 (B)는 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면.
도 9의 (A) 및 도 9의 (B)는 실시형태에 따른 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면.
도 10의 (A) 내지 도 10의 (C)는 실시형태에 따른 발광 소자의 구성예를 설명하는 도면.
도 11의 (A) 내지 도 11의 (E)는 실시형태에 따른 표시 장치를 구비한 전자 기기의 구성예를 설명하는 도면.
실시형태에 대하여 도면을 사용하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위로부터 벗어남이 없이 그 형태 및 사세한 내용을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하의 실시형태에서의 기재 내용에 한정되어 해석되는 것이 아니다. 또한, 이하에서 설명하는 발명의 구성에 있어서, 동일 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 다른 도면 간에서 공통적으로 사용하고, 그 반복 설명은 생략한다.
또한, 본 명세서에서 설명하는 각 도면에 있어서, 각 구성의 크기, 층 두께, 또는 영역은, 명료화를 위하여 과장되어 있는 경우가 있다. 따라서, 반드시 그 스케일에 한정되지 않는다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 구성예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
(구성예)
도 1의 (A)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 화소부에 적용될 수 있는 발광 모듈의 구성예를 모식적으로 도시하였다.
화소(402)에는 발광 모듈(450)이 제공되어 있다. 발광 모듈(450)은 제 1 기판(410)과 제 2 기판(440)을 갖고, 도시되지 않은 실재(sealant)로 접합된 그 사이에 발광 소자(420)가 밀봉되어 있다. 발광 소자(420)는 제 1 기판(410) 위에 형성된 제 1 전극(421)과, 제 1 전극(421)에 중첩되는 제 2 전극(422) 사이에 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423)을 갖는다.
본 실시형태에서 예시하는 제 1 전극(421)은, 반사성의 막과 투광성을 갖는 도전막을 구비하고, 투광성을 갖는 도전막은 반사성의 막의 제 2 전극(422) 측에 적층되어 있다. 또한, 제 2 전극(422)은 가시광에 대하여 반투과·반반사성을 갖는다. 이로써, 제 1 전극(421)과 제 2 전극(422)은 미소 공진기(마이크로 캐비티라고도 함)를 구성한다.
미소 공진기를 구비한 발광 소자(420)로부터는, 반사막과 반투과·반반사막 사이의 거리에 따른 파장의 광을 효율적으로 추출할 수 있다. 구체적으로는, 특정한 파장 λ의 광을 효율적으로 추출하기 위해서는, 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423)과 제 1 전극(421)의 투광성을 갖는 도전막의 두께를 조정하면 좋고, 그 광학 거리(거리와 굴절률의 곱)를 λ/2의 자연수배로 하면 좋다.
제 1 전극(421)과 제 2 전극(422) 사이에 전압을 인가함으로써, 발광 모듈(450)은, 특정한 파장의 광이 효율적으로 추출된 스펙트럼의 반값폭이 좁은 광 L을 외부로 발한다.
도 1의 (B)를 사용하여, 발광 모듈(450)에 입력하는 신호의 전압 파형의 형상과, 발광 모듈(450)로부터의 발광 강도의 과도 특성의 관계에 대하여 도시하였다. 도 1의 (B)의 상단에는 발광 모듈(450)로부터의 발광 강도의 과도 특성을 도시하고, 도 1의 (B)의 2번째, 3번째 및 4번째 단에는 발광 모듈(450)에 입력하는 신호의 전압 파형을 도시하였다.
발광 모듈(450)에 입력하는 신호로서, 도 1의 (B)의 2번째 단에 도시된 바와 같은, 시간 T0에서 상승하는 구형파(矩形波)를 갖는 신호 S0을 입력한 경우, 발광 모듈(450)로부터의 발광 강도 L0은, 상승하는 부분에 급격한 기울기를 가지며, 원하는 휘도(100%)에 도달한다.
여기서, 발광 모듈(450)에 입력하는 신호로서, 도 1의 (B)의 3번째 단에 도시된 바와 같은, 발광 개시 직후의 기간(T0 내지 T1)에서 원하는 휘도에 대응하는 전압 V0보다 낮은 전압 V1이 되는 전압 파형을 갖는 신호 S1을 입력한 경우, 발광 모듈(450)로부터의 발광 강도 L1은, 2단계로 완만하게 상승하고, 상술한 구형파를 사용한 경우의 발광 강도 L0과 비교하여 응답 시간(발광 강도가 도달 휘도의 90%에 도달할 때까지의 시간)을 대폭적으로 늦출 수 있다.
여기서, 자연계에서의 대부분의 경우, 물체의 표면은 곡면 형상을 갖기 때문에, 대상물과 광원과 관찰자의 상대 위치의 변화에 따라서 대상물의 표면으로부터의 반사광이 변화되는 모양을 관찰자가 관찰할 때, 관찰자의 눈에 입력되는 휘도의 변화는 시간에 대하여 어느 정도의 기울기를 갖는다.
따라서, 표시 장치가 구비하는 발광 모듈로부터의 발광으로서, 입력된 신호에 대한 발광 강도의 상승이 완만한 과도 특성을 나타내는 발광을 관찰자가 관찰하면, 연속적인 화상이 전환되는 순간에서의 관찰자의 뇌에 대한 자극이 완화되어, 자연계의 반사광에 충실한 광으로서 피로감 없이 관찰할 수 있고, 자연스러운 깊이를 느낄 수 있는 화상을 표시할 수 있다.
여기서, 예를 들어 응답 시간이 1ms 이상이면 대상물이 크게 이동하는 동영상을 표시할 때, 그 잔상이 시인되어 현실감이 없어지기 때문에 자연스러운 깊이를 느낄 수 없게 된다. 한편, 응답 시간이 1μs 미만인 매우 고속으로 응답하는 발광이면, 자연계의 반사광에 충실한 발광을 얻을 수 없다. 따라서, 발광 강도의 응답 시간을 1μs 이상 1ms 미만으로 하고, 입력된 신호에 응답하여 도달 휘도까지 0보다 큰 기울기로 상승하도록, 입력 신호의 전압 파형을 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 이와 같은 발광 모듈을 구비한 화소를 80ppi 이상, 바람직하게는 300ppi 이상의 정밀도로 표시부에 제공하고, NTSC비가 80% 이상, 바람직하게는 95% 이상이며, 콘트라스트비가 500 이상, 바람직하게는 2000 이상인 표시 장치로 함으로써, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한, 반사막과 반투과·반반사막 사이에서 발광 소자가 발하는 광이 서로 간섭하여, 특정한 광이 서로 강화된다. 이로써, 스펙트럼의 폭이 작은 광을 사용하여 채도가 높은 화상을 표시할 수 있어, 깊이감이 높아진다.
따라서, 이와 같은 구성으로 함으로써, 피로감을 느끼지 않고 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 화상을 제공할 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.
여기서, 발광 모듈(450)에 입력하는 신호로서, 도 1의 (B)의 4번째 단에 도시된 바와 같은, 발광 개시 직후의 기간(T0 내지 T2)에서, 원하는 휘도에 대응하는 전압 V0까지 단계적으로 전압이 높아지는 전압 파형을 갖는 신호 S2를 사용할 수도 있다. 이 경우, 도 1의 (B)의 1번째 단에 도시된 바와 같이, 발광 모듈(450)로부터의 발광 강도 L2는 거의 일정한 기울기로 상승하는 과도 특성을 나타낸다.
이와 같이, 계단 형상의 전압 파형을 갖는 신호를 사용함으로써, 발광 모듈(450)로부터의 발광 강도가 도달 휘도까지 완만하게 상승하도록 제어할 수 있어, 더 자연스러운 발광을 얻을 수 있다. 또한, 전압 파형을 조정함으로써, 발광 강도의 상승의 기울기를 자유로이 설정할 수 있다.
또한, 상기에서는 계단 형상의 전압 파형을 갖는 신호에 대하여 기재하였지만, 발광 모듈(450)로부터의 발광 강도의 상승을 완만하게 하기 위하여, 기울기를 갖고 전압이 상승하는 전압 파형을 갖는 신호를 사용하여도 좋다.
또한, 이하에서는, 설명을 명쾌하게 하기 위하여, 도 1의 (B)의 3번째 단에 도시된 바와 같은, 발광 개시 직후의 기간(T0 내지 T1)에서 원하는 휘도에 대응하는 전압 V0보다 낮은 전압 V1이 되는 전압 파형을 갖는 신호를 사용하는 경우에 대하여 설명한다.
이상이 본 구성예에 대한 설명이다.
(발광 모듈에 대하여)
이하에서는, 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 화소부에 적용될 수 있는 발광 모듈의 더 구체적인 구성예에 대하여 설명한다.
＜발광 모듈(450X)＞
도 2의 (A)에 도시된 화소(402X)에는 발광 모듈(450X)이 제공되어 있다. 발광 모듈(450X)은, 제 1 기판(410)과 제 2 기판(440)을 갖고, 도시되지 않은 실재로 접합된 그 사이에 발광 소자(420X)가 밀봉되어 있다. 발광 소자(420X)는 제 1 기판(410) 위에 형성된 제 1 전극(421X)과, 제 1 전극(421X)에 중첩되는 제 2 전극(422) 사이에 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423X)을 갖는다.
발광성 유기 화합물을 포함한 층(423X)은 형광성 유기 화합물을 포함하고, 발광 모듈(450X)은, 상기 형광성 유기 화합물이 발하는 광으로부터, 특정한 파장의 광이 효율적으로 추출된 스펙트럼의 반값폭이 좁은 광 X를 외부로 발한다.
발광 모듈(450X)은, 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423X)에 형광성 유기 화합물을 포함한다. 형광성 유기 화합물은 여기 종(種)의 여기 수명이 비교적 짧기 때문에, 입력된 신호에 응답하는 시간이 짧다.
＜발광 모듈(450Y)＞
도 2의 (B)에 도시된 화소(402Y)에는 발광 모듈(450Y)이 제공되어 있다. 발광 모듈(450Y)은, 발광 모듈(450X)의 발광 소자(420X) 대신에 발광 소자(420Y)를 구비한다. 발광 소자(420Y)는 발광 소자(420X)의 제 1 전극(421X) 대신에 제 1 전극(421Y)을 구비하고, 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423X) 대신에 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423Y)을 구비한다.
제 1 전극(421Y)이 구비하는 투광성을 갖는 도전막의 두께는, 제 1 전극(421X)이 구비하는 투광성을 갖는 도전막의 두께보다 두껍다.
또한, 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423Y)은 인광성 유기 화합물을 포함하고, 발광 모듈(450Y)은, 상기 인광성 유기 화합물이 발하는 광으로부터, 광 X에 주로 포함되는 광의 파장보다 긴 특정한 파장의 광이 효율적으로 추출된, 스펙트럼의 반값폭이 좁은 광 Y를 외부로 발한다.
발광 모듈(450Y)은, 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423Y)에 인광성 유기 화합물을 포함한다. 인광성 유기 화합물은 여기 종의 여기 수명이 비교적 길기 때문에, 입력된 신호에 응답하는 시간이 형광성 유기 화합물보다 길다.
또한, 인광성 유기 화합물을 사용하면, 발광 강도의 과도 특성이 상승하는 부분을 완만하게 할 수 있다.
여기서, 발광 모듈(450X) 및 발광 모듈(450Y)에 입력되는 신호로서, 도 2의 (D)의 하단에 도시된 바와 같은, 시간 T0에서 상승하는 구형파를 갖는 신호 S0으로 한 경우의, 발광 모듈(450X) 및 발광 모듈(450Y)의 발광 강도의 과도 특성을 도 2의 (D)의 상단에 도시하였다.
도 2의 (D)에 도시된 바와 같이, 발광 모듈(450X)의 응답 시간(발광 강도가 90%에 도달할 때까지의 시간) Tx-T0은, 발광 모듈(450Y)의 응답 시간 Ty-T0보다 짧다. 이와 같이, 발광성 유기 화합물의 재료에 따라 응답 시간이 상이하다. 이 외에도, 발광성 유기 화합물을 포함한 층을 구성하는 각 층의 두께나 사용하는 재료가 상이하면, 전기적 특성 또는 전기 광학적 특성의 차이에 의하여, 응답 시간에 차이가 생기는 경우가 있다.
＜발광 모듈(450Z)＞
도 2의 (C)에 도시된 화소(402Z)에는 발광 모듈(450Z)이 제공되어 있다. 발광 모듈(450Z)은, 발광 모듈(450X)의 발광 소자(420X) 대신에 발광 소자(420Z)를 구비한다. 발광 소자(420Z)는 발광 소자(420X)의 제 1 전극(421X) 대신에 제 1 전극(421Z)을 구비하고, 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423X) 대신에 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423Z)을 구비한다. 또한, 발광 소자(420Z)의 제 2 전극(422) 측에, 발광 소자(420Z)와 중첩되는 위치에 컬러 필터(441Z)를 구비한다.
또한, 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423Z)은, 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423a)과 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423b)이 적층되고, 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423a)과 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423b)은 서로 보색의 관계에 있는 색을 나타내는 광을 발한다. 예를 들어, 청색을 나타내는 광을 발하는 층과, 황색을 나타내는 광을 발하는 층이 중간층을 개재하여 적층되어 있다. 결과적으로, 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423Z)이 발하는 광의 스펙트럼은 폭을 넓게 할 수 있다.
또한, 발광 모듈(450Z)의 제 1 전극(421Z)과 제 2 전극(422)은 미소 공진기를 구성하고, 컬러 필터(441Z)가 중첩되어 제공되어 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 발광 모듈(450Z)은 특정한 파장의 광을 포함하며 스펙트럼의 반값폭이 좁은 광 Z를 외부로 발한다.
따라서, 발광 모듈(450Z)은 미소 공진기의 광학 거리와 컬러 필터를 조정함으로써, 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423Z)으로부터 중심 파장이 다양한, 스펙트럼의 반값폭이 좁은 광을 추출할 수 있다.
발광 모듈(450Z)은, 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423Z)에 형광성 유기 화합물과 인광성 유기 화합물을 포함하여도 좋다. 미소 공진기의 광학 거리와 컬러 필터를 조정함으로써, 입력된 신호에 응답하는 시간이 짧은 형광성 유기 화합물이 발하는 광을 우선적으로 추출할 수 있다. 마찬가지로, 입력된 신호에 응답하는 시간이 긴 인광성 유기 화합물이 발하는 광을 우선적으로 추출할 수 있다.
이상이 발광 모듈에 대한 설명이다.
(과도 특성의 제어에 대하여)
발광 강도의 과도 특성이 상이한 발광 모듈이 혼재하는 경우에는, 발광 모듈 각각의 광학 강도의 과도 특성을 개별적으로 제어하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 발광 모듈 각각에 대하여 상이한 전압 파형을 갖는 신호를 입력하면 좋다.
도 3의 (A)는, 발광 모듈로서 응답 시간이 짧은 발광 모듈(450X)에, 도 3의 (A)의 하단에 도시된 바와 같은, 발광 개시 직후의 기간(T0 내지 T1x)에 원하는 휘도에 대응하는 전압 V0보다 낮은 전압 V1x가 되는 전압 파형을 갖는 신호 S1x를 입력한 경우의, 발광 강도의 과도 특성의 변화를 도시한 것이다.
이와 같은 신호 S1x를 사용함으로써, 발광 모듈(450X)로부터 입력된 신호에 대한 발광 강도의 상승이 완만한 과도 특성을 나타내는 발광을 얻을 수 있다.
또한, 도 3의 (B)는 발광 모듈로서 응답 시간이 긴 발광 모듈(450Y)에, 도 3의 (B)의 하단에 도시된 바와 같은, 발광 개시 직후의 기간(T0 내지 T1y)에 원하는 휘도에 대응하는 전압 V0보다 낮은 전압 V1y가 되는 전압 파형을 갖는 신호 S1y를 입력한 경우의, 발광 강도의 과도 특성의 변화를 도시한 것이다.
여기서, 발광 개시 직후의 기간에 전압 V1x보다 낮은 전압 V1y를 사용함으로써, 응답 시간이 긴 발광 모듈(450Y)이라도, 입력된 신호에 대한 발광 강도의 상승이 더 완만한 과도 특성을 나타내는 발광을 얻을 수 있다.
이와 같이, 입력 신호의 전압 파형을 조정함으로써, 발광 강도의 과도 특성이 상이한 발광 모듈이 혼재하는 경우에도, 발광 모듈 각각으로부터 동등한 발광 강도의 과도 특성을 갖는 발광을 얻을 수 있다.
또한, 응답 시간이 상이한 발광 모듈에 입력하는 신호의 전압 파형으로서, 발광 개시 직후의 기간에 공급하는 전압의 값뿐만 아니라, 낮은 전압을 공급하는 시간의 길이도 상이하게 하여도 좋다. 예를 들어, 응답 시간이 짧은 발광 모듈에 대해서는, 낮은 전압을 공급하는 시간을 길게 설정한다. 이와 같이 전압과 시간의 길이를 각각 조정함으로써, 상이한 발광 모듈로부터의 과도 특성을 더 근접하게 할 수 있고, 표시부에서 표시되는 화상의 색조가 시간적으로 변화되지 않고, 위화감이 생기기 어렵게 할 수 있다.
이상이 과도 특성의 제어에 대한 설명이다.
(표시 장치의 구성예)
이하에서는, 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 구성예에 대하여 설명한다.
도 4에 본 구성예에서 예시하는 표시 장치(100)의 블록도를 도시하였다. 표시 장치(100)는, 복수의 화소를 구비한 표시부(101), 신호선 구동 회로(102), 주사선 구동 회로(103), 보정 제어 회로(105), 연산 장치(107), DA 컨버터(109)를 구비한다.
연산 장치(107)는 압축되거나 부호화된 신호의 디코드를 수행하고, 동기 신호(201)를 신호선 구동 회로(102)에 출력하고, 디지털 신호인 영상 신호를 DA 컨버터(109)에 출력한다. 또한, 마찬가지로 동기 신호(202)를 주사선 구동 회로(103)에 출력한다.
또한, 연산 장치(107)는 해상도의 업 컨버트에 따른 화소간 보완, 프레임 주파수의 업 컨버트에 따른 프레임간 보완 등의 처리나, 노이즈 제거 처리, 계조 변환 처리, 색조 보정 처리 등의 화상 처리를 수행하는 기능을 가져도 좋다.
DA 컨버터(109)는, 연산 장치(107)로부터 출력되는 디지털 신호인 영상 신호를 아날로그 신호인 영상 신호(203)로 변환하고, 신호선 구동 회로(102)에 출력한다.
보정 제어 회로(105)는, 연산 장치(107)로부터 출력되는 동기 신호(201)와 DA 컨버터(109)로부터 출력되는 영상 신호(203)로부터, 보정 전압 신호(204)와 보정 동기 신호(205)를 생성하고, 신호선 구동 회로(102)에 출력한다.
또한, 여기서는 보정 제어 회로(105)에 입력하는 영상 신호로서 DA 컨버터(109)에 의하여 아날로그 신호로 변환된 영상 신호(203)를 사용하지만, DA 컨버터(109)에 입력되기 전의 디지털 신호인 영상 신호를 사용하여, 보정 전압 신호(204) 및 보정 동기 신호(205)를 생성하는 구성으로 하여도 좋다.
신호선 구동 회로(102) 및 주사선 구동 회로(103)는, 동기 신호(201), 동기 신호(202), 영상 신호(203), 보정 전압 신호(204), 및 보정 동기 신호(205)에 기초하여 표시부(101) 내의 화소를 구동시켜, 표시부(101)에 화상을 표시시킨다.
표시부(101)는, 관찰함에 따른 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 화상을 표시할 수 있는 표시부이다.
다음에, 신호선 구동 회로(102) 및 표시부(101)의 더 자세한 구성예에 대하여 설명한다. 도 5에 신호선 구동 회로(102) 및 표시부(101)의 구성예를 도시하였다.
여기서는, 표시부(101)로서 3개의 부화소를 구비한 화소 중 하나에 대하여 설명한다. 화소는, 적색의 발광을 나타내는 발광 소자(111R)를 구비한 부화소(110R)와, 녹색의 발광을 나타내는 발광 소자(111G)를 구비한 부화소(110G)와, 청색의 발광을 나타내는 발광 소자(111B)를 구비한 부화소(110B)를 각각 갖는다. 또한, 발광 소자(111R), 발광 소자(111G), 발광 소자(111B)는 각각 상이한 발광 강도의 과도 특성을 갖는 것으로 한다.
또한, 여기서는 설명을 명쾌하게 하기 위하여, 부화소가 구비한 발광 소자가 적색, 녹색, 및 청색 중 어느 하나의 발광을 나타내는 것으로 하였지만, 발광 소자를 상술한 발광 모듈로 치환할 수도 있다.
신호선 구동 회로(102)와 표시부(101)는, 신호선(216R), 신호선(216G), 및 신호선(216B)으로 전기적으로 접속된다. 여기서, 신호선(216R)은 부화소(110R)에 전기적으로 접속되고, 신호선(216G)은 부화소(110G)에 전기적으로 접속되고, 신호선(216B)은 부화소(110B)에 전기적으로 접속된다.
도 5에 있어서는, 발광 소자(111R)를 구비한 부화소(110R)와, 발광 소자(111G)를 구비한 부화소(110G)와, 발광 소자(111B)를 구비한 부화소(110B)가 인접하여 제공되어 있다. 또한, 부화소 각각은 트랜지스터(112), 트랜지스터(113), 용량 소자(114)를 구비한다.
하나의 부화소, 예를 들어 부화소(110R)(또는 부화소(110G), 부화소(110B))에 있어서, 트랜지스터(112)에서는 게이트가 게이트선(115)과 전기적으로 접속되고, 소스 또는 드레인의 한쪽이 신호선(216R)(또는 신호선(216G), 신호선(216B))과 전기적으로 접속되고, 소스 또는 드레인의 다른 쪽이 용량 소자(114)의 한쪽 단자 및 트랜지스터(113)의 게이트와 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(113)의 소스 또는 드레인의 한쪽은 캐소드선(116)과 전기적으로 접속되고, 소스 또는 드레인의 다른 쪽이 발광 소자(111R)(또는 발광 소자(111G), 발광 소자(111B))의 한쪽 단자와 전기적으로 접속된다. 용량 소자(114)의 다른 쪽 단자가 용량선(117)과 전기적으로 접속된다. 또한, 발광 소자(111R)(또는 발광 소자(111G), 발광 소자(111B))의 다른 쪽 단자는 애노드선(118)과 전기적으로 접속된다.
여기서, 예를 들어 부화소(110R)에 데이터를 기록하는 경우, 게이트선(115)에 입력하는 신호에 의하여 트랜지스터(112)를 온 상태로 하고, 신호선(216R)의 전위를 트랜지스터(113)의 게이트가 접속된 노드에 공급한다. 이 때, 트랜지스터(113)의 소스-드레인간의 저항은 트랜지스터(113)의 게이트에 공급되는 전위에 따라 일의적으로 결정된다. 따라서, 신호선(216R)의 전위에 따라, 발광 소자(111R)에 공급하는 전압을 상이하게 할 수 있고, 발광 소자(111R)로부터의 발광 강도를 제어할 수 있다.
또한, 여기서는 부화소의 구성으로서, 2개의 트랜지스터와 하나의 용량 소자를 구비한 구성으로 하였지만, 예를 들어 트랜지스터(113)나 발광 소자의 특성의 편차나 특성 변동을 보정하는 회로 등을 제공할 수 있다.
신호선 구동 회로(102)는, 래치 회로(121)와, 복수의 선택기(122R), 선택기(122G), 및 선택기(122B)를 구비한다. 선택기(122R), 선택기(122G), 및 선택기(122B)는 각각 선택 신호선(211)과 전기적으로 접속되고, 상기 선택 신호선(211)을 통하여 래치 회로(121)로부터 선택기 각각에 동일한 선택 신호가 입력된다.
래치 회로(121)는, 연산 장치(107)로부터 입력되는 동기 신호(201)에 기초하여 선택 신호선(211)에 선택 신호를 출력한다. 또한, 도 5에는 선택 신호선(211)만을 도시하였지만, 실제적으로는 표시부(101)에 제공되는 수평 방향의 화소수에 준한 개수의 선택 신호선이 제공되고, 래치 회로(121)는 동기 신호(201)에 기초하여 상기 선택 신호선에 순차적으로 선택 신호를 출력한다.
선택기(122R)에는, 선택 신호선(211) 외에, 적색의 영상 신호(203R)가 입력되는 배선(213R)과, 적색의 발광을 나타내는 발광 소자(111R)의 과도 특성을 보정하기 위하여 부화소(110R)에 입력하기 위한 보정 전압 신호(204R)가 입력되는 배선(214R)과, 보정 전압 신호(204R)를 부화소(110R)에 출력하는 타이밍을 제어하기 위한 보정 동기 신호(205R)가 입력되는 배선(215R)이 전기적으로 접속된다.
마찬가지로, 선택기(122G)에는, 녹색의 영상 신호(203G)가 입력되는 배선(213G)과, 보정 전압 신호(204G)가 입력되는 배선(214G)과, 보정 동기 신호(205G)가 입력되는 배선(215G)이 전기적으로 접속된다. 또한, 선택기(122B)에는, 청색의 영상 신호(203B)가 입력되는 배선(213B)과, 보정 전압 신호(204B)가 입력되는 배선(214B)과, 보정 동기 신호(205B)가 입력되는 배선(215B)이 전기적으로 접속된다.
선택기(122R)는 래치 회로(121)로부터 입력되는 선택 신호에 따라, 보정 동기 신호(205R)에 기초하여 영상 신호(203R) 및 보정 전압 신호(204R) 중 어느 하나를 신호선(216R)에 출력한다.
마찬가지로, 선택기(122G)는 선택 신호와 보정 동기 신호(205G)에 기초하여 영상 신호(203G) 및 보정 전압 신호(204G) 중 어느 하나를 신호선(216G)에 출력한다. 또한, 선택기(122B)는 선택 신호와 보정 동기 신호(205B)에 기초하여 영상 신호(203B) 및 보정 전압 신호(204B) 중 어느 하나를 신호선(216B)에 출력한다.
다음에, 신호선 구동 회로(102)의 동작예에 대하여 도 6에 도시된 타이밍 차트를 사용하여 설명한다.
도 6에서는, 위로부터 선택 신호선(211), 영상 신호(203R), 보정 전압 신호(204R), 보정 동기 신호(205R), 영상 신호(203G), 보정 전압 신호(204G), 보정 동기 신호(205G), 영상 신호(203B), 보정 전압 신호(204B), 보정 동기 신호(205B), 신호선(216R), 신호선(216G), 신호선(216B)에 대하여 각각 전위의 시간 추이를 도시하였다.
래치 회로(121)로부터 선택 신호선(211)에 하이 레벨 전위가 입력되면, 선택기(122R), 선택기(122G), 및 선택기(122B)가 각각 신호선(216R), 신호선(216G), 및 신호선(216B)에 신호를 출력한다.
여기서, 선택기(122R)는, 보정 동기 신호(205R)가 하이 레벨 전위일 때 보정 전압 신호를 신호선(216R)에 출력하고, 보정 동기 신호(205R)가 로우 레벨 전위일 때 영상 신호(203R)를 신호선(216R)에 출력한다.
따라서, 신호선(216R)에는, 선택 개시 직후의 보정 동기 신호(205R)에 기초하는 기간 중에 영상 신호(203R)보다 낮은 전위가 출력되고, 그 이후의 기간에서는 영상 신호(203R)의 전위가 출력된다. 이와 같은 신호를 부화소(110R)에 입력함으로써, 부화소(110R) 내의 발광 소자(111R)를 구비한 발광 모듈로부터의 발광을, 입력된 신호에 대한 발광 강도의 상승이 완만한 과도 특성을 나타내는 발광으로 할 수 있다.
마찬가지로, 선택기(122G)는, 선택 개시 직후에 영상 신호(203G)보다 낮은 전위가 되는 기간을 갖는 신호를 신호선(216G)에 출력한다. 또한, 선택기(122B)는, 선택 개시 직후에 영상 신호(203B)보다 낮은 전위가 되는 기간을 갖는 신호를 신호선(216B)에 출력한다. 따라서, 부화소(110G) 내의 발광 소자(111G)를 구비한 발광 모듈, 및 부화소(110B) 내의 발광 소자(111B)를 구비한 발광 모듈로부터도, 입력된 신호에 대한 발광 강도의 상승이 완만한 과도 특성을 나타내는 발광이 얻어진다.
이와 같이, 입력된 신호에 대한 발광 강도의 상승이 완만한 과도 특성을 나타내는 발광을 관찰자가 관찰하면, 연속적인 화상이 전환되는 순간에서의 관찰자의 뇌에 대한 자극이 완화되어, 자연계의 반사광에 충실한 광으로서 피로감 없이 관찰할 수 있고, 자연스러운 깊이를 느낄 수 있는 화상을 표시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상이한 발광 강도의 과도 특성을 갖는 발광 소자를 구비한 부화소에 각각 상이한 보정 전압 신호를 입력함으로써, 각각의 부화소 내의 발광 모듈로부터의 발광의 발광 강도의 과도 특성을 개별적으로 제어할 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 보정 동기 신호(205R), 보정 동기 신호(205G), 보정 동기 신호(205B)로서, 상이한 펄스폭의 신호가 입력됨으로써, 각각의 부화소로부터의 발광 강도의 과도 특성을 더 근접하게 할 수 있어, 표시부(101)에서 표시되는 화상의 색조가 시간적으로 변화되지 않고 위화감이 생기기 어렵게 할 수 있다.
또한, 2개 이상의 부화소간에 있어서, 부화소 내의 발광 소자의 발광 강도의 과도 특성이 근접한 경우에는, 이들 부화소간에서 보정 전압 신호를 공통화할 수도 있다. 예를 들어, 인광성 유기 화합물로부터의 발광을 사용하는 부화소간, 또는 형광성 유기 화합물로부터의 발광을 사용하는 부화소간에서 공통의 보정 전압 신호를 사용하여도 좋다. 이것들을 공통화함으로써 배선수를 저감할 수 있고, 또한 보정 제어 회로의 구성도 간략화할 수 있다.
또한, 2개 이상의 부화소간에 있어서, 부화소 내의 발광 소자의 발광 강도의 과도 특성이 근접한 경우나, 보정 전압 신호만으로 부화소를 보정할 수 있는 경우에는, 이들 부화소간에서 보정 동기 신호를 공통화할 수도 있다. 예를 들어, 인광성 유기 화합물로부터의 발광을 사용하는 부화소간, 또는 형광성 유기 화합물로부터의 발광을 사용하는 부화소간에서 공통의 보정 동기 신호를 사용하여도 좋고, 발광 소자의 구성에 상관없이 모든 부화소에서 동일한 보정 동기 신호를 사용하여도 좋다. 이것들을 공통화함으로써 배선수를 저감할 수 있고, 또한 보정 제어 회로의 구성도 간략화할 수 있다.
또한, 상술한 구성예에서 예시한 바와 같이, 보정 전압 신호로서, 계단 형상 또는 슬로프 형상으로 전압이 상승하는 신호를 사용할 수도 있다. 이 경우, 보정 전압 신호의 전압 파형이, 보정 동기 신호에 하이 레벨 전위가 공급되는 기간에, 영상 신호의 전압에 가까워지는, 계단 형상 또는 슬로프 형상으로 전압이 상승하는 전압 파형이 될 수 있도록, 보정 제어 회로로부터 동기한 보정 동기 신호와 보정 전압 신호를 출력하는 구성으로 하면 좋다.
이와 같은 구성의 표시 장치(100)로 함으로써, 피로감을 느끼지 않고 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 화상을 제공할 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.
이상이 표시 장치(100)에 대한 설명이다.
본 실시형태는, 본 명세서 중에 기재된 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 구성예와, 본 발명의 일 형태의 표시 장치에 사용할 수 있는 표시 패널의 구성예에 대하여 설명한다.
＜표시 패널의 구성＞
본 발명의 일 형태의 표시 장치에 사용할 수 있는 표시 패널의 구성을 도 7의 (A) 내지 도 7의 (C)에 도시하였다. 도 7의 (A)는 본 발명의 일 형태의 표시 장치에 사용할 수 있는 표시 패널의 구조의 상면도이고, 도 7의 (B)는 도 7의 (A)의 절단선 A-B 및 절단선 C-D에서의 단면을 포함한 구조의 측면도이고, 도 7의 (C)는 도 7의 (A)의 절단선 E-F에서의 단면을 포함한 화소의 구조의 측면도이다.
본 실시형태에서 예시하여 설명하는 표시 패널(400)은 제 1 기판(410) 위에 표시부(401)를 갖고, 거기에는 복수의 화소(402)가 제공되어 있다. 또한, 화소(402)에는 복수(예를 들어 3개)의 부화소가 제공되어 있다(도 7의 (A) 참조). 또한, 제 1 기판(410) 위에는 표시부(401)와 함께, 상기 표시부(401)를 구동하는 신호선 구동 회로(403s), 주사선 구동 회로(403g)가 제공되어 있다. 또한, 구동 회로를 제 1 기판(410) 위가 아니라, 외부에 형성할 수도 있다.
표시 패널(400)은 외부 입력 단자를 구비하고, FPC(Flexible Printed Circuit)(409)를 통하여 비디오 신호, 클록 신호, 스타트 신호, 리셋 신호 등을 수신한다. 또한, 여기서는 FPC만이 도시되어 있지만, FPC에는 프린트 배선 기판(PWB)이 제공되어도 좋다. 본 명세서에서의 표시 패널에는, 표시 패널 본체뿐만 아니라, 이것에 FPC 또는 PWB가 제공된 상태도 포함하기로 한다.
실재(405)는, 제 1 기판(410)과 제 2 기판(440)을 접합시킨다. 또한, 이들 사이에 형성된 공간(431)에 표시부(401)가 밀봉되어 있다(도 7의 (B) 참조).
표시 패널(400)의 단면을 포함한 구조를 도 7의 (B)를 참조하여 설명한다. 표시 패널(400)은 신호선 구동 회로(403s)와, 화소(402)에 포함된 부화소(402G)와, 리드 배선(408)을 구비한다. 또한, 본 실시형태에서 예시하는 표시 패널(400)의 표시부(401)는 도면 중에 도시된 화살표의 방향으로 광을 사출하여 화상을 표시한다.
신호선 구동 회로(403s)는 n채널형 트랜지스터(413)와 p채널형 트랜지스터(414)를 조합한 CMOS 회로를 포함한다. 또한, 구동 회로는 이 구성에 한정되지 않고, 다양한 CMOS 회로, PMOS 회로 또는 NMOS 회로로 구성하여도 좋다.
리드 배선(408)은 외부 입력 단자로부터 입력되는 신호를 신호선 구동 회로(403s) 및 주사선 구동 회로(403g)에 전송한다.
부화소(402G)는 스위칭용 트랜지스터(411)와 전류 제어용 트랜지스터(412)와 발광 모듈(450G)을 갖는다. 또한, 트랜지스터(411) 등 위에는 절연층(416)과 격벽(418)이 형성되어 있다. 발광 모듈(450G)은, 반사막, 반투과·반반사막, 및 반사막과 반투과·반반사막 사이에 발광 소자(420G)를 갖고, 발광 소자(420G)가 발하는 광을 사출하는 반투과·반반사막 측에 컬러 필터(441G)가 제공되어 있다. 본 실시형태에서 예시하는 발광 모듈(450G)에서는, 발광 소자(420G)의 제 1 전극(421G)이 반사막을 겸하고, 제 2 전극(422)이 반투과·반반사막을 겸하는 구성이 되어 있다. 또한, 표시부(401)가 화상을 표시하는 방향은 발광 소자(420G)가 발하는 광이 추출되는 방향에 의하여 결정된다.
또한, 컬러 필터(441G)를 둘러싸도록 차광성의 막(442)이 형성되어 있다. 차광성의 막(442)은 표시 패널(400)이 외광을 반사하는 현상을 방지하는 막이며, 표시부(401)가 표시하는 화상의 콘트라스트를 높이는 효과를 나타낸다. 또한, 컬러 필터(441G)와 차광성의 막(442)은 제 2 기판(440)에 형성되어 있다.
절연층(416)은, 트랜지스터(411) 등의 구조에서 유래하여 생기는 단차를 평탄화하거나, 트랜지스터(411) 등에 불순물이 확산되는 것을 억제하기 위한, 절연성의 층이며, 단일 층이라도 좋고 복수의 층의 적층이라도 좋다. 격벽(418)은 개구부를 갖는 절연성의 층이고, 발광 소자(420G)는 격벽(418)의 개구부에 형성된다.
발광 소자(420G)는 제 1 전극(421G)과, 제 2 전극(422)과, 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423)을 포함한다.
＜트랜지스터의 구성＞
도 7의 (A)에 도시된 표시 패널(400)에는, 톱 게이트형 트랜지스터가 적용되어 있다. 신호선 구동 회로(403s), 주사선 구동 회로(403g), 및 부화소에는 다양한 구조의 트랜지스터를 적용할 수 있다. 또한, 이들 트랜지스터의 채널이 형성되는 영역에는 다양한 반도체를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 비정질 실리콘, 폴리실리콘, 단결정 실리콘 외에, 산화물 반도체 등을 사용할 수 있다.
트랜지스터의 채널이 형성되는 영역에 산화물 반도체를 사용하면, 예를 들어 비정질 실리콘을 사용한 경우와 비교하여 트랜지스터를 미세화할 수 있기 때문에, 표시부에서 화소를 고정밀화할 수 있다.
또한, 트랜지스터의 채널이 형성되는 영역에 단결정 반도체를 사용하면, 트랜지스터의 크기를 미세화할 수 있기 때문에, 표시부에서 화소를 더 고정밀화할 수 있다.
반도체층을 구성하는 단결정 반도체로서는, 대표적으로는 단결정 실리콘 기판, 단결정 게르마늄 기판, 단결정 실리콘 게르마늄 기판 등, 제 14족 원소로 이루어지는 단결정 반도체 기판, 화합물 반도체 기판(SiC 기판, 사파이어 기판, GaN 기판 등) 등의 반도체 기판을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 절연 표면 위에 단결정 반도체층이 형성된 SOI(Silicon On Insulator) 기판을 사용할 수 있다.
SOI 기판의 제작 방법으로서는, 경면(鏡面) 연마 웨이퍼에 산소 이온을 주입한 후, 고온 가열함으로써, 표면으로부터 일정한 깊이에 산화층을 형성시키는 것과 동시에, 표면층에 생긴 결함을 소멸시켜 제작하는 방법, 수소 이온 조사에 의하여 형성된 미소 보이드(void)의 가열 처리에 의한 성장을 이용하여 반도체 기판을 벽개(劈開)하는 방법이나, 절연 표면 위에 결정 성장에 의하여 단결정 반도체층을 형성하는 방법 등을 사용할 수 있다.
본 실시형태에서는, 단결정 반도체 기판의 하나의 면으로부터 이온을 첨가하여, 단결정 반도체 기판의 하나의 면으로부터 일정한 깊이에 취약화층을 형성하고, 단결정 반도체 기판의 하나의 면 위, 또는 제 1 기판(410) 위의 어느 한쪽에 절연층을 형성한다. 단결정 반도체 기판과 제 1 기판(410)을 절연층을 개재하여 중첩시킨 상태로, 취약화층에 균열을 발생시켜 단결정 반도체 기판을 취약화층에서 분리하는 가열 처리를 수행하여, 단결정 반도체 기판으로부터 반도체층으로서 단결정 반도체층을 제 1 기판(410) 위에 형성한다. 또한, 제 1 기판(410)으로서는 유리 기판을 사용할 수 있다.
또한, 반도체 기판에 절연 분리 영역을 형성하고, 절연 분리된 반도체 영역을 이용하여 트랜지스터(411), 트랜지스터(412)를 형성하여도 좋다.
단결정 반도체를 채널 형성 영역으로서 사용함으로써, 결정립계에서의 결합의 결함으로 인한 트랜지스터의 문턱 전압 등의 전기적 특성의 편차를 경감할 수 있기 때문에, 본 발명의 일 형태의 패널은 각 화소에 문턱 전압 보상용 회로를 배치하지 않아도 발광 소자를 정상적으로 동작시킬 수 있다. 따라서, 화소 하나에서의 회로 요소를 삭감할 수 있어, 레이아웃의 자유도가 향상된다. 따라서, 표시 패널의 고정밀화를 도모할 수 있다. 예를 들어, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소를 1인치당 300 이상 포함한(수평 해상도가 300ppi(pixels per inch) 이상임) 구성, 더 바람직하게는 400 이상 포함한(수평 해상도가 400ppi 이상임) 구성으로 할 수 있다.
또한, 단결정 반도체를 채널 형성 영역으로서 사용한 트랜지스터는, 높은 전류 구동 능력을 유지한 채 미세화할 수 있다. 상기 미세한 트랜지스터를 사용함으로써 표시에 기여되지 않는 회로부의 면적을 축소할 수 있기 때문에 표시부에서는 표시 면적이 확대되고, 표시 패널의 슬림 베젤화를 달성할 수 있다.
＜화소의 구성＞
표시부(401)에 제공된 화소(402)의 구성에 대하여 도 7의 (C)를 참조하여 설명한다.
본 실시형태에서 예시하는 화소(402)는 부화소(402G)를 포함하고, 부화소(402G)는 반사막을 겸하는 제 1 전극(421G)과, 반투과·반반사막을 겸하는 제 2 전극(422)과, 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423a)과, 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423b)과, 중간층(424)을 구비한 발광 소자(420G)를 구비한다. 또한, 발광 소자(420G)와 중첩되도록 제 2 전극(422) 측에 컬러 필터(441G)를 구비하고, 스펙트럼의 반값폭이 60nm 이하이며 파장이 400nm 이상 800nm 미만인 광을 포함한다. 그리고, 발광 모듈(450G)의 발광으로서, 입력된 신호에 대한 발광 강도의 상승이 완만한 과도 특성을 나타내는 발광을 얻을 수 있다.
이와 같이, 입력된 신호에 대한 발광 강도의 상승이 완만한 과도 특성을 나타내는 발광을 관찰자가 관찰하면, 연속적인 화상이 전환되는 순간에서의 관찰자의 뇌에 대한 자극이 완화되어, 자연계의 반사광에 충실한 광으로서 피로감 없이 관찰할 수 있고, 자연스러운 깊이를 느낄 수 있는 화상을 표시할 수 있다.
이와 같은 화소를, 80ppi 이상, 바람직하게는 300ppi 이상의 정밀도로 표시부(401)에 제공하고, NTSC비가 80% 이상, 바람직하게는 95% 이상이고, 콘트라스트비가 500 이상, 바람직하게는 2000 이상의 표시 장치로 한다. 결과적으로, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한, 반사막과 반투과·반반사막 사이에서 발광 소자가 발하는 광이 서로 간섭하여, 400nm 이상 800nm 미만의 파장을 갖는 광 중 특정한 광이 서로 강화되고, 컬러 필터가 불필요한 광을 흡수한다. 이로써, 스펙트럼의 폭이 작은(구체적으로는 반값폭이 60nm 이하) 광을 사용하여 채도가 높은 화상을 표시할 수 있고, 깊이감이 높아진다.
따라서, 이와 같은 구성으로 함으로써, 피로감을 느끼지 않고 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 화상을 제공할 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, 화소(402)는 청색을 나타내는 광 B를 사출하는 부화소(402B), 녹색을 나타내는 광 G를 사출하는 부화소(402G), 적색을 나타내는 광 R을 사출하는 부화소(402R)를 갖는다. 부화소 각각은 구동용 트랜지스터와 발광 모듈을 구비한다. 발광 모듈 각각은, 반사막과, 반투과·반반사막과, 반사막과 반투과·반반사막 사이에 발광 소자를 구비한다.
반사막과 반투과·반반사막을 중첩시켜 미소 공진기를 구성하고, 그 사이에 발광 소자를 제공하면, 반투과·반반사막으로부터 특정한 파장의 광을 효율적으로 추출할 수 있다. 구체적으로는, 추출하는 광의 파장의 n/2배(n은 자연수)가 되도록 미소 공진기의 광학 거리를 제공하면, 광을 추출하는 효율을 높일 수 있다. 추출하는 광의 파장은 반사막과 반투과·반반사막 사이의 거리에 의존하고, 그 거리는 그 사이에 광학 조정층을 형성하여 조정할 수 있다.
광학 조정층에 사용할 수 있는 재료로서는, 가시광에 대하여 투광성을 갖는 도전막 외에, 발광성 유기 화합물을 포함한 층을 적용할 수 있다. 예를 들어, 전하 발생 영역을 사용하여 그 두께를 조정하여도 좋다. 또는, 정공 수송성이 높은 물질과 억셉터성 물질을 포함한 영역을 광학 조정층에 사용하면, 광학 조정층이 두꺼운 구성이라도 구동 전압의 상승을 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.
발광 소자의 구성으로서는, 반사막을 겸하는 제 1 전극(421G)과 반투과·반반사막을 겸하는 제 2 전극(422) 사이에 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423a), 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423b), 및 중간층(424)을 구비한 발광 소자(420G)를 구비한다.
또한, 발광 소자의 구성예에 대하여는 실시형태 3에서 자세히 설명한다.
여기서, 화소에 액정 소자를 적용한 표시 장치의 경우, 액정의 배향을 물리적으로 변화시킴으로써 화상을 표시시키기 때문에, 그 응답 속도를 충분히 빠르게 할 수 없다. 한편, 상술한 발광 소자는 액정 소자와 비교하여 응답 속도가 매우 빠르다. 따라서, 이와 같은 발광 소자를 적용한 표시 장치는, 동영상을 표시할 때 잔상이 남기 어렵고, 원활한 동영상 표시를 실현할 수 있다. 따라서, 현장감이나 입체감을 높일 수 있어, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 표시 장치를 실현할 수 있다.
본 실시형태에서 예시하는 발광 모듈은, 발광 모듈 각각에 제공되는 발광 소자의 제 2 전극(422)이 반투과·반반사막을 겸하는 구성이 되어 있다. 구체적으로는, 발광 소자(420B)와 발광 소자(420G)와 발광 소자(420R)에 공통적으로 제공된 제 2 전극(422)이, 발광 모듈(450B)과 발광 모듈(450G)과 발광 모듈(450R)의 반투과·반반사막을 겸한다.
또한, 발광 모듈 각각에 전기적으로 독립하여 제공된 발광 소자의 제 1 전극이 반사막을 겸하는 구성이 되어 있다. 구체적으로는, 발광 소자(420B)에 제공된 제 1 전극(421B)이 발광 모듈(450B)의 반사막을 겸하고, 발광 소자(420G)에 제공된 제 1 전극(421G)이 발광 모듈(450G)의 반사막을 겸하고, 발광 소자(420R)에 제공된 제 1 전극(421R)이 발광 모듈(450R)의 반사막을 겸한다.
발광 모듈의 반사막을 겸하는 제 1 전극은, 반사막 위에 광학 조정층이 적층된 구성을 갖는다. 광학 조정층은 가시광에 대한 투광성을 갖는 도전막으로 형성되고, 반사막은 가시광에 대한 반사율이 높고 도전성을 갖는 금속막이 바람직하다.
광학 조정층의 두께는 발광 모듈로부터 추출하는 광의 파장의 길이에 따라 조정한다.
예를 들어, 제 1 발광 모듈(450B)을, 청색을 나타내는 광을 투과하는 컬러 필터(441B)와, 반사막을 겸하는 제 1 전극(421B)과 반투과·반반사막을 겸하는 제 2 전극(422)을 구비하고, 이들 전극 사이의 광학 거리가 400nm 이상 500nm 미만의 k/2배(k는 자연수)로 조정된 구성으로 한다.
또한, 제 2 발광 모듈(450G)을, 녹색을 나타내는 광을 투과하는 컬러 필터(441G)와, 반사막과 반투과·반반사막을 구비하고, 이들 막 사이의 광학 거리가 500nm 이상 600nm 미만의 j/2배(j는 자연수)로 조정된 구성으로 한다.
또한, 제 3 발광 모듈(450R)을, 적색을 나타내는 광을 투과하는 컬러 필터(441R)와, 반사막과 반투과·반반사막을 구비하고, 이들 막 사이의 광학 거리가 600nm 이상 800nm 미만의 i/2배(i는 자연수)로 조정된 구성으로 한다.
이와 같은 구성의 발광 모듈은, 반사막과 반투과·반반사막 사이에서 발광 소자가 발하는 광이 서로 간섭하여, 400nm 이상 800nm 미만의 파장을 갖는 광 중 특정한 광이 서로 강화되고, 컬러 필터가 불필요한 광을 흡수한다. 이로써, 스펙트럼의 폭이 작은(구체적으로는 반값폭이 60nm 이하) 광을 사용하여 채도가 높은 화상을 표시할 수 있고, 깊이감이 높아진다. 결과적으로, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다.
특히, 제 3 발광 모듈(450R)을 스펙트럼의 반값폭이 50nm보다 작은 적색을 나타내는 광을 발하는 구성으로 하고, 제 2 발광 모듈(450G)을 스펙트럼의 반값폭이 제 3 발광 모듈(450R)이 발하는 광의 스펙트럼의 반값폭보다 작은 녹색을 나타내는 광을 발하는 구성으로 하고, 제 1 발광 모듈(450B)을 스펙트럼의 반값폭이 제 2 발광 모듈(450G)이 발하는 광의 스펙트럼의 반값폭보다 작은 청색을 나타내는 광을 발하는 구성으로 한다.
이와 같은 구성의 발광 모듈은, 적색보다 시감도가 높은 녹색을 나타내는 광의 반값폭이 좁고, 녹색보다 청색을 나타내는 광의 반값폭이 좁다. 따라서, 스펙트럼의 폭이 작은(구체적으로는 반값폭이 50nm 이하) 광을 사용하여 채도가 높은 화상을 표시할 수 있어, 깊이감이 높아진다.
또한, 제 1 발광 모듈(450B), 제 2 발광 모듈(450G) 및 제 3 발광 모듈(450R)은 모두 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423a), 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423b) 및 중간층(424)을 포함한다. 또한, 발광 소자의 한 쌍의 상기 전극의 한쪽이 반사막을 겸하고, 다른 쪽이 반투과·반반사막을 겸한다.
이와 같은 구성의 발광 모듈은, 발광성 유기 화합물을 포함한 층을 동일한 공정으로 형성할 수 있다. 또는, 반사막과 반투과·반반사막을 한 쌍의 전극이 겸한다. 이로써, 제작 공장을 간략화할 수 있다. 결과적으로, 제작이 용이하며 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다.
＜격벽의 구성＞
격벽(418)은 제 1 전극(421B), 제 1 전극(421G) 및 제 1 전극(421R)의 단부를 덮어 형성되어 있다.
격벽(418)의 하단부에는, 곡률을 갖는 곡면이 형성되도록 한다. 격벽(418)의 재료로서는 포지티브형이나 네거티브형의 감광성 수지를 사용할 수 있다.
또한, 격벽에 가시광을 흡수하는 재료를 적용하면, 인접한 발광 소자의 한쪽으로부터 다른 쪽으로 광이 누설되는 현상(크로스토크 현상이라고도 함)을 억제하는 효과를 나타낼 수 있다.
또한, 반투과·반반사막을 제 1 기판(410) 측에 제공하고, 발광 모듈이 발하는 광을 제 1 기판(410) 측으로 추출하여 화상을 표시하는 구성에 있어서는, 격벽에 가시광을 흡수하는 재료를 적용하면, 상기 격벽이, 제 1 기판(410)에 제공한 반사성의 막이 반사하는 외광을 흡수하여 그 반사를 억제할 수 있다.
＜밀봉 구조＞
본 실시형태에서 예시하는 표시 패널(400)은 제 1 기판(410), 제 2 기판(440) 및 실재(405)로 둘러싸인 공간에 발광 소자를 밀봉하는 구조를 구비한다.
공간은, 불활성 기체(질소나 아르곤 등)로 충전되는 경우 외에, 수지로 충전되는 경우도 있다. 또한, 불순물(대표적으로는 물 및/또는 산소)의 흡착재(예를 들어, 건조제 등)를 제공하여도 좋다.
실재(405) 및 제 2 기판(440)은, 대기중의 불순물(대표적으로는 물 및/또는 산소)을 최대한 투과시키지 않는 재료인 것이 바람직하다. 실재(405)에는 에폭시계 수지나, 글라스 프릿 등을 사용할 수 있다.
제 2 기판(440)에 사용할 수 있는 재료로서는, 유리 기판이나 석영 기판 외에, PVF(폴리비닐플루오라이드), 폴리에스테르 또는 아크릴 등으로 이루어지는 플라스틱 기판이나, FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics) 등을 그 예로 들 수 있다.
＜변형예＞
본 실시형태의 변형예를 도 8의 (A) 및 도 8의 (B)에 도시하였다. 도 8의 (A)는 도 7의 (A)의 절단선 A-B 및 절단선 C-D에서의 단면을 포함한 구조의 측면도이고, 도 8의 (B)는 도 7의 (A)의 절단선 E-F에서의 단면을 포함한 화소의 구조의 측면도이다.
도 8의 (A) 및 도 8의 (B)에 도시된 표시 패널은 도 7의 (A) 내지 도 7의 (C)에 도시된 표시 패널의 변형예이고, 도 7의 (A) 내지 도 7의 (C)에 도시된 표시 패널과는 화소의 구성이 상이하다. 구체적으로는, 컬러 필터가 제공되어 있지 않은 점과, 발광색이 상이한 부화소가 각각 상이한 발광성 유기 화합물을 포함한 층을 구비하는 점이 상이하다. 표시부(401)에 제공된 화소(402)의 구성의 변형예에 대하여 도 8의 (B)를 참조하여 설명한다.
본 실시형태의 변형예에서 예시하는 화소(402)는 청색을 나타내는 광 B를 사출하는 부화소(402B), 녹색을 나타내는 광 G를 사출하는 부화소(402G), 적색을 나타내는 광 R을 사출하는 부화소(402R)를 갖는다. 부화소 각각은 구동용 트랜지스터와 발광 모듈을 구비한다. 발광 모듈 각각은, 반사막과, 반투과·반반사막과, 반사막과 반투과·반반사막 사이에 발광 소자를 구비한다.
부화소(402B)는, 반사막을 겸하는 제 1 전극(421B), 반투과·반반사막을 겸하는 제 2 전극(422), 청색을 나타내는 광을 발광하는 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423B)을 구비하고, 스펙트럼의 반값폭이 60nm 이하인 청색의 광을 발하도록, 미소 공진기의 광학 거리가 조정되어 있다.
부화소(402G)는, 반사막을 겸하는 제 1 전극(421G), 반투과·반반사막을 겸하는 제 2 전극(422), 녹색을 나타내는 광을 발광하는 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423G)을 구비하고, 스펙트럼의 반값폭이 60nm 이하인 녹색의 광을 발하도록, 미소 공진기의 광학 거리가 조정되어 있다.
부화소(402R)는, 반사막을 겸하는 제 1 전극(421R), 반투과·반반사막을 겸하는 제 2 전극(422), 적색을 나타내는 광을 발광하는 발광성 유기 화합물을 포함한 층(423R)을 구비하고, 스펙트럼의 반값폭이 60nm 이하인 적색의 광을 발하도록, 미소 공진기의 광학 거리가 조정되어 있다.
그리고, 발광 모듈(450B), 발광 모듈(450G) 및 발광 모듈(450R) 중 어느 하나의 발광 모듈의 발광으로서, 입력된 신호에 대한 발광 강도의 상승이 완만한 과도 특성을 나타내는 발광을 얻을 수 있다.
또한, 각각의 발광성 유기 화합물을 포함한 층에 사용할 수 있는 재료는 실시형태 3에서 자세히 설명한다.
이와 같은 화소를, 80ppi 이상, 바람직하게는 300ppi 이상의 정밀도로 표시부(401)에 제공하고, NTSC비가 80% 이상, 바람직하게는 95% 이상이고, 콘트라스트비가 500 이상, 바람직하게는 2000 이상의 표시 장치로 한다. 결과적으로, 관찰함에 따른 관찰자의 피로가 저감되고, 관찰자가 풍부한 깊이를 느낄 수 있는 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한, 반사막과 반투과·반반사막 사이에서 발광 소자가 발하는 광이 서로 간섭하여, 400nm 이상 800nm 미만의 파장을 갖는 광 중 특정한 광이 서로 강화된다. 이로써, 스펙트럼의 폭이 작은(구체적으로는 반값폭이 60nm 이하) 광을 사용하여 채도가 높은 화상을 표시할 수 있고, 깊이감이 높아진다.
본 실시형태는, 본 명세서 중에 기재된 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 표시 장치에 사용할 수 있는 표시 패널의 구성에 대하여 설명한다.
도 9의 (A)는 도 7의 (A)의 절단선 A-B 및 절단선 C-D에서의 단면을 포함한 구조의 측면도이고, 도 9의 (B)는 도 7의 (A)의 절단선 A-B 및 C-D에서의 단면을 포함한 구조의 측면도이다.
도 9의 (A) 또는 도 9의 (B)에 도시된 표시 패널은, 그 상면의 구조가 실시형태 2에서 예시한 표시 패널의 구조와 마찬가지지만, 측면의 구조가 실시형태 2에서 예시한 표시 패널의 구조와는 상이하다. 또한, 실시형태 2에서 설명한 구성과 같은 구성을 갖는 부분에는 같은 부호를 적용하여, 실시형태 2의 설명을 원용한다.
＜표시 패널의 구성예 1.＞
도 9의 (A)에 도시된 표시 패널에서는, 부화소(402G)를 포함한 표시부와 신호선 구동 회로(403s)가 제 1 기판(410) 위에 제공되어 있다. 부화소(402G)에는 트랜지스터(471)가 제공되고, 신호선 구동 회로(403s)에는 트랜지스터(472)가 제공되며, 트랜지스터(471) 및 트랜지스터(472)는 양쪽 모두 보텀 게이트형 트랜지스터이다.
또한, 트랜지스터의 채널이 형성되는 영역의 반도체에 중첩시켜 제 2 게이트 전극(백 게이트라고도 함)을 제공하여도 좋다. 제 2 게이트 전극이 제공된 트랜지스터의 특성(예를 들어, 문턱 전압)은 제 2 게이트 전극에 인가하는 전위에 의하여 제어할 수 있다.
또한, 격벽(418) 위에 한 쌍의 스페이서(445)가 제공되어, 제 1 기판(410)과 제 2 기판(440)의 간격이 제어되어 있다. 제 1 기판(410)과 제 2 기판(440) 사이에서 생기는 광학적인 간섭 현상에서 유래하는 무늬(뉴턴링이라고도 함)이 관찰되고, 외관이 손상되는 불량을 방지할 수 있다. 또한, 인접한 부화소로부터 광이 누설되는 것을 방지하도록 제공되어, 광학적인 크로스토크 현상을 억제할 수 있다.
본 실시형태에서 예시하여 설명하는 트랜지스터의 채널이 형성되는 영역에 적합하게 사용할 수 있는 반도체의 일례에 대하여 이하에서 설명한다.
산화물 반도체는 에너지 갭이 3.0eV 이상으로 크고, 산화물 반도체를 적절한 조건으로 가공하고, 그 캐리어 밀도를 충분히 저감시켜 얻어진 산화물 반도체막이 적용된 트랜지스터에 있어서는 오프 상태에서의 소스와 드레인간의 누설 전류(오프 전류)를 종래의 실리콘을 사용한 트랜지스터와 비교하여 매우 낮은 것으로 할 수 있다.
적용할 수 있는 산화물 반도체로서는, 적어도 인듐(In) 또는 아연(Zn)을 포함하는 것이 바람직하다. 특히 In과 Zn을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터의 전기 특성의 편차를 저감시키기 위한 스테빌라이저로서, 이들 이외에 갈륨(Ga)을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 스테빌라이저로서 주석(Sn)을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 스테빌라이저로서 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 란타노이드(예를 들어, 세륨(Ce), 네오디뮴(Nd), 가돌리늄(Gd)) 중에서 선택된 1종류, 또는 복수 종류가 포함되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 산화물 반도체로서 산화 인듐, 산화 주석, 산화 아연, In-Zn계 산화물, Sn-Zn계 산화물, Al-Zn계 산화물, Zn-Mg계 산화물, Sn-Mg계 산화물, In-Mg계 산화물, In-Ga계 산화물, In-Ga-Zn계 산화물(IGZO라고도 표기함), In-Al-Zn계 산화물, In-Sn-Zn계 산화물, Sn-Ga-Zn계 산화물, Al-Ga-Zn계 산화물, Sn-Al-Zn계 산화물, In-Hf-Zn계 산화물, In-Zr-Zn계 산화물, In-Ti-Zn계 산화물, In-Sc-Zn계 산화물, In-Y-Zn계 산화물, In-La-Zn계 산화물, In-Ce-Zn계 산화물, In-Pr-Zn계 산화물, In-Nd-Zn계 산화물, In-Sm-Zn계 산화물, In-Eu-Zn계 산화물, In-Gd-Zn계 산화물, In-Tb-Zn계 산화물, In-Dy-Zn계 산화물, In-Ho-Zn계 산화물, In-Er-Zn계 산화물, In-Tm-Zn계 산화물, In-Yb-Zn계 산화물, In-Lu-Zn계 산화물, In-Sn-Ga-Zn계 산화물, In-Hf-Ga-Zn계 산화물, In-Al-Ga-Zn계 산화물, In-Sn-Al-Zn계 산화물, In-Sn-Hf-Zn계 산화물, In-Hf-Al-Zn계 산화물을 사용할 수 있다.
여기서, In-Ga-Zn계 산화물이란 In, Ga, 및 Zn을 주성분으로서 갖는 산화물이라는 뜻이며, In, Ga, 및 Zn의 비율은 불문한다. 또한, In, Ga, 및 Zn 이외의 금속 원소가 들어 있어도 좋다.
또한, 산화물 반도체로서, InMO3(ZnO)m(m>0, 또한 m은 정수가 아님)으로 표기되는 재료를 사용하여도 좋다. 또한, M은 Ga, Fe, Mn 및 Co 중에서 선택된 하나의 금속 원소 또는 복수의 금속 원소, 또는 상술한 스테빌라이저로서 사용된 원소를 나타낸다. 또한, 산화물 반도체로서, In2SnO5(ZnO)n(n>0, 또한 n은 정수)로 표기되는 재료를 사용하여도 좋다.
예를 들어, 원자수비가 In: Ga: Zn=1: 1: 1, In: Ga: Zn=3: 1: 2, 또는 In: Ga: Zn=2: 1: 3인 In-Ga-Zn계 산화물이나 이 조성 근방의 산화물을 사용하면 좋다.
트랜지스터의 반도체층에 사용할 수 있는 산화물 반도체막은 단결정을 가져도 좋고, 비단결정을 가져도 좋다. 비단결정은 예를 들어 CAAC(C Axis Aligned Crystal), 다결정, 미결정, 비정질부를 갖는다. 비정질부는 미결정, CAAC보다 결함 준위 밀도가 높다. 또한, 미결정은 CAAC보다 결함 준위 밀도가 높다. 또한, CAAC를 갖는 산화물 반도체를 CAAC-OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor)라고 부른다.
바람직하게는, 산화물 반도체막은, CAAC-OS막으로 한다.
산화물 반도체막은 예를 들어 미결정을 가져도 좋다. 또한, 미결정을 갖는 산화물 반도체를 미결정 산화물 반도체라고 부른다. 미결정 산화물 반도체막은 예를 들어 막 중에 1nm 이상 10nm 미만의 사이즈의 미결정(나노 결정)을 포함한다.
산화물 반도체막은 예를 들어 비정질부를 가져도 좋다. 또한, 비정질부를 갖는 산화물 반도체를 비정질 산화물 반도체라고 부른다. 비정질 산화물 반도체막은 예를 들어 원자 배열이 무질서한 막이고, 결정 성분을 갖지 않는다. 또는, 비정질 산화물 반도체막은 예를 들어 완전한 비정질이고, 결정부를 갖지 않는다.
또한, 산화물 반도체막이 CAAC-OS, 미결정 산화물 반도체, 비정질 산화물 반도체의 혼합막이어도 좋다. 혼합막은 예를 들어 비정질 산화물 반도체의 영역과, 미결정 산화물 반도체의 영역과, CAAC-OS의 영역을 갖는다. 또한, 혼합막은 예를 들어 비정질 산화물 반도체의 영역과, 미결정 산화물 반도체의 영역과, CAAC-OS의 영역의 적층 구조를 가져도 좋다.
또한, 산화물 반도체막은 예를 들어 단결정을 가져도 좋다.
산화물 반도체막은 복수의 결정부를 갖고, 상기 결정부의 c축이 피형성면의 법선 벡터 또는 표면의 법선 벡터에 평행한 방향으로 정렬되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상이한 결정부 사이에서 a축 및 b축의 방향이 각각 상이하여도 좋다. 이와 같은 산화물 반도체막의 일례로서는, CAAC-OS막이 있다.
이하, CAAC-OS 막에 대하여 설명한다.
CAAC-OS막의 결정부는 하나의 변이 100nm 미만인 입방체 내에 들어가는 크기인 경우가 많다. 또한, 투과형 전자 현미경(TEM: Transmission Electron Microscope)에 의한 관찰상에서는 CAAC-OS막에 포함되는 결정부와 결정부 사이의 경계는 명확하지 않다. 또한, TEM에 의하여 CAAC-OS막에 명확한 입계(그레인 바운더리라고도 함)는 확인되지 않는다. 따라서, CAAC-OS막은 입계에 기인하는 전자 이동도의 저하가 억제된다.
CAAC-OS막에 포함되는 결정부는 예를 들어, c축이 CAAC-OS막의 피형성면의 법선 벡터 또는 표면의 법선 벡터에 평행한 방향이 되도록 정렬되고 또 ab면에 수직인 방향에서 보아 금속 원자가 삼각 형상 또는 육각 형상으로 배열되고, c축에 수직인 방향에서 보아 금속 원자가 층 형상으로 배열되거나 또는 금속 원자와 산소 원자가 층 형상으로 배열되어 있다. 또한, 상이한 결정부 사이에서 a축 및 b축의 방향이 각각 상이하여도 좋다. 본 명세서에서 단지 ‘수직’이라고 기재하는 경우, 80° 이상 100° 이하, 바람직하게는 85° 이상 95° 이하의 범위도 그 범주에 포함된다. 또한, 단지 ‘평행’이라고 기재하는 경우, -10° 이상 10° 이하, 바람직하게는 -5° 이상 5° 이하의 범위도 그 범주에 포함된다.
또한, CAAC-OS막에서 결정부의 분포가 균일하지 않아도 좋다. 예를 들어, CAAC-OS막의 형성 과정에서 산화물 반도체막의 표면 측으로부터 결정 성장시키는 경우에는, 피형성면 근방보다 표면 근방에서 결정부가 차지하는 비율이 높은 경우가 있다. 또한, CAAC-OS막에 불순물을 첨가함으로써 상기 불순물 첨가 영역에서 결정부의 결정성이 저하되는 경우도 있다.
CAAC-OS막에 포함되는 결정부의 c축은 CAAC-OS막의 피형성면의 법선 벡터 또는 표면의 법선 벡터에 평행한 방향이 되도록 정렬되므로, CAAC-OS막의 형상(피형성면의 단면 형상 또는 표면의 단면 형상)에 따라서는 서로 다른 방향을 향할 수 있다. 또한, 결정부는 성막하였을 때, 또는 성막 후에 가열 처리 등의 결정화 처리를 수행하였을 때 형성된다. 따라서, 결정부의 c축은 CAAC-OS막이 형성되었을 때의 피형성면의 법선 벡터 또는 표면의 법선 벡터에 평행한 방향으로 정렬된다.
산화물 반도체막으로서 CAAC-OS막을 적용하는 경우, 상기 CAAC-OS막을 형성하는 방법으로서 세 가지 방법을 들 수 있다.
첫 번째 방법은 성막 온도를 100℃ 이상 600℃ 이하로 하여 산화물 반도체막을 형성함으로써, 산화물 반도체막에 포함되는 결정부의 c축이 피형성면의 법선 벡터 또는 표면의 법선 벡터에 평행한 방향으로 정렬된 결정부를 형성하는 방법이다.
2번째 방법은 산화물 반도체막을 얇게 형성한 후, 200℃ 이상 700℃ 이하로 가열 처리함으로써, 산화물 반도체막에 포함되는 결정부의 c축이 피형성면의 법선 벡터 또는 표면의 법선 벡터에 평행한 방향으로 정렬된 결정부를 형성하는 방법이다.
3번째 방법은 1번째 층의 산화물 반도체막을 얇게 형성한 후, 200℃ 이상 700℃ 이하의 가열 처리를 수행하고, 또한 2번째 층의 산화물 반도체막을 형성함으로써, 산화물 반도체막에 포함되는 결정부의 c축이 피형성면의 법선 벡터 또는 표면의 법선 벡터에 평행한 방향으로 정렬된 결정부를 형성하는 방법이다.
예를 들어, 스퍼터링법을 사용하여 CAAC-OS막을 형성하는 경우, 성막시의 기판 온도를 높게 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기판 가열 온도를 100℃ 이상 600℃ 이하, 바람직하게는 200℃ 이상 500℃ 이하, 더 바람직하게는 150℃ 이상 450℃ 이하로 하여 산화물 반도체막을 성막함으로써, CAAC-OS막을 형성할 수 있다.
또한, 스퍼터링법에 사용하는 전원으로서, 직류(DC) 전원을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 고주파(RF) 전원, 교류(AC) 전원을 사용할 수도 있다. 다만, RF 전원은, 대면적의 기판에 성막할 수 있는 스퍼터링 장치에 적용되기 어렵다. 또한, 이하에서 나타내는 관점에서 AC 전원보다 DC 전원이 바람직하다고 생각할 수 있다.
스퍼터링용 타깃으로서 In-Ga-Zn-O 화합물 타깃을 사용하는 경우, 예를 들어 InOx 분말, GaOy 분말, 및 ZnOz 분말을 2:2:1, 8:4:3, 3:1:1, 1:1:1, 4:2:3, 3:1:2, 3:1:4, 1:6:4, 1:6:9 등의 mol수비로 혼합하여 형성한 In-Ga-Zn-O 화합물 타깃을 사용하는 것이 바람직하다. x, y 및 z는 임의의 양수이다. 또한, 스퍼터링용 타깃은 다결정이어도 좋다.
또한, 마그네트론을 사용하여, 자기장에 의하여 스퍼터링용 타깃의 근방의 플라즈마 공간을 고밀도화하여도 좋다. 마그네트론 스퍼터링 장치에서는, 예를 들어 스퍼터링용 타깃의 전방에 자기장을 형성하기 때문에, 스퍼터링용 타깃의 후방에 자석 조립체(magnetic assembly)가 배치된다. 상기 자기장은, 스퍼터링용 타깃의 스퍼터링시에 있어서, 전리된 전자나 스퍼터링에 의하여 생기는 2차 전자를 포획한다. 이와 같이 하여 포획된 전자는 성막실내의 희가스 등의 불활성 가스와 충돌될 확률을 높이고, 결과적으로는 플라즈마 밀도가 높아진다. 이로써, 예를 들어 소자 피형성층의 온도를 현저히 상승시키지 않고, 성막의 속도를 빠르게 할 수 있다.
스퍼터링법을 사용하여 CAAC-OS막을 형성하는 경우, 예를 들어 스퍼터링 장치의 성막실내에 존재하는 불순물(수소, 물, 이산화탄소, 및 질소 등)을 저감하는 것이 바람직하다. 또한, 성막 가스 중의 불순물을 저감하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 산소 가스나 아르곤 가스의 성막 가스로서, 노점(露點)이 -40℃ 이하, 바람직하게는 -80℃ 이하, 더 바람직하게는 -100℃ 이하까지 고순도화된 가스를 사용함으로써, CAAC-OS막에 대한 불순물의 혼입을 억제할 수 있다.
스퍼터링법을 사용하여 CAAC-OS막을 형성하는 경우, 성막 가스 중의 산소 비율을 높이고, 전력을 최적화하여 성막시의 플라즈마 데미지를 억제시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 성막 가스 중의 산소 비율을 30vol.% 이상, 바람직하게는 100vol.%로 하는 것이 바람직하다.
스퍼터링법을 사용하여 CAAC-OS막을 형성하는 경우, 성막시의 기판 가열 외에도 가열 처리를 수행하여도 좋다. 가열 처리에 의하여, 예를 들어 산화물막 내의 불순물 농도를 저감시킬 수 있다.
상기 가열 처리는, 예를 들어 350℃ 이상 기판의 변형점 미만의 온도, 또한 350℃ 이상 450℃ 이하로 수행하여도 좋다. 또한, 복수회의 가열 처리를 수행하여도 좋다.
상기 가열 처리에 사용되는 가열 처리 장치로서는, GRTA(Gas Rapid Thermal Annealing) 장치 또는 LRTA(Lamp Rapid Thermal Annealing) 장치 등의 RTA(Rapid Thermal Annealing) 장치를 사용하여도 좋다. 또한, 이것에 한정되지 않고, 전기로 등 다른 가열 처리 장치를 사용하여도 좋다.
상술한 공정에 나타낸 바와 같이, 성막시에 수소나 물 등을 막 중에 포함시키지 않게 함으로써, 산화물 반도체막에 포함되는 불순물 농도를 저감한다. 또한, 산화물 반도체막의 성막 후에 가열 처리를 수행하여 산화물 반도체막에 포함되는 수소나 물 등을 제거함으로써, 불순물 농도를 저감하여도 좋다. 이 후에, 산화물 반도체막에 산소를 공급하여 산소 결손을 보전함으로써, 산화물 반도체막을 고순도화할 수 있다. 또한, 산화물 반도체막에 산소를 첨가하여도 좋다.
CAAC-OS막을 사용한 트랜지스터는 가시광이나 자외광의 조사에 기인한 전기 특성의 변동이 작다. 따라서, 상기 트랜지스터는 신뢰성이 높다.
이상이, CAAC-OS막의 설명이다.
산화물 반도체막을 형성한 후에 있어서, 탈수화 처리(탈수소화 처리)를 수행함으로써 산화물 반도체막에서 수소 또는 수분을 제거하여 불순물이 최대한 포함되지 않도록 고순도화시키고, 탈수화 처리(탈수소화 처리)로 인하여 증가된 산소 결손을 보전하기 위하여 산소를 산화물 반도체막에 첨가하는 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 또는, 산소를 공급하여 산화물 반도체막의 산소 결손을 보전하는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에서, 산화물 반도체막에 산소를 공급하는 경우를 가산소화 처리라고 기재하는 경우가 있다. 또는 산화물 반도체막에 포함되는 산소를 화학량론적 조성보다 많게 하는 경우를 과산소화 처리라고 기재하는 경우가 있다.
이와 같이, 산화물 반도체막은 탈수화 처리(탈수소화 처리)에 의하여 수소 또는 수분이 제거되고, 가산소화 처리에 의하여 산소 결손을 보전함으로써 i형(진성)화 또는 i형에 매우 가까운 산화물 반도체막으로 할 수 있다. 이와 같은 고순도화된 산화물 반도체막 중에는 도너에서 유래하는 캐리어가 매우 적고(0에 가까움), 캐리어 농도는 1×1017/cm3 미만, 1×1015/cm3 미만, 1×1014/cm3 미만, 1×1013/cm3 미만, 1×1012/cm3 미만, 1×1011/cm3 미만, 1.45×1010/cm3 미만이 된다.
또한, 이와 같이, 수소 농도가 충분히 저감되어 고순도화되고, 충분한 산소의 공급에 의하여 산소 결손에 기인하는 에너지 갭 중의 결함 준위가 저감된 산화물 반도체막을 구비한 트랜지스터는 매우 우수한 오프 전류 특성을 실현할 수 있다. 예를 들어, 실온(25℃)에서의 오프 전류(여기서는, 단위 채널 폭(1μm)당 값)는 100yA(1yA(욕토 암페어)는 1×10-24A) 이하, 바람직하게는 10yA 이하가 된다. 또한, 85℃에서는 100zA(1zA(젭토 암페어)는 1×10-21A) 이하, 바람직하게는 10zA 이하가 된다. 이와 같이, i형(진성)화 또는 실질적으로 i형화된 산화물 반도체막을 사용함으로써 매우 우수한 오프 전류 특성을 갖는 트랜지스터를 얻을 수 있다.
＜표시 패널의 구성예 2.＞
도 9의 (B)에 도시된 표시 패널에는, 보텀 게이트형 트랜지스터가 적용되어 있다. 또한, 표시부의 화소에 제공된 발광 모듈은 제 1 기판(410) 측에 광을 발하는 구성이 되어 있다.
구체적으로는, 발광 모듈(450G)이 구비한 발광 소자(420G)의 제 1 전극(421G)이 반투과·반반사막을 겸하고 제 2 전극(422)이 반사막을 겸하는 구성이 되어 있다. 결과적으로, 발광 소자(420G)가 발하는 광은, 제 1 전극(421G)과 제 1 기판(410) 사이에 제공된 컬러 필터(428G)를 통하여, 제 1 기판(410)으로부터 추출된다. 바꿔 말하면, 발광 모듈(450G)의 발광 소자(420G)는 배면 발광(보텀 이미션이라고도 함)형 발광 소자라고 할 수 있다.
또한, 컬러 필터(428G)는, 트랜지스터(481)가 제공된 제 1 기판(410) 위에 형성된다. 또한, 차광성의 막(429)이 컬러 필터(428G)를 둘러싸도록 형성되어 있다.
또한, 본 실시형태는 본 명세서에서 기재하는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 발광 모듈에 사용할 수 있는 발광 소자의 구성에 대하여 설명한다. 도 10의 (A) 내지 도 10의 (C)를 참조하여 설명한다.
본 실시형태에서 예시하는 발광 소자는 제 1 전극, 제 2 전극, 및 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 발광성 유기 화합물을 포함한 층(이하에서는 EL층이라고 함)을 구비한다. 제 1 전극 또는 제 2 전극의 어느 한쪽은 양극, 다른 쪽은 음극으로서 기능한다. EL층은 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성되고, 상기 EL층의 구성은 제 1 전극과 제 2 전극의 재질에 따라 적절히 선택하면 좋다.
＜발광 소자의 구성예＞
발광 소자의 구성의 일례를 도 10의 (A)에 도시하였다. 도 10의 (A)에 도시된 발광 소자에서는, 양극(1101)과 음극(1102) 사이에 제 1 발광 유닛(1103a)과 제 2 발광 유닛(1103b)을 포함한 EL층이 제공되어 있다. 또한, 제 1 발광 유닛(1103a)과, 제 2 발광 유닛(1103b) 사이에는 중간층(1104)이 제공되어 있다.
양극(1101)과 음극(1102) 사이에 발광 소자의 문턱 전압보다 높은 전압을 인가하면, EL층으로 양극(1101) 측으로부터 정공이 주입되고 음극(1102) 측으로부터 전자가 주입된다. 주입된 전자와 정공은 EL층에서 재결합하여, EL층에 포함되는 발광 물질이 발광한다.
또한, 본 명세서에서는, 양단으로부터 주입된 전자와 정공이 재결합하는 영역을 하나 갖는 층 또는 적층체를 발광 유닛이라고 한다.
양극(1101)과 음극(1102) 사이에 제공되는 발광 유닛의 개수는 2개에 한정되지 않는다. 도 10의 (C)에 도시된 발광 소자는, 복수의 발광 유닛(1103)은 적층된 구조, 소위 탠덤형 발광 소자의 구성을 구비한다. 다만, 예를 들어 양극과 음극 사이에 n(n은 2 이상의 자연수)층의 발광 유닛(1103)을 제공하는 경우에는, m(m은 자연수, 1 이상 (n-1) 이하)번째의 발광 유닛과, (m+1)번째의 발광 유닛 사이에 각각 중간층(1104)을 제공하는 구성으로 한다.
발광 유닛(1103)은, 적어도 발광 물질을 포함한 발광층을 하나 이상 구비하면 좋고, 발광층 이외의 층과 적층된 구조라도 좋다. 발광층 이외의 층으로서는 예를 들어, 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 수송성이 부족한(블로킹하는) 물질, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 및 양극성(전자 및 정공의 수송성이 높은) 물질 등을 포함한 층을 들 수 있다.
발광 유닛(1103)의 구체적인 구성의 일례를 도 10의 (B)에 도시하였다. 도 10의 (B)에 도시한 발광 유닛(1103)은 정공 주입층(1113), 정공 수송층(1114), 발광층(1115), 전자 수송층(1116), 및 전자 주입층(1117)이 양극(1101) 측으로부터 순차적으로 적층되어 있다.
중간층(1104)의 구체적인 구성의 일례를 도 10의 (B)에 도시하였다. 중간층(1104)은 적어도 전하 발생 영역을 포함하여 형성되어 있으면 좋고, 전하 발생 영역 이외의 층과 적층된 구성이라도 좋다. 예를 들어, 제 1 전하 발생 영역(1104c), 전자 릴레이층(1104b), 및 전자 주입 버퍼층(1104a)이 음극(1102) 측으로부터 순차적으로 적층된 구조를 적용할 수 있다.
중간층(1104)에서의 전자와 정공의 움직임에 대하여 설명한다. 양극(1101)과 음극(1102)의 사이에, 발광 소자의 문턱 전압보다 높은 전압을 인가하면, 제 1 전하 발생 영역(1104c)에서 정공과 전자가 발생하고, 정공은 음극(1102) 측에 제공된 발광 유닛(1103b)으로 이동하고, 전자는 전자 릴레이층(1104b)으로 이동한다.
전자 릴레이층(1104b)은 전자 수송성이 높고, 제 1 전하 발생 영역(1104c)에서 생긴 전자를 전자 주입 버퍼층(1104a)에 신속하게 이동시킨다. 전자 주입 버퍼층(1104a)은 발광 유닛(1103)에 전자를 주입하는 장벽을 완화하여, 발광 유닛(1103)로의 전자 주입 효율을 높인다. 따라서, 제 1 전하 발생 영역(1104c)에서 발생한 전자는 전자 릴레이층(1104b)과 전자 주입 버퍼층(1104a)을 거쳐 발광 유닛(1103)의 LUMO 준위에 주입된다.
또한, 전자 릴레이층(1104b)은 제 1 전하 발생 영역(1104c)을 구성하는 물질과 전자 주입 버퍼층(1104a)을 구성하는 물질이 계면에서 반응하여, 서로의 기능이 손실되는 등의 상호 작용을 방지할 수 있다.
음극 측에 제공된 발광 유닛(1103b)에 주입된 정공은 음극(1102) 측으로부터 주입된 전자와 재결합하여, 상기 발광 유닛에 포함된 발광 물질이 발광한다. 또한, 양극 측에 형성된 발광 유닛에 주입된 전자는 양극 측으로부터 주입된 정공과 재결합되어, 상기 발광 유닛에 포함된 발광 물질이 발광한다. 따라서, 중간층(1104)에서 발생한 정공과 전자는 각각 상이한 발광 유닛에서 발광한다.
또한, 발광 유닛끼리를 접하여 제공함으로써 양자 사이에 중간층과 같은 구성이 형성되는 경우는, 발광 유닛끼리를 접하여 제공할 수 있다. 구체적으로는, 발광 유닛의 한쪽 면에 전하 발생 영역이 형성되면, 상기 전하 발생 영역은 중간층의 제 1 전하 발생 영역으로서 기능하기 때문에, 발광 유닛끼리를 접하여 제공할 수 있다.
또한, 음극과 n번째의 발광 유닛 사이에 중간층을 제공할 수도 있다.
＜발광 소자에 사용할 수 있는 재료＞
다음에, 상술한 구성을 구비하는 발광 소자에 사용할 수 있는 구체적인 재료에 대하여, 순차적으로 양극, 음극, EL층, 전하 발생 영역, 전자 릴레이층 및 전자 버퍼층의 설명을 한다.
＜양극에 사용할 수 있는 재료＞
양극(1101)은 일함수가 큰(구체적으로는 4.0eV 이상이 바람직하다) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO：Indium Tin Oxide), 실리콘 또는 산화 실리콘을 함유한 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide), 산화 텅스텐과 산화 아연을 함유한 산화 인듐 등을 들 수 있다.
그 외에, 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 또는 금속 재료의 질화물(예를 들어, 질화 티타늄 등), 몰리브덴 산화물, 바나듐 산화물, 루테늄 산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물, 티타늄 산화물 등을 들 수 있다.
다만, 양극(1101)과 접하여 제 2 전하 발생 영역을 제공하는 경우에는, 일함수를 고려하지 않고 다양한 도전성 재료를 양극(1101)에 사용할 수 있다. 구체적으로는, 일함수가 큰 재료뿐만 아니라, 일함수가 작은 재료를 사용할 수도 있다. 제 2 전하 발생 영역을 구성하는 재료에 대해서는, 제 1 전하 발생 영역과 함께 후술한다.
＜음극에 사용할 수 있는 재료＞
음극(1102)에 사용되는 재료로서는 일함수가 작은(구체적으로는 4.0eV 미만) 재료가 바람직하지만, 음극(1102)에 접하여 제 1 전하 발생 영역을 발광 유닛(1103)과의 사이에 제공하는 경우, 음극(1102)에는 일함수의 대소에 상관없이 다양한 도전성 재료를 사용할 수 있다.
또한, 음극(1102) 및 양극(1101) 중 적어도 하나는 가시광을 투과하는 도전막을 사용하여 형성된다. 가시광을 투과하는 도전막으로서는, 예를 들어 산화 텅스텐을 포함한 인듐 산화물, 산화 텅스텐을 포함한 인듐 아연 산화물, 산화 티타늄을 포함한 인듐 산화물, 산화 티타늄을 포함한 인듐 주석 산화물, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 실리콘을 첨가한 인듐 주석 산화물 등을 들 수 있다. 또한, 광을 투과할 정도(바람직하게는, 5nm 이상 30nm 이하 정도)의 금속 박막을 사용할 수도 있다.
＜EL층에 사용할 수 있는 재료＞
상술한 발광 유닛(1103)을 구성하는 각층에 사용할 수 있는 재료에 대하여 이하에 구체적인 예를 기재한다.
＜정공 주입층＞
정공 주입층은, 정공 주입성이 높은 물질을 포함한 층이다. 정공 주입성이 높은 물질로서는, 예를 들어 몰리브덴 산화물, 바나듐 산화물, 루테늄 산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물 등을 사용할 수 있다. 이 외에, 프탈로사이아닌(약칭: H2Pc)이나 구리 프탈로사이아닌(약칭: CuPc) 등의 프탈로사이아닌계 화합물, 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(스타이렌술폰산)(약칭: PEDOT/PSS) 등의 고분자 등에 의하여도 정공 주입층을 형성할 수 있다.
또한, 정공 주입층 대신에 제 2 전하 발생 영역을 사용하여도 좋다. 제 2 전하 발생 영역을 사용하면, 일함수를 고려하지 않고 다양한 도전성 재료를 양극(1101)에 사용할 수 있는 것은 상술한 바와 같다. 제 2 전하 발생 영역을 구성하는 재료에 대해서는 제 1 전하 발생 영역과 함께 후술한다.
＜정공 수송층＞
정공 수송층은 정공 수송성이 높은 물질을 포함한 층이다. 정공 수송층은 단층에 한정되지 않고 정공 수송성이 높은 물질을 포함한 층을 2층 이상 적층한 것이라도 좋다. 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면 좋고, 특히 10-6cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질이 발광 소자의 구동 전압을 저감할 수 있기 때문에 바람직하다.
＜발광층＞
발광층은 발광 물질을 포함한 층이다. 발광층은 단층에 한정되지 않고 발광 물질을 포함한 층을 2층 이상 적층한 것이라도 좋다. 발광 물질에는 형광성 화합물이나, 인광성 화합물을 사용할 수 있다. 발광 물질에 인광성 화합물을 사용하면, 발광 소자의 발광 효율을 높일 수 있기 때문에 바람직하다.
발광 물질은 호스트 재료에 분산시켜 사용하는 것이 바람직하다. 호스트 재료로서는, 그 여기 에너지가 발광 물질의 여기 에너지보다 큰 것이 바람직하다.
＜전자 수송층＞
전자 수송층은 전자 수송성이 높은 물질을 포함한 층이다. 전자 수송층은 단층에 한정되지 않고 전자 수송성이 높은 물질을 포함한 층을 2층 이상 적층한 것이라도 좋다. 정공보다 전자의 수송성이 높은 물질이라면 좋고, 특히, 10-6cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는 물질이 발광 소자의 구동 전압을 저감할 수 있기 때문에 바람직하다.
＜전자 주입층＞
전자 주입층은 전자 주입성이 높은 물질을 포함한 층이다. 전자 주입층은 단층에 한정되지 않고 전자 주입성이 높은 물질을 포함한 층을 2층 이상 적층한 것이라도 좋다. 전자 주입층을 제공하는 구성으로 함으로써 음극(1102)으로부터의 전자의 주입 효율이 높아져, 발광 소자의 구동 전압을 저감할 수 있기 때문에 바람직하다.
전자 주입성이 높은 물질로서는, 예를 들어 리튬(Li), 세슘(Cs), 칼슘(Ca), 불화 리튬(LiF), 불화 세슘(CsF), 불화 칼슘(CaF2) 등의 알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 이들의 화합물을 들 수 있다. 또한, 전자 수송성을 갖는 물질 중에 알칼리 금속, 또는 알칼리 토금속, 마그네슘(Mg), 또는 이들의 화합물을 함유시킨 것, 예를 들어 Alq 중에 마그네슘(Mg)을 함유시킨 것 등을 사용할 수도 있다.
＜전하 발생 영역에 사용할 수 있는 재료＞
제 1 전하 발생 영역(1104c) 및 제 2 전하 발생 영역은 정공 수송성이 높은 물질과 억셉터성 물질을 포함하는 영역이다. 또한, 전하 발생 영역은 동일 막 중에 정공 수송성이 높은 물질과 억셉터성 물질을 함유한 경우뿐만 아니라, 정공 수송성이 높은 물질을 포함한 층과 억셉터성 물질을 포함한 층이 적층되어도 좋다. 다만, 음극에 접하여 제공되는 제 1 전하 발생 영역이 적층 구조인 경우에는, 정공 수송성이 높은 물질을 포함한 층이 음극(1102)과 접하는 구조가 된다. 양극에 접하여 제공되는 제 2 전하 발생 영역이 적층 구조인 경우에는, 억셉터성 물질을 포함한 층이 양극(1101)과 접하는 구조가 된다.
또한, 전하 발생 영역에 있어서, 정공 수송성이 높은 물질에 대하여 질량비로, 0.1 이상 4.0 이하의 비율로 억셉터성 물질을 첨가하는 것이 바람직하다.
전하 발생 영역에 사용하는 억셉터성 물질로서는, 전이 금속 산화물, 특히 원소 주기율표에서의 제 4 족 내지 제 8 족에 속하는 금속의 산화물이 바람직하다. 구체적으로는, 산화 몰리브덴이 특히 바람직하다. 또한, 산화 몰리브덴은 흡습(吸濕)성이 낮다는 특징을 갖는다.
또한, 전하 발생 영역에 사용하는 정공 수송성이 높은 물질로서는, 방향족 아민 화합물, 카바졸 유도체, 방향족 탄화수소, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머를 포함함) 등, 각종 유기 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 10-6cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질인 것이 바람직하다. 다만, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면 이들 이외의 물질을 사용하여도 좋다.
＜전자 릴레이층에 사용할 수 있는 재료＞
전자 릴레이층(1104b)은 제 1 전하 발생 영역(1104c)에 있어서 억셉터성 물질이 추출한 전자를 신속하게 받을 수 있는 층이다. 따라서, 전자 릴레이층(1104b)은, 전자 수송성이 높은 물질을 포함한 층이며, 또한 그 LUMO 준위는, 제 1 전하 발생 영역(1104c)에 있어서의 억셉터성 물질의 억셉터 준위와, 발광 유닛(1103)의 LUMO 준위와의 사이에 위치한다. 구체적으로는, 대략 -5.0eV 이상 -3.0eV 이하로 하는 것이 바람직하다.
전자 릴레이층(1104b)에 사용하는 물질로서는, 예를 들어, 페릴렌 유도체나, 함질소 축합 방향족 화합물을 들 수 있다. 또한, 함질소 축합 방향족 화합물은 안정적인 화합물이기 때문에 전자 릴레이층(1104b)에 사용하는 물질로서 바람직하다. 또한, 함질소 축합 방향족 화합물 중, 시아노기나 불소 등의 전자 흡인기를 갖는 화합물을 사용함으로써, 전자 릴레이층(1104b)에서의 전자의 수취가 더 용이하게 되기 때문에, 바람직하다.
＜전자 주입 버퍼층에 사용할 수 있는 재료＞
전자 주입 버퍼층(1104a)은 제 1 전하 발생 영역(1104c)으로부터 발광 유닛(1103)에 대한 전자의 주입을 용이하게 하는 층이다. 전자 주입 버퍼층(1104a)을 제 1 전하 발생 영역(1104c)과 발광 유닛(1103) 사이에 제공함으로써, 양자의 주입 장벽을 완화할 수 있다.
전자 주입 버퍼층(1104a)에는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 및 이들의 화합물(알칼리 금속 화합물(산화 리튬 등의 산화물, 할로겐화물, 탄산 리튬이나 탄산 세슘 등의 탄산염을 포함함), 알칼리 토금속 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함), 또는 희토류 금속의 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함)) 등의 전자 주입성이 높은 물질을 사용할 수 있다.
또한, 전자 주입 버퍼층(1104a)이 전자 수송성이 높은 물질과 도너성 물질을 포함하여 형성되는 경우에는, 전자 수송성이 높은 물질에 대하여 질량비로 0.001 이상 0.1 이하의 비율로 도너성 물질을 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 도너성 물질로서는, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 및 이들의 화합물(알칼리 금속 화합물(산화 리튬 등의 산화물, 할로겐화물, 탄산 리튬이나 탄산 세슘 등의 탄산염을 포함함), 알칼리 토금속 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함), 또는 희토류 금속의 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함)) 외에, 테트라 티아나프타센(약칭: TTN), 니켈로센, 데카메틸니켈로센 등의 유기 화합물을 사용할 수도 있다. 또한, 전자 수송성이 높은 물질로서는, 앞서 설명한 발광 유닛(1103)의 일부에 형성할 수 있는 전자 수송층의 재료와 같은 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
＜발광 소자의 제작 방법＞
발광 소자의 제작 방법의 일 형태에 대하여 설명한다. 제 1 전극 위에 이들 층을 적절히 조합하여 EL층을 형성한다. EL층은, 거기에 사용하는 재료에 따라서 여러 가지의 방법(예를 들어, 건식법이나 습식법 등)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 진공 증착법, 잉크젯법 또는 스핀 코팅법 등을 선택하여 사용하면 좋다. 또한, 각 층마다 상이한 방법을 사용하여 형성하여도 좋다. EL층 위에 제 2 전극을 형성하여 발광 소자를 제작한다.
상술한 바와 같은 재료를 조합함으로써, 본 실시형태에 기재된 발광 소자를 제작할 수 있다. 이 발광 소자로부터는, 상술한 발광 물질로부터의 발광을 얻을 수 있고, 그 발광색은 발광 물질의 종류를 바꿈으로써 선택할 수 있다.
또한, 발광색이 상이한 복수의 발광 물질을 사용함으로써, 발광 스펙트럼의 폭을 넓혀, 예를 들어 백색 발광을 얻을 수도 있다. 백색 발광을 얻는 경우에는, 예를 들어 발광 물질을 포함한 층을 적어도 2개 구비하는 구성으로 하고, 각각의 층을 서로 보색의 관계에 있는 색을 나타내는 광을 발하도록 구성하면 좋다. 구체적인 보색 관계로서는, 예를 들어 청색과 황색, 또는 청록색과 적색 등을 들 수 있다.
또한, 연색성이 좋은 백색 발광을 얻는 경우에는, 발광 스펙트럼이 가시광 전역으로 퍼지는 것이 바람직하고, 예를 들어, 하나의 발광 소자가, 청색을 나타내는 광을 발생하는 층, 녹색을 나타내는 광을 발생하는 층, 적색을 나타내는 광을 발생하는 층을 구비하고 있는 구성으로 하면 좋다.
또한, 본 실시형태는 본 명세서에 기재된 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 5)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 전자 기기에 대하여 설명한다. 구체적으로는, 실시형태 1 내지 실시형태 4에서 예시하여 설명한 표시 장치를 탑재한 전자 기기에 대하여 도 11의 (A) 내지 도 11의 (E)를 사용하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용한 전자 기기로서, 예를 들어, 텔레비전 장치(텔레비전, 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대 전화기(휴대 전화, 휴대 전화 장치라고도 함), 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 파친코기 등의 대형 게임기 등을 들 수 있다. 이들 전자 기기의 구체적인 예를 도 11의 (A) 내지 도 11의 (E)에 도시하였다.
도 11의 (A)는 텔레비전 장치의 일례를 도시를 도시한 것이다. 텔레비전 장치(7100)는, 하우징(7101)에 표시부(7103)가 제공되어 있다. 표시부(7103)에 의하여 영상을 표시할 수 있다. 또한, 여기에서는, 스탠드(7105)에 의하여 하우징(7101)을 지지한 구성을 도시하였다.
텔레비전 장치(7100)의 조작은, 하우징(7101)이 구비하는 조작 스위치나, 별체의 리모트 컨트롤러(7110)에 의하여 수행할 수 있다. 리모트 컨트롤러(7110)가 구비하는 조작 키(7109)에 의하여, 채널이나 음량의 조작을 수행할 수 있고, 표시부(7103)에 표시되는 영상을 조작할 수 있다. 또한, 리모트 컨트롤러(7110)에, 상기 리모트 컨트롤러(7110)에서 출력하는 정보를 표시하는 표시부(7107)를 제공하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 텔레비전 장치(7100)는, 수신기나 모뎀 등을 구비한 구성으로 한다. 수신기에 의하여 일반적인 텔레비전 방송을 수신할 수 있고, 또 모뎀을 통하여 유선 또는 무선에 의한 통신 네트워크에 접속함으로써, 일 방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자간, 또는 수신자끼리 등)의 정보 통신을 수행할 수도 있다.
도 11의 (B)는 컴퓨터이며, 본체(7201), 하우징(7202), 표시부(7203), 키보드(7204), 외부 접속 포트(7205), 포인팅 디바이스(7206) 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터는 본 발명의 일 형태의 표시 장치가 그 표시부(7203)에 적용되어 있다.
도 11의 (C)는 휴대형 게임기이며, 하우징(7301)과 하우징(7302)의 2개의 하우징으로 구성되어 있고, 연결부(7303)에 의하여, 개폐 가능하게 연결되어 있다. 하우징(7301)에는 표시부(7304)가 삽입되고, 하우징(7302)에는 표시부(7305)가 삽입되어 있다. 또한, 도 11의 (C)에 도시된 휴대형 게임기는, 그 외에 스피커부(7306), 기록 매체 삽입부(7307), LED 램프(7308), 입력 수단(조작 키(7309), 접속 단자(7310), 센서(7311)(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도(硬度), 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경도(傾度), 진동, 냄새 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것), 마이크로폰(7312)) 등을 구비한다. 물론, 휴대형 게임기의 구성은 상술한 것에 한정되지 않고, 적어도 표시부(7304) 및 표시부(7305)의 양쪽, 또는 한쪽에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 사용하면 좋고, 기타 부속 설비가 적절히 제공된 구성으로 할 수 있다. 도 11의 (C)에 도시된 휴대형 게임기는, 기록 매체에 기록되어 있는 프로그램 또는 데이터를 판독하여 표시부에 표시하는 기능이나, 다른 휴대형 게임기와 무선 통신을 수행하여 정보를 공유하는 기능을 갖는다. 또한, 도 11의 (C)에 도시된 휴대형 게임기가 갖는 기능은 이것으로 한정되지 않고, 다양한 기능을 가질 수 있다.
도 11의 (D)는 휴대 전화기의 일례를 도시한 것이다. 휴대 전화기(7400)는 하우징(7401)에 삽입된 표시부(7402) 외에, 조작 버튼(7403), 외부 접속 포트(7404), 스피커(7405), 마이크(7406) 등을 구비한다. 또한, 휴대 전화기(7400)는 본 발명의 일 형태의 표시 장치가 표시부(7402)에 적용되어 있다.
도 11의 (D)에 도시된 휴대 전화기(7400)는, 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치함으로써, 정보를 입력할 수 있다. 또한, 전화를 걸거나 또는 메일을 작성하는 등의 조작은 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치함으로써 수행할 수 있다.
표시부(7402)의 화면은 주로 3가지 모드가 있다. 제 1 모드는 화상의 표시가 주된 표시 모드이고, 제 2 모드는 문자 등의 정보의 입력이 주된 입력 모드이다. 제 3 모드는 표시 모드와 입력 모드의 2개의 모드가 혼합된 표시+입력 모드이다.
예를 들어, 전화를 걸거나 또는 메일을 작성하는 경우에는, 표시부(7402)를 문자의 입력이 주된 문자 입력 모드로 하고 화면에 표시시킨 문자의 입력 조작을 수행하면 좋다. 이 경우에는, 표시부(7402)의 화면의 대부분에 키보드 또는 번호 버튼을 표시시키는 것이 바람직하다.
또한, 휴대 전화기(7400) 내부에 자이로(gyroscope) 센서, 가속도 센서 등의 기울기를 검출하는 센서를 갖는 검출 장치를 제공함으로써, 휴대 전화기(7400)의 방향(세로인지 가로인지)을 판단하여 표시부(7402)의 화면 표시를 자동적으로 전환하도록 할 수 있다.
또한, 화면 모드의 전환은 표시부(7402)를 터치하는 것, 또는 하우징(7401)의 조작 버튼(7403)의 조작에 의하여 수행된다. 또한, 표시부(7402)에 표시되는 화상의 종류에 따라 전환하도록 할 수도 있다. 예를 들어, 표시부에 표시하는 화상 신호가 동영상 데이터라면 표시 모드로, 텍스트 데이터라면 입력 모드로 전환한다.
또한, 입력 모드에서 표시부(7402)의 광 센서로 검출되는 신호를 검지하고, 표시부(7402)의 터치 조작에 의한 입력이 일정 기간 없는 경우에는, 화면의 모드를 입력 모드로부터 표시 모드로 전환하도록 제어하여도 좋다.
표시부(7402)는 이미지 센서로서 기능시킬 수도 있다. 예를 들어, 표시부(7402)을 손바닥이나 손가락으로 터치하여 장문(掌紋)이나 지문 등을 촬상(撮像)함으로써 본인 인증을 수행할 수 있다. 또한, 표시부에 근적외광(近赤外光)을 발광하는 백 라이트 또는 근적외광을 발광하는 검출용 광원을 사용하면, 손가락 정맥(靜脈), 손바닥 정맥 등을 촬상할 수도 있다.
도 11의 (E)는 폴더형 컴퓨터의 일례를 도시한 것이다. 폴더형 컴퓨터(7450)는, 힌지(7454)로 접속된 하우징(7451L)과 하우징(7451R)을 구비한다. 또한, 조작 버튼(7453), 왼쪽 스피커(7455L) 및 오른 쪽 스피커(7455R) 외에, 컴퓨터(7450)의 측면에는 도시되어 있지 않은 외부 접속 포트(7456)를 구비한다. 또한, 하우징(7451L)에 제공된 표시부(7452L)와 하우징(7451R)에 제공된 표시부(7452R)가 서로 대치하도록 힌지(7454)를 접음으로써 표시부를 하우징으로 보호할 수 있다.
표시부(7452L)와 표시부(7452R)는, 화상을 표시하는 것 외에, 손가락 등으로 터치하면 정보를 입력할 수 있다. 예를 들어, 인스톨이 끝난 프로그램을 나타내는 아이콘을 손가락으로 터치하여 선택하여, 프로그램을 기동할 수 있다. 또는, 표시된 화상의 2개소에 터치한 손가락의 간격을 바꾸어, 화상을 확대 또는 축소할 수 있다. 또는, 표시된 화상의 한 개소에 터치한 손가락을 이동하여 화상을 이동할 수 있다. 또한, 키보드의 화상을 표시하고, 표시된 문자나 기호를 손가락으로 터치하여 선택하여, 정보를 입력할 수도 있다.
또한, 컴퓨터(7450)에, 자이로 센서, 가속도 센서, GPS(Global Positioning System) 수신기, 지문 센서, 비디오 카메라를 탑재할 수도 있다. 예를 들어, 자이로 센서, 가속도 센서 등의 기울기를 검출하는 센서를 갖는 검출 장치를 제공함으로써, 컴퓨터(7450)의 방향(세로인지 가로인지)을 판단하여, 표시하는 화면의 방향을 자동적으로 전환하도록 할 수 있다.
또한, 컴퓨터(7450)는 네트워크에 접속할 수 있다. 컴퓨터(7450)는 인터넷상의 정보를 표시할 수 있는 것 외에, 네트워크에 접속된 다른 전자 기기를 원격으로부터 조작하는 단말로서 사용할 수 있다. 또한, 폴더형 컴퓨터(7450)에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치가 표시부(7452L)와 표시부(7452R)에 적용되어 있다.
또한, 본 실시형태는 본 명세서에 기재된 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
100: 표시 장치
101: 표시부
102: 신호선 구동 회로
103: 주사선 구동 회로
105: 보정 제어 회로
107: 연산 장치
109: DA 컨버터
110B: 부화소
110G: 부화소
110R: 부화소
111B: 발광 소자
111G: 발광 소자
111R: 발광 소자
112: 트랜지스터
113: 트랜지스터
114: 용량 소자
115: 게이트선
116: 캐소드선
117: 용량선
118: 애노드선
121: 래치 회로
122B: 선택기
122G: 선택기
122R: 선택기
201: 동기 신호
202: 동기 신호
203: 영상 신호
203R: 영상 신호
203G: 영상 신호
203B: 영상 신호
204: 보정 전압 신호
204R: 보정 전압 신호
204G: 보정 전압 신호
204B: 보정 전압 신호
205: 보정 동기 신호
205R: 보정 동기 신호
205G: 보정 동기 신호
205B: 보정 동기 신호
211: 선택 신호선
213R: 배선
213G: 배선
213B: 배선
214R: 배선
214G: 배선
214B: 배선
215R: 배선
215G: 배선
215B: 배선
216R: 신호선
216G: 신호선
216B: 신호선
400: 표시 패널
401: 표시부
402: 화소
402R: 부화소
402G: 부화소
402B: 부화소
402X: 화소
402Y: 화소
402Z: 화소
403g: 주사선 구동 회로
403s: 신호선 구동 회로
405: 실재
408: 리드 배선
410: 기판
411: 트랜지스터
412: 트랜지스터
413: n채널형 트랜지스터
414: p채널형 트랜지스터
416: 절연층
418: 격벽
420: 발광 소자
420R: 발광 소자
420G: 발광 소자
420B: 발광 소자
420X: 발광 소자
420Y: 발광 소자
420Z: 발광 소자
421: 전극
421R: 전극
421G: 전극
421B: 전극
421X: 전극
421Y: 전극
421Z: 전극
422: 전극
423: 발광성 유기 화합물을 포함한 층
423a: 발광성 유기 화합물을 포함한 층
423b 발광성 유기 화합물을 포함한 층
423R: 발광성 유기 화합물을 포함한 층
423G: 발광성 유기 화합물을 포함한 층
423B: 발광성 유기 화합물을 포함한 층
423X: 발광성 유기 화합물을 포함한 층
423Y: 발광성 유기 화합물을 포함한 층
423Z: 발광성 유기 화합물을 포함한 층
424: 중간층
428G: 컬러 필터
429: 차광성의 막
431: 공간
440: 기판
441R: 컬러 필터
441G: 컬러 필터
441B: 컬러 필터
441Z: 컬러 필터
442: 차광성의 막
445: 스페이서
450: 발광 모듈
450R: 발광 모듈
450G: 발광 모듈
450B: 발광 모듈
450X: 발광 모듈
450Y: 발광 모듈
450Z: 발광 모듈
471: 트랜지스터
472: 트랜지스터
481: 트랜지스터
1101: 양극
1102: 음극
1103: 발광 유닛
1103a: 발광 유닛
1103b: 발광 유닛
1104: 중간층
1104a: 전자 주입 버퍼층
1104b: 전자 릴레이층
1104c: 전하 발생 영역
1113: 정공 주입층
1114: 정공 수송층
1115: 발광층
1116: 전자 수송층
1117: 전자 주입층
7100: 텔레비전 장치
7101: 하우징
7103: 표시부
7105: 스탠드
7107: 표시부
7109: 조작 키
7110: 리모트 컨트롤러
7201: 본체
7202: 하우징
7203: 표시부
7204: 키보드
7205: 외부 접속 포트
7206: 포인팅 디바이스
7301: 하우징
7302: 하우징
7303: 연결부
7304: 표시부
7305: 표시부
7306: 스피커부
7307: 기록 매체 삽입부
7308: LED 램프
7309: 조작 키
7310: 접속 단자
7311: 센서
7312: 마이크로폰
7400: 휴대 전화기
7401: 하우징
7402: 표시부
7403: 조작 버튼
7404: 외부 접속 포트
7405: 스피커
7406: 마이크
7450: 컴퓨터
7451L: 하우징
7451R: 하우징
7452L: 표시부
7452R: 표시부
7453: 조작 버튼
7454: 힌지
7455L: 왼쪽 스피커
7455R: 오른 쪽 스피커
7456: 외부 접속 포트

Claims (14)

  1. 표시 장치로서,
    화소들이 80ppi 이상의 정밀도로 제공되어 있는 표시부로서, 상기 화소들 각각의 화소는 스펙트럼 반값폭이 60nm 이하인 광을 발광할 수 있는 발광 모듈을 포함하는, 상기 표시부; 및
    상기 발광 모듈의 발광의 응답 시간을 보정하는 신호를 생성하고 상기 신호를 상기 표시부에 출력하여, 상기 발광 모듈의 발광의 휘도를 1μs 이상 1ms 미만의 응답 시간으로 상기 신호에 응답하여 0보다 큰 기울기로 상승시키는 회로
    를 포함하고,
    상기 화소들 중 제1 화소의 발광 모듈은 제1 스펙트럼 반값폭이 60nm 이하인 제1 컬러의 광을 발광할 수 있고, 상기 화소들 중 제2 화소의 발광 모듈은 제2 스펙트럼 반값폭이 60nm 이하인 제2 컬러의 광을 발광할 수 있고, 상기 제1 스펙트럼 반값폭은 상기 제2 스펙트럼 반값폭과 다르고,
    상기 표시 장치는 80% 이상의 NTSC비 및 500 이상의 콘트라스트비를 갖고,
    상기 신호는 전압이 계단 형상의 방식으로 상승하는 전압 파형을 갖고,
    상기 신호는 원하는 휘도에 대응하는 전압보다 낮은 전압을 갖는 제1 신호 및 상기 제1 신호를 입력한 이후에 상기 원하는 휘도에 대응하는 상기 전압을 갖는 제2 신호를 포함하고,
    상기 발광 모듈은 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 의해 광을 발광하는, 표시 장치.
  2. 표시 장치로서,
    화소들이 80ppi 이상의 정밀도로 제공되어 있는 표시부로서, 상기 화소들 각각의 화소는 스펙트럼 반값폭이 60nm 이하인 광을 발광할 수 있는 발광 모듈을 포함하는, 상기 표시부; 및
    상기 발광 모듈의 발광의 휘도의 응답 시간을 보정하는 신호를 생성하고 상기 신호를 상기 표시부에 출력하여, 상기 발광 모듈의 발광의 휘도를 1μs 이상 1ms 미만의 응답 시간으로 상기 신호에 응답하여 0보다 큰 기울기로 상승시키는 회로
    를 포함하고,
    상기 화소들 중 제1 화소의 발광 모듈은 제1 스펙트럼 반값폭이 60nm 이하인 제1 컬러의 광을 발광할 수 있고, 상기 화소들 중 제2 화소의 발광 모듈은 제2 스펙트럼 반값폭이 60nm 이하인 제2 컬러의 광을 발광할 수 있고, 상기 제1 스펙트럼 반값폭은 상기 제2 스펙트럼 반값폭과 다르고,
    상기 표시 장치는 80% 이상의 NTSC비 및 500 이상의 콘트라스트비를 갖고,
    상기 신호는 전압이 계단 형상의 방식으로 상승하는 전압 파형을 갖고,
    상기 발광 모듈은 액정 소자를 포함하지 않고,
    상기 신호는 원하는 휘도에 대응하는 전압보다 낮은 전압을 갖는 제1 신호 및 상기 제1 신호를 입력한 이후에 상기 원하는 휘도에 대응하는 상기 전압을 갖는 제2 신호를 포함하고,
    상기 발광 모듈은 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 의해 광을 발광하는, 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광 모듈은 반사막; 반투과·반반사막; 및 상기 반사막과 상기 반투과·반반사막 사이의 발광 소자를 포함하고,
    상기 발광 소자는 한 쌍의 전극; 및 상기 한 쌍의 전극 사이의 발광성 유기 화합물을 포함한 층을 포함하는, 표시 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광 모듈은 반사막; 반투과·반반사막; 상기 반사막과 상기 반투과·반반사막 사이의 발광 소자; 및 상기 반투과·반반사막을 개재하여 상기 발광 소자와 중첩되는 컬러 필터를 포함하고,
    상기 발광 소자는 한 쌍의 전극; 상기 한 쌍의 전극 사이의 발광성 유기 화합물을 각각 포함한 복수의 층; 및 상기 복수의 층 중 한 층과 상기 복수의 층 중 다른 한 층 사이의 중간층을 포함하는, 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    제1 발광 모듈로서, 적색 광을 투과하는 컬러 필터; 및 상기 반사막과 상기 반투과·반반사막을 포함하고, 이들 막 사이의 광학 거리가 600nm 이상 800nm 미만의 i/2배(i는 자연수)로 조정된, 상기 제1 발광 모듈;
    제2 발광 모듈로서, 녹색 광을 투과하는 컬러 필터; 및 상기 반사막과 상기 반투과·반반사막을 포함하고, 이들 막 사이의 광학 거리가 500nm 이상 600nm 미만의 j/2배(j는 자연수)로 조정된, 상기 제2 발광 모듈; 및
    제3 발광 모듈로서, 청색 광을 투과하는 컬러 필터; 및 상기 반사막과 상기 반투과·반반사막을 포함하고, 이들 막 사이의 광학 거리가 400nm 이상 500nm 미만의 k/2배(k는 자연수)로 조정된, 상기 제3 발광 모듈
    을 포함하는, 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    제1 발광 모듈로서, 적색 광을 투과하는 컬러 필터; 및 상기 반사막과 상기 반투과·반반사막을 포함하고, 이들 막 사이의 광학 거리가 600nm 이상 800nm 미만의 i/2배(i는 자연수)로 조정된, 상기 제1 발광 모듈;
    제2 발광 모듈로서, 녹색 광을 투과하는 컬러 필터; 및 상기 반사막과 상기 반투과·반반사막을 포함하고, 이들 막 사이의 광학 거리가 500nm 이상 600nm 미만의 j/2배(j는 자연수)로 조정된, 상기 제2 발광 모듈; 및
    제3 발광 모듈로서, 청색 광을 투과하는 컬러 필터; 및 상기 반사막과 상기 반투과·반반사막을 포함하고, 이들 막 사이의 광학 거리가 400nm 이상 500nm 미만의 k/2배(k는 자연수)로 조정된, 상기 제3 발광 모듈
    을 포함하고,
    상기 제1 발광 모듈, 상기 제2 발광 모듈 및 상기 제3 발광 모듈은 동일한 발광성 유기 화합물을 포함한 층을 포함하는, 표시 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    스펙트럼 반값폭이 50nm보다 작은 적색 광을 발광하는 제1 발광 모듈;
    스펙트럼 반값폭이 상기 적색 광의 상기 스펙트럼 반값폭보다 작은 녹색 광을 발광하는 제2 발광 모듈; 및
    스펙트럼 반값폭이 상기 녹색 광의 상기 스펙트럼 반값폭보다 작은 청색 광을 발광하는 제3 발광 모듈
    을 포함하는, 표시 장치.
  8. 표시 장치로서,
    화소들이 80ppi 이상의 정밀도로 제공되어 있는 표시부로서, 상기 화소들 각각의 화소는 스펙트럼 반값폭이 60nm 이하인 광을 발광할 수 있는 발광 모듈을 포함하는, 상기 표시부; 및
    상기 발광 모듈의 발광의 응답 시간을 보정하는 신호를 생성하고 상기 신호를 상기 표시부에 출력하여, 상기 발광 모듈의 발광의 휘도를 1μs 이상 1ms 미만의 응답 시간으로 상기 신호에 응답하여 0보다 큰 기울기로 상승시키는 회로
    를 포함하고,
    상기 표시 장치는 80% 이상의 NTSC비 및 500 이상의 콘트라스트비를 갖고,
    상기 신호는 전압이 계단 형상의 방식으로 상승하는 전압 파형을 갖고,
    상기 신호는 원하는 휘도에 대응하는 전압보다 낮은 전압을 갖는 제1 신호 및 상기 제1 신호를 입력한 이후에 상기 원하는 휘도에 대응하는 상기 전압을 갖는 제2 신호를 포함하고,
    상기 발광 모듈은 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 의해 광을 발광하는, 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 발광 모듈은 한 쌍의 전극; 및 상기 한 쌍의 전극 사이의 발광성 유기 화합물을 포함한 층을 포함하는, 표시 장치.
  10. 전자 기기로서,
    제1항, 제2항 및 제8항 중 어느 한 항에 따른 표시 장치를 포함하는, 전자 기기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 발광성 유기 화합물은 형광성 유기 화합물 및 인광성 유기 화합물 중 하나인, 표시 장치.
  12. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 발광 모듈은 액정 소자를 포함하지 않는, 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 표시 장치로서,
    화소들이 80ppi 이상의 정밀도로 제공되어 있는 표시부로서, 상기 화소들 각각의 화소는 스펙트럼 반값폭이 60nm 이하인 광을 발광할 수 있는 발광 모듈을 포함하는, 상기 표시부; 및
    상기 발광 모듈의 발광의 응답 시간을 1μs 이상 1ms 미만으로 하는 신호를 생성하는 회로
    를 포함하고,
    상기 신호는 원하는 휘도에 대응하는 전압보다 낮은 전압을 갖는 제1 신호 및 상기 제1 신호를 입력한 이후에 상기 원하는 휘도에 대응하는 상기 전압을 갖는 제2 신호를 포함하고,
    상기 발광 모듈은 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 의해 광을 발광하는, 표시 장치.
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