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KR102795816B1 - 발광 소자 유닛 - Google Patents

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KR102795816B1
KR102795816B1 KR1020207024933A KR20207024933A KR102795816B1 KR 102795816 B1 KR102795816 B1 KR 102795816B1 KR 1020207024933 A KR1020207024933 A KR 1020207024933A KR 20207024933 A KR20207024933 A KR 20207024933A KR 102795816 B1 KR102795816 B1 KR 102795816B1
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electrode
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emitting
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토모요시 이치카와
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

발광 소자 유닛은, 3개의 발광 소자로 구성되어 있고, 제1 발광 소자(10a)는, 제1a 전극(21a), 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층(23a), 제2a 전극(22a), 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층(23b), 및, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층(23c)이 적층되어 이루어지며, 제2 발광 소자(10b)는, 제1 유기층(23a), 제1b 전극(21b), 제2 유기층(23b), 제2b 전극(22b), 및, 제3 유기층(23c)이 적층되어 이루어지며, 제3 발광 소자(10c)는, 제1 유기층(23a), 제2 유기층(23b), 제1c 전극(21c), 제3 유기층(23c), 및, 제2c 전극(22c)이 적층되어 이루어진다.

Description

발광 소자 유닛
본 개시는, 발광 소자 유닛에 관한 것이다.
근래, 모니터 장치 등의 직시형 디스플레이 뿐만 아니라, 수 미크론의 화소 피치가 요구되는 초소형 디스플레이(마이크로 디스플레이)에까지, 유기 일렉트로루미네선스 현상(유기 EL 현상)을 통하여 화상을 표시하는 유기 EL 표시 장치가 적용되어 있다. 그리고, 유기 EL 표시 장치에 있어서는, 효율성 있게 광을 취출하는 기술의 개발이 강하게 요구되고 있다. 광 취출 효율이 낮으면, 유기 EL 소자에서의 실제의 발광량을 유효하게 활용하고 있지 않는 것이 되고, 소비 전력 등의 점에서 큰 손실이 생기는 원인이 되기 때문이다.
종래의 직시형 유기 EL 표시 장치에 있어서는, 종종, 마스크 증착 프로세스에 의해, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자 및 청색 발광 소자를 제조한다. 즉, RGB 분류 도색 구조를 실현하고 있다. 그렇지만, 미세한 화소 피치를 갖는 유기 EL 표시 장치에서 RGB 분류 도색 구조를 채용하는 것은, 마스크 위치 조정의 정밀도 등에 기인하여 곤란하다. 따라서, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층의 3 층의 발광층을 전 화소에 걸쳐서 적층하고, 각 발광 소자에서 백색광을 출사시키는 「백색 방식」의 구조가 채용되고 있고, 각 발광 소자에는 컬러 필터가 마련되어 있다. 그리고, 발광 소자로부터 출사된 백색광을 컬러 필터를 통과시킴에 의해, 적색광, 녹색광 또는 청색광을 얻고 있다.
특허 문헌 1 :특개2006-278257호 공보
그렇지만 백색 방식에서는, 발광 소자로부터 출사되는 백색광을 컬러 필터로 색분해하기 때문에, 컬러 필터에서의 광의 흡수(로스)가 크고, RGB 분류 도색 방식과 비교하여 1/3 이하까지 발광 효율이 저하된다는 문제가 있다. 이것에 대해, 발광 소자에 반사막을 마련하고, 발광 소자에 마련된 투명 전극과 반사막의 사이에서 마이크로 캐비티(공진기 구조)를 형성한다. 그리고, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층의 3층의 발광층을 갖는 발광 소자에 있어서, 적색 발광에 관한 마이크로 캐비티의 최적화를 도모함에 의해, 적색광을 선택적으로 출사하는 적색 발광 소자를 마련하고, 마찬가지로, 녹색 발광에 관한 마이크로 캐비티의 최적화를 도모함에 의해, 녹색광을 선택적으로 출사하는 녹색 발광 소자를 마련하고, 청색 발광에 관한 마이크로 캐비티의 최적화를 도모함에 의해, 청색광을 선택적으로 출사하는 청색 발광 소자를 마련하는 기술이, 예를 들면, 특개2006-278257호 공보로부터 주지이다. 그렇지만, 이 기술에 있어서는, 광 취출 효율은 개선되지만, RGB 분류 도색 방식과 비교하여 발광 효율이나 색 순도가 낮다는 문제가 있다.
따라서, 본 개시의 목적은, 높은 발광 효율, 색 순도를 달성할 수 있는 구성, 구조의 발광 소자 유닛을 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 개시의 제1의 양태에 관한 발광 소자 유닛은, 3개의 발광 소자로 구성되어 있고,
제1 발광 소자는, 제1a 전극, 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층, 제2a 전극, 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층, 및, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층이 적층되어 이루어지고,
제2 발광 소자는, 제1 유기층, 제1b 전극, 제2 유기층, 제2b 전극, 및, 제3 유기층이 적층되어 이루어지고,
제3 발광 소자는, 제1 유기층, 제2 유기층, 제1c 전극, 제3 유기층, 및, 제2c 전극이 적층되어 이루어진다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 개시의 제2의 양태에 관한 발광 소자 유닛은, 3개의 발광 소자로터 구성되어 있고,
제1 발광 소자 및 제2 발광 소자는 병설되어 있고, 제1 발광 소자는, 제1a 전극, 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층 및 제2a 전극으로 이루어지고, 제2 발광 소자는, 제1b 전극, 제1 유기층 및 제2b 전극으로 이루어지고,
제3 발광 소자는, 제1 유기층, 제1c 전극, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층, 및, 제2c 전극이 적층되어 이루어지고,
제1 발광 소자의 광출사측에는 제1 컬러 필터가 배설되어 있고,
제2 발광 소자의 광출사측에는 제2 컬러 필터가 배설되어 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 개시의 제3의 양태에 관한 발광 소자 유닛은, 3개의 발광 소자로 구성되어 있고,
제1 발광 소자는, 제1a 전극, 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층, 및, 제2a 전극이 적층되어 이루어지고,
제2 발광 소자는, 제1 유기층, 제1b 전극, 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층, 및, 제2b 전극이 적층되어 이루어지고,
제3 발광 소자는, 제1 유기층, 제2 유기층, 제1c 전극, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층, 및, 제2c 전극이 적층되어 이루어진다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 개시의 제4의 양태에 관한 발광 소자 유닛은,
복수의 발광층을 포함하는 유기층이 적층된 적층 구조를 갖는 발광 소자의 복수로 구성되어 있고,
각 발광 소자는, 제1 전극, 복수의 유기층 내의 어느 한 층의 유기층, 및, 제2 전극으로 구성되어 있고,
각 발광 소자를 구성하는 제1 전극은, 발광 소자의 사이에서 중합하고 않고 있다.
본 발명에 따르면 높은 발광 효율, 색 순도를 달성할 수 있는 구성, 구조의 발광 소자 유닛을 제공할 수 있다.
도 1A 및 도 1B는, 실시례1의 발광 소자 유닛의 개념도.
도 2A 및 도 2B는, 실시례1의 발광 소자 유닛의 변형례(1) 및 변형례(2)의 개념도
도 3A 및 도 3B는, 실시례2의 발광 소자 유닛 및 그 변형례(1)의 개념도.
도 4A, 도 4B 및 도 4C는, 실시례2의 발광 소자 유닛의 변형례(2), 변형례(3) 및 변형례(4)의 개념도.
도 5A 및 도 5B는, 실시례3의 발광 소자 유닛 및 그 변형례(1)의 개념도.
도 6A 및 도 6B는, 실시례3의 발광 소자 유닛의 변형례(2) 및 변형례(3)의 개념도.
도 7은, 실시례3의 발광 소자 유닛의 변형례(4)의 개념도.
도 8은, 실시례1의 발광 소자 유닛의 모식적인 일부 단면도.
도 9는, 실시례1의 발광 소자 유닛의 변형례(1)의 모식적인 일부 단면도.
도 10A, 도 10B, 도 10C 및 도 10D는, 실시례1의 발광 소자 유닛에서의 제1 전극 및 콘택트 홀부의 배치 상태를 설명하기 위한 도면.
도 11은, 실시례2의 발광 소자 유닛의 모식적인 일부 단면도.
도 12는, 실시례2의 발광 소자 유닛의 변형례(1)의 모식적인 일부 단면도.
도 13은, 실시례2의 발광 소자 유닛의 변형례(2)의 모식적인 일부 단면도.
도 14는, 실시례2의 발광 소자 유닛의 변형례(3)의 모식적인 일부 단면도.
도 15는, 실시례3의 발광 소자 유닛의 모식적인 일부 단면도.
도 16은, 실시례3의 발광 소자 유닛의 변형례(1)의 모식적인 일부 단면도.
도 17은, 실시례3의 발광 소자 유닛의 변형례(2)의 모식적인 일부 단면도.
도 18은, 실시례3의 발광 소자 유닛의 변형례(3)의 모식적인 일부 단면도.
도 19A 및 도 19B는, 실시례1의 발광 소자 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 제1 기판 등의 모식적인 단면도.
도 20A 및 도 20B는, 도 19B에 이어, 실시례1의 발광 소자 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 제1 기판 등의 모식적인 단면도.
도 21은, 도 20B에 이어, 실시례1의 발광 소자 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 제1 기판 등의 모식적인 단면도.
도 22는, 도 21에 이어, 실시례1의 발광 소자 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 제1 기판 등의 모식적인 단면도.
도 23은, 도 22에 이어, 실시례1의 발광 소자 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 제1 기판 등의 모식적인 단면도.
도 24는, 도 23에 이어, 실시례1의 발광 소자 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 제1 기판 등의 모식적인 단면도.
도 25는, 도 24에 이어, 실시례1의 발광 소자 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 제1 기판 등의 모식적인 단면도.
도 26은, 도 25에 이어, 실시례1의 발광 소자 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 제1 기판 등의 모식적인 단면도.
도 27A 및 도 27B는, 본 개시에서의 표시 장치를 렌즈 교환 일안 리플렉스 타입의 디지털 스틸 카메라에 적용한 예로서, 도 27A는 디지털 스틸 카메라의 정면도, 도 27B는 디지털 스틸 카메라의 배면도.
도 28은, 본 개시에서의 표시 장치를 헤드 마운트 디스플레이에 적용한 예를 도시하는 헤드 마운트 디스플레이의 외관도.
이하, 도면을 참조하여, 실시례에 의거하여 본 개시를 설명하지만, 본 개시는 실시례로 한정되는 것이 아니고, 실시례에서의 여러 가지의 수치나 재료는 예시이다. 또한, 설명은, 이하의 순서로 행한다.
1. 본 개시의 제1의 양태∼제4의 양태에 관한 발광 소자 유닛, 전반에 관한 설명
2. 실시례1(본 개시의 제1의 양태, 제4의 양태에 관한 발광 소자 유닛)
3. 실시례2(본 개시의 제2의 양태, 제4의 양태에 관한 발광 소자 유닛)
4. 실시례3(본 개시의 제3의 양태, 제4의 양태에 관한 발광 소자 유닛)
5. 기타
〈본 개시의 제1의 양태∼제4의 양태에 관한 발광 소자 유닛, 전반에 관한 설명〉
본 개시의 제1의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 있어서, 제2a 전극, 제2b 전극 및 제2c 전극은, 공통의 제2 전극으로 구성되어 있는 형태라고 할 수 있다.
상기의 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 제1의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 있어, 제2a 전극, 제2b 전극 및 제2c 전극에는, 동일한 전위가 주어지는 형태로 할 수 있다.
이상에 설명한 각종의 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 제1의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 있어서, 제2a 전극, 제2b 전극 및 제2c 전극은, 예를 들면, 투명 도전층과 반투과 도전층의 적층 구조를 갖는 형태로 할 수 있다. 또한, 투명 도전층을 상층으로 하고 (즉, 제2 기판측에 위치하고), 반투과 도전층을 하층으로 하여도 좋고 (즉, 제1 기판측에 위치시켜도 좋고), 투명 도전층을 하층으로 하여, 반투과 도전층을 상층으로 하여도 좋다. 그리고, 이 경우, 예를 들면, 투명 도전층은 인듐과 아연의 산화물(IZO)로 이루어지고, 반투과 도전층은 마그네슘(Mg) 및 은(Ag)의 합금으로 이루어지는 형태로 할 수 있다. 나아가서는, 반투과 도전층을 적층 구조로 하여도 좋고, 이 경우, 상층(제2 기판측에 위치하는 층)을 마그네슘(Mg) 및 은(Ag)의 합금으로 구성하고, 하층(제1 기판측에 위치하는 층)을 칼슘(Ca)으로 구성할 수도 있다. 본 개시의 제3의 양태에 관한 발광 소자 유닛에서의 제2a 전극, 제2b 전극 및 제2c 전극, 및, 본 개시의 제4의 양태에 관한 발광 소자 유닛에서의 제2 전극에 있어서도, 마찬가지라고 할 수 있다. 또한, 본 개시의 제2의 양태에 관한 발광 소자 유닛에서의 제2a 전극 및 제2b 전극은, 상술한 바와 같이, 투명 도전층과 반투과 도전층과의 적층 구조를 가지고 있어도 좋고, 경우에 따라서는, 또한, 반투과 도전층을 적층 구조로 하여도 좋고, 또한, 제2c 전극은, 반투과 도전층, 구체적으로는, 마그네슘(Mg) 및 은(Ag)으로 이루어지는 반투과 도전층으로 하여도 좋다. 즉, 본 개시의 제2의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 있어서, 발광 소자를 구성하는 제2 전극의 재료를 발광 소자에 의해 바꾸어도 좋고, 제2a 전극 및 제2b 전극이 갖는 구조와 제2c 전극이 갖는 구조를 다르게 하여도 좋다.
나아가서는, 이상에 설명한 각종의 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 제1의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 있어서는,
제1 발광 소자에 있어서, 제1a 전극과 제1 유기층의 계면 또는 제1 광반사층에 의해 구성된 제1a계면과, 제2a 전극과 제1 유기층의 계면에 의해 구성된 제2a계면과의 사이에서, 제1 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2a 전극으로부터 출사시키고,
제2 발광 소자에 있어서, 제1b 전극과 제2 유기층과의 계면 또는 제2 광반사층에 의해 구성된 제1b계면과, 제2b 전극과 제2 유기층의 계면에 의해 구성된 제2b계면과의 사이에서, 제2 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2b 전극으로부터 출사시키고,
제3 발광 소자에 있어서, 제1c 전극과 제3 유기층의 계면 또는 제3 광반사층에 의해 구성된 제1c계면과, 제2c 전극과 제3 유기층과의 계면에 의해 구성된 제2c계면과의 사이에서, 제3 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2c 전극으로부터 출사시키는 형태로 할 수 있다. 즉, 각 발광 소자는 공진기 구조를 갖는 것이 바람직하다.
본 개시의 제2의 양태에 관한 발광 소자 유닛에서의 제3 발광 소자, 또는 또한, 본 개시의 제3의 양태에 관한 발광 소자 유닛에서도 마찬가지라고 할 수 있고, 본 개시의 제4의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 있어서는, 제1 전극과 유기층의 계면 또는 광반사층에 의해 구성된 제1계면과, 제2 전극과 유기층과의 계면에 의해 구성된 제2계면과의 사이에서, 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2 전극으로부터 출사시키는 형태로 할 수 있다.
그리고, 이 경우, 구체적으로는,
제1 발광층의 최대 발광 위치에서 제1a계면까지의 거리를 L1A, 광학 거리를 OL1A, 제1 발광층의 최대 발광 위치에서 제2a계면까지의 거리를 L2A, 광학 거리를 OL2A 로 하고, m1A 및 m2A 를 정수로 하였을 때, 이하의 식(A-1), 식(A-2), 식(A-3) 및 식(A-4)을 충족시키고 있고,
제2 발광층의 최대 발광 위치에서 제1b계면까지의 거리를 L1B, 광학 거리를 OL1B, 제2 발광층의 최대 발광 위치에서 제2b계면까지의 거리를 L2B, 광학 거리를 OL2B 로 하고, m1B 및 m2B 를 정수로 하였을 때, 이하의 식(B-1), 식(B-2), 식(B-3) 및 식(B-4)을 충족시키고 있고,
제3 발광층의 최대 발광 위치에서 제1c계면까지의 거리를 L1C, 광학 거리를 OL1C, 제3 발광층의 최대 발광 위치에서 제2c계면까지의 거리를 L2C, 광학 거리를 OL2C 로 하고, m1C 및 m2C 를 정수로 하였을 때, 이하의 식(C-1), 식(C-2), 식(C-3) 및 식(C-4)을 충족시키고 있는 형태로 할 수 있다.
0.7{-Φ1A/(2π)+m1A}≤2×OL1A/λA≤1.2{-Φ1A/(2π)+m1A} (A-1)
0.7{-Φ2A/(2π)+m2A}≤2×OL2A/λA≤1.2{-Φ2A/(2π)+m2A} (A-2)
L1A<L2A (A-3)
m1A<m2A (A-4)
0.7{-Φ1B/(2π)+m1B}≤2×OL1B/λB≤1.2{-Φ1B/(2π)+m1B} (B-1)
0.7{-Φ2B/(2π)+m 2B}≤2×OL2B/λB≤1.2{-Φ2B/(2π)+m2B} (B-2)
L1B<L2B (B-3)
m1B<m2B (B-4)
0.7{-Φ1C/(2π)+m1C}≤2×OL1C/λC≤1.2{-Φ1C/(2π)+m1C} (C-1)
0.7{-Φ2C/(2π)+m2C}≤2×OL2C/λC≤1.2{-Φ2C/(2π)+m2C} (C-2)
L1C<L2C (C-3)
m1C<m2C (C-4)
여기서,
λA : 제1 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 제1 발광층에서 발생한 광 내의 소망의 파장)
Φ1A : 제1a계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ1A≤0
Φ2A : 제2a계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ2A≤0
λB : 제2 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 제2 발광층에서 발생한 광 내의 소망의 파장)
Φ1B : 제1b계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ1B≤0
Φ2B : 제2b계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ2B≤0
λC : 제3 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 제3 발광층에서 발생한 광 내의 소망의 파장)
Φ1C : 제1c계면에서 반사되는 반사된 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ1C≤0
Φ2C : 제2c계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ2C≤0
이다.
나아가서는, 이 경우, m1A=0, m2A =1, m1B=0, m2B =1, m1C=0, m2C =1인 것이 바람직하다.
일반적으로, 투명한 재료로 이루어지는 층 α와 층 β에 의해 구성되는 반사 계면에서는, 입사한 광의 일부가 통과하고, 나머지는 반사된다. 따라서, 반사광에 위상 변화(위상 시프트)가 생긴다. 층 α와 층 β에 의해 구성되는 반사 계면에서 반사될 때의 광의 위상 변화 φAB는, 층 α의 복소(複素) 굴절율(nA, kA)과 층 β의 복소 굴절율(nB, kB)을 측정하고, 이러한 값에 의거하여 계산을 행함에 의해 구할 수 있다(예를 들면, Principles of Optics, Max Born and Emil Wolf, 1974 (PERGAMON PRESS) 등을 참조). 발광층이나 유기층의 굴절율은, 분광 엘립소미트리 측정 장치를 이용하여 측정 가능하다.
발광층의 최대 발광 위치에서 제1계면까지의 거리 L1이란, 발광층의 최대 발광 위치에서 제1계면까지의 실제의 거리(물리적 거리)를 가리키며, 발광층의 최대 발광 위치에서 제2계면까지의 거리 L2와는, 발광층의 최대 발광 위치에서 제2계면까지의 실제의 거리(물리적 거리)를 가리킨다. 또한, 광학 거리란, 광로 길이라고도 불리며, 일반적으로, 굴절율n의 매질 중을 거리 L만큼 광선이 통과하였을 때의 n×L을 가리킨다. 이하에 있어서도, 마찬가지이다. 따라서, 평균 굴절율을 nave로 하였을 때,
OL1 =L1×nave
OL2=L2 ×nave
의 관계가 있다. 여기서, 평균 굴절율 nave란, 유기층(또는, 유기층 및 층간 절연층)을 구성하는 각 층의 굴절율과 두께의 곱을 합계하여, 유기층(또는, 유기층 및 층간 절연층)의 두께로 나눈 것이다.
본 개시의 제2의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 있어서, 제2a 전극 및 제2b 전극에는, 동일한 전위가 주어지는 형태로 할 수 있고, 나아가서는, 제2a 전극, 제2b 전극 및 제2c 전극에는, 동일한 전위가 주어지는 형태로 할 수 있다.
본 개시의 제2의 양태에 관한 발광 소자 유닛에서의 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자에 있어서는, 제2a 전극 및 제2b 전극의 위(또는 상방)에 제3 유기층이 형성되어 있어도 좋다.
본 개시의 제3의 양태에 관한 발광 소자 유닛에서의 제1 발광 소자에 있어서는, 제2a 전극의 위(또는 상방)에 제2 유기층이 형성되어 있어도 좋다.
이상에 설명한 각종의 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 제1의 양태∼제4의 양태에 관한 발광 소자 유닛을, 총칭하여, [본 개시의 발광 소자 유닛 등]이라고 부르는 경우가 있고, 본 개시의 발광 소자 유닛 등을 구성하는 발광 소자를, 편의상, [본 개시의 발광 소자 등]이라고 부르는 경우가 있다.
본 개시의 발광 소자 유닛 등에 있어서, 1개의 발광 소자에 의해1개의 화소(또는 부화소)가 구성되어 있는 형태에 있어서는, 한정하는 것이 아니지만, 화소(또는 부화소)의 배열로서, 스트라이프 배열, 다이애거널 배열, 델타 배열, 또는, 렉탱글 배열을 들 수 있다. 또한, 복수의 발광 소자가 집합하여 1개의 화소(또는 부화소)가 구성되어 있는 형태에 있어서는, 한정하는 것이 아니지만, 화소(또는 부화소)의 배열로서, 스트라이프 배열을 들 수 있다.
적색 유기 EL 발광 소자는, 예를 들면, 홀 주입층, 홀 수송층, 적색 발광층 및 전자 수송층이 제1 전극 측에서 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 적색 발광층에 있어서는, 전계가 추가됨에 의해, 제1 전극으로부터 홀 주입층 및 홀 수송층을 통하여 주입된 홀의 일부와, 제2 전극으로부터 전자 수송층을 통하여 주입된 전자의 일부가 재결합하여, 적색광이 발생한다. 적색 발광층은, 예를 들면, 적색 발광 재료, 홀 수송성 재료, 전자 수송성 재료 및 양전하 수송성 재료 중, 적어도 1 종을 포함하고 있다. 적색 발광 재료는, 형광성의 것이라도 인광성의 것이라도 좋고, 예를 들면, 적색 발광층은, 유기 EL 현상을 이용하여 적색광을 발생시키는 것이고, 예를 들면, 4,4-비스(2,2-지페닐비닌)비페닐(DPVBi)에 2,6-비스[(4'-메톡시 디페닐 아미노)스티릴]-1,5-디시아노 나프탈렌(BSN)을 30질량% 혼합한 것으로 이루어진다.
녹색 유기 EL 발광 소자는, 예를 들면, 홀 주입층, 홀 수송층, 녹색 발광층 및 전자 수송층이 제1 전극 측에서 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 녹색 발광층에 있어서는, 전계가 추가됨에 의해, 제1 전극으로부터 홀 주입층, 홀 수송층 및 발광 분리층을 통하여 주입된 홀의 일부와, 제2 전극으로부터 전자 수송층을 통하여 주입된 전자의 일부가 재결합하여, 녹색광이 발생한다. 녹색 발광층은, 예를 들면, 녹색 발광 재료, 홀 수송성 재료, 전자 수송성 재료 및 양전하 수송성 재료 중, 적어도 1 종을 포함하고 있다. 녹색 발광 재료는, 형광성의 것이라도 인광성의 것이라도 좋고, 예를 들면, 녹색 발광층은, 유기 EL 현상을 이용하여 녹색광을 발생시키는 것이고, 예를 들면, DPVBi에 쿠마린6을 5질량% 혼합한 것으로 이루어진다.
청색 유기 EL 발광 소자는, 예를 들면, 홀 주입층, 홀 수송층, 청색 발광층 및 전자 수송층이 제1 전극 측에서 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 청색 발광층에 있어서는, 전계가 추가됨에 의해, 제1 전극으로부터 홀 주입층, 홀 수송층 및 발광 분리층을 통하여 주입된 홀의 일부와, 제2 전극으로부터 전자 수송층을 통하여 주입된 전자의 일부가 재결합하여, 청색광이 발생한다. 청색 발광층은, 예를 들면, 청색 발광 재료, 홀 수송성 재료, 전자 수송성 재료 및 양전하 수송성 재료 중, 적어도 1 종을 포함하고 있다. 청색 발광 재료는, 형광성의 것이라도 인광성의 것이라도 좋고, 예를 들면, 청색 발광층은, 유기 EL 현상을 이용하여 청색광을 발생시키는 것이고, 예를 들면, DPVBi에 4,4'-비스[2-{4-(N,N-디페닐 아미노)페닐}비닐]비페닐(DPAVBi)을 2.5질량% 혼합한 것으로 이루어진다.
홀 주입층은, 홀 수송층에 홀(정공)을 주입한 것이고, 예를 들면, 헥사아자트리페닐렌(HAT)유도체로 이루어진다. 홀 수송층은, 홀 주입층으로부터 주입된 홀을 발광층에 수송한 것이고, 예를 들면, 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐페닐아미노)트리페닐 아민(m-MTDATA)이나, α-나프틸페닐디아민(αNPD)으로 이루어진다.
전자 수송층은, 전자를 발광층에 수송하는 것이고, 예를 들면, 8-히드록시퀴놀린알루미늄(Alq3), BCP(2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린), 바소페난트롤린(BPhen)으로 이루어진다. 전자 수송층은, 적어도 1층 이상으로 이루어지고, 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속을 도프한 전자 수송층을 포함하여도 좋다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속을 도프한 전자 수송층에 있어서, 호스트 재료로서, 예를 들면, BCP(2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린), Alq3, 바소페난트롤린(BPhen) 등을 들 수 있고, 도펀트 재료로서, 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속 또는 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba) 등의 알칼리 토류 금속을 들 수 있다. 그리고, 호스트 재료와 도펀트 재료를 공증착함에 의해, 예를 들면 0.5질량% 내지 15질량% 도펀트 재료가 도프된 전자 수송층을 얻을 수 있다.
전자 수송층과 제2 전극의 사이에 전자 주입층을 마련하여도 좋다. 전자 주입층은, 캐소드 전극으로부터의 전자 주입을 높이기 위한 것이고, 예를 들면, 불화 리튬(LiF) 등으로 구성된다.
단, 각 층을 구성하는 재료는 예시이고, 이러한 재료로 한정하는 것이 아니다. 또한, 예를 들면, 발광층은, 청색 발광층과 황색 발광층으로 구성되어 있어도 좋고, 청색 발광층과 오렌지색 발광층으로 구성되어 있어도 좋다. 홀 주입층의 두께로서 1nm 내지 20nm, 홀 수송층의 두께로서 10nm 내지 200nm, 발광층의 두께로서 5nm 내지 50nm, 전자 수송층의 두께로서 10nm 내지 200nm를 들 수 있다.
본 개시의 제1의 양태 또는 제3의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 있어서, 제1 발광 소자를 적색 발광 소자(적색 유기 EL 발광 소자)로 구성할 수 있고, 제2 발광 소자를 녹색 발광 소자(녹색 유기 EL 발광 소자)로 구성할 수 있고, 제3 발광 소자를 청색 발광 소자(청색 유기 EL 발광 소자)로 구성할 수 있다. 본 개시의 제2의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 있어서, 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자를 황색 발광 소자(황색 유기 EL 발광 소자)로 구성할 수 있고, 또한, 오렌지색 발광 소자(오렌지색 유기 EL 발광 소자)로 구성할 수 있다. 그리고, 이 경우, 제1 컬러 필터는 적색을 선택적으로 통과시키는 필터로 하면 되고, 제2 컬러 필터는 녹색을 선택적으로 통과시키는 필터로 하면 된다. 또한, 제3 발광 소자는 청색 발광 소자(청색 유기 EL 발광 소자)로 구성하면 된다.
본 개시의 발광 소자 등에 있어서, 제1 전극을 구성하는 재료(광반사 재료)로서, 제1 전극을 애노드 전극으로서 기능시키는 경우, 예를 들면, 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 동(Cu), 철(Fe), 코발트(Co), 탄탈륨(Ta)이라는 일함수가 높은 금속 또는 합금(예를 들면, 은을 주성분으로 하여, 0.3 질량% 내지 1 질량%의 팔라듐(Pd)과, 0.3 질량% 내지 1 질량%의 동(Cu)을 포함하는 Ag-Pd-Cu 합금이나, Al-Nd 합금)을 들 수 있다. 나아가서는, 알루미늄(Al) 및 알루미늄을 포함하는 합금 등의 일함수의 값이 작고, 또한, 광반사율이 높은 도전 재료를 이용하는 경우에는, 적절한 정공 주입층을 마련하는 등으로 정공 주입성을 향상시킴에 의해, 애노드 전극으로서 이용할 수 있다. 제1 전극의 두께로서, 0.1μm 내지 1μm를 예시할 수 있다. 또한, 유전체 다층막이나 알루미늄(Al)이라는 광반사성이 높은 반사막상에, 인듐과 주석의 산화물(ITO)이나 인듐과 아연의 산화물(IZO) 등의 정공 주입 특성에 우수한 투명 도전 재료를 적층한 구조로 할 수도 있다. 한편, 제1 전극을 캐소드 전극으로서 기능시키는 경우, 일함수의 값이 작고, 또한, 광반사율이 높은 도전 재료로부터 구성하는 것이 바람직하지만, 애노드 전극으로서 이용되는 광반사율이 높은 도전 재료에 적절한 전자 주입층을 마련하는 등으로 전자 주입성을 향상시킴에 의해, 캐소드 전극으로서 이용할 수도 있다.
한편, 제2 전극을 구성하는 재료(반광투과 재료 또는 광투과 재료)로서, 제2 전극을 캐소드 전극으로서 기능시키는 경우, 발광광을 투과하고, 게다가, 발광층에 대해 전자를 효율적으로 주입할 수 있도록 일함수의 값의 작은 도전 재료로 구성하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 스트론튬(Sr), 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속과 은(Ag)[예를 들면, 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금(Mg-Ag 합금)], 마그네슘-칼슘의 합금(Mg-Ca 합금), 알루미늄(Al)과 리튬(Li)의 합금(Al-Li 합금) 등의 일함수가 작은 금속 또는 합금을 들 수 있고, 그 중에서도, Mg-Ag 합금이 바람직하고, 마그네슘과 은의 체적비로서, Mg:Ag=2:1∼30:1을 예시할 수 있다. 또한, 마그네슘과 칼슘의 체적비로서, Mg:Ca=2:1∼10:1을 예시할 수 있다. 그리고, 이들 재료로 구성된 층의 적층 구조(하층 : 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 리튬(Li), 세슘(Cs), 인듐(In), 마그네슘(Mg), 은(Ag)/상층 : 마그네슘(Mg), 은(Ag) 또는 그러한 합금)로 할 수도 있다. 제2 전극의 두께로서, 3nm 내지 50nm, 바람직하게는, 4nm 내지 20nm, 보다 바람직하게는 6nm 내지 12nm를 예시할 수 있다. 또한, 제2 전극을, 유기층 측에서, 상술한 재료층과, 예를 들어 ITO나 IZO로 이루어지는 이른바 투명 전극(예를 들면, 두께 3×10-8m내지 1×10-6m)과의 적층 구조로 할 수도 있다. 적층 구조로 하였을 경우, 상술한 재료층의 두께를 1nm 내지 4nm로 얇게 할 수도 있다. 또한, 투명 전극만으로 구성할 수도 있다. 한편, 제2 전극을 애노드 전극으로서 기능 시키는 경우, 발광광을 투과하고, 게다가, 일함수의 값의 큰 도전 재료로 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 제2 전극에 대하여, 알루미늄, 알루미늄 합금, 은, 은 합금, 동, 동합금, 금, 금합금 등의 저저항 재료로 이루어지는 버스 전극(보조 전극)을 마련하고, 제2 전극 전체로서 저저항화를 도모하여도 좋다.
제1 전극이나 제2 전극의 형성 방법으로서, 예를 들면, 전자 빔 증착법이나 열 필라멘트 증착법, 진공 증착법을 포함하는 증착법, 스패터링법, 화학적 기상 성장법(CVD법)이나 MOCVD법, 이온 도금법과 에칭법의 조합; 스크린 인쇄법이나 잉크젯 인쇄법, 메탈 마스크 인쇄법이라는 각종 인쇄법; 도금법(전기 도금법이나 무전해 도금법); 리프트 오프법; 레이저 어블레이션법; 솔·겔법 등을 들 수 있다. 각종 인쇄법이나 도금법에 의하면, 직접, 원하는 형상(패턴)을 갖는 제1 전극이나 제2 전극을 형성하는 것이 가능하다. 또한, 유기층을 형성한 후, 제1 전극이나 제2 전극을 형성하는 경우, 특히 진공 증착법과 같은 성막 입자의 에너지가 작은 성막 방법, 또한, MOCVD법이라는 성막 방법에 의거하여 형성하는 것이, 유기층의 데미지 발생을 방지한다는 관점에서 바람직하다. 유기층에 데미지가 발생하면, 리크 전류의 발생에 의한 [멸점]이라고 불리는 비 발광 화소(또는 비 발광부화소)가 생길 우려가 있다. 또한, 유기층의 형성에서 이러한 전극의 형성까지를 대기에 폭로하는 일 없이 실행하는 것이, 대기중의 수분에 의한 유기층의 열화를 방지한다는 관점에서 바람직하다. 제2 전극은 패터닝하지 않아도 좋다.
광반사층을 구성하는 재료로서, 알루미늄, 알루미늄 합금(예를 들면, Al-Nd나 Al-Cu), Al/Ti 적층 구조, Al-Cu/Ti 적층 구조, 크롬(Cr), 은(Ag), 은 합금(예를 들면, Ag-Pd-Cu, Ag-Sm-Cu), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W)을 들 수 있고, 예를 들면, 전자 빔 증착법이나 열 필라멘트 증착법, 진공 증착법을 포함하는 증착법, 스패터링법, CVD법이나 이온 도금법; 도금법(전기 도금법이나 무전해 도금법); 리프트 오프법; 레이저 어블레이션법; 솔·겔법 등에 의해 형성할 수 있다.
유기층은, 예를 들면, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 구비하고 있는데, 구체적으로는, 전술한 바와 같이, 유기층은, 예를 들면, 정공 수송층과 발광층과 전자 수송층의 적층 구조, 정공 수송층과 전자 수송층을 겸한 발광층과의 적층 구조, 정공 주입층과 정공 수송층과 발광층과 전자 수송층과 전자 주입층과의 적층 구조 등으로 구성할 수 있다. 발광층이나 유기층의 형성 방법으로서, 진공 증착법 등의 물리적 기상 성장법(PVD법); 스크린 인쇄법이나 잉크젯 인쇄법이라는 인쇄법; 전사용 기판상에 형성된 레이저 흡수층과 유기층의 적층 구조에 대하여 레이저를 조사함에 의해 레이저 흡수층상의 유기층을 분리하여, 유기층을 전사한다는 레이저 전사법, 각종의 도포법을 예시할 수 있다. 발광층이나 유기층을, 소망에 따라, 패터닝하는 일 없이, 전면에 형성하여도 좋다.
본 개시의 발광 소자 유닛 등에 있어서는, 복수의 발광 소자는 제1 기판상에 형성되어 있다. 여기서, 제1 기판으로서, 또한, 제2 기판으로서, 고왜곡점 유리 기판, 탄산나트륨 유리(Na2O·CaO·SiO2)기판, 붕규산 유리(Na2O·B2O3·SiO2)기판, 포르스테라이트(2MgO·SiO2)기판, 납유리(Na2O·PbO·SiO2)기판, 무알칼리 유리, 표면에 절연막이 형성된 각종 유리 기판, 석영 기판, 표면에 절연막이 형성된 석영 기판, 표면에 절연막이 형성된 실리콘 기판, 폴리메틸메타크릴레이트(폴리메타크릴산메틸, PMMA)나 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐페놀(PVP), 폴리에테르술폰(PES), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 예시되는 유기 폴리머(고분자 재료로 구성된 가요성을 갖는 플라스틱·필름이나 플라스틱·시트, 플라스틱 기판 이라는 고분자 재료의 형태를 갖다)를 들 수 있다. 제1 기판과 제2 기판을 구성하는 재료는, 동일하여도, 달라도 좋다. 단, 제2 기판을 통하여 광이 출사되는 상면 발광형에 있어서는, 제2 기판은, 발광 소자가 출사하는 광에 대하여 투명한 것이 요구되고, 제1 기판을 통하여 광이 출사되는 하면 발광형에 있어서는, 제1 기판은, 발광 소자가 출사하는 광에 대하여 투명한 것이 요구된다.
본 개시의 제2의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 있어, 컬러 필터는, 제2 기판측에 구비되어 있어도 좋고, 제1 기판측에 구비되어 있어도 좋다. 제1 기판측에 구비된 컬러 필터는, OCCF(온·칩·컬러 필터)라고도 불린다. 컬러 필터는 주지의 재료로 구성하면 되고, 구체적으로는, 컬러 필터는, 원하는 안료나 염료로 이루어지는 착색제를 첨가한 수지에 의해 구성되어 있고, 안료나 염료를 선택함에 의해, 목적으로 하는 색의 파장역에서의 광투과율이 높고, 다른 파장역에서의 광투과율이 낮아지도록 조정되어 있다. 차광층이, 제2 기판측에 구비되어 있어도 좋고, 제1 기판측에 구비되어 있어도 좋다. 차광층을 구성하는 차광 재료로서, 구체적으로는, 티탄(Ti)이나 크롬(Cr), 텅스텐(W), 탄탈륨(Ta), 알루미늄(Al), MoSi2 등의 광을 차광할 수 있는 재료를 들 수 있다. 차광층은, 전자 빔 증착법이나 열 필라멘트 증착법, 진공 증착법을 포함하는 증착법, 스패터링법, CVD법이나 이온 도금법 등에 의해 형성할 수 있다. 블랙 매트릭스층이, 제2 기판측에 구비되어 있어도 좋고, 제1 기판측에 구비되어 있어도 좋다. 블랙 매트릭스층은, 예를 들면, 흑색의 착색제를 혼입된 광학 농도가 1이상의 흑색의 수지막(구체적으로는, 예를 들면, 흑색의 폴리이미드계 수지)으로 이루어지고, 또한, 박막의 간섭을 이용한 박막 필터로 구성되어 있다. 박막 필터는, 예를 들면, 금속, 금속 질화물 또는 금속 산화물로 이루어지는 박막을 2층 이상 적층하여 이루어지고, 박막의 간섭을 이용하여 광을 감쇠시킨다. 박막 필터로서, 구체적으로는, Cr과 산화크롬(III)(Cr2O3)를 교대로 적층한 것을 들 수 있다.
상면 발광형에 있어서, 제1 전극은, 예를 들면, 층간 절연층상에 마련되어 있고, 또한, 층간 절연층의 상방에 마련되어 있다. 제1 발광 소자와 제2 발광 소자의 사이, 제2 발광 소자와 제3 발광 소자의 사이에도, 층간 절연층이 마련되어 있다. 제1 기판상에 형성된 발광 소자 구동부는 절연층에 의해 덮여 있고, 절연층의 위에 층간 절연층이 형성되어 있다.
발광 소자 구동부는, 1 또는 복수의 박막 트랜지스터(TFT)로 구성되어 있고, TFT와 제1 전극은, 층간 절연층에 마련된 콘택트 플러그를 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 게이트 전극은, 예를 들면, 알루미늄(Al) 등의 금속, 폴리실리콘 등으로 형성할 수 있다. 게이트 절연막은, 게이트 전극을 덮도록 제1 기판의 전면에 마련된다. 게이트 절연막은, 예를 들면, 산화 실리콘(SiO2), 질화 실리콘(SiN) 등으로 형성할 수 있다. 반도체층은, 예를 들면, 비정질 실리콘, 다결정 실리콘, 산화물 반도체 등으로 이루어지고, 게이트 절연막상에 형성하면 된다. 반도체층의 일부의 영역에 의해 소스/드레인 영역이 구성된다. 드레인 영역과 소스 영역의 사이이며 게이트 전극의 상방의 반도체층의 영역은, 채널 형성 영역에 상당한다. 이것에 의해, 제1 기판상에는, 보텀 게이트형의 박막 트랜지스터가 마련된다. 단, 발광 소자 구동부는, 보텀 게이트형의 박막 트랜지스터에 한정되지 않고, 톱 게이트형의 박막 트랜지스터로 할 수도 있다.
층간 절연층 또는 절연층, 절연막의 구성 재료로서, SiO2, NSG(논 도프·실리케이트·유리), BPSG(붕소·인·실리케이트·유리), PSG, BSG, AsSG, SbSG, PbSG, SOG(스핀 온 글라스), LTO(Low Temperature Oxide, 저온 CVD-SiO2), 저융점 유리, 유리 페이스트라는 SiOX계 재료(실리콘계 산화막을 구성하는 재료); SiON계 재료를 포함하는 SiN계 재료; SiOC;SiOF;SiCN을 들 수 있다. 또한, 산화티탄(TiO2), 산화탄탈륨(Ta2O5), 산화알루미늄(Al2O3), 산화마그네슘(MgO), 산화크롬(CrOx), 산화지르코늄(ZrO2), 산화니오브(Nb2O5), 산화주석(SnO2), 산화바나듐(VOx)이라는 무기물 절연 재료를 들 수 있다. 또한, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 노볼락계 수지라는 각종 수지나, SiOCH, 유기 SOG, 불소계 수지라는 저유전율 절연 재료(예를 들면, 유전율k(=ε/ε0)가 예를 들면 3.5 이하의 재료이고, 구체적으로는, 예를 들면, 플루오로카본, 시클로퍼플루오로카본폴리머, 벤조시클로부텐, 환상불소계수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 어모퍼스테트라플루오르에틸렌, 폴리 아릴 에테르, 불화아릴에테르, 불화폴리이미드, 어모퍼스카본, 파릴렌(폴리팔라듐크실렌), 불화풀러렌)을 들 수 있고, Silk(The Dow Chemical Co. 의 상표이고, 도포형 저유전율 층간 절연막 재료), Flare(Honeywell Electronic Materials Co. 의 상표이고, 폴리 알릴 에테르(PAE)계 재료)를 예시할 수도 있다. 그리고, 이들을, 단독 또는 적절히 조합시켜서 사용할 수 있다. 경우에 따라서는, 층간 절연층이나 절연층, 절연막은, 각종 CVD법, 각종 도포법, 스패터링법이나 진공 증착법을 포함하는 각종 PVD법, 크린 인쇄법이라는 각종 인쇄법, 도금법, 전착법, 침지법, 솔-겔법 등의 공지인 방법에 의거하여 형성할 수 있다. 발광 소자로부터의 광이 층간 절연층을 통과하는 구성, 구조의 하면 발광형에 있어서는, 층간 절연층은, 발광 소자로부터의 광에 대하여 투명한 재료로 구성할 필요가 있고, 발광 소자 구동부는 발광 소자로부터의 광을 차단하지 않도록 형성할 필요가 있다. 하면 발광형에 있어서는, 제1 전극의 상방에 발광 소자 구동부를 마련하는 것도 가능하다.
유기층의 상방에는, 유기층에의 수분의 도달 방지를 목적으로 하고, 절연성 또는 도전성의 보호막을 마련하는 것이 바람직하다. 보호막은, 특히 진공 증착법과 같은 성막 입자의 에너지가 작은 성막 방법, 또한, CVD법이나 MOCVD법이라는 성막 방법에 의거하여 형성하는 것이, 바탕(下地)에 대하여 미치는 영향을 작게 할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 유기층의 열화에 의한 휘도의 저하를 방지하기 위해, 성막 온도를 상온으로 설정하고, 나아가서는, 보호막의 벗겨짐을 방지하기 위해 보호막의 스트레스가 최소가 되는 조건으로 보호막을 성막하는 것이 바람직하다. 또한, 보호막의 형성은, 이미 형성되어 있는 전극을 대기에 폭로하는 일 없이 형성하는 것이 바람직하고, 이것에 의해ㅔ, 대기중의 수분이나 산소에 의한 유기층의 열화를 방지할 수 있다. 나아가서는, 상면 발광형인 경우, 보호막은, 유기층에서 발생한 광을 예를 들어 80% 이상, 투과하는 재료로 구성하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 무기 어모퍼스무성의 절연성 재료, 예를 들면, 이하에 나타내는 재료를 예시할 수 있다. 이와 같은 무기 어모퍼스성의 절연성 재료는, 그레인을 생성하지 않기 때문에, 투수성이 낮고, 양호한 보호막을 구성한다. 구체적으로는, 보호막을 구성하는 재료로서, 발광층에서 발광한 광에 대하여 투명하고, 치밀하고, 수분을 투과시키지 않는 재료를 이용하는 것이 바람직하고, 보다 구체적으로는, 예를 들면, 어모퍼스 실리콘(α-Si), 어모퍼스 탄화 실리콘(α-SiC), 어모퍼스 질화 실리콘(α-Si1-xNx), 어모퍼스 산화 실리콘(α-Si1-yOy), 어모퍼스카본(α-C), 어모퍼스 산화·질화 실리콘(α-SiON), Al2O3, TiO2를 들 수 있다. 보호막의 두께로서, 1μm 내지 8μm를 예시할 수 있는데, 이러한 값으로 한정하는 것은 아니다. 또한, 보호막을 도전 재료로 구성하는 경우, 보호막을, ITO나 IZO와 같은 것인 투명 도전 재료로 구성하면 된다.
제1 기판과 제2 기판은, 접착층(봉지층)에 의해 접착(봉지)할 수 있다. 접착층(봉지층)을 구성하는 재료로서, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제, 실리콘계 접착제, 시아노 아크릴레이트계 접착제라는 열 경화형 접착제나, 자외선 경화형 접착제를 들 수 있다. 또한, 하면 발광형의 유기 EL 표시 장치에 있어서도, 제2 전극의 상방에 제2 기판을 배치하고, 제1 전극과 제2 기판의 사이에는, 제1 전극측에서, 상술한 보호막 및 접착층이 형성되어 있는 형태로 할 수 있다.
본 개시의 발광 소자 유닛 등으로 표시 장치를 구성하는 경우, 표시 장치로서, 유기 일렉트로루미네선스 표시 장치(유기 EL 표시 장치라고 약칭한다)를 들 수 있고, 유기 EL 표시 장치를 컬러 표시의 유기 EL 표시 장치로 하였을 때, 유기 EL 표시 장치를 구성하는 유기 EL 소자의 각각에 의해, 상술한 바와 같이, 부화소가 구성된다. 여기서, 1 화소는, 예를 들면, 적색광을 발광하는 적색 발광 부화소, 녹색광을 발광하는 녹색 발광 부화소, 및, 청색을 발광하는 청색 발광 부화소의 3 종류의 부화소로 구성되어 있다. 따라서, 이 경우, 유기 EL 표시 장치를 구성하는 유기 EL 소자의 수를 N×M 개로 하였을 경우, 화소수는 (N×M)/3이다. 표시 장치의 광을 출사하는 최외면(구체적으로는, 제2 기판의 외면)에는, 자외선 흡수층, 오염 방지층, 하드 코트층, 대전 방지층을 형성하여도 좋고, 보호 부재(예를 들면, 커버 유리)를 배치하여도 좋다. 유기 EL 표시 장치는, 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터를 구성하는 모니터 장치로서 사용할 수 있고, 텔레비전 수상기나 휴대 전화, PDA(휴대 정보 단말, Personal Digital Assistant), 게임기기에 장착된 모니터 장치로서 사용할 수 있다. 또한, 전자 뷰 파인더(Electronic View Finder, EVF)나 두부(頭部) 장착형 디스플레이(Head Mounted Display, HMD)에 적용할 수 있다. 또한, 전자 북, 전자 신문 등의 전자 페이퍼, 간판, 포스터, 칠판 등의 게시판, 프린터 용지 대체의 리라이터블 페이퍼, 가전 제품의 표시부, 포인트 카드 등의 카드 표시부, 전자 광고, 전자 POP에거의 화상 표시 장치를 구성할 수 있다. 또한, 본 개시의 발광 소자 유닛 등으로 조명 장치를 구성할 수도 있고, 조명 장치로서, 액정 표시 장치용의 백라이트 장치나 면상 광원 장치를 포함하는 각종 조명 장치를 들 수 있다. 두부 장착형 디스플레이는, 예를 들면,
(ㄱ) 관찰자의 두부에 장착되는 프레임, 및,
(ㄹ) 프레임에 장착된 화상 표시 장치,
를 구비하고 있으며,
화상 표시 장치는,
(A) 본 개시에서의 표시 장치, 및,
(B) 본 개시에서의 표시 장치로부터 출사된 광이 입사되고, 출사되는 광학 장치,
를 구비하고 있으며,
광학 장치는,
(B-1) 본 개시에서의 표시 장치로부터 입사된 광이 내부를 전반사에 의해 전파된 후, 관찰자를 향하여 출사되는 도광판,
(B-2) 도광판에 입사된 광이 도광판의 내부에서 전반사되도록, 도광판에 입사된 광을 편향시키는 제1 편향 수단(예를 들면, 체적 홀로그램 회절 격자막으로 이루어지다), 및,
(B-3) 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파된 광을 도광판으로부터 출사시키기 위해, 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파된 광을 여러 차례에 걸쳐서 편향시키는 제2 편향 수단(예를 들면, 체적 홀로그램 회절 격자막으로 이루어지다),
으로 이루어진다.
실시례 1
실시례1은, 본 개시의 제1의 양태 및 제4의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 관한 것이다. 실시례1의 발광 소자 유닛의 개념도를 도 1B에 나타내고, 실시례1의 발광 소자 유닛의 모식적인 일부 단면도를 도 8에 나타내고, 실시례1의 발광 소자 유닛에서의 제1 전극 등의 모식적인 평면도를 도 10A에 나타낸다.
실시례1의 발광 소자 유닛은, 본 개시의 제1의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 따라 설명하면,
3개의 발광 소자(10(10a, 10b, 10c))로 구성되어 있고,
제1 발광 소자(10a)는, 제1a 전극(21a), 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층(23a), 제2a 전극(22a), 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층(23b), 및, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층(23c)이 적층되어 이루어지고,
제2 발광 소자(10b)는, 제1 유기층(23a), 제1b 전극(21b), 제2 유기층(23b), 제2b 전극(22b), 및, 제3 유기층(23c)이 적층되어 이루어지고,
제3 발광 소자(10c)는, 제1 유기층(23a), 제2 유기층(23b), 제1c 전극(21c), 제3 유기층(23c), 및, 제2c 전극(22c)이 적층되어 이루어진다.
또한, 실시례1의 발광 소자 유닛은, 본 개시의 제4의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 따라 설명하면,
복수의 발광층을 포함하는 유기층(23(23a, 23b, 23c))이 적층된 적층 구조를 갖는 발광 소자(10(10a, 10b, 10c))의 복수로 구성되어 있고,
각 발광 소자(10(10a, 10b, 10c))는, 제1 전극(21(21a, 21b, 21c)), 복수의 유기층(23(23a, 23b, 23c)) 중의 어느 한 층의 유기층, 및, 제2 전극(22(22a, 22b, 22c))으로 구성되어 있고,
각 발광 소자(10(10a, 10b, 10c))를 구성하는 제1 전극(21(21a, 21b, 21c))은, 발광 소자의 사이에서 중합되어 있지 않다. 즉, 제1 전극(21(21a, 21b, 21c))의 정사(正射) 영상(제1 기판에의 정사 영상)은 서로 중합되어 있지 않다.
또한, 실시례1 또는 후술하는 실시례3의 발광 소자 유닛에 있어서, 구체적으로는, 제1 발광 소자(10a)는 적색 발광 소자(적색 유기 EL 발광 소자)로 구성되고, 제2 발광 소자(10b)는 녹색 발광 소자(녹색 유기 EL 발광 소자)로 구성되고, 제3 발광 소자(10c)는 청색 발광 소자(청색 유기 EL 발광 소자)로 구성되어 있다.
그리고, 실시례1 또는 후술하는 실시례2∼실시례3에서의 유기 EL 표시 장치는, 이와 같은 발광 소자 유닛이 2 차원 매트릭스 형상으로 배열되어 이루어진다. 제1 기판(41)의 상방에, 제1 전극(21(21a, 21b, 21c)), 유기층(23(23a, 23b, 23c)) 및 제2 전극(22(22a, 22b, 22c))이, 이 순서로 적층되어 있다. 발광층에서의 광은, 제2 기판(42)을 경유하여 외부에 출사된다. 즉, 실시례1의 표시 장치는, 상면 발광형의 표시 장치이다.
실시례1 또는 후술하는 실시례2∼실시례3에서의 유기 EL 표시 장치는, 예를 들면, 전자 뷰 파인더(EVF)나 두부 장착형 디스플레이(HMD)에 적용되다, 고정밀 표시 장치이다. 또한, 예를 들면, 텔레비전 수상기라는 대형의 유기 EL 표시 장치이다. 화소수는, 예를 들면 1920×1080이고, 1개의 발광 소자(10)는 1개의 부화소를 구성하고, 발광 소자(구체적으로는 유기 EL 소자)(10)는 화소수의 3배이다. 발광 소자 유닛의 수는 화소수와 같다.
실시례1 또는 후술하는 실시례2∼실시례3에 있어서는, 제1 전극(21(21a, 21b, 21c))을 애노드 전극으로서 이용하고, 제2 전극(22(22a, 22b, 22c))을 캐소드 전극으로서 이용한다. 제1 전극(21)은, 광반사 재료, 구체적으로는, Al-Nd 합금으로 이루어진다. 제2 전극(22)은, 투명 도전층과 반투과 도전층의 적층 구조를 갖고, 구체적으로는, 투명 도전층은 IZO로 이루어지고, 반투과 도전층은 마그네슘(Mg) 및 은(Ag)의 합금으로 이루어진다. 반투과 도전층을 적층 구조로 하여도 좋고, 이 경우, 상층(제2 기판측에 위치하는 층)을 마그네슘(Mg) 및 은(Ag)의 합금으로부터 구성하고, 하층(제1 기판측에 위치하는 층)을 칼슘(Ca)으로부터 구성할 수 있다. 또한, 제2 전극(22)을 도면에서는 1 층로 나타낸다. 제1 전극(21)은, 진공 증착법과 에칭법의 조합에 의거하여 형성되어 있다. 또한, 제2 전극(22)은, 특히 진공 증착법과 같은 성막 입자의 에너지가 작은 성막 방법에 의해 성막되어 있고, 패터닝은 되어 있지 않지만(도 1B의 개념도를 참조), 경우에 따라서는, 개념도를 도 1A에 나타내도록, 일부가 패터닝되어 있어도 좋다.
실시례1 또는 후술하는 실시례2∼실시례3에 있어서, 제1 발광 소자(10a)를 구동하기 위한 유기 EL 소자 구동부는 TFT로 구성되어 있고, 이 TFT는, 게이트 전극(51a), 게이트 절연막(52), 실리콘층(반도체층)(53), 실리콘층(53)에 마련된 채널 형성 영역(54a) 및 소스/드레인 영역(55a)로 이루어진다. 소스/드레인 영역(55a)의 사이이고, 게이트 전극(51a)의 상방에 위치하는 실리콘층(53)의 부분이, 채널 형성 영역(54a)에 상당한다. 제2 발광 소자(10b)를 구동하기 위한 유기 EL 소자 구동부도 TFT로 구성되어 있고, 이 TFT는, 게이트 전극(51b), 게이트 절연막(52), 실리콘층(53), 실리콘층(53)에 마련된 채널 형성 영역(54b) 및 소스/드레인 영역(55b)으로 이루어진다. 소스/드레인 영역(55b)의 사이이고, 게이트 전극(51b)의 상방에 위치하는 실리콘층(53)의 부분이, 채널 형성 영역(54b)에 상당한다. 제3 발광 소자(10c)를 구동하기 위한 유기 EL 소자 구동부도 TFT로 구성되어 있고, 이 TFT는, 게이트 전극(51c), 게이트 절연막(52), 실리콘층(53), 실리콘층(53)에 마련된 채널 형성 영역(54c) 및 소스/드레인 영역(55c)으로 이루어진다. 소스/드레인 영역(55c)의 사이이고, 게이트 전극(51c)의 상방에 위치하는 실리콘층(53)의 부분이, 채널 형성 영역(54c)에 상당한다.
또한, 도시한 예에 있어서는, TFT를 보텀 게이트형이라고 하였지만, 톱 게이트형이라도 좋다. TFT의 게이트 전극은, 주사 회로(도시 생략)에 접속되어 있다. 도면에 있어서는, 1개의 유기 EL 소자 구동부에 관하여, 1개의 TFT를 도시하였다. 유기 EL 소자 구동부는 절연층(43)에 의해 덮여 있다.
제1 발광 소자(10a)를 구성하는 제1a 전극(21a)은, 절연층(43)의 위에 마련된 층간 절연층(31)의 위에 형성되어 있고, 제1 발광 소자(10a)를 구동하기 위한 TFT의 한편의 소스/드레인 영역(55a)과, 절연층(43)에 형성된 콘택트 홀부(56a)를 통하여 접속되어 있다. 제1a 전극(21a)을 둘러싸도록 개구부를 갖는 층간 절연층(32)이 형성되어 있고, 개구부의 바닥부에 노출한 제1a 전극(21a) 위에서 층간 절연층(32) 위에 걸쳐서, 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층(23a)이 형성되어 있다. 나아가서는, 제1 유기층(23a)의 위에, 제2a 전극(22a)이 형성되어 있다. 제1 유기층(23a) 및 제2a 전극(22a)은, 패터닝되어 있지 않는, 이른바 베타막이다. 또한, 제2a 전극(22a)의 상방에는, 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층(23b), 및, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층(23c)이 적층되어 있다. 또한, 제2a 전극(22a)의 위에는, 층간 절연층(33)이 형성되어 있다.
제2 발광 소자(10b)를 구성하는 제1b 전극(21b)은, 층간 절연층(33)의 위에 마련된 층간 절연층(34)의 위에 형성되어 있고, 제2 발광 소자(10b)를 구동하기 위한 TFT의 한편의 소스/드레인 영역(55b)과, 절연층(43), 층간 절연층(31, 32, 33)에 형성된 콘택트 홀부(56b, 57b)를 통하여 접속되어 있다. 콘택트 홀부(57b, 57c)와 제2a 전극(22a)이 단락하지 않도록 절연막(59a)이 콘택트 홀부(57b, 57c)의 내면의 일부에 형성되어 있다. 제1b 전극(21b)을 둘러싸도록 개구부를 갖는 층간 절연층(35)이 형성되어 있고, 개구부의 바닥부에 노출한 제1b 전극(21b) 위에서 층간 절연층(35) 위에 걸쳐서, 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층(23b)이 형성되어 있다. 나아가서는, 제2 유기층(23b)의 위에, 제2b 전극(22b)이 형성되어 있다. 제2 유기층(23b) 및 제2b 전극(22b)은, 패터닝되어 있지 않다, 이른바 베타막이다. 또한, 제2b 전극(22b)의 상방에는, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층(23c)이 적층되어 있다. 또한, 제1b 전극(21b)의 하방에는, 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층(23a)이 위치하고 있다. 제2b 전극(22b)의 위에는, 층간 절연층(36)이 형성되어 있다.
제3 발광 소자(10c)를 구성하는 제1c 전극(21c)은, 층간 절연층(36)의 위에 마련된 층간 절연층(37)의 위에 형성되어 있고, 제3 발광 소자(10c)를 구동하기 위한 TFT의 한편의 소스/드레인 영역(55c)과, 절연층(43), 층간 절연층(31, 32, 33, 34, 35, 36)에 형성된 콘택트 홀부(56c, 57c, 58c)를 통하여 접속되어 있다. 콘택트 홀부(58c)와 제2b 전극(22b)이 단락하지 않도록 절연막(59b)이 콘택트 홀부(58c)의 내면의 일부에 형성되어 있다. 제1c 전극(21c)을 둘러싸도록 개구부를 갖는 층간 절연층(38)이 형성되어 있고, 개구부의 바닥부에 노출한 제1c 전극(21c) 위에서 층간 절연층(38) 위에 걸쳐서, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층(23c)이 형성되어 있다. 나아가서는, 제3 유기층(23c)의 위에, 제2c 전극(22c)이 형성되어 있다. 제3 유기층(23c) 및 제2c 전극(22c)은, 패터닝되어 있지 않다, 이른바 베타막이다. 제1c 전극(21c)의 하방에는, 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층(23b) 및 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층(23a)이 위치하고 있다.
실시례1의 발광 소자 유닛에 있어서, 한정하는 것은 아니지만, 제2a 전극(22a), 제2b 전극(22b) 및 제2c 전극(22c)은, 예를 들면, 도시하지 않는 유기 EL 표시 장치의 외주 영역에서 접속되어 있으며, 동일한 전위가 주어진다.
그리고, 실시례1 또는 실시례3의 발광 소자 유닛에 있어서는,
제1 발광 소자(10a)에 있어서, 제1a 전극(21a)과 제1 유기층(23a)의 계면 또는 제1 광반사층(25a)에 의해 구성된 제1a계면과, 제2a 전극(22a)과 제1 유기층(23a)과의 계면에 의해 구성된 제2a계면과의 사이에서, 제1 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2a 전극(22a)으로부터 출사시키고,
제2 발광 소자(10b)에 있어서, 제1b 전극(21b)과 제2 유기층(23b)의 계면 또는 제2 광반사층(25b)에 의해 구성된 제1b계면과, 제2b 전극(22b)과 제2 유기층(23b)의 계면에 의해 구성된 제2b계면과의 사이에서, 제2 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2b 전극(22b)으로부터 출사시키고,
제3 발광 소자(10c)에 있어서, 제1c 전극(21c)과 제3 유기층(23c)의 계면 또는 제3 광반사층(25c)에 의해 구성된 제1c계면과, 제2c 전극(22c)과 제3 유기층(23c)의 계면에 의해 구성된 제2c계면과의 사이에서, 제3 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2c 전극(22c)으로부터 출사시키다. 또한, 후술하는 실시례2에 있어서는, 제3 발광 소자(10c)에 있어서, 제1c 전극(21c)과 제3 유기층(23c)의 계면 또는 제3 광반사층(25c)에 의해 구성된 제1c계면과, 제2c 전극(22c)과 제3 유기층(23c)의 계면에 의해 구성된 제2c계면과의 사이에서, 제3 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2c 전극(22c)으로부터 출사시킨다. 즉, 각 발광 소자는 공진기 구조를 갖는다. 도 1A, 도 1B, 후술하는 도 2B, 도 3A, 도 4C, 도 5A, 도 7에 있어서, 공진기 구조를 백색의 화살표로 나타낸다.
구체적으로는,
제1 발광층의 최대 발광 위치에서 제1a계면까지의 거리를 L1A, 광학 거리를 OL1A, 제1 발광층의 최대 발광 위치에서 제2a계면까지의 거리를 L2A, 광학 거리를 OL2A 로 하고, m1A 및 m2A 를 정수로 하였을 때, 이하의 식(A-1), 식(A-2), 식(A-3) 및 식(A-4)을 충족시키고 있고,
제2 발광층의 최대 발광 위치에서 제1b계면까지의 거리를 L1B, 광학 거리를 OL1B, 제2 발광층의 최대 발광 위치에서 제2b계면까지의 거리를 L2B, 광학 거리를 OL2B 로 하고, m1B 및 m2B 를 정수로 하였을 때, 이하의 식(B-1), 식(B-2), 식(B-3) 및 식(B-4)을 충족시키고 있고,
제3 발광층의 최대 발광 위치에서 제1c계면까지의 거리를 L1C, 광학 거리를 OL1C, 제3 발광층의 최대 발광 위치에서 제2c계면까지의 거리를 L2C, 광학 거리를 OL2C 로 하고, m1C 및 m2C 를 정수로 하였을 때, 이하의 식(C-1), 식(C-2), 식(C-3) 및 식(C-4)을 충족시키고 있다.
0.7{-Φ1A/(2π)+m1A}≤2×OL1A/λA≤1.2{-Φ1A/(2π)+m1A} (A-1)
0.7{-Φ2A/(2π)+m2A}≤2×OL2A/λA≤1.2{-Φ2A/(2π)+m2A} (A-2)
L1A<L2A (A-3)
m1A<m2A (A-4)
0.7{-Φ1B/(2π)+m1B}≤2×OL1B/λB≤1.2{-Φ1B/(2π)+m1B} (B-1)
0.7{-Φ2B/(2π)+m2B}≤2×OL2B/λB≤1.2{-Φ2B/(2π)+m2B} (B-2)
L1B<L2B (B-3)
m1B<m2B (B-4)
0.7{-Φ1C/(2π)+m1C}≤2×OL1C/λC≤1.2{-Φ1C/(2π)+m1C} (C-1)
0.7{-Φ2C/(2π)+m2C}≤2×OL2C/λC≤1.2{-Φ2C/(2π)+m2C} (C-2)
L1C<L2C (C-3)
m1C<m2C (C-4)
여기서,
λA : 제1 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 제1 발광층에서 발생한 광 내의 소망의 파장)
Φ1A : 제1a계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ1A≤0
Φ2A : 제2a계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ2A≤0
λB : 제2 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 제2 발광층에서 발생한 광 내의 소망의 파장)
Φ1B : 제1b계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ1B≤0
Φ2B : 제2b계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ2B≤0
λC : 제3 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 제3 발광층에서 발생한 광 내의 소망의 파장)
Φ1C : 제1c계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ1C≤0
Φ2C : 제2c계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ2C≤0
이다.
그리고, 이 경우, 한정하는 것은 아니지만, m1A=0, m2A =1, m1B=0, m2B =1, m1C=0, m2C =1이다.
또한, 도 1A, 도 1B, 도 5A(실시례3)에 나타내는 예에서는, 제1a계면을 제1a 전극(21a)과 제1 유기층(23a)의 계면으로 구성하고, 제2a계면을 제1b 전극(21b)과 제2 유기층(23b)의 계면으로 구성하고, 제3a계면을 제1c 전극(21c)과 제3 유기층(23c)의 계면으로부터 구성하였지만, 대체적으로, 도 2B[실시례1의 변형례(2)], 도 7[실시례3의 변형례(4)]에 나타내는 것 처럼, 제1a 전극(21a)의 하방의 층간 절연층(31)에 제1 광반사층(25a)을 형성하고, 제1b 전극(21b)의 하방의 층간 절연층(34)에 제2 광반사층(25b)을 형성하고, 제1c 전극(21c)의 하방의 층간 절연층(37)에 제3 광반사층(25c)을 형성하고, 제1a계면을 제1 광반사층(25a)으로 구성하고, 제2a계면을 제2 광반사층(25b)으로 구성하고, 제3a계면을 제3 광반사층(25c)으로 구성하여도 좋다. 또한, 도 4C(실시례2의 변형례(4))에 나타내는 것 처럼, 제1c 전극(21c)의 하방의 층간 절연층(37)에 제3 광반사층(25c)을 형성하고, 제1a계면을 제1 광반사층(25a)으로 구성하고, 제2a계면을 제2 광반사층(25b)으로 구성하고, 제3a계면을 제3 광반사층(25c)으로 구성하여도 좋다. 제1 광반사층(25a), 2 광반사층(25b), 제3 광반사층(25c)은, 예를 들면, 알루미늄(Al)층으로 구성할 수 있고, 제1a 전극(21a), 제1b 전극(21b), 제1c 전극(21c)은, 투명 도전 재료로 구성하면 된다.
실시례1 또는 후술하는 실시례2∼실시례3에 있어서, 제1 기판(41)은 실리콘 기판, 무알칼리 유리 또는 석영 유리로 구성되어 있고, 제2 기판(42)는, 무알칼리 유리 또는 석영 유리로 구성되어 있다. 제2c 전극(22c)의 위에는, SiN으로 이루어지는 보호막(44)이 형성되어 있고, 제1 기판(41)과 제2 기판(42)은, 도시하지 않는 접착층(봉지층)에 의해 접착되어 있다(접합되어 있다). 제1 발광 소자(10a)와 제2 발광 소자(10b)의 사이에 대응하는 제2 기판(42)의 영역, 제1 발광 소자(10a)와 제3 발광 소자(10c)의 사이에 대응하는 제2 기판(42)의 영역, 제2 발광 소자(10b)와 제3 발광 소자(10c)의 사이에 대응하는 제2 기판(42)의 영역에, 블랙 매트릭스층(BM)을 형성하여도 좋다.
이하, 제1 기판 등의 모식적인 일부 단면도인, 도 19A, 도 19B, 도 20A, 도 20B, 도 21, 도 22, 도 23, 도 24, 도 25 및 도 26을 참조하여, 실시례1의 발광 소자 유닛, 유기 EL 표시 장치의 제조 방법을 설명한다.
[공정-100]
우선, 제1 기판(41)을 준비하고, 제1 기판(41) 위에, 주지의 방법으로, 제1 발광 소자(10a), 제2 발광 소자(10b) 및 제3 발광 소자(10c)를 구동하기 위한 TFT를 포함하는 유기 EL 소자 구동부를 마련하고, 이어서, 전면에 절연층(43)을 주지의 방법으로 형성한다.
[공정-110]
그 후, 제1 발광 소자(10a)를 형성한다.
[공정-110A]
구체적으로는, 레이저 에칭법에 의해, 절연층(43)에 구멍부를 형성하고, 구멍부의 바닥부에 한편의 소스/드레인 영역(55a, 55b, 55c)을 노출시킨다. 그리고, 구멍부 내를 포함하는 절연층(43)의 위에 도전 재료막을 형성하고, 도전 재료막을 패터닝함에 의해, 콘택트 홀부(56a, 56b, 56c)를 형성한다. 뒤이어, 전면에 층간 절연층(31)을 주지의 방법으로 형성하고, 콘택트 홀부(56a)의 상방의 층간 절연층(31)에, 콘택트 홀부(56a)가 노출한 홈부를 형성한다(도 19A 참조).
[공정-110B]
이어서, 홈부를 포함하는 층간 절연층(31)의 위에, 제1a 전극(21a)을 형성하기 위한 도전 재료막을 형성하고, 도전 재료막을 패터닝함에 의해, 제1a 전극(21a)을 형성한다. 제1a 전극(21a)과 한편의 소스/드레인 영역(55a)은, 콘택트 홀부(56a)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
[공정-110C]
다음으로, 예를 들면, 산질화 실리콘(SiON)으로 이루어지는 층간 절연층(32)을 스패터링법이나 CVD법에 의거하여 형성하고, 포토 리소그래피법 및 에칭 기술에 의거하여 층간 절연층(32)에 개구부를 형성한다. 개구부의 바닥부에 제1a 전극(21a)이 노출하고 있다.
[공정-110D]
그 후, 제1a 전극(21a)으로부터 층간 절연층(32)의 위에 걸쳐서, 홀 주입층, 홀 수송층, 적색 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층을, 이 순서로, 예를 들면, 증착법에 의해 형성하고, 제1 유기층(23a)를 얻을 수 있다.
[공정-110E]
이어서, 전면에, 제2a 전극(22a)을, 예를 들면, 증착법에 의해 형성한다(도 19B 참조). 그리고, 다음으로 설명하는 콘택트 홀부(57b, 57c)와 제2a 전극(22a)의 사이의 단락 발생을 방지하기 위해, 절연막(59a)을 형성한 후(도 20A 참조), SiN으로 이루어지는 층간 절연층(33)을 예를 들어 CVD법에 의해 전면에 형성한다.
[공정-110]
다음으로, 제2 발광 소자(10b)를 형성한다.
[공정-120A]
구체적으로는, 레이저 에칭법에 의해, 층간 절연층(33), 절연막(59a), 층간 절연층(32, 31)에 구멍부를 형성하고, 구멍부의 바닥부에 콘택트 홀부(56b, 56c)를 노출시킨다. 그리고, 구멍부 내를 포함하는 층간 절연층(33)의 위에 도전 재료막을 형성하고, 도전 재료막을 패터닝함에 의해, 콘택트 홀부(57b, 57c)를 형성한다(도 20B 참조).
[공정-120B]
이어서, 전면에 층간 절연층(34)을 주지의 방법으로 형성하고, 콘택트 홀부(57b)의 상방의 층간 절연층(34)에, 콘택트 홀부(57b)가 노출한 홈부를 형성한다. 그리고, 홈부를 포함하는 층간 절연층(34)의 위에, 제1b 전극(21b)을 형성하기 위한 도전 재료막을 형성하고, 도전 재료막을 패터닝함에 의해, 제1b 전극(21b)을 형성한다(도 21 참조). 제1b 전극(21b)과 한편의 소스/드레인 영역(55b)은, 콘택트 홀부(57b, 56b)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
[공정-120C]
다음으로, 예를 들면, 산질화 실리콘(SiON)으로 이루어지는 층간 절연층(35)을 스패터링법이나 CVD법에 의거하여 형성하고, 포토 리소그래피법 및 에칭 기술에 의거하여 층간 절연층(35)에 개구부를 형성한다. 개구부의 바닥부에 제1b 전극(21b)이 노출하고 있다.
[공정-120D]
그 후, 제1b 전극(21b)으로부터 층간 절연층(35)의 위에 걸쳐서, 홀 주입층, 홀 수송층, 녹색 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층을, 이 순서로, 예를 들면, 증착법에 의해 형성하고, 제2 유기층(23b)을 얻을 수 있다.
[공정-120E]
이어서, 전면에, 제2b 전극(22b)을, 예를 들면, 증착법에 의해 형성한다(도 22 참조). 그리고, 다음에 설명할 콘택트 홀부(58c)와 제2b 전극(22b)의 사이의 단락 발생을 방지하기 위해, 절연막(59b)을 형성한다(도 23 참조). 다음으로, SiN으로 이루어지는 층간 절연층(36)을 예를 들어 CVD법에 의해 전면에 형성한다(도 24 참조).
[공정-130]
다음으로, 제3 발광 소자(10c)를 형성한다.
[공정-130A]
구체적으로는, 레이저 에칭법에 의해, 층간 절연층(36), 절연막(59b), 층간 절연층(35, 34)에 구멍부를 형성하고, 구멍부의 바닥부에 콘택트 홀부(57c)를 노출시킨다. 그리고, 구멍부 내를 포함하는 층간 절연층(36)의 위에 도전 재료막을 형성하고, 도전 재료막을 패터닝함에 의해, 콘택트 홀부(58c)를 형성한다.
[공정-130B]
이어서, 전면에 층간 절연층(37)을 주지의 방법으로 형성하고, 콘택트 홀부(58c)의 상방의 층간 절연층(37)에, 콘택트 홀부(58c)가 노출한 홈부를 형성한다. 그리고, 홈부를 포함하는 층간 절연층(37)의 위에, 제1c 전극(21c)을 형성하기 위한 도전 재료막을 형성하고, 도전 재료막을 패터닝함에 의해, 제1c 전극(21c)을 형성한다(도 25 참조). 제1c 전극(21c)과 한편의 소스/드레인 영역(55c)은, 콘택트 홀부(58c, 57c, 56c)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
[공정-130C]
다음으로 예를 들면, 산질화 실리콘(SiON)으로 이루어지는 층간 절연층(38)을 스패터링법이나 CVD법에 의거하여 형성하고, 포토 리소그래피법 및 에칭 기술에 의거하여 층간 절연층(38)에 개구부를 형성한다. 개구부의 바닥부에 제1c 전극(21c)이 노출하고 있다.
[공정-130D]
그 후, 제1c 전극(21c)으로부터 층간 절연층(37)의 위에 걸쳐서, 홀 주입층, 홀 수송층, 청색 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층을, 이 순서로, 예를 들면, 증착법에 의해 형성하고, 제3 유기층(23c)을 얻을 수 있다.
[공정-130E]
이어서, 전면에, 제2c 전극(22c)을, 예를 들면, 증착법에 의해 형성한다(도 26 참조).
[공정-140]
그 후, 전면에 SiN으로 이루어지는 보호막(44)을 형성하고, 이어서, 제1 기판(41)과 제2 기판(42)을, 도시하지 않는 접착층(봉지층)에 의해 접착한다(접합한다). 이상에 의해, 유기 EL 표시 장치를 완성할 수 있다.
이상에 설명한 실시례1의 발광 소자 유닛에 있어서, 각 발광 소자는, 제1 유기층, 제2 유기층 및 제3 유기층이 적층되어 이루어지기 때문에, 즉, 유기층을 증착용 마스크를 이용하는 일 없이 증착한 것이 가능하기 때문에, RGB 분류 도색 구조와 같은 마스크 위치 조정이 불필요하고, 미세한 화소 피치를 갖는 유기 EL 표시 장치라는 마이크로 디스플레이나, 증착용 마스크가 적용하기 어려운 대형의 유기 EL 표시 장치라는 대형 디스플레이 등, 각종 표시 장치의 제조를 용이하게 한다. 게다가, 제1 발광 소자는, 제1a 전극, 제1 유기층 및 제2a 전극으로 이루어지는 제1 발광부를 갖고, 제2 발광 소자는, 제1b 전극, 제2 유기층 및 제2b 전극으로 이루어지는 제2 발광부를 갖고, 제3 발광 소자는, 제1c 전극, 제3 유기층 및 제2c 전극으로 이루어지는 제3 발광부를 갖고, 각 발광부의 각각에서 마이크로 캐비티(공진기 구조)의 최적화를 도모할 수 있기 때문에, 또한, 각 발광 소자는, 각 발광 소자를 구성하는 제1 전극이 발광 소자의 사이에서 중합하고 있지 않는 제1 전극, 유기층 및 제2 전극의 발광부를 갖기 때문에, 각 발광부의 각각에서 마이크로 캐비티(공진기 구조)의 최적화를 도모할 수 있기 때문에, 광 취출 효율의 향상을 도모할 수 있고, 게다가, 높은 발광 효율, 색 순도를 달성할 수 있다.
실시례1의 발광 소자 유닛의 변형례(1)의 개념도를 도 2A에 나타내고, 모식적인 일부 단면도를 도 9에 나타내는 것 처럼, 제2a 전극(22a), 제2b 전극(22b) 및 제2c 전극(22c)을, 공통의 제2 전극(22)으로 구성할 수도 있다. 또한, 제2a 전극(22a)과 제2b 전극(22b)을 연결하는 제2 전극(22)의 부분, 및, 제2b 전극(22b)과 제2c 전극(22c)을 연결하는 제2 전극(22)의 부분을 구성하는 재료는, 제2a 전극(22a), 제2b 전극(22b) 및 제2c 전극(22c)을 구성하는 재료와 동일한 재료라도 좋고, 다른 재료라도 좋다.
상술한 실시례1에 있어서는, 도 10A에 나타낸 바와 같이, 제1a 전극(21a), 제1b 전극(21b), 제1c 전극(21c)에 인접하여, 콘택트 홀부(56a, 57b, 58c)를 형성하였다. 단, 콘택트 홀부의 형성은 이것에 한정하는 것이 아니고, 예를 들면, 도 10B에 나타낸 바와 같이, 제1a 전극(21a), 제1b 전극(21b), 제1c 전극(21c)의 아래에 콘택트 홀부(56a, 57b, 58c)를 형성하여도 좋다. 또한, 제2a 전극(22a), 제2b 전극(22b), 제2c 전극(22c)을, 도시하지 않는 유기 EL 표시 장치의 외주 영역에서 접속하는 대신에, 도 10C에 나타낸 바와 같이, 콘택트 홀부(66, 67, 68)를 통하여 유기 EL 소자 구동부에 접속하여도 좋고, 도 10D에 나타낸 바와 같이, 콘택트 홀부(69)를 통하여, 발광 소자 유닛마다, 유기 EL 소자 구동부에 접속하여도 좋다. 이하에 설명하는 실시례2∼실시례3에 있어서도 마찬가지라고 할 수 있다.
실시례 2
실시례2는, 본 개시의 제2의 양태 및 제4의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 관한 것이다. 실시례2의 발광 소자 유닛의 개념도를 도 3A에 나타내고, 실시례2의 발광 소자 유닛의 모식적인 일부 단면도를 도 11에 나타낸다.
실시례2의 발광 소자 유닛은, 3개의 발광 소자(10(10a, 10b, 10c))로 구성되어 있고,
제1 발광 소자(10a) 및 제2 발광 소자(10b)는 병설되어 있고, 제1 발광 소자(10a)는, 제1a 전극(21a), 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층(23d) 및 제2a 전극(22a)로 이루어지고, 제2 발광 소자(10b)는, 제1b 전극(21b), 제1 유기층(23d) 및 제2b 전극(22b)으로 이루어지고,
제3 발광 소자(10c)는, 제1 유기층(23d), 제1c 전극(21c), 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층(23c), 및, 제2c 전극(22c)이 적층되어 이루어지고,
제1 발광 소자(10a)의 광출사측에는 제1 컬러 필터(24a)가 배설되어 있고,
제2 발광 소자(10b)의 광출사측에는 제2 컬러 필터(24b)가 배설되어 있다.
여기서, 제2a 전극(22a)과 제2b 전극(22b)은 공통이고, 이하, [공통 제2 전극(22d)]이라고 표현하는 경우가 있다.
또한, 실시례2의 발광 소자 유닛은, 본 개시의 제4의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 따라 설명하면,
복수의 발광층을 포함하는 유기층(23(23d, 23d, 23c))이 적층된 적층 구조를 갖는 발광 소자(10(10a, 10b, 10c))의 복수로부터 구성되어 있고,
각 발광 소자(10(10a, 10b, 10c))는, 제1 전극(21(21a, 21b, 21c)), 복수의 유기층(23(23d, 23d, 23c)) 중의 어느 한 층의 유기층, 및, 제2 전극(22(22a, 22b, 22c))으로 구성되어 있고,
각 발광 소자(10(10a, 10b, 10c))를 구성하는 제1 전극(21(21a, 21b, 21c))은, 발광 소자의 사이에서 중합하고 있지 않다. 즉, 제1 전극(21(21a, 21b, 21c))의 정사 영상(제1 기판(41)에의 정사 영상)은 서로 중합하고 있지 않다.
실시례2의 발광 소자 유닛에 있어서, 제1 발광 소자(10a) 및 제2 발광 소자(10b)를 황색 발광 소자(황색 유기 EL 발광 소자)로 구성할 수 있고, 또한, 오렌지색 발광 소자(오렌지색 유기 EL 발광 소자)로 구성할 수 있다. 즉, 유기층(23d)은 황색광 또는 오렌지색광을 출사한다. 그리고, 이 경우, 제1 컬러 필터(24a)는 적색을 선택적으로 통과시키는 필터로 하면 되고, 제2 컬러 필터(24b)는 녹색을 선택적으로 통과시키는 필터로 하면 된다. 또한, 제3 발광 소자(10c)는 청색 발광 소자(청색 유기 EL 발광 소자)로 구성하면 좋고, 유기층(23c)은 청색광을 출사한다. 컬러 필터와 컬러 필터의 사이에, 블랙 매트릭스층(BM)을 구비하고 있어도 좋다.
제1 발광 소자(10a)를 구성하는 제1a 전극(21a)은, 절연층(43)의 위에 마련된 층간 절연층(31)의 위에 형성되어 있고, 제1 발광 소자(10a)를 구동하기 위한 TFT의 한편의 소스/드레인 영역(55a)과, 절연층(43)에 형성된 콘택트 홀부(56a)를 통하여 접속되어 있다. 제2 발광 소자(10b)를 구성하는 제1a 전극(21a)도, 절연층(43)의 위에 마련된 층간 절연층(31)의 위에 형성되어 있고, 제2 발광 소자(10b)를 구동하기 위한 TFT의 한편의 소스/드레인 영역(55b)과, 절연층(43)에 형성된 콘택트 홀부(56b)를 통하여 접속되어 있다. 제1a 전극(21a) 및 제1b 전극(21b)을 둘러싸도록 개구부를 갖는 층간 절연층(32)이 형성되어 있고, 개구부의 바닥부에 노출한 제1a 전극(21a) 및 제1b 전극(21b)의 위에서 층간 절연층(32) 위에 걸쳐서, 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층(23d)이 형성되어 있다. 나아가서는, 제1 유기층(23d)의 위에, 공통 제2 전극(22d)이 형성되어 있다. 제1 유기층(23d) 및 공통 제2 전극(22d)은, 패터닝되어 있지 않는, 이른바 베타막이다. 또한, 제1 발광 소자(10a)의 영역 및 제2 발광 소자(10b)의 영역 이외의 영역에 위치하는 공통 제2 전극(22d)의 상방에, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층(23c)이 적층되어 있다. 또한, 공통 제2 전극(22d)의 위에는, 층간 절연층(33)이 형성되어 있다.
제3 발광 소자(10c)를 구성한 제1c 전극(21c)은, 층간 절연층(33)의 위에 마련된 층간 절연층(34)의 위에 형성되어 있고, 제3 발광 소자(10c)를 구동하기 위한 TFT의 한편의 소스/드레인 영역(55c)과, 절연층(43), 층간 절연층(31, 32, 33, 34)에 형성된 콘택트 홀부(56c, 57c)를 통하여 접속되어 있다. 콘택트 홀부(57c)와 공통 제2 전극(22d)이 단락하지 않도록 절연막(59a)이 콘택트 홀부(57c)의 내면의 일부에 형성되어 있다. 제1c 전극(21c)을 둘러싸도록 개구부를 갖는 층간 절연층(35)이 형성되어 있고, 개구부의 바닥부에 노출한 제1c 전극(21c) 위에서 층간 절연층(35) 위에 걸쳐서, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층(23c)이 형성되어 있다. 나아가서는, 제3 유기층(23c)의 위에, 제2c 전극(22c)이 형성되어 있다. 제3 유기층(23c) 및 제2c 전극(22c)은, 패터닝되어 있다.
실시례2의 발광 소자 유닛에 있어서도, 한정하는 것은 아니지만, 공통 제2 전극(22d) 및 제2c 전극(22c)은, 예를 들면, 도시하지 않는 유기 EL 표시 장치의 외주 영역에서 접속되어 있고, 동일한 전위가 주어진다.
실시례2의 발광 소자 유닛, 유기 EL 표시 장치는, 실시례1에서 설명한 발광 소자 유닛, 유기 EL 표시 장치의 제조 방법과, 실질적으로 마찬가지라고 할 수 있기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
이상에 설명한 실시례2의 발광 소자 유닛에 있어서, 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자는 제1 유기층으로 이루어지고, 제3 발광 소자는 제1 유기층 및 제3 유기층이 적층되어 이루어지기 때문에, 즉, 유기층을 증착용 마스크를 이용하는 일 없이 증착한 것이 가능하기 때문에, RGB 분류 도색 구조와 같은 마스크 위치 조정이 불필요하고, 미세한 화소 피치를 갖는 유기 EL 표시 장치하는 마이크로 디스플레이나, 증착용 마스크가 적용하기 어려운 대형의 유기 EL 표시 장치라는 대형 디스플레이 등, 각종 표시 장치의 제조를 용이하게 한다. 게다가, 제1 발광 소자와 제2 발광 소자는 제1 유기층을 공유하고 있기 때문에, 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자의 구조의 간소화를 도모할 수 있고, 제조가 용이하다. 또한, 제3 발광 소자는, 제1c 전극, 제3 유기층 및 제2c 전극으로 이루어지는 제3 발광부를 갖고, 제3 발광부에서 마이크로 캐비티(공진기 구조)의 최적화를 도모할 수 있기 때문에, 광 취출 효율의 향상을 도모할 수 있고, 게다가, 높은 발광 효율, 색 순도를 달성할 수 있다. 또한, 컬러 필터는 2 종류로 되기 때문에, 발광 효율의 저하를 보다 적게 할 수 있다.
또한, 실시례2의 발광 소자 유닛의 변형례(1)의 개념도를 도 3B에 나타내고, 모식적인 일부 단면도를 도 12에 나타낸 바와 같이, 제1 발광 소자(10a)의 영역 및 제2 발광 소자(10b)의 영역에 위치하는 공통 제2 전극(22d)의 상방에, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층(23c)이 적층되어 있어도 좋다.
또한, 실시례2의 발광 소자 유닛의 변형례(2)의 개념도를 도 4A에 나타내고, 모식적인 일부 단면도를 도 13에 나타낸 바와 같이, 제2a 전극(22a) 및 제2b 전극(22b)에는, 동일한 전위가 주어지는 형태로 할 수 있고, 나아가서는, 제2a 전극(22a), 제2b 전극(22b) 및 제2c 전극(22c)에는, 동일한 전위가 주어지는 형태로 할 수 있다. 구체적으로는, 제2a 전극(22a), 제2b 전극(22b) 및 제2c 전극(22c)을, 공통의 제2 전극(22)으로 구성할 수도 있다. 또한, 제2a 전극(22a), 제2b 전극(22b)과 제2c 전극(22c)을 연결하는 제2 전극(22)의 부분을 구성하는 재료는, 제2a 전극(22a), 제2b 전극(22b) 및 제2c 전극(22c)을 구성하는 재료와 동일한 재료라도 좋고, 다른 재료라도 좋다.
나아가서는, 실시례2의 발광 소자 유닛의 변형례(1) 및 변형례(2)의 변형례인 변형례(3)의 개념도를 도 4B에 나타내고, 모식적인 일부 단면도를 도 14에 나타낸 바와 같이, 제1 발광 소자(10a)의 영역 및 제2 발광 소자(10b)의 영역에 위치하는 제2a 전극(22a) 및 제2b 전극(22b)의 상방에, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층(23c)이 적층되어 있어도 좋다.
실시례3
실시례3은, 본 개시의 제3의 양태 및 제4의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 관한 것이다. 실시례3의 발광 소자 유닛의 개념도를 도 5A에 나타내고, 실시례3의 발광 소자 유닛의 모식적인 일부 단면도를 도 15에 나타낸다.
실시례3의 발광 소자 유닛은, 3개의 발광 소자(10(10a, 10b, 10c))로 구성되어 있고,
제1 발광 소자(10a)는, 제1a 전극(21a), 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층(23a), 및, 제2a 전극(22a)이 적층되어 이루어지고,
제2 발광 소자(10b)는, 제1 유기층(23a), 제1b 전극(21b), 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층(23b), 및, 제2b 전극(22b)이 적층되어 이루어지고,
제3 발광 소자(10c)는, 제1 유기층(23a), 제2 유기층(23b), 제1c 전극(21c), 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층(23c), 및, 제2c 전극(22c)이 적층되어 이루어진다.
또한, 실시례3의 발광 소자 유닛은, 본 개시의 제4의 양태에 관한 발광 소자 유닛에 따라 설명하면,
복수의 발광층을 포함하는 유기층(23(23a, 23b, 23c))이 적층된 적층 구조를 갖는 발광 소자(10(10a, 10b, 10c))의 복수로 구성되어 있고,
각 발광 소자(10(10a, 10b, 10c))는, 제1 전극(21(21a, 21b, 21c)), 복수의 유기층(23(23a, 23b, 23c)) 중의 어느 한 층의 유기층, 및, 제2 전극(22(22a, 22b, 22c))으로 구성되어 있고,
각 발광 소자(10(10a, 10b, 10c))를 구성하는 제1 전극(21(21a, 21b, 21c))은, 발광 소자의 사이에서 중합하고 있지 않다. 즉, 제1 전극(21(21a, 21b, 21c))의 정사 영상(제1 기판(41)에의 정사 영상)은 서로 중합하고 있지 않다.
제1 발광 소자(10a)를 구성하는 제1a 전극(21a)은, 절연층(43)의 위에 마련된 층간 절연층(31)의 위에 형성되어 있고, 제1 발광 소자(10a)를 구동하기 위한 TFT의 한편의 소스/드레인 영역(55a)과, 절연층(43)에 형성된 콘택트 홀부(56a)를 통하여 접속되어 있다. 제1a 전극(21a)을 둘러싸도록 개구부를 갖는 층간 절연층(32)이 형성되어 있고, 개구부의 바닥부에 노출한 제1a 전극(21a) 위에서 층간 절연층(32) 위에 걸쳐서, 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층(23a)이 형성되어 있다. 나아가서는, 제1 유기층(23a)의 위에, 제2a 전극(22a)이 형성되어 있다. 제1 유기층(23a) 및 제2a 전극(22a)은, 패터닝되어 있지 않는, 이른바 베타막이다. 또한, 제2a 전극(22a)의 상방에는, 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층(23b), 및, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층(23c)이 마련되어 있지 않다. 또한, 제2a 전극(22a)의 일부의 위에는, 층간 절연층(33)이 형성되어 있다.
제2 발광 소자(10b)를 구성하는 제1b 전극(21b)은, 층간 절연층(33)의 위에 마련된 층간 절연층(34)의 위에 형성되어 있고, 제2 발광 소자(10b)를 구동하기 위한 TFT의 한편의 소스/드레인 영역(55b)과, 절연층(43), 층간 절연층(31, 32, 33)에 형성된 콘택트 홀부(56b, 57b)를 통하여 접속되어 있다. 콘택트 홀부(57b, 57c)와 제2a 전극(22a)이 단락하지 않도록 절연막(59a)이 콘택트 홀부(57b, 57c)의 내면의 일부에 형성되어 있다. 제1b 전극(21b)을 둘러싸도록 개구부를 갖는 층간 절연층(35)이 형성되어 있고, 개구부의 바닥부에 노출한 제1b 전극(21b) 위에서 층간 절연층(35) 위에 걸쳐서, 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층(23b)이 형성되어 있다. 나아가서는, 제2 유기층(23b)의 위에, 제2b 전극(22b)이 형성되어 있다. 제2 유기층(23b) 및 제2b 전극(22b)은, 패터닝되어 있다. 제2b 전극(22b)의 상방에는, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층(23c)이 마련되어 있지 않다. 또한, 제1b 전극(21b)의 하방에는, 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층(23a)이 위치하고 있다. 제2b 전극(22b)의 일부의 위에는, 층간 절연층(36)이 형성되어 있다.
제3 발광 소자(10c)를 구성하는 제1c 전극(21c)은, 층간 절연층(36)의 위에 마련된 층간 절연층(37)의 위에 형성되어 있고, 제3 발광 소자(10c)를 구동하기 위한 TFT의 한편의 소스/드레인 영역(55c)과, 절연층(43), 층간 절연층(31, 32, 33, 34, 35, 36)에 형성된 콘택트 홀부(56c, 57c, 58c)를 통하여 접속되어 있다. 콘택트 홀부(58c)와 제2b 전극(22b)이 단락하지 않도록 절연막(59b)이 콘택트 홀부(58c)의 내면의 일부에 형성되어 있다. 제1c 전극(21c)을 둘러싸도록 개구부를 갖는 층간 절연층(38)이 형성되어 있고, 개구부의 바닥부에 노출한 제1c 전극(21c) 위에서 층간 절연층(38) 위에 걸쳐서, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층(23c)이 형성되어 있다. 나아가서는, 제3 유기층(23c)의 위에, 제2c 전극(22c)이 형성되어 있다. 제3 유기층(23c) 및 제2c 전극(22c)은, 패터닝되어 있다. 제1c 전극(21c)의 하방에는, 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층(23b) 및 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층(23a)이 위치하고 있다.
실시례3의 발광 소자 유닛에 있어서도, 한정하는 것은 아니지만, 제2a 전극(22a), 제2b 전극(22b) 및 제2c 전극(22c)은, 예를 들면, 도시하지 않는 유기 EL 표시 장치의 외주 영역에서 접속되어 있고, 동일한 전위가 주어진다.
실시례3의 발광 소자 유닛, 유기 EL 표시 장치는, 실시례1에서 설명한 발광 소자 유닛, 유기 EL 표시 장치의 제조 방법과, 실질적으로 마찬가지라고 할 수 있기 때문에, 자세한 설명은 생략한다.
이상에 설명한 실시례3의 발광 소자 유닛에 있어서도, 유기층을 증착용 마스크를 이용하는 일 없이 증착한 것이 가능하기 때문에, RGB 분류 도색 구조와 같은 마스크 위치 조정은 불필요하고, 미세한 화소 피치를 갖는 유기 EL 표시 장치라는 마이크로 디스플레이나, 증착용 마스크가 적용하기 어려운 대형의 유기 EL 표시 장치라는 대형 디스플레이 등, 각종 표시 장치의 제조를 용이하게 한다. 게다가, 제1 발광 소자는, 제1a 전극, 제1 유기층 및 제2a 전극으로 이루어지는 제1 발광부를 갖고, 제2 발광 소자는, 제1b 전극, 제2 유기층 및 제2b 전극으로 이루어지는 제2 발광부를 갖고, 제3 발광 소자는, 제1c 전극, 제3 유기층 및 제2c 전극으로 이루어지는 제3 발광부를 갖고, 각 발광부의 각각에서 마이크로 캐비티(공진기 구조)의 최적화를 도모할 수 있기 때문에, 광 취출 효율의 향상을 도모할 수 있고, 게다가, 높은 발광 효율, 색 순도를 달성할 수 있다.
또한, 실시례3의 발광 소자 유닛의 변형례(1)의 개념도를 도 5B에 나타내고, 모식적인 일부 단면도를 도 16에 나타내는 바와 같이, 제2a 전극(22a)의 위(또는 상방)에 제2 유기층(23b)이 형성되어 있어도 좋다. 즉, 제1 발광 소자(10a)의 영역의 영역에 위치하는 제2a 전극(22a)의 상방에, 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층(23b)이 적층되어 있어도 좋다.
또한, 실시례3의 발광 소자 유닛의 변형례(2)의 개념도를 도 6A에 나타내고, 모식적인 일부 단면도를 도 17에 나타내는 바와 같이, 또한, 실시례3의 발광 소자 유닛의 변형례(1) 및 변형례(2)의 변형례(3)의 개념도를 도 6B에 나타내고, 모식적인 일부 단면도를 도 18에 나타내는 바와 같이, 제2a 전극(22a), 제2b 전극(22b) 및 제2c 전극(22c)을, 공통의 제2 전극(22)으로 구성할 수도 있다. 또한, 제2a 전극(22a)과 제2b 전극(22b)을 연결하는 제2 전극(22)의 부분, 및, 제2b 전극(22b)과 제2c 전극(22c)을 연결하는 제2 전극(22)의 부분을 구성하는 재료는, 제2a 전극(22a), 제2b 전극(22b) 및 제2c 전극(22c)을 구성하는 재료와 동일한 재료라도 좋고, 다른 재료라도 좋다.
이상, 본 개시를 바람직한 실시례에 의거하여 설명하였지만, 본 개시는 이러한 실시례로 한정되는 것은 아니다. 실시례에서 설명한 발광 소자 유닛, 발광 소자, 유기 EL 표시 장치의 구성, 구조는 예시이고, 적절히, 변경할 수 있다. 실시례1, 실시례3에 있어서는, (제1 발광 소자, 제2 발광 소자, 제3 발광 소자)를, (적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자)로 구성하였지만, 대체적으로, (적색 발광 소자, 청색 발광 소자, 녹색 발광 소자), (녹색 발광 소자, 적색 발광 소자, 청색 발광 소자), (녹색 발광 소자, 청색 발광 소자, 적색 발광 소자), (청색 발광 소자, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자), (청색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 적색 발광 소자)의 조합으로 할 수도 있다. 제1 유기층, 제2 유기층 및 제3 유기층을, 소망에 따라, 예를 들면, 띠 형상으로 패터닝하여도 좋다.
어느 발광 소자에 인접한 발광 소자에, 어느 발광 소자로부터 출사한 광이 침입하고, 광학적 크로스토크가 발생하는 것을 방지하기 위해, 발광 소자와 발광 소자의 사이에 차광층을 마련하여도 좋다. 즉, 발광 소자와 발광 소자의 사이에 홈부를 형성하고, 이 홈부를 차광 재료로 매입하여 차광층을 형성하여도 좋다. 이와 같이 차광층을 마련하면, 어느 발광 소자로부터 출사한 광이 인접 발광 소자에 침입하는 비율을 절감시킬 수 있고, 혼색이 발생하여, 화소 전체의 색도가 원하는 색도에서 벗어나 버린다는 현상의 발생을 억제할 수 있다. 그리고, 혼색을 방지할 수 있기 때문에, 화소를 단색 발광시켰을 때의 색 순도가 증가하고, 색도점이 깊어진다. 그러므로, 색역이 넓어지고, 표시 장치의 색 표현의 폭이 넓어진다. 또한, 블랙 매트릭스층(BM)에 차광성을 부여하여도 좋다.
본 개시에서의 표시 장치를 렌즈 교환 일안 리플렉스 타입의 디지털 스틸 카메라에 적용할 수 있다. 디지털 스틸 카메라의 정면도를 도 27A에 나타내고, 배면도를 도 27B에 나타낸다. 이 렌즈 교환 일안 리플렉스 타입의 디지털 스틸 카메라는, 예를 들면, 카메라 본체부(카메라 바디)(211)의 정면 우측에 교환식의 촬영 렌즈 유닛(교환 렌즈)(212)을 갖고, 정면 좌측에 촬영자가 파지하기 위한 그립부(213)를 갖고 있다. 그리고, 카메라 본체부(211)의 배면 개략 중앙에는 모니터(214)가 마련되어 있다. 모니터(214)의 상부에는, 전자 뷰 파인더(접안 창)(215)가 마련되어 있다. 촬영자는, 전자 뷰 파인더(215)를 엿봄에 의해, 촬영 렌즈 유닛(212)로부터 도출된 피사체의 광상을 시인하고 구도 결정을 행하는 것이 가능하다. 이와 같은 구성의 렌즈 교환 일안 리플렉스 타입의 디지털 스틸 카메라에 있어서, 전자 뷰 파인더(215)로서 본 개시에서의 표시 장치를 이용할 수 있다.
또한, 본 개시에서의 표시 장치를 헤드 마운트 디스플레이에 적용할 수 있다. 도 28에 외관도를 나타내는 바와 같이, 헤드 마운트 디스플레이(300)는, 본체부(301), 암부(302) 및 경통(303)을 갖는 투과식 헤드 마운트 디스플레이로 구성되어 있다. 본체부(301)는, 암부(302) 및 안경(310)과 접속되어 있다. 구체적으로는, 본체부(301)의 긴 변 방향의 단부는 암부(302)에 장착되어 있다. 또한, 본체부(301)의 측면의 일방측은, 접속 부재(도시 생략)를 통하여 안경(310)에 연결되어 있다. 또한, 본체부(301)는, 직접적으로 인체의 두부에 장착되어도 좋다. 본체부(301)는, 헤드 마운트 디스플레이(300)의 동작을 제어하기 위한 제어 기판이나 표시부를 내장하고 있다. 암부(302)는, 본체부(301)와 경통(303)을 연결시킴에 의해, 본체부(301)에 대하여 경통(303)을 지지한다. 구체적으로는, 암부(302)는, 본체부(301)의 단부 및 경통(303)의 단부와 결합됨에 의해, 본체부(301)에 대하여 경통(303)을 고정한다. 또한, 암부(302)는, 본체부(301)로부터 경통(303)에 제공되는 화상에 관한 데이터를 통신하기 위한 신호선을 내장하고 있다. 경통(303)은, 본체부(301)으로부터 암부(302)를 경유하여 제공되는 화상광을, 안경(310)의 렌즈(311)을 투과시켜서, 헤드 마운트 디스플레이(300)를 장착하는 유저의 눈을 향하여 투사한다. 상기의 구성의 헤드 마운트 디스플레이(300)에 있어서, 본체부(301)에 내장되는 표시부로서, 본 개시에서의 표시 장치를 이용할 수 있다.
또한, 본 개시는, 이하와 같은 구성을 취할 수도 있다.
[A01]《발광 소자 유닛: 제1의 양태》
3개의 발광 소자로 구성되어 있고,
제1 발광 소자는, 제1a 전극, 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층, 제2a 전극, 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층, 및, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층이 적층되어 이루어지고,
제2 발광 소자는, 제1 유기층, 제1b 전극, 제2 유기층, 제2b 전극, 및, 제3 유기층이 적층되어 이루어지고,
제3 발광 소자는, 제1 유기층, 제2 유기층, 제1c 전극, 제3 유기층, 및, 제2c 전극이 적층되어 이루어지는 발광 소자 유닛.
[A02] 제2a 전극, 제2b 전극 및 제2c 전극은, 공통의 제2 전극으로 구성되어 있는 [A01]에 기재된 발광 소자 유닛.
[A03] 제2a 전극, 제2b 전극 및 제2c 전극에는, 동일한 전위가 주어지는 [A01] 또는 [A02]에 기재된 발광 소자 유닛.
[A04] 제2a 전극, 제2b 전극 및 제2c 전극은, 투명 도전층과 반투과 도전층의 적층 구조를 갖는 [A01] 내지 [A03]의 어느 1항에 기재된 발광 소자 유닛.
[A05] 투명 도전층은, 인듐과 아연의 산화물(IZO)로 이루어지는 [A04]에 기재된 발광 소자 유닛.
[A06] 반투과 도전층은, 마그네슘 및 은의 합금으로 이루어지는 [A04] 또는 [A05] 에 기재된 발광 소자 유닛.
[A07] 제1 발광 소자에 있어서, 제1a 전극과 제1 유기층의 계면 또는 제1 광반사층에 의해 구성된 제1a계면과, 제2a 전극과 제1 유기층과의 계면에 의해 구성된 제2a계면의 사이에서, 제1 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2a 전극으로부터 출사시키고,
제2 발광 소자에 있어서, 제1b 전극과 제2 유기층과의 계면 또는 제2 광반사층에 의해 구성된 제1b계면과, 제2b 전극과 제2 유기층의 계면에 의해 구성된 제2b계면의 사이에서, 제2 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2b 전극으로부터 출사시키고,
제3 발광 소자에 있어서, 제1c 전극과 제3 유기층의 계면 또는 제3 광반사층에 의해 구성된 제1c계면과, 제2c 전극과 제3 유기층의 계면에 의해 구성된 제2c계면과의 사이에서, 제3 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2c 전극으로부터 출사시키는 [A01] 내지 [A06]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자 유닛.
[A08] 제1 발광층의 최대 발광 위치에서 제1a계면까지의 거리를 L1A, 광학 거리를 OL1A, 제1 발광층의 최대 발광 위치에서 제2a계면까지의 거리를 L2A, 광학 거리를 OL2A 로 하고, m1A 및 m2A 를 정수로 하였을 때, 이하의 식(A-1), 식(A-2), 식(A-3) 및 식(A-4)을 충족시키고 있고,
제2 발광층의 최대 발광 위치에서 제1b계면까지의 거리를 L1B, 광학 거리를 OL1B, 제2 발광층의 최대 발광 위치에서 제2b계면까지의 거리를 L2B, 광학 거리를 OL2B 로 하고, m1B 및 m2B 를 정수로 하였을 때, 이하의 식(B-1), 식(B-2), 식(B-3) 및 식(B-4)을 충족시키고 있고,
제3 발광층의 최대 발광 위치에서 제1c계면까지의 거리를 L1C, 광학 거리를 OL1C, 제3 발광층의 최대 발광 위치에서 제2c계면까지의 거리를 L2C, 광학 거리를 OL2C 로 하고, m1C 및 m2C 를 정수로 하였을 때, 이하의 식(C-1), 식(C-2), 식(C-3) 및 식(C-4)을 충족시키고 있는[A07]에 기재된 발광 소자 유닛.
0.7{-Φ1A/(2π)+m1A}≤2×OL1A/λA≤1.2{-Φ1A/(2π)+m1A} (A-1)
0.7{-Φ2A/(2π)+m2A}≤2×OL2A/λA≤1.2{-Φ 2A/(2π)+m2A} (A-2)
L1A<L2A (A-3)
m1A<m2A (A-4)
0.7{-Φ1B/(2π)+m1B}≤2×OL1B/λB≤1.2{-Φ1B/(2π)+m1B} (B-1)
0.7{-Φ2B/(2π)+m2B}≤2×OL2B/λB≤1.2{-Φ2B/(2π)+m2B} (B-2)
L1B<L2B (B-3)
m1B<m2B (B-4)
0.7{-Φ1C/(2π)+m1C}≤2×OL1C/λC≤1.2{-Φ1C/(2π)+m1C} (C-1)
0.7{-Φ2C/(2π)+m2C}≤2×OL2C/λC≤1.2{-Φ2C/(2π)+m2C} (C-2)
L1C<L2C (C-3)
m1C<m2C (C-4)
여기서,
λA : 제1 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 제1 발광층에서 발생한 광 내의 소망의 파장)
Φ1A : 제1a계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ1A≤0
Φ2A : 제2a계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ2A≤0
λB : 제2 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 제2 발광층에서 발생한 광 내의 소망의 파장)
Φ1B : 제1b계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ1B≤0
Φ2B : 제2b계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ2B≤0
λC : 제3 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 제3 발광층에서 발생한 광 내의 소망의 파장)
Φ1C : 제1c계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ1C≤0
Φ2C : 제2c계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ2C≤0
이다.
[A09] m1A =0, m2A=1, m1B =0, m2B=1, m1C =0, m2C=1인 [A08]에 기재된 발광 소자 유닛.
[B01]《발광 소자 유닛: 제2의 양태》
3개의 발광 소자로 구성되어 있고,
제1 발광 소자 및 제2 발광 소자는 병설되어 있고, 제1 발광 소자는, 제1a 전극, 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층 및 제2a 전극으로 이루어지고, 제2 발광 소자는, 제1b 전극, 제1 유기층 및 제2b 전극으로 이루어지고,
제3 발광 소자는, 제1 유기층, 제1c 전극, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층, 및, 제2c 전극이 적층되어 이루어지고,
제1 발광 소자의 광출사측에는 제1 컬러 필터가 배설되어 있고,
제2 발광 소자의 광출사측에는 제2 컬러 필터가 배설되어 있는 발광 소자 유닛.
[B02] 제2a 전극, 제2b 전극 및 제2c 전극은, 공통의 제2 전극으로 구성되어 있는 [B01]에 기재된 발광 소자 유닛.
[B03] 제2a 전극, 제2b 전극 및 제2c 전극에는, 동일한 전위가 주어지는 [B01] 또는 [B02]에 기재된 발광 소자 유닛.
[B04] 제2a 전극 및 제2b 전극은, 투명 도전층과 반투과 도전층의 적층 구조를 갖는[B1] 내지 [B03]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자 유닛.
[B05] 투명 도전층은, 인듐과 아연의 산화물(IZO)로 이루어지는[B04]에 기재된 발광 소자 유닛.
[B06] 반투과 도전층은, 마그네슘 및 은의 합금으로 이루어지는 [B04] 또는 [B05]에 기재된 발광 소자 유닛.
[B07] 제2c 전극은, 마그네슘 및 은의 합금으로 이루어지는 [B1] 내지 [B03]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자 유닛.
[B08] 제2a 전극 및 제2b 전극이 갖는 구조와, 제2c 전극이 갖는 구조와는 다른 [B1] 내지 [B03]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자 유닛.
[B09] 제3 발광 소자에 있어, 제1c 전극과 제3 유기층과의 계면 또는 제3 광반사층에 의해 구성된 제1c계면과, 제2c 전극과 제3 유기층과의 계면에 의해 구성된 제2c계면과의 사이에서, 제3 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2c 전극으로부터 출사시키는[B01] 내지 [B06]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자 유닛.
[B10] 제3 발광층의 최대 발광 위치에서 제1c계면까지의 거리를 L 1C, 광학 거리를 OL 1C, 제3 발광층의 최대 발광 위치에서 제2c계면까지의 거리를 L 2C, 광학 거리를 OL 2C로 하고, m 1C 및 m 2C를 정수로 하였을 때, 이하의 식(C-1), 식(C-2), 식(C-3) 및 식(C-4)을 충족시키고 있는 [B09]에 기재된 발광 소자 유닛.
0.7{-Φ1C/(2π)+m1C}≤2×OL1C/λC≤1.2{-Φ1C/(2π)+m1C} (C-1)
0.7{-Φ2C/(2π)+m2C}≤2×OL2C/λC≤1.2{-Φ2C/(2π)+m2C} (C-2)
L1C <L2C (C-3)
m1C <m2C (C-4)
여기서,
λC : 제3 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 제3 발광층에서 발생한 광 내의 소망의 파장)
Φ1C: 제1c계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ1C≤0
Φ2C: 제2c계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ2C≤0
이다.
[B11] m1C=0, m2C =1인 [B10]에 기재된 발광 소자 유닛.
[C01]《발광 소자 유닛: 제3의 양태》
3개의 발광 소자로 구성되어 있고,
제1 발광 소자는, 제1a 전극, 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층, 및, 제2a 전극이 적층되어 이루어지고,
제2 발광 소자는, 제1 유기층, 제1b 전극, 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층, 및, 제2b 전극이 적층되어 이루어지고,
제3 발광 소자는, 제1 유기층, 제2 유기층, 제1c 전극, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층, 및, 제2c 전극이 적층되어 이루어지는 발광 소자 유닛.
[C02] 제2a 전극, 제2b 전극 및 제2c 전극은, 공통의 제2 전극으로 구성되어 있는 [C01]에 기재된 발광 소자 유닛.
[C03] 제2a 전극, 제2b 전극 및 제2c 전극에는, 동일한 전위가 주어지는 [C01] 또는 [C02]에 기재된 발광 소자 유닛.
[C04] 제2a 전극, 제2b 전극 및 제2c 전극은, 투명 도전층과 반투과 도전층과의 적층 구조를 갖는 [C01] 내지 [C03]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자 유닛.
[C05] 투명 도전층은, 인듐과 아연의 산화물(IZO)으로 이루어지는 [C04]에 기재된 발광 소자 유닛.
[C06] 반투과 도전층은, 마그네슘 및 은의 합금으로 이루어지는 [C04] 또는 [C05]에 기재된 발광 소자 유닛.
[C07] 제1 발광 소자에 있어서, 제1a 전극과 제1 유기층과의 계면 또는 제1 광반사층에 의해 구성된 제1a계면과, 제2a 전극과 제1 유기층의 계면에 의해 구성된 제2a계면과의 사이에서, 제1 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2a 전극으로부터 출사시키고,
제2 발광 소자에 있어서, 제1b 전극과 제2 유기층의 계면 또는 제2 광반사층에 의해 구성된 제1b계면과, 제2b 전극과 제2 유기층의 계면에 의해 구성된 제2b계면과의 사이에서, 제2 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2b 전극으로부터 출사시키고,
제3 발광 소자에 있어서, 제1c 전극과 제3 유기층의 계면 또는 제3 광반사층에 의해 구성된 제1c계면과, 제2c 전극과 제3 유기층의 계면에 의해 구성된 제2c계면과의 사이에서, 제3 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2c 전극으로부터 출사시키는 [C01] 내지 [C06]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자 유닛.
[C08] 제1 발광층의 최대 발광 위치에서 제1a계면까지의 거리를 L1A, 광학 거리를 OL1A, 제1 발광층의 최대 발광 위치에서 제2a계면까지의 거리를 L2A, 광학 거리를 OL2A 로 하고, m1A 및 m2A 를 정수로 하였을 때, 이하의 식(A-1), 식(A-2), 식(A-3) 및 식(A-4)을 충족시키고 있고,
제2 발광층의 최대 발광 위치에서 제1b계면까지의 거리를 L1B, 광학 거리를 OL1B, 제2 발광층의 최대 발광 위치에서 제2b계면까지의 거리를 L2B, 광학 거리를 OL2B 로 하고, m1B 및 m2B 를 정수로 하였을 때, 이하의 식(B-1), 식(B-2), 식(B-3) 및 식(B-4)을 충족시키고 있고,
제3 발광층의 최대 발광 위치에서 제1c계면까지의 거리를 L1C, 광학 거리를 OL1C, 제3 발광층의 최대 발광 위치에서 제2c계면까지의 거리를 L2C, 광학 거리를 OL2C 로 하고, m1C 및 m2C 를 정수로 하였을 때, 이하의 식(C-1), 식(C-2), 식(C-3) 및 식(C-4)을 충족시키고 있는 [C07]에 기재된 발광 소자 유닛.
0.7{-Φ1A/(2π)+m1A}≤2×OL1A/λA≤1.2{-Φ1A/(2π)+m1A} (A-1)
0.7{-Φ2A/(2π)+m2A}≤2×OL2A/λA≤1.2{-Φ2A/(2π)+m2A} (A-2)
L1A<L2A (A-3)
m1A<m2A (A-4)
0.7{-Φ1B/(2π)+m1B}≤2×OL1B/λB≤1.2{-Φ1B/(2π)+m1B} (B-1)
0.7{-Φ2B/(2π)+m2B}≤2×OL2B/λB≤1.2{-Φ2B/(2π)+m2B} (B-2)
L1B<L2B (B-3)
m1B<m2B (B-4)
0.7{-Φ1C/(2π)+m1C}≤2×OL1C/λC≤1.2{-Φ1C/(2π)+m1C} (C-1)
0.7{-Φ2C/(2π)+m2C}≤2×OL2C/λC≤1.2{-Φ2C/(2π)+m2C} (C-2)
L1C<L2C (C-3)
m1C<m2C (C-4)
여기서,
λA : 제1 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 제1 발광층에서 발생한 광 내의 소망의 파장)
Φ1A : 제1a계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ1A≤0
Φ2A : 제2a계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ2A≤0
λB : 제2 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 제2 발광층에서 발생한 광 내의 소망의 파장)
Φ1B : 제1b계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ1B≤0
Φ2B : 제2b계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ2B≤0
λC : 제3 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 제3 발광층에서 발생한 광 내의 소망의 파장)
Φ1C : 제1c계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ1C≤0
Φ2C : 제2c계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
단, -2π<Φ2C≤0
이다.
[C09] m1A =0, m2A=1, m1B =0, m2B=1, m1C =0, m2C=1인 [C08]에 기재된 발광 소자 유닛.
[D01]《발광 소자 유닛: 제4의 양태》
복수의 발광층을 포함하는 유기층이 적층된 적층 구조를 갖는 발광 소자의 복수로 구성되어 있고,
각 발광 소자는, 제1 전극, 복수의 유기층 중의 어느 한 층의 유기층, 및, 제2 전극으로 구성되어 있고,
각 발광 소자를 구성하는 제1 전극은, 발광 소자의 사이에서 중합하고 있지 않는 발광 소자 유닛.
[E01]《유기 일렉트로루미네선스 표시 장치》
[A01] 내지 [D01]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자 유닛이 2 차원 매트릭스 형상으로 배열되어 이루어지는 유기 일렉트로루미네선스 표시 장치.
[E02]《표시 장치》
[A01] 내지 [D01]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자 유닛이 2 차원 매트릭스 형상으로 배열되어 이루어지는 표시 장치.
10(10a, 10b, 10c) :발광 소자
10a : 제1 발광 소자
10b : 제2 발광 소자
10c : 제3 발광 소자
21a : 제1a 전극
21b : 제1b 전극
21c : 제1c 전극
22a : 제2a 전극
22b : 제2b 전극
22c : 제2c 전극
22d :공통 제2 전극(제2a 전극 및 제2b 전극)
23a : 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층
23b : 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층
23c : 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층
23d : 제1 유기층 및 제2 유기층
24a, 24b :컬러 필터
25a, 25b, 25c :광반사층
BM :블랙 매트릭스층
31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 :층간 절연층
41 : 제1 기판
42 : 제2 기판
43 :절연층
44 :보호막
51a, 51b, 51c :게이트 전극
52 :게이트 절연막
53 :실리콘층(반도체층)
54a, 54b, 54c :채널 형성 영역
55a, 55b, 55c :소스/드레인 영역
56a, 56b, 56c, 57b, 57c, 58c, 66, 67, 68, 69 :콘택트 홀부
59a, 59b :절연막

Claims (13)

  1. 3개의 발광 소자를 포함하는 발광 소자 유닛으로서,
    제1 발광 소자는, 제1a 전극, 제1 발광층을 포함하는 제1 유기층, 제2a 전극, 제2 발광층을 포함하는 제2 유기층, 및, 제3 발광층을 포함하는 제3 유기층의 순서로 적층되어 이루어지고,
    제2 발광 소자는, 상기 제1 유기층, 제1b 전극, 상기 제2 유기층, 제2b 전극, 및, 상기 제3 유기층의 순서로 적층되어 이루어지고,
    제3 발광 소자는, 상기 제1 유기층, 상기 제2 유기층, 제1c 전극, 상기 제3 유기층, 및, 제2c 전극의 순서로 적층되어 이루어지고,
    상기 제1 발광 소자에 있어서, 상기 제1a 전극의 하방에 마련된 제1 광반사층에 의해 구성된 제1a 계면과, 상기 제2a 전극과 상기 제1 유기층의 계면에 의해 구성된 제2a 계면과의 사이에서, 상기 제1 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 상기 제2a 전극으로부터 출사시키고,
    상기 제2 발광 소자에 있어서, 상기 제1b 전극의 하방에 마련된 제2 광반사층에 의해 구성된 제1b 계면과, 상기 제2b 전극과 상기 제2 유기층의 계면에 의해 구성된 제2b 계면과의 사이에서, 상기 제2 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 상기 제2b 전극으로부터 출사시키고,
    상기 제3 발광 소자에 있어서, 상기 제1c 전극의 하방에 마련된 제3 광반사층에 의해 구성된 제1c 계면과, 상기 제2c 전극과 상기 제3 유기층의 계면에 의해 구성된 제2c 계면과의 사이에서, 상기 제3 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 상기 제2c 전극으로부터 출사시키고,
    상기 발광 소자 유닛의 단면시에 있어서, 상기 제2a 전극, 상기 제2b 전극, 및 상기 제2c 전극은, 서로 중합하고 있지 않는 것을 특징으로 하는 발광 소자 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2a 전극, 상기 제2b 전극 및 상기 제2c 전극은, 공통의 제2 전극으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2a 전극, 상기 제2b 전극 및 상기 제2c 전극에는, 동일한 전위가 주어지는 것을 특징으로 하는 발광 소자 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2a 전극, 상기 제2b 전극 및 상기 제2c 전극은, 투명 도전층과 반투과 도전층의 적층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 발광 소자 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 투명 도전층은, 인듐과 아연의 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 소자 유닛.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 반투과 도전층은, 마그네슘 및 은의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 소자 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 발광층의 최대 발광 위치에서 상기 제1a 계면까지의 거리를 L1A, 광학 거리를 OL1A, 상기 제1 발광층의 최대 발광 위치에서 상기 제2a 계면까지의 거리를 L2A, 광학 거리를 OL2A 로 하고, m1A 및 m2A 를 정수로 하였을 때, 이하의 식(A-1), 식(A-2), 식(A-3) 및 식(A-4)을 충족시키고 있고,
    상기 제2 발광층의 최대 발광 위치에서 상기 제1b 계면까지의 거리를 L1B, 광학 거리를 OL1B, 상기 제2 발광층의 최대 발광 위치에서 상기 제2b 계면까지의 거리를 L2B, 광학 거리를 OL2B 로 하고, m1B 및 m2B 를 정수로 하였을 때, 이하의 식(B-1), 식(B-2), 식(B-3) 및 식(B-4)을 충족시키고 있고,
    상기 제3 발광층의 최대 발광 위치에서 상기 제1c 계면까지의 거리를 L1C, 광학 거리를 OL1C, 상기 제3 발광층의 최대 발광 위치에서 상기 제2c 계면까지의 거리를 L2C, 광학 거리를 OL2C 로 하고, m1C 및 m2C 를 정수로 하였을 때, 이하의 식(C-1), 식(C-2), 식(C-3) 및 식(C-4)을 충족시키고 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 유닛.
    0.7{-Φ1A/(2π)+m1A}≤2×OL1A/λA≤1.2{-Φ1A/(2π)+m1A} (A-1)
    0.7{-Φ2A/(2π)+m2A}≤2×OL2A/λA≤1.2{-Φ2A/(2π)+m2A} (A-2)
    L1A<L2A (A-3)
    m1A<m2A (A-4)
    0.7{-Φ1B/(2π)+m1B}≤2×OL1B/λB≤1.2{-Φ1B/(2π)+m1B} (B-1)
    0.7{-Φ2B/(2π)+m2B}≤2×OL2B/λB≤1.2{-Φ2B/(2π)+m2B} (B-2)
    L1B<L2B (B-3)
    m1B<m2B (B-4)
    0.7{-Φ1C/(2π)+m1C}≤2×OL1C/λC≤1.2{-Φ1C/(2π)+m1C} (C-1)
    0.7{-Φ2C/(2π)+m2C}≤2×OL2C/λC≤1.2{-Φ2C/(2π)+m2C} (C-2)
    L1C<L2C (C-3)
    m1C<m2C (C-4)
    여기서,
    λA : 상기 제1 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 상기 제1 발광층에서 발생한 광 내의 파장)
    Φ1A : 상기 제1a 계면에서 반사하는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
    단, -2π<Φ1A≤0
    Φ2A : 상기 제2a 계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
    단, -2π<Φ2A≤0
    λB : 상기 제2 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 제2 발광층에서 발생한 광 내의 파장)
    Φ1B: : 상기 제1b 계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
    단, -2π<Φ1B≤0
    Φ2B: : 상기 제2b 계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
    단, -2π<Φ2B≤0
    λC : 상기 제3 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는, 상기 제3 발광층에서 발생한 광 내의 파장)
    Φ1C : 상기 제1c 계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
    단, -2π<Φ1C≤0
    Φ2C : 상기 제2c 계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위:라디안)
    단, -2π<Φ2C≤0
    이다.
  8. 제7항에 있어서,
    m1A=0, m2A =1, m1B=0, m2B =1, m1C=0, m2C =1인 것을 특징으로 하는 발광 소자 유닛.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 소자 유닛의 단면시에 있어서, 상기 제1a 전극, 상기 제1b 전극, 및 상기 제1c 전극은, 서로 중합하고 있지 않는 것을 특징으로 하는 발광 소자 유닛.
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