KR20130101164A - 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 표시장치는, 표시 화면 표면 위에 복수의 볼록부와 볼록부들 사이의 공간을 채우는 보호층을 가지는 반사 방지막을 구비한다. 표시장치에 입사하는 외광 중, 반사 방지막에 입사하는 횟수가 증가하므로, 반사 방지막을 투과하는 외광의 양이 증가한다. 따라서, 시인(視認)측으로 반사하는 외광의 양이 경감되고, 비침 등의 시인성(視認性)을 저하시키는 원인이 제거될 수 있다. 또한, 복수의 볼록부는 보호층으로 덮여 있기 때문에, 오물의 침입을 막을 수 있고, 반사 방지막의 물리적 강도를 높일 수 있다.
Description
본 발명은 반사 방지 기능을 가지는 표시장치에 관한 것이다.
각종 디스플레이(액정 디스플레이, 일렉트로루미네슨스(electroLuminescence) 디스플레이(이하 "EL 디스플레이"라고도 칭함), 플라즈마 디스플레이 등)를 가지는 표시장치에 있어서, 외광의 표면 반사에 의한 주위 경치의 비침 등에 의해 표시 화면이 보기 어렵게 되어, 시인성(視認性)이 저하되는 경우가 있다. 이것은 특히 표시장치의 대형화나 야외에서의 사용에서 현저한 문제가 되고 있다.
이와 같은 외광의 반사를 방지하기 위해, 표시장치의 표시 화면에 반사 방지막을 제공하는 방법이 행해지고 있다. 예를 들어, 가시광 파장 영역에 대하여 널리 유효하도록 굴절률이 상이한 층들을 적층하여 다층 구조로 한 반사 방지막을 제공하는 방법이 있다(예를 들어, 문헌 1 : 일본국 공개특허공고 2003-248102호 공보 참조). 다층 구조로 함으로써, 적층한 층들의 계면에서 반사되는 외광이 서로 간섭하고 상쇄되어 반사 방지 효과를 얻을 수 있다.
그러나, 상기와 같은 다층 구조에서는, 층 계면에서 반사된 외광 중, 상쇄할 수 없었던 광은 반사광으로서 시인(視認)측으로 반사되게 된다. 외광이 서로 상쇄하도록 하기 위해서는, 적층하는 막의 재료의 광학 특성이나 막 두께 등을 정밀하게 제어할 필요가 있고, 다양한 각도에서 입사하는 외광 모두에 대하여 반사 방지 처리를 실시하는 것은 곤란하였다.
이상의 관점에서, 종래의 반사 방지막에는 기능에 한계가 있고, 반사 방지 기능이 더욱 높은 반사 방지막, 및 그러한 반사 방지 기능을 가지는 표시장치가 요구되고 있다.
본 발명은, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 반사 방지 기능을 가지고 시인성이 뛰어난 표시장치, 및 그러한 표시장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 표시장치의 표시 화면 표면 위에 외광의 반사를 방지하는 반사 방지 기능을 가지는 반사 방지막으로서 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막을 사용하고, 또한 복수의 볼록부들 사이의 공간을 채우도록 볼록부보다 낮은 굴절률의 재료로 형성되는 보호층을 제공하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 반사 방지막의 볼록부는 원추형이 바람직하고, 각 볼록부의 바닥면과 측면이 이루는 각도는 84° 이상 90° 미만인 것이 바람직하다. 각 볼록부는 원추형 외에, 바늘 형상, 정상부가 바닥면에 평행한 평면으로 잘린 원추 형상, 정상부가 둥근 돔(dome) 형상 등이어도 좋다.
본 발명의 반사 방지막에서, 각 볼록부의 바닥면 직경 대 높이의 비(比)는 1 : 5∼1 : 29, 바람직하게는 1 : 10이고, 높이가 1 ㎛∼3 ㎛인 것이 바람직하다. 각 볼록부가 이 크기로 되면, 투광성을 저하시키지 않고, 또한 가공도 비교적 용이하게 된다.
본 발명에서, 반사 방지막의 볼록부들 사이의 공간을 채우도록 제공되는 보호층의 두께는 각 볼록부의 높이와 일치하는 정도이어도 좋고, 또는 볼록부들을 덮도록 각 볼록부의 높이보다 크게 되어도 좋다. 이 경우, 볼록부에 의한 반사 방지막 표면의 요철은 보호층에 의해 평탄화된다. 또는, 보호층의 막 두께는 각 볼록부의 높이보다 작아도 좋고, 이 경우, 각 볼록부의 바닥면에 가까운 부분을 선택적으로 덮고, 각 볼록부의 정상부에 가까운 부분은 표면에 노출시키는 구조가 된다.
볼록부는 그의 형상에 기인하여 외광의 반사를 더욱 저감시킬 수 있다. 그러나, 볼록부들 사이에 공기 중의 오물이나 먼지 등의 이물(異物)이 존재하면, 이물에 의해 외광의 반사가 발생하게 되고, 결과적으로, 외광에 대한 충분한 반사 방지 효과를 얻지 못할 우려가 있다. 본 발명에서는 볼록부들 사이에 보호층이 제공되어 있으므로, 볼록부들 사이에 오물 등의 오염물이 침입하는 것을 막을 수 있다. 따라서, 오물 등의 침입에 의한 반사 방지 기능 저하를 막고, 또한 볼록부들 사이의 공간을 채움으로써 반사 방지막으로서의 물리적 강도도 높일 수 있어, 신뢰성 향상을 달성할 수 있다.
볼록부들 사이의 공간을 채우는 보호층은 볼록부에 사용되는 재료보다 낮은 굴절률의 재료를 사용하여 형성되기 때문에, 볼록부에 사용하는 재료보다 공기와의 굴절률차가 작고, 계면에서의 반사를 더욱 억제할 수 있다.
본 발명은 표시 기능을 가지는 장치인 표시장치에도 사용할 수 있다. 본 발명의 표시장치의 범주에는, 일렉트로루미네슨스(이하 "EL"이라고도 한다)로 불리는 발광을 발현하는 유기물, 무기물, 또는 유기물과 무기물의 혼합물을 함유하는 층을 전극들 사이에 가지는 발광 소자에 TFT가 접속된 발광 표시장치, 액정 재료를 가지는 액정 소자를 표시 소자로서 사용하는 액정 표시장치 등이 포함된다. 본 발명에서, 표시장치란, 표시 소자(액정 소자나 발광 소자 등)를 가지는 장치를 말한다. 또한, 표시장치는, 기판 위에 액정 소자나 EL 소자 등의 표시 소자를 포함하는 복수의 화소와 그들 화소를 구동시키는 주변 구동회로가 형성된 표시 패널 본체이어도 좋다. 또한, 표시장치는, 플렉서블 프린트 회로(FPC)나 프린트 배선판(PWB)이 제공된 것(IC, 저항 소자, 용량 소자, 인덕터, 트랜지스터 등)을 포함하여도 좋다. 또한, 표시장치는, 편광판이나 위상차판 등의 광학 시트를 포함하고 있어도 좋다. 또한, 표시장치는, 백라이트(도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 반사 시트, 광원(LED나 냉음극관 등)을 포함하여도 좋다)을 포함하고 있어도 좋다.
또한, 표시 소자나 표시장치는 다양한 형태를 이용하거나, 다양한 소자를 가질 수 있다. 예를 들어, EL 소자(유기 EL 소자, 무기 EL 소자, 또는 유기물과 무기물을 포함하는 EL 소자), 전자 방출 소자, 액정 소자, 전자 잉크, 그레이팅 라이트 밸브(GLV), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD), 압전 세라믹 디스플레이, 카본 나노튜브 등, 전기자기적 작용에 의해 콘트라스트가 변화하는 표시 매체를 사용할 수 있다. 또한, 상기 표시 소자들을 사용한 표시장치들의 예로서, EL 소자를 사용한 표시장치로서는 EL 디스플레이, 전자 방출 소자를 사용한 표시장치로서는, 전계 방출 디스플레이(FED)나 SED 방식 플랫 패널 디스플레이(SED: Surface-conduction Electron-emitter Disply) 등, 액정 소자를 사용한 표시장치로서는 액정 디스플레이, 투과형 액정 디스플레이, 반투과형 액정 디스플레이, 반사형 액정 디스플레이, 전자 잉크를 사용한 표시장치로서는 전자 페이퍼가 있다.
본 발명의 표시장치의 일 형태는, 표시 화면 위에 제공된 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막과, 상기 복수의 볼록부들 사이에 상기 복수의 볼록부의 굴절률보다 낮은 굴절률의 보호층을 포함하고, 각 볼록부의 바닥면과 경사면이 이루는 각도는 84° 이상 90° 미만이다.
본 발명의 표시장치의 일 형태는, 적어도 한쪽은 투광성 기판인 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 제공된 표시 소자와, 상기 투광성 기판의 외측에 제공된 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막과, 상기 복수의 볼록부들 사이에 제공되고 상기 복수의 볼록부의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 보호층을 포함하고, 각 볼록부의 바닥면과 경사면이 이루는 84° 이상 90° 미만이다.
본 발명의 표시장치의 일 형태는, 한 쌍의 투광성 기판과, 상기 한 쌍의 투광성 기판 사이에 제공된 표시 소자와, 상기 한 쌍의 투광성 기판의 각각의 외측에 제공된 복수의 볼록부를 가지는 한 쌍의 반사 방지막과, 상기 복수의 볼록부들 사이에 제공되고 상기 복수의 볼록부의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 보호층을 포함하고, 각 볼록부의 바닥면과 경사면이 이루는 각도는 84° 이상 90° 미만이다.
각 볼록부는 원추 형상, 바늘 형상, 정상부가 바닥면에 평행한 평면으로 잘린 원추 형상, 정상부가 둥근 돔 형상 등이어도 좋다. 또한, 반사 방지막은, 균일한 굴절률을 가지는 재료가 아니라, 표면으로부터 표시 화면측까지 굴절률이 변화하는 재료로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 복수의 볼록부 각각에서, 표면에 가까운 부분은 공기와 동등한 굴절률을 가지는 재료로 형성하여, 공기로부터 볼록부에 입사하는 외광의, 볼록부 표면에서의 반사를 더욱 경감시키는 구조로 한다. 한편, 각 볼록부에서, 표시 화면측의 기판에 가까운 부분은 기판과 동등한 굴절률을 가지는 재료로 형성하여, 각 볼록부 내부에서 진행하고 기판에 입사하는 외광의, 볼록부와 기판과의 계면에서의 반사를 더욱 경감시키는 구성으로 한다.
기판으로서 유리 기판을 사용하면, 공기의 굴절률이 유리 기판의 굴절률보다 작기 때문에, 각 볼록부는, 표면에 가까운 부분(원추의 경우, 정상 부분)은 낮은 굴절률의 재료로 형성되고, 각 볼록부의 바닥면에 가까운 부분은 높은 굴절률의 재료로 형성되어, 원추의 정상부로부터 바닥면까지 굴절률이 증가하여 있는 구성으로 하면 좋다. 기판에 유리를 사용하는 경우, 각 볼록부는 불화물, 산화물, 또는 질화물을 포함하는 막으로 형성될 수 있다.
본 발명의 반사 방지막을 가지는 표시장치는 표면에 복수의 볼록부를 가지고 있고, 외광은, 각 볼록부의 계면이 평면이 아니기 때문에, 시인측으로 반사되지 않고 인접한 다른 볼록부로 반사된다. 또는, 외광이 볼록부들 사이에서 진행한다. 입사한 외광은 각 볼록부를 일부 투과하고, 반사광은 인접한 볼록부에 다시 입사한다. 이와 같이, 볼록부들의 계면에서 반사된 외광은 인접한 볼록부들 사이에서 입사를 반복한다.
즉, 표시장치에 입사하는 외광 중, 반사 방지막에 입사하는 횟수가 증가하므로, 반사 방지막을 투과하는 외광의 양이 증가한다. 따라서, 시인측으로 반사하는 외광의 양이 경감되고, 비침 등의 시인성을 저하시키는 원인이 제거될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 볼록부들 사이에 보호층이 제공되어 있으므로, 볼록부들 사이에 오물 등의 오염물이 침입하는 것을 막을 수 있다. 따라서, 오물 등의 침입에 의한 반사 방지 기능 저하를 막고, 또한 볼록부들 사이의 공간을 채움으로써, 반사 방지막으로서의 물리적 강도도 높일 수 있고, 따라서, 신뢰성 향상을 달성할 수 있다.
본 발명은, 표면에 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막과, 볼록부들 사이의 보호층을 구비함으로써, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 높은 반사 방지 기능을 가지고, 시인성이 뛰어나고, 또한 신뢰성이 높은 표시장치를 제공할 수 있다. 따라서, 보다 고화질 및 고성능의 표시장치를 제조할 수 있다.
도 1(A)∼도 1(C)는 본 발명의 개념도.
도 2(A)∼도 2(C)는 본 발명의 개념도.
도 3(A)∼도 3(F)는 본 발명의 개념도.
도 4는 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
도 5(A)∼도 5(C)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 상면도 및 단면도.
도 6(A) 및 도 6(B)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
도 7(A) 및 도 7(B)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
도 8(A) 및 도 8(B)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 상면도 및 단면도.
도 9(A) 및 도 9(B)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 상면도 및 단면도.
도 10은 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
도 11은 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
도 12는 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
도 13은 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
도 14(A) 및 도 14(B)는 본 발명의 표시 모듈을 나타내는 단면도.
도 15는 본 발명의 표시 모듈을 나타내는 단면도.
도 16(A)∼도 16(D)는 본 발명의 표시장치에서 사용할 수 있는 백라이트.
도 17(A)∼도 17(C)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 상면도.
도 18(A) 및 도 18(B)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 상면도.
도 19는 본 발명이 적용되는 전자기기의 주요 구성을 나타내는 블록도.
도 20(A) 및 도 20(B)는 본 발명의 전자기기를 나타내는 도면.
도 21(A)∼도 21(E)는 본 발명의 전자기기를 나타내는 도면.
도 22(A)∼도 22(D)는 본 발명에 적용할 수 있는 발광소자의 구성을 나타내는 단면도.
도 23(A)∼도 23(C)는 본 발명에 적용할 수 있는 발광소자의 구성을 나타내는 단면도.
도 24(A)∼도 24(C)는 본 발명에 적용할 수 있는 발광소자의 구성을 나타내는 단면도.
도 25는 본 발명의 개념도.
도 26은 비교예의 실험 모델을 나타내는 도면.
도 27은 비교예의 실험 데이터를 나타내는 도면.
도 28은 실시예 1의 실험 모델을 나타내는 도면.
도 29는 실시예 1의 실험 데이터를 나타내는 도면.
도 30은 실시예 1의 실험 데이터를 나타내는 도면.
도 31은 실시예 2의 실험 데이터를 나타내는 도면.
도 32는 실시예 2의 실험 데이터를 나타내는 도면.
도 33은 실시예 3의 실험 모델을 나타내는 도면.
도 34는 실시예 3의 실험 데이터를 나타내는 도면.
도 35는 실시예 3의 실험 데이터를 나타내는 도면.
도 36(A) 및 도 36(B)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 상면도 및 단면도.
도 37(A)∼도 37(D)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
도 2(A)∼도 2(C)는 본 발명의 개념도.
도 3(A)∼도 3(F)는 본 발명의 개념도.
도 4는 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
도 5(A)∼도 5(C)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 상면도 및 단면도.
도 6(A) 및 도 6(B)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
도 7(A) 및 도 7(B)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
도 8(A) 및 도 8(B)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 상면도 및 단면도.
도 9(A) 및 도 9(B)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 상면도 및 단면도.
도 10은 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
도 11은 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
도 12는 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
도 13은 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
도 14(A) 및 도 14(B)는 본 발명의 표시 모듈을 나타내는 단면도.
도 15는 본 발명의 표시 모듈을 나타내는 단면도.
도 16(A)∼도 16(D)는 본 발명의 표시장치에서 사용할 수 있는 백라이트.
도 17(A)∼도 17(C)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 상면도.
도 18(A) 및 도 18(B)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 상면도.
도 19는 본 발명이 적용되는 전자기기의 주요 구성을 나타내는 블록도.
도 20(A) 및 도 20(B)는 본 발명의 전자기기를 나타내는 도면.
도 21(A)∼도 21(E)는 본 발명의 전자기기를 나타내는 도면.
도 22(A)∼도 22(D)는 본 발명에 적용할 수 있는 발광소자의 구성을 나타내는 단면도.
도 23(A)∼도 23(C)는 본 발명에 적용할 수 있는 발광소자의 구성을 나타내는 단면도.
도 24(A)∼도 24(C)는 본 발명에 적용할 수 있는 발광소자의 구성을 나타내는 단면도.
도 25는 본 발명의 개념도.
도 26은 비교예의 실험 모델을 나타내는 도면.
도 27은 비교예의 실험 데이터를 나타내는 도면.
도 28은 실시예 1의 실험 모델을 나타내는 도면.
도 29는 실시예 1의 실험 데이터를 나타내는 도면.
도 30은 실시예 1의 실험 데이터를 나타내는 도면.
도 31은 실시예 2의 실험 데이터를 나타내는 도면.
도 32는 실시예 2의 실험 데이터를 나타내는 도면.
도 33은 실시예 3의 실험 모델을 나타내는 도면.
도 34는 실시예 3의 실험 데이터를 나타내는 도면.
도 35는 실시예 3의 실험 데이터를 나타내는 도면.
도 36(A) 및 도 36(B)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 상면도 및 단면도.
도 37(A)∼도 37(D)는 본 발명의 표시장치를 나타내는 단면도.
이하, 본 발명의 실시형태 및 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 많은 다른 양태로 실시하는 것이 가능하고, 본 발명의 취지 및 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명이 이하의 실시형태 및 실시예의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것이 아니다. 또한, 실시형태의 구성을 설명하기 위한 모든 도면에 있어서, 동일 부분 또는 같은 기능을 가지는 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 그의 반복 설명은 생략한다.
[실시형태 1]
본 실시형태에서는, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 반사 방지 기능을 가지고, 뛰어난 시인성을 부여하는 것을 목적으로 한 표시장치의 일례에 대하여 설명한다.
본 발명은, 표시장치의 표시 화면 표면 위에, 외광의 반사를 방지하는 반사 방지 기능을 가지는 반사 방지막으로서, 복수의 볼록부(돌기부)를 가지는 반사 방지막을 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 반사 방지막의 각 볼록부는 원추형이 바람직하고, 각 볼록부의 바닥면과 측면이 이루는 각도는 84° 이상 90° 미만인 것이 바람직하다.
도 1(A)는 본 발명의 반사 방지막의 상면도를 나타내고, 도 1(B) 및 도 1(C)는 단면도를 나타낸다. 도 1(A)∼도 1(C)에서, 표시장치(450)의 표시 화면 표면 위에 복수의 볼록부(451), 및 보호층(452)이 제공되어 있다. 도 1(A)는 본 실시형태의 표시장치의 상면도이고, 도 1(B)는 도 1 (A)의 선 A-B에서의 단면도이다. 또한, 도 1(C)는 도 1(B)의 확대도이다. 도 1 (A) 및 도 1(B)에 나타내는 바와 같이, 볼록부(451)는 표시 화면 위에 서로 인접하여 제공되어 있다.
도 1(C)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 반사 방지막에서, 각 볼록부(451)의 바닥면의 직경(L)과 높이(H)의 비(比)는 1 : 5 이상 (1 : 29 이하), 바람직하게는 1 : 10이고, 높이(H)는 1 ㎛∼3 ㎛인 것이 바람직하다. 이 크기라면, 투광성을 저하시키지 않고, 또한 가공도 비교적 용이하다.
또한, 본 발명의 각 볼록부에서, 도 1(C)에 나타내는 바와 같이, 각 볼록부의 바닥면과 경사면이 이루는 각도(θ)는 84° 이상 90° 미만인 것이 바람직하다. 각 볼록부가 상기 각도를 가지면, 외광은 복수의 볼록부에 의한 반사와 복수의 볼록부의 투과를 반복하므로, 볼록부를 통한 외광의 투과율이 향상될 수 있고, 시인측에의 반사율을 저감할 수 있다.
볼록부는 표시장치(450)의 표시 화면 표면 위에 제공되므로, 각 볼록부의 바닥면과 표시장치(450)의 표시 화면 표면은 서로 평행하다. 따라서, 각 볼록부의 경사변과 표시 화면 표면이 이루는 각도도 마찬가지로 84° 이상 90° 미만인 것이 바람직하다.
각 볼록부는 원추형 외에, 바늘 형상, 정성부가 바닥면에 평행한 평면으로 잘린 원추 형상(즉, 단면이 사다리꼴인 형상), 정상부가 둥근 돔(dome) 형상 등이어도 좋다. 각 볼록부의 형상의 예를 도 2(A)∼도 2(C)에 나타낸다. 도 2(A)는, 원추형과 같이 끝이 뾰족한 형상이 아니고, 상면과 바닥면을 가지는 형상을 나타낸다. 따라서, 바닥면에 수직인 면에서의 단면은 사다리꼴 형상이 된다. 도 2(A)와 같은, 표시장치(460) 위에 제공된 볼록부(461)에서, 본 발명에서는, 바닥면과 상면 사이의 거리를 높이(H)로 한다.
도 2(B)는, 끝이 둥근 볼록부(471)가 표시장치(470) 위에 제공된 예를 나타낸다. 이와 같이, 각 볼록부는 끝이 둥글고 곡률을 가지는 형상이어도 좋고, 이 경우, 각 볼록부의 높이(H)는 정상부의 가장 높은 지점과 바닥면 사이의 거리에 상당한다.
도 2(C)는, 복수의 각도(θ1, θ2)를 가지는 볼록부(481)가 표시장치(480) 위에 제공된 예를 나타낸다. 이와 같이, 각 볼록부는, 원주 형상에 원추 형상이 적층되는 것과 같은 형상이어도 좋다. 이 경우, 측면과 바닥면이 이루는 각도는 θ1 및 θ2로 나타내는 바와 같이 다르게 된다. 도 2(C)의 볼록부(481)의 경우, θ1이 84° 이상 90° 미만인 것이 바람직하고, 각 볼록부의 높이(H)는 측면이 경사진 원추 형상의 높이에 상당한다.
도 3(A)∼도 3(F)는 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막의 형상의 예를 나타낸다. 도 3(A)∼도 3(C) 각각은, 복수의 볼록부가 표시 화면 표면 위에 상이한 방식으로 제공되는 예를 나타낸다. 도 3(D)∼도 3(F)는 상면도이다. 도 3(A)는 도 3(D)의 선 X1-Y1에 있어서의 단면도이고, 도 3(B)는 도 3(E)의 선 X2-Y2에 있어서의 단면도이고, 도 3(C)는 도 3(F)의 선 X3-Y3에 있어서의 단면도이다.
도 3(A) 및 도 3(D)는, 복수의 볼록부(466a∼466d)가 표시장치(465)의 표시 화면 위에서 일정 간격을 두고 서로 인접하여 있고, 또한, 볼록부(466a∼466d)들 사이에 보호층(467)이 제공되어 있는 예를 나타낸다. 이와 같이, 볼록부들은 표시 화면 위에서 반드시 서로 접하여 있을 필요는 없다. 본 발명에서는, 이와 같이 간격을 두고 제공되어 있는 볼록부도, 반사 방지 기능을 가지는 부분의 총칭으로서 반사 방지막이라고 부른다. 따라서, 볼록부들이 막 형상으로 물리적으로 연속하지 않아도, 이들을 반사 방지막이라고 부른다.
도 3(B) 및 도 3(E)는, 복수의 볼록부(476a∼476d)가 표시장치(475)의 표시 화면 위에서 서로 긴밀하게 인접하고 서로 접하여 있으며, 또한, 볼록부(476a∼476d) 들 사이에 보호층(477)이 제공되어 있는 예를 나타낸다. 도 3(B) 및 도 3(E)에 나타내는 바와 같이, 복수의 볼록부는 표시 화면을 덮도록 서로 접하여 제공되어 있다. 이와 같이 표시 화면 표면이 원추형의 볼록부들로 가능한 한 많이 덮이면, 반사 방지막에 입사하는 광의 양이 증가하는 효과가 있다.
도 3(C) 및 도 3(F)는, 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막(486)이 표시장치(485)의 표시 화면 위에 제공되고, 볼록부들 사이의 공간을 채우도록 보호층(487)이 제공되어 있는 예를 나타낸다. 도 3(C) 및 도 3(F)에 나타내는 바와 같이, 이 반사 방지막이 가지는 복수의 볼록부는 단일의 연속 막이고, 반사 방지막의 표면에 복수의 볼록부가 제공되는 구성으로 하여도 좋다. 이와 같이, 본 발명의 반사 방지막은 복수의 볼록부를 가지는 다양한 형상을 가질 수 있다.
본 발명에서, 보호층은 볼록부들 사이에 제공되는 것이라면 그의 형상에 제한은 없다. 볼록부들을 가지는 반사 방지막 위에 제공되는 보호층의 형상의 예를 도 37(A)∼도 37(D)에 나타낸다. 반사 방지막의 볼록부들 사이의 공간을 채우도록 제공되는 보호층의 두께는 각 볼록부의 높이와 일치하는 정도이어도 좋고, 또는 도 37(A) 및 도 37(B)에 나타내는 바와 같이 볼록부들을 덮도록 각 볼록부의 높이보다 크게 하여도 좋다. 이 경우, 볼록부들에 기인한 반사 방지막 표면의 요철이 보호층에 의해 경감되고 평탄화된다. 도 37(A)는, 표시장치(490)의 표면 위에 제공된 볼록부(491)들에 기인한 표면 요철이, 볼록부(491)들을 완전히 덮도록 보호층(492)을 제공함으로써 평탄화되는 예를 나타낸다.
도 37(B)는, 표시장치(490)의 표면 위에 제공된 볼록부(491)들에 기인한 표면 요철이, 볼록부(491)들에 기인한 요철 형상을 다소 반영하면서 볼록부(491)들을 완전히 덮도록 보호층(493)을 제공함으로써 거의 평탄화되는 예를 나타낸다.
또한, 보호층의 두께는 각 볼록부의 높이보다 작아도 좋고, 이 경우, 각 볼록부의 바닥면에 가까운 부분이 선택적으로 덮이고, 볼록부의 정상부에 가까운 부분이 표면에 노출되는 구조가 된다. 도 37(C)는, 표시장치(490)의 표면 위에 제공된 볼록부(491)들 사이의 공간을 채우도록 보호층(494)이 볼록부(491)들을 선택적으로 덮고, 각 볼록부(491)의 정상부가 표면에 노출되는 구조를 나타낸다. 이와 같이 볼록부(491)들이 표면에 노출되는 구조에서는, 외광이 보호층을 통과하지 않고 직접 볼록부(491)에 입사하기 때문에, 반사 방지 기능을 높일 수 있다.
또한, 보호층의 형성 방법에 따라서는, 도 37(D)에 나타내는 바와 같이, 표시장치(490) 위에서 볼록부(491)들 사이에 형성된 보호층(495)이 볼록부들 사이에서 오목부와 같이 막 두께가 감소하는 형상이어도 좋다.
보호층은, 적어도 반사 방지막의 볼록부에 사용하는 재료보다 낮은 굴절률을 가지는 재료를 사용하여 형성되는 것이면 된다. 따라서, 보호층에 사용하는 재료는 표시장치의 표시 화면을 구성하는 기판, 및 기판 위에 형성되는 볼록부들을 가지는 반사 방지막의 재료에 상대적으로 결정되므로, 적절히 결정될 수 있다.
볼록부들은 그의 형상에 의해 외광의 반사를 더욱 저감시킬 수 있다. 그러나, 볼록부들 사이에 공기 중의 오물이나 먼지 등의 이물(異物)이 존재하면, 이물에 의해 외광의 반사가 생기게 되어, 결과적으로, 외광의 충분한 반사 방지 효과를 얻지 못할 우려가 있다. 본 발명에서는 볼록부들 사이에 보호층이 형성되어 있으므로, 볼록부들 사이에 오물 등의 오염물이 침입하는 것을 막을 수 있다. 따라서, 오물 등의 침입에 의한 반사 방지 기능의 저하를 막을 수 있고, 또한 볼록부들 사이의 공간을 채움으로써 반사 방지막으로서의 물리적 강도도 높일 수 있어, 신뢰성 향상을 달성할 수 있다.
볼록부들 사이의 공간을 채우는 보호층은 볼록부에 사용되는 재료보다 낮은 굴절률을 가지는 재료를 사용하여 형성되기 때문에, 각 볼록부에 사용되는 재료보다 공기와의 굴절률차가 작고, 계면에서의 반사를 더욱 억제할 수 있다.
또한, 반사 방지막 및 보호층은 균일한 굴절률을 가지는 재료가 아니라, 표면으로부터 표시 화면측까지 굴절률이 변화하는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 볼록부 각각에서, 표면에 가까운 부분은 공기와 동등한 굴절률을 가지는 재료로 형성하여, 공기로부터 각 볼록부에 입사하는 외광의, 볼록부 표면에서의 반사를 경감시키는 구조로 한다. 한편, 각 볼록부에서, 표시 화면측의 기판에 가까운 부분은 기판과 동등한 굴절률을 가지는 재료로 형성하여, 각 볼록부 내부에서 진행하고 기판에 입사하는 외광의, 각 볼록부와 기판과의 계면에서의 반사를 더욱 경감시키는 구성으로 한다. 기판으로서 유리 기판을 사용하면, 공기의 굴절률이 유리 기판의 굴절률보다 작기 때문에, 각 볼록부는, 표면에 가까운 부분(원추의 경우, 정상 부분)은 낮은 굴절률의 재료로 형성되고, 각 볼록부의 바닥면에 가까운 부분은 높은 굴절률의 재료로 형성되어, 원추의 정상부로부터 바닥면까지 굴절률이 증가하여 있는 구성으로 하면 좋다.
반사 방지막을 형성하는 재료로서는, 규소, 질소, 불소, 산화물, 질화물, 불화물 등, 표시 화면 표면을 구성하는 기판의 재료에 따라 적절히 선택하면 좋다. 산화물로서는, 산화규소(SiO2), 붕산(B2O3), 산화나트륨(NaO2), 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(알루미나)(Al2O3), 산화칼륨(K2O), 산화칼슘(CaO), 삼산화이비소(아비(arsenious) 산화물)(As2O3), 산화스트론튬(SrO), 산화안티몬(Sb2O3), 산화바륨(BaO), 인듐 주석 산화물(ITO), 산화아연(ZnO), 산화인듐에 산화아연(ZnO)을 혼합한 인듐 아연 산화물(IZO : Indium Zinc Oxide), 산화인듐에 산화규소(SiO2)를 혼합한 도전 재료, 유기 인듐, 유기 주석, 산화텅스텐을 함유하는 인듐 산화물, 산화텅스텐을 함유하는 인듐 아연 산화물, 산화티탄을 함유하는 인듐 산화물, 산화티탄을 함유하는 인듐 주석 산화물 등을 사용할 수 있다. 질화물로서는, 질화알루미늄(AlN), 질화규소(SiN) 등을 사용할 수 있다. 불화물로서는, 불화리튬(LiF), 불화나트륨(NaF), 불화마그네슘(MgF2), 불화칼슘(CaF2), 불화란탄(LaF3) 등을 사용할 수 있다. 반사 방지막은 상기한 규소, 질소, 불소, 산화물, 질화물, 불화물을 1종 또는 복수종을 포함하여도 좋고, 그의 혼합비는 기판의 성분비(조성 비율)에 따라 적절히 설정하면 좋다.
복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막은, 스퍼터링법, 진공 증착법, PVD(Physical Vapor Deposition)법, 감압 CVD(LPCVD)법 또는 플라즈마 CVD법 등의 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 박막을 성막한 후, 그 박막을 소망의 형상으로 에칭하여 형성할 수 있다. 또한, 패턴을 선택적으로 형성할 수 있는 액적 토출법, 패턴을 전사(轉寫) 또는 묘사할 수 있는 인쇄법(스크린 인쇄나 오프셋 인쇄 등, 패턴을 형성하는 방법), 스핀 코팅법 등의 도포법, 디핑(dipping)법, 디스펜서법 등을 이용할 수도 있다. 또한, 임프린팅(imprinting) 기술, 나노 레벨의 입체 구조물을 전사 기술로 형성할 수 있는 나노임프린팅(nanoimprinting) 기술을 이용할 수도 있다. 임프린팅 및 나노임프린팅은, 포토리소그래피 공정을 사용하지 않고 미세한 입체 구조물을 형성할 수 있는 기술이다.
보호층은, 반사 방지막을 형성하는 재료 등을 사용하여 형성할 수 있다. 보다 낮은 굴절률을 가지는 재료로서는, 실리카, 알루미나, 및 탄소를 포함하는 에어로 겔(aerogel) 등을 사용할 수 있다. 그의 제조 방법으로서는, 습식 공정이 바람직하고, 패턴을 선택적으로 형성할 수 있는 액적 토출법이나, 패턴이 전사 또는 묘사될 수 있는 인쇄법(스크린 인쇄나 오프셋 인쇄 등, 패턴을 형성하는 방법), 그 외에, 스핀 코팅법 등의 도포법, 디핑법, 디스펜서법 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막의 반사 방지 기능을 도 25를 참조하여 설명한다. 도 25는, 표시 화면(410) 위에 제공된 인접한 볼록부(411a, 411b, 411c, 411d)를 가지는 반사 방지막과 보호층(416)을 나타내고 있다. 외광(414)은 공기와 보호층(416)과의 계면에서 반사광(415)으로서 일부 반사되지만, 투과광(412a)은 볼록부(411c)에 입사한다. 투과광(412a)의 일부는 투과광(413a)으로서 투과하고, 그 외는 보호층(416)과 볼록부(411c)와의 계면에서 반사광(412b)으로서 반사된다. 그 다음, 반사광(412b)은 인접하는 볼록부(411b)에 입사하고, 반사광(412b)의 일부는 투과광(413b)으로서 투과하고, 그 외는 보호층(416)과 볼록부(411b)와의 계면에서 반사광(412c)으로서 반사된다. 반사광(412c)은 다시 인접하는 볼록부(411c)에 입사하고, 반사광(412c)의 일부가 투과광(413c)으로서 투과하고, 그 외는 보호층(416)과 볼록부(411c)와의 계면에서 반사광(412d)으로서 반사된다. 반사광(412d)도 다시 인접하는 볼록부(411b)에 입사하고, 반사광(412d)의 일부가 투과광(413d)으로서 투과한다.
이와 같이, 본 발명의 반사 방지막을 가지는 표시장치는 표면에 복수의 볼록부를 가지고 있고, 외광은 각 볼록부의 계면이 평면이 아니기 때문에, 시인측으로 반사되지 않고 다른 인접한 볼록부로 반사된다. 또는, 외광이 볼록부들 사이에서 진행한다. 입사한 외광은 일부가 각 볼록부를 투과하고, 반사광은 인접하는 볼록부에 입사한다. 이와 같이, 볼록부 계면에서 반사된 외광은 인접한 볼록부들 사이에서 입사를 반복한다.
즉, 표시장치에 입사하는 외광 중, 반사 방지막에 입사하는 횟수가 증가하므로, 반사 방지막을 투과하는 외광의 양이 증가한다. 따라서, 시인측으로 반사하는 외광의 양이 경감되고, 비침 등의 시인성을 저하시키는 원인이 제거될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 볼록부들 사이에 보호층이 형성되어 있으므로, 볼록부들 사이에 오물 등의 오염물이 침입하는 것을 막을 수 있다. 따라서, 오물 등의 침입에 의한 반사 방지 기능의 저하를 막을 수 있고, 또한 볼록부들 사이의 공간을 채움으로써 반사 방지막으로서의 물리적 강도도 높일 수 있어, 신뢰성 향상을 달성할 수 있다.
본 발명은, 표면에 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막과, 볼록부들 사이의 보호층을 구비함으로써 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 높은 반사 방지 기능을 가지고 시인성이 뛰어난 표시장치를 제공할 수 있다. 따라서, 보다 고화질 및 고성능의 표시장치를 제조할 수 있다.
[실시형태 2]
본 실시형태에서는, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 반사 방지 기능을 가지고, 뛰어난 시인성을 부여하는 것을 목적으로 한 표시장치의 일례에 대하여 설명한다. 보다 구체적으로는, 본 실시형태는 표시장치의 구성이 패시브 매트릭스형인 경우에 관하여 나타낸다.
표시장치는, 제1 방향으로 연장한 제1 전극층(751a), 제1 전극층(751b), 및 제1 전극층(751c); 제1 전극층(751a), 제1 전극층(751b) 및 제1 전극층(751c)을 덮도록 제공된 전계발광층(752); 및 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장한 제2 전극층(753a), 제2 전극층(753b), 및 제2 전극층(753c)을 포함하고 있다(도 5(A) 및 도 5(B) 참조). 제1 전극층(751a), 제1 전극층(751b), 및 제1 전극층(751c)과 제2 전극층(753a), 제2 전극층(753b), 및 제2 전극층(753c)과의 사이에 전계발광층(752)이 제공되어 있다. 또한, 제2 전극층(753a), 제2 전극층(753b), 및 제2 전극층(753c)을 덮도록, 보호막으로서 기능하는 절연층(754)이 제공되어 있다(도 5(A) 및 도 5(B) 참조). 또한, 인접하는 각각의 발광소자 사이에서 횡방향 전계의 영향이 염려되는 경우는, 각 발광소자에 제공된 전계발광층(752)을 분리하여도 좋다.
도 5(C)는 도 5(B)의 변형예로서, 여기서는 제1 전극층(791a), 제1 전극층(791b), 제1 전극층(791c), 전계발광층(792), 제2 전극층(793b), 보호층인 절연층(794)이 제공되어 있다. 도 5(C)의 제1 전극층(791a), 제1 전극층(791b), 제1 전극층(791c)과 같이, 제1 전극층은 테이퍼를 가지는 형상이고, 곡률 반경이 연속적으로 변화하는 형상이어도 좋다. 제1 전극층(791a), 제1 전극층(791b), 및 제1 전극층(791c)과 같은 형상은 액적 토출법 등을 이용하여 형성할 수 있다. 제1 전극층이 이러한 곡률을 가진 곡면을 가지는 경우, 적층된 절연층이나 도전층에 의한 그의 커버리지가 좋다.
또한, 제1 전극층의 단부를 덮도록 격벽(절연층)을 형성하여도 좋다. 격벽(절연층)은 발광소자들 사이를 떼어놓는 벽과 같은 역할을 한다. 도 6(A) 및 도 6(B) 각각은 제1 전극층의 단부를 격벽(절연층)으로 덮는 구조를 나타낸다.
도 6(A)에 나타내는 발광소자의 예에서는, 격벽(절연층)(775)이, 제1 전극층(771a), 제1 전극층(771b), 제1 전극층(771c)의 단부를 덮도록 테이퍼를 가지는 형상으로 형성되어 있다. 기판(779)에 접하여 형성된 제1 전극층(771a), 제1 전극층(771b), 제1 전극층(771c) 위에 격벽(절연층)(775)이 형성되고, 전계발광층(772), 제2 전극층(773b), 절연층(774), 절연층(776), 기판(778)이 제공되어 있다.
도 6(B)에 나타내는 발광소자의 예에서는, 격벽(절연층)(765)이, 곡률을 가지고 그 곡률 반경이 연속적으로 변화하는 형상을 가진다. 제1 전극층(761a), 제1 전극층(761b), 제1 전극층(761c), 전계발광층(762), 제2 전극층(763b), 절연층(764), 절연층(768)이 제공되어 있다.
도 4는 본 발명을 적용한 패시브 매트릭스형의 액정 표시장치를 나타낸다. 도 4에서, 제1 화소전극층(1701a, 1701b, 1701c), 배향막으로서 기능하는 절연층(1712)이 제공된 기판(1700)이, 배향막으로서 기능하는 절연층(1704), 대향전극층(1705), 컬러 필터로서 기능하는 착색층(1706), 편광판(1714)이 제공된 기판(1710)과 액정층(1703)을 사이에 두고 대면하고 있다.
본 발명은, 표시장치의 표시 화면 표면 위에, 외광의 반사를 방지하는 반사 방지 기능을 가지는 반사 방지막으로서, 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막을 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 반사 방지막의 각 볼록부는 원추형이 바람직하고, 각 볼록부의 바닥면과 측면이 이루는 각도는 84° 이상 90° 미만인 것이 바람직하다. 본 실시형태에서, 표시 화면의 시인측인, 기판(778, 1710) 및 기판(758, 798, 769)의 표면들에 각각 반사 방지막(777, 1707, 757, 797, 767)이 제공되어 있다. 반사 방지막(777, 1707, 757, 797, 767)의 볼록부들 사이의 공간을 채우도록 보호층(781, 1708, 756, 796, 766)이 형성되어 있다. 반사 방지막(777, 1707, 757, 797, 767) 각각은 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막이고, 본 실시형태에서는 각 볼록부는 원추형이다.
각 볼록부는 원추형 외에, 바늘 형상, 정상부가 바닥면에 평행한 평면으로 잘린 원추 형상, 정상부가 둥근 돔 형상 등이어도 좋다. 또한, 반사 방지막은, 균일한 굴절률을 가지는 재료가 아니라, 표면으로부터 표시 화면측까지 굴절률이 변화하는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 볼록부 각각에서, 표면에 가까운 부분은 공기와 동등한 굴절률을 가지는 재료로 형성하여, 공기로부터 각 볼록부에 입사하는 외광의, 볼록부 표면에서의 반사를 더욱 경감시키는 구조로 한다. 한편, 복수의 볼록부 각각에서, 표시 화면측의 기판에 가까운 부분은 기판과 동등한 굴절률을 가지는 재료로 형성하여, 각 볼록부 내부에서 진행하고 기판에 입사하는 외광의, 각 볼록부와 기판과의 계면에서의 반사를 경감시키는 구성으로 한다. 기판으로서 유리 기판을 사용하면, 공기의 굴절률이 유리 기판의 굴절률보다 작기 때문에, 각 볼록부는, 표면에 가까운 부분(원추의 경우, 정상 부분)은 낮은 굴절률의 재료로 형성되고, 각 볼록부의 바닥면에 가까운 부분은 높은 굴절률의 재료로 형성되어, 원추의 정상부으로부터 바닥면까지 굴절률이 증가하여 있는 구성으로 하면 좋다.
반사 방지막을 형성하는 재료는, 규소, 질소, 불소, 산화물, 질화물, 불화물 등, 표시 화면 표면을 구성하는 기판의 재료에 따라 적절히 선택하면 좋다. 산화물로서는, 산화규소(SiO2), 붕산(B2O3), 산화나트륨(NaO2), 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(알루미나)(Al2O3), 산화칼륨(K2O), 산화칼슘(CaO), 삼산화이비소(아비 산화물)(As2O3), 산화스트론튬(SrO), 산화안티몬(Sb2O3), 산화바륨(BaO), 인듐 주석 산화물(ITO), 산화아연(ZnO), 산화인듐에 산화아연(ZnO)을 혼합한 인듐 아연 산화물(IZO : Indium Zinc Oxide), 산화인듐에 산화규소(SiO2)를 혼합한 도전 재료, 유기 인듐, 유기 주석, 산화텅스텐을 함유하는 인듐 산화물, 산화텅스텐을 함유하는 인듐 아연 산화물, 산화티탄을 함유하는 인듐 산화물, 산화티탄을 함유하는 인듐 주석 산화물 등을 사용할 수 있다. 질화물로서는, 질화알루미늄(AlN), 질화규소(SiN) 등을 사용할 수 있다. 불화물로서는, 불화리튬(LiF), 불화나트륨(NaF), 불화마그네슘(MgF2), 불화칼슘(CaF2), 불화란탄(LaF3) 등을 사용할 수 있다. 반사 방지막은 상기한 규소, 질소, 불소, 산화물, 질화물, 불화물의 1종 또는 복수종을 포함하고 있어도 좋고, 그의 혼합비는 기판의 성분비(조성 비율)에 따라 적절히 설정하면 좋다.
복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막은, 스퍼터링법, 진공 증착법, PVD(Physical Vapor Deposition)법, 감압 CVD(LPCVD)법 또는 플라즈마 CVD법 등의 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 박막을 성막한 후, 그 박막을 소망의 형상으로 에칭하여 형성할 수 있다. 또한, 패턴을 선택적으로 형성할 수 있는 액적 토출법, 패턴을 전사 또는 묘사할 수 있는 인쇄법(스크린 인쇄나 오프셋 인쇄 등, 패턴을 형성하는 방법), 그 외에, 스핀 코팅법 등의 도포법, 디핑법, 디스펜서법 등을 이용할 수도 있다. 또한, 임프린팅 기술, 또는 나노 레벨의 입체 구조물을 전사 기술로 형성할 수 있는 나노임프린팅 기술을 이용할 수도 있다. 임프린팅 및 나노임프린팅은, 포토리소그래피 공정을 사용하지 않고 미세한 입체 구조물을 형성할 수 있는 기술이다.
본 실시형태의 반사 방지막을 가지는 표시장치는 그의 표면에 복수의 볼록부를 가지고 있고, 외광은, 각 볼록부의 계면이 평면이 아니기 때문에 시인측으로 반사되지 않고, 다른 인접한 볼록부로 반사된다. 또는, 외광이 볼록부들 사이에서 진행한다. 입사한 외광은 일부가 각 볼록부를 투과하고, 반사광은 인접하는 볼록부에 다시 입사한다. 이와 같이, 볼록부의 계면에서 반사된 외광은 인접하는 볼록부들 사이에서 입사를 반복한다.
본 발명의 반사 방지막을 가지는 표시장치는 그의 표면에 복수의 볼록부를 가지고 있고, 외광은, 각 볼록부의 계면이 평면이 아니기 때문에 시인측으로 반사되지 않고, 다른 인접한 볼록부로 반사된다. 또는, 외광이 볼록부들 사이에서 진행한다. 입사한 외광은 일부가 각 볼록부를 투과하고, 반사광은 인접하는 볼록부에 다시 입사한다. 이와 같이, 볼록부의 계면에서 반사된 외광은 인접하는 볼록부들 사이에서 입사를 반복한다.
즉, 표시장치에 입사하는 외광 중, 반사 방지막에 입사하는 횟수가 증가하므로, 반사 방지막을 투과하는 외광의 양이 증가한다. 따라서, 시인측으로 반사하는 외광의 양이 경감되고, 비침 등의 시인성을 저하시키는 원인이 제거될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 볼록부들 사이에 보호층이 형성되어 있으므로, 볼록부들 사이에 오물 등의 오염물이 침입하는 것을 막을 수 있다. 따라서, 오물 등의 침입에 의한 반사 방지 기능의 저하를 막을 수 있고, 또한, 볼록부들 사이의 공간을 채움으로써 반사 방지막으로서의 물리적 강도도 높일 수 있어, 신뢰성 향상을 달성할 수 있다.
기판(758, 759, 769, 778, 779, 798, 799, 1700, 1710)으로서는, 유리 기판이나 석영 기판 등을 사용할 수 있다. 또한, 가요성(flexible) 기판을 사용하여도 좋다. 가요성 기판이란, 구부릴 수 있는 기판을 말하고, 그의 예로서, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르술폰 등으로 이루어지는 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 또한, 필름(폴리프로필렌, 폴리에스터, 비닐, 폴리불화비닐, 염화비닐, 폴리아미드 등으로 이루어진다), 증착에 의해 형성한 무기 필름 등을 사용할 수도 있다.
격벽(절연층)(765) 및 격벽(절연층)(775)은, 산화규소, 질화규소, 산화질화규소, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산화질화알루미늄 등의 무기 절연성 재료; 또는 아크릴산, 메타크릴산 및 이들의 유도체; 또는 폴리이미드, 방향족 폴리아미드, 폴리벤즈이미다졸 등의 내열성 고분자; 또는 실록산 수지를 사용하여 형성하여도 좋다. 또한, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐부티랄 등의 비닐 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 노볼락 수지, 아크릴 수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지 등의 수지 재료를 사용하여도 좋다. 또한, 벤조시클로부텐, 파릴렌, 불화아릴렌 에테르, 폴리이미드 등의 유기 재료, 수용성 호모폴리머와 수용성 공중합체를 함유하는 조성물 재료 등을 사용하여도 좋다. 격벽(절연층)(765) 및 격벽(절연층)(775)의 제조법으로서는, 플라즈마 CVD법이나 열 CVD법 등의 기상 성장법이나 스퍼터링법을 이용할 수 있다. 또한, 액적 토출법이나, 인쇄법(스크린 인쇄나 오프셋 인쇄 등, 패턴을 형성하는 방법)을 사용할 수도 있다. 도포법으로 얻어지는 막이나 SOG막 등도 사용할 수 있다.
또한, 액적 토출법에 의해 조성물을 토출하여 도전층, 절연층 등을 형성한 후, 평탄성을 높이기 위해 그의 표면을 압력에 의해 프레스(press)하여 평탄화하여도 좋다. 프레스 방법으로서는, 표면 위에서 롤러 형상의 물체를 이동시킴으로써 요철을 경감시키거나, 또는 평탄한 판 형상의 물체로 표면을 수직으로 프레스하는 등의 공정을 행하여도 좋다. 프레스할 때, 가열 공정을 행하여도 좋다. 또한, 용제 등에 의해 표면을 연화 또는 융해시킨 후, 에어 나이프로 표면의 요철부를 제거하여도 좋다. 또한, CMP법을 이용하여 표면을 연마하여도 좋다. 이 공정은, 액적 토출법에 의해 요철이 생기는 경우에 그 표면을 평탄화하는데 있어서 적용할 수 있다.
본 발명은, 표면에 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막을 구비함으로써 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 높은 반사 방지 기능을 가진 시인성이 뛰어난 표시장치를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의해 고화질 및 고성능의 표시장치를 제조할 수 있다.
본 실시형태는 실시형태 1과 자유롭게 조합될 수 있다.
[실시형태 3]
본 실시형태에서는, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 반사 방지 기능을 가지고, 뛰어난 시인성을 부여하는 것을 목적으로 한 표시장치의 일례에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 실시형태 2와는 다른 구성을 가지는 표시장치에 대하여 설명한다. 구체적으로는, 표시장치의 구성이 액티브 매트릭스형인 경우에 관하여 나타낸다.
도 36(A)는 표시장치의 상면도를 나타내고, 도 36(B)는 도 36(A)의 선 E-F에 있어서의 단면도를 나타낸다. 또한, 도 36(A)에는, 전계발광층(532), 제2 전극층(533) 및 절연층(534)을 생략하고 나타내지 않았지만, 이들 각각은 도 36(B)에서 나타내는 바와 같이 제공되어 있다.
하지막으로서 절연층(523)이 형성된 기판(520) 위에, 제1 방향으로 연장한 제1 배선과, 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장한 제2 배선이 제공되어 있다. 또한, 제1 배선들 중 하나는 트랜지스터(521)의 소스 전극 또는 드레인 전극에 접속되어 있고, 제2 배선들 중 하나는 트랜지스터(521)의 게이트 전극에 접속되어 있다. 또한, 제1 배선에 접속되어 있지 않은, 트랜지스터(521)의 소스 전극 또는 드레인 전극인 배선층(525b)에 제1 전극층(531)이 접속되고, 제1 전극층(531), 전계발광층(532), 제2 전극층(533)의 적층 구조에 의해 발광소자(530)가 형성되어 있다. 인접하는 발광소자들 사이에 격벽(절연층)(528)이 제공되고, 제1 전극층과 격벽(절연층)(528) 위에 전계발광층(532) 및 제2 전극층(533)이 적층되어 있다. 제2 전극층(533) 위에, 보호층으로 기능하는 절연층(534)과, 봉지(封止) 기판으로서 기능하는 기판(538)이 제공되어 있다. 또한, 트랜지스터(521)로서, 역스태거형 박막트랜지스터를 사용하고 있다(도 36(A) 및 도 36(B) 참조). 발광소자(530)로부터 방사되는 광은 기판(538)측으로부터 취출된다. 따라서, 시인측의 기판(538)의 표면에는, 본 발명의 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막(529)과, 반사 방지막의 볼록부들 사이의 공간을 채우는 보호층(536)이 제공되어 있다.
본 실시형태에서의 도 36(A) 및 도 36(B)는, 트랜지스터(521)가 채널 에치(channel-etch)형의 역스태거 트랜지스터인 예를 나타낸다. 도 36(A) 및 도 36(B)에서, 트랜지스터(521)는 게이트 전극층(502), 게이트 절연층(526), 반도체층(504), 일 도전형을 가지는 반도체층(503a, 503b), 하나는 소스 전극층으로서 기능하고 다른 하나는 드레인 전극층으로서 기능하는 배선층(525a, 525b)을 포함한다.
반도체층을 형성하는 재료로서는, 실란이나 게르만으로 대표되는 반도체 재료 가스를 사용한 기상 성장법이나 스퍼터링법으로 제조되는 비정질 반도체(이하 "AS"라고도 한다); 광 에너지나 열 에너지를 이용하여 비정질 반도체를 결정화시킨 다결정 반도체; 세미아모르퍼스(미(微)결정 또는 마이크로크리스털이라고도 불린다) 반도체(이하 "SAS"라고도 한다) 등을 사용할 수 있다.
SAS는, 비정질 구조와 결정 구조(단결정, 다결정을 포함)의 중간적인 구조를 가지고, 자유 에너지적으로 안정한 제3 상태를 가지는 반도체이며, 단거리 질서와 격자 왜곡을 가지는 결정질 영역을 포함하고 있다. SAS는, 규소를 함유하는 기체의 글로우 방전 분해(플라즈마 CVD)에 의해 형성된다. 규소를 함유하는 기체로서는, SiH4, 그 외에도 Si2H6, SiH2Cl2, SiHCl3, SiCl4, SiF4 등을 사용하는 것이 가능하다. 또한, F2, 또는 GeF4를 혼합시켜도 좋다. 이 규소를 함유하는 기체를 H2, 또는 H2와 He, Ar, Kr, Ne 중의 1종 또는 복수종의 희가스 원소로 희석하여도 좋다. 또한, 헬륨, 아르곤, 크립톤, 네온 등의 희가스 원소를 포함시켜 격자 왜곡을 더욱 조장시킴으로써, 안정성이 증가한 양호한 SAS를 얻을 수 있다. 또한, 반도체층은 불소계 가스로부터 형성되는 SAS층과 수소계 가스로부터 형성되는 SAS층을 적층하여 형성하여도 좋다.
비정질 반도체로서는, 대표적으로는 수소화 아모르퍼스 실리콘을 들 수 있고, 결정성 반도체로서는, 대표적으로는 폴리실리콘 등을 들 수 있다. 폴리실리콘(다결정 실리콘)에는, 800℃ 이상의 프로세스 온도에서 형성되는 폴리실리콘을 주성분으로 하는 소위 고온 폴리실리콘, 600℃ 이하의 프로세스 온도에서 형성되는 폴리실리콘을 주성분으로 하는 소위 저온 폴리실리콘, 결정화를 촉진하는 원소 등을 첨가하여 결정화시킨 폴리실리콘 등이 포함된다. 물론, 상술한 바와 같이, 세미아모르퍼스 반도체, 또는 반도체막의 일부에 결정상(結晶相)을 포함하는 반도체를 사용할 수도 있다.
반도체층으로서 결정성 반도체층을 사용하는 경우, 그 결정성 반도체층의 제조 방법으로서, 레이저 결정화법, 열 결정화법, 또는 니켈 등의 결정화를 조장하는 원소를 사용한 열 결정화법 등을 사용하면 좋다. 또한, SAS인 미결정 반도체를 레이저광 조사에 의해 결정화하여 결정성을 높일 수도 있다. 결정화를 조장하는 원소를 도입하지 않는 경우는, 비정질 규소층에 레이저광을 조사하기 전에, 비정질 규소층을 질소 분위기에서 500℃로 1시간 가열함으로써, 비정질 규소막에 함유된 수소의 농도가 1×1020 atoms/cm3 이하로 될 때까지 수소를 방출시킨다. 이것은, 수소를 많이 함유하는 비정질 규소층에 레이저광을 조사하면 그 비정질 규소층이 파괴되어 버리기 때문이다. 결정화를 위한 가열 처리는, 가열로, 레이저 조사, 또는 램프로부터 발하는 광의 조사(램프 어닐이라고도 한다) 등을 사용하여 행할 수 있다. 가열 방법의 예로서, GRTA(Gas Rapid Thermal Anneal)법, LRTA(Lamp Rapid Thermal Anneal)법 등의 RTA법이 있다. GRTA는 고온 가스를 사용하여 가열 처리를 행하는 방법이고, LRTA는 램프광에 의해 가열 처리를 행하는 방법이다.
또한, 비정질 반도체층을 결정화하여 결정성 반도체층을 형성하는 결정화 공정에서, 비정질 반도체층에 결정화를 조장하는 원소(촉매 원소, 또는 금속 원소라고도 한다)를 첨가하고, 열 처리(550℃∼750℃에서 3분∼24시간)를 행하여 결정화를 행하여도 좋다. 결정화를 조장하는 원소로서는, 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 오스늄(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 구리(Cu) 및 금(Au)으로부터 선택된 1종 또는 복수종을 사용할 수 있다.
비정질 반도체층에 금속 원소를 도입하는 방법으로서는, 이 금속 원소를 비정질 반도체층의 표면 또는 내부에 존재시킬 수 있는 방법이라면 어떠한 방법이라도 사용할 수 있고, 예를 들어, 스퍼터링법, CVD법, 플라즈마 처리법(플라즈마 CVD법도 포함한다), 흡착법, 또는 금속염의 용액을 도포하는 방법을 사용할 수 있다. 이들 중, 용액을 사용하는 방법은 간편하고, 금속 원소의 농도 조정이 용이하다는 점에서 유용하다. 또한, 이 때 비정질 반도체층의 표면의 습윤성을 개선하여, 비정질 반도체층의 표면 전체에 수용액을 골고루 퍼지게 하기 위하여, 산소 분위기 중에서의 UV광 조사, 열산화법, 하이드실 라디칼을 포함하는 오존수 또는 과산화수소에 의한 처리 등에 의하여 산화막을 성막하는 것이 바람직하다.
결정화를 조장하는 원소를 결정성 반도체층으로부터 제거 또는 경감하기 위하여, 불순물 원소를 함유하는 반도체층을 결정성 반도체층에 접하여 형성하고, 게터링 싱크(gettering sink)로서 기능시킨다. 불순물 원소로서는, n형 도전성을 부여하는 불순물 원소, p형 도전성을 부여하는 불순물 원소, 희가스 원소 등을 사용할 수 있고, 예를 들어, 인(P), 질소(N), 비소(As), 안티몬(Sb), 비스무스(Bi), 붕소(B), 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe)으로부터 선택된 1종 또는 복수종을 사용할 수 있다. 결정화를 조장하는 원소를 함유하는 결정성 반도체층에 접하여, 희가스 원소를 함유하는 반도체층을 형성하고, 열 처리(550℃∼750℃에서 3분∼24시간)를 행한다. 결정성 반도체층 중에 포함되는 결정화를 조장하는 원소는, 희가스 원소를 함유하는 반도체층 중으로 이동하여, 결정성 반도체층 중의 결정화를 조장하는 원소는 제거 또는 경감된다. 그 후, 게터링 싱크가 된, 희가스 원소를 함유하는 반도체층을 제거한다.
레이저 빔과 반도체층을 상대적으로 이동시킴으로써 레이저 조사를 행할 수 있다. 또한, 레이저 조사에서, 빔을 정밀도 좋게 중첩시키거나 레이저 조사 개시 위치나 레이저 조사 종료 위치를 제어하기 위해, 마커(marker)를 형성할 수도 있다. 마커는 비정질 반도체막과 동시에 기판 위에 형성하면 좋다.
레이저 조사를 사용하는 경우, 연속 발진형의 레이저 빔(CW 레이저 빔)이나 펄스 발진형의 레이저 빔(펄스 레이저 빔)을 사용할 수 있다. 여기서 사용할 수 있는 레이저 빔으로서는, Ar 레이저, Kr 레이저, 엑시머 레이저 등의 기체 레이저; 단결정의 YAG, YVO4, 포르스테라이트(forsterite)(Mg2SiO4), YAlO3, GdVO4, 또는 다결정(세라믹)의 YAG, Y2O3, YVO4, YAlO3, GdVO4에 도펀트로서 Nd, Yb, Cr, Ti, Ho, Er, Tm, Ta 중 1종 또는 복수종 첨가한 것을 매질로 하는 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드라이트 레이저, Ti:사파이어 레이저, 구리 증기 레이저, 금 증기 레이저 중 1종 또는 복수종으로부터 발진되는 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 레이저 빔의 기본파, 또는 이들 기본파의 제2 고조파 내지 제4 고조파의 레이저 빔을 조사함으로써, 대립경의 결정을 얻을 수 있다. 예를 들어, Nd:YVO4 레이저(기본파 1064 nm)의 제2 고조파(532 nm)나 제3 고조파(355 nm)를 사용할 수 있다. 이 레이저는 CW 레이저 빔이나 펄스 레이저 빔을 사출할 수 있다. CW 레이저 빔을 사출하는 경우에는, 레이저의 파워 밀도를 0.01∼100 MW/cm2 정도(바람직하게는 0.1∼10 MW/cm2)가 필요하다. 그리고, 주사 속도를 10∼2000 cm/sec 정도로 하여 조사한다.
또한, 단결정의 YAG, YVO4, 포르스테라이트(Mg2SiO4), YAlO3, GdVO4, 또는 다결정(세라믹)의 YAG, Y2O3, YVO4, YAlO3, GdVO4에 도펀트로서 Nd, Yb, Cr, Ti, Ho, Er, Tm, Ta 중 1종 또는 복수종 첨가한 것을 매질로 하는 레이저, Ar이온 레이저, 또는 Ti:사파이어 레이저는 CW 레이저 일 수 있다. 또는, Q 스위치 동작이나 모드 동기 등을 행함으로써 10 MHz 이상의 발진 주파수로 펄스 발진을 시키는 것도 가능하다. 10 MHz 이상의 발진 주파수로 레이저 빔을 발진시키면, 반도체층이 선행 레이저 빔에 의해 용융되고 나서 고화(固化)할 때까지의 동안에, 다음의 펄스 레이저 빔이 반도체층에 조사된다. 따라서, 발진 주파수가 낮은 펄스 레이저를 사용하는 경우와 달리, 반도체층 중에서 고액 계면을 연속적으로 이동시킬 수 있기 때문에, 주사 방향으로 연속적으로 성장한 결정립을 얻을 수 있다.
매질로서 세라믹(다결정)을 사용하면, 단시간에 저비용으로 소망의 형상으로 매질을 형성하는 것이 가능하다. 단결정을 사용하는 경우, 통상, 직경 수 mm, 길이 수십 mm의 원 기둥 형상의 매질이 사용되고 있지만, 세라믹을 사용하는 경우에는 더욱 큰 매질을 형성하는 것이 가능하다.
발광에 직접 기여하는 매질 중의 Nd, Yb 등의 도펀트의 농도는, 단결정 중이나 다결정 중에서 크게 바꿀 수 없기 때문에, 농도를 증가시키는 것에 의한 레이저 출력의 향상에는 어느 정도 한계가 있다. 그러나, 세라믹을 사용하는 경우, 단결정을 사용한 경우와 비교하여 매질의 크기를 현저하게 크게 할 수 있기 때문에, 대폭적인 출력 향상을 달성할 수 있다.
또한, 세라믹을 사용하는 경우에는, 평행육면체 형상이나 직방체 형상의 매질을 용이하게 형성하는 것이 가능하다. 이와 같은 형상의 매질을 사용하고, 발진된 광을 매질의 내부에서 지그재그로 진행시키면, 발진 광로를 길게 할 수 있다. 따라서, 광의 증폭이 커지고, 고출력으로 발진시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 이러한 형상의 매질로부터 사출되는 레이저 빔은 사출시의 단면 형상이 사각 형상이기 때문에, 둥근 형상의 빔과 비교하면, 선 형상 빔으로 정형하는데 유리하다. 이와 같이 사출된 레이저 빔을 광학계를 사용하여 정형함으로써, 짧은 변의 길이 1 mm 이하, 긴 변의 길이 수 mm∼수 m의 선 형상 빔을 용이하게 얻는 것이 가능하게 된다. 또한, 여기 광을 매질에 균일하게 조사함으로써, 선 형상 빔은 긴 변 방향으로 에너지 분포가 균일한 것이 된다. 또한, 입사각 θ(0°＜θ＜90°)로 레이저 빔을 반도체층에 조사하는 것이 바람직하다. 이는 레이저 간섭을 방지할 수 있기 때문이다.
이 선 형상 빔을 반도체층에 조사함으로써, 반도체층의 전면을 보다 균일하게 어닐하는 것이 가능하게 된다. 선 형상 빔의 양단까지 균일한 어닐이 필요한 경우에는, 그 양단에 슬릿을 배치하여 에너지 감쇠부를 차광하는 등의 고안이 필요하다.
이와 같이 하여 얻어진 강도가 균일한 선 형상 빔을 사용하여 반도체층을 어닐하고, 이 반도체층을 사용하여 표시장치를 제조하면, 그 표시장치의 특성은 양호하고 균일하다.
또한, 희가스나 질소 등의 불활성 가스 분위기 중에서 레이저광 조사를 행하도록 하여도 좋다. 이것에 의하여, 레이저광 조사에 의해 반도체층의 표면이 거칠어 지는 것을 억제할 수 있고, 계면 준위 밀도의 편차에 의해 생기는 스레시홀드값의 편차를 억제할 수 있다.
비정질 반도체층을 열 처리와 레이저광 조사의 조합에 의해 결정화시켜도 좋고, 열 처리나 레이저광 조사를 단독으로 복수회 행하여도 좋다.
게이트 전극층은, 스퍼터링법, 증착법, CVD법 등의 방법에 의해 형성할 수 있다. 게이트 전극층은 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 티탄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 네오디뮴(Nd)으로부터 선택된 원소, 또는 상기 원소를 주성분으로 하는 합금 재료 또는 화합물 재료로 형성하면 좋다. 또한, 게이트 전극층은, 인 등의 불순물 원소를 도핑한 다결정 규소막으로 대표되는 반도체막이나, AgPdCu 합금을 사용하여 형성하여도 좋다. 또한, 게이트 전극층은 단층이어도 좋고 적층이어도 좋다.
본 실시형태에서는 게이트 전극층을 테이퍼 형상을 가지도록 형성하지만, 본 발명은 그것에 한정되지 않고, 게이트 전극층을 적층 구조로 하고, 한층만이 테이퍼 형상을 가지고, 다른 층은 이방성 에칭에 의해 수직의 측면을 가지고 있어도 좋다. 적층된 게이트 전극층은 테이퍼 각도가 상이하여도 좋고 동일하여도 좋다. 게이트 전극층이 테이퍼 형상을 가지면, 그 위에 적층하는 막의 피복성이 향상되고, 결함이 경감되므로, 신뢰성이 향상된다.
소스 전극층 또는 드레인 전극층은, PVD법, CVD법, 증착법 등에 의해 도전막을 성막한 후, 그 도전막을 소망의 형상으로 에칭하여 형성할 수 있다. 또한, 액적 토출법, 인쇄법, 디스펜서법, 전기 도금법 등에 의하여, 소정의 장소에 선택적으로 도전층을 형성할 수 있다. 또는, 리플로우(reflow)법이나 다마신(damascene)법을 이용하여도 좋다. 소스 전극층 또는 드레인 전극층은, Ag, Au, Cu, Ni, Pt, Pd, Ir, Rh, W, Al, Ta, Mo, Cd, Zn, Fe, Ti, Si, Ge, Zr, Ba 등의 원소 또는 그의 합금 또는 질화물을 사용하여 형성한다. 또한, 이들의 적층 구조로 하여도 좋다.
절연층(523, 526, 527, 534)은, 산화규소, 질화규소, 산화질화규소, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산화질화알루미늄 등의 무기 절연성 재료, 또는 아크릴산, 메타크릴산 또는 이들의 유도체, 또는 폴리이미드, 방향족 폴리아미드, 폴리벤즈이미다졸 등의 내열성 고분자, 또는 실록산 수지를 사용하여 형성하여도 좋다. 또한, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐부티랄 등의 비닐 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 노볼락 수지, 아크릴 수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지 등의 수지 재료를 사용하여도 좋다. 또한, 벤조시클로부텐, 파릴렌, 불화아릴렌 에테르, 폴리이미드 등의 유기 재료, 수용성 호모폴리머와 수용성 공중합체를 함유하는 조성물 재료 등을 사용하여도 좋다. 절연층(523, 526, 527, 534)은, 플라즈마 CVD법이나 열 CVD법 등의 기상 성장법이나 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 또한, 액적 토출법이나, 인쇄법(스크린 인쇄나 오프셋 인쇄 등, 패턴을 형성하는 방법)을 이용할 수도 있다. 도포법으로 얻을 수 있는 막이나 SOG막 등도 사용할 수 있다.
또한, 액적 토출법에 의해 조성물을 토출하여 도전층, 절연층 등을 형성한 후, 그의 평탄성을 높이기 위해 그의 표면을 압력에 의해 프레스하여 평탄화하여도 좋다. 프레스 방법으로서는, 롤러 형상의 물체를 표면 위에서 이동시킴으로써 요철을 경감시키거나, 또는 평탄한 판 형상의 물체로 표면을 수직으로 프레스하는 등에 의해 행하여도 좋다. 프레스할 때, 가열 공정을 행하여도 좋다. 또한, 용제 등에 의해 표면을 연화 또는 용해시킨 후 에어 나이프로 표면 요철을 제거하여도 좋다. 또한, CMP법을 이용하여 표면을 연마하여도 좋다. 이 공정은, 액적 토출법에 의해 요철이 생기는 경우에 그 표면을 평탄화하는데 있어서 적용할 수 있다.
본 실시형태에 한정되지 않고, 박막트랜지스터는 채널 형성 영역이 1개 형성되는 싱글 게이트 구조이어도 좋고, 채널 형성 영역이 2개 형성되는 더블 게이트 구조이어도 좋고, 또는 채널 형성 영역이 3개 형성되는 트리플 게이트 구조이어도 좋다. 또한, 주변 구동회로 영역의 박막트랜지스터도, 싱글 게이트 구조, 더블 게이트 구조, 또는 트리플 게이트 구조이어도 좋다.
또한, 본 실시형태에서 나타낸 박막트랜지스터의 제조 방법에 한정되지 않고, 탑 게이트형(예를 들어, 순스태거형, 코플레이너형), 보텀 게이트형(예를 들어, 역코플레이너형), 또는 채널 영역의 상하에 게이트 절연막을 사이에 두고 제공된 2개의 게이트 전극층을 가지는, 듀얼 게이트형이나, 그 외의 구조에도 본 발명을 적용할 수 있다.
도 7(A) 및 도 7(B)는 본 발명을 적용한 액티브 매트릭스형의 액정 표시장치를 나타낸다. 도 7(A) 및 도 7(B)에서, 멀티게이트 구조의 트랜지스터(551), 화소전극층(560), 및 배향막으로서 기능하는 절연층(561)이 형성된 기판(550)이, 배향막으로서 기능하는 절연층(563), 대향전극층으로서 기능하는 도전층(564), 컬러 필터로서 기능하는 착색층(565), 편광자(편광판이라고도 한다)(556)가 형성된 대향기판인 기판(568)과 액정층(562)을 사이에 두고 대면하고 있다. 시인측의 기판(568)의 표면에는, 본 발명의 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막(567)과, 반사 방지막(567)의 볼록부들 사이의 공간을 채우는 보호층(566)이 제공되어 있다.
또한, 도 7(A)의 표시장치는, 기판(568)의 외측에 반사 방지막(567)이 제공되고, 내측에 편광자(556), 착색층(565), 도전층(564)이 순차로 제공된 예이지만, 도 7(B)에 나타내는 바와 같이 편광자(569)가 기판(568)의 외측(시인측)에 제공되어도 좋고, 그 경우, 편광자(569)의 표면에 반사 방지막(567)을 제공하면 좋다. 또한, 편광자와 착색층의 적층 구조도 도 7(A)의 것에 한정되지 않고, 편광자 및 착색층의 재료나 제조 공정 조건에 따라 적절히 설정하면 좋다.
도 13은 본 발명을 적용한 액티브 매트릭스형의 전자 페이퍼를 나타낸다. 도 13에서는 액티브 매트릭스형을 나타내지만, 본 발명은 패시브 매트릭스형에도 적용할 수 있다.
도 7(A) 및 도 7(B)에서는, 표시 소자로서 액정 표시 소자를 사용하는 예를 나타내었지만, 트위스팅 볼(twisting ball) 표시 방식을 사용한 표시장치를 사용하여도 좋다. 트위스트 볼 표시 방식이란, 흰색과 검은색으로 나누어 착색된 구형(球形) 입자를 제1 전극층과 제2 전극층 사이에 배치하고, 제1 전극층과 제2 전극층 사이에 전위차를 발생시켜 구형 입자의 방향을 제어함으로써, 표시를 행하는 방법이다.
트랜지스터(581)는 역코플레이너형 박막트랜지스터이고, 게이트 전극층(582), 게이트 절연층(584), 배선층(585a), 배선층(585b), 반도체층(586)을 포함한다. 또한, 배선층(585b)은 절연층(598)에 형성된 개구부를 통하여 제1 전극층(587a, 587b)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전극층(587a, 587b)과 제2 전극층(588)과의 사이에는, 검은색 영역(590a) 및 흰색 영역(590b)과, 검은색 영역(590a) 및 흰색 영역(590b) 주위의 액체로 채워져 있는 캐비티(cavity)(594)를 각각 포함하는 구형 입자(589)들이 제공되어 있고, 구형 입자(589) 주위의 공간은 수지 등의 충전재(595)로 채워져 있다(도 13 참조). 시인측의 기판(599)의 표면에는, 본 발명의 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막(597)과, 반사 방지막(597)의 볼록부들 사이의 공간을 채우는 보호층(596)이 제공되어 있다.
또한, 트위스팅 볼 대신에, 전기영동(electrophoretic) 소자를 사용하는 것도 가능하다. 투명한 액체와, 정(正)으로 대전한 흰색 미립자 및 부(負)로 대전한 검은색 미립자가 봉입된 직경 10 ㎛∼20 ㎛ 정도의 마이크로캡슐(microcapsule)이 사용된다. 제1 전극층과 제2 전극층과의 사이에 제공되는 마이크로캡슐에서, 제1 전극층과 제2 전극층에 의해 전계가 부여되면, 흰색 미립자와 검은색 미립자가 서로 반대측으로 이동하여, 흰색 또는 검은색을 표시할 수 있다. 이 원리를 응용한 표시 소자가 전기영동 표시 소자이고, 일반적으로 전자 페이퍼라고 불린다. 전기영동 표시 소자는 액정 표시 소자에 비해 높은 반사율을 가지기 때문에, 보조 라이트가 불필요하고, 또한, 소비전력이 작고, 어두운 장소에서도 표시부를 인식하는 것이 가능하다. 또한, 표시부에 전원이 공급되지 않는 경우에도, 한 번 표시된 상(像)을 보유하는 것이 가능하기 때문에, 표시 기능이 있는 반도체 장치를 전파 발신원으로부터 멀리한 경우에도, 표시된 상을 보존해 두는 것이 가능하다.
트랜지스터는 스위칭 소자로서 기능할 수 있는 것이면, 어떠한 구성으로 형성하여도 좋다. 반도체층은 비정질 반도체, 결정성 반도체, 다결정 반도체, 미(微)결정 반도체 등 다양한 반도체를 사용하여 형성할 수 있고, 유기 화합물을 사용하여 유기 트랜지스터를 형성하여도 좋다.
본 발명은, 표시장치의 표시 화면 표면 위에, 외광의 반사를 방지하는 반사 방지 기능을 가지는 반사 방지막으로서, 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막을 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 반사 방지막의 각 볼록부는 원추형인 것이 바람직하고, 각 볼록부의 바닥면과 측면이 이루는 각도는 84° 이상 90° 미만인 것이 바람직하다. 본 실시형태에서, 표시 화면의 시인측인 기판(538, 568, 599)의 표면에 반사 방지막(529, 567, 597)이 각각 제공되어 있다. 반사 방지막(529, 567, 597)의 볼록부들 사이의 공간을 채우도록 보호층(536, 566, 596)이 각각 제공되어 있다. 반사 방지막(529, 567, 597) 각각은 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막이고, 본 실시형태에서 각 볼록부는 원추형이다.
각 볼록부는 원추형 외에, 바늘 형상, 정상부가 바닥면에 평행한 평면으로 잘린 원추 형상, 정상부가 둥근 돔 형상 등이어도 좋다. 또한, 반사 방지막은, 균일한 굴절률을 가지는 재료가 아니라, 표면으로부터 표시 화면측까지 굴절률이 변화하는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 볼록부 각각에서, 표면에 가까운 부분은 공기와 동등한 굴절률을 가지는 재료로 형성하여, 공기로부터 각 볼록부에 입사하는 외광의, 볼록부 표면에서의 반사를 더욱 경감시키는 구조로 한다. 한편, 각 볼록부에서, 표시 화면측의 기판에 가까운 부분은 기판과 동등한 굴절률을 가지는 재료로 형성하여, 각 볼록부 내부에서 진행하고 기판에 입사하는 외광의, 각 볼록부와 기판과의 계면에서의 반사를 경감시키는 구성으로 한다. 기판으로서 유리 기판을 사용하면, 공기의 굴절률이 유리 기판의 굴절률보다 작기 때문에, 각 볼록부는, 표면에 가까운 부분(원추의 경우, 정상 부분)은 낮은 굴절률의 재료로 형성되고, 각 볼록부의 바닥면에 가까운 부분은 높은 굴절률의 재료로 형성되어, 원추의 정상부로부터 바닥면까지 굴절률이 증가하여 있는 구성으로 하면 좋다.
반사 방지막을 형성하는 재료로서는, 규소, 질소, 불소, 산화물, 질화물, 불화물 등, 표시 화면 표면을 구성하는 기판의 재료에 따라 적절히 선택하면 좋다. 산화물로서는, 산화규소(SiO2), 붕산(B2O3), 산화나트륨(NaO2), 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(알루미나)(Al2O3), 산화칼륨(K2O), 산화칼슘(CaO), 삼산화이비소(아비 산화물)(As2O3), 산화스트론튬(SrO), 산화안티몬(Sb2O3), 산화바륨(BaO), 인듐 주석 산화물(ITO), 산화아연(ZnO), 산화인듐에 산화아연(ZnO)을 혼합한 인듐 아연 산화물(IZO), 산화인듐에 산화규소(SiO2)를 혼합한 도전 재료, 유기 인듐, 유기 주석, 산화텅스텐을 함유하는 인듐 산화물, 산화텅스텐을 함유하는 인듐 아연 산화물, 산화티탄을 함유하는 인듐 산화물, 산화티탄을 함유하는 인듐 주석 산화물 등을 사용할 수 있다. 질화물로서는, 질화알루미늄(AlN), 질화규소(SiN) 등을 사용할 수 있다. 불화물로서는, 불화리튬(LiF), 불화나트륨(NaF), 불화마그네슘(MgF2), 불화칼슘(CaF2), 불화란탄(LaF3) 등을 사용할 수 있다. 반사 방지막은 상기한 규소, 질소, 불소, 산화물, 질화물, 불화물의 1종 또는 복수종을 포함하여도 좋고, 그의 혼합비는 기판의 성분비(조성 비율)에 따라 적절히 설정하면 좋다.
복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막은, 스퍼터링법, 진공 증착법, PVD(Physical Vapor Deposition)법, 감압 CVD(LPCVD)법 또는 플라즈마 CVD법 등의 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 박막을 성막한 후, 그 박막을 소망의 형상으로 에칭하여 형성할 수 있다. 또한, 패턴을 선택적으로 형성할 수 있는 액적 토출법이나, 패턴을 전사 또는 묘사할 수 있는 인쇄법(스크린 인쇄나 오프셋 인쇄 등, 패턴을 형성하는 방법), 스핀 코팅법 등의 도포법, 디핑법, 디스펜서법 등을 이용할 수도 있다. 또한, 임프린팅 기술, 나노 레벨의 입체 구조물을 전사 기술로 형성할 수 있는 나노임프린팅 기술을 이용할 수도 있다. 임프린팅 및 나노임프린팅은, 포토리소그래피 공정을 사용하지 않고 미세한 입체 구조물을 형성할 수 있는 기술이다.
보호층은, 적어도 반사 방지막의 볼록부에 사용하는 재료보다 낮은 굴절률의 재료를 사용하여 형성되는 것이면 된다. 따라서, 보호층에 사용하는 재료는, 표시장치의 표시 화면을 구성하는 기판의 재료, 및 기판 위에 형성되는 볼록부를 가지는 반사 방지막의 재료에 상대적으로 결정되므로, 적절히 설정할 수 있다.
보호층은 반사 방지막을 형성하는 재료 등을 사용하여 형성할 수 있다. 낮은 굴절률의 재료로서는, 실리카, 알루미나, 및 탄소를 포함하는 에어로겔 등을 사용할 수 있다. 또한, 그의 제조 방법으로서는 습식 공정이 바람직하고, 패턴을 선택적으로 형성할 수 있는 액적 토출법, 패턴을 전사 또는 묘사할 수 있는 인쇄법(스크린 인쇄나 오프셋 인쇄 등, 패턴을 형성하는 방법), 스핀 코팅법 등의 도포법, 디핑법, 디스펜서법 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 반사 방지막을 가지는 표시장치는 표면에 복수의 볼록부를 가지고 있고, 외광은, 각 볼록부의 계면이 평면이 아니기 때문에 시인측으로 반사되지 않고 다른 인접한 볼록부로 반사된다. 또는, 외광은 볼록부들 사이에서 진행한다. 입사한 외광은 일부가 각 볼록부를 투과하고, 반사광은 인접하는 볼록부에 다시 입사한다. 이와 같이, 볼록부의 계면에서 반사된 외광은 인접한 볼록부들 사이에서 입사를 반복한다.
즉, 표시장치에 입사하는 외광 중, 반사 방지막에 입사하는 횟수가 증가하므로, 반사 방지막을 투과하는 외광의 양이 증가한다. 따라서, 시인측으로 반사되는 외광의 양이 경감되고, 비침 등의 시인성을 저하시키는 원인이 제거될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 볼록부들 사이에 보호층이 형성되어 있으므로, 볼록부들 사이에 오물 등의 오염물이 침입하는 것을 막을 수 있다. 따라서, 오물 등의 침입에 의한 반사 방지 기능의 저하를 막을 수 있고, 또한, 볼록부들 사이를 채움으로써 반사 방지막으로서의 물리적 강도도 높일 수 있어, 신뢰성 향상을 달성할 수 있다.
본 발명은, 표면에 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막과, 볼록부들 사이의 보호층을 구비함으로써, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 높은 반사 방지 기능을 가지고, 시인성이 뛰어나고, 또한 신뢰성이 높은 표시장치를 제공할 수 있다. 따라서, 보다 고화질 및 고성능의 표시장치를 제조할 수 있다.
본 실시형태는 실시형태 1과 자유롭게 조합될 수 있다.
[실시형태 4]
본 실시형태에서는, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 반사 방지 기능을 가지고, 뛰어난 시인성을 부여하는 것을 목적으로 한 표시장치의 예에 대하여 설명한다. 상세하게는, 표시 소자에 액정 표시 소자를 사용하는 액정 표시장치에 대하여 설명한다.
도 8(A)는 반사 방지막을 가지는 액정 표시장치의 상면도이고, 도 8(B)는 도 8(A)의 선 C-D에 있어서의 단면도이다. 도 8(A)의 상면도에서는, 반사 방지막이 생략되어 있다.
도 8(A)에 나타내는 바와 같이, 화소 영역(606), 주사선 구동회로 영역인 구동회로 영역(608a), 주사선 구동회로 영역인 구동회로 영역(608b)이 시일(seal)재(692)에 의해 기판(600)과 대향 기판(695)과의 사이에 봉지(封止)되어 있다. 기판(600) 위에, 드라이버 IC에 의해 형성된 신호선 구동회로 영역인 구동회로 영역(607)이 제공되어 있다. 화소 영역(606)에는 트랜지스터(622)와 용량 소자(623)가 제공되어 있고, 구동회로 영역(608b)에는 트랜지스터(620)와 트랜지스터(621)를 가지는 구동회로가 제공되어 있다. 기판(600)에는, 상기한 실시형태에서의 것과 같은 절연 기판을 사용할 수 있다. 또한, 일반적으로 합성 수지로 이루어지는 기판은 다른 기판과 비교하여 내열 온도가 낮은 것이 염려되지만, 그러한 기판은, 내열성이 높은 기판을 사용한 제조 공정 후 전치(轉置)에 의해 채용하는 것이 가능하게 된다.
화소 영역(606)에는, 하지막(604a)과 하지막(604b)을 사이에 두고 기판(600) 위에 스위칭 소자로서 기능하는 트랜지스터(622)가 제공되어 있다. 본 실시형태에서는, 트랜지스터(622)가 멀티게이트형 박막트랜지스터(TFT)이고, 소스 영역 및 드레인 영역으로서 기능하는 불순물 영역을 가지는 반도체층, 게이트 절연층, 2층의 적층 구조를 가지는 게이트 전극층, 소스 전극층 및 드레인 전극층을 가지고, 소스 전극층 또는 드레인 전극층은, 반도체층의 불순물 영역과 화소 전극층(630)에 접하여 전기적으로 접속되어 있다. 박막트랜지스터는 많은 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 활성층으로서 결정성 반도체막을 적용한다. 결정성 반도체막 위에는 게이트 절연막을 사이에 두고 게이트 전극이 형성된다. 이 게이트 전극을 사용하여 활성층에 불순물 원소를 첨가할 수 있다. 이와 같이 게이트 전극을 사용한 불순물 원소의 첨가에 의해, 불순물 원소의 첨가를 위한 마스크를 형성할 필요는 없다. 게이트 전극은 단층 구조 또는 적층 구조를 가질 수 있다. 불순물 영역은 그의 농도를 제어함으로써 고농도 불순물 영역과 저농도 불순물 영역으로 형성될 수 있다. 이와 같이 저농도 불순물 영역을 가지는 박막트랜지스터를 LDD(Light Doped Drain) 구조라고 부른다. 또한, 저농도 불순물 영역은 게이트 전극과 중첩되도록 형성될 수 있고, 이러한 박막트랜지스터를 GOLD(Gate Overlaped LDD) 구조라고 부른다. 또한, 박막트랜지스터는 불순물 영역에 인(P) 등을 사용함으로써 n형 극성을 가지도록 형성된다. p형 극성의 경우는, 붕소(B) 등을 첨가하면 좋다. 그 후, 게이트 전극 등을 덮도록 절연막(611) 및 절연막(612)을 형성한다. 절연막(611)(및 절연막(612))에 혼입된 수소 원소에 의해, 결정성 반도체막의 댕글링 본드(dangling bond)를 종단시킬 수 있다.
또한, 평탄성을 높이기 위해, 층간절연막으로서 절연막(615) 및 절연막(616)을 형성하여도 좋다. 절연막(615) 및 절연막(616)에는, 유기 재료, 무기 재료, 또는 그들의 적층 구조를 사용할 수 있다. 예를 들어, 절연막(615) 및 절연막(616)은 산화규소, 질화규소, 산화질화규소, 질화산화규소, 질화알루미늄, 산화질화알루미늄, 질소 함유량이 산소 함유량보다 많은 질화산화알루미늄, 산화알루미늄, 다이아몬드 라이크 카본(DLC : diamond-like carbon), 폴리실라잔, 질소 함유 탄소(CN), PSG(인 유리), BPSG(인 붕소 유리), 알루미나 등의 무기 절연성 재료를 포함하는 물질로부터 선택된 재료로 형성할 수 있다. 또한, 유기 절연성 재료를 사용하여도 좋고, 유기 재료는 감광성과 비감광성 중 어느 것이어도 좋고, 폴리이미드, 아크릴, 폴리아미드, 폴리이미드 아미드, 레지스트, 벤조시클로부텐, 실록산 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 실록산 수지란, Si-O-Si 결합을 가지는 수지에 상당한다. 실록산은, 규소(Si)와 산소(O)와의 결합으로 골격 구조가 구성된다. 치환기로서, 적어도 수소를 함유하는 유기기(예를 들어, 알킬기, 방향족 탄화수소)가 사용된다. 치환기로서, 플루오로기를 사용하여도 좋다. 또는, 치환기로서, 적어도 수소를 함유하는 유기기와 플루오로기를 사용하여도 좋다.
또한, 결정성 반도체막을 사용함으로써, 화소 영역과 구동회로 영역을 동일 기판 위에 일체로 형성할 수 있다. 그 경우, 화소부의 트랜지스터와 구동회로 영역(608b)의 트랜지스터는 동시에 형성된다. 구동회로 영역(608b)에 사용하는 트랜지스터는 CMOS 회로의 일부를 구성한다. CMOS 회로에 포함되는 박막트랜지스터는 GOLD 구조이지만, 트랜지스터(622)와 같은 LDD 구조를 사용할 수도 있다.
본 실시형태에 한정되지 않고, 화소 영역의 박막트랜지스터는 채널 형성 영역이 1개 형성되는 싱글 게이트 구조, 채널 형성 영역이 2개 형성되는 더블 게이트 구조, 또는 채널 형성 영역이 3개 형성되는 트리플 게이트 구조이어도 좋다. 또한, 주변 구동회로 영역의 박막트랜지스터도, 싱글 게이트 구조, 더블 게이트 구조, 또는 트리플 게이트 구조이어도 좋다.
또한, 본 실시형태에서 나타낸 박막트랜지스터의 제조 방법에 한정하지 않고, 탑 게이트형 구조(예를 들어, 순스태거형 구조), 보텀 게이트형 구조(예를 들어, 역스태거형 구조), 채널 영역의 상하에 게이트 절연막을 사이에 두고 배치된 2개의 게이트 전극층을 가지는 듀얼 게이트형 구조, 또는 그 외의 구조에서도 본 발명을 적용할 수 있다.
다음에, 화소 전극층(630) 및 절연막(616)을 덮도록, 인쇄법이나 액적 토출법에 의해, 배향막으로 불리는 절연층(631)을 형성한다. 절연층(631)은, 스크린 인쇄법이나 오프셋 인쇄법을 이용하여 선택적으로 형성할 수 있다. 그 후, 러빙 처리를 행한다. 이 러빙 처리는, 액정의 모드가, 예를 들어, VA 모드인 경우에는 행하지 않을 때가 있다. 배향막으로서 기능하는 절연층(633)도 절연층(631)과 마찬가지이다. 이어서, 시일재(692)를 액적 토출법에 의해 화소의 주변 영역에 형성한다.
그 후, 배향막으로서 기능하는 절연층(633), 대향 전극으로서 기능하는 도전층(634), 컬러 필터로서 기능하는 착색층(635), 편광자(641)(편광판이라고도 한다), 및 반사 방지막(642)이 제공된 대향 기판(695)을 스페이서(637)를 사이에 두고 TFT 기판인 기판(600)에 부착시키고, 그들 사이의 공극에 액정층(632)을 제공한다. 본 실시형태의 액정 표시장치는 투과형이기 때문에, 기판(600)의 소자를 가지는 면과 반대측에 편광자(편광판)(643)를 제공한다. 편광자는 접착층에 의해 기판에 제공될 수 있다. 시일재에는 필러(filler)가 혼입되어 있어도 좋고, 또한, 대향 기판(695)에는, 차폐막(블랙 매트릭스) 등이 제공되어 있어도 좋다. 또한, 컬러 필터 등은, 액정 표시장치가 풀 컬러 표시를 행하는 경우, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 나타내는 재료로 형성하면 좋고, 모노컬러 표시를 행하는 경우에는, 착색층을 없애거나, 또는 적어도 하나의 색을 나타내는 재료로 형성하면 좋다.
도 8(A) 및 도 8(B)의 표시장치는, 대향 기판(695)의 외측에 반사 방지막(642)이 제공되고, 내측에 편광자(641), 착색층(635), 도전층(634)이 순차로 제공되어 있는 예이지만, 편광자는 대향 기판(695)의 외측(시인측)에 제공되어도 좋고, 그 경우, 편광자(편광판)의 표면에 반사 방지막을 제공하면 좋다. 또한, 편광자와 착색층의 적층 구조도 도 8(A) 및 도 8(B)에 한정되지 않고, 편광자 및 착색층의 재료나 제조 공정 조건에 따라 적절히 설정하면 좋다.
또한, 백라이트로서 RGB의 발광 다이오드(LED) 등을 배치하고, 시분할에 의해 컬러 표시를 행하는 계시가법 혼색법(필드 시퀀셜(field sequential)법)을 채용할 때에는, 컬러 필터를 제공하지 않는 경우가 있다. 블랙 매트릭스는, 트랜지스터와 CMOS 회로의 배선에 의한 외광의 반사를 저감하기 위해 트랜지스터 및 CMOS 회로와 중하도록 제공하면 좋다. 또한, 블랙 매트릭스는 용량 소자와 중첩하도록 제공하여도 좋다. 이것은 용량 소자를 구성하는 금속막에 의한 반사를 방지할 수 있기 때문이다.
액정층은 디스펜서법(적하법)이나, 소자를 가지는 기판(600)과 대향 기판(695)을 부착시킨 후에 모세관 현상을 사용하여 액정을 주입하는 주입법에 의해 형성할 수 있다. 적하법은, 주입법을 적용하기 어려운 대형 기판을 사용할 때 적용하면 좋다.
스페이서는 수 ㎛ 크기의 입자를 산포하여 제공하여 좋지만, 본 실시형태에서는 기판 전면에 수지막을 형성한 후 이것을 에칭 가공하는 방법에 의해 형성한다. 스페이서의 재료를, 스피너에 의해 도포한 후, 노광과 현상 처리에 의해 소정의 패턴으로 형성한다. 또한, 그 재료를 청정 오븐 등에서 150∼200℃로 가열하여 경화시킨다. 이와 같이 하여 제조되는 스페이서는 노광과 현상 처리의 조건에 따라 형상을 다르게 할 수 있지만, 바람직하게는, 스페이서의 형상은 정상부가 평탄한 기둥 형상이 되도록 하면, 대향 기판을 부착한 때 액정 표시장치의 기계적 강도를 확보할 수 있다. 그 형상은 원추 형상, 피라미드 형상 등일 수 있고, 특별한 한정은 없다.
이어서, 화소부에 전기적으로 접속되어 있는 단자 전극층(678)에, 이방성 도전층(696)을 통하여 접속용 배선 기판인 FPC(694)를 설치한다. FPC(694)는 외부로부터의 신호나 전위를 전달하는 역할을 한다. 상기 공정을 거쳐, 표시 기능을 가지는 액정 표시장치를 제조할 수 있다.
또한, 트랜지스터에 포함되는 배선 및 게이트 전극층, 화소 전극층(630), 대향 전극층인 도전층(634)은, 인듐 주석 산화물(ITO), 산화인듐에 산화아연(ZnO)을 혼합한 인듐 아연 산화물(IZO), 산화인듐에 산화규소(SiO2)를 혼합한 도전 재료, 유기 인듐, 유기 주석, 산화텅스텐을 함유하는 인듐 산화물, 산화텅스텐을 함유하는 인듐 아연 산화물, 산화티탄을 함유하는 인듐 산화물, 산화티탄을 함유하는 인듐 주석 산화물, 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 바나듐(V), 니오브(Nb), 탄탈(Ta), 크롬(Cr), 코발트(Co), 니켈(Ni), 티탄(Ti), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 금속 또는 그의 합금 또는 그의 금속 질화물로부터 선택되는 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
편광판과 액정층은 그들 사이에 위상차판을 가진 상태로 적층하여도 좋다.
본 발명은, 표시장치의 표시 화면 표면 위에, 외광의 반사를 방지하는 반사 방지 기능을 가지는 반사 방지막으로서, 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막을 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 반사 방지막의 각 볼록부는 원추형이 바람직하고, 각 볼록부의 바닥면과 측면이 이루는 각도는 84° 이상 90° 미만인 것이 바람직하다. 본 실시형태에서, 표시 화면의 시인측인 대향 기판(695)의 표면에 반사 방지막(642)이 제공되어 있다. 반사 방지막(642)은 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막이고, 본 실시형태에서는 각 볼록부는 원추형이다. 본 실시형태에서는, 반사 방지막(642)은 볼록부들 사이의 공간을 채우도록 보호층을 가지는 반사 방지막이다.
각 볼록부는 원추형 외에, 바늘 형상, 정상부가 바닥면에 평행한 평면으로 잘린 윈추 형상, 정상부가 둥근 돔 형상 등이어도 좋다. 또한, 반사 방지막은, 균일한 굴절률을 가지는 재료가 아니라, 표면으로부터 표시 화면측까지 굴절률이 변화하는 재료로 형성할 수 있다. 예를 들어, 복수의 볼록부 각각에서, 표면에 가까운 부분은 공기와 동등한 굴절률을 가지는 재료로 형성하여, 공기로부터 볼록부에 입사하는 외광의, 볼록부 표면에서의 반사를 더욱 경감시키는 구조로 한다. 한편, 복수의 볼록부 각각에서, 표시 화면측의 기판측에 가까운 부분은 기판과 동등한 굴절률을 가지는 재료로 형성하여, 각 볼록부 내부에서 진행하고 기판에 입사하는 외광의, 각 볼록부와 기판과의 계면에서의 반사를 경감시키는 구성으로 한다. 기판으로서 유리 기판을 사용하면, 공기의 굴절률이 유리 기판의 굴절률보다 작기 때문에, 각 볼록부는, 표면에 가까운 부분(원추의 경우, 정상 부분)은 낮은 굴절률의 재료로 형성되고, 각 볼록부의 바닥면에 가까운 부분은 높은 굴절률의 재료로 형성되어, 원추의 정상부로부터 바닥면까지 굴절률이 증가하여 있는 구성으로 하면 좋다.
본 발명의 반사 방지막을 가지는 표시장치는 그의 표면에 복수의 볼록부를 가지고 있고, 외광은, 각 볼록부의 계면이 평면이 아니기 때문에 시인측으로 반사되지 않고 다른 인접한 볼록부로 반사된다. 또는 외광이 볼록부들 사이에서 진행한다. 입사한 외광은 일부가 각 볼록부를 투과하고, 반사광은 인접하는 볼록부에 다시 입사한다. 이와 같이, 볼록부의 계면에서 반사된 외광은 인접한 볼록부들 사이에서 입사를 반복한다.
즉, 표시장치에 입사하는 외광 중, 반사 방지막에 입사하는 횟수가 증가하므로, 반사 방지막을 투과하는 외광의 양이 증가한다. 따라서, 시인측으로 반사되는 외광의 양이 경감되고, 비침 등의 시인성을 저하시키는 원인이 제거될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 볼록부들 사이에 보호층이 형성되어 있으므로, 볼록부들 사이에 오물 등의 오염물이 침입하는 것을 막을 수 있다. 따라서, 오물 등의 침입에 의한 반사 방지 기능의 저하를 막을 수 있고, 또한, 볼록부들 사이의 공간을 채움으로써 반사 방지막으로서의 물리적 강도도 높일 수 있어, 신뢰성 향상을 달성할 수 있다.
본 발명은, 표면에 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막과, 볼록부들 사이의 보호층을 구비함으로써, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 높은 반사 방지 기능을 가지고, 시인성이 뛰어나고, 또한 신뢰성이 높은 표시장치를 제공할 수 있다. 따라서, 보다 고화질 및 고성능의 표시장치를 제조할 수 있다.
본 실시형태는 실시형태 1과 자유롭게 조합될 수 있다.
[실시형태 5]
본 실시형태에서는, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 반사 방지 기능을 가지고, 뛰어난 시인성을 부여하는 것을 목적으로 한 표시장치의 예에 대하여 설명한다. 상세하게는, 표시 소자에 발광소자를 사용하는 발광 표시장치에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서의 표시장치의 제조 방법을 도 9(A) 및 도 9(B)와 도 12를 참조하여 상세히 설명한다.
절연 표면을 가진 기판(100) 위에 하지막으로서, 스퍼터링법, PVD(Physical Vapor Deposition)법, 감압 CVD(LPCVD)법, 또는 플라즈마 CVD법 등의 CVD(Chemical Vapor Deposition)법 등에 의해 질화산화규소막을 사용하여 하지막(101a)을 10∼200 nm(바람직하게는 50∼150 nm)의 두께로 형성하고, 산화질화규소막을 사용하여 하지막(101b)을 50∼200 nm(바람직하게는 100∼150 nm)위 두께로 적층 형성한다. 또는, 아크릴산, 메타크릴산 또는 이들의 유도체; 또는 폴리이미드, 방향족 폴리아미드, 폴리벤즈이미다졸 등의 내열성 고분자 화합물; 또는 실록산 수지를 사용하여도 좋다. 또한, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐부티랄 등의 비닐 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 노볼락 수지, 아크릴 수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지 등의 수지 재료를 사용하여도 좋다. 또한, 벤조시클로부텐, 파릴렌, 불화아릴렌 에테르, 폴리이미드 등의 유기 재료, 수용성 호모폴리머와 수용성 공중합체를 함유하는 조성물 재료 등을 사용하여도 좋다. 또한, 옥사졸 수지를 사용할 수도 있고, 예를 들어, 광경화형 폴리벤조옥사졸 등을 사용할 수 있다.
또한, 액적 토출법, 인쇄법(스크린 인쇄나 오프셋 인쇄 등, 패턴을 형성하는 방법), 스핀 코팅법 등의 도포법, 디핑법, 디스펜서법 등을 이용할 수도 있다. 본 실시형태에서는, 플라즈마 CVD법을 이용하여 하지막(101a)과 하지막(101b)을 형성한다. 기판(100)으로서는, 유리 기판, 석영 기판, 실리콘 기판, 또는 금속 기판이나 스테인리스 강 기판의 표면에 절연막을 형성한 것을 사용하여도 좋다. 또한, 본 실시형태의 처리 온도에 견딜 수 있는 내열성을 가지는 플라스틱 기판을 사용하여도 좋고, 가요성 필름과 같은 기판을 사용하여도 좋다. 플라스틱 기판으로서는, PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌나프탈레이트), PES(폴리에테르술폰)로 이루어지는 기판을 사용할 수 있고, 가요성 기판으로서는 아크릴 등의 합성 수지로 된 기판을 사용할 수 있다. 본 실시형태에서 제조하는 표시장치는, 발광소자로부터의 광을 기판(100)을 통과시켜 취출하는 구성이므로, 기판(100)은 투광성을 가질 필요가 있다.
하지막은, 산화규소, 질화규소, 산화질화규소, 질화산화규소 등을 사용하여 형성할 수 있고, 단층 구조이어도 좋고 2층 이상의 적층 구조이어도 좋다.
다음에, 하지막 위에 반도체막을 형성한다. 반도체막은 각종 방법(스퍼터링법, LPCVD법, 플라즈마 CVD법 등) 중 어느 것에 의해 25∼200 nm(바람직하게는 30∼150 nm)의 두께로 성막하면 좋다. 본 실시형태에서는, 비정질 반도체막을 레이저 빔에 의해 결정화하여 얻어지는 결정성 반도체막을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하여 얻어진 반도체막에, 박막트랜지스터의 스레시홀드 전압을 제어하기 위해 미량의 불순물 원소(붕소 또는 인)을 도핑하여도 좋다. 이 불순물 원소의 도핑은 결정화 공정 전의 비정질 반도체막에 행하여도 좋다. 비정질 반도체막에 불순물 원소를 도핑하면, 그 후의 결정화를 위한 가열 처리에 의해 불순물 원소의 활성화도 행할 수 있다. 또한, 도핑 시에 생기는 결함 등도 개선할 수 있다.
다음에, 결정성 반도체막을 소망의 형상으로 에칭 가공하여, 반도체층을 형성한다.
에칭 가공은 플라즈마 에칭(건식 에칭)과 습식 에칭 중의 어느 쪽을 채용하여도 좋지만, 대면적 기판을 처리하기 위해서는 플라즈마 에칭이 적합하다. 에칭 가스로서는, CF4, NF3 등의 불소계 가스, 또는 Cl2, BCl3 등의 염소계 가스를 사용하고, 여기에 He나 Ar 등의 불활성 가스를 적절히 첨가하여도 좋다. 또한, 대기압 방전의 에칭 가공을 적용하면, 국소적인 방전 가공도 가능하고, 이 경우, 기판의 전면에 마스크층을 형성할 필요는 없다.
본 발명에서, 배선층 또는 전극층을 형성하는 도전층이나, 소정의 패턴을 형성하기 위한 마스크층 등은, 액적 토출법과 같은, 패턴을 선택적으로 형성할 수 있는 방법에 의해 형성하여도 좋다. 액적 토출(분출)법(그의 방식에 따라서는, 잉크젯법이라고도 불린다)은, 특정의 목적으로 조합된 조성물의 액적을 선택적으로 토출(분출)하여 소정의 패턴(도전층이나 절연층 등)을 형성할 수 있다. 이 때, 피형성 영역에 습윤성이나 밀착성을 제어하는 처리를 행하여도 좋다. 또한, 패턴을 전사 또는 묘사할 수 있는 방법, 예를 들어, 인쇄법(스크린 인쇄나 오프셋 인쇄 등, 패턴을 형성하는 방법), 디스펜서법 등도 사용할 수 있다.
본 실시형태에서 사용하는 마스크는, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 노볼락 수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지 등의 수지 재료를 사용하여 형성한다. 또한, 벤조시클로부텐, 파릴렌, 불화아릴렌 에테르, 투광성을 가지는 폴리이미드 등의 유기 재료, 실록산계 폴리머 등의 중합에 의해 만들어진 화합물 재료, 수용성 호모폴리머와 수용성 공중합체를 함유하는 조성물 재료 등을 사용할 수도 있다. 또한, 광감제를 함유하는 시판의 레지스트 재료를 사용하여도 좋고, 예를 들어, 포지티브형 레지스트 또는 네가티브형 레지스트 등을 사용하여도 좋다. 액적 토출법을 이용하는 경우, 상기한 재료들 중 어느 것을 사용하여도, 표면장력과 점도는, 용매의 농도를 조정하거나 계면활성제 등을 첨가하여 적절히 조정된다.
반도체층을 덮도록 게이트 절연층(107)을 형성한다. 이 게이트 절연층은 플라즈마 CVD법 또는 스퍼터링법 등을 이용하여 두께를 10∼150 nm로 하여 규소를 함유하는 절연막으로 형성한다. 게이트 절연층은, 질화규소, 산화규소, 산화질화규소, 질화산화규소로 대표되는 규소의 산화물 재료 또는 질화물 재료 등의 공지의 재료로 형성하면 좋고, 적층이어도 좋고 단층이어도 좋다. 또한, 게이트 절연층은 질화규소막, 산화규소막, 질화규소막의 3층의 적층, 산화질화규소막의 단층, 2층으로 이루어지는 적층이어도 좋다.
다음에, 게이트 절연층(107) 위에 게이트 전극층을 형성한다. 이 게이트 전극층은 스퍼터링법, 증착법, CVD법 등의 방법에 의해 형성할 수 있다. 게이트 전극층은, 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 티탄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 네오디뮴(Nd)으로부터 선택된 원소, 또는 상기 원소를 주성분으로 하는 합금 재료 또는 화합물 재료로 형성하면 좋다. 또한, 게이트 전극층은 인 등의 불순물 원소를 도핑한 다결정 규소막으로 대표되는 반도체막이나, AgPdCu 합금을 사용하여 형성하여도 좋다. 또한, 게이트 전극층은 단층이어도 좋고 적층이어도 좋다.
본 실시형태에서는 게이트 전극층을 테이퍼 형상을 가지도록 형성하지만, 본 발명은 그것에 한정되지 않고, 게이트 전극층을 적층 구조로 하고, 한층만이 테이퍼 형상을 가지고, 다른 층은 이방성 에칭에 의해 수직 측면을 가지고 있어도 좋다. 본 실시형태와 같이, 적층한 게이트 전극층들에서 테이퍼 각도를 상이하게 하여도 좋고, 동일하게 하여도 좋다. 게이트 전극층이 테이퍼 형상을 가지면, 그 위에 적층하는 막의 피복성이 향상되고, 결함이 경감되므로, 신뢰성이 향상된다.
게이트 전극층을 형성할 때의 에칭 공정에 의하여, 게이트 절연층(107)은 다소 에칭되어 그의 막 두께가 감소하는(이른바 막 감소) 경우가 있다.
반도체층에 불순물 원소를 첨가하여, 불순물 영역을 형성한다. 불순물 영역은 그의 농도를 제어함으로써 고농도 불순물 영역 및 저농도 불순물 영역으로 형성될 수 있다. 저농도 불순물 영역을 가지는 박막트랜지스터를 LDD(Lightly Doped Drain) 구조라고 부른다. 또한, 저농도 불순물 영역은 게이트 전극과 중첩되도록 형성할 수 있고, 이와 같은 박막트랜지스터를 GOLD(Gate Overlaped LDD) 구조라고 부른다. 또한, 박막트랜지스터는 불순물 영역에 인(P) 등을 사용함으로써 n형 극성으로 형성한다. p형 극성으로 하는 경우는, 붕소(B) 등을 첨가하면 좋다.
본 실시형태에서, 불순물 영역이 게이트 절연층을 사이에 두고 게이트 전극층과 겹치는 영역을 Lov 영역이라 부르고, 불순물 영역이 게이트 절연층을 사이에 두고 게이트 전극층과 겹치지 않는 영역을 Loff 영역이라 부른다. 도 9(B)에서는, 불순물 영역이 해칭(hatching)과 백색으로 나타내어져 있는데, 이것은, 백색 부분에는 불순물 원소가 첨가되어 있지 않다는 것을 의미하는 것이 아니라, 이 영역의 불순물 원소의 농도 분포가 마스크나 도핑 조건을 반영하고 있다는 것을 직감적으로 이해할 수 있도록 하기 위한 것이다. 또한, 이것은 본 명세서의 다른 도면에서도 마찬가지이다.
불순물 원소를 활성화하기 위하여 가열 처리, 강광의 조사, 또는 레이저광의 조사를 행하여도 좋다. 활성화와 동시에, 게이트 절연층에의 플라즈마 데미지(damage)나 게이트 절연층과 반도체층과의 계면에의 플라즈마 데미지를 회복시킬 수 있다.
다음에, 게이트 전극층과 게이트 절연층을 덮도록 제1 층간절연층을 형성한다. 본 실시형태에서는, 제1 층간절연층을 절연막(167)과 절연막(168)과의 적층 구조로 한다. 절연막(167) 및 절연막(168)은, 스퍼터링법 또는 플라즈마 CVD에 의해 질화규소막, 질화산화규소막, 산화질화규소막, 산화규소막 등을 사용하여 형성할 수 있고, 또는 규소를 함유하는 다른 절연막을 단층 또는 3층 이상의 적층 구조로서 사용하여도 좋다.
또한, 질소 분위기 중에서 300∼550℃로 1∼12시간 열 처리를 행하여, 반도체층을 수소화하는 공정을 행한다. 바람직하게는, 400∼500℃로 행한다. 이 공정은 층간절연층인 절연막(167)에 함유되는 수소에 의해 반도체층의 댕글링 본드를 종단시키는 공정이다. 본 실시형태에서는, 410℃에서 가열 처리를 행한다.
절연막(167) 및 절연막(168)은, 그 외에, 질화알루미늄(AlN), 산화질화알루미늄(AlON), 질소 함유량이 산소 함유량보다 많은 질화산화알루미늄(AlNO), 산화알루미늄, 다이아몬드 라이크 카본(DLC), 질소 함유 탄소(CN), 폴리실라잔 등의 무기 절연성 재료를 포함하는 물질로부터 선택된 재료로 형성할 수 있다. 또한, 실록산을 함유하는 재료를 사용하여도 좋다. 또한, 유기 절연성 재료를 사용하여도 좋고, 유기 재료로서는, 폴리이미드, 아크릴, 폴리아미드, 폴리이미드 아미드, 레지스트 또는 벤조시클로부텐을 사용할 수 있다. 또한, 옥사졸 수지를 사용할 수도 있고, 예를 들어, 광경화형 폴리벤조옥사졸 등을 사용할 수 있다.
다음에, 레지스트로 이루어지는 마스크를 사용하여 절연막(167), 절연막(168), 게이트 절연층(107)에 반도체층에 도달하는 콘택트 홀(개구부)을 형성한다. 그 개구부를 덮도록 도전막을 형성하고, 그 도전막을 에칭하여, 소스 영역 또는 드레인 영역의 일부에 각각 전기적으로 접속하는 소스 전극층 또는 드레인 전극층을 형성한다. 소스 전극층 또는 드레인 전극층은, PVD법, CVD법, 증착법 등에 의해 도전막을 성막한 후, 그 도전막을 소망의 형상으로 에칭하여 형성할 수 있다. 또한, 액적 토출법, 인쇄법, 디스펜서법, 전기 도금법 등에 의하여 소정의 장소에 선택적으로 도전층을 형성할 수 있다. 또한, 리플로우법 또는 다마신법을 이용하여도 좋다. 소스 전극층 또는 드레인 전극층은, Ag, Au, Cu, Ni, Pt, Pd, Ir, Rh, W, Al, Ta, Mo, Cd, Zn, Fe, Ti, Si, Ge, Zr, Ba 등의 금속 또는 그의 합금 또는 그의 금속 질화물을 사용하여 형성한다. 또한, 이들의 적층 구조로 하여도 좋다.
이상의 공정으로, 주변 구동회로 영역(204)에, Lov 영역에 p형 불순물 영역을 가지는 p채널형 박막트랜지스터인 박막트랜지스터(285)와, Lov 영역에 n형 불순물 영역을 가지는 n채널형 박막트랜지스터인 박막트랜지스터(275)를 포함하고, 화소 영역(206)에, Loff 영역에 n형 불순물 영역을 가지는 멀티채널형의 n채널형 박막트랜지스터인 박막트랜지스터(265)와, Lov 영역에 p형 불순물 영역을 가지는 p채널형 박막트랜지스터인 박막트랜지스터(255)를 포함하는 액티브 매트릭스 기판을 제조할 수 있다.
본 실시형태에 한정되지 않고, 박막트랜지스터는 채널 형성 영역이 1개 형성되는 싱글 게이트 구조이어도 좋고, 채널 형성 영역이 2개 형성되는 더블 게이트 구조이어도 좋고, 또는 채널 형성 영역이 3개 형성되는 트리플 게이트 구조이어도 좋다. 또한, 주변 구동회로 영역의 박막트랜지스터도, 싱글 게이트 구조, 더블 게이트 구조, 또는 트리플 게이트 구조이어도 좋다.
다음에, 제2 층간절연층으로서 절연막(181)을 형성한다. 도 9(A) 및 도 9(B)에서, 부호 201은 스크라이빙(scribing)에 의한 분리를 위한 분리 영역을 나타내고, 부호 202는 FPC의 부착부인 외부 단자 접속 영역을 나타내고, 부호 203은 주변부의 리드 배선 영역인 배선 영역을 나타내고, 부호 204는 주변 구동회로 영역을 나타내고, 부호 205는 화소 영역이다. 배선 영역(203)에는 배선(179a)과 배선(179b)이 형성되고, 외부 단자 접속 영역(202)에는, 외부 단자에 접속되는 단자 전극층(178)이 형성되어 있다.
절연막(181)은, 산화규소, 질화규소, 산화질화규소, 질화산화규소, 질화알루미늄(AlN), 질소를 함유하는 산화알루미늄(산화질화알루미늄이라고도 한다)(AlON), 산소를 함유하는 질화알루미늄(질화산화알루미늄이라고도 한다)(AlNO), 산화알루미늄, 다이아몬드 라이크 카본(DLC), 질소 함유 탄소(CN), PSG(인 유리), BPSG(인 붕소 유리), 알루미나 등의 무기 절연성 재료를 포함하는 물질로부터 선택된 재료로 형성할 수 있다. 또한, 실록산 수지를 사용하여도 좋다. 또한, 유기 절연성 재료를 사용하여도 좋고, 유기 재료로서는, 감광성과 비감광성 중 어느 것이어도 좋고, 폴리이미드, 아크릴, 폴리아미드, 폴리이미드 아미드, 레지스트, 벤조시클로부텐, 폴리실라잔, 또는 저유전율(Low-k) 재료를 사용할 수 있다. 또한, 옥사졸 수지를 사용할 수도 있고, 예를 들어, 광경화형 폴리벤조옥사졸 등을 사용할 수 있다. 평탄화를 위해 형성하는 층간절연층은 내열성 및 절연성이 높고, 또한, 평탄성이 높은 것이 요구되므로, 절연막(181)의 형성 방법으로서는, 스핀 코팅법으로 대표되는 도포법을 이용하는 것이 바람직하다.
절연막(181)은, 그 외에, 디핑법, 스프레이 도포, 닥터 나이프, 롤 코터, 커튼 코터, 나이프 코터, CVD법, 증착 등에 의해 형성할 수 있다. 액적 토출법에 의해 절연막(181)을 형성하여도 좋다. 액적 토출법을 이용한 경우에는, 재료액을 절약할 수 있다. 또한, 액적 토출법과 같이 패턴을 전사, 또는 묘사할 수 있는 방법, 예를 들어, 인쇄법(스크린 인쇄나 오프셋 인쇄 등, 패턴을 형성하는 방법), 디스펜서법 등도 사용할 수 있다.
화소 영역(206)의 절연막(181)에 미세한 개구부, 즉, 콘택트 홀을 형성한다.
다음에, 소스 전극층 또는 드레인 전극층과 접하도록 제1 전극층(185)(화소전극층이라고도 한다)을 형성한다. 제1 전극층(185)은 양극 또는 음극으로서 기능하고, Ti, Ni, W, Cr, Pt, Zn, Sn, In, Mo으로부터 선택된 원소, 또는 TiN, TiSiXNY, WSiX, WNx, WSiXNY, NbN 등의 상기 원소를 함유하는 합금 재료 또는 화합물 재료를 주성분으로 하는 막 또는 이들의 적층막을 사용하여 총 막 두께 100 nm∼800 nm로 형성하면 좋다.
본 실시형태에서는, 표시 소자로서 발광소자를 사용하고, 발광소자로부터의 광을 제1 전극층(185)측으로부터 취출하는 구조이기 때문에, 제1 전극층(185)이 투광성을 가진다. 제1 전극층(185)은, 투명 도전막을 형성하고 그 투명 도전막을 소망의 형상으로 에칭함으로써 형성된다.
본 발명에서는, 투광성 전극층인 제1 전극층(185)은, 구체적으로는 투광성을 가지는 도전성 재료로 된 투명 도전막을 사용하여 형성하면 좋고, 투광성을 가지는 도전성 재료로서, 산화텅스텐을 함유하는 인듐 산화물, 산화텅스텐을 함유하는 인듐 아연 산화물, 산화티탄을 함유하는 인듐 산화물, 산화티탄을 함유하는 인듐 주석 산화물 등을 사용할 수 있다. 물론, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 산화규소를 첨가한 인듐 주석 산화물(ITSO) 등도 사용할 수 있다.
또한, 투광성을 가지지 않는 금속막과 같은 재료를 사용하는 경우에도, 제1 전극층(185)을 매우 얇게(바람직하게는, 5 nm∼30 nm 정도의 두께) 하여 광을 투과 가능한 상태로 형성함으로써, 제1 전극층(185)을 통해 광을 투과시키는 것이 가능하다. 또한, 제1 전극층(185)에 사용할 수 있는 금속 박막으로서는, 티탄, 텅스텐, 니켈, 금, 백금, 은, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 리튬, 또는 그들의 합금으로 이루어지는 도전막을 사용할 수도 있다.
제1 전극층(185)은, 증착법, 스퍼터링법, CVD법, 인쇄법, 디스펜서법, 액적 토출법 등을 이용하여 형성할 수 있다. 본 실시형태에서는, 제1 전극층(185)을 산화텅스텐을 함유하는 인듐 아연 산화물을 사용하여 스퍼터링법에 의해 제조한다. 제1 전극층(185)은 총 막두께가 100 nm∼800 nm인 것이 바람직하다.
제1 전극층(185)은, 그의 표면이 평탄화되도록 CMP법에 의해, 또는 폴리비닐 알코올계의 다공질체에 의한 세정에 의해 연마하여도 좋다. 또한, CMP법에 의한 연마 후에, 제1 전극층(185)의 표면에 자외선 조사, 산소 플라즈마 처리 등을 행하여도 좋다.
제1 전극층(185)을 형성한 후, 가열 처리를 행하여도 좋다. 이 가열 처리에 의하여, 제1 전극층(185) 중에 포함되는 수분이 방출된다. 따라서, 제1 전극층(185)에서는 탈가스 등을 발생시키지 않는다. 제1 전극층 위에 수분에 의해 열화하기 쉬운 발광 재료를 형성하여도, 발광 재료는 열화하지 않으므로, 신뢰성이 높은 표시장치를 제조할 수 있다.
다음에, 제1 전극층(185)의 단부와 소스 전극층 또는 드레인 전극층을 덮도록 절연층(186)(격벽, 장벽 등으로 불린다)을 형성한다.
절연층(186)은, 산화규소, 질화규소, 산화질화규소, 질화산화규소 등을 사용하여 형성할 수 있고, 단층이어도 좋고 2층, 3층 등의 적층 구조이어도 좋다. 또한, 절연층(186)은, 상기 외의 재료로서, 질화알루미늄, 산소 함유량이 질소 함유량보다 많은 산화질화알루미늄, 질소 함유량이 산소 함유량보다 많은 질화산화알루미늄, 산화알루미늄, 다이아몬드 라이크 카본(DLC), 질소 함유 탄소, 폴리실라잔 등의 무기 절연성 재료를 포함하는 물질로부터 선택된 재료로 형성할 수도 있다. 실록산을 함유하는 재료를 사용하여도 좋다. 또한, 유기 절연성 재료를 사용하여도 좋고, 유기 재료로서는, 감광성과 비감광성 중 어느 것이어도 좋고, 폴리이미드, 아크릴, 폴리아미드, 폴리이미드 아미드, 레지스트, 벤조시클로부텐, 또는 폴리실라잔을 사용할 수 있다. 또한, 옥사졸 수지를 사용할 수도 있고, 예를 들어, 광경화형 폴리벤조옥사졸 등을 사용할 수 있다.
절연층(186)은, 스퍼터링법, PVD(Physical Vapor Deposition)법, 감압 CVD(LPCVD)법, 플라즈마 CVD법 등의 CVD(Chemical Vapor Deposition)법, 패턴을 선택적으로 형성할 수 있는 액적 토출법, 패턴을 전사 또는 묘사할 수 있는 인쇄법(스크린 인쇄나 오프셋 인쇄 등, 패턴을 형성하는 방법), 디스펜서법, 스핀 코팅법 등의 도포법, 디핑법 등에 의해 형성할 수 있다.
소망의 형상으로 가공하는 에칭 가공은 플라즈마 에칭(건식 에칭)과 습식 에칭 중의 어느 쪽을 채용하여도 좋다. 대면적 기판을 처리하기 위해서는 플라즈마 에칭이 적합하다. 에칭 가스로서는, CF4, NF3 등의 불소계 가스, 또는 Cl2, BCl3 등의 염소계 가스를 사용하고, 여기에 He나 Ar 등의 불활성 가스를 적절히 첨가하여도 좋다. 또한, 대기압 방전의 에칭 가공을 적용하면, 국소적인 방전 가공도 가능하고, 이 경우, 기판의 전면에 마스크층을 형성할 필요는 없다.
도 9(A)에서, 제2 전극층과 같은 공정에서 같은 재료로 형성되는 배선층은 게이트 전극층과 같은 공정에서 같은 재료로 형성되는 배선층에 전기적으로 접속된다.
제1 전극층(185) 위에는 전계발광층(188)이 형성된다. 또한, 도 9(B)에서는 일 화소만을 나타내지만, 본 실시형태에서는 R(적), G(녹), B(청)의 각 색에 대응한 전계발광층을 나누어 형성한다.
다음에, 전계발광층(188) 위에 도전막으로 이루어지는 제2 전극층(189)이 형성된다. 제2 전극층(189)에는, Al, Ag, Li, Ca, 또는 MgAg, MgIn, AlLi, CaF2, 질화칼슘과 같은, 이들의 합금이나 화합물을 사용하면 좋다. 이렇게 하여, 제1 전극층(185), 전계발광층(188) 및 제2 전극층(189)을 포함하는 발광소자(190)가 형성된다(도 9(B) 참조).
도 9(A) 및 도 9(B)에 나타낸 본 실시형태의 표시장치에서, 발광소자(190)로부터 발한 광은 제1 전극층(185)을 투과하여, 도 9(B) 중의 화살표의 방향으로 추출된다.
본 실시형태에서는, 제2 전극층(189) 위에 패시베이션막(보호막)으로서 절연층을 형성하여도 좋다. 이와 같이 제2 전극층(189)을 덮도록 하여 패시베이션막을 형성하는 것은 유효하다. 패시베이션막은, 질화규소, 산화규소, 산화질화규소, 질화산화규소, 질화알루미늄, 산화질화알루미늄, 질소 함유량이 산소 함유량보다 많은 질화산화알루미늄, 산화알루미늄, 다이아몬드 라이크 카본(DLC), 질소 함유 탄소를 포함하는 절연막의 단층 또는 적층을 사용하여 형성할 수 있다. 또는, 패시베이션막은 실록산 수지를 사용하여 형성하여도 좋다.
이 때, 커버리지가 좋은 막을 패시베이션막으로서 사용하는 것이 바람직하고, 탄소막, 특히 DLC막을 사용하는 것은 유효하다. DLC막은 실온으로부터 100℃까지의 온도 범위에서 성막 가능하기 때문에, 내열성이 낮은 전계발광층(188) 위에 DLC막을 용이하게 성막할 수 있다. DLC막은, 플라즈마 CVD법(대표적으로는, RF 플라즈마 CVD법, 마이크로파 CVD법, 전자 사이클론 공명(ECR) CVD법, 열 필라멘트 CVD법 등), 연소염법, 스퍼터링법, 이온 빔 증착법, 레이저 증착법 등으로 형성할 수 있다. 성막에 사용하는 반응 가스로서는, 수소 가스와 탄화수소계 가스(예를 들어, CH4, C2H2, C6H6 등)를 사용하고, 그 반응 가스를 글로우 방전에 의해 이온화하고, 부(負)의 자기 바이어스가 걸린 캐소드에 이온을 가속 충돌시켜, DLC막을 성막한다. 또한, CN막은 반응 가스로서 C2H4 가스와 N2 가스를 사용하여 형성하면 좋다. DLC막은 산소에 대한 블로킹 효과가 높고, 전계발광층(188)의 산화를 억제하는 것이 가능하다. 그 때문에, 이 후에 이어지는 봉지 공정을 행하는 동안에 전계발광층(188)이 산화되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 발광소자(190)가 형성된 기판(100)과 봉지(封止) 기판(195)을 시일재(192)에 의해 고착하여, 발광소자를 봉지한다(도 9(A) 및 도 9(B) 참조). 시일재(192)로서는, 대표적으로는, 가시광 경화성 수지, 자외선 경화성 수지 또는 열 경화성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 비스페놀-A 액상 수지, 비스페놀-A 고형 수지, 브롬 함유 에폭시 수지, 비스페놀-F 수지, 비스페놀-AD 수지, 페놀 수지, 크레졸 수지, 노볼락 수지, 환상(環狀) 지방족 에폭시 수지, 에피비스(Epi-Bis)형(Epichlorohydrin-Bisphenol) 에폭시 수지, 글리시딜 에스터 수지, 글리시딜 아민 수지, 복소고리식 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 시일재로 둘러싸인 영역에는 충전재(193)를 충전하여도 좋고, 질소 분위기 하에서 그 영역을 봉지함으로써 질소를 봉입하여도 좋다. 본 실시형태의 표시장치는 하면 사출형이기 때문에, 충전재(193)는 투광성을 가질 필요는 없지만, 충전재(193)를 투과하여 광을 취출하는 구조의 경우에는, 충전재(193)는 투광성을 가질 필요가 있다. 대표적으로는, 가시광 경화, 자외선 경화 또는 열경화의 에폭시 수지를 사용하면 좋다. 이상의 공정을 통해, 본 실시형태의, 발광소자를 사용한 표시 기능을 가지는 표시장치가 완성된다. 또한, 충전재는 액상 상태로 적하되어 표시장치 내에 봉입될 수도 있다. 충전제로서 건조제 등의 흡습성을 가지는 물질을 사용하면, 더욱 더 흡수 효과를 얻을 수 있어, 소자의 열화를 막을 수 있다.
EL 표시 패널 내에는, 수분에 의한 소자의 열화를 막기 위해, 건조제가 제공된다. 본 실시형태에서는, 건조제는, 화소 영역을 둘러싸도록 봉지 기판에 형성된 오목부에 제공되어, 박형화를 방해하지 않는 구성으로 한다. 또한, 게이트 배선층에 대응하는 영역에도 건조제를 제공하여, 흡수 기능이 있는 건조제의 제공 면적을 넓게 취하고 있으므로, 흡수 효과가 높게 될 수 있다. 또한, 발광에 기여하지 않는 게이트 배선층 위에도 건조제를 제공하고 있으므로, 광 취출 효율을 저하시키는 일도 없다.
또한, 본 실시형태에서는, 유리 기판으로 발광소자를 봉지한 경우를 나타내지만, 봉지 처리란, 발광소자를 수분으로부터 보호하기 위한 처리이므로, 커버재로 기계적으로 봉입하는 방법, 열 경화성 수지 또는 자외광 경화성 수지로 봉입하는 방법, 금속 산화물이나 질화물 등의 배리어 능력이 높은 박막에 의해 봉지하는 방법 중 어느 것이라도 사용할 수 있다. 커버재로서는, 유리, 세라믹, 플라스틱 또는 금속을 사용할 수 있지만, 커버재측으로 광을 방사시키는 경우에는, 커버재가 투광성을 가질 필요가 있다. 또한, 커버재와 상기 발광소자가 형성된 기판을 열 경화성 수지 또는 자외광 경화성 수지 등의 시일재를 사용하여 부착시키고, 열 처리 또는 자외광 조사 처리에 의해 수지를 경화시켜 밀폐 공간을 형성한다. 이 밀폐 공간 내에 산화바륨으로 대표되는 흡습재를 제공하는 것도 유효하다. 이 흡습재는 시일재에 접하여 제공되거나 또는 발광소자로부터의 광을 방해하지 않도록 격벽이나 주변부 위에 제공하여도 좋다. 또한, 커버재와 발광소자가 형성된 기판과의 사이의 공간을 열 경화성 수지 또는 자외광 경화성 수지로 충전하는 것도 가능하다. 이 경우, 열 경화성 수지 또는 자외광 경화성 수지 중에 산화바륨으로 대표되는 흡습재를 첨가해 두는 것은 유효하다.
도 12는, 본 실시형태에서 제조하는 도 9(A) 및 도 9(B)의 표시장치에서, 소스 전극층 또는 드레인 전극층과 제1 전극층이 직접 접하여 전기적인 접속을 행하는 것이 아니라, 배선층을 통하여 전기적으로 접속하는 예를 나타낸다. 도 12에 나타낸 표시장치에서, 발광소자를 구동하는 박막트랜지스터의 소스 전극층 또는 드레인 전극층이 배선층(199)을 통하여 제1 전극층(395)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도 12에서는, 배선층(199) 위에 제1 전극층(395)이 일부 적층되어 있지만, 제1 전극층(395)을 먼저 형성하고, 그 다음, 제1 전극층(395)에 접하도록 배선층(199)을 형성하는 구성이어도 좋다.
본 실시형태에서는, 외부 단자 접속 영역(202)에서 이방성 도전층(196)에 의해 단자 전극층(178)에 FPC(194)를 접속하여, 외부와 전기적으로 접속하는 구조로 한다. 또한, 표시장치의 상면도인 도 9(A)에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서 제조되는 표시장치는, 신호선 구동회로를 가지는 주변 구동회로 영역(204) 및 주변 구동회로 영역(209) 외에, 주사선 구동회로를 가지는 주변 구동회로 영역(207) 및 주변 구동회로 영역(208)을 포함하고 있다.
본 실시형태에서는, 상기와 같은 회로를 사용하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 주변 구동회로로서 IC 칩을 COG 방식이나 TAB 방식에 의해 실장한 것이어도 좋다. 또한, 게이트선 구동회로와 소스선 구동회로는 복수이어도 단수이어도 좋다.
또한, 본 발명의 표시장치에서, 화면 표시의 구동 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 점 순차 구동 방법이나 선 순차 구동 방법이나 면 순차 구동 방법 등을 이용하면 좋다. 대표적으로는, 선 순차 구동 방법으로 하고, 시분할 계조 구동 방법이나 면적 계조 구동 방법을 적절히 사용하면 좋다. 또한, 표시장치의 소스선에 입력하는 영상 신호는 아날로그 신호이어도 좋고 디지털 신호이어도 좋고, 영상 신호에 맞추어 구동회로 등을 적절히 설계하면 좋다.
도 9(A) 및 도 9(B)와 도 12에 나타내는 표시장치는 하면 방사형이므로, 소자 기판인 기판(100)을 통해 광이 방사되기 때문에, 기판(100)측이 시인측이 된다. 따라서, 기판(100)으로서 투광성 기판을 사용하고, 시인측에 해당하는 외측에 반사 방지막(177)이 제공되어 있다. 반사 방지막(177)은 그의 표면에 복수의 볼록부를 가지고, 본 실시형태에서 각 볼록부는 원추형이다. 본 실시형태에서는, 반사 방지막(177)은 볼록부들 사이의 공간을 채우도록 보호층을 가지는 반사 방지막이다.
각 볼록부는 원추형 외에, 바늘 형상, 정상부가 바닥면에 평행한 평면으로 잘린 원추 형상, 정상부가 둥근 돔 형상 등이어도 좋다. 또한, 반사 방지막은, 균일한 굴절률을 가지는 재료가 아니라, 표면으로부터 표시 화면측까지 굴절률이 변화하는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 볼록부 각각에서, 표면에 가까운 부분은 공기와 동등한 굴절률을 가지는 재료로 형성하여, 공기로부터 각 볼록부에 입사하는 외광의, 볼록부 표면에서의 반사를 더욱 경감시키는 구조로 한다. 한편, 각 볼록부에서, 표시 화면측의 기판에 가까운 부분은 기판과 동등한 굴절률을 가지는 재료로 형성하여, 각 볼록부 내부에서 진행하고 기판에 입사하는 외광의, 각 볼록부와 기판과의 계면에서의 반사를 경감시키는 구성으로 한다. 기판으로서 유리 기판을 사용하면, 공기의 굴절률이 유리 기판의 굴절률보다 작기 때문에, 각 볼록부는, 표면에 가까운 부분(원추의 경우, 정상 부분)이 낮은 굴절률의 재료로 형성되고, 각 볼록부의 바닥면에 가까운 부분은 높은 굴절률의 재료로 형성되어, 원추의 정상부로부터 바닥면까지 굴절률이 증가하여 있는 구성으로 하면 좋다.
본 발명의 반사 방지막을 가지는 표시장치는 그의 표면에 복수의 볼록부를 가지고 있고, 외광은, 각 볼록부의 계면이 평면이 아니기 때문에 시인측으로 반사되지 않고 다른 인접한 볼록부로 반사된다. 또는, 외광이 볼록부들 사이에서 진행한다. 입사한 외광은 일부가 볼록부를 투과하고, 반사광은 인접하는 볼록부에 다시 입사한다. 이와 같이, 볼록부 계면에서 반사된 외광은 인접한 볼록부들 사이에서 입사를 반복한다.
즉, 표시장치에 입사하는 외광 중, 반사 방지막에 입사하는 횟수가 증가하므로, 반사 방지막을 투과하는 외광의 양이 증가한다. 따라서, 시인측으로 반사되는 외광의 양이 경감되고, 비침 등의 시인성을 저하시키는 원인이 제거될 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 볼록부들 사이에 보호층이 형성되어 있으므로, 볼록부들 사이에 오물 등의 오염물이 침입하는 것을 막을 수 있다. 따라서, 오물 등의 침입에 의한 반사 방지 기능의 저하를 막을 수 있고, 또한, 볼록부들 사이의 공간을 채움으로써 반사 방지막으로서의 물리적 강도도 높일 수 있어, 신뢰성 향상을 달성할 수 있다.
본 발명은, 표면에 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막과, 볼록부들 사이의 보호층을 구비함으로써, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 높은 반사 방지 기능을 가지고, 시인성이 뛰어나고, 또한 신뢰성이 높은 표시장치를 제공할 수 있다. 따라서, 보다 고화질 및 고성능의 표시장치를 제조할 수 있다.
본 실시형태는 실시형태 1과 자유롭게 조합될 수 있다.
[실시형태 6]
본 발명을 적용하여 발광소자를 가지는 표시장치를 형성할 수 있고, 이 발광소자는 하면 방사, 상면 방사, 양면 방사 중 어느 한가지에 의해 광을 방출한다. 본 실시형태에서는, 상면 방사형과 양면 방사형의 예를 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다.
도 11에 나타내는 표시장치는, 소자 기판(1600), 박막트랜지스터(1655), 박막트랜지스터(1665), 박막트랜지스터(1675), 박막트랜지스터(1685), 제1 전극층(1617), 전계발광층(1619), 제2 전극층(1620), 충전재(1622), 시일재(1632), 절연막(1601a), 절연막(1601b), 게이트 절연층(1610), 절연막(1611), 절연막(1612), 절연층(1614), 봉지 기판(1625), 배선층(1633), 단자 전극층(1681), 이방성 도전층(1682), FPC(1683), 반사 방지막(1627a, 1627b)을 포함하고 있다. 표시장치는 또한, 외부 단자 접속 영역(232), 봉지 영역(233), 주변 구동회로 영역(234), 화소 영역(236)을 가지고 있다. 충전재(1622)는, 액상의 조성물을 사용하여 적하법에 의해 형성될 수 있다. 적하법에 의해 충전재가 제공된 소자 기판(1600)과 봉지 기판(1625)을 서로 접착시켜 발광 표시장치를 봉지한다.
도 11에 나타낸 표시장치는 양면 방사 구조이고, 소자 기판(1600)과 봉지 기판(1625) 양쪽 모두를 통해 화살표의 방향으로 광을 방사한다. 따라서, 제1 전극층(1617) 및 제2 전극층(1620) 각각으로서 투광성 전극층을 사용한다.
본 실시형태에서는, 각각이 투광성 전극층인 제1 전극층(1617) 및 제2 전극층(1620)은, 투광성을 가지는 도전성 재료, 구체적으로는, 산화텅스텐을 함유하는 인듐 산화물, 산화텅스텐을 함유하는 인듐 아연 산화물, 산화티탄을 함유하는 인듐 산화물, 산화티탄을 함유하는 인듐 주석 산화물 등로 만들어진 투명 도전막을 사용하여 형성할 수 있다. 물론, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 산화규소를 첨가한 인듐 주석 산화물(ITSO) 등도 사용할 수 있다.
또한, 투광성을 가지지 않는 금속막과 같은 재료를 사용하는 경우에도, 제1 전극층(1617) 및 제2 전극층(1620)을 매우 얇게(바람직하게는, 5 nm∼30 nm 정도의 두께) 형성하여 광을 투과 가능한 상태로 해 둠으로써, 제1 전극층(1617) 및 제2 전극층(1620)을 통해 광을 투과시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 제1 전극층(1617) 및 제2 전극층(1620)에 사용할 수 있는 금속 박막으로서는, 티탄, 텅스텐, 니켈, 금, 백금, 은, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 리튬, 또는 그들의 합금으로 이루어지는 도전막을 사용할 수 있다.
이상과 같이, 도 11의 표시장치는, 발광소자(1605)로부터 방사되는 광이 제1 전극층(1617)과 제2 전극층(1620) 양쪽 모두를 통과하여 양면으로부터 방사되는 구성을 가진다.
도 10의 표시장치는 화살표의 방향으로 상면 사출하는 구조이다. 도 10에 나타내는 표시장치는, 소자 기판(1300), 박막트랜지스터(1355), 박막트랜지스터(1365), 박막트랜지스터(1375), 박막트랜지스터(1385), 배선층(1324), 제1 전극층(1317), 전계발광층(1319), 제2 전극층(1320), 보호막(1321), 충전재(1322), 시일재(1332), 절연막(1301a), 절연막(1301b), 게이트 절연층(1310), 절연막(1311), 절연막(1312), 절연층(1314), 봉지 기판(1325), 배선층(1333), 단자 전극층(1381), 이방성 도전층(1382), FPC(1383)를 포함하고 있다.
도 11 및 도 10의 표시장치에서, 단자 전극층 위에 적층된 절연층은 에칭에 의해 제거되어 있다. 이와 같이 단자 전극층의 주위에 투습성의 절연층이 제공되어 있지 않은 구조이면, 신뢰성이 보다 향상된다. 도 10의 표시장치는, 외부 단자 접속 영역(232), 봉지 영역(233), 주변 구동회로 영역(234), 화소 영역(236)을 가지고 있다. 도 10의 표시장치에서는, 반사성을 가지는 금속층인 배선층(1324)이 도 11에 나타낸 양면 사출 구조의 표시장치에서의 제1 전극층(1317) 아래에 형성되어 있다. 배선층(1324) 위에 투명 도전막인 제1 전극층(1317)이 형성되어 있다. 배선층(1324)은 반사성을 가지는 것이면 되기 때문에, 티탄, 텅스텐, 니켈, 금, 백금, 은, 구리, 탄탈, 몰리브덴, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 리튬, 또는 그들의 합금으로 이루어지는 도전막을 사용하여 형성하면 좋다. 바람직하게는, 가시광 영역에서 반사성이 높은 물질을 사용하는 것이 좋고, 본 실시형태에서는, TiN막을 사용한다. 또한, 제1 전극층(1317)도 도전막을 사용하여 형성하면 좋고, 그 경우, 반사성을 가지는 배선층(1324)은 형성하지 않아도 좋다.
제1 전극층(1317) 및 제2 전극층(1320) 각각은, 투광성을 가지는 도전성 재료, 구체적으로는, 산화텅스텐을 함유하는 인듐 산화물, 산화텅스텐을 함유하는 인듐 아연 산화물, 산화티탄을 함유하는 인듐 산화물, 산화티탄을 함유하는 인듐 주석 산화물 등로 이루어지는 투명 도전막을 사용하여 형성하면 좋다. 물론, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 산화규소를 첨가한 인듐 주석 산화물(ITSO) 등도 사용할 수 있다.
또한, 투광성을 가지지 않는 금속막과 같은 재료를 사용하는 경우에도, 제2 전극층(1320)을 매우 얇게(바람직하게는, 5 nm∼30 nm 정도의 두께) 하여 광을 투과 가능한 상태로 해 둠으로써, 제2 전극층(1320)을 통해 광을 투과시키는 것이 가능하다. 또한, 제2 전극층(1320)으로서 사용할 수 있는 금속 박막은, 티탄, 텅스텐, 니켈, 금, 백금, 은, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 리튬, 또는 그들의 합금으로 이루어지는 도전막이다.
발광소자를 사용하여 형성하는 표시장치의 각 화소는 단순 매트릭스 방식 또는 액티브 매트릭스 방식으로 구동될 수 있다. 또한, 디지털 구동과 아날로그 구동 중의 어느 것에라도 적용 가능하다.
봉지 기판에 컬러 필터(착색층)를 제공하여도 좋다. 컬러 필터(착색층)는 증착법이나 액적 토출법에 의해 형성될 수 있다. 컬러 필터(착색층)를 사용하면, 고정밀한 표시를 행할 수도 있다. 이것은, RGB의 발광 스펙트럼의 넓은 피크가 컬러 필터(착색층)에 의해 날카로운 피크로 보정될 수 있기 때문이다.
단색의 발광을 나타내는 재료를 사용하고 컬러 필터나 색변환층을 조합함으로써 풀 컬러 표시를 달성할 수 있다. 컬러 필터(착색층)나 색변환층은, 예를 들어, 봉지 기판 위에 형성된 다음, 소자 기판에 부착되도록 하면 좋다.
물론, 단색 발광의 표시를 행하여도 좋다. 예를 들어, 단색 발광을 사용하는 에리어 컬러(area-color) 타입의 표시장치를 형성하여도 좋다. 에리어 컬러 타입의 표시장치에는, 패시브 매트릭스형의 표시부가 적합하고, 주로 문자나 기호를 표시할 수 있다.
도 11에 나타내는 표시장치는 양면 방사 구조이므로, 소자 기판(1600)과 봉지 기판(1625) 양쪽 모두로부터 광이 방사된다. 따라서, 소자 기판(1600)측과 봉지 기판(1625)측 각각이 시인측이 된다. 따라서, 소자 기판(1600)과 봉지 기판(1625) 양쪽 모두에 투광성 기판을 사용하고, 시인측에 해당하는 각각의 외측에 반사 방지막(1627a, 1627b)이 제공되어 있다. 한편, 도 10에 나타내는 표시장치는 상면 방사 구조이므로, 시인측인 봉지 기판(1325)이 투광성 기판이고, 그의 외측에 반사 방지막(1327)이 제공되어 있다. 반사 방지막(1627a, 1627b, 1327) 각각은 그의 표면에 복수의 볼록부를 가지고, 본 실시형태에서 각 볼록부는 원추형이다. 본 실시형태에서는, 반사 방지막(1627a, 1627b, 1327) 각각은, 볼록부들 사이의 공간을 채우도록 보호층을 가지는 반사 방지막이다.
각 볼록부는 원추형 외에, 바늘 형상, 정상부가 바닥면에 평행한 평면으로 잘린 원추 형상, 정상부가 둥근 돔 형상 등이어도 좋다. 또한, 반사 방지막은, 균일한 굴절률을 가지는 재료가 아니라, 표면으로부터 표시 화면측까지 굴절률이 변화하는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 볼록부 각각에서, 표면에 가까운 부분은 공기와 동등한 굴절률을 가지는 재료로 형성하여, 공기로부터 각 볼록부에 입사하는 외광의, 볼록부 표면에서의 반사를 더욱 경감시키는 구조로 한다. 한편, 각 볼록부에서, 표시 화면측의 기판에 가까운 부분은 기판과 동등한 굴절률을 가지는 재료로 형성하여, 각 볼록부 내부에서 진행하고 기판에 입사하는 외광의, 각 볼록부와 기판과의 계면에서의 반사를 경감시키는 구성으로 한다. 기판으로서 유리 기판을 사용하면, 공기의 굴절률이 유리 기판의 굴절률보다 작기 때문에, 각 볼록부는, 표면에 가까운 부분(원추의 경우, 정상 부분)이 낮은 굴절률의 재료로 형성되고, 각 볼록부의 바닥면에 가까운 부분은 높은 굴절률의 재료로 형성되어, 원추의 정상부로부터 바닥면까지 굴절률이 증가하여 있는 구성으로 하면 좋다.
본 발명의 반사 방지막을 가지는 표시장치는 그의 표면에 복수의 볼록부를 가지고 있고, 외광은, 각 볼록부의 계면이 평면이 아니기 때문에 시인측으로 반사되지 않고 다른 인접한 볼록부로 반사된다. 또는, 외광이 볼록부들 사이에서 진행한다. 입사한 외광은 일부가 볼록부를 투과하고, 반사광은 인접하는 볼록부에 다시 입사한다. 이와 같이, 볼록부의 계면에서 반사된 외광은 인접하는 볼록부들 사이에서 입사를 반복한다.
즉, 표시장치에 입사하는 외광 중, 반사 방지막에 입사하는 횟수가 증가하므로, 반사 방지막을 투과하는 외광의 양이 증가한다. 따라서, 시인측으로 반사되는 외광의 양이 경감되고, 비침 등의 시인성을 저하시키는 원인이 제거될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 볼록부들 사이에 보호층이 형성되어 있으므로, 볼록부들 사이에 오물 등의 오염물이 침입하는 것을 막을 수 있다. 따라서, 오물 등의 침입에 의한 반사 방지 기능의 저하를 막을 수 있고, 또한, 볼록부들 사이의 공간을 채움으로써 반사 방지막으로서의 물리적 강도도 높일 수 있어, 신뢰성 향상을 달성할 수 있다.
본 발명은, 표면에 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막과, 볼록부들 사이의 보호층을 구비함으로써, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 높은 반사 방지 기능을 가지고, 시인성이 뛰어나고, 또한 신뢰성이 높은 표시장치를 제공할 수 있다. 따라서, 보다 고화질 및 고성능의 표시장치를 제조할 수 있다.
본 실시형태는 실시형태 1과 자유롭게 조합될 수 있다.
[실시형태 7]
본 실시형태에서는, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 반사 방지 기능을 가지고, 뛰어난 시인성을 부여하는 것을 목적으로 한 표시장치의 예에 대하여 설명한다. 상세하게는, 표시 소자로서 발광소자를 사용하는 발광 표시장치에 대하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 본 발명의 표시장치의 표시 소자로서 적용할 수 있는 발광소자의 구성을 도 22(A)∼도 22(D)를 참조하여 설명한다.
도 22(A)∼도 22(D) 각각은 발광소자의 소자 구조를 나타낸다. 이 발광소자에서, 제1 전극층(870)과 제2 전극층(850)과의 사이에, 유기 화합물과 무기 화합물을 혼합하여 이루어지는 전계발광층(860)이 끼어져 있다. 전계발광층(860)은, 도시한 바와 같이, 제1 층(804), 제2 층(803), 제3 층(802)을 포함하고, 특히 제1 층(804)과 제3 층(802)에 큰 특징이 있다.
제1 층(804)은 제2 층(803)에 정공을 수송하는 기능을 담당하는 층이고, 적어도 제1 유기 화합물과 제1 유기 화합물에 대하여 전자 수용성을 나타내는 제1 무기 화합물을 포함한다. 중요한 것은, 제1 유기 화합물과 제1 무기 화합물이 단지 서로 섞여 있는 것이 아니고, 제1 무기 화합물이 제1 유기 화합물에 대하여 전자 수용성을 나타내는 점이다. 이러한 구성으로 함으로써, 본래 내재적인 캐리어를 거의 가지지 않는 제1 유기 화합물에 많은 정공(캐리어)이 발생하여, 극히 뛰어난 정공 주입성 및 정공 수송성을 얻을 수 있다.
따라서, 제1 층(804)은, 무기 화합물을 혼합함으로써 얻어진다고 생각되는 유리한 효과(내열성의 향상 등)뿐만 아니라, 뛰어난 도전성(제1 층(804)에서는 특히 정공 주입성 및 정공 수송성)도 가질 수 있다. 이러한 뛰어난 도전성은, 서로 전자적으로 상호 작용하지 않는 유기 화합물과 무기 화합물을 단순히 혼합한 종래의 정공 수송층에서는 얻을 수 없는 유리한 효과이다. 이 효과에 의하여, 종래보다 구동 전압을 낮게 할 수 있다. 또한, 구동 전압의 상승을 초래하지 않고 제1 층(804)을 두껍게 할 수 있기 때문에, 오물 등에 기인한 소자의 단락(短絡)도 억제할 수 있다.
그런데, 상술한 바와 같이, 제1 유기 화합물에서는 정공(캐리어)이 발생하기 때문에, 제1 유기 화합물로서는 정공 수송성의 유기 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 정공 수송성의 유기 화합물의 예로서는, 프탈로시아닌(약칭: H2Pc), 구리 프탈로시아닌(약칭: CuPc), 바나딜 프탈로시아닌(약칭: VOPc), 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭: TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭: MTDATA), 1,3,5-트리스[N,N-디(m-톨릴)아미노]벤젠(약칭: m-MTDAB), N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민(약칭: TPD), 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: NPB), 4,4'-비스{N-[4-디(m-톨릴)아미노]페닐-N-페닐아미노}비페닐(약칭: DNTPD), 4,4',4''-트리스(N-카르바졸일)트리페닐아민(약칭: TCTA) 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기한 화합물들 중에서도, TDATA, MTDATA, m-MTDAB, TPD, NPB, DNTPD, TCTA로 대표되는 방향족 아민 화합물은 정공(캐리어)을 발생하기 쉽고, 제1 유기 화합물로서 매우 적합한 화합물군이다.
한편, 제1 무기 화합물은, 제1 유기 화합물로부터 전자를 받기 쉬운 것이라면 어떠한 재료라 좋고, 각종 금속 산화물 및 금속 질화물을 사용할 수 있다. 주기율표의 제4족 내지 제12족 중의 어느 것에 속하는 천이 금속의 산화물이 전자 수용성을 나타내기 쉽기 때문에 바람직하다. 구체적으로는, 산화티탄, 산화지르코늄, 산화바나듐, 산화몰리브덴, 산화텅스텐, 산화레늄, 산화루테늄, 산화아연 등을 들 수 있다. 또한, 상기한 금속 산화물 중에서도, 주기율표의 제4족 내지 제8족 중의 어느 것에 속하는 천이 금속의 산화물은 높은 전자 수용성을 가지고, 바람직한 화합물군이다. 특히, 산화바나듐, 산화몰리브덴, 산화텅스텐, 산화레늄은, 진공 증착이 가능하고 취급하기 쉽기 때문에 바람직하다.
또한, 제1 층(804)은 상기한 바와 같은 유기 화합물과 무기 화합물의 조합을 적용한 복수의 층을 적층하여 형성하여도 좋고, 또는, 다른 유기 화합물 또는 다른 무기 화합물을 더 포함하고 있어도 좋다.
다음에, 제3 층(802)에 대하여 설명한다. 제3 층(802)은 제2 층(803)에 전자를 수송하는 기능을 담당하는 층이고, 적어도 제3 유기 화합물과, 제3 유기 화합물에 대하여 전자 공여성을 나타내는 제3 무기 화합물을 포함한다. 중요한 것은, 제3 유기 화합물과 제3 무기 화합물이 서로 단지 섞여 있는 것이 아니고, 제3 무기 화합물이 제3 유기 화합물에 대하여 전자 공여성을 나타내는 점이다. 이러한 구성으로 함으로써, 본래 내재적인 캐리어를 거의 가지지 않는 제3 유기 화합물에서 많은 전자(캐리어)가 발생하고, 극히 뛰어난 전자 주입성 및 전자 수송성을 얻을 수 있다.
따라서, 제3 층(802)은, 무기 화합물을 혼합함으로써 얻어진다고 생각되는 유리한 효과(내열성의 향상 등)뿐만 아니라, 뛰어난 도전성(제3 층(802)에서는 특히 전자 주입성 및 전자 수송성)도 가질 수 있다. 이러한 뛰어난 도전성은, 서로 전자적으로 상호 작용하지 않는 유기 화합물과 무기 화합물을 단순히 혼합한 종래의 전자 수송층에서는 얻을 수 없는 유리한 효과이다. 이 효과에 의하여, 종래보다 구동 전압을 낮게 할 수 있다. 또한, 구동 전압의 상승을 초래하지 않고 제3 층(802)을 두껍게 할 수 있기 때문에, 오물 등에 기인하는 소자의 단락도 억제할 수 있다.
그런데, 상술한 바와 같이, 제3 유기 화합물에서는 전자(캐리어)가 발생하기 때문에, 제3 유기 화합물로서는 전자 수송성의 유기 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 전자 수송성의 유기 화합물의 예로서는, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Alq3), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]-퀴놀리나토)베릴륨(약칭: BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약칭: BAlq), 비스[2-(2'-하이드록시페닐)벤즈옥사졸라토]아연(약칭: Zn(BOX)2), 비스[2-(2'-하이드록시페닐)벤조티아졸라토]아연(약칭: Zn(BTZ)2), 바소페난트롤린(약칭: BPhen), 바소큐프로인(약칭: BCP), 2-(4-비페닐일)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭: PBD), 1,3-비스[5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트리일)-트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸)(약칭: TPBI), 3-(4-비페닐일)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭: TAZ), 3-(4-비페닐일)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭: p-EtTAZ) 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기한 화합물들 중에서도, Alq3, Almq3, BeBq2, BAlq, Zn(BOX)2, Zn(BTZ)2 등으로 대표되는 방향족 고리를 포함하는 킬레이트 배위자를 가지는 킬레이트 금속 착체; BPhen, BCP 등으로 대표되는 페난트롤린 골격을 가지는 유기 화합물; PBD, OXD-7 등으로 대표되는 옥사디아졸 골격을 가지는 유기 화합물은 전자(캐리어)를 발생하기 쉽고, 제3 유기 화합물에 적합한 화합물군이다.
한편, 제3 무기 화합물은, 제3 유기 화합물에 전자를 주기 쉬운 재료라면 어떠한 재료라도 좋고, 각종 금속 산화물 및 금속 질화물을 사용할 수 있다. 알칼리 금속 산화물, 알칼리토류 금속 산화물, 희토류 금속 산화물, 알칼리 금속 질화물, 알칼리토류 금속 질화물, 희토류 금속 질화물이 전자 공여성을 나타내기 쉽기 때문에 바람직하다. 구체적으로는, 산화리튬, 산화스트론튬, 산화바륨, 산화에르븀, 질화리튬, 질화마그네슘, 질화칼슘, 질화이트륨, 질화란탄 등을 들 수 있다. 특히, 산화리튬, 산화바륨, 질화리튬, 질화마그네슘, 질화칼슘은, 진공 증착이 가능하고 취급하기 쉽기 때문에, 바람직하다.
또한, 제3 층(802)은, 상기한 바와 같은 유기 화합물과 무기 화합물의 조합을 적용한 복수의 층을 적층하여 형성하여도 좋고, 또는, 다른 유기 화합물 또는 다른 무기 화합물을 더 포함하고 있어도 좋다.
다음에, 제2 층(803)에 대하여 설명한다. 제2 층(803)은 발광 기능을 담당하는 층이고, 발광성의 제2 유기 화합물을 포함한다. 또한, 제2 무기 화합물을 포함하는 구성이어도 좋다. 제2 층(803)은 다양한 발광성의 유기 화합물 및 무기 화합물을 사용하여 형성할 수 있다. 그러나, 제2 층(803)은 제1 층(804)이나 제3 층(802)에 비하여 전류를 흐르기 어렵다고 생각되기 때문에, 제2 층(803)의 막 두께는 10 nm∼100 nm 정도인 것이 바람직하다.
제2 유기 화합물로서는, 발광성의 유기 화합물이라면 특별히 한정되는 것은 아니고, 제2 유기 화합물의 예로서는, 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭: DNA), 9,10-디(2-나프틸)-2-tert-부틸안트라센(약칭: t-BuDNA), 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐(약칭: DPVBi), 쿠마린 30, 쿠마린 6, 쿠마린 545, 쿠마린 545T, 페릴렌, 루브렌, 페리플란텐, 2,5,8,11-테트라(tert-부틸)페릴렌(약칭: TBP), 9,10-디페닐안트라센(약칭: DPA), 5,12-디페닐테트라센, 4-(디시아노메틸렌)-2-메틸-[p-(디메틸아미노)스티릴]-4H-피란(약칭: DCM1), 4-(디시아노메틸렌)-2-메틸-6-[2-(줄롤리딘-9-일)에테닐]-4H-피란(약칭: DCM2), 4-(디시아노메틸렌)-2,6-비스[p-(디메틸아미노)스티릴]-4H-피란(약칭: BisDCM) 등을 들 수 있다. 또한, 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(피콜리네이트)(약칭: FIrpic), 비스{2-[3',5'-비스(트리플루오로메틸)페닐]피리디나토-N,C2'}이리듐(피콜리네이트)(약칭: Ir(CF3ppy)2(pic)), 트리스(2-페닐피리디나토-N,C2')이리듐(약칭: Ir(ppy)3), 비스(2-페닐피리디나토-N,C2')이리듐(아세틸아세토네이트)(약칭: Ir(ppy)2(acac)), 비스[2-(2'-티에닐)피리디나토-N,C3 ']이리듐(아세틸아세토네이트)(약칭: Ir(thp)2(acac)), 비스(2-페닐퀴놀리나토-N,C2')이리듐(아세틸아세토네이트)(약칭: Ir(pq)2(acac)), 비스[2-(2'-벤조티에닐)피리디나토-N,C3 ']이리듐(아세틸아세토네이트)(약칭: Ir(btp)2(acac)) 등의 인광을 방출할 수 있는 화합물을 사용할 수도 있다.
제2 층(803)에, 일중항 여기 발광 재료 외에, 금속 착체 등을 함유하는 삼중항 여기 재료를 사용하여도 좋다. 예를 들어, 적색을 발광하는 화소, 녹색을 발광하는 화소 및 청색을 발광하는 화소 중, 휘도 반감 시간이 비교적 짧은 적색을 발광하는 화소를 삼중항 여기 발광 재료로 형성하고, 다른 화소들을 일중항 여기 발광 재료로 형성한다. 삼중항 여기 발광 재료는, 발광 효율이 좋고, 같은 휘도를 얻기 위해 필요한 소비전력이 적다는 특징을 가진다. 즉, 적색 화소에 삼중항 여기 발광 재료를 사용한 경우, 발광소자에 인가하는 전류량이 적어도 되므로, 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 저소비전력화를 위해, 적색을 발광하는 화소와 녹색을 발광하는 화소를 삼중항 여기 발광 재료로 형성하고, 청색을 발광하는 화소를 일중항 여기 발광 재료로 형성하여도 좋다. 인간의 시감도가 높은 녹색을 발광하는 발광소자도 삼중항 여기 발광 재료로 형성함으로써, 더욱 저소비전력화를 도모할 수 있다.
또한, 제2 층(803)은, 발광을 나타내는 상기한 바와 같은 제2 유기 화합물뿐만 아니라, 다른 유기 화합물도 포함하여도 좋다. 첨가할 수 있는 유기 화합물의 예로서는, 앞에서 설명한 TDATA, MTDATA, m-MTDAB, TPD, NPB, DNTPD, TCTA, Alq3, Almq3, BeBq2, BAlq, Zn(BOX)2, Zn(BTZ)2, BPhen, BCP, PBD, OXD-7, TPBI, TAZ, p-EtTAZ, DNA, t-BuDNA, DPVBi 등 외에, 4,4'-비스(N-카르바졸일)비페닐(약칭: CBP), 1,3,5-트리스[4-(N-카르바졸일)페닐]벤젠(약칭: TCPB) 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이와 같이 제2 유기 화합물 이외에 첨가하는 유기 화합물은, 제2 유기 화합물을 효율 좋게 발광시키기 위하여, 제2 유기 화합물의 여기 에너지보다 큰 여기 에너지를 가지고, 또한, 제2 유기 화합물보다 많이 첨가되는 것이 바람직하다(그것에 의하여, 제2 유기 화합물의 농도 소광을 막을 수 있다). 또한, 다른 기능으로서, 첨가된 유기 화합물이 제2 유기 화합물과 함께 발광을 나타내어도 좋다(그것에 의하여, 백색 발광 등도 가능하게 된다).
제2 층(803)은, 발광 파장대가 다른 발광층을 화소마다 형성하여 컬러 표시를 행하는 구성으로 하여도 좋다. 전형적으로는, R(적), G(녹), B(청)의 각 색에 대응한 발광층을 형성한다. 이 경우, 화소의 광 방사측에 어떤 발광 파장대의 광을 투과하는 필터를 제공함으로써, 색 순도의 향상이나, 화소부의 경면화(비침)의 방지를 도모할 수 있다. 필터를 제공함으로써, 종래 필요하다고 여겨졌던 원편광판 등을 생략하는 것이 가능하게 되어, 발광층으로부터 방사되는 광의 손실을 저감할 수 있다. 또한, 비스듬한 측으로부터 화소부(표시 화면)를 본 경우에 일어나는 색조의 변화를 저감할 수 있다.
제2 층(803)에 사용할 수 있는 재료는 저분자계 유기 발광 재료이어도 좋고 고분자계 유기 발광 재료이어도 좋다. 고분자계 유기 발광 재료는 저분자계에 비하여 물리적 강도가 높고, 소자의 내구성이 높다. 또한, 도포에 의해 고분자계 유기 발광 재료를 성막하는 것이 가능하므로, 소자의 제조가 비교적 용이하다.
발광색은 발광층을 형성하는 재료에 의해 정해지기 때문에, 재료를 선택함으로써 소망의 발광색을 나타내는 발광소자를 형성할 수 있다. 발광층의 형성에 사용할 수 있는 고분자계의 전계발광 재료로서는, 폴리파라페닐렌 비닐렌계 재료, 폴리파라페닐렌계 재료, 폴리티오펜계 재료, 폴리플루오렌계 재료를 들 수 있다.
폴리파라페닐렌 비닐렌계 재료로서는, 폴리(파라페닐렌비닐렌)[PPV]의 유도체, 폴리(2,5-디알콕시-1,4-페닐렌비닐렌)[RO-PPV], 폴리(2-(2'-에틸-헥속시)-5-메톡시-1,4-페닐렌비닐렌)[MEH-PPV], 폴리(2-(디알콕시페닐)-1,4-페닐렌비닐렌)[ROPh-PPV] 등을 사용할 수 있다. 폴리파라페닐렌계 재료로서는, 폴리파라페닐렌[PPP]의 유도체, 폴리(2,5-디알콕시-1,4-페닐렌)[RO-PPP], 폴리(2,5-디헥속시-1,4-페닐렌) 등을 사용할 수 있다. 폴리티오펜계 재료로서는, 폴리티오펜[PT]의 유도체, 폴리(3-알킬티오펜)[PAT], 폴리(3-헥실티오펜)[PHT], 폴리(3-시클로헥실티오펜)[PCHT], 폴리(3-시클로헥실-4-메틸티오펜)[PCHMT], 폴리(3,4-디시클로헥실티오펜)[PDCHT], 폴리[3-(4-옥틸페닐)-티오펜][POPT], 폴리[3-(4-옥틸페닐)-2,2-비티오펜][PTOPT] 등을 사용할 수 있다. 폴리플루오렌계 재료로서는, 폴리플루오렌[PF]의 유도체, 폴리(9,9-디알킬플루오렌)[PDAF], 폴리(9,9-디옥틸플루오렌)[PDOF] 등을 사용할 수 있다.
제2 무기 화합물은, 제2 유기 화합물의 발광을 소광하기 어려운 무기 화합물이면 어떠한 무기 화합물이라도 좋고, 각종 금속 산화물 및 금속 질화물을 사용할 수 있다. 특히, 주기율표의 제13족 또는 제14족에 속하는 금속의 산화물은, 제2 유기 화합물의 발광을 소광하기 어렵기 때문에 바람직하고, 구체적으로는, 산화알루미늄, 산화갈륨, 산화규소, 산화게르마늄이 바람직하다. 그러나, 제2 무기 화합물은 이들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제2 층(803)은, 상기한 바와 같은 유기 화합물과 무기 화합물의 조합을 적용한 복수의 층을 적층하여 형성하여도 좋고, 또는, 다른 유기 화합물 또는 다른 무기 화합물을 더 포함하고 있어도 좋다. 발광층의 층 구조는 변경될 수 있고, 특정의 전자 주입 영역이나 발광 영역을 제공하는 대신에, 전자를 주입하기 위한 전극층을 구비하거나 발광성의 재료를 분산시켜도 좋다. 그러한 변경은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 허용될 수 있는 것이다.
상기와 같은 재료로 형성한 발광소자는 순방향으로 바이어스된 때 발광한다. 발광소자를 사용하여 형성한 표시장치의 화소는 단순 매트릭스 방식 또는 액티브 매트릭스 방식으로 구동될 수 있다. 어느 방식에서든, 개개의 화소는 특정의 타이밍에서 순방향 바이어스를 인가함으로써 발광하게 되고, 어느 일정 기간은 비발광 상태로 되어 있다. 이 비발광 시간에 역방향 바이어스를 인가함으로써, 발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 발광소자에서는, 특정 구동 조건하에서 발광 강도가 저하하는 열화(劣化) 모드나, 화소 내에서 비발광 영역이 확대되어 외관상 휘도가 저하하는 열화 모드가 있지만, 순방향과 역방향으로 바이어스를 인가하는 교류적인 구동을 행함으로써, 열화의 진행을 늦출 수 있어, 발광 표시장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 디지털 구동과 아날로그 구동 중의 어느 것도 채용 가능하다.
따라서, 봉지 기판 위에 컬러 필터(착색층)를 형성하여도 좋다. 컬러 필터(착색층)는 증착법이나 액적 토출법에 의해 형성할 수 있다. 컬러 필터(착색층)를 사용하면, 고정세한 표시를 행할 수도 있다. 이것은, RGB의 발광 스펙트럼의 넓은 피크가 컬러 필터(착색층)에 의해 날카로운 피크로 보정될 수 있기 때문이다.
단색의 발광을 나타내는 재료를 형성하고, 컬러 필터나 색변환층을 조합시킴으로써, 풀 컬러 표시를 행할 수 있다. 컬러 필터(착색층)나 색변환층은, 예를 들어, 봉지 기판 위에 형성된 다음, 소자 기판에 부착되도록 하면 좋다.
물론, 단색 발광의 표시를 행하여도 좋다. 예를 들어, 단색 발광을 사용하여 에리어 컬러 타입의 표시장치를 형성하여도 좋다. 에리어 컬러 타입의 표시장치에는, 패시브 매트릭스형의 표시부가 적합하고, 주로 문자나 기호를 표시할 수 있다.
제1 전극층(870) 및 제2 전극층(850)의 재료는 일 함수를 고려하여 선택할 필요가 있고, 제1 전극층(870) 및 제2 전극층(850)은 화소 구성에 따라 양극 또는 음극이 될 수 있다. 구동용 박막트랜지스터의 극성이 p채널형인 경우, 도 22(A)에 나타내는 바와 같이 제1 전극층(870)을 양극으로, 제2 전극층(850)을 음극으로 하면 좋다. 또한, 구동용 박막트랜지스터의 극성이 n채널형인 경우, 도 22(B)에 나타내는 바와 같이, 제1 전극층(870)을 음극으로, 제2 전극층(850)을 양극으로 하면 좋다. 제1 전극층(870) 및 제2 전극층(850)에 사용할 수 있는 재료에 대하여 설명한다. 제1 전극층(870) 및 제2 전극층(850) 중 양극으로서 기능하는 것에는 일 함수가 큰 재료(구체적으로는 일 함수가 4.5 eV 이상인 재료)를 사용하는 것이 바람직하고, 제1 전극층(870) 및 제2 전극층(850) 중 음극으로서 기능하는 것에는 일 함수가 작은 재료(구체적으로는 일 함수가 3.5 eV 이하인 재료)를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 제1 층(804)은 정공 주입성 및 정공 수송성이 우수하고, 제3 층(802)은 전자 주입성 및 전자 수송성이 우수하기 때문에, 제1 전극층(870)과 제2 전극층(850) 모두, 거의 일 함수의 제한을 받지 않고, 다양한 재료를 사용할 수 있다.
도 22(A) 및 도 22(B)에 나타낸 발광소자는 제1 전극층(870)으로부터 광을 취출하는 구조이기 때문에, 제2 전극층(850)은 반드시 투광성을 가질 필요는 없다. 제2 전극층(850)은, Ti, Ni, W, Cr, Pt, Zn, Sn, In, Ta, Al, Cu, Au, Ag, Mg, Ca, Li Mo으로부터 선택된 원소, 또는 TiN, TiSiXNY, WSiX, WNX, WSiXNY, NbN 등의, 상기 원소를 주성분으로 하는 합금 재료 또는 화합물 재료를 주성분으로 하는 막, 또는 그들의 적층막으로 총막 두께 100 nm∼800 nm의 범위로 형성하면 좋다.
제2 전극층(850)은 증착법, 스퍼터링법, CVD법, 인쇄법, 디스펜서법, 액적 토출법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
또한, 제2 전극층(850)을 제1 전극층(870)에 사용하는 재료와 같은 투광성을 가지는 도전성 재료를 사용하여 형성하면, 제2 전극층(850)으로부터도 광을 취출하는 구조가 되고, 발광소자로부터 방사되는 광이 제1 전극층(870)과 제2 전극층(850) 양쪽 모두로부터 방사되는 양면 방사 구조로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 발광소자는, 제1 전극층(870)과 제2 전극층(850)의 종류를 바꿈으로써 다양한 변형을 가진다.
도 22(B)는, 전계발광층(860)에서 제1 전극층(870)측으로부터 제3 층(802), 제2 층(803), 제1 층(804)이 이 순서로 제공되어 있는 경우를 나타낸다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 발광소자에서는, 제1 전극층(870)과 제2 전극층(850)과의 사이에 끼어진 층이, 유기 화합물과 무기 화합물이 조합된 층을 포함하는 전계발광층(860)으로 이루어져 있다. 그리고, 이 발광소자는, 유기 화합물과 무기 화합물을 혼합함으로써, 각각 단독으로는 얻을 수 없는 높은 캐리어 주입성 및 캐리어 수송성과 같은 기능을 제공하는 층(즉, 제1 층(804) 및 제3 층(802))이 형성되어 있는 유기-무기 복합형의 발광소자이다. 또한, 제1 층(804)과 제3 층(802)은, 특히 제1 전극층(870)측에 형성되는 경우에는 유기 화합물과 무기 화합물이 조합된 층일 필요가 있고, 제2 전극층(850)측에 형성되는 경우에는 유기 화합물과 무기 화합물 중 하나만을 함유하여도 좋다.
또한, 유기 화합물과 무기 화합물이 혼합된 층인 전계발광층(860)을 형성하는 방법으로서는 다양한 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 유기 화합물과 무기 화합물 양쪽 모두를 저항 가열에 의해 증발시키는 공증착 방법을 들 수 있다. 그 외에, 유기 화합물을 저항 가열에 의해 증발시키는 한편, 무기 화합물을 일렉트론 빔(EB)에 의해 증발시켜, 공증착하여도 좋다. 또한, 유기 화합물을 저항 가열에 의해 증발시킴과 동시에, 무기 화합물을 스퍼터링하여, 양쪽 모두를 동시에 퇴적하는 방법도 들 수 있다. 그 외에, 습식법에 의해 전계발광층을 성막하여도 좋다.
또한, 제1 전극층(870) 및 제2 전극층(850)에 관해서도 마찬가지로, 저항 가열에 의한 증착법, EB 증착법, 스퍼터링, 습식법 등을 이용할 수 있다.
도 22(C)에서는, 도 22(A)의 구조에서 제1 전극층(870)에 반사성을 가지는 전극층을 사용하고, 제2 전극층(850)에 투광성을 가지는 전극층을 사용하고 있고, 발광소자로부터 방사된 광은 제1 전극층(870)에 의해 반사되고 제2 전극층(850)을 투과하여 외측으로 방사된다. 마찬가지로, 도 22(D)에서는, 도 22(B)의 구조에서 제1 전극층(870)에 반사성을 가지는 전극층을 사용하고, 제2 전극층(850)에 투광성을 가지는 전극층을 사용하고 있고, 발광소자로부터 방사된 광은 제1 전극층(870)에 의해 반사되고 제2 전극층(850)을 투과하여 외측으로 방사된다.
본 실시형태는 발광소자를 가지는 표시장치에 관하여 상기한 실시형태와 자유롭게 조합될 수 있다.
본 실시형태에서의 표시장치에서도, 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막이 표시장치의 표시 화면 표면 위에 제공되어 있다. 따라서, 표시장치에 입사하는 외광 중, 반사 방지막에 입사하는 횟수가 증가하므로, 반사 방지막을 투과하는 외광의 양이 증가한다. 따라서, 시인측으로 반사되는 외광의 양이 경감되고, 비침 등의 시인성을 저하시키는 원인이 제거될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 볼록부들 사이에 보호층이 형성되어 있으므로, 볼록부들 사이에 오물 등의 오염물이 침입하는 것을 막을 수 있다. 따라서, 오물 등의 침입에 의한 반사 방지 기능의 저하를 막을 수 있고, 또한, 볼록부들 사이의 공간을 채움으로써 반사 방지막으로서의 물리적 강도도 높일 수 있어, 신뢰성 향상을 달성할 수 있다.
본 발명은, 표면에 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막과, 볼록부들 사이의 보호층을 구비함으로써, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 높은 반사 방지 기능을 가지고, 시인성이 뛰어나고, 또한 신뢰성이 높은 표시장치를 제공할 수 있다. 따라서, 보다 고화질 및 고성능의 표시장치를 제조할 수 있다.
본 실시형태는 실시형태 1 내지 3, 5, 및 6 중의 어느 것과도 적절히 자유롭게 조합될 수 있다.
[실시형태 8]
본 실시형태에서는, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 반사 방지 기능을 가지고, 뛰어난 시인성을 부여하는 것을 목적으로 한 표시장치의 예에 대하여 설명한다. 상세하게는, 표시 소자로서 발광소자를 사용하는 발광 표시장치에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 본 발명의 표시장치의 표시 소자로서 적용할 수 있는 발광소자의 구성을 도 23(A)∼도 23(C) 및 도 24(A)∼도 24(C)를 참조하여 설명한다.
일렉트로루미네슨스를 이용한 발광소자는, 발광 재료가 유기 화합물인지 무기 화합물인지에 따라 구별되고, 일반적으로, 전자(前者)는 유기 EL 소자라 불리고, 후자는 무기 EL 소자라 불린다.
무기 EL 소자는 그의 소자 구성에 따라 분산형 무기 EL 소자와 박막형 무기 EL 소자로 분류된다. 전자는 발광 재료의 입자를 바인더 중에 분산시킨 전계발광층을 가지고, 후자는 발광 재료의 박막으로 이루어지는 전계발광층을 가지고 있는 점에 차이가 있지만, 고전계에서 가속된 전자를 필요로 하는 점에서는 공통이다. 또한, 얻어지는 발광의 메카니즘으로서는, 도너 준위와 억셉터 준위를 이용하는 도너-억셉터 재결합형 발광과, 금속 이온의 내각 전자 천이를 이용하는 국재(局在)형 발광이 있다. 일반적으로, 분산형 무기 EL 소자는 도너-억셉터 재결합형 발광을 행하고, 박막형 무기 EL 소자는 국재형 발광을 행하는 경우가 많다.
본 발명에서 사용할 수 있는 발광 재료는, 모체 재료와 발광 중심이 되는 불순물 원소를 포함한다. 함유시키는 불순물 원소를 변화시킴으로써, 다양한 색의 발광을 얻을 수 있다. 발광 재료의 제조 방법으로서는, 고상법과 액상법(공침법) 등의 다양한 방법을 이용할 수 있다. 또한, 분무 열분해법, 복분해법, 프리커서(precursor)의 열분해 반응에 의한 방법, 역미셀(reverse micelle)법, 이들 방법 중 하나와 고온 소성을 조합한 방법, 동결 건조법 등의 액상법 등도 사용할 수 있다.
고상법은, 모체 재료와, 불순물 원소 또는 불순물 원소를 함유하는 화합물을 칭량하고, 막자사발에서 혼합하고, 전기로에서 가열, 소성을 행하여 반응시켜, 모체 재료에 불순물 원소를 함유시키는 방법이다. 소성 온도는 700∼1500℃가 바람직하다. 이것은, 온도가 너무 낮은 경우는 고상 반응이 진행되지 않고, 온도가 너무 높은 경우는 모체 재료가 분해되어 버리기 때문이다. 또한, 소성을 분말 상태에서 행하여도 좋지만, 펠릿 상태에서 소성을 행하는 것이 바람직하다. 이 방법은 비교적 고온에서의 소성을 필요로 하지만, 간단한 방법이기 때문에, 생산성이 좋고 대량생산에 적합하다.
액상법(공침법)은, 모체 재료 또는 모체 재료를 함유하는 화합물과, 불순물 원소 또는 불순물 원소를 함유하는 화합물을 용액 중에서 반응시키고, 반응물을 건조시킨 후, 소성하는 방법이다. 발광 재료의 입자가 균일하게 분포되고, 입경이 작고, 낮은 소성 온도에서도 반응이 진행한다.
발광 재료에 사용하는 모체 재료로서는, 황화물, 산화물, 또는 질화물을 사용할 수 있다. 황화물로서는, 예를 들어, 황화아연(ZnS), 황화카드뮴(CdS), 황화칼슘(CaS), 황화이트륨(Y2S3), 황화갈륨(Ga2S3), 황화스트론튬(SrS), 황화바륨(BaS) 등을 사용할 수 있다. 또한, 산화물로서는, 예를 들어, 산화아연(ZnO), 산화이트륨(Y2O3) 등을 사용할 수 있다. 또한, 질화물로서는, 예를 들어, 질화알루미늄(AlN), 질화갈륨(GaN), 질화인듐(InN) 등을 사용할 수 있다. 또한, 셀렌화아연(ZnSe), 텔루르화아연(ZnTe) 등도 사용할 수 있고, 황화칼슘-갈륨(CaGa2S4), 황화스트론튬-갈륨(SrGa2S4), 황화바륨-갈륨(BaGa2S4) 등의 3원계 혼정(混晶)이어도 좋다.
국재형 발광의 발광 중심으로서, 망간(Mn), 구리(Cu), 사마륨(Sm), 테르븀(Tb), 에르븀(Er), 툴륨(Tm), 유로퓸(Eu), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr) 등을 사용할 수 있다. 또한, 불소(F), 염소(Cl) 등의 할로겐 원소가 첨가되어도 좋다. 할로겐 원소는 전하 보상으로서 기능할 수도 있다.
한편, 도너-억셉터 재결합형 발광의 발광 중심으로서, 도너 준위를 형성하는 제1 불순물 원소 및 억셉터 준위를 형성하는 제2 불순물 원소를 함유하는 발광 재료를 사용할 수 있다. 제1 불순물 원소로서는, 예를 들어, 불소(F), 염소(Cl), 알루미늄(Al) 등을 사용할 수 있다. 제2 불순물 원소로서는, 예를 들어, 구리(Cu), 은(Ag) 등을 사용할 수 있다.
도너-억셉터 재결합형 발광의 발광 재료를 고상법에 의해 합성하는 경우, 모체 재료와 제1 불순물 원소 또는 제1 불순물 원소를 함유하는 화합물과, 제2 불순물 원소 또는 제2 불순물 원소를 함유하는 화합물을 각각 칭량하고, 막자사발에서 혼합한 후, 전기로에서 가열, 소성한다. 모체 재료로서는, 상기한 모체 재료를 사용할 수 있고, 제1 불순물 원소 또는 제1 불순물 원소를 함유하는 화합물로서는, 예를 들어, 불소(F), 염소(Cl), 황화알루미늄(Al2S3) 등을 사용할 수 있고, 제2 불순물 원소 또는 제2 불순물 원소를 함유하는 화합물로서는, 예를 들어, 구리(Cu), 은(Ag), 황화구리(Cu2S), 황화은(Ag2S) 등을 사용할 수 있다. 소성 온도는 700∼1500℃가 바람직하다. 이것은, 온도가 너무 낮은 경우에는 고상 반응이 진행하지 않고, 온도가 너무 높은 경우에는 모체 재료가 분해되어 버리기 때문이다. 또한, 분말 상태에서 소성을 행하여도 좋지만, 펠릿 상태에서 소성을 행하는 것이 바람직하다.
또한, 고상 반응을 이용하는 경우의 불순물 원소로서, 제1 불순물 원소와 제2 불순물 원소를 포함하는 화합물을 사용하여도 좋다. 이 경우, 불순물 원소가 확산되기 쉽고, 고상 반응이 진행하기 쉬워지기 때문에, 균일한 발광 재료를 얻을 수 있다. 또한, 여분의 불순물 원소가 들어가지 않기 때문에, 순도가 높은 발광 재료를 얻을 수 있다. 제1 불순물 원소와 제2 불순물 원소를 포함하는 화합물로서는, 예를 들어, 염화구리(CuCl), 염화은(AgCl) 등을 사용할 수 있다.
또한, 불순물 원소 대 모체 재료의 농도는 0.01∼10 atom%의 범위 내이면 좋고, 바람직하게는 0.05∼5 atom%의 범위이다.
박막형 무기 EL 소자의 경우, 전계발광층은 상기 발광 재료를 함유하는 층이고, 저항 가열 증착법, 전자빔 증착(EB 증착)법 등의 진공 증착법, 스퍼터링법 등의 물리 기상 성장법(PVD), 금속 유기 CVD법, 감압 하이드라이드 수송 CVD법 등의 화학 기상 성장법(CVD), 원자층 에피탁시(ALE)법 등에 의해 형성될 수 있다.
도 23(A)∼도 23(C)는 발광소자로서 사용할 수 있는 박막형 무기 EL 소자의 예를 나타낸다. 도 23(A)∼도 23(C)에서, 발광소자는 제1 전극층(50), 전계발광층(52), 제2 전극층(53)을 포함한다.
도 23(B) 및 도 23(C)에 나타내는 발광소자는, 도 23(A)의 발광소자에서 전극층과 전계발광층 사이에 절연층이 제공된 구조를 가진다. 도 23(B)에 나타내는 발광소자는 제1 전극층(50)과 전계발광층(52)과의 사이에 절연층(54)을 가지고, 도 23(C)에 나타내는 발광소자는 제1 전극층(50)과 전계발광층(52)과의 사이의 절연층(54a)과, 제2 전극층(53)과 전계발광층(52)과의 사이의 절연층(54b)을 가지고 있다. 이와 같이, 절연층은 전계발광층을 협지하는 한 쌍의 전극층 중 한쪽 또는 양쪽과 전계발광층 사이에 제공될 수 있다. 또한, 절연층은 단층이어도 좋고 복수층으로 이루어지는 적층이어도 좋다.
또한, 도 23(B)에서는, 제1 전극층(50)에 접하도록 절연층(54)이 제공되어 있지만, 절연층과 전계발광층의 순서를 역으로 하여 제2 전극층(53)에 접하도록 절연층(54)을 제공하여도 좋다.
분산형 무기 EL 소자의 경우, 입자상(狀)의 발광 재료를 바인더 중에 분산시켜 막 형상의 전계발광층을 형성한다. 발광 재료의 제조 방법에 의해 소망의 크기의 입자를 충분히 얻을 수 없는 경우에는, 그 재료를 막자사발 등에서 분쇄에 의해 입자상으로 가공하면 좋다. 바인더란, 입자상의 발광 재료를 분산된 상태로 고정하고, 전계발광층으로서의 형상으로 유지하기 위한 물질이다. 발광 재료는 바인더에 의해 전계발광층 중에 균일하게 분산하여 고정된다.
분산형 무기 EL 소자의 경우, 전계발광층의 형성 방법은, 전계발광층을 선택적으로 형성할 수 있는 액적 토출법, 인쇄법(스크린 인쇄나 오프셋 인쇄 등), 스핀 코팅법 등의 도포법, 디핑법, 디스펜서법 등을 이용할 수도 있다. 막 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는, 10∼1000 nm의 범위이다. 또한, 발광 재료와 바인더를 함유하는 전계발광층에서, 발광 재료의 비율은 50 wt%∼80 wt%의 범위로 하면 좋다.
도 24(A)∼도 24(C)는 발광소자로서 사용할 수 있는 분산형 무기 EL 소자의 예를 나타낸다. 도 24(A)의 발광소자는 제1 전극층(60), 전계발광층(62), 및 제2 전극층(63)의 적층 구조를 가지고, 전계발광층(62) 중에 바인더에 의해 보유된 발광 재료(61)를 함유한다.
본 실시형태에서 사용할 수 있는 바인더로서는, 유기 재료나 무기 재료를 사용할 수 있고, 또는 유기 재료와 무기 재료의 혼합 재료를 사용하여도 좋다. 유기 재료로서는, 시아노에틸 셀루로오스계 수지와 같은, 비교적 유전율이 높은 폴리머나, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌계 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 불화비닐리덴 등의 수지를 사용할 수 있다. 또한, 방향족 폴리아미드, 폴리벤즈이미다졸 등의 내열성 고분자 화합물, 또는 실록산 수지를 사용하여도 좋다. 실록산 수지란, Si-O-Si 결합을 포함하는 수지에 상당한다. 실록산은 규소(Si)와 산소(O)와의 결합으로 골격 구조가 형성된다. 치환기로서, 적어도 수소를 함유하는 유기기(예를 들어, 알킬기, 방향족 탄화수소)가 사용된다. 치환기로서, 플루오로기를 사용하여도 좋다. 또는, 치환기로서, 적어도 수소를 함유하는 유기기와 플루오로기를 사용하여도 좋다. 또한, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐부티랄 등의 비닐 수지, 페놀 수지, 노볼락 수지, 아크릴 수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지, 옥사졸 수지(폴리벤조옥사졸) 등의 수지 재료를 사용하여도 좋다. 이들 수지에, 티탄산바륨(BaTiO3)이나 티탄산스트론튬(SrTiO3) 등의 고유전율 미립자를 적당히 혼합하여 유전율을 조정할 수도 있다.
바인더에 포함되는 무기 재료로서는, 산화규소(SiOx), 질화규소(SiNx), 산소 및 질소를 함유하는 규소, 질화알루미늄(AlN), 산소 및 질소를 함유하는 알루미늄, 산화알루미늄(Al2O3), 산화티탄(TiO2), BaTiO3, SrTiO3, 티탄산납(PbTiO3), 니오브산칼륨(KNbO3), 니오브산납(PbNbO3), 산화탄탈(Ta2O5), 탄탈산바륨(BaTa2O6), 탄탈산리튬(LiTaO3), 산화이트륨(Y2O3), 산화지르코늄(ZrO2) 등의 무기 재료를 포함하는 물질로부터 선택된 재료를 사용할 수 있다. 유기 재료에 유전율이 높은 무기 재료를 함유시켜(첨가 등에 의해), 발광 재료 및 바인더로 이루어지는 전계발광층의 유전율을 제어할 수 있어, 유전율을 크게 할 수 있다. 바인더로서 무기 재료와 유기 재료와의 혼합층을 사용하여 높은 유전율로 하면, 발광 재료에서 보다 높은 전하를 유발할 수 있다.
제조 공정에서, 발광 재료는 바인더를 포함하는 용액 중에 분산된다. 본 실시형태에서 사용할 수 있는 바인더를 포함하는 용액의 용매로서는, 바인더 재료가 용해할 수 있고, 전계발광층을 형성하는 방법(다양한 습식 공정) 및 소망의 막 두께에 적절한 점도의 용액을 제조할 수 있는 용매를 적절히 선택하면 좋다. 유기 용매 등을 사용할 수 있고, 예를 들어, 바인더로서 실록산 수지를 사용하는 경우에는, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA라고도 한다), 3-메톡시-3-메틸-1-부탄올(MMB라고도 한다) 등을 사용할 수 있다.
도 24(B) 및 도 24(C)에 나타내는 발광소자는 도 24(A)의 발광소자에서 전극층과 전계발광층 사이에 절연층이 제공된 구조를 가진다. 도 24(B)에 나타내는 발광소자는 제1 전극층(60)과 전계발광층(62)과의 사이에 절연층(64)을 가지고, 도 24(C)에 나타내는 발광소자는 제1 전극층(60)과 전계발광층(62)과의 사이의 절연층(64a)과, 제2 전극층(63)과 전계발광층(62)과의 사이의 절연층(64b)을 가지고 있다. 이와 같이, 절연층은 전계발광층을 협지하는 한 쌍의 전극층 중 한쪽 또는 양쪽과 전계발광층 사이에 제공될 수 있다. 또한, 절연층은 단층이어도 좋고 복수층으로 이루어지는 적층이어도 좋다.
또한, 도 24(B)에서는, 제1 전극층(60)에 접하도록 절연층(64)이 제공되어 있지만, 절연층과 전계발광층의 순서를 반대로 하여, 제2 전극층(63)에 접하도록 절연층(64)을 제공하여도 좋다.
도 23(A)∼도 23(C)의 절연층(54) 또는 도 24(A)∼도 24(C)의 절연층(64)과 같은 절연층은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 절연 내압이 높고, 치밀한 막질인 것이 바람직하고, 또한, 유전율이 높은 것이 바람직하다. 예를 들어, 산화규소(SiO2), 산화이트륨(Y2O3), 산화티탄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화하프늄(HfO2), 산화탄탈(Ta2O5), 티탄산바륨(BaTiO3), 티탄산스트론튬(SrTiO3), 티탄산납(PbTiO3), 질화규소(Si3N4), 산화지르코늄(ZrO2) 등이나 이들의 혼합막 또는 2종 이상의 적층막을 사용할 수 있다. 이들 절연막은 스퍼터링, 증착, CVD 등에 의해 성막할 수 있다. 또한, 절연층은 이들 절연 재료의 입자를 바인더 중에 분산하여 성막하여도 좋다. 바인더 재료는, 전계발광층에 포함되는 바인더와 같은 재료 및 방법을 사용하여 형성하면 좋다. 막 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 10∼1000 nm의 범위가 바람직하다.
본 실시형태에서 나타내는 발광소자는, 전계발광층을 협지하는 한 쌍의 전극층 사이에 전압을 인가함으로써 발광을 제공할 수 있는데, 직류 구동과 교류 구동 중 어느 것에서도 동작할 수 있다.
본 실시형태의 표시장치에서도, 표시장치의 표시 화면 표면 위에 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막을 제공한다. 따라서, 표시장치에 입사하는 외광 중, 반사 방지막에 입사하는 횟수가 증가하므로, 반사 방지막을 투과하는 외광의 양이 증가한다. 따라서, 시인측으로 반사되는 외광의 양이 경감되고, 비침 등의 시인성을 저하시키는 원인이 제거될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 볼록부들 사이에 보호층이 형성되어 있으므로, 볼록부들 사이에 오물 등의 오염물이 침입하는 것을 막을 수 있다. 따라서, 오물 등의 침입에 의한 반사 방지 기능의 저하를 막을 수 있고, 또한, 볼록부들 사이의 공간을 채움으로써 반사 방지막으로서의 물리적 강도도 높일 수 있어, 신뢰성 향상을 달성할 수 있다.
본 발명은, 표면에 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막과, 볼록부들 사이의 보호층을 구비함으로써, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 높은 반사 방지 기능을 가지고, 시인성이 뛰어나고, 또한 신뢰성이 높은 표시장치를 제공할 수 있다. 따라서, 보다 고화질 및 고성능의 표시장치를 제조할 수 있다.
본 실시형태는 실시형태 1 내지 3, 5, 및 6 중의 어느 것과도 적절히 자유롭게 조합될 수 있다.
[실시형태 9]
본 실시형태에서는 백라이트의 구성에 대하여 설명한다. 백라이트는 광원을 가지는 백라이트 유닛으로서 표시장치에 제공되고, 백라이트 유닛에서는, 광을 효율적으로 산란시키기 위해, 광원이 반사판에 의해 둘러싸여 있다.
도 16(A)에 나타내는 바와 같이, 백라이트 유닛(352)에서 광원으로서 냉음극관(401)을 사용할 수 있다. 또한, 냉음극관(401)으로부터의 광을 효율적으로 반사시키기 위해, 램프 리플렉터(332)가 제공될 수 있다. 냉음극관(401)은 냉음극관으로부터의 휘도의 강도 때문에 대형 표시장치에 사용하는 경우가 많다. 따라서, 냉음극관을 가지는 백라이트 유닛은 퍼스널 컴퓨터의 디스플레이에 사용될 수 있다.
도 16(B)에 나타내는 바와 같이, 백라이트 유닛(352)에서 광원으로서 발광 다이오드(LED)(402)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 백색광을 발광하는 발광 다이오드(W)(402)들을 소정의 간격으로 배치한다. 또한, 발광 다이오드(W)(402)로부터의 광을 효율적으로 반사시키기 위해, 램프 리플렉터(332)가 제공될 수 있다.
또한, 도 16(C)에 나타내는 바와 같이, 백라이트 유닛(352)에서 광원으로서 RGB 색의 광을 발광하는 발광 다이오드(LED)(403, 404, 405)를 사용할 수 있다. RGB 색의 광을 발광하는 발광 다이오드(LED)(403, 404, 405)를 사용하는 경우, 백색광을 발광하는 발광 다이오드(W)(402)만을 사용하는 경우와 비교하여 색 재현성을 높게 할 수 있다. 또한, 발광 다이오드로부터의 광을 효율적으로 반사시키기 위해, 램프 리플렉터(332)가 제공될 수 있다.
또한, 도 16(D)에 나타내는 바와 같이, 광원으로서 RGB 색의 광을 발광하는 발광 다이오드(LED)(403,404,405)를 사용하는 경우, 그들의 수와 배치를 같게 할 필요는 없다. 예를 들어, 발광 강도가 낮은 색(예를 들어, 녹색)을 발광하는 발광 다이오드를 복수 배치하여도 좋다.
또한, 백색광을 발광하는 발광 다이오드(402)와, RGB 색의 광을 발광하는 발광 다이오드(LED)(403,404,405)를 조합시켜 사용하여도 좋다.
또한, RGB의 발광 다이오드를 사용하는 경우 필드 시퀀셜 모드를 적용하면, 시간에 따라 RGB의 발광 다이오드를 순차로 점등시킴으로써 컬러 표시를 행할 수 있다.
발광 다이오드는 그의 휘도가 높기 때문에 대형 표시장치에 적합하다. 또한, RGB의 각 색의 색순도가 좋기 때문에 냉음극관과 비교하여 발광 다이오드의 색 재현성이 뛰어나고, 배치 면적을 작게 할 수 있다. 따라서, 소형 표시장치에 발광 다이오드를 적응하면, 틀을 좁게 할 수 있다.
또한, 광원을 반드시 도 16(A)∼도 16(D)에 나타내는 백라이트 유닛으로서 배치할 필요는 없다. 예를 들어, 대형 표시장치에 발광 다이오드를 가지는 백라이트를 탑재하는 경우, 발광 다이오드는 기판의 배면측에 배치될 수 있다. 이 경우, 각각의 발광 다이오드를 소정의 간격으로 순차로 배치할 수 있다. 발광 다이오드의 배치에 따라, 색 재현성을 높일 수 있다.
이와 같은 백라이트를 사용한 표시장치에, 표면에 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막을 제공함으로써, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 높은 반사 방지 기능을 가지고 시인성이 뛰어난 표시장치를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의해 고화질 및 고성능의 표시장치를 제조할 수 있다. 발광 다이오드를 가지는 백라이트는 대형 표시장치에 특히 적합하고, 대형 표시장치의 콘트라스트비를 높임으로써, 어두운 곳에서도 질 높은 영상이 제공될 수 있다.
본 실시형태는 실시형태 1 내지 4 중의 어느 것과도 적절히 자유롭게 조합될 수 있다.
[실시형태 10]
도 15는 본 발명을 적용하여 제조되는 EL 표시 모듈을 구성하는 예를 나타내고 있다. 도 15에서, 기판(2800) 위에, 화소에 의해 구성된 화소부가 형성되어 있다. 기판(2800) 및 봉지 기판(2820)으로서는 가요성을 가지는 기판을 사용하고 있다.
도 15에서는, 화소에 형성된 것과 같은 TFT, 또는 그 TFT의 소스와 드레인 중의 한쪽과 게이트를 접속하여 다이오드와 마찬가지로 동작하는 보호 회로부(2801)가 화소부의 외측에서 구동회로와 화소와의 사이에 제공되어 있다. 단결정 반도체로 형성된 드라이버 IC, 유리 기판 위에 다결정 반도체막으로 형성된 적층형 드라이버 IC, 또는 SAS로 형성된 구동회로 등이 구동회로(2809)에 적용되어 있다.
소자층이 전사된 기판(2800)은 액적 토출법으로 형성된 스페이서(2806a, 2806b)를 사이에 두고 봉지 기판(2820)에 고착되어 있다. 스페이서는, 기판의 두께가 얇고, 또는, 화소부의 면적이 대형화한 경우에도, 2장의 기판의 간격을 일정하게 유지하기 위해 제공되는 것이 바람직하다. TFT(2802) 및 TFT(2803)에 각각 접속되는 발광소자(2804) 및 발광소자(2805) 위에서 기판(2800)과 봉지 기판(2820)과의 사이의 공간에는 투광성의 수지 재료를 충전하여 고체화하여도 좋고, 무수 질소 또는 불활성 기체를 충전시켜도 좋다. 시인측인 봉지 기판(2820)의 외측에, 볼록부를 가지는 반사 방지막(2827)이 제공되고, 반사 방지막(2827)의 볼록부들 사이의 공간을 채우도록 보호층(2828)이 형성되어 있다.
도 15는, 발광소자(2804)와 발광소자(2805)를 상면 방사 구조로 한 경우를 나타내고, 여기서, 광은 이 도면에 나타낸 화살표의 방향으로 방출된다. 화소들이 적색, 녹색, 청색의 상이한 발광색을 발광하게 함으로써, 다색 표시를 행할 수 있다. 또한, 이 때, 봉지 기판(2820)측에 각 색에 대응한 착색층(2807a∼2807c)을 형성함으로써, 외부로 방사되는 광의 색 순도를 높일 수 있다. 또한, 백색광을 발광하는 화소들을 사용하고 착색층(2807a∼2807c)과 조합하여도 좋다.
외부 회로인 구동회로(2809)는, 외부 회로 기판(2811)의 일단에 제공된 주사선 또는 신호선 접속 단자에 배선판(2810)에 의해 접속된다. 또한, 파이프 형상의 고효율의 열전도 장치인 히트 파이프(2813)와, 히트 싱크(heat sink)(2812)가 기판(2800)에 접하거나 또는 근접시켜 제공되어, 방열 효과를 높이는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 도 15는 상면 방사의 EL 모듈을 나타내지만, 발광소자의 구성이나 외부 회로 기판의 배치를 바꾸어 하면 방사 구조로 하여도 좋다. 물론, 상면과 하면 양쪽 모두로부터 광이 방사하는 양면 방사 구조로 하여도 좋다. 상면 방사 구조의 경우, 격벽이 되는 절연층을 착색하여 블랙 매트릭스로서 사용하여도 좋다. 이 격벽은 액적 토출법에 의해 형성될 수 있고, 폴리이미드 등의 수지 재료에 안료 재료의 검은색 수지나 카본 블랙 등을 혼합시켜 형성하면 좋고, 적층이어도 좋다.
또한, 위상차판이나 편광판을 사용하여, 외부로부터 입사하는 광의 반사광을 차단하도록 하여도 좋다. 격벽이 되는 절연층을 착색하여 블랙 매트릭스로서 사용하여도 좋다. 이 격벽은 액적 토출법에 의해 형성할 수 있고, 폴리이미드 등의 수지 재료에 카본 블랙 등을 혼합시켜도 좋고, 적층이어도 좋다. 액적 토출법에 의해, 상이한 재료들을 동일 영역에 복수회 토출하여 격벽을 형성하여도 좋다. 위상차판으로서는 λ／4판 또는 λ／2판을 사용하고, 광을 제어할 수 있도록 설계하면 좋다. 구성으로서는, TFT 소자 기판, 발광소자, 봉지 기판(봉지재), 위상차판(λ／4 또는 λ／2), 편광판이 순차로 적층되고, 발광소자로부터 방사된 광은 이들을 통과하여 편광판측으로부터 외부로 방사된다. 이 위상차판이나 편광판은 광이 방사되는 측에 설치하면 좋고, 양면으로부터 광이 방사되는 양면 방사형 표시장치의 경우에는 양쪽 모두에 설치할 수도 있다. 또한, 편광판의 외측에 반사 방지막을 제공하여도 좋다. 이것에 의하여, 보다 고섬세하고 정밀한 화상을 표시할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서도, 시인측의 기판 위에, 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막이 제공된다. 소자에 대하여 시인측의 반대측의 봉지 구조에서, 화소부가 형성된 측에 시일재나 접착성 수지를 사용하여 수지 필름을 붙여 봉지 구조를 형성하여도 좋다. 수지를 사용한 수지 봉지, 플라스틱을 사용한 플라스틱 봉지, 필름을 사용한 필름 봉지 등 다양한 봉지 방법을 이용할 수 있다. 수증기가 수지 필름을 투과하는 것을 방지하는 가스 배리어막을 수지 필름의 표면 위에 제공하는 것이 바람직하다. 필름 봉지 구조를 채용함으로써, 더욱 박형화 및 경량화를 도모할 수 있다.
본 실시형태의 표시장치에서도, 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막을 표시장치의 표시 화면 표면 위에 제공한다. 따라서, 표시장치에 입사하는 외광 중, 반사 방지막에 입사하는 횟수가 증가하므로, 반사 방지막을 투과하는 외광의 양이 증가한다. 따라서, 시인측으로 반사되는 외광의 양이 경감되고, 비침 등의 시인성을 저하시키는 원인이 제거될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 볼록부들 사이에 보호층이 형성되어 있으므로, 볼록부들 사이에 오물 등의 오염물이 침입하는 것을 막을 수 있다. 따라서, 오물 등의 침입에 의한 반사 방지 기능 저하를 막을 수 있고, 또한 볼록부들 사이의 공간을 채움으로써 반사 방지막으로서의 물리적 강도도 높일 수 있어, 신뢰성 향상을 달성할 수 있다.
본 발명은, 표면에 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막과, 볼록부들 사이의 보호층을 구비함으로써, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 높은 반사 방지 기능을 가지고, 시인성이 뛰어나고, 또한 신뢰성이 높은 표시장치를 제공할 수 있다. 따라서, 보다 고화질 및 고성능의 표시장치를 제조할 수 있다.
본 실시형태는 실시형태 1 내지 3, 5 내지 8 중 어느 것과도 적절히 자유롭게 조합될 수 있다.
[실시형태 11]
본 실시형태를 도 14(A) 및 도 14(B)를 참조하여 설명한다. 도 14(A) 및 도 14(B)는, 본 발명을 적용하여 제조되는 TFT 기판(2600)을 사용하여 표시장치(액정 표시 모듈)를 구성하는 예를 나타낸다.
도 14(A)는 액정 표시 모듈의 일례를 나타내고, TFT 기판(2600)과 대향 기판(2601)이 시일재(2602)에 의해 서로 고착되고, 그 기판들 사이에, TFT 등을 포함하는 화소부(2603), 액정층을 포함하는 표시 소자(2604), 착색층(2605), 및 편광판(2606)이 제공되어 표시 영역을 형성하고 있다. 착색층(2605)은 컬러 표시를 행하는 경우에 필요하고, RGB 방식의 경우에는, 적, 녹, 청의 각 색에 대응한 착색층이 각 화소에 대응하여 제공되어 있다. TFT 기판(2600)의 외측에 편광판(2607) 및 확산판(2613)이 제공되어 있다. 대향 기판(2601)의 내측에는 편광판(2606)이 제공되고, 외측에는 반사 방지막(2626)이 제공되어 있다. 광원은 냉음극관(2610)과 반사판(2611)을 포함하고, 회로 기판(2612)은 플렉서블 배선판(2609)에 의해 TFT 기판(2600)에 접속되고, 제어 회로와 전원 회로 등의 외부 회로가 회로 기판(2612)에 탑재되어 있다. 또한, 편광판과 액정층은 위상차판을 사이에 두고 적층되어도 좋다. 본 실시형태에서는, 반사 방지막(2626)은, 볼록부들 사이의 공간을 채우도록 보호층(2627)을 가지는 반사 방지막이다.
또한, 도 14(A)의 표시장치는, 대향 기판(2601)의 외측에 반사 방지막(2626)이 제공되고, 내측에 편광판(2606) 및 착색층(2605)이 순차로 제공되어 있는 예이지만, 편광판(2606)은 대향 기판(2601)의 외측(시인측)에 제공되어도 좋고, 그 경우, 편광판(2606)의 표면 위에 반사 방지막(2626)을 제공하면 좋다. 또한, 편광판(2606)과 착색층(2605)의 적층 구조는 도 14(A)에 나타낸 것에 한정되지 않고, 편광판(2606) 및 착색층(2605)의 재료나 제조 공정 조건에 따라 적절히 설정하면 좋다.
액정 표시 모듈은, TN(Twisted Nematic) 모드, IPS(In-Plane-Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드, MVA(Multi-domain Vertical Alignment) 모드, PVA(Patterned Vertical Alignment) 모드, ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell) 모드, OCB(Optical Compensated Birefringence) 모드, FLC(Ferroelectric Liquid Crystal) 모드, AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal) 모드 등을 사용할 수 있다.
도 14(B)는, 도 14(A)의 액정 표시 모듈에 OCB 모드를 적용한 예를 나타내고, 이 액정 표시 모듈은 FS-LCD(Field sequential-LCD)로 되어 있다. FS-LCD는, 1 프레임 기간에 적색 발광과 녹색 발광과 청색 발광을 각각 행하는 것이고, 시간 분할법을 사용하여 화상을 합성하여 컬러 표시를 행하는 것이 가능하다. 또한, 각 색의 발광을 발광 다이오드 또는 냉음극관 등을 사용하여 행하므로, 컬러 필터가 불필요하다. 따라서, 3원색의 컬러 필터를 배치하고 각 색의 표시 영역을 한정할 필요가 없다. 어느 영역에서도 3색 모두의 표시를 행할 수 있다. 한편, 1 프레임 기간에 3색의 발광을 행하기 때문에, 액정의 고속 응답이 요구된다. 본 발명의 표시장치에, FS 방식을 사용한 FLC 모드, 및 OCB 모드를 적용하면, 고성능이고 고화질의 표시장치 또는 액정 텔레비젼 장치를 완성시킬 수 있다.
OCB 모드의 액정층은, 이른바 π 셀(cell) 구조를 가지고 있다. π 셀 구조에서, 액정 분자는 그 분자의 프레틸트각(pretilt angle)이 액티브 매트릭스 기판과 대향 기판과의 사이의 중심면에 대하여 대칭이 되도록 배향되어 있다. π 셀 구조에서의 배향은, 기판들 사이에 전압이 인가되어 있지 않을 때는 스프레이(splay) 배향이 되고, 전압을 인가하면 벤드(bend) 배향으로 이행한다. 이 벤드 배향에서 백색 표시가 행해진다. 전압을 더 인가하면 벤드 배향의 액정 분자가 양 기판에 수직으로 배향하고, 광이 투과하지 않는 상태가 된다. 또한, OCB 모드로 하면, 종래의 TN 모드보다 약 10배 빠른 고속 응답을 실현할 수 있다.
또한, FS 방식에 대응하는 모드로서, 고속 동작이 가능한 강유전성 액정(FLC: Ferroelectric Liquid Crystal)을 사용한 HV(Half V)-FLC, SS(Surface Stabilized)-FLC 등도 사용할 수 있다. OCB 모드에는 점도가 비교적 낮은 네마틱 액정을 사용하고, HV-FLC, SS-FLC에는 강유전상을 가지는 스멕틱(smectic) 액정을 사용할 수 있다.
또한, 액정 표시 모듈의 광학 응답 속도는 액정 표시 모듈의 셀 갭을 좁게 함으로써 고속화한다. 또한, 광학 응답 속도는 액정 재료의 점도를 낮추는 것에 의해서도 고속화할 수 있다. 광학 응답 속도를 고속화하는 상기 방법은, TN 모드의 액정 표시 모듈의 화소 영역의 화소 피치가 30 ㎛ 이하인 경우에 보다 효과적이다. 또한, 인가 전압을 일 순간만 높게(또는 낮게) 하는 오버드라이브법에 의해 광학 응답 속도를 더욱 고속화할 수 있다.
도 14(B)의 액정 표시 모듈은 투과형의 액정 표시 모듈이고, 광원으로서 적색 광원(2910a), 녹색 광원(2910b), 청색 광원(2910c)이 제공되어 있다. 적색 광원(2910a), 녹색 광원(2910b), 청색 광원(2910c)의 온 오프를 별도로 제어하기 위해, 제어부(2912)가 액정 표시 모듈에 제공되어 있다. 각 색의 발광은 제어부(2912)에 의해 제어되고, 광이 액정에 입사하고 시간 분할을 사용하여 화상을 합성하여, 컬러 표시가 행해진다.
본 실시형태의 표시장치에서도, 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막을 표시장치의 표시 화면 표면 위에 제공하고 있다. 따라서, 표시장치에 입사하는 외광 중, 반사 방지막에 입사하는 횟수가 증가하므로, 반사 방지막을 투과하는 외광의 양이 증가한다. 따라서, 시인측으로 반사되는 외광의 양이 경감되고, 비침 등의 시인성을 저하시키는 원인이 제거될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 볼록부들 사이에 보호층이 형성되어 있으므로, 볼록부들 사이에 오물 등의 오염물이 침입하는 것을 막을 수 있다. 따라서, 오물 등의 침입에 의한 반사 방지 기능의 저하를 막을 수 있고, 또한 볼록부들 사이의 공간을 채움으로써 반사 방지막으로서의 물리적 강도도 높일 수 있어, 신뢰성 향상을 달성할 수 있다.
본 발명은, 표면에 복수의 볼록부를 가지는 반사 방지막과, 볼록부들 사이의 보호층을 구비함으로써, 외광의 반사를 더욱 경감시킬 수 있는 높은 반사 방지 기능을 가지고, 시인성이 뛰어나고, 또한 신뢰성이 높은 표시장치를 제공할 수 있다. 따라서, 보다 고화질 및 고성능의 표시장치를 제조할 수 있다.
본 실시형태는 실시형태 1 내지 4, 및 9 중 어느 것과도 적절히 자유롭게 조합될 수 있다.
[실시형태 12]
본 발명에 의해 형성되는 표시장치에 의하여, 텔레비전 장치(단순히 텔레비전, 또는 텔레비전 수신기라고도 부른다)를 완성시킬 수 있다. 도 19는 텔레비전 장치의 주요 구성을 나타내는 블록도이다.
도 17(A)는 본 발명에 따른 표시 패널의 구성을 나타내는 상면도이고, 절연 표면을 가진 기판(2700) 위에, 화소(2702)를 매트릭스 형상으로 배열시킨 화소부(2701), 주사선측 입력 단자(2703), 및 신호선측 입력 단자(2704)가 형성되어 있다. 화소수는 다양한 규격에 따라 정해질 수 있고, RGB를 사용한 XGA 풀 컬러 표시의 경우, 화소수는 1024×768×3(RGB)으로 하고, RGB를 사용한 UXGA 풀 컬러 표시의 경우, 화소수는 1600×1200×3(RGB)으로 하고, 풀 스펙 하이비젼에 대응시켜 RGB를 사용한 풀 컬러 표시의 경우, 화소수는 1920×1080×3(RGB)으로 하면 좋다.
화소(2702)는, 주사선측 입력 단자(2703)로부터 연장하는 주사선과, 신호선측 입력 단자(2704)로부터 연장하는 신호선이 교차함으로써, 매트릭스 형상으로 배치된다. 화소부(2701)의 각 화소(2702)는, 스위칭 소자와 거기에 접속되는 화소 전극층을 구비하고 있다. 스위칭 소자의 대표적인 일례는 TFT이고, TFT의 게이트 전극층이 주사선에 접속되고, TFT의 소스 또는 드레인이 신호선에 접속됨으로써, 개개의 화소를 외부로부터 입력하는 신호에 의해 독립하여 제어 가능하게 하고 있다.
도 17(A)는, 주사선 및 신호선에 입력하는 신호를 외부 구동회로에 의해 제어하는 표시 패널의 구성을 나타내고 있지만, 도 18(A)에 나타내는 바와 같이, COG(Chip on Glass) 방식에 의해 드라이버 IC(2751)를 기판(2700) 위에 실장하여도 좋다. 또한, 다른 실장 형태로서는, 도 18(B)에 나타내는 바와 같은 TAB(Tape Automated Bonding) 방식을 사용하여도 좋다. 드라이버 IC는 단결정 반도체 기판 위에 형성된 것이어도 좋고, 유리 기판 위에 TFT로 회로를 형성한 것이어도 좋다. 도 18(A) 및 도 18(B)에서, 드라이버 IC(2751)는 FPC(Flexible Printed Circuit)(2750)에 접속되어 있다.
또한, 화소에 제공되는 TFT를 결정성 반도체로 형성하는 경우에는, 도 17(B)에 나타내는 바와 같이 주사선측 구동회로(3702)를 기판(3700) 위에 형성할 수도 있다. 도 17(B)에서, 화소부(3701)는 도 17(A)과 마찬가지로 신호선측 입력 단자(3704)에 접속된 외부 구동회로에 의해 제어된다. 화소에 제공되는 TFT를 이동도가 높은 다결정(미(微)결정) 반도체, 단결정 반도체 등으로 형성하는 경우는, 도 17(C)에 나타내는 바와 같이, 화소부(4701), 주사선 구동회로(4702), 및 신호선 구동회로(4704)를 모두 유리 기판(4700) 위에 형성할 수도 있다.
표시 패널에는, 도 17(A)에 나타내는 바와 같이 화소부(901)만이 형성되고, 주사선측 구동회로(903)와 신호선측 구동회로(902)가 도 18(B)에 나타내는 바와 같이 TAB 방식에 의해 실장되는 경우와, 주사선측 구동회로(903)와 신호선측 구동회로(902)가 도 18(A)에 나타내는 바와 같이 COG 방식에 의해 실장되는 경우와, 도 17(B)에 나타내는 바와 같이 TFT를 형성하고, 화소부(901)와 주사선측 구동회로(903)를 기판 위에 형성하고, 신호선측 구동회로(902)를 드라이버 IC로서 별도로 실장하는 경우, 또한, 도 17(C)에 나타내는 바와 같이 화소부(901)와 신호선측 구동회로(902)와 주사선측 구동회로(903)를 기판 위에 일체로 형성하는 경우 등이 있지만, 어떠한 구성으로 하여도 좋다.
도 19에 있어서의 다른 외부 회로로서, 튜너(904)로 수신한 신호 중 영상 신호를 증폭하는 영상 신호 증폭 회로(905)와, 그 영상 신호 증폭 회로(905)로부터 출력되는 신호를 적, 녹, 청의 각 색에 대응한 색 신호로 변환하는 영상 신호 처리 회로(906)와, 그 영상 신호를 드라이버 IC의 입력 사양으로 변환하기 위한 컨트롤 회로(907) 등이 영상 신호의 입력측에 제공되어 있다. 컨트롤 회로(907)는 주사선측과 신호선측에 각각 신호를 출력한다. 디지털 구동의 경우에는, 신호선측에 신호 분할 회로(908)를 마련하고, 입력 디지털 신호를 m개로 분할하여 공급하는 구성으로 하여도 좋다.
튜너(904)로 수신한 신호 중 음성 신호는 음성 신호 증폭 회로(909)에 보내지고, 그 출력은 음성 신호 처리 회로(910)를 거쳐 스피커(913)에 공급된다. 제어 회로(911)는 수신국(수신 주파수)이나 음량의 제어 정보를 입력부(912)로부터 받고, 튜너(904)와 음성 신호 처리 회로(910)에 신호를 송출한다.
이 표시 모듈을 도 20(A) 및 도 20(B)에 나타내는 바와 같이 케이스에 탑재하여 텔레비전 장치를 완성시킬 수 있다. 표시 모듈로서 액정 표시 모듈을 사용하면 액정 텔레비전 장치를 제조하고, EL 모듈을 사용하면 EL 텔레비전 장치를 제조할 수 있다. 또한, 플라즈마 텔레비전, 전자 페이퍼 등도 제조할 수 있다. 도 20(A)에서, 표시 모듈에 의해 주 화면(2003)이 형성되고, 그 외에 부속 설비로서 스피커부(2009), 조작 스위치 등이 제공되어 있다. 이와 같이 하여, 본 발명에 따라 텔레비전 장치를 완성시킬 수 있다.
케이스(2001)에 표시 패널(2002)이 탑재되고, 수신기(2005)에 의해 일반 텔레비전 방송을 수신할 수 있다. 표시 장치를 모뎀(2004)을 통하여 유선 또는 무선에 의한 통신 네트워크에 접속함으로써, 일 방향(송신자로부터 수신자로) 또는 쌍방향(송신자와 수신자간, 또는 수신자끼리)의 정보통신을 할 수도 있다. 텔레비전 장치의 조작은, 케이스(2001)에 탑재된 스위치 또는 별체의 리모트 콘트롤 장치(2006)에 의해 행하는 것이 가능하고, 이 리모트 콘트롤 장치(2006)에도, 출력하는 정보를 표시하는 표시부(2007)가 제공되어 있어도 좋다.
또한, 텔레비전 장치에도, 주 화면(2003) 외에 서브 화면(2008)을 제2 표시 패널로 형성하여 채널이나 음량 등을 표시하는 구성이 부가되어 있어도 좋다. 이 구성에서, 주 화면(2003) 및 서브 화면(2008)을 본 발명의 액정 표시 패널을 사용하여 형성할 수 있고, 주 화면(2003)을 시야각이 넓은 EL 표시 패널로 형성하고, 서브 화면(2008)을 저소비전력으로 화상을 표시할 수 있는 액정 표시 패널로 형성하여도 좋다. 또한, 저소비전력화를 우선시키기 위해서는, 주 화면(2003)을 액정 표시 패널로 형성하고, 서브 화면을 EL 표시 패널로 형성하고, 서브 화면은 온/오프 가능하게 하는 구성으로 하여도 좋다. 본 발명에 따르면, 이와 같은 대형 기판을 사용하고, 많은 수의 TFT나 전자 부품을 사용하여도, 신뢰성이 높은 표시장치로 할 수 있다.
도 20(B)는, 예를 들어, 20∼80인치의 대형 표시부를 가지는 텔레비전 장치를 나타낸다. 이 텔레비전 장치는 케이스(2010), 표시부(2011), 조작부인 리모트 콘트롤 장치(2012), 스피커부(2013) 등을 포함한다. 본 발명은 표시부(2011)의 제조에 적용된다. 도 20(B)의 텔레비전 장치는 벽걸이형으로 되어 있으므로, 넓은 설치 공간을 필요로 하지 않는다.
물론, 본 발명은 텔레비전 장치에 한정되지 않고, 퍼스널 컴퓨터의 모니터를 비롯하여 철도역이나 공항 등의 정보 표시반이나, 가두의 광고 표시반 등 특히 대면적의 표시 매체로서 다양한 용도에 적용할 수 있다.
본 실시형태는 실시형태 1 내지 11 중 어느 것과도 적절히 자유롭게 조합될 수 있다.
[실시형태 13]
본 발명에 따른 전자기기의 예로서, 텔레비전 장치(단순히 텔레비전, 또는 텔레비전 수신기라고도 부른다), 디지털 카메라 및 디지털 비디오 카메라 등의 카메라, 휴대 전화 장치(단순히, 휴대 전화기, 휴대 전화라고도 부른다), PDA 등의 휴대형 정보 단말기, 휴대형 게임기, 컴퓨터용 모니터, 컴퓨터, 카 오디오 시스템 등의 음향 재생 장치, 가정용 게임기 등의 기록 매체를 구비한 화상 재생 장치 등을 들 수 있다. 이들의 구체예를 도 21(A)∼도 21(E)를 참조하여 설명한다.
도 21(A)에 나타내는 휴대형 정보 단말 기기는 본체(9201), 표시부(9202) 등을 포함하고 있다. 표시부(9202)에 본 발명의 표시장치를 적용할 수 있다. 그 결과, 시인성이 뛰어난 고화질의 화상을 표시할 수 있는 고성능의 휴대형 정보 단말 기기를 제공할 수 있다.
도 21(B)에 나타내는 디지털 비디오 카메라는 표시부(9701), 표시부(9702) 등을 포함하고 있다. 표시부(9701)에 본 발명의 표시장치를 적용할 수 있다. 그 결과, 시인성이 뛰어난 고화질의 화상을 표시할 수 있는 고성능의 디지털 비디오 카메라를 제공할 수 있다.
도 21(C)에 나타내는 휴대 전화기는 본체(9101), 표시부(9102) 등을 포함하고 있다. 표시부(9102)에 본 발명의 표시장치를 적용할 수 있다. 그 결과, 시인성이 뛰어난 고화질의 화상을 표시할 수 있는 고성능의 휴대 전화기를 제공할 수 있다.
도 21(D)에 나타내는 휴대형 텔레비전 장치는 본체(9301), 표시부(9302) 등을 포함하고 있다. 표시부(9302)에 본 발명의 표시장치를 적용할 수 있다. 그 결과, 시인성이 뛰어난 고화질의 화상을 표시할 수 있는 고성능의 휴대형 텔레비전 장치를 제공할 수 있다. 또한, 휴대 전화기 등의 휴대 단말기에 탑재하는 소형의 텔레비전 장치로부터, 운반할 수 있는 중형의 텔레비전 장치, 또한, 대형(예를 들어, 40 인치 이상)의 텔레비전 장치까지 폭넓은 텔레비전 장치에 본 발명의 표시장치를 적용할 수 있다.
도 21(E)에 나타내는 휴대형 컴퓨터는 본체(9401), 표시부(9402) 등을 포함하고 있다. 표시부(9402)에 본 발명의 표시장치를 적용할 수 있다. 그 결과, 시인성이 뛰어난 고화질의 화상을 표시할 수 있는 고성능의 휴대형 컴퓨터를 제공할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 표시장치를 사용하여, 시인성이 뛰어난 고화질의 화상을 표시할 수 있는 고성능의 전자기기를 제공할 수 있다.
본 실시형태는 실시형태 1 내지 12 중의 어느 껏과도 적절히 자유롭게 조합될 수 있다.
[실시예 1]
본 실시예에서는, 본 발명에 사용한 반사 방지막의 광학 계산의 결과에 대하여 설명한다. 또한, 비교를 위해, 적층 구조의 반사 방지막의 광학 계산도 행하였다. 본 실시예에서는 표 1, 표 2, 및 도 26∼도 30을 사용하여 설명한다.
본 실시예에서의 계산은, 광학 장치용 광학 계산 시뮬레이터 FullWAVE(Rsoft Design Group사제)를 사용하여 행하였다. 반사율은 2차원 광학 계산에 의해 계산하였다.
비교예로서, 저굴절률층과 고굴절률층의 적층으로 형성한 다층 구조의 반사 방지막에서의 외광의 반사를 계산하였다. 비교예로서, 도 26에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(10)(n = 1.52, 반사율: 4%) 위에, 고굴절률층(11a)(n = 1.9)과 저굴절률층(11b)(n = 1.34)으로 이루어지는 반사 방지막(11)을 형성하고, 저굴절률층(11b)의 표면은 공기(12)(n = 1.0)에 노출되어 있다. 비교예의 구조, 각 굴절률, 두께를 표 1에 나타낸다.
| 구조 | 굴절률 | 두께[㎛] |
| 공기(12) | 1 | ∞ |
| 저굴절률층(11b)(Q : λ/4) | 1.34 | 0.103 |
| 고굴절률층(11a)(H : λ/2) | 1.9 | 0.145 |
| 유리 기판(10) | 1.52 | ∞ |
또한, 고굴절률층(11a)은, 광로 길이(실제 거리×굴절률)가 시감도가 높은 파장(λ) 550 nm의 4분의 1이 되도록 설정한 박막(이 박막을 Q: λ／4라고도 부른다)이고, 저굴절률층(11b)은, 광로 길이(실제 거리×굴절률)가 시감도가 높은 파장 550 nm의 2분의 1이 되도록 설정한 박막(이 박막을 H: λ／2라고도 부른다)이므로, 반사 방지막(11)은 소위 QH형 반사 방지막이다. 외광에 해당하는 광은 유리 기판(10) 및 반사 방지막(11)에 상방으로부터 공기를 통해 수직으로 입사하고, 유리 기판(10) 및 반사 방지막(11)에 의해 공기측에 반사되는 반사광을 모니터(14)로 검출하였다. 광원(13)으로부터 방사된 광은 공기층을 통과하고, 저굴절률층(11b), 고굴절률층(11a), 및 유리 기판(10)에 입사한다.
비교예에서의 파장과 반사율의 관계를 도 27에 나타낸다. 도 27에 나타내는 바와 같이, 가시광 영역에 대응하는 380 nm∼780 nm의 측정 파장 영역에서 반사율은 일정하지 않고, 파장 의존을 관찰할 수 있다. 대략 450 nm∼750 nm의 파장에서 반사율은 1% 이하인 반면, 450 nm 이하의 단파장 영역 및 750 nm 이상의 장파장 영역에서는 반사율이 증가하고 있다. 이러한 반사율의 증가는 450 nm 이하의 단파장, 또는 자외광에서 특히 현저하였다. 비교예와 같은 적층 구조의 경우, 가시광 영역에 대응하는 380 nm∼780 nm의 측정 파장 영역에서 균일한 저반사율을 얻는 것은 곤란하고, 550 nm 부근에서도 반사율을 약 1% 정도 밖에 저하시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
본 발명을 사용한, 표면에 볼록부들을 가지는 반사 방지막에서의 외광의 반사에 대하여 계산하였다. 본 실시예에서는, 시료 A1∼A8로서 복수의 인접한 원추형 볼록부를 사용하고, 각 볼록부는 도 28에 나타내는 바와 같이 바닥면에 수직인 단면이 이등변 삼각형이다. 도 28에서, 기판(20) 위에 볼록부(21) 및 볼록부들 사이의 공간을 채우는 보호층(22)이 제공되어 있다. 단면도에 나타내는 바와 같이, 각도 θ는 원추의 높이(H) 대 바닥면 직경(L)의 비에 의존하여 결정된다. 시료 A1∼A8은 원추의 높이(H) 대 바닥면 직경(L)의 비를 각각 29 : 1, 10 : 1, 9.5 : 1, 5.7 : 1, 4.1 : 1, 2.8 : 1, 2.4 : 1, 1.9 : 1로 하고, 각도 θ를 각각 89, 87.2, 87, 85, 83, 80, 78, 75(도)로 한다. 시료 A1∼A8에 입사하고, 볼록부들을 가진 반사 방지막으로부터 반사되는 외광에 대응하는 광의 반사율을 계산하였다. 표 2는 시료 A1∼A8의 단면에서의 각도(θ), 높이(H) : 직경(바닥변)(L), 높이(H) 및 직경(바닥변)(L)의 크기를 나타낸다.
| 볼록부 구조 | A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | A6 | A7 | A8 |
| θ[도] | 89 | 87.2 | 87 | 85 | 83 | 80 | 78 | 75 |
| H[㎛] | 2.864 | 1.022 | 0.954 | 0.572 | 0.407 | 0.284 | 0.235 | 0.187 |
| L[㎛] | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| H : L | 29 : 1 | 10 : 1 | 9.5 : 1 | 5.7 : 1 | 4.1 : 1 | 2.8 : 1 | 2.4 : 1 | 1.9 : 1 |
또한, 각 볼록부는 산소를 함유하는 질화규소로 형성되었다. 그의 굴절률을 광의 파장에 대하여 설정하고(예를 들어, 굴절률 1.48(파장 380 nm), 1.47(파장 550 nm), 1.46(파장 780 nm)), 볼록부들을 가지는 반사 방지막이 제공되는 기판은 유리 기판(굴절률 1.52)으로 하고, 보호층의 굴절률은 1.05로 하였다.
도 29는 외광의 파장과 시료 A1∼A8의 각 반사율의 관계를 나타낸다. 도 29에 나타내는 바와 같이, 시료 A1∼A5의 각 반사율은 측정한 가시광 파장 영역(380 nm∼700 nm)에서 약 0.4% 이하인 반면, 시료 A6∼A8의 반사율은 가시광 파장 영역에서 약 0.2% 이상이고, 파장에 따라서는 약 0.4%∼약 0.6%의 큰 값이 되었다. 도 30은 도 29의 결과를 각 볼록부의 경사변의 각도와 측정 파장에서의 평균 반사율의 관계로 나타내는 그래프이다. 시료 A1은 각도 89°, 시료 A2는 각도 87.2°, 시료 A3은 각도 87°, 시료 A4는 각도 85°, 시료 A5는 각도 83°, 시료 A6은 각도 80°, 시료 A7은 각도 78°, 시료 A8은 각도 75°를 가진다. 각도 84° 이상 90° 미만에서는 평균 반사율은 0.15% 이하인 것에 대하여, 각도 82°, 80°에서는 평균 반사율이 급격히 0.3% 부근까지 증가하고 있다. 이 결과로부터, 각 볼록부의 경사변의 각도가 84° 이상 90° 미만인 때, 외광의 반사를 0.15% 이하로 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 반사 방지막을 사용하면 높은 반사 방지 효과를 발휘하는 것을 확인할 수 있다.
[실시예 2]
본 실시예에서는, 본 발명을 사용한, 표면에 볼록부들을 가지는 반사 방지막에서의 외광의 반사에 대하여 계산하였다. 본 실시예를 표 3, 도 31 및 도 32를 참조하여 설명한다.
본 발명을 사용한, 표면에 볼록부들을 가지는 반사 방지막에서의 외광의 반사에 대하여 계산하였다. 본 실시예에서도, 실시예 1과 마찬가지로, 시료 B로서 복수의 인접한 원추형 볼록부를 사용하고, 각 볼록부는 도 28에 나타내는 바와 같이 바닥면에 수직인 단면이 이등변 삼각형이 된다. 단면도에 나타내는 바와 같이, 각도 θ는 원추의 높이(H) 대 바닥면 직경(L)의 비에 의존하여 결정된다. 시료 B1∼B6은 각각 1 ㎛, 1.5 ㎛, 2.0 ㎛, 2.25 ㎛, 2.5 ㎛, 3.0 ㎛의 원추 높이(H)를 가지고, 따라서, 원추 높이(H) 대 바닥면 직경(L)의 비가 10 : 1이고, 도 30에서 낮은 반사율을 나타낸 각도 θ가 87.2(도)로 일정하게 되도록, 바닥면 직경(L)을 각각 0.1 ㎛, 0.15 ㎛, 0.20 ㎛, 0.225 ㎛, 0.25 ㎛, 0.30 ㎛로 하였다. 시료 B1∼B6에 입사하고, 볼록부들을 가지는 반사 방지막에서 반사되는 외광에 대응하는 광의 반사율을 계산하였다. 표 3은 시료 B1∼B6의 단면에서의 각도(θ), 높이(H) : 직경(바닥변)(L), 높이(H) 및 직경(바닥변)(L)의 크기를 나타낸다.
| 볼록부 구조 | B1 | B2 | B3 | B4 | B5 | B6 |
| θ[도] | 87.2 | 87.2 | 87.2 | 87.2 | 87.2 | 87.2 |
| H : L | 10 : 1 | 10 : 1 | 10 : 1 | 10 : 1 | 10 : 1 | 10 : 1 |
| H[㎛] | 1.0 | 1.5 | 2 | 2.25 | 2.5 | 3 |
| L[㎛] | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.225 | 0.25 | 0.30 |
또한, 각 볼록부는 산소를 함유하는 질화규소로 형성되었다. 그의 굴절률을 광의 파장에 대하여 설정하고(예를 들어, 굴절률 1.48(파장 380 nm), 1.47(파장 550 nm), 1.46(파장 780 nm)), 볼록부들을 가지는 반사 방지막이 제공되는 기판은 유리 기판(굴절률 1.52)으로 하고, 보호층의 굴절률은 1.05로 하였다.
도 31은 외광의 파장과 시료 B1∼B6의 반사율의 관계를 나타낸다. 도 31에 나타내는 바와 같이, 시료 B1∼B6의 각 반사율은 측정한 가시광 파장 영역(380 nm∼780 nm)에서 약 0.2% 이하이었다. 도 32는 도 31의 결과를 각 볼록부의 경사변의 높이와 측정 파장에서의 평균 반사율의 관계로 나타내는 그래프이다. 시료 B1은 높이 1 ㎛, 시료 B2는 높이 1.5 ㎛, 시료 B3은 높이 2.0 ㎛, 시료 B4는 높이 2.25 ㎛, 시료 B5는 2.5 ㎛, 시료 B6은 3 ㎛ㄹ르 가진다. 평균 반사율은 높이 1 ㎛부터 3 ㎛에서는 약 0.1% 이하이다. 이 결과로부터, 각 볼록부의 경사변의 각도가 87.2°인 때, 외광의 반사는 높이 1 ㎛∼3 ㎛의 범위에서 약 0.1% 이하로 감소될 수 있고, 높은 반사 방지 효과를 발휘하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 각 볼록부가 1 ㎛∼3 ㎛의 높이를 가질 때, 그의 가시광 투광성이 저하되지 않는다.
[실시예 3]
본 실시예에서는, 본 발명을 사용한, 표면에 볼록부들을 가지는 반사 방지막에서의 외광의 반사에 대하여 계산하였다. 본 실시예를 표 4, 및 도 33∼도 35를 참조하여 설명한다.
본 발명을 사용한, 표면에 볼록부들을 가지는 반사 방지막에서의 외광의 반사에 대하여 계산하였다. 본 실시예에서는, 시료 C1∼C7로서, 상면을 가지는 복수의 인접한 원추형 볼록부를 사용하고, 각 볼록부는 도 33에 나타내는 바와 같이 바닥면에 수직인 단면이 사다리꼴이 된다. 도 33에서, 볼록부(31) 및 볼록부들 사이의 공간을 채우는 보호층(32)이 기판(30) 위에 제공되어 있다. 단면도에 나타내는 바와 같이, 각 사다리꼴의 높이는 1 ㎛로 하고, 각도 θ는 상면 직경(상변(a)라고 한다)과 바닥면 직경(바닥변(b)라고 한다)의 비에 의존하여 결정된다. 시료 C1∼C7은 상변(a) 대 바닥변(b)의 비를 각각 0, 0.05, 0.075, 0.1, 0.125, 0.15, 0.2로 하였다. 시료 C1∼C7에 입사하고 볼록부들을 가지는 반사 방지막에서 반사되는 외광에 대응하는 광의 반사율을 계산하였다. 표 4는 시료 C1∼C7의 단면에서의 상변(a) 대 바닥변(b)의 비를 나타낸다.
| 볼록부 구조 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 |
| a/b | 0 | 0.05 | 0.075 | 0.1 | 0.125 | 0.15 | 0.2 |
또한, 각 볼록부는 산소를 함유하는 질화규소로 형성되었다. 그의 굴절률을 광의 파장에 대하여 설정하고(예를 들어, 굴절률 1.48(파장 380 nm), 1.47(파장 550 nm), 1.46(파장 780 nm)), 볼록부들을 가지는 반사 방지막이 제공되는 기판은 유리 기판(굴절률 1.52)으로 하고, 보호층의 굴절률은 1.05로 하였다.
도 34는 외광의 파장과 시료 C1∼C7의 반사율의 관계를 나타낸다. 도 34에 나타내는 바와 같이, 시료 C1∼C7의 각 반사율은 측정한 가시광 파장 영역(380 nm∼780 nm)에서 약 0.7% 이하이었다. 도 35는 도 34의 결과를 상변(a) 대 바닥변(b)의 비를 나타내는 상변(a)/바닥변(b)과 측정 파장에서의 평균 반사율의 관계로 나타내는 그래프이다. 시료 C1은 바변(a)/바닥변(b)이 0, 시료 C2는 0.05, 시료 C3은 0.075, 시료 C4는 0.1, 시료 C5는 0.125, 시료 C6은 0.15, 시료 C7는 0.2이었다. 비율 0부터 0.2까지에서는 평균 반사율은 약 0.7% 이하이다. 이 결과로부터, 상면과 바닥면을 가지는 볼록부에서, 상변 대 바닥변의 비가 0.2 이하일 때 외광의 반사가 약 0.7% 이하로, 평균 반사율이 약 0.5% 이하로 감소될 수 있고, 높은 반사 방지 효과를 발휘하는 것을 확인할 수 있다.
Claims (8)
- 표시장치로서,
제1 투광성 기판;
상기 제1 투광성 기판 위의 트랜지스터;
상기 트랜지스터 위의 제2 투광성 기판;
상기 제2 투광성 기판 위의 제1 볼록부 및 제 2 볼록부;
상기 제2 투광성 기판 위의 보호층을 포함하고,
상기 제1 볼록부가 포함하는 재료는 상기 제2 투광성 기판이 포함하는 재료와 상이하고,
상기 제2 볼록부가 포함하는 재료는 상기 제2 투광성 기판이 포함하는 재료와 상이하고,
상기 제1 볼록부의 바닥면과 상기 제2 볼록부의 바닥면은 간격을 두고 제공되고,
상기 보호층은 상기 제1 볼록부의 상기 바닥면과 상기 제2 볼록부의 상기 바닥면 사이에 제공되는 영역을 포함하는, 표시장치. - 표시장치로서,
제1 투광성 기판;
상기 제1 투광성 기판 위의 트랜지스터;
상기 트랜지스터 위의 제2 투광성 기판;
상기 제2 투광성 기판 위의 제1 볼록부 및 제 2 볼록부;
상기 제2 투광성 기판 위의 보호층을 포함하고,
상기 제1 볼록부가 포함하는 재료는 상기 제2 투광성 기판이 포함하는 재료와 상이하고,
상기 제2 볼록부가 포함하는 재료는 상기 제2 투광성 기판이 포함하는 재료와 상이하고,
상기 제1 볼록부의 바닥면과 상기 제2 볼록부의 바닥면은 분리되어 있고,
상기 보호층은 상기 제1 볼록부의 상기 바닥면과 상기 제2 볼록부의 상기 바닥면 사이에 제공되는 영역을 포함하는, 표시장치. - 표시장치로서,
제1 투광성 기판;
상기 제1 투광성 기판 위의 트랜지스터;
상기 트랜지스터 위의 제2 투광성 기판;
상기 제2 투광성 기판 위의 제1 볼록부 및 제 2 볼록부;
상기 제2 투광성 기판 위의 보호층을 포함하고,
상기 제1 볼록부가 포함하는 재료는 상기 제2 투광성 기판이 포함하는 재료와 상이하고,
상기 제2 볼록부가 포함하는 재료는 상기 제2 투광성 기판이 포함하는 재료와 상이하고,
상기 제1 볼록부의 바닥면은 상기 제2 볼록부의 바닥면과 접촉하고 있지 않고,
상기 보호층은 상기 제1 볼록부의 상기 바닥면과 상기 제2 볼록부의 상기 바닥면 사이에 제공되는 영역을 포함하는, 표시장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 볼록부는 인듐, 주석, 및 산소를 포함하고,
상기 제2 볼록부는 인듐, 주석, 및 산소를 포함하는, 표시장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 볼록부는 아연과 산소를 포함하고,
상기 제2 볼록부는 아연과 산소를 포함하는, 표시장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 볼록부는 인듐, 아연, 및 산소를 포함하고,
상기 제2 볼록부는 인듐, 아연, 및 산소를 포함하는, 표시장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 표시장치를 포함하는 전계발광 표시장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 표시장치 구성을 포함하는 전자기기로서,
상기 전자기기는 텔레비전 장치, 휴대 전화 장치, 휴대형 정보 단말기, 및 휴대형 게임기로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것인, 전자기기.
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