KR20040029252A - 발광 장치, 디스플레이 유닛 및 조명 유닛 - Google Patents
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Abstract
발광 장치는 광원체 및 복수의 공진층을 구비한다. 광원체는 광을 생성한다. 복수의 공진층 각각은 소정의 파장을 갖는 광을 공진시킨다. 공진층에 의해 공진된 광의 파장 각각은 공진층에 의해 공진된 광의 적어도 하나의 다른 파장과 서로 다르다.
Description
본 발명은 발광 장치, 디스플레이 유닛 및 조명 유닛에 관한 것이다.
반사 액정 디스플레이 유닛, 전도 액정 디스플레이 유닛, 및 반-전도 액정 디스플레이 유닛은 이전에 제안되었다 (예를 들어, 일본 미심사청구 공개 특허 No.10-78582). 전도 액정 디스플레이 유닛 및 반-전도 액정 디스플레이 유닛에서, 유기 전자 발광, (이하, "EL") 장치가 백라이트 (광원) 로서 사용되었다. 또한, 백라이트의 변형물이 이전에 제안되었다 [예를 들어, Jiro Yamada, Takashi Hirano, Yuichi lwase, and Tatsuya Sasaoka, "Micro Cavity Structure for FullColor AM-OLED Displays", The Ninth International Workshop on Active-Matrix Liquid-Crystal Displays-TFT Technologies and Related Materials (AM-LCD '02) Digest of Technical Papers, sponsored by the Japan Society of Applied Physics, July 10, 2002, p.77-80].
본 발명은 광학 공진에 의해 광원체로부터 방출되는 복수의 소정의 컬러를 갖는 광을 증폭하고 그 증폭된 광을 추출할 수 있는 발광 장치, 디스플레이 유닛 및 조명 유닛을 제공한다.
본 발명에 따르면, 발광 장치는 광원체 및 복수의 공진층을 구비한다. 광원체는 광을 생성한다. 복수의 공진층 각각은 소정의 파장을 갖는 광을 공진시킨다. 공진층에 의해 공진된 광의 파장 각각은 공진층에 의해 공진된 광의 적어도 하나의 다른 파장과 서로 다르다.
또한, 본 발명은 액정 디스플레이 패널 및 발광 장치를 구비하는 디스플레이 유닛을 제공한다. 발광 장치는 백라이트로서 기능하도록 액정 디스플레이 패널의 후부에 근접하게 배열된다. 발광 장치는 광을 생성하는 광원체 및 복수의 공진층을 구비한다. 복수의 공진층 각각은 소정의 파장을 갖는 광을 공진시킨다. 공진층에 의해 공진된 광의 파장 각각은 공진층에 의해 공진된 광의 적어도 하나의 다른 파장과 서로 다르다.
또한, 본 발명은 광원으로서 발광 장치를 구비하는 조명 유닛을 제공한다. 발광 장치는 광을 생성하는 발광 장치 및 복수의 공진층을 구비한다. 복수의공진층 각각은 소정의 파장을 갖는 광을 공진시킨다. 공진층에 의해 공진된 광의 파장 각각은 공진층에 의해 공진된 광의 적어도 하나의 다른 파장과 서로 다른다.
본 발명의 특징을 첨부한 청구범위에 설명한다. 본 발명의 목적 및 이점을 첨부한 도면과 함께 바람직한 실시형태를 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 액정 디스플레이 유닛의 횡단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 백라이트의 부분-확대된 횡단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 유기 EL층으로부터 방출되는 광 및 백라이트로부터 나가는 광의 스펙트럼을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 제 1의 또 다른 바람직한 실시형태에 따른 백라이트의 부분-확대된 횡단면도.
도 5는 본 발명의 제 3의 또 다른 바람직한 실시형태에 따른 백라이트의 부분-확대된 횡단면도.
도 6은 본 발명의 제 4의 또 다른 바람직한 실시형태에 따른 백라이트의 부분-확대된 횡단면도.
도 7은 본 발명의 제 6의 또 다른 바람직한 실시형태에 따른 백라이트의 부분-확대된 횡단면도.
도 8은 본 발명의 제 8의 또 다른 바람직한 실시형태에 따른 액정 디스플레이 유닛의 부분-확대된 횡단면도.
도 9는 제 10의 또 다른 바람직한 실시형태의 액정 디스플레이 유닛의 횡단면도.
도 10A는 제 14의 또 다른 바람직한 실시형태의 광학 공진기의 횡단면도.
도 10B는 제 14의 또 다른 바람직한 실시형태의 광학 공진기들의 횡단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
11 : 액정 디스플레이 유닛 12 : 액정 패널
13 : 백라이트 14, 15 : 기판
16 : 액정 17, 20 : 투명 전극
18, 21 : 편광판 19 : 컬러 필터
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 도 1 내지 4를 참조하여 설명한다. 본 발명은 수동 매트릭스 모드를 사용하는 액정 디스플레이 유닛에 적용된다. 도 1은 액정 디스플레이 유닛의 횡단면도이다. 도 2는 백라이트의 부분-확대된 횡단면도이다. 도 1 및 2에서, 각 부재의 두께 비율은 명확하게 나타내기 위해 정확하게 도시하지 않았다.
도 1에 도시한 바와 같이, 액정 디스플레이 유닛 (11) 또는 디스플레이 유닛은 수동 매트릭스 모드를 사용하는 액정 패널 (12) 또는 전도 액정 디스플레이, 및 백라이트 (13) 를 갖는다.
액정 패널 (12) 은 한 쌍의 투명 기판 (14 및 15) 을 구비한다. 기판 (14 및 15) 은 기판 (14 및 15) 사이의 소정의 간격을 유지하기 위해 밀봉재 (15a) 에 의해 서로 분리된다. 액정 (16) 은 기판 (14 및 15) 사이에 배열된다. 예를 들어, 기판 (14 및 15) 은 유리로 이루어진다. 기판 (14) 은 백라이트 (13) 에 근접하게 배열된다. 복수의 투명 전극 (17) 이 액정 (16) 에 대응하는 기판 (14) 의 표면상에 형성되어, 평형 스트라이프 형상을 형성한다. 편광판(18) 이 액정 (16) 의 반대측의 기판 (14) 의 표면상에 형성된다.
또한, 액정 패널 (12) 은 컬러 필터 (19), 및 컬러 필터 (19) 에 의해 초래되는 요철을 평탄화시키는 평탄막 (19a) 을 구비한다. 컬러 필터 (19) 및 평탄막 (19a) 은 액정 (16) 에 대응하는 기판 (15) 의 표면상에 형성된다. 투명 전극 (20) 이 평탄막 (19a) 상에 형성되어 전극 (17) 에 수직인 방향으로 확장한다. 편광판 (21) 은 전극 (20) 이 형성된 기판 (15) 의 표면에 반대인 기판 (15) 의 표면상에 형성된다. 전극 (17 및 20) 은 ITO (인듐 주석 산화물) 로 이루어진다. 전극 (17 및 20) 의 교차점은 액정 패널 (12) 의 서브 픽셀을 형성한다. 서브 픽셀은 매트릭스를 형성하도록 배열된다. R (적색), G (녹색) 및 B (청색) 에 각각 대응하는 3개의 서브 픽셀이 픽셀을 구성한다. 서브 픽셀은 전극 (17) 을 스캐닝함으로써 디스플레이하기 위해 각 라인에서 구동될 수 있다.
도 1 및 2에 도시한 바와 같이, 백라이트 (13) 는 발광 장치이다. 백라이트 (13) 는 기판, 및 유기 EL 재료를 포함하는 유기 EL층을 갖는 유기 EL 장치 (23) 를 구비한다. 유기 EL 장치 (23), 또는 광을 생성하는 광원체가 기판 (22) 상에 형성된다. 기판 (22) 이 액정 패널 (12) 에 근접하게 위치되도록 백라이트 (13) 가 배열된다. 즉, 백라이트 (13) 는 액정 패널 (12) 의 후부에 배열된다. 백라이트 (13) 는 광이 기판 (22) 측으로부터 나가는 하부 방출형 백라이트이다. 기판 (22) 은 유리로 이루어진다.
제 1 전극 (24), 유기 EL 재료를 포함하는 유기 EL층 (25) 및 제 2 전극 (26) 이 유기 EL 장치 (23) 를 구성하기 위해 상기 순서로 기판 (22) 상에 층을 이룬다. 제 1 전극 (24), 유기 EL층 (25) 및 제 2 전극 (26) 은 평면이다. 제 1 전극 (24), 유기 EL층 (25) 및 제 2 전극 (26) 은 액정 패널 (12) 의 동일한 형상 및 동일한 크기로 정의되어서, 백라이트 (13) 의 전체 영역에서의 광이 액정 패널 (12) 의 전체 영역에 충돌할 수 있다.
버퍼층 (27) 이 제 2 전극 (26) 상에 층을 이루고, 반사체와 같은 반사 미러 (28) 가 버퍼층 (27) 상에 층을 이룬다. 버퍼층 (27) 및 반사 미러 (28) 는 평면이다. 버퍼층 (27) 및 반사 미러 (28) 는 액정 패널 (12) 의 동일한 형상 및 동일한 크기로 정의된다.
유기 EL 장치 (23) 는 공기와 접촉하지 않도록 패시베이션 막 (29) 으로 커버된다. 이 바람직한 실시형태에서, 패시베이션 막 (29) 은 제 1 전극 (24), 유기 EL층 (25), 제 2 전극 (26) 및 버퍼층 (27) 의 모든 단부 표면, 및 반사 미러 (28) 의 표면을 커버하도록 형성된다. 패시베이션 막 (29) 은 물이 스며들지 않는 재료, 예를 들어, 실리콘 질화물 (SiNx) 및 실리콘 산화물 (SiOx) 로 이루어진다.
예를 들어, 유기 EL층 (25) 은 홀 주입층, 발광층 및 전자 주입층을 구비하는 적어도 3개의 층을 갖는 공지된 구조를 갖는다. 홀 주입층, 발광층 및 전자 주입층은 제 1 전극 측으로부터 상기 순서로 층을 이룬다. 유기 EL층 (25) 은 백색 발광층으로 구성된다.
제 1 및 제 2 전극 (24 및 26) 은 부분적으로 광을 반사하는 하프 (half) 미러로서 기능하도록 형성된다. 제 1 및 제 2 전극 (24 및 26) 각각은 광 통과성을 갖도록 30nm 이하의 두께로 형성된다. 바람직한 실시형태에서, 제 1 전극 (24) 은 애노드로서 기능하고, 제 2 전극 (26) 은 캐소드로서 기능한다. 제 1 및 제 2 전극 (24 및 26) 은 금속으로 이루어진다. 바람직한 실시형태에서, 제 1 전극 (24) 은 크롬으로 이루어지고, 제 2 전극 (26) 은 알루미늄으로 이루어진다. 버퍼층 (27) 은 투명 재료로 이루어진다. 바람직한 실시형태에서, 버퍼층 (27) 은 산화막, 특히, 실리콘 산화물로 이루어진다. 반사 미러 (28) 는 통과성을 갖지 않고 광을 전반사한다. 또한, 반사 미러는 금속, 바람직한 실시형태에서는 알루미늄으로 이루어진다.
도 2에 도시한 바와 같이, 백라이트 (13) 에서, 유기 EL층 (25) 은 서로 대면하는 제 1 전극 (24) 의 표면 (24a) 과 제 2 전극 (26) 의 표면 (26a) 사이에서 샌드위치된다. 반사 표면으로서 표면 (24a 및 26a) 및 유기 EL층 (25) 은 제 1 공진층 (31) 을 구성한다. 버퍼층 (27) 은 서로 대면하는 제 2 전극 (26) 의 표면 (26b) 과 반사 미러 (28) 의 표면 (28a) 사이에서 샌드위치된다. 반사 표면으로서 표면 (26b 및 28a) 및 버퍼층 (27) 은 제 2 공진층 (32) 을 구성한다. 반사 표면으로서 표면 (24a 및 28a), 유기 EL층 (25), 제 2 전극 (26) 및 버퍼층 (27) 은 제 3 반사층 (33) 을 구성한다. 유기 EL층 (25), 제 2 전극 (26) 및 버퍼층 (27) 은 제 3 반사층 (33) 의 표면 (24a 및 28a) 사이에서 샌드위치된다. 상기 언급한 바와 같이, 공진층 (31-33) 각각에서, 2개 반사체의 표면은 서로로부터 특정한 거리로 대면한다. 또한, 제 1 및 제 2 전극 (24 및 26) 이 반투명반사체이기 때문에, 적어도 하나의 반사체는 공진층 (31-33) 각각에서 반투명 반사체이다. 제 1, 제 2 및 제 3 공진층 (31-33) 은 제 1, 제 2 및 제 3 공진층 (31-33) 이 오버랩하는 오버랩핑 방향으로 서로 근접하게 형성된다. 제 1 전극 (24) 은 제 1 및 제 3 공진층 (31 및 33) 에 대한 반사체로서 기능한다. 제 2 전극 (26) 은 제 1 및 제 2 공진층 (31 및 32) 에 대한 반사체로서 기능한다. 반사 미러는 제 2 및 제 3 공진층 (32 및 33) 에 대한 반사체로서 기능한다.
상기 언급한 바와 같이, 백라이트는 광이 출력되는 광 출력측 또는 제 1 측으로부터 차례로 제 1 전극 (24) 또는 제 1 반사체, 제 2 전극 (26) 또는 제 2 반사체, 및 반사 미러 (28) 또는 제 3 반사체를 구비한다. 제 1 전극 (24) 은 광출력측에 배열된다. 제 2 전극 (26) 은 광 출력측에 반대인 제 2 측에서 제 1 전극 (24) 에 근접하게 배열된다. 반사 미러 (28) 는 제 2 측에서 제 2 전극 (26) 에 근접하게 배열된다. 즉, 제 1 및 제 2 전극 (24 및 26) 과 반사 미러 (28) 는 오버래핑 방향, 즉, 제 1 및 제 2 전극 (24 및 26) 과 반사 미러 (28) 가 오버랩하는 방향으로 배열된다. 제 2 전극 (26) 의 표면 (26a 및 26b) 모두는 반사 표면이다. 표면 (26a) 은 제 1 전극 (24) 의 반사 표면인 표면 (24a) 에 대면한다. 표면 (26b) 은 반사 미러 (28) 의 반사 표면인 표면 (28a) 에 대면한다.
이 바람직한 실시형태에서, 파장 (λ1) 은 제 1 공진층 (31) 에 의해 공진된 제 1 광의 파장을 나타낸다. 파자 (λ2) 은 제 2 공진층 (32) 에 의해 공진된 제 2 광의 파장을 나타낸다. 파장 (λ3) 은 제 3 공진층 (33) 에 의해 공진된제 3 광의 파장을 나타낸다. 또한, 두께 (t1) 는 제 1 공진층 (31) 의 두께를 나타내고, 두께 (t2) 는 제 2 공진층 (32) 의 두께를 나타내고, 두께 (t3) 는 제 3 공진층 (33) 의 두께를 나타낸다. 두께 (t1) 는 반사 표면이고 서로 대면하는, 제 1 전극 (24) 의 표면 (24a) 과 제 2 전극 (26) 의 표면 (26a) 사이의 거리에 대응한다. 두께 (t2) 는 반사 표면이고 서로 대면하는, 제 2 전극 (26) 의 표면 (26b) 과 반사 미러 (28) 의 표면 (28a) 사이의 거리에 대응한다. 두께 (t3) 는 반사 표면이고 서로 대면하는, 제 1 전극 (24) 의 표면 (24a) 과 반사 미러 (28) 의 표면 (28a) 사이의 거리에 대응한다. 또한, 두께 (t1) 는 파장 ( λ1) 을 갖는 제 1 광을 공진시키는, 제 1 및 제 2 전극 (24 및 26) 사이의 거리에 대응한다. 두께 (t2) 는 파장 (λ2) 을 갖는 제 2 광을 공진시키는, 제 2 전극 (26) 과 반사 미러 (28) 사이의 거리에 대응한다. 두께 (t3) 는 파장 (λ3) 을 갖는제 3 광을 공진시키는, 제 1 전극 (24) 과 반사 미러 (28) 사이의 거리에 대응한다.
두께 (t1, t2, 및 t3) 는 공진층 (31-33) 에 의해 각각 공진된 제 1, 제 2 및 제 3 광의 파장이 자연수로 승산된 길이와 동일하도록 각각 결정된다. 즉, 아래의 수식 (1) 내지 (3) 이 충족된다.
t1 = (m1 ×λ1)/2 (1)
t2 = (m2 ×λ2)/2 (2)
t3 = (m3 ×λ3)/2 (3)
여기서, m1, m2 및 m3는 자연수이다.
이 바람직한 실시형태에서, 공진층 (31-33) 은 파장 (λ3) 이 아래의 수식 (4) 내지 (6) 을 충족시키도록 형성된다.
t1 = (n1 ×λ1)/2 (4)
t2 = (n2 ×λ2)/2 (5)
t1 + t2 = (n3 ×λ3)/2 (6)
여기서, n1, n2 및 n3는 자연수이다.
즉, 제 1 공진층 (31) 의 두께 (t1) 와 제 2 공진층 (32) 의 두께 (t2) 의 합은 실제로 제 3 공진층 (33) 의 두께 (t3) 와 동일하다.
바람직한 실시형태에서, 제 1 공진층 (31) 은 B 광을 공진시키고, 제 2 공진층 (32) 은 G 광을 공진시키고, 제 3 공진층 (33) 은 R 광을 공진시킨다. 파장 (λ1) 은 B 광의 파장이고, 파장 (λ2) 은 G 광의 파장이고, 파장 (λ3) 은 R 광의 파장이다. 이 바람직한 실시형태에서, n1, n2 및 n3는 3, 1 및 3과 동일하게 각각 결정된다.
상기 언급한 바와 같이, 공진에 의해 증폭되는 광의 파장 (λ1, λ2 및 λ3) 은 B, G 및 R에 대응하는 목표 파장과 동일하게 각각 결정된다.
증폭되는 B, G 및 R 광의 파 범위는 아래의 바람직한 범위로부터 각각 선택된다.
λ1(B) = 430nm ~ 500nm;
λ2(G) = 520nm ~ 560nm; 및
λ3(R) = 570nm ~ 650nm.
가시광 범위의 종단에 위치하는 R 및 B 광의 파 범위가 다른 컬러의 파 범위 보다 일반적으로 더 넓기 때문에, R 및 B의 파 범위는 G 광의 파 범위 보다 더 넓다. G 광의 파 범위는 가시광 범위의 중간에 위치한다. 파장이 G 광 범위 주위에서 약간 변화할 때, 광의 컬러는 노란색 또는 연한 청색으로 변화한다. 따라서, G 광 범위의 폭은 40nm인데, 이것은 좁다. 자연광에서 컬러와 파장 사이의 관계는 액정 디스플레이 유닛 및 TV에서의 컬러와 파장 사이의 관계와는 다르기 때문에, R 광 범위는 자연광의 R 광 범위에 비교하여 단파장을 포함하도록 결정된다.
상기 구성된 백라이트 (13) 는 다음과 같은 순서로 기판 (22) 상에 제 1 전극(24), 유기 EL층 (25), 제 2 전극 (26), 버퍼층 (27), 반사 미러 (28) 및 패시베이션 막 (29) 의 증착에 의해 제조된다.
다음으로, 상기 구성된 액정 디스플레이 유닛 (11) 의 기능을 설명한다. 도면에 도시하지 않은 드라이브 제어 장치가 전극 (17 및 20) 사이의 액정 패널 (12) 에 전압을 인가하여서, 소망하는 픽셀이 통과될 수 있다.
그 동안에, 백라이트 (13) 가 스위치 온될 때, 드라이브 제어 장치는 제 1 및 제 2 전극 (24 및 26) 사이의 백라이트 (13) 에 전압을 인가하고, 유기 EL 장치 (23) 는 복수의 컬러를 포함하는 백색광을 방출한다. 도 3에서, 2점 쇄선으로 표시된 제 1 라인 (37) 은 유기 EL층 (25) 으로부터 방출된 백색광의 스펙트럼을 나타낸다.
제 1 공진층 (31) 의 표면 (24a 및 26a) 에 의해 반사되는, 유기 EL층 (25)으로부터 방출되는 광이 있다. 두께 (t1) 는 상기 광의 1/2 파장이 자연수와 승산되는 값과 동일하다. 이 경우에, B 광이 제 1 공진층 (31) 에 의해 공진되고 증폭된다. B 광은 백색광의 B 광으로부터의 공진에 의해 증폭된다. 증폭된 B 광은 하프 미러로서 기능하도록 형성되는 제 1 전극 (24) 을 통해 기판으로부터 나가고, 액정 패널 (12) 에 도달한다.
하프 미러로서 기능하도록 형성된 제 2 전극 (26) 을 통과하고 제 2 공진층 (32) 의 표면 (28a 및 26b) 에 의해 반사되는, 유기 EL (25) 로부터 방출되는 광이 있다. 두께 (t2) 는 상기 광의 1/2 파장이 자연수와 승산되는 값과 동일하다. 이 경우에, G 광이 제 2 공진층 (32) 에 의해 공진되고 증폭된다. 증폭된 G 광은 제 2 전극 (26), 유기 EL층 (25) 및 제 1 전극 (24) 을 통해 나가고, 액정 패널 (12) 에 도달한다.
제 3 공진층 (33) 의 표면 (24a 및 28a) 에 의해 반사되는, 유기 EL층 (25) 으로부터 방출되는 광이 있다. 두께 (t3) 는 상기 광의 1/2 파장이 자연수와 승산되는 값과 동일하다. 이 경우에, R 광이 제 3 공진층 (33) 에 의해 공진되고 증폭된다. 증폭된 R 광은 기판 (22) 으로부터 나가고 액정 패널 (12) 에 도달한다. 도 3에서, 실선으로 표시된 제 2 라인 (38) 기판 (22) 으로부터 나가는 광의 스펙트럼을 나타낸다. 제 2 라인 (38) 으로 도시한 바와 같이, R (λ1), G (λ2) 및 B (λ3) 광의 양은 뚜렷하게 분리된다. 제 2 스펙트럼 라인 (38) 의 R, G 및 B 광량의 피크가 제 1 스펙트럼 라인 (37) 에서 보다 더 높다는 점에서 알 수 있는 바와 같이, 공진된 R, G 및 B 광은 백색광의 R, G 및 B 광으로부터 증폭된다.
제 2 라인 (38) 으로 도시한 스펙트럼을 갖고 액정 패널 (12) 에 도달한 광에서, 통가될 수 있는 서브-픽셀로 향하는 광만이 액정 패널 (12) 의 광 출력측에 나타난다. 동시에, 광은 도시하지 않은 R (적색), G (녹색) 또는 B (청색) 의 서브 픽셀을 컬러 필터 (19) 에서 통과하고, 이들 컬러 (R, G 및 B) 의 결합은 소망하는 컬러를 만든다. 이러한 방식으로, 이미지가 전도 모드로 디스플레이된다.
반사 모드에서, 백라이트 (13) 는 스위치 오프되고, 드라이브 제어 장치는 제 1 및 제 2 전극 (24 및 26) 사이의 백라이트 (13) 로의 전압 인가를 턴 오프하고, 유기 EL 장치 (23) 는 방출을 중지한다. 이 상태에서, 주위의 광이 액정 패널 (12) 을 통해 백라이트 (13) 로 들어간다. 주위의 광은 제 1 및 제 2 전극 (24 및 26) 과 반사 미러 (28) 에 의해 반사되고 액정 패널 (12) 에 도달한다. 제 1 전극 (24) 을 통과하고 유기 EL층 (25) 에 도달하는 주위의 광에서, B, R 및 G 광은 제 1, 제 2 및 제 3 공진층 (31-33) 에 의해 각각 공진되고 액정 패널 (12) 을 통해 이동한다.
상기 언급한 바와 같이, 액정 디스플레이 유닛 (11) 에서, R, G 및 B 컬러에 대응하는 파장을 갖는 광을 공진시키는 광학 공진 미러의 구조가 유기 EL 백라이트, 또는 백라이트 (13) 에 삽입된다. R, G 및 B 광의양이 뚜렷하게 분리되는, 방출 패턴을 나타내는 제 2 라인 (38) 에 의해 표시된 스펙트럼이 도 3에 도시된 바와 같이 얻어진다. 따라서, 액정 패널(12) 의 컬러 필터 (19) 에서의 광 송신의 감소가 감소되고, 밝은 디스플레이가 얻어진다. 또한, 색도가 개선된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 이하의 유리한 효과가 얻어진다.
(1) 백라이트 (13) 는 광원체 (유기 EL 장치 (23)) 및 제 2 공진층 (32) 을 구비한다. 또한, 유기 EL 장치 (23) 가 제 1 공진층 (31) 으로서 형성되고, 백라이트 (13) 가 복수의 공진층을 구비한다. 따라서, 복수의 컬러를 갖는 광이 공진될 수 있고, 증폭될 수 있고, 백라이트 (13) 로부터 나갈 수 있어서, 휘도를 개선시킨다.
(2) 광원체 (유기 EL 장치 (23)) 가 백색광을 방출한다. 따라서, 제 1, 제 2 및 제 3 공진층 (31-33) 에 의해 증폭되는 광의 특정 파장이 랜덤하게 선택되기 때문에, 컬러를 변환시키는 추가의 층을 제공할 필요성이 없다.
(3) 광원체는 유기 EL 장치 (23) 이다. 따라서, 광원체가 비-유기 EL 장치인 경우와 비교하여, 동작 전압이 낮다.
(4) 유기 EL층 (25) 이 제 1 공진층 (31) 뿐만 아니라 제 3 공진층 (33) 의 일부와 결합된다. 따라서, 유기 EL층 (25) 이 제 1 및 제 3 공진층 (31 및 33) 으로부터 개별적으로 제공되는 경우와 비교하여, 발광 장치, 또는 백라이트 (13) 의 두께가 감소된다.
(5) 제 1, 제 2 및 제 3 공진층 (31-33) 이 서로 다른 파장을 갖는 광을 공진하도록 형성된다. 따라서, 복수의 소정의 컬러를 갖는 광이 공진에 의해 증폭될 수 있고 백색광으로부터 추출할 수 있다.
(6) 제 1 및 제 2 공진층 (31 및 32) 이 오버래핑 방향으로 서로 근접하도록형성된다. 제 1 및 제 2 공진층 (31 및 32) 은 서로 다른 파장을 갖는 광을 공진시키기 위해 서로 다른 두께로 형성될 필요성이 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 공진층 (31 및 32) 이 오버랩하지 않고 가로 방향으로 배열되고, 즉, 각 공진기가 다중 영역으로 분할되고, 광이 디스플레이 유닛 (11) 으로부터 출력되는 광 출력 방향에 대해 수직인 방향으로 공통 기판상에 배치되는 구성을 가정하면, 공통 기판상에서 서로 다른 두께로 제 1 및 제 2 공진층 (31 및 32) 을 형성하는 것이 곤란하다. 그러나, 오버랩하도록 제 1 및 제 2 공진층 (31 및 32) 을 형성함으로써 서로 다른 두께로 제 1 및 제 2 공진층 (31 및 32) 을 형성하는 것을 용이하다. 그 동안에, 제 1 및 제 2 공진층 (31 및 32) 이 오버랩하지 않고 가로 방향으로 배열될 때, 광의 단일 파장만이 제 1 및 제 2 공진층(31 및 32) 의 각 영역에서 증폭된다. 예를 들어, B 광은 제 1 공진층 (31) 이 형성된 특정 영역으로부터는 추출되지만, 제 2 공진층 (32) 이 형성된 상이한 영역에서는 추출되지 않는다. 따라서, 효율적으로 활용되는 광이 백라이트의 전체 영역에서 제한된다. G 광에서도, 효율적으로 활용되는 광이 동일한 방식으로 제한된다. 그러나, 제 1 및 제 2 공진층 (31 및 32) 이 오버랩하도록 형성될 때, B 광 및 G 광이 광원의 전체 영역에서 광원으로부터 방출된 광으로부터 추출된다. 따라서, 광원으로부터 방출된 광이 더욱 효율적으로 활용된다.
(7) 제 1, 제 2 및 제 3 공진층 (31-33) 각각에서, 오버래핑 방향으로 서로 떨어져 형성된 2개의 반투명 반사체의 표면은 서로 대면한다. 제 1, 제 2 및 제 3 공진층 (31-33) 각각은 2개의 반사체 표면 사이의 간격이 공진된 광의 1/2 파장이 자연수와 승산되는 길이와 동일하도록 결정함으로써 간단한 구조로 형성될 수 있다.
(8) 제 1 공진층 (31) 의 반사체인 제 1 전극 (24) 은 제 3 공진층 (33) 의 반사체와 결합된다. 또한, 제 2 공진층 (32) 의 반사체인 반사 미러 (28) 는 제 3 공진층 (33) 의 반사체와 결합된다. 또한, 제 1 공진층 (31) 의 반사체인 제 2 전극 (26) 은 제 2 공진층 (32) 의 반사체와 결합된다. 따라서, 반사체의 수가 상대적으로 증가하지 않는다.
(9) 제 1 및 제 2 전극 (24 및 26) 은 하프 미러로서 기능하도록 형성되고 제 1 공진층 (31) 의 반사체와 결합된다. 따라서, 백라이트 (13) 의 두께가 감소된다.
(10) 3개의 공진층이 상기 수식 (1) 내지 (3) 을 충족시키도록 각 반사체를 형성함으로써 형성되고, 3종류의 광이 증폭된다.
(11) 파장 (λ1, λ2 및 λ3) 및 자연수 (n1, n2 및 n3) 가 상기 수식 (4) 내지 (6) 을 충족시키도록 결정되기 때문에, 3종류의 광이 3개 반사체와 증폭될 수 있다. 따라서, 발광 장치의 두께가 작아질 수 있고, 광 송신의 감소가 감소될 수 있다. 또한, 제 3 공진층 (33) 이 오버래핑 방향으로 서로 근접한 제 1 및 제 2 공진층 (31 및 32) 을 활용함으로써 용이하게 형성될 수 있다.
(12) 제 1, 제 2 및 제 3 공진층 (31-33) 에 의해 각각 공진되는 제 1, 제 2 및 제 3 광은 B, G 및 R 이다. 따라서, 3개의 주요 컬러가 공진에 의해 증폭될 수 있고 백색광으로부터 추출될 수 있다. RGB 컬러 액정 디스플레이 유닛에서,예를 들어, 공진층에 의해 공진된 R 광이 R의 컬러 필터를 통과할 때, 공진층은 컬러 필터 (19) 에 대하여 광 출력측에 반대인 제 2 측에 배열된다. 따라서, 휘도 및 컬러 순도가 개선된다.
(13) 유기 EL 장치 (23), 제 1, 제 2 및 제 3 공진층 (31-33) 을 구비하는 백라이트 (13) 가 전도 액정 패널 (12) 에 고정된다. 따라서, 소정의 컬러를 갖는 광이 공진에 의해 증폭될 수 있고 추출될 수 있고, 밝은 디스플레이가 얻어질 수 있다.
(14) 전체 반사 미러 (반사 미러 (28)) 가 유기 EL층 (25) 에 대하여 강 출력측에 반대인 제 2 측에 배열된다. 따라서, 백라이트 (13) 로부터의 소정의 컬러를 갖는 광이 공진에 의해 증폭되고, 밝은 디스플레이가 얻어진다. 또한, 반사 미러 (28) 는 공진층 (31-33) 에 의해 공진되는 광을 반사시킨다. 그 결과, 추출되는 광의 양이 실제 증가한다.
(15) R, G 및 B 광이 제 1, 제 2 및 제 3 공진층 (31-33) 에 의해 증폭되고 백라이트 (13) 로부터 추출된다. 따라서, 컬러 필터 (19) 에서의 광 송신의 감소가 감소되고, 밝은 디스플레이가 얻어진다. 또한, 색도가 개선된다.
(16) 제 1, 제 2 및 제 3 공진층 (31-33) 에 의해 공진된 R, G 및 B 광이 컬러 필터 (19) 를 통과한다. 예를 들어, 제 3 공진층 (33) 에 의해 공진된 R 광이 R 필터를 통과한다. 이것은 G 및 B 필터에 대해서도 유사하다. 따라서, 백라이트 (13) 로부터 방출되는 광에서, 컬러 필터와 동일한 컬러를 갖는 광은 공진층에 의해 공진되고 컬러 필터에 도달한다. 또한, 컬러 필터와 서로 다른 컬러를 갖는 광은 약해져서 컬러 필터에 도달한다. 그 결과, 컬러 필터의 두께가 작아질 수 있고, 컬러 필터에서의 광 송신의 감소가 더 감소된다. 또한, 컬러 필터를 통과하는 광의 컬러 순도가 강화된다.
(17) 컬러 필터 (19) 는 R, G 및 B 컬러를 포함한다. 공진에 의해 백새광으로부터 증폭되는, 3개의 주요 컬러를 갖는 광이 컬러 필터 (19) 를 통과한다. 따라서, 휘도 및 컬러 순도가 개선된다.
본 발명은 전술한 바람직한 실시형태에 제한되지 않고, 예를 들어, 이하의 또 다른 실시형태가 실시될 수 있다. 전술한 바람직한 실시형태에서와 실질적으로 동일한 요소를 동일한 참조 번호로 표기한다.
ⅰ) 제 1의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 유기 El 장치 (23) 는 기판 (22) 상에 적층되는 것에 제한되지 않고, 버퍼층 (27) 은 유기 EL 장치 (23) 상에 적층되는 것에 제한되지 않는다. 버퍼층 (27) 이 기판 (22) 상에 적층될 수도 있고, 유기 EL 장치 (23) 가 버퍼층 (27) 상에 적층될 수도 있다. 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 금속으로 이루어진 하프 미러 (51) 는 기판 (22) 상에 적층되고, 버퍼층 (27) 은 하프 미러 (51) 상에 적층된다. 제 1 전극 (24), 유기 EL층 (25) 및 제 2 전극이 상기 순서로 버퍼층 (27) 상에 적층된다. 제 1 전극 (24) 은 하프 미러로서 기능하도록 적층되고, 제 2 전극 (26) 또한 미러로서 기능하도록 적층된다. 패시베이션 막 (29) 이 전체 영역을 커버하도록 적층된다. 이 경우에, 제 2 반사층 (52) 의 반사 표면은 버퍼층 (27) 의 측면에서의 하프 미러 (51) 의 표면 (51a) 과 유기 EL층 (25) 에 반대 측면에서의 제 1 전극(24) 의 표면 (24a) 으로 구성된다. 제 3 공진층 (53) 의 반사 표면은 유기 EL층 (25) 의 측면에서의 제 2 전극 (26) 의 표면 (26a) 과 표면 (51a) 으로 구성된다. 표면 (26a 및 51a) 사이에 버퍼층 (27), 제 1 전극 (24) 및 유기 EL층 (25) 이 있다. 구조에서, 하프 미러 (51) 및 버퍼층 (27) 은 유기 EL 장치 (23) 를 형성하기 이전에 형성된다. 따라서, 하프 미러 (51) 및 버퍼층 (27) 은 유기 EL층 (25) 의 부식에 영향을 미칠 수 있는 층의 온도를 주의 깊게 제어하지 않고 형성될 수 있다. 따라서, 제품의 제조에 관하여, 제 1의 또 다른 바람직한 실시형태의 백라이트 (13) 는 전술한 바람직한 실시형태의 백라이트 (13) 보다 더욱 용이하게 형성된다.
ⅱ) 전술한 수식 (4) 내지 (6) 의 자연수 (n1, n2 및 n3) 는 제 2의 또 다른 바람직한 실시형태에서 3, 1 및 3에 제한되지 않는다. 백라이트 (13) 의 두께가 감소할 때 광 송신의 감소가 감소한다. 따라서, 자연수 (n1, n2 및 n3) 가 작은 것이 바람직하다.
ⅲ) 제 3의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 전술한 수식 (4) 내지 (6) 이 필요하지 않을 수도 있다. 제 1 공진층 (31) 은 오버래핑 방향으로 제 2 공진층 (32) 에 근접되어야 하는 것에 제한되지 않는다. 예를 들어, 또 다른 층이 제 1 및 제 2 공진층 (31 및 32) 사이에 삽입될 수도 있고, 제 1 및 제 2 공진층 (31 및 32) 이 오버래핑 방향으로 서로 떨어져 형성될 수도 있다. 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 버퍼층 (27) 은 기판 (22) 상에 형성된 하프 미러 (51) 상에 적층되고, 하프 미러 (55) 는 버퍼층 (27) 상에 적층된다. 버퍼층 (56)이 하프 미러 (55) 상에 적층되고, 유기 EL 장치 (23) 가 버퍼층 (56) 상에 적층된다. 다음으로, 제 2 공진층 (58) 의 반사 표면은 버퍼층 (27) 의 측면에서의 하프 미러 (55) 의 표면 (55a) 과 하프 미러 (51) 의 표면 (51a) 을 구비한다. 제 3 공진층 (59) 의 반사 표면은 유기 EL층 (25) 의 측면에서의 제 2 전극 (26) 의 표면 (26a) 과 표면 (51a) 을 구비한다. 표면 (26a 및 51a) 사이에는 버퍼층 (27), 하프 미러(55), 버퍼층 (56), 제 1 전극 (24) 및 유기 EL층 (25) 이 있다. 제 3 버퍼층 (56) 의 두께는 표면 (26a 및 51a) 사이의 간격이 1/2 파장 (λ3) 이 자연수로 승산되는 길이와 동일하도록 결정된다. 이 경우에, 두께 (t1 및 t2) 가 결정된 이후에, 두께 (t3) 는 제 3 버퍼층 (56) 의 두께를 결정함으로써 결정될 수 있다. 따라서, 설계에 있어서의 자유도가 개선된다.
ⅳ) 제 4의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 제 1 공진층의 반사 표면중의 하나 또는 제 2 공진층의 반사 표면중의 하나가 제 3 공진층의 반사 표면중의 하나로서 기능할 수도 있다. 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 제 2 공진층 (52) 및 제 1 공진층 (31) 이 기판 (22) 상에 배열된다. 투명 버퍼층 (60) 및 반사 미러 (61) 가 상기 순서로 제 2 전극 (26) 상에 적층된다. 패시베이션 막 (29) 이 반사 미러 (61) 상에 적층된다. 제 3 공진층 (62) 의 반사 표면은 하프 미러 (51) 의 표면 (51a) 과 반사 미러 (61) 의 표면 (61a) 을 구비한다. 표면 (51a 및 61a) 사이에는 버퍼층 (27), 제 1 전극 (24), 유기 EL층 (25), 제 2 전극 (26) 및 버퍼층 (60) 이 있다. 버퍼층 (60) 의 두께는 표면 (51a 및 61a) 사이의 간격이 1/2 파장 (λ3) 이 자연수로 승산되는 길이와 동일하도록 결정된다.또한, 이 경우에, 두께 (t1 및 t2) 가 결정된 이후에, 두께 (t3) 는 버퍼층 (60) 의 두께를 결정함으로써 결정될 수 있다. 따라서, 설계에 있어서의 자유도가 개선된다.
ⅴ) 제 5의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 각 공진층은 다른 공진층의 반사 표면을 공유하지 않도록 형성될 수도 있다. 예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이, 유기 EL 장치 (23) 및 버퍼층 (27) 이 상기 순서로 기판 (22) 상에 형성되는 상황에서, 하프 미러 (65) 가 버퍼층 (27) 상에 적층된다. 다음으로, 버퍼층 (66) 이 하프 미러 (65) 상에 적층되고, 반사 미러 (67) 가 버퍼층 (66) 상에 적층된다. 패시베이션 층 (29) 이 반사 미러 (67) 상에 적층된다. 제 2 공진층 (68) 의 한 쌍의 반사 표면은 제 2 전극 (26) 의 표면 (26b) 과 하프 미러 (65) 의 표면 (65a) 을 구비한다. 제 3 공진층 (69) 의 한 쌍의 반사 표면은 하프 미러 (65) 의 표면 (65a) 과 반사 미러 (67) 의 표면 (67a) 을 구비한다. 이 실시형태에 따르면, 어느 공진층의 두께가 소망하는 값과 상이한 경우에, 각 공진기가 서로에 독립적으로 제공되기 때문에, 그 차이가 다른 공진층의 두께에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 그 차이는 다른 공진층의 공진에 영향을 미치지 않는다.
ⅵ) 제 6의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 서로 대면하는, 제 1 전극 (24) 의 표면(24a) 과 제 2 전극 (26) 의 표면 (26a) 사이의 거리는 공진된 광의 1/2 파장 보다 더 작을 수도 있다. 제 1 공진층의 한 쌍의 표면이 도 7의 유기 EL층 (25) 의 측면에서의 하프 미러 (65) 의 표면 (65a) 과 표면 (24a) 을 구비한다는 것을 가정한다. 이 경우에, 제 1 공진층에 의한 공진을 위해 필요한 두께가 버퍼층 (27) 의 두께를 결정함으로써 확보될 수 있다. 따라서, 유기 EL층 (25) 의 두께는 제 1 공진층에 의해 공진된 광의 1/2 파장 보다 더 작을 수도 있다.
ⅶ) 제 7의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 유기 EL층 (25) 은 공진층과 결합되지 않을 수도 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 유기 EL 장치 (23) 가 기판 (22) 상에 형성되고 패시베이션 막 (29) 으로 커버되는 백라이트가 제공된다. 광학 공진기 (70) 가 백라이트와 액정 패널 사이에 배열된다. 제 1 전극 (24) 은 투명 전극이 되도록 ITO로 이루어지고, 제 2 전극 (26) 은 반사 전극이 되도록 알루미늄으로 이루어진다. 광학 공진기 (70) 에서, 하프 미러 (72), 투명 버퍼층 (73), 하프 미러 (74), 투명 버퍼층 (75) 및 하프 미러 (76) 가 상기 순서로 유리 기판 (71) 상에 적층된다. 제 1 공진층 (77) 의 한 쌍의 표면은 버퍼층 (73) 의 측면에서의 하프 미러 (74) 의 표면 (74a) 과 하프 미러 (72) 의 표면 (72a) 을 구비한다. 제 2 공진층 (78) 의 한 쌍의 표면은 버퍼층 (75) 의 측면에서의 하프 미러 (76) 의 표면 (76a) 과 하프 미러 (74) 의 표면 (74b) 을 구비한다. 제 3 공진층 (79) 의 한 쌍의 표면은 표면 (72a 및 76a) 을 구비한다. 이 경우에, 광학 공진기 (70) 는 백라이트 (13) 로부터 독립하여 형성되고 백라이트 (13) 에 고정된다. 따라서, 공진층이 기존의 백라이트에 고정될 수 있다.
광학 공진기 (70) 는 광 출력측에 배열된 하프 미러 (72) 의 표면 (72a) 이 하프 미러 (74) 의 표면 (74a) 과 대면하는 제 1 공진층 (77) 을 구비한다. 또한, 광학 공진기 (70) 는 제 2 하프 미러 (74) 의 표면 (74b) 이 하프 미러 (76) 의 표면 (76a) 과 대면하는 제 2 공진층 (78), 및 하프 미러 (72) 의 표면 (72a)이 제 3 하프 미러 (76) 의 표면 (76a) 과 대면하는 제 3 공진층 (79) 을 구비한다. 따라서, 소정의 파장을 갖는 광이 반사 표면 사이의 거리를 결정함으로써 공진될 수 있다. 소정의 컬러를 갖는 광이 백라이트 (13) 에서 방출된 광으로부터 증폭될 수 있고 휘도가 개선된다.
광학 공진기 (70) 는 백라이트 (13) 로부터 독립하여 형성되어 백라이트 (13) 에 고정된다. 따라서, 공진층이 기존의 백라이트에 고정될 수 있고, 기존의 광원체로부터 방출된 광도 증폭될 수 있다. 또한, 유기 EL 장치 (23) 가 백라이트 (13) 로서 기능할 때, 예를 들어, 광학 공진기 (70) 는 유기 EL층 (25) 의 부식에 영향을 미칠 수 있는 층의 온도를 주의 깊게 제어하지 않고 형성될 수 있다. 따라서, 제품의 제조에 관하여, 공진층이 고정되는 백라이트 (13) 가 용이하게 형성된다.
제 1 및 제 2 공진층 (77 및 78) 각각에서, 투명층 (버퍼층) 의 표면상에 형성된 반사체는 하프 미러이다. 따라서, 모든 반사체가 동일한 절차로 형성될 수 있다.
ⅷ) 제 8의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 공진층 (77-79) 이 전술한 바와 같이 형성될 때, 하프 미러 (76), 버퍼층 (75), 하프 미러 (74), 버퍼층 (73) 및 하프 미러 (72) 가 공진층 (77-79) 을 형성하기 위해 상기 순서로, 유기 EL 장치 (23) 에 반대 측의 백라이트 (13) 의 기판 (22) 상에 적층될 수 있다.
ⅸ) 제 9의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 전술한 광학 공진기 (70) 는 컬러 필터 (19) 와 유기 EL층 (25) 사이의 임의의 위치에 배열될 수도 있다. 예를 들어, 광학 공진기 (70) 는 도 9에 도시한 바와 같이 액정 패널 (12) 에 배열될 수도 있다.
ⅹ) 제 10의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 공진층의 모든 반사체는 반투명일 수도 있고 백라이트 (13), 또는 유기 EL 장치 (23) 의 방출부의 측면 보다는 액정 디스플레이 패널 (12) 의 측면에 근접하게 배열될 수도 있다. 이 경우에, 백라이트 (13) 로부터의 광 뿐만 아니라 디스플레이 유닛 (11) 의 외부로부터의 주위의 광이 디스플이를 위해 활용될 수도 있다.
ⅹⅰ) 제 11의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 전술한 광학 공진기 (70) 는 컬러 필터 (19) 에 대하여 광 출력측에 배열될 수도 있다. 이 경우에, 휘도가 개선된다.
ⅹⅱ) 제 12의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 광학 공진기는 3개의 공진층을 구비하는 구조를 갖도록 제한되지 않는다. 예를 들어, 단일 공진층을 갖는 공진기 및 이중 공진층을 갖는 또 다른 공진기인, 2개의 개별 광학 공진기가 제공되고, 광학 공진기중의 하나는 백라이트 (13) 에 고정될 수도 있고, 다른 광학 공진기는 액정 디스플레이 패널 (12) 에 배열될 수도 있다. 또 다른 방법으로, 모든 광학 공진기는 오버랩될 수도 있고 백라이트 (13) 에 고정될 수도 있다.
ⅹⅲ) 전술한 제 7의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 전술한 광학 공진기 (70) 가 3개의 공진층 (77-79) 을 구비하지만, 제 13의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 하나의 광학 공진기는 하나의 공진층을 구비할 수도 있다. 예를 들어, 도 10A에 도시한 바와 같이, B 광을 공진시키는 광학 공진기 (81) 에서, 기판(71), 하프 미러 (72), 버퍼층 (73) 및 하프 미러 (74) 가 상기 순서로 형성된다. 광학 공진기 (81) 는 표면 (72a 및 74a) 이 서로 대면하는 제 1 공진층으로서 B 광을 공진시키는 공진층 (81a) 을 구비한다. 유사하게, 도 10 B에 도시한 바와 같이, 광학 공진기 (82) 는 제 2 공진층으로서 G 광을 공진시키는 공진층 (82a) 를 구비하고, 광학 공진기 (83) 는 제 3 공진층으로서 R 광을 공진시키는 공진층 (83a) 를 구비한다. R, G 및 B 광용 광학 공진기 (81-83) 는 개별적으로 제조되고, 스택 (stacked up) 될 수도 있고, 백라이트 (13) 에 고정될 수도 있다.
ⅹⅳ) 제 14의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 전술한 광학 공진기 (70) 는 가요성 (flexible) 을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 광학 공진기 (70) 는 막을 형성할 수도 있다. 이 경우에, 광학 공진기 (70) 의 구조는 가요성을 갖도록 투명 수지로 이루어진다. 광학 공진기 (70) 는 굴곡면을 갖는 광원체에 사용될 수 있다.
ⅹⅴ) 제 15의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 광학 공진기 (70) 가 전술한 바와 같이 가요성을 갖도록 형성될 때, 광학 공진기 (70) 의 두께는 막의 두께 보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 광학 공진기 (70) 는 시트를 형성할 수도 있다.
ⅹⅵ) 제 16의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 유기 EL 장치 (23) 의 제 1 및 제 2 전극 (24 및 26) 는 투명 전극일 수도 있고, 광학 공진기 (70) 는 백라이트 (13) 의 광 출력측에 반대인 측면에 근접하게 배열될 수도 있다. 다음으로, 백라이트 (13) 로부터 가장 멀리 위치된 광학 공진기 (70) 의 반사체는 전체 반사 미러이고, 다른 반사체는 하프 미러이다. 또한, 이 경우에, 갭 또는 투명 고체층이 백라이트 (13) 와 광학 공진기 (70) 사이에 제공될 수도 있다. 따라서, 광학 공진기 (70) 는 소정의 파장을 갖는 광을 증폭시키는 반사체로서 기능한다. 따라서, 예를 들어, 소정의 파장을 갖는 광의 양이 증가될 수 있다.
ⅹⅶ) 제 17의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 백라이트 (13) 는 유기 EL 장치 (23) 로부터 방출된 광이 기판 (22) 의 측면에 반대인 측면으로부터 추출되는 상부 방출 유형일 수 있다.
ⅹⅷ) 제 18의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 유기 EL 장치 (23) 를 밀봉하는 수단은 패시베이션 막 (29) 에 제한되지 않는다. 예를 들어, 물 및 산소가 스며드는 것을 차단하고, 유리와 같은 투명 재료로 이루어진 커버가 패시베이션 막 (29) 대신에 배열될 수도 있다. 도시 생략한 밀봉재 (예를 들어, 폴리실라잔 (polysilazane)) 가, 유기 EL층 (25) 이 물 및 산소에 노출되는 것을 방지하도록, 커버와 기판 (22) 사이에 배열될 수도 있다.
ⅹⅸ) 제 19의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 하부 방출 유형의 구조에서, 패시베이션 막 (29) 대신에, 유기 EL 장치 (23) 가 금속으로 이루어진 밀봉 캔 ( 밀봉 커버) 에 의해 밀봉될 수도 있다.
ⅹⅹ) 제 20의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 버퍼층 (27, 56, 60, 66, 73 및 75) 은 실리콘 질화물과 같은 투명 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 버퍼층 (27, 56, 60, 66, 73 및 75) 은 컬러 필터용 보호막 재료와 같은 투명 유기층, 또는 다른 비-유기층으로 구성될 수도 있다.
ⅹⅹⅰ) 제 21의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 전술한 바람직한 실시형태에서의 하프 미러는 알루미늄으로 이루어지는 것에 제한되지 않는다. 예를 들어, 하프 미러는 은으로 이루어질 수도 있다. 또는, 하프 미러는 마그네슘 및 은으로 구성된 혼합물로 이루어질 수도 있다.
ⅹⅹⅱ) 제 22의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 제 1 전극 (24) 은 은, 크롬, 몰리브덴, 또는 은, 크롬 및 몰리브덴을 함유하는 혼합물로 이루어질 수도 있다. 또한, 제 1 전극 (24) 은 알루미늄-팔라듐-구리 혼합물로 이루어질 수도 있다.
ⅹⅹⅲ) 제 23의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 동일한 파장을 갖는 광을 공진시키는 복수의 공진층이 적층될 수도 있다. 이 경우에, 하나의 공진층만이 파장을 갖는 광을 증폭시키는 경우와 비교하면, 파장을 갖는 광이 더 증폭된다.
ⅹⅹⅳ) 제 24의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 제 1 전극 (24) 은 캐소드일 수 있고, 제 2 전극 (26) 은 애노드일 수 있다.
ⅹⅹⅴ) 액정 패널 (12) 은 전도형 또는 반-전도형일 수 있다. 제 25의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 액정 패널 (12) 은 수동 매트릭스 모드를 사용하는 것에 제한되지 않고, 예를 들어, 능동 매트릭스 모드를 사용할 수도 있다.
ⅹⅹⅵ) 제 26의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 백라이트 (13) 는 전체 영역에서 광을 방출하는 구조를 갖는 것에 제한되지 않는다. 예를 들어, 백라이트 (13) 는 개별적으로 발광할 수 있는 복수의 영역으로 분할될 수도 있고, 액정 패널 (12) 의 픽셀에 대응하는 영역은 선택적으로 발광할 수 있다. 이 경우에, 전체 영역에서 광을 방출하는 구조를 갖는 백라이트 (13) 와 비교하면, 전력 소모가 감소될 수 있다.
ⅹⅹⅶ) 제 27의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 발광 장치는 액정 디스플레이 유닛 (11) 의 백라이트 (13) 에 제한되지 않고, 예를 들어, 발광 장치는 차량의 실내 램프 또는 실내에 걸기 위한 조명 유닛으로서 형성될 수도 있다. 이 경우에, 광원과 같은 종래의 발광 장치를 구비하는 조명 유닛에 비교하면, 광의 컬러가 선명하다.
ⅹⅹⅷ) 제 28의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 광원체가 유기 EL 장치에 제한되지 않고, 예를 들어, 광원체는 비-유기 El 장치일 수 있다. 또한, 광원체는 EL 장치 이외의 장치일 수 있다. 광학 공진기 (70) 는 어떤 광원체로부터 소정의 파장을 갖는 광을 증폭시킬 수 있다.
ⅹⅹⅸ) 제 29의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 공진된 광이 R, G 및 B 컬러를 포함하는 것에 제한되지 않고, 다른 컬러를 포함할 수도 있다.
ⅹⅹⅹ) 제 30의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 공진된 광의 컬러 수는 3개로 제한되지 않는다. 예를 들어, 수는 2개일 수도 있다.
ⅹⅹⅹⅰ) 제 31의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 광학 공진기 (70) 는 4개 이상의 공진층을 구비할 수도 있다. 예를 들어, 공진층은 적색, 청색 및 녹색 이외에 4개 이상의 컬러의 결합을 갖는 광을 공진시키도록 제공될 수 있다.
ⅹⅹⅹⅱ) 제 32의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 광원체는 백색광을 방출하는 것에 제한되지 않는다.
ⅹⅹⅹⅲ) 제 33의 또 다른 바람직한 실시형태에서, 액정 디스플레이는 단색액정 디스플레이 패널일 수 있다.
이러한 예 및 실시형태들은 제한하는 것이 아니라 설명적인 것으로 고려되며, 본 발명은 본 명세서에 제공된 상세한 설명에 제한되지 않고 첨부하는 청구범위의 범위내에서 변형될 수도 있다.
이상, 본 발명은 광학 공진에 의해 광원체로부터 방출되는 복수의 소정의 컬러를 갖는 광을 증폭하고 그 증폭된 광을 추출할 수 있는 발광 장치, 디스플레이 유닛 및 조명 유닛을 제공한다.
Claims (23)
- 광을 생성하는 광원체; 및소정의 파장을 갖는 광을 공진시키는 복수의 공진층을 구비하며,상기 공진층에 의해 공진된 광의 파장 각각은 상기 공진층에 의해 공진된 광의 적어도 하나의 다른 파장과 서로 다른 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 광원체는 백색광을 방출하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 광원체는 유기 전자 발광 장치인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 유기 전자 발광 장치는 유기 전자 발광층 및 상기 적어도 하나의 공진층과 결합되는 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 공진층은 상기 공진층이 오버랩하는 방향으로 서로 근접하게 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 공진층 각각은 상기 공진층이 오버랩하는 방향으로 서로 떨어져 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 공진층중의 적어도 하나는 가요성 (flexible) 인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 적어도 하나의 공진층은 광을 부분적으로 반사하는 제 1 및 제 2 반사체를 구비하고, 제 1 반사 표면을 갖는 제 1 반사체가 광이 출력되는 제 1 측상에 배열되고, 제 2 반사 표면을 갖는 제 2 반사체가 상기 제 1 측에 반대인 제 2 측상에 배열되고, 상기 제 1 반사 표면은 상기 제 2 반사 표면과 대면하여, 상기 공진층은 소정의 파장을 갖는 광을 공진시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 유기 전자 발광 장치는 전극을 구비하고, 상기 적어도 하나의 제 1 및 제 2 반사체는 상기 전극과 결합되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 적어도 하나의 반사체는 상기 복수의 공진층에 대한 반사체로서 기능하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 제 2 반사체는 광을 전반사하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 액정 디스플레이; 및백라이트로서 기능하도록 액정 디스플레이의 후부에 배열된 발광 장치를 포함하며,상기 발광 장치는,광을 생성하는 광원체; 및소정의 파장을 갖는 광을 공진시키는 복수의 공진층을 구비하며,상기 공진층에 의해 공진된 광의 파장 각각은 상기 공진층에 의해 공진된 광의 적어도 하나의 다른 파장과 서로 다른 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
- 제 12 항에 있어서,상기 적어도 하나의 공진층은 광을 부분적으로 반사하는 제 1 및 제 2 반사체를 구비하고, 제 1 반사 표면을 갖는 제 1 반사체는 광이 출력되는 제 1 측상에 배열되고, 제 2 반사 표면을 갖는 제 2 반사체는 상기 제 1 측에 반대인 제 2 측상에 배열되고, 상기 제 1 반사 표면은 상기 제 2 반사 표면과 대면하여, 상기 공진층은 소정의 파장을 갖는 광을 공진시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
- 제 12 항에 있어서,상기 액정 디스플레이는 컬러 필터를 구비하고, 상기 발광 장치로부터 방출된 광은 복수의 컬러를 포함하고, 상기 발광 장치에 의해 공진된 적어도 하나의 광은 상기 컬러 필터를 통과하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
- 제 14 항에 있어서,상기 컬러 필터는 적색, 녹색 및 청색 컬러를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 유닛.
- 광을 생성하는 광원체; 및소정의 파장을 갖는 광을 공진시키는 복수의 공진층을 광원으로서 발광 장치를 구비하되,상기 공진층에 의해 공진된 광의 파장 각각은 상기 공진층에 의해 공진된 광의 적어도 하나의 다른 파장과 서로 다른 것을 특징으로 하는 조명 유닛.
- 광을 생성하는 광원체;반사 표면을 갖고, 광이 출력되는 제 1 측에 배열되어, 광을 부분적으로 반사하는 제 1 반사체;상기 제 1 반사체의 반사 표면과 대면하는 제 1 반사 표면, 및 제 2 반사 표면을 갖고, 상기 제 1 측에 반대인 제 2 측에서 상기 제 1 반사체에 근접하게 배열되어, 광을 부분적으로 반사하는 제 2 반사체; 및반사 표면을 갖고, 상기 제 2 측에서 상기 제 2 반사체에 근접하게 배열되어, 광을 부분적으로 반사하는 제 3 반사체를 구비하며,상기 제 3 반사체의 반사 표면은 상기 제 2 반사체의 제 2 반사 표면과 대면하고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 반사체는,t1 = (n1 ×λ1)/2t2 = (n2 ×λ2)/2t1 + t2 = (n3 ×λ3)/2 를 충족시키도록 형성되고,여기서, 상기 t1은 상기 제 1 반사체의 반사 표면과 상기 제 2 반사체의 제 1 반사 표면 사이의 거리를 나타내고, 상기 t2는 상기 제 2 반사체의 제 2 반사 표면과 상기 제 3 반사체의 반사 표면 사이의 거리를 나타내고, 상기 λ1은 1차 공진된 광의 파장을 나타내고, 상기 λ2는 2차 공진된 광의 파장을 나타내고, 상기 λ3는 3차 공진된 광의 파장을 나타내고, 상기 n1, n2 및 n3는 자연수인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 17 항에 있어서,상기 파장 (λ1, λ2 및 λ3) 을 갖는 상기 공진된 광은 각각 청색광, 녹색광 및 적색광인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 17 항에 있어서,상기 제 3 반사체는 광을 전반사하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 광을 생성하는 광원체; 및광을 부분적으로 반사하는 복수의 반사체를 구비하고, 상기 복수의 반사체는 오버랩하는 방향으로 배열되고, 상기 복수의 반사체는 파장 (λ1, λ2 및 λ3) 을 갖는 광을 공진시키고,발광원은,t1 = (m1 ×λ1)/2t2 = (m2 ×λ2)/2t3 = (m3 ×λ3)/2 을 충족시키도록 형성되고,여기서, 상기 t1은 파장 (λ1) 을 갖는 광을 공진시키는 반사체 사이의 거리를 나타내고, 상기 t2는 파장 ( λ2) 을 갖는 광을 공진시키는 반사체 사이의 거리를 나타내고, 상기 t3은 파장 (λ3) 을 갖는 광을 공진시키는 반사체 사이의 거리를 나타내는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 20 항에 있어서,상기 적어도 하나의 반사체는 복수의 파장을 갖는 광을 공진시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 20 항에 있어서,상기 파장 (λ1, λ2 및 λ3) 을 갖는 상기 공진된 광은 각각 청색광, 녹색광 및 적색광인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
- 제 20 항에 있어서,광이 출력되는 제 1 측에 반대인 제 2 측에 배열된 상기 반사체는 광을 전반사하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
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