문맥 (context)
유기 재료로서 일렉트로루미네센스 소자(EL 소자라고 약칭(略稱)한다)를 이용한 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치(유기 EL 표시 장치라고 약칭한다)를 형성하는 유기 일렉트로루미네센스 소자(유기 EL 소자라고 약칭한다)에서는, 유기 정공 수송층이나 유기 발광층등을 적층시켜서 이루어지는 적층 구조체가, 하부 전극과 상부 전극 사이에 설치되어 있고, 저전압 직류(DC) 구동에 의한 고휘도 발광이 가능한 발광 소자로서 주목받고 있다.
이와 같은 유기 EL 소자는, 응답 속도가 1마이크로초 이하이므로, 유기 EL 표시 장치에서는 수동(passive) 매트릭스 방식에 의한 듀티 구동이 가능하다. 그렇지만, 화소수의 증가에 수반해서 고듀티화가 진행된 경우, 충분한 휘도를 확보하기 위해서는, 유기 EL 소자에 순간적으로 대전류(大電流)를 공급할 필요가 있는데, 이는 유기 EL 소자에 손상(데미지)을 주는 경향이 있다.
한편, 능동 매트릭스 구동 방식에서는, 부화소(副畵素)마다, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, TFT라고 약칭한다)와 함께 스토리지 커패시터(storage capacitor)를 형성함으로써, 신호 전압이 보존유지(hold)된다. 그러므로, 하나의 표시 프레임에서의 원하는 주기 동안에, 신호 전압에 따른 구동 전류를 유기 EL 소자에 항상 공급할 수가 있다. 따라서, 수동 매트릭스 방식과 같이 순간적으로 대전류를 유기 EL 소자에 공급할 필요가 없어, 유기 EL 소자에 대한 손상을 줄일 수가 있다. 또한, 1화소는 통상, 적색을 발광하는 적색 발광부 화소, 녹색을 발광하는 녹색 발광부 화소 및, 청색을 발광하는 청색 발광부 화소의 3종류의 부화소로 구성되어 있다.
이와 같은 능동 매트릭스 구동 방식의 유기 EL 표시 장치에서는, 도 13에 모식적인 일부 단면도를 도시하고, 도 14에 모식적인 일부 평면도를 도시하는 바와 같이, 각 부화소에 대응하도록 제1 기판(11) 위에 TFT가 설치되어 있고, 이들 TFT가 층간 절연층(16)(하층 층간 절연층(16A) 및 상층 층간 절연층(16B))에 의해 덮여(피복되어) 있다. 그리고, 이 상층 층간 절연층(16B) 위에, TFT에 전기적으로 접속된 하부 전극(121)이 부화소마다 설치되어 있다. 또, 하부 전극(121)을 포함하는 상층 층간 절연층(16B) 위에는 절연층(124)이 형성되고, 이 절연층(124)에는, 저부(底部; bottoom)에 하부 전극(121)이 노출된 개구부(126)가 설치되어 있다. 그리고, 개구부(126)의 저부에 노출된 하부 전극(121) 위쪽의 부분으로부터, 개구부(126)를 둘러싸는 절연층(124)의 부분(124′)에 걸쳐, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 포함하는 적층 구조체(123)가 설치되어 있다. 또, 적층 구조체(123)를 포함하는 절연층(124) 위에, 공통 전극으로서의 상부 전극(122)이 형성되어 있다. 또한, 참조 번호 (12)는 TFT에 포함되는 게이트 전극, 참조 번호 (13)은 TFT에 포함되는 게이트 절연막, 참조 번호 (14)는 TFT에 포함되는 소스/드레인 영역, 참조 번호 (15)는 TFT에 포함되는 채널 형성 영역, 참조 번호 (17)은 배선, 참조 번호 (31)은 보호막, 참조 번호 (32)는 접착층, 참조 번호 (33)은 제2 기판을 각각 나타내며, 이들에 대해서는 실시예 1에서 자세하게 설명한다.
그런데, TFT가 형성된 제1 기판(11) 위에 층간 절연층(16)을 거쳐서 적층 구조체(123)가 형성되어 있기 때문에, 적층 구조체(123)에서 발생한 발광색을 제1 기판측으로부터 취출(取出; take out)하는, 소위 하면(下面) 발광형 유기 EL 표시 장치로 한 경우에는, TFT에 의해서 발광색의 취출 영역이 좁아져 버린다. 그래서, 제1 기판(11)과는 반대측의 제2 기판(33)으로부터 발광색을 취출하는, 소위 상면(上面) 발광형 유기 EL 표시 장치를 채용하는 것이 바람직하다.
상면 발광형 유기 EL 표시 장치를 채용한 경우, 통상은 하부 전극(121)을 반사 재료로 구성하고, 상부 전극(122)을 투명 도전 재료나 반투명 도전 재료로 구성한다. 그러나, 인듐과 주석의 산화물(ITO)이나 인듐과 아연의 산화물(IZO) 등의 투명 도전 재료나 박막의 금속으로 이루어지는 반투명 도전 재료는, 금속 등에 비해 전기 저항값이 높다. 그러므로, 공통 전극으로서의 상부 전극(122) 내에서 전압 구배(句配; gradient)가 발생하며, 그 결과, 전압 강하가 생기기 쉽다. 그리고, 이와 같은 전압 강하가 생기면, 각 부화소를 형성(구성)하는 적층 구조체(123)에 인가(印加; apply)되는 전압이 불균일하게 되어, 유기 EL 표시 장치의 표시 영역의 예를 들면 중앙 부분에서의 발광 강도가 저하하는 등, 표시 성능이 현저하게 저하해 버린다.
이와 같은 문제를 해결하기 위한 수단은, 예를 들면 일본 공개특허공보 제(特開)2001-195008호나 일본 공개특허공보 제2004-207217호에 있어서 주지되어 있다. 이들 일본 공개특허공보에 개시된 기술에서는, 절연층(124)에 의해서 적층 구조체(123)와는 분리된 보조 배선(125)이 설치되어 있고, 상부 전극(122)은, 적층 구조체(123) 위으로부터 절연층(124) 위를 거쳐 보조 배선(125) 위까지에 걸쳐 형성되어 있다. 보조 배선(125)은, 금속 등의 저(低)전기 저항값을 가지는 도전 재료로 이루어져(형성되어) 있다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
상면 발광형 유기 EL 표시 장치에서 투명 도전 재료나 반투명 도전 재료를 상부 전극으로 사용할 때 발생하는 전압 강하 문제와 그로 인한 표시 성능 저하의 원인은 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
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1과제 해석
task_interpretation상면 발광형 유기 EL 표시 장치에서 상부 전극 재료의 특성이 전압 강하 및 표시 성능 저하에 미치는 인과 관계를 파악한다.
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2정보 추출
information_extraction상부 전극으로 사용되는 ITO, IZO 등의 재료 특성과 그로 인해 발생하는 현상을 추출한다.
- 인듐과 주석의 산화물(ITO)이나 인듐과 아연의 산화물(IZO) 등의 투명 도전 재료나 박막의 금속으로 이루어지는 반투명 도전 재료는, 금속 등에 비해 전기 저항값이 높다.
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3근거 선택
evidence_selection높은 전기 저항이 전압 구배와 전압 강하로 이어지는 과정을 확인한다.
- 그러므로, 공통 전극으로서의 상부 전극(122) 내에서 전압 구배(句配; gradient)가 발생하며, 그 결과, 전압 강하가 생기기 쉽다.
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4논리 통합
logical_integration전압 강하가 적층 구조체에 인가되는 전압의 불균일성을 초래하고, 이것이 최종적으로 표시 성능 저하로 이어짐을 연결한다.
- 이와 같은 전압 강하가 생기면, 각 부화소를 형성(구성)하는 적층 구조체(123)에 인가(印加; apply)되는 전압이 불균일하게 되어, 유기 EL 표시 장치의 표시 영역의 예를 들면 중앙 부분에서의 발광 강도가 저하하는 등, 표시 성능이 현저하게 저하해 버린다.
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5결론 도출
conclusion_formulation재료의 높은 전기 저항 -> 전압 구배 발생 -> 전압 강하 -> 적층 구조체 인가 전압 불균일 -> 발광 강도 저하 및 표시 성능 저하의 흐름으로 결론을 도출한다.
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6답변 생성
answer_generation질문에 대해 인과 관계를 포함한 완성된 문장으로 답변을 작성한다.
- 인듐과 주석의 산화물(ITO)이나 인듐과 아연의 산화물(IZO) 등의 투명 도전 재료나 박막의 금속으로 이루어지는 반투명 도전 재료는, 금속 등에 비해 전기 저항값이 높다.
- 이와 같은 전압 강하가 생기면, 각 부화소를 형성(구성)하는 적층 구조체(123)에 인가(印加; apply)되는 전압이 불균일하게 되어, 유기 EL 표시 장치의 표시 영역의 예를 들면 중앙 부분에서의 발광 강도가 저하하는 등, 표시 성능이 현저하게 저하해 버린다.
최종 답변 (final_answer)
상부 전극으로 사용되는 투명 도전 재료(ITO, IZO 등)나 반투명 도전 재료는 금속에 비해 전기 저항값이 높다. 이로 인해 상부 전극 내에서 전압 구배가 발생하여 전압 강하가 생기기 쉬우며, 결과적으로 적층 구조체에 인가되는 전압이 불균일해져 표시 영역 중앙 부분의 발광 강도가 저하하는 등 표시 성능이 현저하게 저하된다.
핵심 해석 (core_interpretation)
상부 전극 재료의 높은 전기 저항으로 인해 전압 구배와 전압 강하가 발생하고, 이로 인해 유기 EL 표시 장치의 발광 성능이 저하된다.