(57)【要約】【課題】より良好な表示性能を発揮し得る表示装置を提供する。【解決手段】この表示装置は、基板１１１上に、駆動トランジスタおよび書込トランジスタを含む画素駆動回路形成層１１２と、基板１１１の側から第１電極層１３、発光層を含む有機層１４、および第２電極層１６が各々順に積層されてなる複数の有機発光素子１０とを備える。有機層１４および第１電極層１３は、開口規定絶縁膜２４によって有機発光素子１０ごとに分離されている。開口規定絶縁膜２４は、比較的低い屈折率を示す低屈折率層と、比較的高い屈折率を示す高屈折率層とが交互に２回繰り返して積層された４層構造を有する。これにより、有機層１４から射出されて第１電極層１３と第２電極層１６との間で多重反射した光のうち開口規定絶縁膜２４に洩れた成分光は、開口規定絶縁膜２４において反射されて減衰し、あるいは外部へ洩れずに有機層１４へ戻ることとなる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配列され、第１電極層、発光層を含む有機層、および第２電極層が各々順に積層されてなる複数の発光素子と、
前記有機層を、前記発光素子ごとに分離する絶縁膜と
を備え、
前記絶縁膜は、第１の層と、前記第１の層よりも高い屈折率を示す第２の層とが交互に積層された積層構造を有する
表示装置。
【請求項２】
前記積層構造は、前記第１の層および第２の層が交互に２回繰り返して積層された４層構造からなる
請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記基板と前記発光素子との間の階層に設けられ、映像信号に基づいて前記発光素子の表示駆動を行う駆動素子を複数備えた
請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１電極層は、前記発光素子ごとに前記絶縁膜によって分離されており、
前記第２電極層は、前記複数の発光素子に共通して設けられている
請求項３記載の表示装置。
【請求項５】
前記複数の発光素子の第１電極層および有機層を積層面内においてそれぞれ取り囲むように設けられ、かつ、前記絶縁膜を前記発光素子ごとに分離するように前記第２電極層と電気的に接続された補助電極層をさらに備えた
請求項４記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１の層は、酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ），フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3 ），フッ化カルシウム（ＣａＦ2 ），フッ化セリウム（ＣｅＦ3 ），フッ化ランタン（ＬａＦ3 ），フッ化リチウム（ＬｉＦ），フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ），フッ化ネオジウム（ＮｄＦ3 ），フッ化ナトリウム（ＮａＦ）のうちの少なくとも１種からなり、
前記第２の層は、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ），酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ），酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ），酸化ガリウム（Ｇａ2 Ｏ3 ），酸化ハフニウム（ＨｆＯ2 ），酸化ニッケル（ＮｉＯ），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），酸化インジウム錫（ＩＴＯ），酸化ランタン（Ｌａ2 Ｏ3 ），酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ），酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ），酸化イットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ），酸化タングステン（ＷＯ3 ），一酸化チタン（ＴｉＯ），二酸化チタン（ＴｉＯ2 ），酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）のうちの少なくとも１種からなる
請求項１から請求項５のいずれか１項記載の表示装置。
【請求項７】
基板上に配置され、第１電極層、発光層を含む有機層、および第２電極層が順に積層されてなる発光素子と、
前記基板と前記発光素子との間の階層に設けられ、映像信号に基づいて前記発光素子の表示駆動を行う駆動トランジスタと、
前記駆動トランジスタと前記発光素子との間に設けられた絶縁膜と
を備え、
前記絶縁膜は、第１の層と、前記第１の層よりも高い屈折率を示す第２の層とが交互に積層された積層構造を有する
表示装置。
【請求項８】
前記絶縁膜が、前記駆動トランジスタを、そのチャネル領域と接するように覆っている  請求項７記載の表示装置。
【請求項９】
前記発光素子ごとに設けられた保持容量と、
前記基板と前記絶縁膜との間に設けられ、前記保持容量に前記映像信号を書き込む書込トランジスタと
をさらに備えた請求項７記載の表示装置。
【請求項１０】
前記絶縁膜が、前記書込トランジスタおよび駆動トランジスタを、それらのチャネル領域と接するように覆っている請求項９記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１の層は、酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ），フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3 ），フッ化カルシウム（ＣａＦ2 ），フッ化セリウム（ＣｅＦ3 ），フッ化ランタン（ＬａＦ3 ），フッ化リチウム（ＬｉＦ），フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ），フッ化ネオジウム（ＮｄＦ3 ），フッ化ナトリウム（ＮａＦ）のうちの少なくとも１種からなり、
前記第２の層は、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ），酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ），酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ），酸化ガリウム（Ｇａ2 Ｏ3 ），酸化ハフニウム（ＨｆＯ2 ），酸化ニッケル（ＮｉＯ），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），酸化インジウム錫（ＩＴＯ），酸化ランタン（Ｌａ2 Ｏ3 ），酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ），酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ），酸化イットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ），酸化タングステン（ＷＯ3 ），一酸化チタン（ＴｉＯ），二酸化チタン（ＴｉＯ2 ），酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）のうちの少なくとも１種からなる
請求項７記載の表示装置。
【請求項１２】
前記絶縁膜において、前記第１の層が最も前記基板の側に位置する請求項７から請求項１１のいずれか１項記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機層を含む自発光型の発光素子を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイに代わる表示装置として、有機層を含む自発光型の有機発光素子を用いた有機ＥＬディスプレイが実用化されている。有機ＥＬディスプレイは、自発光型であるので、液晶などに比較して視野角が広く、また、高精細度の高速ビデオ信号に対しても十分な応答性を有するものである。
【０００３】
これまで有機発光素子については、共振器構造を導入し、発光色の色純度を向上させたり発光効率を高めたりするなど発光層で発生する光を制御することにより、表示性能を向上させる試みがなされている（例えば、特許文献１参照）。例えば、基板と反対側の面（上面）から光を取り出すトップエミッション方式においては、基板の上に、駆動トランジスタを介してアノード電極と有機層とカソード電極とを順に積層し、アノード電極とカソード電極との間で有機層からの光を多重反射させている。
【０００４】
【特許文献１】国際公開第０１／３９５５４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、アノード電極とカソード電極との間で強度を高めた光は、全てが上面から射出されるわけではなく、その一部が迷光として基板とアノード電極との間に入り込み、場合によっては駆動トランジスタのチャネル領域に入射してしまう。そうした場合、駆動トランジスタの誤動作が生じ、所定の映像信号を忠実に反映した映像が得られなくなるおそれがある。また、駆動トランジスタの寿命を短縮してしまう可能性も否定できない。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、より良好な表示性能を発揮し得る表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の表示装置は、基板上に配列され、第１電極層、発光層を含む有機層、および第２電極層が各々順に積層されてなる複数の発光素子と、有機層を発光素子ごとに分離する絶縁膜とを備え、絶縁膜が、第１の層と、第１の層よりも高い屈折率を示す第２の層とが交互に積層された積層構造を有するようにしたものである。
【０００８】
本発明の第１の表示装置では、隣り合う発光素子の有機層同士を分離する絶縁膜が、互いに異なる屈折率を有する第１および第２の層が交互に積層されたものであるので、有機層から射出されて第１電極層と第２電極層との間で多重反射した光のうち絶縁膜に洩れた成分光は、その絶縁膜において反射されて減衰し、あるいは外部へ洩れずに有機層へ戻ることとなる。
【０００９】
本発明の第２の表示装置は、基板上に配置され、第１電極層、発光層を含む有機層、および第２電極層が順に積層されてなる発光素子と、基板と発光素子との間の階層に設けられ、映像信号に基づいて発光素子の表示駆動を行う駆動トランジスタと、駆動トランジスタと発光素子との間に設けられた絶縁膜とを備え、絶縁膜が、第１の層と、第１の層よりも高い屈折率を示す第２の層とが交互に積層された積層構造を有するようにしたものである。
【００１０】
本発明の第２の表示装置では、発光素子と、その表示駆動を行う駆動トランジスタとの間の絶縁膜が、互いに異なる屈折率を有する第１および第２の層が交互に積層されたものであるので、有機層から射出されて第１電極層と第２電極層との間で多重反射した光のうち絶縁膜に洩れた成分光は、駆動トランジスタへ入射されることなく、その絶縁膜において反射されて減衰することとなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の第１の表示装置によれば、発光素子の有機層を分離する絶縁膜を、屈折率の異なる２種の光学膜を交互に積層した構造としたので、発光素子から周囲の絶縁膜に洩れた成分光を有機層へ戻すことができる。よって、発光素子の発光効率を高めることができ、消費電力の削減を図ることができる。
【００１２】
また、本発明の第２の表示装置によれば、駆動トランジスタと発光素子との間に、屈折率の異なる２種の光学膜を交互に積層した構造を有する絶縁膜を設けるようにしたので、発光素子から周囲へ洩れた成分光が駆動トランジスタのチャネル領域などに入射するのを防ぐことができる。これにより、駆動トランジスタの誤動作による画素駆動回路へのリーク電流の発生を確実に防ぎ、画質向上を図ることができる。また、駆動トランジスタの寿命劣化を防ぎ、動作信頼性を高めることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明における一実施の形態に係る有機発光素子を用いた表示装置の構成を表すものである。この表示装置は、極薄型の有機発光カラーディスプレイ装置などとして用いられる。この表示装置は、基板１１１の上に表示領域１１０が形成されたものである。基板１１１上の表示領域１１０の周辺には、例えば映像表示用のドライバである信号線駆動回路１２０、走査線駆動回路１３０および電源供給線駆動回路１４０が形成されている。
【００１５】
表示領域１１０には、マトリクス状に二次元配置された複数の有機発光素子１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）と、それらを駆動するための画素駆動回路１５０とが形成されている。画素駆動回路１５０において、列方向には複数の信号線１２０Ａ（１２０Ａ１，１２０Ａ２，・・・，１２０Ａｍ，・・・）が配置され、行方向には複数の走査線１３０Ａ（１３０Ａ１，・・・，１３０Ａｎ，・・・）および複数の電源供給線１４０Ａ（１４０Ａ１，・・・，１４０Ａｎ，・・・）が配置されている。各信号線１２０Ａと各走査線１３０Ａとの各交差点に、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのいずれか一つが対応して設けられている。各信号線１２０Ａは信号線駆動回路１２０に接続され、各走査線１３０Ａは走査線駆動回路１３０に接続され、各電源供給線１４０Ａは電源供給線駆動回路１４０に接続されている。
【００１６】
信号線駆動回路１２０は、信号供給源（図示せず）から供給される輝度情報に応じた映像信号の信号電圧を、信号線１２０Ａを介して選択された有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに供給するものである。
【００１７】
走査線駆動回路１３０は、入力されるクロックパルスに同期してスタートパルスを順にシフト（転送）するシフトレジスタなどによって構成されている。走査線駆動回路１３０は、各有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂへの映像信号の書き込みに際し行単位でそれらを走査し、各走査線１３０Ａに走査信号を順次供給するものである。
【００１８】
電源供給線駆動回路１４０は、入力されるクロックパルスに同期してスタートパルスを順にシフト（転送）するシフトレジスタなどによって構成されている。電源供給線駆動回路１４０は、走査線駆動回路１３０による行単位の走査と同期して、各電源供給線１４０Ａに対し互いに異なる第１電位および第２電位のいずれかを適宜供給する。これにより、後述する駆動トランジスタＴｒ１の導通状態または非導通状態の選択が行われる。
【００１９】
画素駆動回路１５０は、基板１１１と有機発光素子１０との間の階層（後述の画素駆動回路形成層１１２）に設けられている。図２に、画素駆動回路１５０の一構成例を表す。図２に示したように、画素駆動回路１５０は、駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２と、その間のキャパシタ（保持容量）Ｃｓと、有機発光素子１０とを有するアクティブ型の駆動回路である。有機発光素子１０は、電源供給線１４０Ａおよび共通電源供給線（ＧＮＤ）の間において駆動トランジスタＴｒ１と直列に接続されている。駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２は、一般的な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ（Thin Film Transistor））により構成され、その構成は例えば逆スタガー構造（いわゆるボトムゲート型）でもよいしスタガー構造（トップゲート型）でもよく特に限定されない。
【００２０】
書込トランジスタＴｒ２は、例えばドレイン電極が信号線１２０Ａと接続されており、信号線駆動回路１２０からの映像信号が供給されるようになっている。また、書込トランジスタＴｒ２のゲート電極は走査線１３０Ａと接続されており、走査線駆動回路１３０からの走査信号が供給されるようになっている。さらに、書込トランジスタＴｒ２のソース電極は、駆動トランジスタＴｒ１のゲート電極と接続されている。
【００２１】
駆動トランジスタＴｒ１は、例えばドレイン電極が電源供給線１４０Ａと接続されており、電源供給線駆動回路１４０による第１電位または第２電位のいずれかに設定される。駆動トランジスタＴｒ１のソース電極は、有機発光素子１０と接続されている。
【００２２】
保持容量Ｃｓは、駆動トランジスタＴｒ１のゲート電極（書込トランジスタＴｒ２のソース電極）と、駆動トランジスタＴｒ１のソース電極との間に形成されるものである。
【００２３】
図３に、ＸＹ平面に広がる表示領域１１０の一構成例を表す。表示領域１１０には、複数の有機発光素子１０が、全体としてマトリックス状に順に配列されている。より詳細には、補助電極層としての金属層１７が格子状に設けられており、それによって区画された各領域に、開口規定絶縁膜２４によって輪郭が規定された発光領域２０を含む有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが１つずつ配置されている。有機発光素子１０Ｒは赤色光を発し、有機発光素子１０Ｇは緑色光を発し、有機発光素子１０Ｂは青色光を発する。ここでは、同色光を発する有機発光素子１０をＹ方向に一列に並べ、それをＸ方向に順に繰り返し配置するようにしている。したがって、Ｘ方向において隣り合う有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの組み合わせが一つの画素（ピクセル）を構成している。なお、図３において、金属層１７のうち、破線で示した格子状の領域は、金属層１７と第２電極層１６（後出）とが電気的に接続されている領域である。また、図３では、２行×５列の計１０個の有機発光素子１０を示したが、その数はこれに限定されるものではない。
【００２４】
図４（Ａ）は、表示領域１１０における、図３に示したＩＶ−ＩＶ線に沿ったＸＺ断面の概略構成を表す。また、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の一部を拡大したものである。図４（Ａ）に示したように、表示領域１１０では、基板１１１に画素駆動回路形成層１１２が設けられてなる基体１１の上に、有機発光素子１０を含む発光素子形成層１２が形成されている。有機発光素子１０の上には、保護膜１８と封止基板１９とが順に設けられている。有機発光素子１０は、基板１１１の側から、アノード電極としての第１電極層１３、発光層１４Ｃ（後出）を含む有機層１４、およびカソード電極としての第２電極層１６が各々順に積層されたものである。有機層１４および第１電極層１３は、開口規定絶縁膜２４によって有機発光素子１０ごとに分離されている。一方、第２電極層１６は、全ての有機発光素子１０に共通して設けられている。金属層１７は、開口規定絶縁膜２４を有機発光素子１０ごとに分離するように、第２電極層１６と電気的に接続されている。なお、図４（Ａ），図４（Ｂ）では、画素駆動回路形成層１１２における駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２などの詳細な構成については図示を省略した。
【００２５】
開口規定絶縁膜２４は、第１電極層１３の端面および周縁部の上面を覆い、かつ、第１電極層１３および有機層１４と金属層１７との隙間を埋めるように設けられている。開口規定絶縁膜２４は、屈折率ＮＬを有する低屈折率層２４１，２４３と、屈折率ＮＨ（＞ＮＬ）を有する高屈折率層２４２，２４４とが交互に積層された４層構造となっている。低屈折率層２４１，２４３は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ），フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3 ），フッ化カルシウム（ＣａＦ2 ），フッ化セリウム（ＣｅＦ3 ），フッ化ランタン（ＬａＦ3 ），フッ化リチウム（ＬｉＦ），フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ），フッ化ネオジウム（ＮｄＦ3 ），フッ化ナトリウム（ＮａＦ）のうちの少なくとも１種からなる。一方、高屈折率層２４２，２４４は、例えば、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ），酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ），酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ），酸化ガリウム（Ｇａ2 Ｏ3 ），酸化ハフニウム（ＨｆＯ2 ），酸化ニッケル（ＮｉＯ），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），酸化インジウム錫（ＩＴＯ），酸化ランタン（Ｌａ2 Ｏ3 ），酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ），酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ），酸化イットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ），酸化タングステン（ＷＯ3 ），一酸化チタン（ＴｉＯ），二酸化チタン（ＴｉＯ2 ），酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）のうちの少なくとも１種からなる。開口規定絶縁膜２４を構成する各層の光学膜厚（Ｎ×Ｄ；Ｎはｄ線に対する屈折率であり、Ｄは物理膜厚）は、可視光の波長λ０（＝６３０ｎｍ）を基準として、その０．２５倍となるように設計されていることが望ましい。すなわち、低屈折率層２４１，２４３の物理膜厚ＤＬ は、λ０／４（＝１５７．５ｎｍ）をＮＬ で除した値となっているとよい。同様に、高屈折率層２４２の物理膜厚ＤＨ は、λ０／４（＝１５７．５ｎｍ）をＮＨ で除した値となっているとよい。このような積層構造の開口規定絶縁膜２４は、有機層１４の発光層１４Ｃにおいて発生して有機層１４の端面から洩れた光を反射し、減衰させ、あるいは外部へ洩らすことなく有機層１４へ戻すように機能する。さらに、開口規定絶縁膜２４は、第１電極層１３と第２電極層１６および金属層１７との絶縁性を確保すると共に、有機発光素子１０の発光領域２０を正確に所望の形状とするものでもある。
【００２６】
有機発光素子１０を覆う保護膜１８は、窒化ケイ素（ＳｉＮx ）などの絶縁材料からなる。また、その上に設けられた封止基板１９は、保護膜１８や接着層（図示せず）などと共に有機発光素子１０を封止するものであり、発光層１４Ｃにおいて発生した光を透過する透明なガラスなどの材料により構成されている。
【００２７】
次に、図５〜図８を参照して、基体１１および有機発光素子１０の詳細な構成について説明する。なお、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、互いに有機層１４の構成が一部異なることを除き、他は共通の構成であるので、以下では、まとめて説明する。
【００２８】
図５は、図３に示した表示領域１１０の、Ｖ−Ｖ線に沿った断面図であり、図６は図３に示したＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。また、図７は、一の有機発光素子１０における、画素駆動回路形成層１１２に設けられた画素駆動回路１５０の平面構成を表す概略図である。さらに、図８は、図４〜図６に示した有機層１４の断面の一部を拡大して表したものである。なお、図５は、図７に示したＶ−Ｖ線に沿った断面に相当し、図６は、図７に示したＶＩ−ＶＩ線に沿った断面に相当している。
【００２９】
基体１１は、ガラス，シリコン（Ｓｉ）ウェハあるいは樹脂などよりなる基板１１１に、画素駆動回路１５０を含む画素駆動回路形成層１１２が設けられたものである。基板１１１の表面には、第１階層の金属層として、駆動トランジスタＴｒ１のゲート電極である金属層２１１Ｇと、書込トランジスタＴｒ２のゲート電極である金属層２２１Ｇと、信号線１２０Ａ（図６，図７）とがそれぞれ設けられている。これら金属層２１１Ｇ，２２１Ｇおよび信号線１２０Ａは、窒化ケイ素や酸化ケイ素などからなるゲート絶縁膜２１２によって覆われている。ゲート絶縁膜２１２上の、金属層２１１Ｇ，２２１Ｇに対応する領域には、アモルファスシリコンなどの半導体薄膜からなるチャネル層２１３，２２３が設けられている。チャネル層２１３，２２３上には、その中心領域であるチャネル領域２１３Ｒ，２２３Ｒを占めるように絶縁性のチャネル保護膜２１４，２２４が設けられており、その両側の領域には、ｎ型アモルファスシリコンなどのｎ型半導体薄膜からなるドレイン電極２１５Ｄ，２２５Ｄおよびソース電極２１５Ｓ，２２５Ｓが設けられている。これらドレイン電極２１５Ｄ，２２５Ｄおよびソース電極２１５Ｓ，２２５Ｓは、チャネル保護膜２１４，２２４によって互いに分離されており、それらの端面がチャネル領域２１３Ｒ，２２３Ｒを挟んで互いに離間している。さらに、ドレイン電極２１５Ｄ，２２５Ｄおよびソース電極２１５Ｓ，２２５Ｓをそれぞれ覆うように、第２階層の金属層として、ドレイン配線としての金属層２１６Ｄ，２２６Ｄおよびソース配線としての金属層２１６Ｓ，２２６Ｓが設けられている。金属層２１６Ｄ，２２６Ｄおよび金属層２１６Ｓ，２２６Ｓは、例えばチタン（Ｔｉ）層、アルミニウム（Ａｌ）層、およびチタン層を順に積層した構造を有するものである。第２階層の金属層としては、上記の金属層２１６Ｄ，２２６Ｄおよび金属層２１６Ｓ，２２６Ｓのほか、走査線１３０Ａおよび電源供給線１４０Ａ（図５，図７）が設けられている。なお、ここでは、逆スタガー構造（いわゆるボトムゲート型）の駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２について説明したが、スタガー構造（いわゆるトップゲート型）のものであってもよい。また、信号線１２０Ａについては、走査線１３０Ａおよび電源供給線１４０Ａとの交差点以外の領域では第２階層に設けるようにしてもよい。
【００３０】
画素駆動回路１５０は、窒化ケイ素などからなる保護膜（パッシベーション膜）２１７によって全体的に覆われており、その上には、さらに絶縁性の平坦化膜２１８が設けられている。平坦化膜２１８は、その表面が極めて高い平坦性を有するものであることが望まれる。また、平坦化膜２１８および保護膜２１７の一部領域には、微細な接続孔１２４が設けられている（図５，図７参照）。平坦化膜２１８は、特に保護膜２１７に比べて厚みが大きいので、例えばポリイミド等の有機材料など、パターン精度が良い材料により構成されていることが好ましい。接続孔１２４には第１電極層１３が充填されている。
【００３１】
平坦化膜２１８の上に形成された第１電極層１３は、反射層としての機能も兼ねており、できるだけ高い反射率を有する材料によって構成することが発光効率を高める上で望ましい。第１電極層１３は、例えば厚みが１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ），クロム（Ｃｒ），チタン（Ｔｉ），鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ），モリブデン（Ｍｏ），銅（Ｃｕ），タンタル（Ｔａ），タングステン（Ｗ），白金（Ｐｔ），ネオジウム（Ｎｄ）あるいは金（Ａｕ）などの金属元素の単体またはそれらの合金により構成されている。但し、後述する金属層２３をアルミニウムなどの高反射率材料によって構成し、それを反射層として機能させる場合には、第１電極層１３を酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）あるいは酸化スズ（ＳｎＯ2 ）などの透明導電材料によって構成してもよい。第１電極層１３は、平坦化膜２１８の表面を覆うと共に接続孔１２４を充填するように形成されている。これにより、第１電極層１３は、接続孔１２４を介して駆動トランジスタＴｒ１（のうちの金属層２１６Ｓ）と導通された状態となる。
【００３２】
有機層１４は、開口規定絶縁膜２４によって画定された発光領域２０に全面に亘って隙間無く形成されている。有機層１４は、例えば図８に示したように、第１電極層１３の側から正孔注入層１４Ａ、正孔輸送層１４Ｂ、発光層１４Ｃ、電子輸送層１４Ｄが順に積層された構成を有する。但し、発光層１４Ｃ以外の層は、必要に応じて設ければよい。
【００３３】
正孔注入層１４Ａは、正孔注入効率を高めるためのものであると共に、リークを防止するためのバッファ層である。正孔輸送層１４Ｂは、発光層１４Ｃへの正孔輸送効率を高めるためのものである。発光層１４Ｃは、電界をかけることにより電子と正孔との再結合が起こり、光を発生するものである。電子輸送層１４Ｄは、発光層１４Ｃへの電子輸送効率を高めるためのものである。なお、電子輸送層１４Ｄと第２電極層１６との間には、ＬｉＦ，Ｌｉ2 Ｏなどよりなる電子注入層（図示せず）を設けてもよい。
【００３４】
また、有機層１４は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの発光色によってそれぞれ構成が異なっている。有機発光素子１０Ｒの正孔注入層１４Ａは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）あるいは４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）により構成されている。有機発光素子１０Ｒの正孔輸送層１４Ｂは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ビス［（Ｎ−ナフチル）−Ｎ−フェニル］ベンジジン（α−ＮＰＤ）により構成されている。有機発光素子１０Ｒの発光層１４Ｃは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、８−キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ3 ）に２，６−ビス［４−［Ｎ−（４−メトキシフェニル）−Ｎ−フェニル］アミノスチリル］ナフタレン−１，５−ジカルボニトリル（ＢＳＮ−ＢＣＮ）を４０体積％混合したものにより構成されている。有機発光素子１０Ｒの電子輸送層１４Ｄは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
【００３５】
有機発光素子１０Ｇの正孔注入層１４Ａは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡにより構成されている。有機発光素子１０Ｇの正孔輸送層１４Ｂは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、α−ＮＰＤにより構成されている。有機発光素子１０Ｇの発光層１４Ｃは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 にクマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）を３体積％混合したものにより構成されている。有機発光素子１０Ｇの電子輸送層１４Ｄは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
【００３６】
有機発光素子１０Ｂの正孔注入層１４Ａは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡにより構成されている。有機発光素子１０Ｂの正孔輸送層１４Ｂは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、α−ＮＰＤにより構成されている。有機発光素子１０Ｂの発光層１４Ｃは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、スピロ６Φ（ｓｐｉｒｏ６Φ）により構成されている。有機発光素子１０Ｂの電子輸送層１４Ｄは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、Ａｌｑ3 により構成されている。
【００３７】
第２電極層１６は、例えば、厚みが５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、アルミニウム（Ａｌ），マグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），ナトリウム（Ｎａ）などの金属元素の単体または合金により構成されている。中でも、マグネシウムと銀との合金（ＭｇＡｇ合金）、またはアルミニウム（Ａｌ）とリチウム（Ｌｉ）との合金（ＡｌＬｉ合金）が好ましい。第２電極層１６は、例えば全ての有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに共通に設けられており、各有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの第１電極層１３と対向配置されている。さらに第２電極層１６は、有機層１４のみならず、開口規定絶縁膜２４および金属層１７をも覆うように形成されている。したがって、上述したように、第２電極層１６は金属層１７と電気的に接続された状態となっている。
【００３８】
金属層１７は、第１電極層１３と同様に平坦化膜２１８の表面に形成されており、主たる電極としての第２電極層１６における電圧降下を補う補助電極層として機能するものである。金属層１７を構成する材料としては、例えば第１電極層１３と同種の高導電性の金属材料が好ましい。また、金属層１７は、開口率向上の観点においては、可能な限り幅を狭く（占有面積を小さく）することが望ましい。
【００３９】
この金属層１７が存在しない場合、電源（図示せず）から個々の有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂまでの距離に応じた電圧降下により、共通電源供給線ＧＮＤ（図２参照）と接続された第２電極層１６の電位が各有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ間で一定とならず、顕著なばらつきを生じ易い。このような第２電極層１６の電位のばらつきは、表示領域１１０における輝度むらの原因となるので好ましくない。金属層１７は、表示装置が大画面化した場合であっても電源から第２電極層１６に至るまでの電圧降下を最小限度に抑え、このような輝度むらの発生を抑制するように機能する。
【００４０】
有機発光素子１０では、第１電極層１３は反射層としての機能を発揮する一方、第２電極層１６が半透過性反射層としての機能を発揮する。これら第１電極層１３および第２電極層１６により、有機層１４に含まれる発光層１４Ｃにおいて発生した光を多重反射させるようになっている。すなわち、有機発光素子１０は、第１電極層１３の有機層１４側の端面を第１端部Ｐ１とし、第２電極層１６の有機層１４側の端面を第２端部Ｐ２とし、有機層１４を共振部として、発光層１４Ｃで発生した光を共振させて第２端部Ｐ２の側から取り出す共振器構造を有している。このような共振器構造を有することで、発光層１４Ｃで発生した光が多重反射を起こし、一種の狭帯域フィルタとして作用することによって、取り出される光のスペクトルの半値幅が減少し色純度を高めることができる。また、封止基板１９の側から入射した外光についても多重反射により減衰させることができ、さらに位相差板や偏光板（図示せず）との組み合わせにより有機発光素子１０における外光の反射率を極めて小さくすることができる。
【００４１】
この表示装置は、例えば次のようにして製造することができる。以下、図４〜図７を参照して、本実施の形態の表示装置の製造方法について説明する。
【００４２】
まず、上述した材料よりなる基板１１１の上に、駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２を含む画素駆動回路１５０を形成する。具体的には、まず、基板１１１上に例えばスパッタリングにより金属膜を形成する。そののち、例えばフォトリソグラフィ法やドライエッチング、あるいはウェットエッチングによりその金属膜をパターニングすることで、基板１１１上に金属層２１１Ｇ，２２１Ｇおよび信号線１２０Ａを形成する。次いで、全面をゲート絶縁膜２１２によって覆う。さらに、ゲート絶縁膜２１２の上に、チャネル層２１３，２２３、チャネル保護膜２１４，２２４、ドレイン電極２１５Ｄ，２２５Ｄおよびソース電極２１５Ｓ，２２５Ｓ、ならびに、金属層２１６Ｄ，２２６Ｄおよび金属層２１６Ｓ，２２６Ｓを順に、所定形状に形成する。ここで、金属層２１６Ｄ，２２６Ｄおよび金属層２１６Ｓ，２２６Ｓの形成と併せて、走査線１３０Ａおよび電源供給線１４０Ａを第２の金属層として各々形成する。その際、金属層２２１Ｇと走査線１３０Ａとを接続する接続部、金属層２２６Ｄと信号線１２０Ａとを接続する接続部、金属層２２６Ｓと金属層２１１Ｇとを接続する接続部を予め形成しておく。そののち、全体を保護膜２１７で覆うことにより、画素駆動回路１５０を完成させる。その際、保護膜２１７における金属層２１６Ｓ上の所定位置に、ドライエッチングなどにより開口を形成しておく。
【００４３】
画素駆動回路１５０を形成したのち、スピンコート法などにより、例えばポリイミドを主成分とする感光性樹脂を全面に亘って塗布する。次に、その感光性樹脂に対しフォトリソグラフィ処理を施すことにより、接続孔１２４を有する平坦化膜２１８を形成する。具体的には、例えば所定位置に開口を有するマスクを用いた選択的な露光および現像により、保護膜２１７に設けられた開口と連通する接続孔１２４を形成する。そののち、平坦化膜２１８を必要に応じて焼成してもよい。これにより画素駆動回路形成層１１２を得る。
【００４４】
さらに、上述した所定の材料よりなる第１電極層１３および金属層１７を一括して形成する。具体的には、例えばスパッタリングによって上述の材料からなる金属膜を全面成膜したのち、その金属膜上に所定のマスクを用いて所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成し、さらにそのレジストパターンをマスクとして用い、金属膜の選択的なエッチングを行う。その際、第１電極層１３については、平坦化膜２１８の表面を覆うと共に接続孔１２４を充填するように形成する。また、金属層１７については、平坦化膜２１８の表面に、第１電極層１３の周囲を取り囲むように形成する。金属層１７は、第１電極層１３と同種の材料によって形成することが望ましい。さらに、金属層１７と第１電極層１３との隙間を充填するように、多層構造の開口規定絶縁膜２４を形成する。
【００４５】
次いで、第１電極層１３のうち、露出している部分を完全に覆うように上述した所定の材料および厚みの正孔注入層１４Ａ、正孔輸送層１４Ｂ、発光層１４Ｃ、電子輸送層１４Ｄを、例えば蒸着法によって順に積層することで有機層１４を形成する。さらに、有機層１４を挟んで第１電極層１３と対向し、かつ、金属層１７を覆うように全面に亘って第２電極層１６を形成することで有機発光素子１０を完成させる。
【００４６】
こののち、全体を覆うように、上述した材料よりなる保護膜１８を形成する。最後に、保護膜１８の上に、接着層を形成し、この接着層を間にして封止基板１９を貼り合わせる。以上により、表示装置が完成する。
【００４７】
このようにして得られた表示装置では、各画素に対して走査線駆動回路１３０から書込トランジスタＴｒ２のゲート電極（金属層２２１Ｇ）を介して走査信号が供給されると共に、信号線駆動回路１２０から画像信号が書き込みトランジスタＴｒ２を介して保持容量Ｃｓに保持される。その一方で、電源供給線駆動回路１４０が、走査線駆動回路１３０による行単位の走査と同期して、各電源供給線１４０Ａに対し第２電位よりも高い第１電位を供給する。これにより駆動トランジスタＴｒ１の導通状態が選択され、各有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに駆動電流Ｉｄが注入されることにより、正孔と電子とが再結合して発光が起こる。この光は、第１電極層１３と第２電極層１６との間で多重反射し、第２電極層１６、保護膜１８および封止基板１９を透過して取り出される。
【００４８】
以上、説明したように、本実施の形態では、有機層１４を有機発光素子１０ごとに分離する開口規定絶縁膜２４が、低屈折率層２４１，２４３と高屈折率層２４２，２４４とが交互に積層された積層構造を有するようにしたので、以下の効果を奏する。すなわち、有機層１４から射出されて第１電極層１３と第２電極層１６との間で多重反射した光のうち開口規定絶縁膜２４に洩れた成分光は、開口規定絶縁膜２４において反射されて減衰し、あるいは外部へ洩れずに有機層１４へ再び戻ることとなる。よって、有機発光素子１０の発光効率を高めることができ、消費電力の削減を図ることができる。
【００４９】
また、第１電極層１３および金属層１７が設けられた階層において、それらの隙間の領域を密に充填するように上記の開口規定絶縁膜２４を設けるようにしたので、外光や有機発光素子１０から洩れた光などの不要光が、下層に位置する駆動トランジスタＴｒ１や書込トランジスタＴｒ２のチャネル領域２１３Ｒ，２２３Ｒなどに入射するのを防ぐことができる。これにより、駆動トランジスタＴｒ１や書込トランジスタＴｒ２における誤動作による画素駆動回路１５０へのリーク電流の発生を確実に防ぎ、画質向上を図ることができる。また、駆動トランジスタＴｒ１や書込トランジスタＴｒ２の寿命劣化を防ぎ、動作信頼性を高めることもできる。
【００５０】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、有機発光素子１０ごとに有機層１４を分離する開口規定絶縁膜２４の構造を高屈折率層と低屈折率層との積層構造としたが、これに限定されるものではない。例えば、駆動トランジスタＴｒ１や書込トランジスタＴｒ２を覆う保護膜２１７や、その上の平坦化膜２１８を上記の積層構造としてもよい。その場合も、開口規定絶縁膜２４に用いた各種の材料をそのまま用いることができる。そのような構成とした場合においても、駆動トランジスタＴｒ１や書込トランジスタＴｒ２のチャネル領域２１３Ｒ，２２３Ｒへの不要光の入射を防ぐことができ、画質向上や長期信頼性の向上といった効果が得られる。特に、駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２を、それらと密接して覆う平坦化膜２１８を上記の積層構造とすれば、より効果的である。なお、平坦化膜２１８を上記の積層構造とする場合には、駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２のうち、少なくともチャネル領域２１３Ｒ，２２３Ｒを覆うように形成すればよい。そのように形成すれば、全面に亘って形成しなくともチャネル領域２１３Ｒ，２２３Ｒへの不要光の入射を確実に防止することができるからである。
【００５１】
また、本発明は、上記実施の形態において説明した各層の材料や積層順序、あるいは成膜方法などに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態においては、開口規定絶縁膜２４を、低屈折率層２４１，２４３と高屈折率層２４２，２４４とが交互に２回繰り返して積層された４層構造としたが、さらに繰り返し積層数を増やすようにしてもよい。積層数を増やすことで、より高い反射率が得られ、発光効率の向上や、チャネル領域への不要光の入射低減の点でより有利となる。また、低屈折率層および高屈折率層における各々の厚みや適用材料は、要求される反射特性に応じて適宜選択すればよい。なお、実際には、低屈折率層および高屈折率層の組み合わせを３回繰り返して積層した構造（合計６層）であれば、十分な効果が得られる。例えば、ＳｉＯ2 （Ｎ≒１．４６）からなる７５ｎｍの厚みの低屈折率層と、ＴｉＯ2 （Ｎ≒２．３）からなる７５ｎｍの厚みの高屈折率層とを交互に３層ずつ積層すれば十分な効果が得られる。また、いずれも場合であっても、低屈折率層が最も基板１１１の側（駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２が設けられた側）に位置するようにするとよい。積層構造へ入射した不要光が上面側（駆動トランジスタＴｒ１および書込トランジスタＴｒ２とは反対側）へ反射されやすくなるからである。
【００５２】
また、上記実施の形態においては、第１電極層１３を陽極、第２電極層１６を陰極とする場合について説明したが、第１電極層１３を陰極、第２電極層１６を陽極としてもよい。さらに、上記実施の形態では、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層をさらに備えていてもよい。例えば、第１電極層１３と有機層１４との間に、酸化クロム（ＩＩＩ）（Ｃｒ2 Ｏ3 ），ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide：インジウム（Ｉｎ）およびスズ（Ｓｎ）の酸化物混合膜）などからなる正孔注入用薄膜層を備えていてもよい。
【００５３】
加えてまた、上記実施の形態では、第２電極層１６が半透過性反射層により構成されている場合について説明したが、第２電極層１６は、半透過性反射層と透明電極とが第１電極層１３の側から順に積層された構造としてもよい。この透明電極は、半透過性反射層の電気抵抗を下げるためのものであり、発光層で発生した光に対して十分な透光性を有する導電性材料により構成されている。透明電極を構成する材料としては、例えば、ＩＴＯまたはインジウムと亜鉛（Ｚｎ）と酸素とを含む化合物が好ましい。室温で成膜しても良好な導電性を得ることができるからである。透明電極の厚みは、例えば３０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることができる。また、この場合、半透過性反射層を一方の端部とし、透明電極を挟んで半透過性電極に対向する位置に他方の端部を設け、透明電極を共振部とする共振器構造を形成するようにしてもよい。さらに、そのような共振器構造を設けた上で、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを保護膜１８で覆うようにし、この保護膜１８を、透明電極を構成する材料と同程度の屈折率を有する材料により構成すれば、保護膜１８を共振部の一部とすることができ、好ましい。
【００５４】
加えてまた、上記各実施の形態では、アクティブマトリクス型の表示装置の場合について説明したが、本発明はパッシブマトリクス型の表示装置への適用も可能である。更にまた、アクティブマトリクス駆動のための画素駆動回路の構成は、上記各実施の形態で説明したものに限られず、必要に応じて容量素子やトランジスタを追加してもよい。その場合、画素駆動回路の変更に応じて、上述した信号線駆動回路１２０や走査線駆動回路１３０のほかに、必要な駆動回路を追加してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成を表す図である。
【図２】図１に示した画素駆動回路の一例を表す図である。
【図３】図１に示した表示領域の構成を表す平面図である。
【図４】図１に示した表示領域の構成を表す断面図である。
【図５】図３に示した有機発光素子の構成を表す断面図である。
【図６】図３に示した有機発光素子の構成を表す他の断面図である。
【図７】図５，図６に示した画素駆動回路形成層の構成を表す平面図である。
【図８】図５に示した有機層を拡大して表す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）…有機発光素子、１１…基体、１１１…基板、１１２…画素駆動回路形成層、１２…発光素子形成層、１３…第１電極層、１４…有機層、１４Ａ…正孔注入層、１４Ｂ…正孔輸送層、１４Ｃ…発光層、１４Ｄ…電子輸送層、１６…第２電極層、１７…金属層、１８…保護膜、１９…封止基板、２０…発光領域、２４…開口規定絶縁膜、１２４…接続孔、２４１，２４３…低屈折率層、２４２，２４４…高屈折率層、１１０…表示領域、１２０…信号線駆動回路、１２０Ａ…信号線、１３０…走査線駆動回路、１３０Ａ…走査線、１４０…電源供給線駆動回路、１４０Ａ…電源供給線、１５０…画素駆動回路、２１７…保護膜（パッシベーション膜）、２１８…平坦化膜、Ｃｓ…キャパシタ（保持容量）、Ｐ１…第１端部、Ｐ２…第２端部、Ｔｒ１…駆動トランジスタ、Ｔｒ２…書込トランジスタ。
【図１】
2010153127.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010153127.tif 000008
【図７】
2010153127.tif 000009
【図８】
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