(57)【要約】【課題】有機ＥＬ表示パネルにおいて視野角特性の改善を図るために散乱層を設けると光の利用効率が低くなり得る。【解決手段】発光素子が形成されたＴＦＴ基板１４と、発光素子からの光の一部帯域を選択的に透過するカラーフィルタ１８を備えたＲＧＢ画素及びカラーフィルタを備えず光を透過する白画素が配列されたカラーフィルタ基板２０とを、光透過性を有し紫外線照射により光散乱性を得る充填材２２を間に挟んで貼り合わせパネルを形成する。当該パネルのカラーフィルタ基板２０側の面へ向けて紫外線６０を照射し、カラーフィルタ１８により紫外線６０を阻止されない白画素に対応する部分の充填材２２に選択的に前記光散乱性を付与する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が形成された第１基板と、前記発光素子からの光の一部帯域を選択的に透過するカラーフィルタを備えた有色画素及び前記カラーフィルタを備えず前記光を透過する無色画素が配列された第２基板とを、光透過性を有し紫外線照射により光散乱性を得る充填材を間に挟んで貼り合わせパネルを形成する工程と、
前記パネルの前記第１基板側の面へ向けて紫外線を照射し、前記カラーフィルタにより前記紫外線を阻止されない前記無色画素に対応する部分の前記充填材に選択的に前記光散乱性を付与する紫外線照射工程と、
を有することを特徴とする表示パネル製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の表示パネル製造方法において、
前記充填材は、紫外線硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂からなり、
前記紫外線照射工程の後に前記パネルを加熱して前記充填材を硬化させ、前記第１基板と前記第２基板とを固着させる工程をさらに含むこと、
を特徴とする表示パネル製造方法。
【請求項３】
発光素子が形成された第１基板と、
前記第１基板からの光に対するカラーフィルタを備えた有色画素及び前記カラーフィルタを備えず前記光を透過する無色画素が配列された第２基板と、
対向配置された前記第１基板と前記第２基板との間を充填し、光透過性を有すると共に前記無色画素に対応する部分に選択的に光散乱性を有する充填材層と、
を有することを特徴とする表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネル製造方法および表示パネルに関し、特に、カラーフィルタを備えた画素と備えない画素とが配列された表示パネル製造方法及び表示パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス駆動方式の有機エレクトロルミネッセンス（electroluminescence：ＥＬ）表示パネルが考案されている。その表示パネルにおいて、ＴＦＴが形成されている基板（ＴＦＴ基板）側に光を取り出す方式であるボトムエミッション方式では、配線部分の遮光効果により、開口率が上がらないのに対し、ＴＦＴ基板とは反対側に光を取り出す方式であるトップエミッション方式は開口率を大きくすることができる。
【０００３】
また、トップエミッション方式の有機ＥＬ表示パネルは、有機発光層で発光した光が外に取り出されるまでに通過する層の界面での反射による多重反射干渉効果（キャビティ効果）を生じやすい。ここで、当該効果を利用し、有機発光層内で得られた光を共振により増幅するマイクロキャビティ機構が知られている。マイクロキャビティ機構は、有機発光ダイオード（Organic Light-Emitting Diode：ＯＬＥＤ）の例えば、光射出側に位置する電極を透明電極でなく、半透過型電極とし（透明電極材料層と反射材料層との積層構造でもよい）、半透過電極と、これと対向する反射電極との間の光学長を共振波長に一致するように設計することで実現できる。
【０００４】
しかし、光の出射方向により各層を通過する光の経路長が変化するので、キャビティ効果における干渉条件を満たす波長は変わり、その結果、視角によって出射光の色が相違するという視野角依存性が生じる。
【０００５】
この視野角特性の劣化に対して、光の取り出し側に光を散乱する層を設ける改善策が提案されている（特許文献１〜３）。
【０００６】
次に、カラー画像を表示可能な有機ＥＬ表示パネルの構造の１つとして、白色発光のＯＬＥＤの上に例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のカラーフィルタを配置する構成が知られている。さらに当該構成において、各画素を構成するＲＧＢのサブピクセルに加えて白色（Ｗ）のサブピクセルを設ける構成が知られている。ここで、表示パネルではサブピクセルが構成上の単位であり、サブピクセルごとにＯＬＥＤやカラーフィルタが形成される。そこで以下の説明では、基本的にサブピクセルを画素と扱う。ＲＧＢ画素に加えてＷ画素を設ける構成では、ＲＧＢ画素のみの構成にて各画素の光の合成で得ていた白色成分の全部又は一部がＷ画素にて生成されるように駆動されるので、ＲＧＢ各画素にて生成する必要がある光の強度は少なくなる。Ｗ画素はカラーフィルタを有さないので、ＯＬＥＤ発光のカラーフィルタによる吸収はＷ画素では生じず、よって、ＲＧＢＷ画素構成では、輝度向上、又は同じ輝度を得るための消費電力を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３２９７４２号公報
【特許文献２】特開２００９−７０８１６号公報
【特許文献３】特開２０１２−６９２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
カラー表示可能な有機ＥＬ表示パネルに関し従来は、表示領域の全画素に対して光散乱層を設けることが提案されている。ここで、光拡散層は視野角特性を改善する一方、光の透過効率を低下させ得るという問題がある。
【０００９】
本発明は上記問題に対応して、光を散乱させて視野角特性の改善を図りつつ、透過率の低下の影響を少なくする表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る表示パネル製造方法は、発光素子が形成された第１基板と、前記発光素子からの光の一部帯域を選択的に透過するカラーフィルタを備えた有色画素及び前記カラーフィルタを備えず前記光を透過する無色画素が配列された第２基板とを、光透過性を有し紫外線照射により光散乱性を得る充填材を間に挟んで貼り合わせパネルを形成する工程と、前記パネルの前記第１基板側の面へ向けて紫外線を照射し、前記カラーフィルタにより前記紫外線を阻止されない前記無色画素に対応する部分の前記充填材に選択的に前記光散乱性を付与する紫外線照射工程と、を有する。
【００１１】
上記表示パネル製造方法において、前記充填材は、紫外線硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂からなり、前記紫外線照射工程の後に前記パネルを加熱して前記充填材を硬化させ、前記第１基板と前記第２基板とを固着させる工程をさらに含むこととすることができる。
【００１２】
本発明に係る表示パネルは、発光素子が形成された第１基板と、前記第１基板からの光に対するカラーフィルタを備えた有色画素及び前記カラーフィルタを備えず前記光を透過する無色画素が配列された第２基板と、対向配置された前記第１基板と前記第２基板との間を充填し、光透過性を有すると共に前記無色画素に対応する部分に選択的に光散乱性を有する充填材層と、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、Ｗ画素に相当する無色画素にて選択的に光を散乱させて視野角特性を改善しつつ、ＲＧＢ画素などの有色画素では透過率低下を少なくする表示パネルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態である有機ＥＬ表示装置の表示パネルの模式的な分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態である有機ＥＬ表示装置の表示パネルの模式的な垂直断面図である。
【図３】本発明の実施形態である表示パネルの製造方法を説明する概略のプロセスフロー図である。
【図４】充填材への紫外線照射工程を説明する表示パネルの模式的な垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は実施形態である有機ＥＬ表示装置の表示パネル２の模式的な斜視図であり、対向配置される２枚の基板を離して示す分解斜視図である。図２は図１に示すII−II線に沿った位置での表示パネル２の模式的な垂直断面図である。
【００１７】
表示パネル２は、ガラス基板１０上にＯＬＥＤ部（発光素子）１２を含む積層構造が形成されたＴＦＴ基板１４（第１基板）と、ガラス基板１６上にカラーフィルタ１８を含む積層構造が形成されたカラーフィルタ基板２０（第２基板）とを、充填材２２を間に挟んで貼り合わせた構造を有する。本実施形態の表示パネル２はカラー画像を表示し、カラー画像における画素は例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷに対応する光を出射するサブピクセルで構成される。本実施形態ではＲ画素４ｒ、Ｇ画素４ｇ、Ｂ画素４ｂ、Ｗ画素４ｗが表示領域にストライプ配列される例を説明する。当該配列では、画像の垂直方向に同じ種類（色）の画素が並び、水平方向にＲＧＢＷが周期的に並ぶ。
【００１８】
ガラス基板１０上には回路部２４、絶縁膜２６、ＯＬＥＤ部１２及び封止膜２８などが積層される。
【００１９】
回路部２４は映像信号に応じた電流をＯＬＥＤ部１２に供給して発光させる電子回路であり、配線やＴＦＴなどの回路素子からなり、ガラス基板１０の表面に形成される。例えば、表示領域には電源線ＤＬや画素回路などが形成される。また、表示領域の外側では外部回路からのフレキシブル基板ＦＰＣやＩＣチップが回路部２４に接続され得る。
【００２０】
絶縁膜２６は回路部２４を覆ってガラス基板１０表面に積層されれ、画素ごとに設けられる画素回路相互間や、反射層３０と回路部２４との間などを電気的に絶縁する。絶縁膜２６は例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）や窒化シリコン（ＳｉＮ）等で形成される。
【００２１】
ＯＬＥＤ部１２は反射層３０、下部電極３２、有機層３４、上部電極３６及びバンク３８を含んで構成される。有機層３４はホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等を含んで構成される。
【００２２】
下部電極３２及び上部電極３６とこれらの間に挟持される有機層３４とはＯＬＥＤを構成する。有機層３４中の発光層は正孔と電子とが結合することによって発光する有機ＥＬ物質から構成されている。本実施形態では発光層は白色光を発する。例えば、発光層はＲ，Ｇ，Ｂなど複数色の発光物質が分散されたものとすることができ、ＯＬＥＤ部１２はＲＧＢ各色の有機エレクトロルミネッセンスによる光を混合して白色光を生成する。また、ＯＬＥＤ部１２はＲ，Ｇ，Ｂなど互いに異なる色を発する複数のＯＬＥＤの積層構造とすることもできる。
【００２３】
上部電極３６は基本的に表示領域の全画素の有機層３４に共通に接触する共通電極である。本実施形態ではＯＬＥＤ部１２は上述したマイクロキャビティ構造に形成され、上部電極３６は例えば、半透過型電極とされる。
【００２４】
下部電極３２は例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性及び導電性を有する材料で作られる。下部電極３２は画素ごとに分離して形成され、コンタクトホール４０を介して回路部２４と電気的に接続され、回路部２４から供給される駆動電流を有機層３４に注入する。
【００２５】
反射層３０は下部電極３２の下に形成され、有機層３４から発せられた光を、画像表示面側、つまりカラーフィルタ基板２０へ向けて反射する。よって反射層３０は光反射率が高い材料で形成することが好適であり、例えば、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等を利用することができる。
【００２６】
封止膜２８はＯＬＥＤ部１２の上に積層される。ＯＬＥＤの特性が水分によって劣化することに対応して、封止膜２８は充填材２２に含まれる水分からＯＬＥＤを保護する防湿機能を有する。例えば、封止膜２８はＳｉＮからなる。
【００２７】
ガラス基板１６上にはカラーフィルタ１８、オーバーコート層５０などが積層される。
【００２８】
カラーフィルタ１８はガラス基板１６の表面に積層される。カラーフィルタ１８は光透過性の樹脂材料等で形成され、顔料等により複数の色に着色される。例えば、カラーフィルタ１８は色レジストで形成される。本実施形態ではＲ画素４ｒ、Ｇ画素４ｇ、Ｂ画素４ｂに対応してカラーフィルタ１８として赤色（Ｒ）フィルタ１８ｒ、緑色（Ｇ）フィルタ１８ｇ及び青色（Ｂ）フィルタ１８ｂが設けられる。一方、Ｗ画素４ｗにはカラーフィルタ１８は設けられない。
【００２９】
カラーフィルタ間の境界、及びカラーフィルタとＷ画素との境界にはブラックマトリクス５２がクロム（Ｃｒ）等からなる遮光膜をパターニングして形成される。
【００３０】
オーバーコート層５０は、上述したカラーフィルタ１８及びブラックマトリクス５２が積層されたガラス基板１６の表面を覆う。オーバーコート層５０は例えばアクリル樹脂等の透明な樹脂材料で作られる。
【００３１】
ＴＦＴ基板１４とカラーフィルタ基板２０とは間隙を設けて対向配置され、表示領域を囲んで当該間隙にはダム材（シール材）（不図示）が配され、表示領域の間隙を密閉する。充填材２２（フィル材）はダム材の内側の間隙に充填される。
【００３２】
充填材２２は例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂からなり、熱等で硬化するものが好適である。特に、充填材２２には紫外線を照射することで硬化する紫外線硬化性樹脂が混合されている。充填材２２中の紫外線硬化性樹脂は、Ｗ画素４ｗに対応する領域にて選択的に硬化される。充填材２２に分散した紫外線硬化性樹脂は重合・硬化することで、充填材２２中に高分子ネットワークを形成したり、充填材２２中に分散して微粒子状、又は液滴状の高分子を形成したりする。硬化した紫外線硬化性樹脂はその周囲の他の樹脂との屈折率の差によりＷ画素に対応する領域にて選択的に光散乱性を有する。
【００３３】
本実施形態の有機ＥＬ表示装置は上述のＲＧＢＷ画素を配列した表示パネル２を用いることによって、既に述べたように輝度向上、又は同じ輝度を得るための消費電力を低減できる。さらに、マイクロキャビティ構造を採用することで光の利用効率を高めることができる。ここで、Ｗ画素では充填材２２に光散乱性を持たせたことにより、マイクロキャビティ構造として意図的に生じさせるキャビティ効果や意図せず生じるキャビティ効果による視野角特性の劣化を抑制できる。画像中の明るい領域ほど色ずれの影響が目立ちやすいが、本発明によれば明るい領域ほどＲＧＢＷ画素中で発光強度の比重が高くなるＷ画素にて色ずれが抑制されるので視野角特性が好適に改善される。それと共に、ＲＧＢ画素では充填材２２に光散乱性を与えないことにより、散乱による透過率の低下、ひいては光の利用効率の低下が防止される。
【００３４】
次に表示パネル２の製造方法について説明する。図３は表示パネル２の製造方法を説明する概略のプロセスフロー図であり、同図はＴＦＴ基板１４及びカラーフィルタ基板２０をそれぞれ形成した後の主な製造工程を示している。
【００３５】
カラーフィルタ基板２０の表示領域の外側の領域に表示領域を囲んで遅延硬化型の紫外線硬化性樹脂からなるダム材を塗布する（Ｓ１０）。ダム材にはＴＦＴ基板１４とカラーフィルタ基板２０との間隙の大きさを規定するためのスペーサが混入されている。ダム材の塗布は例えば、ディスペンサーを用いて行うことができる。
【００３６】
塗布後、ダム材に紫外線を照射して硬化反応を開始させる（Ｓ２０）。ここで遅延硬化型であるダム材は紫外線照射から或る程度の時間内では低粘度の状態を維持する。具体的には、ダム材は、後述するＴＦＴ基板１４とカラーフィルタ基板２０との貼り合わせ後、充填材２２が十分に広がった状態になるまで低粘度に保たれる材料を用いる。
【００３７】
ダム材に紫外線を照射した後、紫外線硬化性樹脂を含有する熱硬化型樹脂からなる充填材２２を，ダム材で囲まれた領域に滴下塗布する（Ｓ３０）。塗布方法は通常のディスペンサー塗布で行うことができる。
【００３８】
充填材２２を滴下したカラーフィルタ基板２０の上にＴＦＴ基板１４をアライメントして貼り合わせる（Ｓ４０）。貼り合わせは通常の大気圧加圧方式で行うことができる。これにより、滴下した充填材２２が表示領域の全体に広がり、それと共に、ＴＦＴ基板１４はカラーフィルタ基板２０との距離を縮め、最終的にはダム材中のスペーサの大きさで決まる距離で止まる。
【００３９】
次に、充填材２２中の紫外線硬化性樹脂を重合反応させる紫外線を、貼り合わせた両基板からなるパネルのカラーフィルタ基板２０側の面へ向けて照射する（Ｓ５０）。図４はこの工程における表示パネル２の模式的な垂直断面図を示している。照射された紫外線６０は、Ｗ画素以外ではカラーフィルタ１８を構成する色レジストにより阻止され、充填材２２には入射しない。一方、カラーフィルタ１８が配置されない無色画素であるＷ画素では紫外線６０は充填材２２に入射する。これにより、表示領域の充填材２２のうちＷ画素に対応する部分６２だけにおいて紫外線硬化性樹脂が重合し、当該部分６２は上述した光散乱性を生じる。つまり、本工程にて充填材２２はＷ画素に対応する領域に選択的に光散乱性を付与される。
【００４０】
なお、カラーフィルタ基板２０にて紫外線硬化性樹脂からなるダム材に対向する部分は例えば、ブラックマトリクス層で遮光され、本工程にて紫外線を照射することができないため、先行する工程Ｓ２０にて紫外線を照射している。ここで、工程Ｓ５０にてダム材に紫外線を照射可能にカラーフィルタ基板２０等を構成した場合には、工程Ｓ２０は省略することができ、またダム材とする紫外線硬化性樹脂は遅延硬化型ではなく、より速く硬化するものを用いることができる。
【００４１】
工程Ｓ５０でＷ画素の充填材２２中の紫外線硬化性樹脂を硬化させた後、表示パネル２を熱硬化炉に投入し，充填材２２の母材である熱硬化性樹脂を硬化させる（Ｓ６０）。これにより、ＴＦＴ基板１４とカラーフィルタ基板２０とがダム材および充填材２２によって接着され固定される。
【００４２】
概略を説明した以上の製造工程により表示パネル２が作成され、完成した表示パネル２は回路部２４の機能検査や、表示パネル２を点灯させて動作確認を行う検査工程に移行する（Ｓ７０）。
【００４３】
上記実施形態では充填材２２の母材を熱硬化性樹脂としたが、硬化剤などを混ぜて重合させる化学反応型樹脂を用いることもでき、この場合、熱硬化工程Ｓ６０を省略できる。
【符号の説明】
【００４４】
２  表示パネル、１０，１６  ガラス基板、１２  ＯＬＥＤ部、１４  ＴＦＴ基板、１８  カラーフィルタ、２０  カラーフィルタ基板、２２  充填材、２４  回路部、２６  絶縁膜、２８  封止膜、３０  反射層、３２  下部電極、３４  有機層、３６  上部電極、３８  バンク、４０  コンタクトホール、５０  オーバーコート層、５２  ブラックマトリクス、６０  紫外線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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