(57)【要約】【課題】色純度に優れ、発光効率の高い発光素子、およびこれを有する表示装置を提供する。【解決手段】第１の画素と、第１の画素に隣接する第２の画素を有する表示装置が提供される。第１の画素は、第１の画素電極、第１の画素電極上の第１のＥＬ層、および第１のＥＬ層上の第２の電極を有する。第２の画素は、第２の画素電極、第２の画素電極上の第２のＥＬ層、および第２のＥＬ層上の第２の電極を有する。表示装置はさらに、第２の電極上の第１のキャップ層、第１のキャップ層上に位置し、第１のＥＬ層と重なる第２のキャップ層、および、第２のキャップ層上に位置し、第１のＥＬ層と第２のＥＬ層に重なり、第２のＥＬ層と重なる領域で第１のキャップ層と接する第３のキャップ層を有する。【選択図】図２
2018073567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の画素電極、前記第１の画素電極上の第１のＥＬ層、および前記第１のＥＬ層上の第２の電極を有する第１の画素と、
前記第１の画素に隣接し、第２の画素電極、前記第２の画素電極上の第２のＥＬ層、および前記第２のＥＬ層上の前記第２の電極を有する第２の画素と、
前記第２の電極上の第１のキャップ層と、
前記第１のキャップ層上に位置し、前記第１のＥＬ層と重なる第２のキャップ層と、
前記第２のキャップ層を覆い、前記第１のＥＬ層と前記第２のＥＬ層に重なり、前記第２のＥＬ層と重なる領域で前記第１のキャップ層と接する第３のキャップ層を有する表示装置。
【請求項２】
前記第２のキャップ層の厚さは、２μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第２のキャップ層は樹脂を含む、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１の画素の発光領域上において、前記第３のキャップ層は、前記第２のキャップ層を介して前記第１のキャップ層から離間し、
前記第２の画素の発光領域上において、前記第３のキャップ層は、前記第１のキャップ層と接する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１のＥＬ層の発光ピーク波長は、前記第２のＥＬ層の発光ピーク波長と異なる、請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１のＥＬ層の発光ピーク波長は、前記第２のＥＬ層の発光ピーク波長よりも長い、請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第２のキャップ層の屈折率は、前記第１のキャップ層の屈折率以下である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
第１の画素電極、前記第１の画素電極上の第１のＥＬ層、および前記第１のＥＬ層上の第２の電極を有する第１の画素と、
前記第１の画素に隣接し、第２の画素電極、前記第２の画素電極上の第２のＥＬ層、および前記第２のＥＬ層上の前記第２の電極を有する第２の画素と、
前記第２の画素に隣接し、第３の画素電極、前記第３の画素電極上の第３のＥＬ層、および前記第３のＥＬ層上の前記第２の電極を有する第３の画素と、
前記第２の電極上の第１のキャップ層と、
前記第１のキャップ層上に位置し、前記第１のＥＬ層と重なる第２のキャップ層と、
前記第２のキャップ層を覆い、前記第１のＥＬ層、前記第２のＥＬ層、および前記第３のＥＬ層に重なり、前記第３のＥＬ層と重なる領域で前記第１のキャップ層と接する第３のキャップ層を有する表示装置。
【請求項９】
前記第２のキャップ層の厚さは、２μｍ以上１０μｍ以下である、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第２のキャップ層は樹脂を含む、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１の画素の発光領域上において、前記第３のキャップ層は、前記第２のキャップ層を介して前記第１のキャップ層から離間し、
前記第３の画素の発光領域上において、前記第３のキャップ層は、前記第１のキャップ層と接する、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記第３のキャップ層は、前記第２の画素の発光領域上において、前記第１のキャップ層と接する、請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第２のキャップ層は、前記第２のＥＬ層と重なる、請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記第２の画素の発光領域上において、前記第３のキャップ層は、前記第２のキャップ層を介して第１のキャップ層と離間する、請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第１のＥＬ層の発光ピーク波長は、前記第２のＥＬ層の発光ピーク波長、および前記第３のＥＬ層の発光ピーク波長と異なる、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記第１のＥＬ層の発光ピーク波長は、前記第２のＥＬ層の発光ピーク波長、および前記第３のＥＬ層の発光ピーク波長よりも長い、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記第２のＥＬ層の発光ピーク波長は、前記第３のＥＬ層の発光ピーク波長よりも長い、請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記第３のキャップ層の上には、少なくとも前記第１の画素と前記第２の画素とを含む複数の画素を覆う封止膜が配置され、
前記封止膜は、窒化シリコン又は酸化シリコンを含む、請求項１から請求項１７の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記第３のキャップ層はフッ素を含み、
前記封止膜は、前記第３のキャップ層に直に接する無機膜と、前記無機膜の第３のキャップ層とは反対の側に位置し、且つ前記無機膜に直に接する有機膜とを含む、請求項１８に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態の１つは、発光素子、発光素子を含む表示装置、および表示装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置の一例として、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置が挙げられる。有機ＥＬ表示装置は、基板上に形成された複数の画素内の各々に有機発光素子（以下、発光素子）を有している。発光素子は一対の電極（陰極、陽極）間に有機化合物を含む層（以下、有機層、あるいはＥＬ層と記す）を有しており、一対の電極間に電流を供給することで駆動される。表示素子が与える色はＥＬ層内の発光材料によって主に決定され、発光材料を適宜選択することによって種々の色を再現することができる。異なる発光色を与える発光素子を基板上に複数配置することで、フルカラーの映像が得られる。
【０００３】
発光素子の発光色や発光強度は、発光素子内、あるいは発光素子外における光の干渉効果を利用して制御することもできる。例えば特許文献１乃至３では、ＥＬ層で生成される発光を一対の電極間で共振、増幅させるとともに、発光素子から取り出された光を一方の電極に接する光学調整層内で共振、増幅させることで、発光色の調整や発光強度の制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−３８５５５号公報
【特許文献２】特開２００８−２１８０８１号公報
【特許文献３】特開２００６−１７３０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、色純度に優れ、発光効率の高い発光素子、およびこれを有する表示装置を提供することを１つの目的とする。あるいは、上記発光素子、およびこれを有する表示装置の製造方法を提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態の１つは、第１の画素と、第１の画素に隣接する第２の画素を有する表示装置である。第１の画素は、第１の画素電極、第１の画素電極上の第１のＥＬ層、および第１のＥＬ層上の第２の電極を有する。第２の画素は、第２の画素電極、第２の画素電極上の第２のＥＬ層、および第２のＥＬ層上の第２の電極を有する。表示装置はさらに、第２の電極上の第１のキャップ層、第１のキャップ層上に位置し、第１のＥＬ層と重なる第２のキャップ層、および、第２のキャップ層を覆い、第１のＥＬ層と第２のＥＬ層に重なり、第２のＥＬ層と重なる領域で第１のキャップ層と接する第３のキャップ層を有する。
【０００７】
本発明の実施形態の１つは、第１の画素、第１の画素に隣接する第２の画素、および第２の画素に隣接する第３の画素を有する表示装置である。第１の画素は、第１の画素電極、第１の画素電極上の第１のＥＬ層、および第１のＥＬ層上の第２の電極を有する。第２の画素は、第２の画素電極、第２の画素電極上の第２のＥＬ層、および第２のＥＬ層上の第２の電極を有する。第３の画素は、第３の画素電極、第３の画素電極上の第３のＥＬ層、および第３のＥＬ層上の第２の電極を有する。表示装置はさらに、第２の電極上の第１のキャップ層と、第１のキャップ層上に位置し、第１のＥＬ層と重なる第２のキャップ層と、第２のキャップ層を覆い、第１のＥＬ層、第２のＥＬ層、および第３のＥＬ層に重なり、第３のＥＬ層と重なる領域で第１のキャップ層と接する第３のキャップ層を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の表示装置の模式的斜視図。
【図２】本発明の実施形態の表示装置の断面模式図。
【図３】光干渉効果の光学膜厚依存性を示す図。
【図４】本発明の実施形態の表示装置の発光挙動を示す図。
【図５】本発明の実施形態の表示装置の断面模式図。
【図６】本発明の実施形態の表示装置の断面模式図。
【図７】本発明の実施形態の表示装置の断面模式図。
【図８】本発明の実施形態の表示装置の作製方法を説明する断面模式図。
【図９】本発明の実施形態の表示装置の作製方法を説明する断面模式図。
【図１０】本発明の実施形態の表示装置の作製方法を説明する断面模式図。
【図１１】本発明の実施形態の表示装置の作製方法を説明する断面模式図。
【図１２】本発明の実施形態の表示装置の作製方法を説明する断面模式図。
【図１３】本発明の実施形態の表示装置の作製方法を説明する断面模式図。
【図１４】本発明の実施形態の表示装置の作製方法を説明する断面模式図。
【図１５】本発明の実施形態の表示装置の作製方法を説明する断面模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１０】
図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
【００１１】
本発明において、ある１つの膜に対してエッチングや光照射を行って複数の膜を形成した場合、これら複数の膜は異なる機能、役割を有することがある。しかしながら、これら複数の膜は同一の工程で同一層として形成された膜に由来し、同一の層構造、同一の材料を有する。したがって、これら複数の膜は同一層に存在しているものと定義する。
【００１２】
本明細書および特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。
【００１３】
（第１実施形態）
［１．全体構成］
図１に、本発明の実施形態の１つに係る表示装置１００の模式斜視図を示す。表示装置１００は行方向と列方向に配置される複数の画素１０２と、複数の画素１０２によって構成される表示領域１０４、走査線駆動回路１０６、データ線駆動回路１０８を基板１１０の一方の面（上面）に有している。画素１０２を駆動するための各種信号が、基板１１０上に設けられた端子１１４に接続されるフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）などのコネクタを経由して、外部回路（図示せず）から走査線駆動回路１０６やデータ線駆動回路１０８に入力される。これらの信号に基づいて各画素１０２が制御され、表示領域１０４に映像が再現される。
【００１４】
走査線駆動回路１０６、データ線駆動回路１０８のいずれか、あるいは両方は、基板１１０の上に直接形成される必要はなく、基板１１０とは異なる基板（半導体基板など）上に形成された駆動回路を基板１１０やコネクタ上に設け、これらの駆動回路によって各画素１０２を制御してもよい。図１では、表示領域１０４と、基板１１０上に形成された走査線駆動回路１０６が対向基板１１２に覆われ、一方、別基板上に形成されたデータ線駆動回路１０８が基板１１０上に搭載される例が示されている。
【００１５】
［２．発光素子］
図２に、表示装置１００の模式的な断面図を示す。この断面図では、表示装置１００の複数の画素１０２のうちの３つの画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが示されている。画素１０２ｂは画素１０２ａと画素１０２ｃに隣接し、挟持される。図２では、画素１０２を支持する基板１１０や、画素１０２を駆動するための各種回路は省略されている。
【００１６】
各画素１０２には発光素子１２０が設けられる。各発光素子１２０は、第１の電極（以下、画素電極と記す）１２２、第２の電極１２４（共通電極ともいう）、およびこれらに挟持されるＥＬ層１３０を有する。ここでは、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃはそれぞれ、画素電極１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃを有している。画素電極１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃは互いに電気的に独立しており、データ線駆動回路１０８からの信号に基づき、それぞれ独立に電圧が印加される。
【００１７】
画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは隔壁１１６によって端部が覆われ、隔壁１１６により、画素電極１２２の厚さに起因する凹凸が緩和される。隔壁１１６は絶縁膜であり、表示領域１０４上に設けられ、画素電極１２２を露出するように設けられる。したがって、隔壁１１６は複数の開口部を有する１つの絶縁膜とみなすことができ、各開口部と画素電極１２２が重なる。
【００１８】
第２の電極１２４は、複数の画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにわたって設けられている。したがって、第２の電極１２４は複数の画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃによって共有され、複数の発光素子１２０に対して共通の電位を供給する。
【００１９】
画素電極１２２と第２の電極１２４は、一方が可視光を透過するように、他方は可視光を反射するように構成される。また、画素電極１２２、第２の電極１２４のうちいずれかは陽極として機能し、他方は陰極として機能する。本実施形態では、画素電極１２２は可視光を反射する陽極として、第２の電極１２４は可視光の一部を透過し、一部を反射する半透過半反射性の陰極として機能する例を用いて説明を行う。この場合、画素電極１２２は、銀やアルミニウムなどの反射率の高い金属やその合金を用いて形成することができる。あるいはこれらの金属や合金を含む膜上に、透光性を有する導電性酸化物の膜を形成してもよい。導電性酸化物としてはインジウム―スズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム―亜鉛（ＩＺＯ）などが挙げられる。第２の電極１２４としては、アルミニウムやマグネシウム、銀などの金属やこれらの合金を含み、可視光が透過する程度の厚さを有する金属薄膜を用いることができる。あるいは、ＩＴＯやＩＺＯなどの透光性を有する導電性酸化物を用いてもよい。上述した金属薄膜を第２の電極１２４として用いる場合、金属薄膜上に透光性を有する導電性酸化物を積層してもよい。
【００２０】
ＥＬ層１３０の構成は任意であり、異なる機能を有する複数の層で構成することができる。図２に示した表示装置１００では、ＥＬ層１３０は、正孔注入層１３２、正孔輸送層１３４、発光層１３６、電子輸送層１３８、電子注入層１４０を有している。各層は単層構造を有してもよく、あるいは異なる材料の積層によって形成されていてもよい。ＥＬ層１３０はこれらの層の全てを有する必要はない。また、他の機能を有する層をさらに有していてもよく、例えば正孔阻止層、電子阻止層、励起子阻止層などを含んでもよい。逆に、１つの層が２つの層の機能を兼ねていてもよい。
【００２１】
画素電極１２２と第２の電極１２４間に電位差を与えることにより、前者からは正孔が、後者からは電子がＥＬ層１３０へ注入される。正孔は正孔注入層１３２、正孔輸送層１３４を経由して発光層１３６へ輸送される。一方、電子は電子注入層１４０、電子輸送層１３８を経由して発光層１３６へ輸送される。発光層１３６内で正孔と電子が再結合し、発光層１３６内に含まれる発光材料の励起状態が形成される。この励起状態が基底状態に緩和する際、励起状態と基底状態のエネルギー差に相当する波長の光が放出され、発光素子１２０からの発光として観測することができる。
【００２２】
したがって、画素電極１２２のうち、隔壁１１６の開口部から露出する領域が正孔の注入に寄与し、この領域が各発光素子１２０の発光領域である。換言すると、各発光素子１２０における発光領域は隔壁１１６の開口部と一致する。
【００２３】
正孔注入層１３２にはホールが注入しやすい、すなわち酸化されやすい（電子供与性の）化合物を用いることができる。換言すると最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ）準位の浅い化合物を用いることができる。例えばベンジジン誘導体やトリアリールアミンなどの芳香族アミン、カルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン誘導体などを用いることができる。あるいは、ポリチオフェンやポリアニリン誘導体などの高分子材料を用いることができ、一例としてポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）などが挙げられる。あるいは、上述した芳香族アミンやカルバゾール誘導体や芳香族炭化水素などの電子供与性化合物と電子受容体との混合物を用いてもよい。電子受容体としては、例えば酸化バナジウムや酸化モリブデンなどの遷移金属酸化物や、含窒素ヘテロ芳香族化合物、シアノ基などの強い電子吸引機を有する芳香族化合物などが挙げられる。
【００２４】
正孔輸送層１３４は正孔注入層１３２に注入された正孔を発光層１３６へ輸送する機能を有し、正孔注入層１３２で使用可能な材料と同様あるいは類似する材料を用いることができる。例えば、正孔注入層１３２と比較して、ＨＯＭＯ準位が深いが、その差が約０．５ｅＶあるいはそれ以下の材料を用いることができる。典型的には、ベンジジン誘導体などの芳香族アミンを用いることができる。
【００２５】
発光層１３６は、単一の化合物で形成されていてもよく、あるいはいわゆるホスト―ドープ型の構成を有していもよい。ホスト―ドープ型の場合、ホスト材料としては、例えばスチルベン誘導体、アントラセン誘導体などの縮合芳香族化合物、カルバゾール誘導体、ベンゾキノリノールを基本骨格として有する配位子を含む金属錯体、芳香族アミン、フェナントロリン誘導体などの含窒素ヘテロ芳香族化合物などを用いることができる。ドーパントとしては、クマリン誘導体、ピラン誘導体、キノクリドン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体などの蛍光材料、あるいはイリジウム系オルトメタル錯体などの燐光材料を用いることができる。発光層１３６を単一の化合物で構成する場合、上述したホスト材料を用いることができる。
【００２６】
電子輸送層１３８は、第２の電極１２４から電子注入層１４０を介して注入される電子を発光層１３６へ輸送する機能を有する。電子輸送層１３８には、還元されやすい（電子受容性の）化合物を用いることができる。換言すると、最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）準位の浅い化合物を用いることができる。例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウムなどのベンゾキノリノールを基本骨格として有する配位子を含有する金属錯体、オキサジアゾールやチアゾールを基本骨格として有する配位子を含有する金属錯体などが挙げられる。これらの金属錯体以外にも、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体など、電子欠如型ヘテロ芳香環を有する化合物を用いることができる。
【００２７】
電子注入層１４０には、第２の電極１２４から電子輸送層１３８への電子注入を促進する化合物を用いることができる。例えば電子輸送層１３８に用いることが可能な化合物と、リチウムやマグネシウムなどの電子供与体との混合物を用いることができる。あるいは、フッ化リチウムやフッ化カルシウムなどの無機化合物を用いてもよい。
【００２８】
ＥＬ層１３０に含まれる各層は、インクジェット法やスピンコート法、印刷法、ディップコーティング法などの湿式成膜法、あるいは蒸着法などの乾式成膜法を適用して形成することができる。
【００２９】
図２では、ＥＬ層１３０のうち、発光層１３６を除く正孔注入層１３２、正孔輸送層１３４、電子輸送層１３８、電子注入層１４０は画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにわたって形成されており、これらは画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃによって共有される。一方、発光層１３６は各画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃごとに設けられている。このような構造を採用することで、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは互いに異なる発光材料を含有する発光層（１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃ）を有することができ、これによって、互いに異なる発光色を生成することができる。例えば発光層１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃにそれぞれ赤色、緑色、青色の発光を与える発光材料を含有させることにより、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃから三原色を取り出してフルカラー表示を行うことができる。図２に示した例では、発光層１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃは互いに接しておらず、正孔輸送層１３４と電子輸送層１３８が隔壁１１６上で接しているが、発光層１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃは隔壁１１６上で互いに重なるように形成されていてもよい。
【００３０】
発光層１３６を除く層についても、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃごとで異なる構造を有することもでき、あるいは同一の構造を有してもよい。例えば図２に示すように、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ間で互いに正孔輸送層１３４の厚さが異なるように表示装置２００を構成してもよい。あるいは図示しないが、正孔注入層１３２や電子輸送層１３８の厚さや積層構造が画素ごとに異なってもよい。
【００３１】
［３．発光素子内の共振］
上述したように、ＥＬ層１３０は画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃごとに異なる構造を有することができるため、ＥＬ層１３０の厚さを制御することにより、各発光素子１２０に適切な共振構造を付与することができる。この共振構造は、マイクロキャビティーとも呼ばれる。ＥＬ層１３０からの発光は、画素電極１２２で反射すると同時に、第２の電極１２４によってその一部が透過し、一部が反射する。第２の電極１２４で反射した光は再度画素電極１２２で反射する。反射光同士は画素電極１２２と第２の電極１２４間で干渉しあい、その後第２の電極１２４を通して取り出される。
【００３２】
この時、発光素子１２０の光学距離に合致する波長をもつ光は、反射を繰り返す際に干渉効果によって増幅され、一方、光学距離に合致しない波長の光は減衰する。例えば画素電極１２２に対して垂直方向に進む光の場合、光学距離は画素電極１２２の反射面と第２の電極１２４の反射面間の距離に依存する。前者が画素電極１２２の上面であり、後者が第２の電極１２４の下面である場合、干渉はＥＬ層１３０内で生じるため、光学距離は図２で示したＬに相当し、ＬはＥＬ層１３０内の各層の屈折率と厚さの積の和となる。光の波長をλとすると、λの４分の１（λ／４）の奇数倍が光学距離Ｌと一致する、あるいは近い場合、この波長λを有する光は光学距離に合致し、増幅される。逆にλの２分の１（λ／２）、すなわち半波長の整数倍が光学距離Ｌと一致する、あるいは近い場合、この波長λを有する光は光学距離Ｌに合致せず、減衰する。したがって、発光層１３６からの発光が波長λを中心とする場合（例えば発光ピーク波長がλの場合）、光学距離Ｌがλ／４の奇数倍になるようにＥＬ層１３０の厚さを制御することで、発光の半値幅が小さくなり、色純度が向上するとともに、発光素子１２０の正面方向における輝度が上昇する。
【００３３】
このため、各画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにおいて、発光層１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃの発光波長に合致するように各ＥＬ層１３０の構造を調整することで、各画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの発光色純度を向上することができ、かつ輝度を増大させることができる。例えば図２で示すように、画素１０２間で正孔輸送層１３４の厚さを変え、光学距離を調整することができる。これにより、発光の色純度と正面輝度の高い発光素子１２０、およびそれを含有する表示装置１００を得ることができる。
【００３４】
［４．光学調整層］
表示装置１００はさらに、第２の電極１２４上に光学調整層１５０を有することができる。光学調整層１５０は、第１のキャップ層１５２、第１のキャップ層１５２上の第２のキャップ層１５４、第２のキャップ層１５４上の第３のキャップ層１５６を有する。第１のキャップ層１５２は、第２の電極１２４と接するように設けることができる。第３のキャップ層１５６は第１のキャップ層１５２と第２のキャップ層１５４を覆う。
【００３５】
ここで、第２のキャップ層１５４は、複数の画素１０２のうちの一部と重なるように設けられる。換言すると、一部の画素１０２と第２のキャップ層１５４は重ならない。例えば図２に示すように、第２のキャップ層１５４は画素１０２ａのＥＬ層１３０、あるいはその発光領域と重なるが、画素１０２ｂ、１０２ｃのＥＬ層１３０、あるいはその発光領域とは重ならない。したがって、画素１０２ａにおいては、第１のキャップ層１５２と第３のキャップ層１５６は、発光領域の上で第２のキャップ層１５４を介して離間する。これに対し、画素１０２ｂ、１０２ｃの発光領域上では、第１のキャップ層１５２と第３のキャップ層１５６は互いに接することができる。
【００３６】
発光領域が第２のキャップ層１５４に覆われる画素１０２（以下、本実施形態では画素１０２ａとする）が与える色は、発光領域が第２のキャップ層１５４に覆われない画素１０２（以下、本実施形態では画素１０２ｂ、１０２ｃ）が与える色と異なってもよい。例えば、画素１０２ａの発光層１３６ａの発光色は、画素１０２ｂ、１０２ｃの発光層１３６ｂ、１３６ｃの発光色と異なってもよい。発光層１３６ａの発光波長は、発光層１３６ｂや１３６ｃの発光波長よりも長くてもよい。換言すると、発光層１３６ａの発光ピーク波長は、発光層１３６ｂ、１３６ｃの発光ピーク波長よりも長くてもよい。例えば発光層１３６ａが赤色発光を与えることができ、発光層１３６ｂや１３６ｃが緑や青色の発光を与えるように、表示装置１００を構成することができる。
【００３７】
画素１０２ｂ、１０２ｃの両方、あるいはいずれか一方の発光素子１２０の発光が、第１のキャップ層１５２の上面と下面の間で増幅されるように、第１のキャップ層１５２の屈折率と厚さを選択することができる。つまり、第１のキャップ層１５２の屈折率と厚さの積（以下、光学膜厚と記す）が、画素１０２ｂ、１０２ｃの両方、あるいはいずれか一方の発光素子１２０の発光波長（例えば発光ピーク波長）の４分の１の奇数倍となるように、屈折率と厚さを選択することができる。
【００３８】
例えば、第１のキャップ層１５２の膜厚は1０ｎｍ以上２００ｎｍ以下で用いられる。第１のキャップ層１５２の膜厚は、第１のキャップ層１５２の材料、第３のキャップ層１５６の材料・膜厚、ＥＬ層１３０の光学膜厚、発光材料の発光波長、所望する発光の色純度により最適値が異なるため、その都度適切な膜厚を選択することが望ましい。
【００３９】
第１のキャップ層１５２は、可視光領域における透過率が高く、かつ比較的高い屈折率を持つことができる。例えば１．７、あるいは２以上の屈折率を持つことができる。
【００４０】
一方、第３のキャップ層１５６は、第１のキャップ層１５２よりも屈折率が小さい材料を含むことができる。これにより、第１のキャップ層１５２と第３のキャップ層１５６の界面において、第１のキャップ層１５２から第３のキャップ層１５６へ向かう光の反射率を向上させることができる。その結果、画素１０２ｂや１０２ｃにおいて、第１のキャップ層１５２の上面と下面間でマイクロキャビティーを形成して光を増幅することができる。
【００４１】
例えば、第３のキャップ層１５２の膜厚は1０ｎｍ以上２００ｎｍ以下で用いられる。第３のキャップ層１５２の膜厚は、第１のキャップ層１５２の材料・膜厚、第３のキャップ層１５２の材料、ＥＬ層１３０の光学膜厚、発光材料の発光波長、所望する発光の色純度により最適値が異なるため、その都度適切な膜厚を選択することが望ましい。
【００４２】
高い屈折率を有する材料として、高屈折率高分子材料が挙げられる。高屈折率高分子材料としては、たとえば硫黄、ハロゲン、リンを含む高分子材料が挙げられる。硫黄を含む高分子としては、主鎖や側鎖にチオエーテル、スルホン、チオフェンなどの置換基を有する高分子が挙げられる。リンを含む高分子材料としては、主鎖や側鎖に亜リン酸基、リン酸基などが含まれる高分子材料、あるいはポリフォスファゼンなどが挙げられる。ハロゲンを含む高分子材料としては、臭素やヨウ素、塩素を置換基として有する高分子材料が挙げられる。上記高分子材料は、分子間あるいは分子内で架橋していてもよい。
【００４３】
無機材料も高い屈折率を有する材料として用いることができ、例えば酸化チタン、酸化ジリコニウム、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化インジウム、ＩＴＯ、ＩＺＯ、硫化鉛、硫化亜鉛、窒化ケイ素などが挙げられる。あるいはアモルファスシリコンなどの１４族の単体を用いてもよい。
【００４４】
これらの無機材料と高分子材料の混合物を用いてもよい。この場合、上述した高分子を利用してもよい。
【００４５】
一方、低屈折率材料としては、例えばフッ素を含有する高分子材料が挙げられる。フッ素を含有する高分子材料としては、例えばポリテトラフルオロエチレンやポリフッ化ビニリデン、これらを基本骨格とする高分子、主鎖あるいは側鎖にフッ素を有するビニルエーテルやポリイミド、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、ポリシロキサンなどが挙げられる。これらの高分子は分子内あるいは分子間で架橋していてもよい。
【００４６】
低い屈折率を有する無機材料としては、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウムなどの金属フッ化物、酸化ホウ素や酸化リンを含有する酸化ケイ素などが挙げられる。
【００４７】
第２のキャップ層１５４は、第１のキャップ層１５２と第３のキャップ層１５６の間に設けられ、膜厚は光の干渉効果を無くすために十分な膜厚である２μｍ以上が好ましい。図３の計算結果に示すように、干渉後の光の強度は、マイクロキャビティーの間隔（光学膜厚）に依存し、間隔が大きくなるにしたがって干渉効果が小さくなり、最終的には干渉効果が観測されなくなることが知られている。また、第２のキャップ層１５４の上層に位置する膜、例えば第３のキャップ層１５６が、第２のキャップ層１５４を乗り越えて配置されることを鑑みると、第３のキャップ層１５６や第３のキャップ層１５６よりも上に位置する膜が、これらよりも下に位置する膜に起因する段差によって切断される懸念が有るので、第２のキャップ層１５４の膜厚を必要以上に厚くしないことが好ましい。例えば、第２のキャップ層１５４の膜厚は１０μｍ以下が好ましい。
【００４８】
第２のキャップ層１５４の屈折率は、第１のキャップ層１５２と同じ、あるいはそれよりも小さくすることができる。これにより、第１のキャップ層１５２と第２のキャップ層１５４間の界面で、第１のキャップ層１５２から第２のキャップ層１５４へ向かう光の反射率を小さくし、第１のキャップ層１５２内での共振を防ぐことができる。換言すると、第１のキャップ層１５２から第２のキャップ層１５４へ向かう光を効果的に第２のキャップ層１５４へ導入することができる。
【００４９】
より具体的には、第２のキャップ層１５４は、第１のキャップ層１５２で使用可能な材料を含むことができる。あるいは、第２のキャップ層１５４は、第１のキャップ層１５２の屈折率と同じ、あるいはほぼ同じ屈折率を有する高分子材料や無機材料を含むことができる。高分子材料は、熱可塑性を有する樹脂でもよく、加熱や光照射によって架橋し硬化する樹脂でも良い。樹脂としては、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボナート、ポリシロキサンを基本骨格とする樹脂などが挙げられる。上述した材料を用い、第２のキャップ層１５４の膜厚を上述した範囲から選択することで、第１のキャップ層１５２、および第２のキャップ層１５４内での共振を防ぎ、発光素子１２０が出射する光を、そのスペクトル形状と強度をほぼ維持したまま外部へ供給することができる。
【００５０】
［５．光学調整層による発光制御］
上述した構造を有する光学調整層１５０を用いることで、色純度に優れ、かつ、高効率な表示装置１００を得ることができる。例えば画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃがそれぞれ赤色、緑色、青色に発光する発光層１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃを有する場合、図４（Ａ）に示すように、発光層１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃはそれぞれ、赤色領域（例えば６１０ｎｍから７５０ｎｍ）、緑色領域（例えば５００ｎｍから６００ｎｍ）、青色領域（例えば４００ｎｍから４８０ｎｍ）に発光スペクトル（１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ）を与える。発光ピーク波長も、それぞれ上記範囲内に存在する。
【００５１】
上述したように、各発光素子１２０内で光学調整を行うことにより、それぞれのスペクトルを狭線化し、表示装置１００の正面方向の発光強度を増大させることができる。例えば図４（Ｂ）に示すように、スペクトル１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃの半値幅が減少し、強度が増大する。その結果、発光素子１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃはそれぞれスペクトル１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃを有する発光を与える。なお、各発光素子１２０内での光学調整は任意である。
【００５２】
ここで、図２に示すように、画素１０２ｂと１０２ｃの発光領域が第２のキャップ層１５４によって覆われていない場合、第１のキャップ層１５２によって画素１０２ｂと１０２ｃの発光素子１２０の発光をさらに光学調整することができる。その結果、図４（Ｃ）の真中および右側の図で示すように、発光素子１２０ｂ、１２０ｃの発光スペクトルはさらに狭線化され、かつ、強度が増大する（スペクトル１４６ｂ、１４６ｃ）。
【００５３】
通常、青色を与える発光素子は最も電流効率が最も低い。また、色純度の良い青色発光を与える燐光材料は極めてまれであるため、青色を与える発光素子が最も量子効率が低い。このため、低い効率を補完するため、通常発光素子の外部に設けられる光学調整層は、青色の光が増幅されるように設計される。この場合、光学調整層の光学膜厚は、増幅する光の波長を４８０ｎｍとすると、１２０ｎｍ、３６０ｎｍ、６００ｎｍ、、、となる。一方、赤色の光（例えば７２０ｎｍ）は、光学調整層の光学膜厚が３６０ｎｍの時には減衰し、強度が大幅に低下する。このように、波長の短い発光が増幅されるように光学調整層を設計した場合、波長の長い発光は逆に弱められることがある。このため、第１のキャップ層１５２は、第２のキャップ層１５４に覆われる画素１０２ａ内の発光素子１２０の発光を必ずしも増幅できるとは限らない。逆に、画素１０２ａにおいて第２のキャップ層１５４を設けない場合、発光が減衰してスペクトルがブロードになり、その強度が小さくなる傾向になる（スペクトル１４５ａ）。
【００５４】
しかしながら、表示装置１００では、長波長の発光を与える発光素子１２０ａ上には第２のキャップ層１５４が設けられ、第１のキャップ層１５２、第２のキャップ層１５４内での共振が抑制される。このため、発光素子１２０ａからの発光は、スペクトル形状と強度を保ったまま外部へ取り出すことができる（スペクトル１４６ａ）。したがって、発光素子１２０ａが出射する光の色純度が維持され、効率の低下を引き起こさない。
【００５５】
したがって、本実施形態を適用することにより、各画素１０２から色純度に優れた発光を効率よく与えることができる。その結果、表示品質の高い画像を表示可能な表示装置を提供することができる。
【００５６】
［６．その他の構成］
図２に示すように、表示装置１００はさらに、光学調整層１５０上に封止膜（以下、パッシベーション膜と記す）１６０を有することができる。パッシベーション膜１６０は外部から水や酸素などの不純物が発光素子１２０へ侵入することを防ぐ機能を有しており、これにより、発光素子１２０の信頼性を向上させることができる。パッシベーション膜１６０の構造は任意であり、例えば図２に示すような三層構造を有することができる。この場合、パッシベーション膜１６０は第１の層１６２、第２の層１６４、第３の層１６６を有することができる。例えば第１の層１６２と第３の層１６６は無機化合物を含むことができ、第２の層１６４は有機化合物を含むことができる。第１の層１６２と第３の層１６６には、例えば窒化シリコンや酸化シリコンを用いることができる。第２の層１６４は、隔壁１１６などに起因する凹凸を吸収し、平坦な表面を与えるような厚さで形成することが可能である。
【００５７】
対向基板１１２は、フィル材１７０を介してパッシベーション膜１６０上に設けることができる。したがってフィル材１７０は接着剤としても機能する。対向基板１１２により、発光素子１２０をはじめ、表示装置１００が物理的に保護される。図示しないが、任意の構成として、対向基板１１２にカラーフィルタや遮光膜、これらを保護するオーバーコートなどを設けてもよい。対向基板１１２は、可撓性の樹脂フィルムや円偏光板であってもよい。
【００５８】
（第２実施形態）
本実施形態では、表示装置１００とは異なる構造を有する表示装置２００に関して説明を行う。第１実施形態と同様の構成に関しては説明を省略することがある。
【００５９】
表示装置２００の断面模式図を図５に示す。図５には３つの画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが図示されている。画素１０２ｂは画素１０２ａと１０２ｃに隣接し、挟持される。画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは互いに異なる発光色を与える発光層１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃを有することができる。図５に示すように、発光色が異なる２つの画素（図５では画素１０２ａ、１０２ｂ）のＥＬ層１３０、あるいはその発光領域が第１のキャップ層１５２、第２のキャップ層１５４、第３のキャップ層１５６に覆われ、これらの画素とは異なる発光色を与える画素（図５では画素１０２ｃ）のＥＬ層１３０、あるいはその発光領域上において、第１のキャップ層１５２と第３のキャップ層１５６が接する点で、表示装置２００は表示装置１００と異なる。この時、図５に示すように、発光領域が第１のキャップ層１５２、第２のキャップ層１５４、第３のキャップ層１５６に覆われる画素１０２ａと１０２ｂは隣接していてもよい。
【００６０】
例えば第１のキャップ層１５２が、１つの画素１０２ｃの発光素子１２０からの発光を増幅可能ではあるが、他の２つの画素１０２ａ、１０２ｂの発光素子１２０からの発光を増幅できない場合、表示装置２００の構成を用いることで、画素１０２ａ、１０２ｂからの発光の色純度や発光強度の低下を防ぐことができる。その結果、各画素１０２から色純度に優れた発光を効率よく与えることができ、表示品質の高い画像を表示可能な表示装置を提供することができる。
【００６１】
（第３実施形態）
本実施形態では、表示装置１００、２００とは異なる構造を有する表示装置３００に関して説明を行う。第１、第２実施形態と同様の構成に関しては説明を省略することがある。
【００６２】
表示装置３００の断面模式図を図６に示す。表示装置３００は、第１のキャップ層１５２と第２のキャップ層１５４の上下関係が異なる点で表示装置１００、２００と異なる。具体的には、表示装置３００の光学調整層１５０は、第２の電極１２４上の第２のキャップ層１５４、第２のキャップ層１５４上の第１のキャップ層１５２、第１のキャップ層１５２上の第３のキャップ層１５６を有する。表示装置１００と同様、第２のキャップ層１５４は、一部の画素１０２（図６では画素１０２ａ）のＥＬ層１３０、あるいはその発光領域と重なり、一部の画素１０２（図６では画素１０２ｂ、１０２ｃ）のＥＬ層１３０、あるいは発光領域とは重ならない。このため、ＥＬ層１３０、あるいはその発光領域と第２のキャップ層１５４が重なる画素では、第１のキャップ層１５２と第２の電極１２４は、発光領域上で接しない。また、第１のキャップ層１５２は第２のキャップ層１５４を介して第３のキャップ層１５６と離間する。一方、第１のキャップ層１５２と第３のキャップ層１５６は、すべての画素１０２の発光領域上で接する。
【００６３】
上述したように、第２のキャップ層１５４は、第１のキャップ層１５２と同じ材料、あるいは屈折率が同一、もしくは近い材料を含むことができる。このため、第２のキャップ層１５４と第１のキャップ層１５２の界面での反射が抑制される。その結果、発光領域が第２のキャップ層１５４と重なる画素１０２ａ上では、第１のキャップ層１５２内での光の干渉が抑制され、発光素子１２０からの発光のスペクトル形状と強度がほぼ維持される。一方、発光領域が第２のキャップ層１５４と重ならない画素１０２ｂ、１０２ｃでは、第１のキャップ層１５２内で発光が増幅され、色純度と強度が向上する。したがって、各画素１０２から色純度に優れた発光を効率よく与えることができ、表示品質の高い画像を表示可能な表示装置を提供することができる。
【００６４】
（第４実施形態）
本実施形態では、本発明の表示装置１００の作製方法に関して説明する。第１乃至第３実施形態と同様の構成については、説明を割愛することがある。
【００６５】
図７に、連続して設けられる３つの画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを含む、表示装置１００の断面模式図を示す。ここでは、画素１０２ｂの発光領域と第２のキャップ層１５４が重なり、画素１０２ａ、１０２ｃの発光領域上では第１のキャップ層１５２と第３のキャップ層１５６が接する例が示されている。
【００６６】
複数の画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを含む画素１０２の各々は、下地膜２１０を介して基板１１０上にトランジスタ２２４、トランジスタ２２４と電気的に接続される発光素子１２０、補助容量２４８などの素子を有する。図７では、各画素１０２に１つのトランジスタ２２４と１つの補助容量２４８が設けられる例が示されているが、各画素１０２は複数のトランジスタや複数の容量素子を有してもよい。発光素子１２０の構造は、第１実施形態で述べたものと同様である。以下、表示装置１００の断面模式図を参照し、表示装置１００の作製方法を述べる。
【００６７】
［１．トランジスタ］
図８（Ａ）に示すように、まず基板１１０上に下地膜２１０を形成する。基板１１０は、トランジスタ２２４など、表示領域１０４に含まれる半導体素子や発光素子１２０などを支持する機能を有する。したがって基板１１０には、この上に形成される各種素子のプロセスの温度に対する耐熱性とプロセスで使用される薬品に対する化学的安定性を有する材料を使用すればよい。具体的には、基板１１０はガラスや石英、プラスチック、金属、セラミックなどを含むことができる。
【００６８】
表示装置１００に可撓性を付与する場合、基板１１０上に基材を形成する。この場合、基板１１０は支持基板とも呼ばれる。基材は可撓性を有する絶縁膜であり、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボナートに例示される高分子材料から選択される材料を含むことができる。基材は、例えば印刷法やインクジェット法、スピンコート法、ディップコーティング法などの湿式成膜法、あるいはラミネート法などを適用して形成することができる。
【００６９】
下地膜２１０は基板１１０（および基材）からアルカリ金属などの不純物がトランジスタ２２４などへ拡散することを防ぐ機能を有する膜であり、窒化ケイ素や酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの無機絶縁体を含むことができる。下地膜２１０は化学気相成長法（ＣＶＤ法）やスパッタリング法などを適用して単層、あるいは積層構造を有するように形成することができる。下地膜２１０中の不純物濃度が小さい場合、下地膜２１０は設けない、あるいは基板１１０の一部だけを覆うように形成してもよい。
【００７０】
次に半導体膜２１２を形成する（図８（Ａ））。半導体膜２１２は例えばケイ素などの１４族元素を含むことができる。あるいは半導体膜２１２は酸化物半導体を含んでもよい。酸化物半導体としては、インジウムやガリウムなどの第１３族元素を含むことができ、例えばインジウムとガリウムの混合酸化物（ＩＧＯ）が挙げられる。酸化物半導体を用いる場合、半導体膜２１２はさらに１２族元素を含んでもよく、一例としてインジウム、ガリウム、および亜鉛を含む混合酸化物（ＩＧＺＯ）が挙げられる。半導体膜２１２の結晶性に限定はなく、半導体膜２１２は単結晶、多結晶、微結晶、あるいはアモルファスのいずれの結晶状態を含んでもよい。
【００７１】
半導体膜２１２がケイ素を含む場合、半導体膜２１２は、シランガスなどを原料として用い、ＣＶＤ法によって形成すればよい。得られるアモルファスシリコンに対して加熱処理、あるいはレーザなどの光を照射することで結晶化を行ってもよい。半導体膜２１２が酸化物半導体を含む場合、スパッタリング法などを利用して形成することができる。
【００７２】
次に半導体膜２１２を覆うようにゲート絶縁膜２１４を形成する（図８（Ａ））。ゲート絶縁膜２１４も、ケイ素を含有する無機化合物、例えば酸化ケイ素や窒化ケイ素などを用い、下地膜２１０と同様の手法で形成することができる。ゲート絶縁膜２１４は単層構造、積層構造のいずれの構造を有していてもい。
【００７３】
引き続き、ゲート絶縁膜２１４上にゲート電極２１６をスパッタリング法やＣＶＤ法を用いて形成する（図８（Ｂ））。ゲート電極２１６はチタンやアルミニウム、銅、モリブデン、タングステン、タンタルなどの金属やその合金などを用い、単層、あるいは積層構造を有するように形成することができる。例えばチタンやタングステン、モリブデンなどの比較的高い融点を有する金属でアルミニウムや銅などの導電性の高い金属を挟持する構造を採用することができる。
【００７４】
次にゲート電極２１６上に層間膜２１８を形成する（図８（Ｂ））。層間膜２１８は単層構造、積層構造のいずれの構造を有していてもよく、窒化ケイ素や酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの無機絶縁体を含むことができ、下地膜２１０と同様の手法で形成することができる。積層構造を有する場合、例えば有機化合物を含む層を形成したのち、無機化合物を含む層を積層してもよい。こののち、半導体膜２１２に対してドーピングを行い、ソース／ドレイン領域を形成してもよい。
【００７５】
次に、層間膜２１８とゲート絶縁膜２１４に対してエッチングを行い、半導体膜２１２に達する開口２２０を形成する（図８（Ｃ））。開口２２０は、例えばフッ素含有炭化水素を含むガス中でプラズマエッチングを行うことで形成することができる。
【００７６】
次に開口２２０を覆うように金属膜を形成し、エッチングを行って成形することで、ソース／ドレイン電極２２２を形成する（図９（Ａ））。金属膜はゲート電極２１６と同様、チタン、アルミニウム、銅、モリブデン、タンタルなどの金属、あるいはこれらの合金を含むことができ、単層構造、積層構造のいずれの構造を有することができる。金属膜は、ゲート電極２１６の形成と同様の手法を用いて形成することができる。以上の工程により、トランジスタ２２４が形成される。本実施形態では、トランジスタ２２４はトップゲート型のトランジスタとして図示されているが、トランジスタ２２４の構造に限定はなく、トランジスタ２２４はボトムゲート型トランジスタ、ゲート電極２１６を複数有するマルチゲート型トランジスタ、半導体膜２１２の上下を２つのゲート電極２１６で挟持する構造を有するデュアルゲート型トランジスタでもよい。また、ソース／ドレイン電極２２２と半導体膜２１２との上下関係にも制約はない。
【００７７】
［２．補助容量、発光素子］
次に平坦化膜２３０を、トランジスタ２２４を覆うように形成する（図９（Ａ））。平坦化膜２３０は、トランジスタ２２４などに起因する凹凸や傾斜を吸収し、平坦な面を与える機能を有する。平坦化膜２３０は有機絶縁体で形成することができる。有機絶縁体としてエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボナート、ポリシロキサンなどの高分子材料が挙げられる。平坦化膜２３０は、上述した湿式成膜法などによって形成することができる。
【００７８】
その後平坦化膜２３０に対してエッチングを行い、トランジスタ２２４のソース／ドレイン電極２２２の一方を露出する開口２３２が設けられる（図９（Ｂ））。そしてこの開口２３２を覆い、トランジスタ２２４のソース／ドレイン電極２２２の一方と接するように接続電極２３４を形成する（図９（Ｃ））。接続電極２３４には、ＩＴＯやＩＺＯなどの導電性酸化物を用い、スパッタリング法などを用いて形成することができる。なお、接続電極２３４の形成は任意であるが、接続電極２３４を設けることにより、引き続くプロセスにおいてソース／ドレイン電極２２２表面の劣化を防ぎ、ソース／ドレイン電極２２２と画素電極１２２間の電気的接続においてコンタクト抵抗の発生を抑制することができる。
【００７９】
引き続き、平坦化膜２３０上に金属膜を形成し、エッチングを行って金属膜を成形し、補助容量２４８の一方の電極２４０を形成する（図１０（Ａ）））。ここで用いる導電層は、ソース／ドレイン電極２２２の形成に用いる導電層と同様、単層構造、積層構造、いずれの構造を有してもよく、例えばモリブデン／アルミニウム／モリブデンの三層構造を採用することができる。
【００８０】
引き続き、平坦化膜２３０、および電極２４０上には絶縁膜２４２が形成される（図１０（Ａ））。絶縁膜２４２はトランジスタ２２４に対する保護膜として機能するだけでなく、補助容量２４８における誘電体としても機能する。したがって、誘電率の比較的高い材料を用いることが好ましい。例えば窒化ケイ素や窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などを用い、ＣＶＤ法やスパッタリング法を適用して絶縁膜２４２を形成することができる。絶縁膜２４２には開口２４４、２４６が設けられる（図１０（Ａ））。前者は、のちに形成される画素電極１２２と接続電極２３４との電気的接続ために設けられる。後者は、隔壁１１６形成後の熱処理等を通じて、平坦化膜２３０から脱離する水やガスを、隔壁１１６を通じて引き抜くための開口である。
【００８１】
次に図１０（Ｂ）に示すように、開口２４４を覆うように画素電極１２２を形成する。画素電極１２２と絶縁膜２４２、電極２４０によって補助容量２４８が形成される。補助容量２４８を設けることで、トランジスタ２２４のゲート電極２１６の電位をより長期間保持することができる。
【００８２】
第１の電極の構成は第１実施形態で述べたものと同様であり、スパッタリング法やＣＶＤ法などを用いて形成することができる。
【００８３】
次に、画素電極１２２の端部を覆うように、隔壁１１６を形成する（図１０（Ｂ））。隔壁１１６により、画素電極１２２などに起因する段差を吸収し、かつ、隣接する画素１０２の画素電極１２２を互いに電気的に絶縁することができる。隔壁１１６はエポキシ樹脂やアクリル樹脂などを用い、湿式成膜法で形成することができる。
【００８４】
次に発光素子１２０のＥＬ層１３０、および第２の電極１２４を、画素電極１２２と隔壁１１６を覆うように形成する。これらの構成は第１実施形態で述べたものと同様である。具体的には、まず、正孔注入層１３２を画素電極１２２と隔壁１１６を覆うように形成し、その後正孔注入層１３２上に、正孔輸送層１３４を形成する（図１１（Ａ））。上述したように、正孔注入層１３２、正孔輸送層１３４はいずれも単層構造を有してもよく、積層構造を有してもよい。例えば図２で示したように、画素１０２ごとに正孔輸送層１３４の厚さを変化させる場合、厚さの大きい正孔輸送層１３４を有する画素１０２ａでは、複数の化合物が積層された積層された正孔輸送層１３４を設け、厚さの小さい正孔輸送層１３４を有する画素１０２ｂ、あるいは１０２ｃでは、正孔輸送層１３４が単層構造を有するようにしてもよい。
【００８５】
引き続き、正孔輸送層１３４上に発光層１３６を形成する（図１１（Ｂ））。本実施形態では、連続する画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ間で異なる構造、あるいは異なる材料を含む発光層１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃが形成される。この場合、メタルマスクを用い、対応する画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにそれぞれの発光層１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃに含まれる材料を蒸着によって堆積させればよい。あるいはインクジェット法を用いて発光層１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃを形成してもよい。
【００８６】
発光層１３６上には電子輸送層１３８、電子注入層１４０が順次形成され、その後、電子注入層１４０上に第２の電極１２４が形成される（図１２（Ａ））。ＥＬ層１３０を構成する各層は、湿式成膜法、あるいは蒸着法などの乾式成膜法を適用して形成すればよい。第２の電極１２４も、スパッタリング法や蒸着法などを用いて形成される。以上の工程により、補助容量２４８と発光素子１２０が形成される。
【００８７】
［３．光学調整層］
次に、第２の電極１２４上に光学調整層１５０を形成する。具体的には、第１のキャップ層１５２、第２のキャップ層１５４、第３のキャップ層１５６を順次形成する（図１２（Ｂ）、１３、１４）。これらは、湿式成膜法、あるいは乾式成膜法によって形成することができる。あるいは、エピタキシャル成長法や、原子層堆積（ＡＬＤ）法を用いてもよい。第１のキャップ層１５２と第３のキャップ層１５６は、すべての画素１０２上に形成することができる。一方、第２のキャップ層１５４は、発光素子１２０から取り出された光に対して光学調整を行わない画素１０２（ここでは画素１０２ｂ）上に選択的に設ける。また、第２のキャップ層１５４の厚さは、第１のキャップ層１５２や第３のキャップ層１５６と比較して大きい。したがって、第２のキャップ層１５４はインクジェット法や印刷法などを適用することで、効率よく形成することができる。
【００８８】
［４．パッシベーション膜、およびその他の構成］
光学調整層１５０を形成したのち、パッシベーション膜１６０を形成する。具体的には図１５に示すように、まず第１の層１６２を光学調整層１５０上に形成する。第１の層１６２は、例えば窒化ケイ素や酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの無機材料を含むことができ、下地膜２１０と同様の手法で形成することができる。
【００８９】
引き続き第２の層１６４を形成する。第２の層１６４は、アクリル樹脂やポリシロキサン、ポリイミド、ポリエステルなどを含む有機樹脂を含有することができる。また、図１５に示すように、隔壁１１６に起因する凹凸を吸収するよう、また、平坦な面を与えるような厚さで形成してもよい。第２の層１６４は、インクジェット法などの湿式成膜法によって形成することができる。あるいは、上記高分子材料の原料となるオリゴマーを減圧下で霧状あるいはガス状にし、これを第１の層１６２に吹き付けて、その後オリゴマーを重合することによって第２の層１６４を形成してもよい。
【００９０】
その後、第３の層１６６を形成する。第３の層１６６は、第１の層１６２と同様の構造を有し、同様の方法で形成することができる。以上のプロセスにより、パッシベーション膜１６０が形成される。
【００９１】
その後、フィル材１７０を介して対向基板１１２を固定する（図７）。フィル材１７０はポリエステル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などの高分子材料を含むことができ、印刷法やラミネート法などを適用して形成することができる。フィル材１７０に乾燥剤が含まれていてもよい。対向基板１１２は基板１１０と同様の材料を含むことができる。表示装置２００に可撓性を付与する場合には、対向基板１１２には、上述した高分子材料に加え、ポリオレフィン、ポリイミドなどの高分子材料を適用することも可能である。この場合、上述したように、基板１１０上に基材を形成し、その上にトランジスタ２２４や発光素子１２０などの素子が形成される。その後、基板１１０と基材の界面にレーザなどの光を照射して基板１１０と基材間の接着性を低下させ、引き続き物理的に基板１１０を剥離することで可撓性の表示装置２００を得ることができる。
【００９２】
図示しないが、対向基板１１２を用いず、偏光板（円偏光板）を形成してもよい。あるいは、対向基板１１２の上、あるいは下に偏光板を設けてもよい。
【００９３】
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【００９４】
本明細書においては、開示例として主にＥＬ表示装置の場合を例示したが、他の適用例として、その他の自発光型表示装置、液晶表示装置、あるいは電気泳動素子などを有する電子ペーパ型表示装置など、あらゆるフラットパネル型の表示装置が挙げられる。また、中小型から大型まで、特に限定することなく適用が可能である。
【００９５】
上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【００９６】
１００：表示装置、１０２：画素、１０２ａ：画素、１０２ｂ：画素、１０２ｃ：画素、１０４：表示領域、１０６：走査線駆動回路、１０８：データ線駆動回路、１１０：基板、１１２：対向基板、１１４：端子、１１６：隔壁、１２０：発光素子、１２０ａ：発光素子、１２０ｂ：発光素子、１２０ｃ：発光素子、１２２：画素電極、１２２ａ：画素電極、１２２ｂ：画素電極、１２２ｃ：画素電極、１２４：第２の電極、１３０：ＥＬ層、１３２：正孔注入層、１３４：正孔輸送層、１３６：発光層、１３６ａ：発光層、１３６ｂ：発光層、１３６ｃ：発光層、１３８：電子輸送層、１４０：電子注入層、１４２ａ：発光スペクトル、１４２ｂ：発光スペクトル、１４２ｃ：発光スペクトル、１４４ａ：スペクトル、１４４ｂ：スペクトル、１４４ｃ：スペクトル、１４５ａ：スペクトル、１４６ａ：スペクトル、１４６ｂ：スペクトル、１４６ｃ：スペクトル、１５０：光学調整層、１５２：第１のキャップ層、１５４：第２のキャップ層、１５６：第３のキャップ層、１６０：パッシベーション膜、１６２：第１の層、１６４：第２の層、１６６：第３の層、１７０：フィル材、２００：表示装置、２１０：下地膜、２１２：半導体膜、２１４：ゲート絶縁膜、２１６：ゲート電極、２１８：層間膜、２２０：開口、２２２：ソース／ドレイン電極、２２４：トランジスタ、２３０：平坦化膜、２３２：開口、２３４：接続電極、２４０：電極、２４２：絶縁膜、２４４：開口、２４６：開口、２４８：補助容量、３００：表示装置
【図１】
2018073567.tif 000003
【図２】
2018073567.tif 000004
【図３】
2018073567.tif 000005
【図４】
2018073567.tif 000006
【図５】
2018073567.tif 000007
【図６】
2018073567.tif 000008
【図７】
2018073567.tif 000009
【図８】
2018073567.tif 000010
【図９】
2018073567.tif 000011
【図１０】
2018073567.tif 000012
【図１１】
2018073567.tif 000013
【図１２】
2018073567.tif 000014
【図１３】
2018073567.tif 000015
【図１４】
2018073567.tif 000016
【図１５】
2018073567.tif 000017