(57)【要約】【課題】視認性が高い表示装置を提供することを一つの目的とする。【解決手段】基板と、基板上の第１の発光素子と、基板上に位置し、第１の発光素子に隣接する第２の発光素子を有する表示装置が提供される。第１の発光素子と第２の発光素子は、第１の電極と、第１の電極上のＥＬ層と、ＥＬ層上の第２の電極と、第２の電極上に位置し、フォトクロミック材料を含むフォトクロミック層を有する。フォトクロミック材料は、第１の発光素子と第２の発光素子間で化学構造が異なる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上の第１の発光素子と、
前記基板上に位置し、前記第１の発光素子に隣接する第２の発光素子を有し、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々は、
第１の電極と、
前記第１の電極上のＥＬ層と、
前記ＥＬ層上の第２の電極と、
前記第２の電極上に位置し、フォトクロミック材料を含むフォトクロミック層を有し、
前記第１の発光素子が有する前記フォトクロミック層の前記フォトクロミック材料は、前記第２の発光素子が有する前記フォトクロミック層の前記フォトクロミック材料と化学構造が異なる表示装置。
【請求項２】
前記第１の発光素子が有する前記フォトクロミック層の前記フォトクロミック材料は、前記第２の発光素子が有する前記フォトクロミック層の前記フォトクロミック材料と組成が同一である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１の発光素子が有する前記フォトクロミック層と前記第２の発光素子が有する前記フォトクロミック層とは、光の吸収特性が異なる、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記フォトクロミック層は、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子にわたって配置される、請求項１に記載の表示装置。 
【請求項５】
前記第１の発光素子が有する前記フォトクロミック層は、前記第２の発光素子が発光する光の一部を吸収する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記フォトクロミック層上にパッシベーション膜をさらに有する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第２の電極と前記フォトクロミック層との間に、前記ＥＬ層を覆うパッシベーション膜をさらに有し、
前記パッシベーション膜は無機膜を含む、請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
基板と、
前記基板上の第１の発光素子と、
前記基板上に位置し、前記第１の発光素子に隣接する第２の発光素子を有し、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々は、
第１の電極と、
前記第１の電極上のＥＬ層と、
前記ＥＬ層上の第２の電極と、
前記第２の電極上に位置し、第１のフォトクロミック材料を含む第１のフォトクロミック層と、
前記第１のフォトクロミック層上に位置し、第２のフォトクロミック材料を含む第２のフォトクロミック層を有し、
前記第１の発光素子が有する前記第１のフォトクロミック材料は、前記第２の発光素子が有する前記第１のフォトクロミック材料と化学構造が異なり、
前記第１の発光素子が有する前記第２のフォトクロミック材料は、前記第２の発光素子が有する前記第２のフォトクロミック材料と化学構造が異なる表示装置。
【請求項９】
前記第１の発光素子が有する前記第１のフォトクロミック材料は、前記第２の発光素子が有する前記第１のフォトクロミック材料と組成が同一であり、
前記第１の発光素子が有する前記第２のフォトクロミック材料は、前記第２の発光素子が有する前記第２のフォトクロミック材料と組成が同一である、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第１の発光素子が有する前記第１のフォトクロミック材料と前記第２の発光素子が有する前記第１のフォトクロミック材料とは、光の吸収特性が異なり、
前記第１の発光素子が有する前記第２のフォトクロミック材料と前記第２の発光素子が有する前記第２のフォトクロミック材料とは、光の吸収特性が異なる、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１のフォトクロミック層と第２のフォトクロミック層は、前記第１の発光素子から前記第２の発光素子にわたって配置される、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記第１の発光素子が有する前記第１のフォトクロミック層は、前記第２の発光素子が発光する光の一部を吸収し、
前記第２の発光素子が有する前記第２のフォトクロミック層は、記第１の発光素子が発光する光の一部を吸収する、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第２のフォトクロミック層上にパッシベーション膜をさらに有する、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記第２の電極と前記第１のフォトクロミック層との間に、前記ＥＬ層を覆うパッシベーション膜をさらに有し、
前記パッシベーション膜は無機膜を含む、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１５】
第１の画素内、および前記第１の画素に隣接する第２の画素内にそれぞれ第１の電極を形成し、
前記第１の画素の前記第１の電極と前記第２の画素の前記第１の電極上にＥＬ層を形成し、
前記ＥＬ層上に第２の電極を形成し、
前記第１の画素と前記第２の画素にわたって、前記第２の電極上に、フォトクロミック材料を含むフォトクロミック層を形成し、
前記第１の画素と前記第２の画素の少なくとも一方に光照射を行い、前記フォトクロミック材料を異性化させることを含む、表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記フォトクロミック材料は、前記異性化の後、吸収特性が異なるように構成される、請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記フォトクロミック材料は、前記異性化の後、前記第２の画素からの発光の一部を吸収するように構成される、請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記フォトクロミック層上にパッシベーション膜を形成することをさらに含む、請求項１５に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態の一つは、表示装置とその製造方法に関する。例えば、フォトクロミック材料を有する表示素子を複数有する表示装置、およびその製造方法に関する。
【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の発光を得ることができる。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、フルカラーの映像を再現することが可能となる。
【０００３】
発光素子の信頼性や特性を向上させるため、フォトクロミック材料を含む層（以下、フォトクロミック層と記す）を発光素子に設けることが知られている。例えば特許文献１では、基板をＥＬ層とフォトクロミック材料で挟持するようにフォトクロミック層が設けられた発光素子が開示されている。この構造により、発光素子の視認性を向上することができる。特許文献２では、陰極と陰極上に設けられる保護膜（パッシベーション膜）の間にフォトクロミック層が設けられた発光素子が開示されている。このような構造を有する発光素子では、フォトクロミック材料の異性化による吸収特性の変化に起因し、発光素子の劣化（焼付き）を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−７２１２６号公報
【特許文献２】特開２０１６−１４９１９１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、視認性が高い表示装置を提供することを一つの目的とする。あるいは本発明は、高いコントラストの映像を再現することが可能な表示装置を提供することを一つの目的とする。あるいは本発明は、色純度に優れた発光素子を有し、色再現性の高い表示装置を提供することを一つの目的とする。あるいは、これらの表示装置を低コストで製造可能な方法を提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態の一つは、基板と、基板上の第１の発光素子と、基板上に位置し、第１の発光素子に隣接する第２の発光素子を有する表示装置である。第１の発光素子と第２の発光素子の各々は、第１の電極と、第１の電極上のＥＬ層と、ＥＬ層上の第２の電極と、第２の電極上に位置し、フォトクロミック材料を含むフォトクロミック層を有する。第１の発光素子が有するフォトクロミック層の前記フォトクロミック材料は、第２の発光素子が有するフォトクロミック層の前記フォトクロミック材料と化学構造が異なる。
【０００７】
本発明の実施形態の一つは、基板と、基板上の第１の発光素子と、基板上に位置し、第１の発光素子に隣接する第２の発光素子を有する発光装置である。第１の発光素子と第２の発光素子の各々は、第１の電極と、第１の電極上のＥＬ層と、ＥＬ層上の第２の電極と、第２の電極上に位置し、第１のフォトクロミック材料を含む第１のフォトクロミック層と、第１のフォトクロミック層上に位置し、第２のフォトクロミック材料を含む第２のフォトクロミック層を有する。第１の発光素子が有する第１のフォトクロミック材料は、第２の発光素子が有する第１のフォトクロミック材料と化学構造が異なり、第１の発光素子が有する第２のフォトクロミック材料は、第２の発光素子が有する第２のフォトクロミック材料と化学構造が異なる。
【０００８】
本発明の実施形態の一つは、表示装置の製造方法である。当該製造方法は、第１の画素内、および第１の画素に隣接する第２の画素内にそれぞれ第１の電極を形成すること、第１の画素の第１の電極と第２の画素の第１の電極上にＥＬ層を形成すること、ＥＬ層上に第２の電極を形成すること、第１の画素と第２の画素に共有されるように、第２の電極上に、フォトクロミック材料を含むフォトクロミック層を形成すること、および、第１の画素と第２の画素の少なくとも一方に光照射を行い、フォトクロミック材料を異性化させることを含む。
【０００９】
本発明の実施形態の一つは、表示装置の製造方法である。当該製造方法は、第１の画素内、および第１の画素に隣接する第２の画素内にそれぞれ第１の電極を形成すること、第１の画素の第１の電極と第２の画素の第１の電極上にＥＬ層を形成すること、ＥＬ層上に第２の電極を形成すること、第１の画素と第２の画素にわたって、第２の電極上に、第１のフォトクロミック材料を含む第１のフォトクロミック層を形成すること、第１の画素と第２の画素に共有されるように、第１のフォトクロミック層上に、第２のフォトクロミック材料を含む第２のフォトクロミック層を形成すること、第１の画素と第２の画素のいずれかに光照射を行い、第１のフォトクロミック材料と第２のフォトクロミック材料の一方を異性化させ、第１の画素と第２の画素の他方に光照射を行い、第１のフォトクロミック材料と第２のフォトクロミック材料の他方を異性化させることを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の表示装置の断面模式図。
【図２】本発明の実施形態の表示装置の断面模式図。
【図３】本発明の実施形態の表示装置の断面模式図。
【図４】本発明の実施形態の表示装置のフォトクロミック層の効果を説明する図。
【図５】本発明の実施形態の表示装置のフォトクロミック層の効果を説明する図。
【図６】本発明の実施形態の表示装置のフォトクロミック層の効果を説明する図。
【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断面模式図。
【図９】本発明の実施形態の表示装置の断面模式図。
【図１０】本発明の実施形態の表示装置のフォトクロミック層の効果を説明する図。
【図１１】本発明の実施形態の表示装置の模式的斜視図。
【図１２】本発明の実施形態の表示装置の断面模式図。
【図１３】本発明の実施形態の表示装置の製造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製造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製造方法を説明する断面模式図。
【図１６】本発明の実施形態の表示装置の製造方法を説明する断面模式図。
【図１７】本発明の実施形態の表示装置の製造方法を説明する断面模式図。
【図１８】本発明の実施形態の表示装置の製造方法を説明する断面模式図。
【図１９】本発明の実施形態の表示装置の製造方法を説明する断面模式図。
【図２０】本発明の実施形態の表示装置の製造方法を説明する断面模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
本発明において、ある一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。
【００１４】
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。
【００１５】
（第１実施形態）
［１．構造］
図１は、本発明の第１実施形態の表示装置１００の模式的な断面図である。表示装置１００は複数の画素１０２を有しており、この断面図では、そのうちの三つの画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが示されている。画素１０２ｂは画素１０２ａと画素１０２ｃに隣接する。なお図１では、画素１０２を支持する基板や、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１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、第１の電極１１０、および第２の電極１１２を有している。第１の電極１１０は画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃごとに設けられており、互いに隔壁１１４によって電気的に分断されている。隔壁１１４は第１の電極１１０の端部を覆い、第１の電極１１０の厚さに起因する凹凸を緩和する役割を有している。第２の電極１１２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１１２は複数の画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃによって共有される。第１の電極１１０と第２の電極１１２の一方は陽極として機能し、他方は陰極として機能する。また、第１の電極１１０と第２の電極１１２の一方、あるいは両方を通して、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃからの発光が取り出される。以下の説明では、第１の電極１１０が陽極、第２の電極１１２が陰極として機能し、第１の電極１１０は光を反射し、第２の電極１１２を通して画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃからの発光が取り出される例を用いて説明を行う。しかしながら、本発明の実施形態はこのような構造に限られない。例えば第１の電極１１０を陰極として用いてもよい。
【００１７】
各画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃでは、第１の電極１１０と第２の電極１１２の間にＥＬ層１２０が設けられる。ＥＬ層１２０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１に示した表示装置１００では、各画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、正孔注入層１２２、正孔輸送層１２４、発光層１２６、電子輸送層１２８、電子注入層１３０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。あるいは、ＥＬ層１２０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。各画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにおいて、第１の電極１１０、第２の電極１１２、およびＥＬ層１２０によって発光素子１３２が形成される。
【００１８】
第１の電極１１０と第２の電極１１２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１２０へ注入される。正孔は正孔注入層１２２、正孔輸送層１２４を経由して発光層１２６へ輸送される。一方、電子は電子注入層１３０、電子輸送層１２８を経由して発光層１２６へ輸送される。発光層１２６内で正孔と電子が再結合し、発光層１２６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１３２からの発光として観測することができる。
【００１９】
図１では、ＥＬ層１２０のうち、発光層１２６を除く正孔注入層１２２、正孔輸送層１２４、電子輸送層１２８、電子注入層１３０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１２６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（１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ）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与えることができる。例えば発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃにそれぞれ青色、緑色、赤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１に示した例では、発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃは互いに接しておらず、正孔輸送層１２４と電子輸送層１２８が隔壁１１４上で接しているが、発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃは隔壁１１４上で互いに重なるように形成されていてもよい。
【００２０】
図１に示す表示装置１００では、発光層１２６を除く層は、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにおいて同一の構造を有しているが、これらの層は画素ごとに異なる構造や厚さを有していてもよい。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１２４の厚さが異なるように表示装置１００を構成してもよい。あるいは図示しないが、正孔注入層１２２や電子輸送層１２８の厚さや積層構造が画素ごとに異なってもよい。このように表示装置１００を構成することにより、発光領域である発光層１２６と第１の電極１１０あるいは第２の電極１１２間の距離を画素ごとに変化させることができ、これにより、各画素１０２において第１の電極１１０と第２の電極１１２間の光学距離を変化させることができる。その結果、第１の電極１１０と第２の電極１１２間における光の干渉効果の制御が可能となり、発光強度や発光色を制御することができる。
【００２１】
表示装置１００は、第２の電極１１２上にフォトクロミック層１４０を有する。フォトクロミック層１４０は第２の電極１１２と接してもよい。フォトクロミック層１４０は画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにわたって形成することができ、この場合、フォトクロミック層１４０は画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃによって共有される。フォトクロミック層１４０はフォトクロミック材料を含むことができる。フォトクロミック材料とは、フォトクロミズムを示す化合物であり、光照射によって可逆的に色（すなわち吸収特性）の変化を示す。より具体的にはフォトクロミック材料とは、特定の波長の光を吸収することで化学構造が変化して異性化し、それに伴って化合物内の共役系が変化することで光の吸収特性が変化する、換言すれば光の吸収スペクトルが変化する、化合物である。フォトクロミック材料は異性化した場合、異なる波長の光、あるいは熱エネルギーを吸収することによって元の構造へ戻ることができる。通常フォトクロミック材料は、熱力学的に安定な二つの状態（構造）をとることがでる。これらの二つの状態は可逆的な平衡状態にあり、上述したように、光や熱によって二つの状態間を遷移する。
【００２２】
各画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにおいてフォトクロミック層１４０は同一のフォトクロミック材料を含んでもよい。しかしながらフォトクロミック材料は、一部の画素では、他の画素とは異なる構造を有することができる。すなわち、フォトクロミック材料がとる二つの安定な状態は、画素ごとに任意に選択することができる。例えば図１や図２に示す例では、フォトクロミック層１４０内のフォトクロミック材料の化学構造は、画素１０２ａと１０２ｃ内では同一であるが、画素１０２ｂ内では異なることができる。この場合、いずれの画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ内においてもフォトクロミック材料の組成は同一であるが、画素１０２ａ、１０２ｃ内におけるフォトクロミック材料の吸収特性は、画素１０２ｂ内におけるそれとは異なる。逆に、図示していないが、フォトクロミック材料は、いずれの画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにおいても同じ化学構造を有していてもよい。
【００２３】
表示装置１００のフォトクロミック層１４０の数は任意であり、例えば図３に示すように、複数の層を含む積層構造を有していてもよい。図３では、三つのフォトクロミック層（第１のフォトクロミック層１４２、第２のフォトクロミック層１４４、第３のフォトクロミック層１４６）が設けられた構造が示されている。この場合、第１のフォトクロミック層１４２、第２のフォトクロミック層１４４、第３のフォトクロミック層１４６の各々おいて、画素に依存することなく同一のフォトクロミック材料を含むことができるが、第１のフォトクロミック層１４２、第２のフォトクロミック層１４４、第３のフォトクロミック層１４６は互いに異なるフォトクロミック材料を含有することができる。
【００２４】
フォトクロミック層１４０が積層構造を有する場合、各フォトクロミック層１４２、１４４、１４６におけるフォトクロミック材料の化学構造は、画素ごとに任意に選択することができる。図３に示す例では、第１のフォトクロミック層１４２では、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのいずれにおいてもフォトクロミック材料の組成は同じであるが、画素１０２ａにおけるフォトクロミック材料の構造は画素１０２ｂと１０２ｃにおけるそれと異なる。第２のフォトクロミック層１４４では、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのいずれにおいてもフォトクロミック材料の組成は同じであるが、画素１０２ｂにおけるフォトクロミック材料の構造は画素１０２ａと１０２ｃにおけるそれと異なる。第３のフォトクロミック層１４６では、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのいずれにおいてもフォトクロミック材料の組成は同じであるが、画素１０２ｃにおけるフォトクロミック材料の構造は画素１０２ａと１０２ｃにおけるそれと異なる。このようにフォトクロミック層１４０を設計することにより、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにおけるフォトクロミック層１４０の吸収特性を互いに異なるようにすることが可能である。この特徴は後述する。
【００２５】
図示していないが、フォトクロミック層１４０が単層構造を有し、複数の異なるフォトクロミック材料が含まれていてもよい。この場合には、吸収特性が互いに異なるようにフォトクロミック材料が選択される。
【００２６】
表示装置１００は、フォトクロミック層１４０上にパッシベーション膜１５０を有することができる（図１乃至図３参照）。パッシベーション膜１５０はＥＬ層１２０を覆っており、外部から水や酸素などの不純物が発光素子１３２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１３２の信頼性を向上させることができる。
【００２７】
パッシベーション膜１５０の構造は任意であり、例えば図１乃至３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１５０は第１の層１５２、第２の層１５４、第３の層１５６を有することができる。例えば第１の層１５２と第３の層１５６は、例えば窒化シリコンや酸化シリコンを含む無機化合物で形成することができ、第２の層１５４は、例えばアクリル樹脂を含む有機化合物で形成することができる。第２の層１５４は、隔壁１１４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。
【００２８】
パッシベーション膜１５０上には、フィル材１６０を介して基板１７０を設けることができる。フィル材は接着剤としても機能する。第１の電極１１０の下に別途基板を設ける場合、基板１７０は対向基板とも呼ばれる。基板１７０により、発光素子１３２をはじめ、表示装置１００が物理的に保護される。
【００２９】
［２．フォトクロミック層の光学特性］
図４乃至図６を用い、図３に示す表示装置１００の特性をフォトクロミック層１４０を用いて制御する例を説明する。ここでは、表示装置１００のフォトクロミック層１４０は第１のフォトクロミック層１４２、第２のフォトクロミック層１４４、第３のフォトクロミック層１４６を有し、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにはそれぞれ、青色、緑色、赤色の発光を与える発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃが設けられるとして説明を行う。ただしこの場合でも、第１のフォトクロミック層１４２、第２のフォトクロミック層１４４、第３のフォトクロミック層１４６の積層順は図３に示した順に限られず、任意の順で積層することができる。
【００３０】
図４（Ａ）、図５（Ａ）、図６（Ａ）に、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに設けられる発光素子１３２の発光特性をそれぞれ示す。これらの図に示すように、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに設けられる発光素子１３２の発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃから、青色領域（例えば４５０ｎｍ付近）、緑色領域（例えば５５０ｎｍ付近）、赤色領域（例えば７００ｎｍ付近）にピークを有する光が得られる。
【００３１】
図４（Ｂ）、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）はそれぞれ、第１のフォトクロミック層１４２、第２のフォトクロミック層１４４、第３のフォトクロミック層１４６内に含まれるフォトクロミック材料の吸収スペクトル変化の模式図である。図４（Ｂ）に示すように、第１のフォトクロミック層１４２は、光照射前には緑から赤色領域（例えば５５０ｎｍから７００ｎｍ）には吸収を持たない、あるいは吸収ピークを示さず、例えば紫外領域（例えば３５０ｎｍ付近）に吸収を有する（吸収（ａ））。この領域の波長の光を照射することにより異性化が進行し、吸収スペクトルは徐々に変化する。すなわち、照射前に観測される吸収が徐々に低下し、緑色から赤色領域に新たな吸収が現れ、その吸収強度が徐々に増大する（吸収（ｂ））。
【００３２】
第２のフォトクロミック層１４４は、図５（Ｂ）に示すように、光照射前には緑色領域には吸収を持ない、あるいは吸収ピークを示さず、例えば紫外領域に吸収を有する（吸収（ｃ））。この吸収波長の光を照射することにより異性化が進行し、吸収スペクトルは徐々に変化する。すなわち、照射前に観測される吸収が徐々に低下し、青色と赤色領域に新たな吸収が現れ、その吸収強度が徐々に増大する（吸収（ｄ））。
【００３３】
第３のフォトクロミック層１４６は、図６（Ｂ）に示すように、光照射前には赤色領域に吸収を持たない、あるいは吸収ピークを示さず、例えば紫外領域に吸収を有する（吸収（ｅ））。この吸収波長の光を照射することにより異性化が進行し、吸収スペクトルは徐々に変化する。すなわち、照射前に観測される吸収が徐々に低下し、青色と緑色領域（例えば４００ｎｍから６００ｎｍ）に新たな吸収が現れ、その吸収強度が徐々に増大する（吸収（ｆ））。
【００３４】
吸収（ｂ）と画素１０２ａ内の発光層１２６ａが与える発光スペクトル（図４（Ａ））を重ねた模式図を図４（Ｃ）に示す。図４（Ｃ）に示すように、発光の一部が吸収（ｂ）と重なっている（斜線部分）。このため、発光層１２６ａからの発光の一部は異性化後のフォトクロミック材料によって吸収される。この場合、発光層１２６ａからの発光のうち、長波長側の発光が吸収される。その結果、図４（Ｄ）に示すように、発光スペクトルのうち長波長側が除去され、画素１０２ａからの発光ピークは短波長側へシフトし、同時に発光スペクトルの幅が小さくなる。このため画素１０２ａは、色純度に優れた青色発光を与えることができる。
【００３５】
このように、異性化前には緑から赤の領域には吸収を持たない、あるいは吸収ピークを示さず、異性化後に緑から赤色の領域に吸収を与え、かつ青色の領域には吸収を与えない、あるいは吸収ピークを示さないフォトクロミック材料を第１のフォトクロミック層１４２に用い、青色発光を与える画素１０２ａにおいて選択的に第１のフォトクロミック層１４２に対して光異性化を行うことで、画素１０２ａからの発光のうち長波長側の発光を除去することができる。その結果、青色に発光する画素１０２ａの色純度を向上させることができる。この場合、緑色の発光、赤色の発光を与える画素１０２ｂや１０２ｃでは、第１のフォトクロミック層１４２に対して光照射を行わないので、画素１０２ｂ、１０２ｃからの発光は第１のフォトクロミック層１４２を透過することができる。したがって、画素１０２ｂや１０２ｃ上に第１のフォトクロミック層１４２が形成されていても、これらの画素からの発光には大きな影響を与えることがなく、発光効率の低下を避けることができる。
【００３６】
同様に吸収（ｄ）と画素１０２ｂ内の発光層１２６ｂが与える発光スペクトル（図５（Ａ））を重ねた模式図を図５（Ｃ）に示す。図５（Ｃ）に示すように、発光の一部が吸収（ｄ）と重なっている（斜線部分）。このため、発光層１２６ｂからの発光の一部は異性化後のフォトクロミック材料によって吸収される。この場合、発光層１２６ｂからの発光のうち、長波長側と短波長側の発光が吸収される。その結果、図５（Ｄ）に示すように、発光スペクトルのうち短波長側と長波長側が除去され、画素１０２ｂからの発光スペクトルの幅が小さくなる。このため、色純度に優れた緑発光を与えることができる。
【００３７】
このように、異性化前には青色領域や赤色領域には吸収を持たない、あるいは吸収ピークを示さず、異性化後に青色領域や赤色領域に吸収を与え、かつ緑色の領域には吸収を与えない、あるいは吸収ピークを示さないフォトクロミック材料を第２のフォトクロミック層１４４に用い、緑色発光を与える画素１０２ｂにおいて選択的にこのフォトクロミック材料に対して光異性化を行うことで、画素１０２ｂからの発光のうち短波長側と長波長側の発光を除去することができる。その結果、緑色に発光する画素１０２ｂの色純度を向上させることができる。この場合、青色の発光、赤色の発光を与える画素１０２ａや１０２ｃでは、第２のフォトクロミック層１４４に対して光照射を行わないので、画素１０２ａ、１０２ｃからの発光は第２のフォトクロミック層１４４を透過することができる。したがって、画素１０２ａや１０２ｃ上に第２のフォトクロミック層１４４が形成されていても、これらの画素からの発光には大きな影響を与えることがなく、発光効率の低下を避けることができる。
【００３８】
同様に吸収（ｆ）と画素１０２ｃ内の発光層１２６ｃが与える発光スペクトル（図６（Ａ））を重ねた模式図を図６（Ｃ）に示す。図６（Ｃ）に示すように、発光の一部が吸収（ｆ）と重なっている（斜線部分）。このため、発光層１２６ｃからの発光の一部は異性化後のフォトクロミック材料によって吸収される。この場合、発光層１２６ｃからの発光のうち、短波長領域の発光が吸収される。その結果、図６（Ｄ）に示すように、発光スペクトルのうち短波長側が除去され、画素１０２ｃからの発光ピークは長波長側へシフトし、同時に発光スペクトルの幅が小さくなる。このため、色純度に優れた赤色発光を与えることができる。
【００３９】
このように、異性化前には青から緑色領域には吸収を持たない、あるいは吸収ピークを示さず、異性化後に青から緑色領域に吸収を与え、かつ赤色の領域には吸収を与えない、あるいは吸収ピークを示さないフォトクロミック材料を第３のフォトクロミック層１４６に用い、赤色発光を与える画素１０２ｃにおいて選択的にこのフォトクロミック材料に対して光異性化を行うことで、画素１０２ｃからの発光のうち長波長側の発光を除去することができる。その結果、赤色に発光する画素１０２ｃの色純度を向上させることができる。この場合、青色の発光、緑色の発光を与える画素１０２ａや１０２ｂでは、第３のフォトクロミック層１４６に対して光照射を行わないので、画素１０２ａ、１０２ｂからの発光は第３のフォトクロミック層１４６を透過することができる。したがって、画素１０２ａや１０２ｂ上に第３のフォトクロミック層１４６が形成されていても、これらの画素からの発光には大きな影響を与えることがなく、発光効率の低下を避けることができる。
【００４０】
フォトクロミック層１４０の構造は、上記のような特性を与える組み合わせに限られない。フォトクロミック層１４０は、含有するフォトクロミック材料が光異性化後に可視光領域の一部において吸収を持たない、あるいは吸収ピークを示さず、他の領域に吸収を有する、あるいは吸収ピークを有していれば良い。例えば、光異性化後に赤色、青色、緑色の領域のうちの一つ、あるいは二つにおいて吸収を持たない、あるいは吸収ピークを示さず、他の領域に吸収を有する、あるいは吸収ピークを有していればよい。また、光異性化前には、他の領域において吸収を持たない、あるいは吸収ピークを示さないことが好ましい。フォトクロミック層１４０が複数の層で構成される場合、各層に含まれるフォトクロミック材料の吸収波長は互いに異なることが好ましい。
【００４１】
このような光学特性を有するフォトクロミック層１４０を用いることにより、画素１０２からの発光の色純度を向上させ、高い色再現性を実現することができる。また、外光の一部がフォトクロミック層１４０によって吸収されるため、表示装置１００における外光の反射を抑制することができる。このため、表示装置１００上に再現される映像の視認性が向上し、コントラストの高い、高品質な画像を提供することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態で述べた表示装置１００と異なる構造を有する表示装置１８０、１８２、１８４、１８６について説明する。第１実施形態と同様の構造に関しては説明を省略することがある。
【００４３】
図７（Ａ）に表示装置１８０の断面模式図を示す。表示装置１８０は、フォトクロミック層１４０がパッシベーション膜１５０の上に設けられている点で表示装置１００と異なる。したがって、フォトクロミック層１４０はパッシベーション膜１５０とフィル材１６０の間に位置する。
【００４４】
図７（Ｂ）に示す表示装置１８２では、フォトクロミック層１４０は三層構造を有しており、第１のフォトクロミック層１４２、第２のフォトクロミック層１４４、第３のフォトクロミック層１４６を含む点で表示装置１８０と異なる。この場合も、フォトクロミック層１４０はパッシベーション膜１５０とフィル材１６０の間に位置する。
【００４５】
図８（Ａ）に表示装置１８４の断面模式図を示す。表示装置１８４は、フォトクロミック層１４０がフィル材１６０の上に設けられている点で表示装置１８０と異なる。したがって、フォトクロミック層１４０はフィル材１６０と基板１７０の間に位置する。
【００４６】
図８（Ｂ）に示す表示装置１８６では、フォトクロミック層１４０は三層構造を有しており、第１のフォトクロミック層１４２、第２のフォトクロミック層１４４、第３のフォトクロミック層１４６を含む点で表示装置１８４と異なる。この場合も、フォトクロミック層１４０はフィル材１６０と基板１７０の間に位置する。
【００４７】
このような構造では、パッシベーション膜１５０によって発光素子１３２が保護されているため、フォトクロミック層１４０をインクジェット法や印刷法、スピンコート法などの湿式成膜法を適用して形成しても、発光素子１３２に悪影響を及ぼすことがない。したがって、低コストで高信頼性の表示装置を提供することができる。
【００４８】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態で述べた表示装置１００、１８０、１８２、１８４、１８６と異なる構造を有する表示装置１９０について説明する。第１、第２実施形態と同様の構造に関しては説明を省略することがある。
【００４９】
［１．構造］
表示装置１９０は、複数の画素１０２に含まれるＥＬ層１２０のうち、発光層１２６の構造が同一であり、かつ、白色の発光を与えるようにＥＬ層１２０構成される点で表示装置１００、１８０、１８２、１８４、１８６と異なる。より具体的には、図９に示すように、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにおいて発光層１２６は同一の構造を有する。この場合、発光層１２６は画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにわたって形成することができ、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃによって共有される。発光層１２６は、例えば青色、緑色、赤色をそれぞれ与える三つの発光層が積層された構造を有してもよい。あるいは、青色を与える発光層と黄色を与える発光層が積層された構造を有してもよい。あるいは、青緑色を与える発光層と赤色を与える発光層が積層された構造を有してもよい。なお、発光層１２６以外の層は、隣接する画素１０２間で異なる構造を有していてもよい。
【００５０】
フォトクロミック層１４０は、表示装置１００のように単一の層で構成されてもよく、あるいは図９に示すように複数のフォトクロミック層（例えば第１のフォトクロミック層１４２、第２のフォトクロミック層１４４、第３のフォトクロミック層１４６）を含んでもよい。
【００５１】
［２．フォトクロミック層の光学特性］
表示装置１９０のフォトクロミック層１４０の光学特性について、図１０を用いて説明する。ここでは、、表示装置１９０のフォトクロミック層１４０は第１のフォトクロミック層１４２、第２のフォトクロミック層１４４、第３のフォトクロミック層１４６を有し、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃからそれぞれ、青色、緑色、赤色の発光を取り出すとして説明を行う。
【００５２】
図１０（Ａ）には、左から順に、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに含まれる発光層１２６が与える発光スペクトルを示す。上述したように、発光層１２６は画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃで同一の構造を有しており、白色の発光を与える。したがって、これらのスペクトルの形状は同一であり、幅は広く、可視光領域のほぼ全体をカバーする。
【００５３】
図１０（Ｂ）には、左から順に、第１のフォトクロミック層１４２、第２のフォトクロミック層１４４、第３のフォトクロミック層１４６内に含まれるフォトクロミック材料の、光異性化前後の吸収スペクトルの模式図である。これらの図は図４（Ｂ）、５（Ｂ）、６（Ｂ）に対応するため、説明は割愛する。
【００５４】
図１０（Ｃ）は、発光層１２６の発光スペクトルと、第１のフォトクロミック層１４２、第２のフォトクロミック層１４４、第３のフォトクロミック層１４６内に含まれるフォトクロミック材料の光異性化後の吸収スペクトルをそれぞれ重ねたものである。
【００５５】
図１０（Ｃ）の左側の図に着目すると、発光スペクトルは緑色から赤色領域の吸収（ｂ）と重なっており、このため、画素１０２ａからの発光のうち緑色から赤色領域の発光強度が低下する。その結果、画素１０２ａからは主に青色の発光が得られる。図１０（Ｃ）の真中の図に着目すると、発光スペクトルは青色と赤色領域の吸収（ｄ）と重なっており、このため、画素１０２ｂからの発光のうち青色と赤色領域の発光強度が低下する。その結果、画素１０２ｂからは主に緑色の発光が得られる。同様に、図１０（Ｃ）の右側の図に着目すると、発光スペクトルは青色から緑色領域の吸収（ｆ）と重なっており、このため、画素１０２ｃからの発光のうち青色から緑色領域の発光強度が低下する。その結果、画素１０２ｃからは主に赤色の発光が得られる。
【００５６】
したがって、図１０（Ｄ）に示すように、画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃからそれぞれ青色、緑色、赤色の発光を得ることができる。このため、発光層１２６はいずれの画素１０２においても白色を与えるが、カラーフィルタを用いることなく、異なる画素から異なる発光色を得ることが可能となり、これによってフルカラー表示を実現することができる。換言すると、フォトクロミック層１４０はカラーフィルタと同様の機能を発現することができる。
【００５７】
図９に示すように、フォトクロミック層１４０は第２の電極１１２の近傍に設けることができる。通常、全画素１０２において白色発光する発光素子を用い、カラーフィルタを用いてフルカラー表示を行う場合、カラーフィルタは基板１７０近傍に設けられる（例えば、フィル材１６０と基板１７０の間）。このため、カラーフィルタはパッシベーション膜１５０やフィル材１６０を介し、発光領域、すなわち発光層１２６の上に設けられる。したがって、カラーフィルタと発光層１２６間の距離が大きいため、視野角が大きい場合には発光層１２６からの発光の一部が隣接する画素上のカラーフィルタを介して観測される。その結果、いわゆる色ずれと呼ばれる現象が生じ、表示品質の低下を招く。
【００５８】
しかしながら表示装置１９０では、フォトクロミック層１４０は第２の電極１１２と接するように設けることができる。このため、発光領域とフォトクロミック層１４０間の距離が小さく、色ずれの発生を効果的に抑制することができる。その結果、本実施形態を適用することにより、表示品質の高い表示装置を提供することができる。
【００５９】
（第４実施形態）
本実施形態では、本発明の表示装置１００の製造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。
【００６０】
図１１は、表示装置１００の模式的な斜視図である。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とそれによって構成される表示領域２００、走査線駆動回路２０２、データ線駆動回路２０４を基板１０４の一方の面（上面）に有している。基板１７０は表示領域２００を覆う。外部回路（図示せず）からの各種信号は、基板１０４上に設けられた端子２０６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走査線駆動回路２０２やデータ線駆動回路２０４に入力され、これらの信号に基づいて各画素１０２が制御される。
【００６１】
なお、走査線駆動回路２０２、データ線駆動回路２０４のいずれか、あるいは両方は、基板１０４の上に直接形成される必要はなく、基板１０４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１０４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１１では、基板１０４上に形成された走査線駆動回路２０２が基板１７０に覆われ、一方、データ線駆動回路２０４は別基板に形成された後に基板１０４上に搭載される例が示されている。
【００６２】
基板１０４と基板１７０とはガラス基板などの可撓性を持たない基板でもよく、あるいは、可撓性を有する基板でもよい。基板１７０の替わりに、樹脂フィルム、円偏光板などの光学フィルムを貼り合せる構造にしてもよい。画素１０２はマトリクス状に設けられるが、配列には特に制限はなく、ストライプ配列、デルタ配列などを採用することができる。
【００６３】
図１２に、連続して設けられる三つの画素１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを含む、表示装置１００の断面模式図を示す。
【００６４】
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１０４上にトランジスタ２２０、トランジスタ２２０と電気的に接続される発光素子１３２、補助容量２５０などの素子を有する。図１２では、各画素１０２それぞれに一つのトランジスタ２２０と一つの補助容量２５０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１３２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の製造方法を述べる。
【００６５】
［１．トランジスタ］
図１３（Ａ）に示すように、まず基板１０４上に下地膜２１０を形成する。基板１０４は、トランジスタ２２０など、表示領域２００に含まれる半導体素子や発光素子１３２などを支持する機能を有する。したがって基板１０４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１０４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。
【００６６】
表示装置１００に可撓性を付与する場合、基板１０４上に基材を形成する。この場合、基板１０４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。
【００６７】
下地膜２１０は基板１０４（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２２０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１０４の一部だけを覆うように形成してもよい。
【００６８】
次に半導体膜２２２を形成する（図１３（Ａ））。半導体膜２２２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２２２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２２２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２２２の結晶性に限定はなく、半導体膜２２２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。
【００６９】
半導体膜２２２がケイ素を含む場合、半導体膜２２２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２２２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。
【００７０】
次に半導体膜２２２を覆うようにゲート絶縁膜２２４を形成する（図１３（Ａ））。ゲート絶縁膜２２４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、下地膜２１０と同様の手法で形成することができる。
【００７１】
引き続き、ゲート絶縁膜２２４上にゲート電極２２６をスパッタリング法やＣＶＤ法を用いて形成する（図１３（Ｂ））。ゲート電極２２６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。
【００７２】
次にゲート電極２２６上に層間膜２２８を形成する（図１３（Ｂ））。層間膜２２８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２２２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。
【００７３】
次に、層間膜２２８とゲート絶縁膜２２４に対してエッチングを行い、半導体膜２２２に達する開口２３０を形成する（図１３（Ｃ））。開口２３０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。
【００７４】
次に開口２３０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２３２を形成する（図１４（Ａ））。金属膜はゲート電極２２６と同様、単層構造、積層構造のいずれの構造を有することができ、ゲート電極２２６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２２０が形成される。本実施形態では、トランジスタ２２０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２２０の構造に限定はなく、トランジスタ２２０はボトムゲート型トランジスタ、ゲート電極２２６を複数有するマルチゲート型トランジスタ、半導体膜２２２の上下を二つのゲート電極２２６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２３２と半導体膜２２２との上下関係にも制約はない。
【００７５】
［２．補助容量、発光素子］
次に平坦化膜２４０を、トランジスタ２２０を覆うように形成する（図１４（Ａ））。平坦化膜２４０は、トランジスタ２２０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２４０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２４０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。
【００７６】
その後平坦化膜２４０に対してエッチングを行い、トランジスタ２２０のソース／ドレイン電極２３２の一方を露出する開口２４２が設けられる（図１４（Ｂ））。そしてこの開口２４２を覆い、トランジスタ２２０のソース／ドレイン電極２３２の一方と接するように接続電極２４４を形成する（図１４（Ｃ））。接続電極２４４には、インジウム―スズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム―亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの可視光を透過可能な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２４４の形成は任意であるが、接続電極２４４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２３２表面の劣化を防ぎ、ソース／ドレイン電極２３２と第１の電極１１０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。
【００７７】
引き続き、平坦化膜２４０上に金属膜を形成し、エッチングを行って金属膜を形成し、補助容量２５０の一方の電極２５２を形成する（図１５（Ａ）））。ここで用いる導電層は、ソース／ドレイン電極２３２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。
【００７８】
引き続き、平坦化膜２４０、および電極２５２上には絶縁膜２５４が形成される（図１５（Ａ））。絶縁膜２５４はトランジスタ２２０に対する保護膜として機能するだけでなく、補助容量２５０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２５４を形成することができる。絶縁膜２５４には開口２５６、２５８が設けられる（図１５（Ａ））。前者は、のちに形成される第１の電極１１０と接続電極２４４との電気的接続ために設けられる。後者は、隔壁１１４形成後の熱処理等を通じて、平坦化膜２４０から脱離する水やガスを、隔壁１１４を通じて引き抜くための開口である。
【００７９】
次に図１５（Ｂ）に示すように、開口２５６を覆うように第１の電極１１０を形成する。第１の電極１１０と絶縁膜２５４、電極２５２によって補助容量２５０が形成される。補助容量２５０を設けることで、トランジスタ２２０のゲート電極２２６の電位をより長期間保持することができる。
【００８０】
発光素子１３２からの発光を第２の電極１１２から取り出す場合、第１の電極１１０は可視光を反射するように構成される。この場合、第１の電極は、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する。導電酸化物としてはＩＴＯやＩＺＯなどが挙げられる。発光素子１３２からの発光の一部を第１の電極１１０から取り出す場合には、ＩＴＯやＩＺＯを用いて第１の電極１１０を形成すればよい。
【００８１】
次に、第１の電極１１０の端部を覆うように、隔壁１１４を形成する（図１５（Ｂ））。隔壁１１４により、第１の電極１１０などに起因する段差を吸収し、かつ、隣接する画素１０２の第１の電極１１０を互いに電気的に絶縁することができる。隔壁１１４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。
【００８２】
次に発光素子１３２のＥＬ層１２０、および第２の電極１１２を、第１の電極１１０と隔壁１１４を覆うように形成する。具体的には、まず、正孔注入層１２２を第１の電極１１０と隔壁１１４を覆うように形成する（図１６（Ａ））。正孔注入層１２２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を用いることができ、例えば一例としてポリ（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、あるいは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ヘテロ芳香族化合物などが挙げられる。
【００８３】
正孔注入層１２２上にはさらに、正孔輸送層１２４が設けられる（図１６（Ａ））。正孔輸送層１２４は正孔注入層１２２に注入された正孔を発光層１２６へ輸送する機能を有し、正孔注入層１２２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１２２と比較して、ＨＯＭＯ順位が深いが、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。
【００８４】
正孔注入層１２２、正孔輸送層１２４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。例えば画素１０２ごとに正孔輸送層１２４の厚さを変化させてもよい（図２参照）。この場合、例えば厚さの大きい正孔輸送層１２４を有する画素１０２では、複数の化合物が積層された積層された正孔輸送層１２４を設け、厚さの小さい正孔輸送層１２４を有する画素１０２では、正孔輸送層１２４が単層構造を有するようにしてもよい。正孔注入層１２２や正孔輸送層１２４は、湿式成膜法で形成してもよく、蒸着法などの乾式成膜法で形成してもよい。
【００８５】
引き続き、正孔輸送層１２４上に発光層１２６を形成する（図１６（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１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ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１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ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１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃを形成してもよい。
【００８６】
各発光層１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ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１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ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。
【００８７】
発光層１２６上には電子輸送層１２８、電子注入層１３０が順次形成される（図１７（Ａ））。電子輸送層１２８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を用いることができる。
【００８８】
電子注入層１３０には、第２の電極１１２から電子輸送層１２８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１２８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性化合物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。電子輸送層１２８や電子注入層１３０も、湿式成膜法、あるいは乾式成膜法を適用して形成することができる。
【００８９】
その後、電子注入層１３０上に第２の電極１１２が形成される（図１７（Ａ））。発光素子１３２からの発光の一部を第１の電極１１０から取り出す場合には、第２の電極１１２として、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用いればよい。逆に発光素子１３２からの発光を第２の電極１１２から取り出す場合には、第２の電極１１２として、ＩＴＯなどの透光性を有する導電性酸化物などを用いればよい。あるいは、上述した金属を可視光が透過する程度の厚さで形成することができる。この場合、さらに透光性を有する導電性酸化物を積層してもよい。以上の工程により、補助容量２５０と発光素子１３２が形成される。
【００９０】
［３．フォトクロミック層］
次に、第２の電極１１２上にフォトクロミック層１４０を形成する。ここでは、フォトクロミック層１４０が第１のフォトクロミック層１４２、第２のフォトクロミック層１４４、第３のフォトクロミック層１４６を有する例を説明する。
【００９１】
まず、第１のフォトクロミック層１４２を第２の電極１１２と接するように形成する（図１７（Ｂ））。第１のフォトクロミック層１４２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。この時、第１のフォトクロミック層１４２は、複数の画素１０２にわたって形成することができる。換言すると、第１のフォトクロミック層１４２を画素１０２ごとに個別に形成せず、複数の画素１０２と重なるように形成することができる。
【００９２】
その後、フォトマスク２６０を第１のフォトクロミック層１４２上に設置する。フォトマスク２６０は、光異性化を行う画素（図１７（Ｂ）では画素１０２ｂ）に対応する位置に透光部を有し、それ以外の領域は非透光性を有する。その後、第１のフォトクロミック層１４２中に含まれるフォトクロミック材料の吸収波長に相当する波長の光を照射し、異性化を行う。これにより、光照射された領域、すなわち、画素１０２ｂ内におけるフォトクロミック材料は、他の領域のフォトクロミック材料と異なる光学特性を有することができる（図１８（Ａ））。
【００９３】
同様に、図１８（Ｂ）に示すように、第２のフォトクロミック層１４４を第１のフォトクロミック層１４２上に湿式成膜法、あるいは乾式成膜法を適用して形成し、光異性化を行う画素（図１８（Ｂ）では画素１０２ｃ）に対応する位置に透光部を有するフォトマスク２６０を設置する。その後、第２のフォトクロミック層１４４中に含まれるフォトクロミック材料の吸収波長に相当する波長の光を照射し、異性化を行う。これにより、光照射された領域、すなわち、画素１０２ｃ内におけるフォトクロミック材料は、他の領域のフォトクロミック材料と異なる光学特性を有することができる（図１９（Ａ））。同様の操作を繰り返すことで、第３のフォトクロミック層１４６を形成することができる。第３のフォトクロミック層１４６においても、光照射された領域（図１９（Ｂ）では画素１０２ａ）内におけるフォトクロミック材料は、他の領域のフォトクロミック材料と異なる光学特性を有することができる。
【００９４】
図１７（Ｂ）から図１９（Ｂ）では、一つのフォトクロミック層を形成したのちに露光を行い、これらのプロセスを繰り返す例を示しているが、複数のフォトクロミック層を連続的に形成したのちに、露光プロセスを連続的に行ってもよい。例えば第１のフォトクロミック層１４２、第２のフォトクロミック層１４４、第３のフォトクロミック層１４６を形成し、その後これらの層を順次露光してもよい。
【００９５】
各フォトクロミック層１４２、１４４、１４６の厚さには限定はなく、例えば１μｍ以上２０００μｍ以下、５０μｍ以上１０００μｍ以下、１００μｍ以上、５００μｍ以下とすることができる。
【００９６】
フォトクロミック層１４０で用いることができるフォトクロミック材料には特に限定はなく、例えばアゾベンゼン誘導体、スピロピラン誘導体、フルギド誘導体、スチルベン誘導体、ジアリールエテン、アリールアリールエテン、アリールベンゾチエニルエテン、ビオロゲン誘導体、二つのイミダゾール骨格がシクロファンでリンクされたパラシクロファン誘導体などが挙げられる。以下にこれらの化合物の具体的な構造と異性化の反応式を示す。ただし、本発明の実施形態で使用可能なフォトクロミック材料はこれらに限られることはなく、第１、第３実施形態で述べたような光学特性を有するフォトクロミック材料を用いればよい。
【００９７】
アゾベンゼン誘導体の場合、以下に示す式（１）に従って異性化が進行し、フォトクロミズムを示す。
【００９８】
【化１】
2018060676.tif 000003
【００９９】
スピロピラン誘導体の場合、以下に示す式（２）に従って異性化が進行し、フォトクロミズムを示す。
【０１００】
【化２】
2018060676.tif 000004
【０１０１】
フルギド誘導体の場合、以下に示す式（３）に従って異性化が進行し、フォトクロミズムを示す。
【０１０２】
【化３】
2018060676.tif 000005
【０１０３】
ジアリールエテンの場合、以下に示す式（４）に従って異性化が進行し、フォトクロミズムを示す。
【０１０４】
【化４】
2018060676.tif 000006
【０１０５】
アリールアリールエテンの場合、以下に示す式（５）に従って異性化が進行し、フォトクロミズムを示す。
【０１０６】
【化５】
2018060676.tif 000007
【０１０７】
アリールベンゾチエニルエテンの場合、以下に示す式（６）に従って異性化が進行し、フォトクロミズムを示す。
【０１０８】
【化６】
2018060676.tif 000008
【０１０９】
パラシクロファン誘導体の場合、以下に示す式（７）に従って異性化が進行し、フォトクロミズムを示す。
【化７】
2018060676.tif 000009
【０１１０】
上記式（１）乃至（７）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は置換基であり、水素、アルキル基、アリール基、水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、置換アミノ基、エステル基、ハロゲン、ニトロ基、シアノ基などから独立して選択される。式（１）や（７）のように、ベンゼン環上の置換基の置換位置を指定していない場合、これらの置換基はベンゼン環に複数導入されていてもよい。
【０１１１】
フォトクロミック層１４０で用いられる化合物は、第１実施形態、および第３実施形態で述べたように、各画素１０２からの発光をどのように制御するかによって適宜選択すればよい。例えば以下の構造を有するジアリールエテンは異性化後に青色を呈するため、青色発光を与える画素１０２ａ内において光異性化を行う第１のフォトクロミック層１４２に使用することができる。
【０１１２】
【化８】
2018060676.tif 000010
【０１１３】
例えば以下の構造を有するジアリールエテンは異性化後に緑色を呈するため、青色発光を与える画素１０２ｂ内において光異性化を行う第２のフォトクロミック層１４４に使用することができる。
【０１１４】
【化９】
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【０１１５】
例えば以下の構造を有するジアリールエテンは異性化後に赤色を呈するため、赤色発光を与える画素１０２ｃ内において光異性化を行う第３のフォトクロミック層１４６に使用することができる。
【０１１６】
【化１０】
2018060676.tif 000012
【０１１７】
［４．パッシベーション膜、およびその他の構成］
フォトクロミック層１４０を形成したのち、パッシベーション膜１５０を形成する。具体的には図２０に示すように、まず第１の層１５２をフォトクロミック層１４０上に形成する。第１の層１５２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。
【０１１８】
引き続き第２の層１５４を形成する。第２の層１５４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２０に示すように、隔壁１１４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１５４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１５２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１５４を形成してもよい。
【０１１９】
その後、第３の層１５６を形成する。第３の層１５６は、第１の層１５２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１５０が形成される。
【０１２０】
その後、フィル材１６０を介して基板１７０を固定する。フィル材１６０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１６０に乾燥剤が含まれていてもよい。基板１７０は基板１０４と同様の材料を含むことができる。表示装置１００に可撓性を付与する場合には、基板１７０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１０４上に基材を形成し、その上にトランジスタ２２０や発光素子１３２などの素子が形成される。その後、基板１０４と基材の界面にレーザなどの光を照射して基板１０４と基材間の接着性を低下させ、引き続き物理的に基板１０４を剥離することで可撓性の表示装置１００を得ることができる。
【０１２１】
本実施形態では、フォトクロミック層１４０は第２の電極１１２上に堆積する例を述べたが、基板１７０上にフォトクロミック層１４０を湿式成膜法、あるいは乾式成膜法を用いて形成し、その後フォトクロミック層１４０を基板１１４と基板１７０で挟むように、基板１７０を基板１１４上に固定してもよい。この場合、フォトクロミック層１４０は基板１７０上に直接形成してもよく、絶縁膜を介して基板１７０上に形成してもよい。
【０１２２】
図示しないが、上述したように、基板１７０を用いず、偏光板（円偏光板）を形成してもよい。あるいは、基板１７０の上、あるいは下に偏光板を設けてもよい。
【０１２３】
上述したように、カラーフィルタと同様の機能を発現するフォトクロミック層１４０は、複数の画素１０２にわたって形成することができ、各画素１０２におけるフォトクロミック層１４０の光学特性の制御は、フォトマスクを用いる光照射によって行うことができる。通常、表示装置にカラーフィルタを設置する場合、カラーフィルタが設けられる基板１７０を表示領域２００を介して基板１０４上に固定する。したがって、解像度が高く、画素１０２のサイズが小さくなると、画素とカラーフィルタとの位置合わせが困難となり、歩留まりの低下を招きやすい。一方、フォトマスクを用いる光照射は高い位置精度で光照射が可能であり、このため、各画素１０２に対応する位置において、フォトクロミック材料を確実に光異性化させることができる。したがって、高解像度の表示装置であっても、フォトクロミック層１４０の光学特性を画素１０２ごとに精密に制御することが容易であり、高品質の画像を再現可能な表示装置を低コストで提供することができる。
【０１２４】
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、又は、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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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、又は、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】
【０１２７】
１００：表示装置、１０２：画素、１０２ａ：画素、１０２ｂ：画素、１０２ｃ：画素、１０４：基板、１１０：第１の電極、１１２：第２の電極、１１４：隔壁、１２０：ＥＬ層、１２２：正孔注入層、１２４：正孔輸送層、１２６：発光層、１２６ａ：発光層、１２６ｂ：発光層、１２６ｃ：発光層、１２８：電子輸送層、１３０：電子注入層、１３２：発光素子、１４０：フォトクロミック層、１４２：第１のフォトクロミック層、１４４：第２のフォトクロミック層、１４６：第３のフォトクロミック層、１５０：パッシベーション膜、１５２：第１の層、１５４：第２の層、１５６：第３の層、１６０：フィル材、１７０：基板、１８０：表示装置、１８２：表示装置、１８４：表示装置、１８６：表示装置、１９０：表示装置、２００：表示領域、２０２：走査線駆動回路、２０４：データ線駆動回路、２０６：端子、２１０：下地膜、２２０：トランジスタ、２２２：半導体膜、２２４：ゲート絶縁膜、２２６：ゲート電極、２２８：層間膜、２３０：開口、２３２：ソース／ドレイン電極、２４０：平坦化膜、２４２：開口、２４４：接続電極、２５０：補助容量、２５２：電極、２５４：絶縁膜、２５６：開口、２５８：開口、２６０：フォトマスク
【図１】
2018060676.tif 000013
【図２】
2018060676.tif 000014
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2018060676.tif 000020
【図９】
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【図１０】
2018060676.tif 000022
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2018060676.tif 000026
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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