(57)【要約】【課題】マイクロキャビティ構造を取り入れた有機ＥＬ表示装置において、斜めから見たときの色純度及び輝度の低下を抑制して視野角特性を向上させるとともに、コスト低減を図る。【解決手段】マイクロキャビティ構造を備えた有機ＥＬ表示装置において、凸状湾曲形状部１５を画素開口部に対応するように層間絶縁膜１４の有機ＥＬ素子３形成箇所に膨出形成する。有機ＥＬ素子３の有機層２０を凸状湾曲形状部１５の表面形状に倣うように凸状湾曲形状部１５上に均一な膜厚に形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極、有機層及び上部電極からなる有機ＥＬ素子が基板上に層間絶縁膜を介して形成され、上記有機層から射出される光を所定の光学長の範囲内で繰り返し反射させることで特定の波長の光を増強選択するマイクロキャビティ構造を備えた有機ＥＬ表示装置であって、
上記層間絶縁膜の有機ＥＬ素子形成箇所には、凸状湾曲形状部が画素開口部に対応するように膨出形成され、
上記有機ＥＬ素子の有機層は、上記凸状湾曲形状部の表面形状に倣うように該凸状湾曲形状部上に均一な膜厚に形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置において、
上記凸状湾曲形状部は、１つの画素開口部内に１つ収められていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置において、
上記凸状湾曲形状部は、１つの画素開口部内に複数収められていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置において、
上記凸状湾曲形状部は、平面視で真円形状でかつ球面形状の一部で構成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置において、
上記凸状湾曲形状部は、平面視で楕円形状でかつ二軸方向に凸状に湾曲していることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置において、
上記凸状湾曲形状部は、平面視で楕円形状でかつ短軸方向には凸状に湾曲し、長軸方向には湾曲せずに直線形状をしていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置において、
上記凸状湾曲形状部は、平面視で矩形であることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置に関し、特にマイクロキャビティ（微小光共振器）構造を取り入れた有機ＥＬ表示装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話のメインディスプレイやポータブルメディアプレーヤー等の中小型表示端末においては、色再現性の良さや広視野角等の特徴を活かして、有機ＥＬ表示装置が活発に用いられている。それらに使用されている有機ＥＬ表示装置はアクティブマトリクス型とパッシブマトリクス型とがある。そのうち、アクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置においては、ガラス基板等に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）がマトリクス状に形成されており、さらにその上に個々の薄膜トランジスタに対して有機ＥＬ素子が形成されている。薄膜トランジスタと有機ＥＬ素子との間には、平坦化膜及び絶縁膜として層間絶縁膜が形成されており、また、有機ＥＬ素子内には、電極端での短絡を防止するためのエッジカバーが形成されているのが一般的である。これら層間絶縁膜及びエッジカバーには、誘電率や膜厚、平坦化のし易さ、パターン形成の簡便さ、パターン端部が下地となす傾斜角（テーパ角）等を鑑み、通常は感光性有機樹脂膜が使用されている。感光性有機樹脂としては、ノボラック系、アクリル系、ポリイミド系等の樹脂が用いられる。
【０００３】
さらに、有機ＥＬ素子においては、発光の色度や発光効率を向上するために、マイクロキャビティ構造を利用することが行われる。マイクロキャビティとは、発光した光が陽極と陰極との間で多重反射し、共振することで発光スペクトルが急峻になり、また、ピーク波長の発光強度が増大する現象である。陽極や陰極の反射率及び膜厚、有機層の膜厚等を最適に設計することで、所望の効果を得ることができる。例えば、トップエミッション型の有機ＥＬ素子の場合、反射率の高いアルミニウムとインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）との積層膜を陽極側に形成し、有機層を適宜積層した後、薄膜で半透明状態の銀を陰極として用いることでマイクロキャビティ構造が形成される。そのため、有機層から発光され、銀電極を通して出射された光のスペクトルは、同構造がない場合よりも急峻になり、また正面への出射強度が大きく増大する。
【０００４】
このように、マイクロキャビティ構造を取り入れると、好適な効果を得ることができるが、一方で、光学特性に視角依存性が現れるという問題が発生する。すなわち、本来、マイクロキャビティの現象が発生していない場合には、有機ＥＬ素子からの発光は等方的な傾向があり、また視角に対して色度の変化は生じないが、マイクロキャビティ構造を取り入れると、視角によって輝度が急激に低下したり、色度が著しく変化する。したがって、斜め方向から見た場合に画面が暗くなったり、本来表示したい色とは別の色に見えることになる。
【０００５】
また、マイクロキャビティ構造は、有機層の膜厚が変わる（すなわち、最適な条件からずれる）ことにより、その効果が変化する。したがって、上記で述べた問題の対策として、マイクロキャビティの最適な条件から有機層の総膜厚をずらし、上記の問題を緩和する方法が考えられるが、同時にマイクロキャビティ構造による色純度の向上や発光効率の向上の効果が低減してしまうことになる。
【０００６】
そこで、特許文献１では、段差形成層を画素内の一部に形成し、さらにその上に距離調整層を形成することによって、画素内の部分でそれらの光学距離が各々異なるようにしている。これによれば、画素内に光学距離の異なる領域が存在することで、取り出される光のスペクトルのピーク波長が光学的距離に応じて異なり、それらを合成したスペクトルの半値幅が広くなって視野角特性が向上するとされている。
【０００７】
一方、特許文献２では、凹凸形成層を画素内に設けることによって、画素内で発光層の膜厚を異ならせている。これによれば、各膜厚毎の発光スペクトルが合成されて出射されるため、発光層等の膜厚が最適条件からずれた場合においても、出射光の波長がシフトすることを最小限に抑えることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２３４５８１号公報（段落００３４欄、図５）
【特許文献２】特開２００６−２６９２５１号公報（段落００２２欄〜段落００２５欄、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の構造を用いた場合、スペクトルの半値幅が広くなることで視野角特性の向上を期待できる反面、スペクトルの半値幅が広くなると斜めから見たときの色純度が低下する。しかも、光学距離が画素内で異なるということは、すなわち、有機層の膜厚が画素内で異なることを意味する。したがって、同一の電圧が電極間に加えられても、光学距離の短い（有機層の膜厚が薄い）部分に電流が集中してしまうことになる。そのため、有機層の膜厚が小さい部分の発光スペクトルが優勢になるだけでなく、流れる電流の大きさの差異に従って輝度劣化も異なってくることになり、画素内で劣化度合いの異なる部分が形成されて、合成された発光スペクトルの形状が変化するため、結果的に経時的な色度の変化が発生してしまうことになる。さらに、段差形成層及び距離調整層を形成しなければならず、コストの増大を招いてしまう。
【００１０】
一方、特許文献２の構造を用いた場合においても、上記特許文献１と同様の問題が発生する。すなわち、各膜厚毎の発光スペクトルが合成されて出射されることに起因する色純度の低下、発光層（有機層）の膜厚が画素内で異なることに起因する経時的な色度の変化、及び凹凸形成層の形成によるコスト増大を招く。
【００１１】
この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、マイクロキャビティ構造を取り入れた有機ＥＬ表示装置において、斜めから見たときの色純度及び輝度の低下を抑制して視野角特性を向上させるとともに、コスト低減を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、この発明は、有機ＥＬ素子形成箇所に対応する基板上の層間絶縁膜を凸状湾曲形状に形成したことを特徴とする。
【００１３】
具体的には、この発明は、下部電極、有機層及び上部電極からなる有機ＥＬ素子が基板上に層間絶縁膜を介して形成され、上記有機層から射出される光を所定の光学長の範囲内で繰り返し反射させることで特定の波長の光を増強選択するマイクロキャビティ構造を備えた有機ＥＬ表示装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１４】
すなわち、第１の発明は、上記層間絶縁膜の有機ＥＬ素子形成箇所には、凸状湾曲形状部が画素開口部に対応するように膨出形成され、上記有機ＥＬ素子の有機層は、上記凸状湾曲形状部の表面形状に倣うように該凸状湾曲形状部上に均一な膜厚に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、上記凸状湾曲形状部は、１つの画素開口部内に１つ収められていることを特徴とする。
【００１６】
第３の発明は、第１の発明において、上記凸状湾曲形状部は、１つの画素開口部内に複数収められていることを特徴とする。
【００１７】
第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、上記凸状湾曲形状部は、平面視で真円形状でかつ球面形状の一部で構成されていることを特徴とする。
【００１８】
第５の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、上記凸状湾曲形状部は、平面視で楕円形状でかつ二軸方向に凸状に湾曲していることを特徴とする。
【００１９】
第６の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、上記凸状湾曲形状部は、平面視で楕円形状でかつ短軸方向には凸状に湾曲し、長軸方向には湾曲せずに直線形状をしていることを特徴とする。
【００２０】
第７の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、上記凸状湾曲形状部は、平面視で矩形であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
第１〜第７の発明によれば、画素の発光面を凸状湾曲形状にしているので、斜めの視角でも色度が大きく変化するのを抑制することができ、輝度の急激な低下をも抑制することができる。したがって、正面方向でも斜め方向でも、マイクロキャビティ構造による好適な効果が得られる高品位な有機ＥＬ表示装置を実現することができる。
【００２２】
さらに、有機層は、層間絶縁膜の凸状湾曲形状部に倣って形成されて、その膜厚が画素内の各領域で変化せずに均一であるので、画素内の一部に電流が集中してその部分の輝度劣化が他の部分よりも加速されることによる経時的な色度変化をなくすことができる。
【００２３】
また、特許文献１における段差形成層及び距離調整層や、特許文献２における凹凸形成層を形成せずに済むので、その分だけコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の模式図である。
【図２】実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を構成する各画素となる有機ＥＬ素子の平面図であり、便宜上、電源供給線、データ線及び走査線を実線で表し、エッジカバーから上層部分を省略している。
【図３】図２のIII −III 線に相当する断面図である。
【図４】図２のIV−IV線に相当する断面図である。
【図５】二重露光の手法により層間絶縁膜に凸状湾曲形状部を形成するパターニング工程図である。
【図６】凸状湾曲形状部を１５等分した際の各々の領域において凸状湾曲形状部表面がＴＦＴ基板となす角度（θ１〜θ６）を説明する説明図である。
【図７】凸状湾曲形状部表面がＴＦＴ基板となす角度（θ１〜θ６）の条件を変えた表である。
【図８】図７の条件において、視角を変化させた場合の色度ｘ、色度ｙ及び輝度の変化を示すグラフである。
【図９】図８に基づき視覚を０°から８０°まで変化させたときの色度の最大変化量（最大値−最小値）と正面輝度とを示す表である。
【図１０】凸状湾曲形状部の各種形状を示す図である。
【図１１】従来例の図４相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１はこの発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１の模式図であり、本例ではＲＧＢフルカラー表示の有機ＥＬ表示装置１を例示する。図１中、２は、ここでは図示しないが薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板であり、該ＴＦＴ基板２上には有機ＥＬ素子３が形成されている。該有機ＥＬ素子３は、上記ＴＦＴ基板２に対向配置された封止基板４と、有機ＥＬ素子３を取り囲むように配置された樹脂製シール材５とで密封され、封止基板４とシール材５との間に形成された空間に不活性ガス６が充填され、これにより、外部から酸素や水分が有機ＥＬ素子３に浸入するのを防止している。
【００２７】
上記ＴＦＴ基板２としては、例えば厚さが０．７〜１．１ｍｍ、縦長さが４００〜５００ｍｍ、及び横長さが３００〜４００ｍｍのガラス基板７（図３及び図４参照）をベース板として用いている。封止基板４としては、例えば厚さが０．４〜１．１ｍｍのガラス基板である。また、縦長さ及び横長さは有機ＥＬ表示装置１のサイズにより適宜調整されるか、あるいはＴＦＴ基板２と略同一サイズのガラス基板を用い、封止後に有機ＥＬ表示装置１のサイズに従い分断される。
【００２８】
なお、本例では、ＴＦＴ基板２のベース板及び封止基板４としてガラス基板を用いているが、プラスチック基板等の他の材料を用いることもできる。また、封止基板４とシール材５との間に形成された空間に樹脂を充填したり、あるいはシール材５の代わりにガラスフリットを用いてＴＦＴ基板２と封止基板４とを融着させるような構成を採ってもよい。
【００２９】
図２は上記有機ＥＬ表示装置１を構成する各画素となる有機ＥＬ素子３の平面図を、図３は図２のIII −III 線に相当する断面図を、図４は図２のIV−IV線に相当する断面図をそれぞれ示す。
【００３０】
図２〜図４において、８は電流供給線、９はデータ線であり、これらはストライプ状に配列され、これら電流供給線８及びデータ線９に対して走査線１０が直交する方向に配列されている。上記データ線９と走査線１０との交点には、薄膜トランジスタ１１がマトリクス状に形成され、データ線９と走査線１０とで画素１２が区画形成されている。上記有機ＥＬ素子３は各画素１２に形成されており、後述するエッジカバー１９が真円形状に除去されている画素開口部１３が各画素１２の発光領域となっている。なお、図２では、便宜上、電源供給線８、データ線９及び走査線１０を実線で表し、エッジカバー１９から上層部分を省略している。
【００３１】
上記ガラス基板７上には、層間絶縁膜１４が上記薄膜トランジスタ１１、電流供給線８、データ線９及び走査線１０を覆うように形成され、これにより、ＴＦＴ基板２が構成されている。上記層間絶縁膜１４の有機ＥＬ素子３形成領域には、この発明の最大の特徴の１つとして、凸状湾曲形状部１５が上記画素開口部１３に対応するように凸レンズ状に膨出形成され、該凸状湾曲形状部１５は、平面視で真円形状でかつ球面形状の一部で構成されている。つまり、各画素１２の発光面は、球面形状の一部を呈している。この実施形態では、画素開口部１３が有機層２０の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光層２３に対応して３つ形成され、凸状湾曲形状部１５が１つの画素開口部１３内に１つ収められている。
【００３２】
層間絶縁膜１４の材料としては、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の感光性樹脂をスピンコートし、フォトリソグラフィ技術によって露光、現像することでパターニングすることができる。アクリル樹脂としては例えば、ＪＳＲ社製のオプトマーシリーズ等が使え、ポリイミド樹脂としては、東レ社製のフォトニースシリーズ等を使うことができるが、材料はこれに限らず、任意の感光性樹脂を用いることができる。その際、二重露光の手法を用いることで、表面が凸状に本局した凸状湾曲形状部１５を有する層間絶縁膜１４を得ることができる。
【００３３】
図５は、例えばポジ型の感光性樹脂Ｒを用いてＴＦＴ基板２上に層間絶縁膜１４を形成する手順を示したものである。まず、ＴＦＴ基板２上にスピンコートした感光性樹脂Ｐに対し、図５（ａ）のように、フォトマスク１６を用いて初めに除去したい領域ｐ１（白抜きで示す）のみに対して除去に必要な量の露光を矢印のように行う。次に、図５（ｂ）のように凹部としたい領域ｐ２（白抜きで示す）には、フォトマスク１７を用いて初めよりも低く、除去には足りない量の露光を矢印のように行う。その後、現像することで、図５（ｃ）のように、表面に凹凸を有する膜１４′が得られ、適宜焼成することで、図５（ｄ）のように、所望の凸状湾曲形状部１５を有する層間絶縁膜１４を得ることができる。
【００３４】
上記層間絶縁膜１４上には、下部電極１８、エッジカバー１９、有機層２０及び上部電極２１が順次積層され、上記有機層２０は、正孔輸送層２２、発光層２３及び電子輸送層２４が下部電極１８側から上部電極２１側に順に積層されて構成されている。これらにより有機ＥＬ素子３が構成され、該有機ＥＬ素子３がガラス基板７上に層間絶縁膜１４を介して形成されている。
【００３５】
上記下部電極１８は、有機層２０に正孔を注入する機能を有するものであり、上記上部電極２１は、有機層２０に電子を注入する機能を有するものであり、上記下部電極１８は、層間絶縁膜１４に穿設されたコンタクトホール２５を介して薄膜トランジスタ１１と電気的に接続されている。
【００３６】
上記下部電極１８は、フォトリソグラフィ技術により露光、現像を行い、エッチング法を用いてパターンニングして形成される。下部電極１８は、発光素子の陽極であり、材料としては、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔや透明性導電膜であるＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いることができ、成膜法としては既知の方法が利用できる（例えばスパッタ法や蒸着法）。さらに、下地膜としてＡｌやＡｇを用い、反射性を付与することもできる。下部電極１８の膜厚としては、例えば１０〜１００ｎｍである。
【００３７】
上記エッジカバー１９は、下部電極１８のパターン端部を被覆し、パターン端部による電極間短絡を防止するための層であり、層間絶縁膜１４と同様の材料、プロセスにて形成される。また、無機膜等を成膜し、パターニングを行って、エッジカバー１９を形成することもできる。
【００３８】
上記有機層２０としては、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が挙げられ、発光層以外は適宜必要に応じて挿入される。また、輸送層と注入層が一層で兼ねられていてもよく、無機膜が用いられてもよい。本例では、上述の如く正孔輸送層２２、発光層２３及び電子輸送層２４の３層構造の有機層２０を例示する。
【００３９】
有機層２０の作製方法は既知のプロセスにより形成される。本例では、シャドウマスクを用いた真空蒸着法にてパターン形成を行っているが、これに限らず、スプレー法やインクジェット法、印刷法やレーザ転写法等を用いることもできる。
【００４０】
正孔注入層及び正孔輸送層２２は、それぞれ陽極から発光層への正孔注入効率及び正孔輸送効率を高める機能を有する層である。正孔注入層及び正孔輸送層２２の材料としては、例えば、ベンジン、スチリルアミン、トリフェニルアミン、ポルフィリン、トリアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、オキザゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、トリフェニレン、アザトリフェニレン、あるいはこれらの誘導体、又は、ポリシラン系化合物、ビニルカルバゾール系化合物、チオフェン系化合物或いはアニリン系化合物等の複素環式共役系のモノマー、オリゴマー或いはポリマー等が挙げられる。正孔注入層と正孔輸送層２２は一体化していてもよく、独立した層として形成されていてもよく、各々の膜厚としては、例えば１０〜１００ｎｍである。
【００４１】
発光層２３は、陽極側から注入された正孔と陰極側から注入された電子とを再結合させ、エネルギーを失括する際に光を出射する機能を有する層である。発光層２３は、低分子蛍光色素、蛍光性の高分子、金属錯体等の発光効率が高い材料で形成されている。発光層２３の材料としては、例えば、アントラセン、ナフタレン、インデン、フェナントレン、ピレン、ナフタセン、トリフェニレン、アントラセン、ペリレン、ピセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、ペンタフェン、ペンタセン、コロネン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、或いはこれらの誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体、ジトルイルビニルビフェニル等が挙げられる。発光層２３の膜厚としては、例えば１０〜１００ｎｍである。
【００４２】
電子輸送層２４及び電子注入層は、それぞれ、陰極から発光層２３への電子輸送効率及び電子注入効率を高める機能を有する。電子輸送層２４及び電子注入層の材料としては、例えば、キノリン、ペリレン、フェナントロリン、ビススチリル、ピラジン、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、フルオレノン、又はこれらの誘導体や金属錯体が挙げられる。具体的には、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、アントラセン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、１，１０−フェナントロリン又はこれらの誘導体や金属錯体等が挙げられる。電子輸送層２４と電子注入層は一体化していてもよく、独立した層として形成されていてもよく、各々の膜厚としては、例えば１０〜１００ｎｍである。
【００４３】
上部電極２１は、有機層２０に電子を注入する機能を有しており、仕事関数の小さい金属等が好適に用いられ、例えば、Ａｇ、Ａｌ、マグネシウム合金（ＭｇＡｇ等）、アルミニウム合金（ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等）、金属カルシウム等が挙げられる。または、フッ化リチウム（ＬｉＦ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）等の積層により形成されていてもよい。上部電極２１の膜厚としては、例えば１０〜１００ｎｍであるが、半透明性等の特性を得るために適宜調整される。
【００４４】
上記有機ＥＬ素子３の有機層２０は、上記凸状湾曲形状部１５の表面形状に倣うように該凸状湾曲形状部１５上に均一な膜厚に形成されている。下部電極１８及び上部電極２１も同様に、上記凸状湾曲形状部１５の表面形状に倣うように該凸状湾曲形状部１５上に均一な膜厚に形成されている。すなわち、ガラス基板７と層間絶縁膜１４の凸状湾曲形状部１５表面とのなす角度がいくらあったとしても、有機層２０の膜厚は同一である。換言すれば、各画素１２内で有機層２０の膜厚が変わることはない。
【００４５】
本例の有機ＥＬ表示装置１は、マイクロキャビティ構造を取り入れており、封止基板４側から発光を取り出すトップエミッション型を例示するが、これに限らず、マイクロキャビティ構造が適用されているのであれば、ＴＦＴ基板２側から発光を取り出すボトムエミッション型であってもよい。また、ボトムエミッション型では、ＴＦＴ基板２と封止基板４との間の空間に乾燥剤を封入し、外部からの水分や酸素の浸入に対してさらに耐性を向上させるようにしてもよい。
【００４６】
マイクロキャビティ構造は、下部電極１８と上部電極２１との間での光の共振効果を利用しており、有機層２０の発光層２３の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の光の波長はそれぞれ異なるため、各色の発光スペクトルピーク波長に下部電極１８と上部電極２１との間の光路長を合わせるべく、発光層２３の膜厚を赤（Ｒ）が一番厚く、青（Ｂ）が一番薄く、緑（Ｇ）がその中間の厚みにそれぞれ設定することで、各色から最も強い光を取り出すようにしている（図３参照）。これにより、有機層２０から出射される光は、上部電極２１と下部電極１８との間で所定の光学長の範囲内で反射を繰り返し、光路長の合った特定の波長の光を共振させて増強選択する一方、光路長のずれた波長の光を弱め、外部に取り出される発光スペクトルが急峻でかつ高強度になり、輝度及び色純度が向上するようになっている。
【００４７】
次に、図３及び図４を参照しつつ有機ＥＬ表示装置１の製造方法について説明する。
【００４８】
まず、基板サイズが３２０×４００ｍｍで、厚さが０．７ｍｍのガラス基板７に有機ＥＬ素子３を駆動するための薄膜トランジスタ１１を既知のプロセスにて所定の間隔で多数形成した。
【００４９】
その後、薄膜トランジスタ１１の上にポジ型の感光性アクリル樹脂を４μｍの膜厚でスピンコート塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて現像、露光し、焼成を行って、パターニングを行った。その際、層間絶縁膜１４の画素１２に当たる領域が凸状となるようにし、凸部頂点の膜厚を４μｍ、平坦部の膜厚を２μｍとした。また、ガラス基板７と層間絶縁膜１４表面の凸部のなす角度が凸部断面を７等分した際に、均等に略３０°、２０°、１０°、０°、−１０°、−２０°、−３０°となるようにした。具体的な作製プロセスとして、二重露光の手法を用い、コンタクトホール２５や層間絶縁膜１４が不要な領域には、１回目露光として３６０ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光を実施した。次に、層間絶縁膜１４表面の凹部としたい領域に対して、２回目の露光として８０ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光を実施した。その後、アルカリ現像液で現像を行った後、５０℃／ｍｉｎで２５℃から２２０℃まで昇温し、２２０℃で保持したまま、大気中で１時間の焼成を行った。この作製プロセスにより、上記のような膜厚と角度を有する層間絶縁膜１４表面、つまり、平面視で真円形状の凸状湾曲形状部１５が凸レンズ状に膨出形成されて球面形状に一部で構成された層間絶縁膜１４を得ることができた。
【００５０】
次に、下部電極１８として、スパッタ法によりＡｇ膜を１００ｎｍ、ＩＴＯ膜を１０ｎｍ成膜し、フォトリソグラフィ技術により露光、現像を行い、エッチング法を用いてパターンニングして下部電極１８を形成した。
【００５１】
その後、２２０℃で１時間の焼成を行った後、感光性アクリル樹脂をスピンコートにて塗布し露光、現像を行い、パターンニングして、下部電極１８の端部を覆うようにエッジカバー１９を形成した。この時の膜厚は１μｍ程度とした。また、エッジカバー１９の開口部（画素１２の発光部（画素開口部１３））の領域は、直径２８μｍの真円形状とした。これにより、画素開口部１３において凸状湾曲形状部１５が凸レンズ状に膨出形成し、該凸状湾曲形状部１５の表面は、つまり各画素１２の発光面は、球面形状の一部を呈している。
【００５２】
しかる後、正孔輸送層２２、発光層２３、電子輸送層２４、上部電極２１を真空蒸着法にてそれぞれ形成した。正孔輸送層２２として、α−ＮＰＤ（Ｂｉｓ［Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−N−ｐｈｅｎｙｌ］ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ)、発光層２３として、緑色系のユーロピウム錯体、電子輸送層２４として、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム、上部電極２１として、ＡｌとＡｇの積層電極とした。膜厚はそれぞれ、正孔輸送層２２が１３０ｎｍ、発光層２３が３０ｎｍ、電子輸送層２４が４０ｎｍ、上部電極２１としてのＡｌが３ｎｍ、Ａｇが２５ｎｍとした。上部電極２１は半透明になっており、トップエミッション構造となっている。
【００５３】
このようにして形成された下部電極１８、有機層２０及び上部電極２１は、層間絶縁膜１４の凸状湾曲形状部１５においては、該凸状湾曲形状部１５の表面形状に倣って凸状に湾曲形成されている。すなわち、ガラス基板７と凸状湾曲形状部１５の表面とのなす角度がいくらあったとしても、有機層２０の膜厚は均等で、画素１２内で有機層２０の膜厚が変わることはない。
【００５４】
最後に、掘り込みガラスからなる封止基板４と樹脂製のシール材５とを用いて、有機ＥＬ素子３を密封し、ＴＦＴ基板２と封止基板４との間に形成された空間に不活性ガス６を充填し、有機ＥＬ表示装置１を得た（図１参照）。
【００５５】
図１１は従来例の図４相当図であり、層間絶縁膜１４の画素開口部１３に対応する箇所が平坦になっているほかは、実施形態と同様に構成されているので、同一の構成箇所に同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５６】
上記のようにして製造された有機ＥＬ表示装置１によれば、図１１の従来の構造においては、斜めの視角において、正面から見た時よりも大きく色度が変化し、表示色に異常が生じていたが、この実施形態の構造を用いることによって、斜めの視角でも色度が大きく変化するのを抑制することができた。また、それだけでなく、図１１の従来の構造においては、輝度についても斜めの視角で急激に低下する問題が発生していたが、この実施形態の構造を用いれば、輝度の急激な低下も抑制することができた。結果として、高品位な有機ＥＬ表示装置１を実現することができた。
【００５７】
さらに、この実施形態の構造では、画素１２内に亘って有機層２０（発光層２３）の膜厚が一定であるために、画素１２内の一部に電流が集中してその部分の輝度劣化が他の部分よりも加速されることによる経時的な色度変化が生じない。
【００５８】
また、この実施形態の構造では、特許文献１における段差形成層及び距離調整層や、特許文献２における凹凸形成層を形成せずに済むので、その分だけコストを低減することができる。
【００５９】
上記のことを実証するために得たデータを図６〜図９に示す。
【００６０】
図６は凸状湾曲形状部１５を１５等分した際の各々の領域において凸状湾曲形状部１５表面がＴＦＴ基板２となす角度（θ１〜θ６）を説明する説明図であり、各領域間は角度が連続的に変化している。
【００６１】
図７は凸状湾曲形状部１５表面がＴＦＴ基板２となす角度（θ１〜θ６）の条件を変えた表であり、条件１、条件２、条件３、条件４，条件「平面」の５つを挙げている。ここで、条件「平面」とは、層間絶縁膜１４に凸状湾曲形状部１５がなく、図１１のような平面な画素のことである。
【００６２】
図８は図７の条件において、視角を変化させた場合の色度ｘ、色度ｙ及び輝度の変化を示すグラフである。ここで視角とは、基板面の鉛直方向に対して視る方向がなす角度である。すなわち、基板面から鉛直方向が視角０°であり、基板面に沿った方向が視角９０°である。
【００６３】
図９は図８に基づき視覚を０°から８０°まで変化させたときの色度の最大変化量（最大値−最小値）と正面輝度を示す表である。
【００６４】
図７〜図９において、条件３が上記の実施形態に相当する。なお、各層の作製プロセス、材料、膜厚条件は、上記の実施形態と同様であるので省略する。但し、凸状湾曲形状部１５の表面形状を実現するために、層間絶縁膜１４の膜厚や露光量は適宜調整している。
【００６５】
図８及び図９から明らかなように、条件「平面」のときが視角に対して最も色度ｘ、色度ｙ、輝度の変化が大きく、条件４、条件３、条件２、条件１の順にそれらの変化が緩和される。視角に対する色度の変化は、斜めから視たときの表示色の悪化をもたらし、輝度の変化は視認性の低下をもたらすため、いずれの視角に対してもマイクロキャビティ構造の最適値にできるだけ近いほうがよい。したがって、条件１がこれらの中で最適となる。
【００６６】
一方、正面から視た（視角０°）ときの輝度は、条件「平面」を最大として、条件４、条件３、条件２、条件１の順で低下する。したがって、正面輝度を一定量確保しようとする場合には、条件１は他の条件と比べてより画素を発光させる必要があり、結果的に消費電力が高くなる。すなわち、正面輝度を同一とした場合の消費電力比較の観点では、色度変化の時と逆に条件「平面」のときが最適となる。
【００６７】
実際の製品応用においては、上記のようにトレードオフの関係にある色度変化の問題と正面輝度低下の問題の両方を鑑みて、適宜条件を選択すればよい。例えば、条件２を選択すれば、色度変化を条件「平面」よりも緩和することができ、かつ正面輝度の低下が条件３や条件４に比べて軽減されるため、中間的な特性を得ることができる。
【００６８】
なお、上記の実施形態では、真円形状の１つの画素開口部１３に対し球面形状の１つの凸状湾曲形状部１５を形成し、また、凸状湾曲形状部１５表面がガラス基板７となす角度を３０°〜−３０°で７等分されている構造としたが、これに限らず、本発明の効果を得ることができる範囲で、任意の構造を用いることができる。例えば、図１０は凸状湾曲形状部１５の各種形状を示しており、図１０（ａ）は上記の実施形態の球面形状に相当する。図１０（ｂ）は、楕円形状の１つの画素開口部１３に対し二軸方向に凸状に湾曲した１つの凸状湾曲形状部１５を形成した例である。図１０（ｃ）は、楕円形状の１つの画素開口部１３に対し短軸方向には凸状に湾曲し、長軸方向には湾曲せずに直線形状をした１つの凸状湾曲形状部１５を形成した例である。図１０（ｄ）は、画素開口部１３を長辺が直線形状で短辺が半円形状である長孔形状とし、その中に球面形状の３つの凸状湾曲形状部１５を形成した例である。つまり、１つの画素開口部１３に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの有機ＥＬ素子３が収まっている例である。図１０（ｅ）も、図１０（ｄ）と同様に１つの画素開口部１３に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの有機ＥＬ素子３が収まっている例であるが、画素開口部１３が長方形であり、その中に平面視で正方形の３つの凸状湾曲形状部１５が収まっている例である。
【００６９】
また、凸状湾曲形状部１５がＴＦＴ基板２となす角度も３０°に限らず、５０°や６０°といった高角度や１０°や１５°といった低角度とすることもできる。ただし、図１０（ｃ）のような構造の場合、長軸方向での斜め視角に対しては、曲面構造が形成されていないためこの発明の効果を期待し難いので、例えばテレビ用途等、左右方向に比べて上下方向での斜め視角が発生し難い用途等に対して、斜め視角が比較的不要な方向とこの発明の効果を期待し難い方向とを一致させることが好ましい。
【００７０】
なお、図１０（ｄ）及び図１０（ｅ）のように画素開口部１３内に複数の凸状湾曲形状部１５を形成する場合において、その数が多数となる場合や、凸状湾曲形状部１５がＴＦＴ基板２となす角度が高角度な場合、画素開口部１３内の全領域に均一に有機層２０が形成されず、画素開口部１３内の領域で有機層２０の膜厚が異なったり、あるいは、凸状湾曲形状部１５がＴＦＴ基板２となす角度が低角度な場合、斜め視角での色度変化の抑制が不十分になることが懸念されることから、画素開口部１３内の凸状湾曲形状部１５を１つとし、それがＴＦＴ基板２となす角度を３０°程度とすることがより望ましい。
【００７１】
なお、凸状湾曲形状部１５がＴＦＴ基板２となす角度は、層間絶縁膜１４に使用する材料の物性、露光量、現像時間、焼成プロセスの昇温条件等によって任意の角度を得ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
この発明は、マイクロキャビティ構造を取り入れた有機ＥＬ表示装置について有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１    有機ＥＬ表示装置
３    有機ＥＬ素子
７    ガラス基板
１３  画素開口部
１４  層間絶縁膜
１５  凸状湾曲形状部
１８  下部電極
２０  有機層
２１  上部電極
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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