(57)【要約】【課題】発光効率を大きく低下させることなく視角特性に優れた表示装置を提供することを目的の一つとする。【解決手段】表示装置は、複数の副画素を含む画素が配列された表示領域を有し、複数の副画素のそれぞれは、第１電極と、第１電極に対向する第２電極と、第１電極と第２電極の間の発光層を含む。複数の副画素の少なくとも一つは、第２電極の発光層とは反対側の面上に設けられた第１キャップ層と第２キャップ層を含む。第１キャップ層と第２キャップ層は互いに異なる光学距離を示し、第１キャップ層と第２キャップ層は第２電極の発光層とは反対側の面上に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の副画素を含む画素が配列された表示領域を有し、
前記複数の副画素のそれぞれは、第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間の発光層と、を含み、
前記複数の副画素の少なくとも一つは、前記第２電極の前記発光層とは反対側の面上に設けられた第１キャップ層と、第２キャップ層とを含み、
前記第１キャップ層と前記第２キャップ層とは、互いに異なる光学距離を有し、
前記第１キャップ層と前記第２キャップ層とは、前記第２電極の前記面上に配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記複数の副画素のそれぞれに、前記第１キャップ層と前記第２キャップ層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１キャップ層に隣接して前記第２キャップ層が配置される、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１キャップ層と前記第２キャップ層とは互いに異なる厚さを有することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１キャップ層と前記第２キャップ層とは互いに異なる屈折率を有することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１キャップ層と前記第２キャップ層とは、前記第２電極の前記面上で面積が等しいことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第２電極が四角形であり、
前記第１キャップ層と前記第２キャップ層とは、それぞれ、第２電極を第２電極の長辺と交差する線分で分割した第１領域と第２領域上に位置することを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第２電極の長辺と、前記第２電極の長辺と交差する線分とは、直交することを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第２電極が四角形であり、
前記第１キャップ層と前記第２キャップ層とは、それぞれ、第２電極を第２電極の短辺と交差する線分で分割した第１領域と第２領域上に位置することを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第２電極の短辺と、前記第２電極の短辺と交差する線分とは、直交することを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１キャップ層と前記第２キャップ層とは、前記第２電極の前記面上で面積が異なることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記第１キャップ層及び前記第２キャップ層の一方又は双方は、複数のキャップ層を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第１キャップ層と前記第２キャップ層とは、前記第２電極の前記面上で、一方が他方の周囲を囲うように配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記複数の副画素は、第１副画素、第２副画素、第３副画素を含み、
前記第１副画素は第１波長帯域の光を出射する第１発光層を含み、前記第２副画素は第２波長帯域の光を出射する第２発光層を含み、前記第３副画素は第３波長帯域の光を出射する第３発光層を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記複数の副画素は、前記第２電極の前記面上に共通のキャップ層を有し、前記第１キャップ層と前記第２キャップ層とは前記共通のキャップ層上に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記第１発光層は赤色の光を出射し、前記第２発光層は緑色の光を出射し、前記第３発光層は青色の光を出射し、
前記第２副画素が前記第２電極の前記発光層とは反対側の面上に設けられた第１キャップ層と、第２キャップ層とを含み、
前記第１キャップ層と前記第２キャップ層とは、互いに異なる光学距離を有し、
前記第１キャップ層と前記第２キャップ層とは、前記第２電極の前記面上に配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記第１発光層は赤色の光を出射し、前記第２発光層は緑色の光を出射し、前記第３発光層は青色の光を出射し、
第３副画素が前記第２電極の前記発光層とは反対側の面上に設けられた第１キャップ層と、第２キャップ層とを含み、
前記第１キャップ層と前記第２キャップ層とは、互いに異なる光学距離を有し、
前記第１キャップ層と前記第２キャップ層とは、前記第２電極の前記面上に配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関する。本明細書によって開示される発明の一実施形態は、表示装置の画素構造に関する。
【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副画素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、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。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置の高効率化を図る技術として、陰極に半反射金属膜を使用し、陽極または陽極下部に全反射金属膜を使用したトップエミッション構造の有機ＥＬ素子でＣＡＰ層を陰極の光取り出し面側に設けることで光干渉を強めて高効率化する技術があるが、高効率化と広視角特性を同時に満足する設計は困難であった。また、発光素子の発光エリアを分割して正孔輸送層の膜厚を変更したり、発光材料などを変更して、異なる発光スペクトルにすることで高効率化と広視角特性を両立する技術があるが、正孔輸送層膜厚や発光材料を変えると駆動電圧が変化して、分割した副画素を双方均等に発光させることが困難であり、輝度寿命が異なるため、点灯時間に依存して発光スペクトル形状が変化してしまうという課題があった。なお、発光輝度を調整する発明として、特許文献１では、ＲＧＢサブ画素のそれぞれが積層された２層のキャップ層を有し、そのうち一方のキャップ層の膜厚を調整することにより発光輝度を調整する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２５１２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一実施形態は、発光効率を大きく低下させることなく視角特性に優れた表示装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る表示装置は、複数の副画素を含む画素が配列された表示領域を有する。複数の副画素のそれぞれは、第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間の発光層を含み、複数の副画素の少なくとも一つは、第２電極の発光層とは反対側の面上に設けられた第１キャップ層と第２キャップ層を含む。第１キャップ層と第２キャップ層は、互いに異なる光学距離を有し、第２電極の発光層とは反対側の面上に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置の断面模式図。
【図２】本発明の一実施形態に係る表示装置の上面模式図。
【図３】本発明の一実施形態に係る表示装置の断面模式図。
【図４】本発明の一実施形態に係る表示装置の上面模式図。
【図５】本発明の一実施形態に係る表示装置の上面模式図。
【図６】本発明の一実施形態に係る表示装置の上面模式図。
【図７】本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する上面模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
１．第１実施形態
１−１．画素の構造
図１（Ａ）と図２はそれぞれ、第１実施形態の表示装置１００の模式的な断面図と上面図である。図２の一点鎖線Ａ−Ａ‘に沿った断面が図１（Ａ）に相当する。表示装置１００は、画素１０１が配列された表示領域を有し、画素１０１は、複数の副画素１０２を含む。図２では、画素１０１に含まれる副画素として、第１副画素１０２ｂ、第２副画素１０２ｇ、第３副画素１０２ｒが示されている。これらの副画素１０２は隣接して配置され、互いに異なる色に対応している。これらの互いに異なる色に対応する副画素１０２により画素１０１が構成される。例えば画素１０１は赤色、緑色、青色の三原色を与える３種類の副画素１０２を有することができ、これにより、フルカラー表示を行うことが可能となる。以下、第１副画素１０２ｂ、第２副画素１０２ｇ、第３副画素１０２ｒがそれぞれ、青色、緑色、赤色を与えるとして説明を行うが、隣接する二つの副画素１０２間で異なる発光色を与えるように構成されていれば、表示装置１００の構成は上記構造に限られない。例えば、第２副画素１０２ｇから得られる発光波長が、第１副画素１０２ｂから得られる発光波長よりも長く、第３副画素１０２ｒから得られる発光波長よりも短くなるよう、表示装置１００を構成することができる。ここで発光波長とは、副画素１０２から得られる発光ピーク波長、副画素１０２内に設けられる発光素子１０４（後述）の発光ピーク波長、あるいは発光素子１０４の発光材料の発光ピーク波長に相当する。
【００１３】
図２では、副画素１０２間で面積が同じ例が示されている。ただし、副画素１０２の配置や大きさに制限はなく、第１副画素１０２ｂ、第２副画素１０２ｇ、第３副画素１０２ｒの大きさや形状が同一でも良く、互いに異なっていてもよい。また、副画素１０２の配列もストライプ配列でもよく、デルタ配列やモザイク配列、ペンタイル配列でもよい。
【００１４】
図１（Ａ）に示すように、第１副画素１０２ｂ、第２副画素１０２ｇ、第３副画素１０２ｒには発光素子１０４ｂ、１０４ｇ、１０４ｒがそれぞれ備えられる。各発光素子１０４ｂ、１０４ｇ、１０４ｒは、第１電極１０６、第１電極１０６上のＥＬ層１０８、およびＥＬ層１０８上の第２電極１１０によって構成される。以下、発光素子１０４ｂ、１０４ｇ、１０４ｒをそれぞれ第１発光素子、第２発光素子、第３発光素子と記す。なお、図１（Ａ）では、副画素１０２を支持する基板や、副画素１０２を駆動するための各種回路などは省略されている。
【００１５】
第１電極１０６は副画素１０２ごとに設けられ、それぞれ独立して電位が与えられるように構成される。一方、第２電極１１０は複数の副画素１０２にわたって設けられ、複数の副画素１０２によって共有される。表示装置１００は、第２電極１１０に一定の電位が与えられるように構成される。
【００１６】
第１電極１０６と第２電極１１０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、第１電極１０６と第２電極１１０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、第１電極１０６は可視光を反射する陽極として、第２電極１１０は可視光を一部反射し、一部透過する陰極（半透過半反射陰極）として機能する例を用いて説明を行う。この場合、第１電極１０６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―亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などが挙げられる。第２電極１１０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電極１１０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。
【００１７】
隣接する副画素１０２の第１電極１０６間には、絶縁膜である隔壁１１２が設けられる。図２は第１電極１０６と隔壁１１２を示しており、隔壁１１２の開口部１１３において第１電極１０６が露出し、第１電極１０６の端部が隔壁１１２によって覆われる。これにより、第１電極１０６の端部に起因する段差が緩和され、その上に形成されるＥＬ層１０８や第２電極１１０が切断されることを防ぐことができる。隔壁１１２はエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド等の有機絶縁材料を適用することができる。
【００１８】
ＥＬ層１０８は第１電極１０６と隔壁１１２に接し、これらを覆うように設けられる（図１（Ａ））。第２電極１１０はＥＬ層１０８に接するように設けられる。なお、ＥＬ層１０８とは、第１電極１０６と第２電極１１０によって挟持される膜を指す。
【００１９】
ＥＬ層１０８の構成は任意に決めることができる。図１（Ａ）に示す表示装置１００では、ＥＬ層１０８は正孔注入層１１４、正孔輸送層１１６、発光層１１８、電子輸送層１２０、電子注入層１２２を有する。ＥＬ層１０８は必ずしもこれら５つの層をすべて有する必要は無く、例えば一つの層が二つの機能を有していてもよい。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。
【００２０】
正孔注入層１１４は、第１電極１０６からＥＬ層１０８への正孔注入を促進する機能を有する。正孔注入層１１４は、第１電極１０６や隔壁１１２に接するように設けることができる。正孔注入層１１４は、正孔が注入しやすい、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、およびこれらの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。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、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基を有する芳香族化合物などが挙げられる。
【００２１】
正孔輸送層１１６は正孔注入層１１４に注入された正孔を発光層１１８へ輸送する機能を有し、正孔注入層１１４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１１４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。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。
【００２２】
発光層１１８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、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が例示される。ドーパントは発光材料として機能し、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１１８を単一の化合物で構成する場合、上述したホスト材料を発光材料として用いることができる。
【００２３】
図１（Ａ）に示すように、発光層１１８は隣接する副画素１０２間で異なる構造、あるいは異なる発光材料を有することができる。これにより、隣接する副画素１０２間で異なる発光色を生成することができる。表示装置１００では、第２発光素子１０４ｇの発光層１１８ｇに含まれる発光材料の発光波長は、第３発光素子１０４ｒの発光層１１８ｒのそれよりも短く、第１発光素子１０４ｂの発光層１１８ｂのそれよりも長くなるよう、発光層１１８を構成することができる。
【００２４】
電子輸送層１２０は、第２電極１１０から電子注入層１２２を介して注入される電子を発光層１１８へ輸送する機能を有する。電子輸送層１２０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。
【００２５】
電子注入層１２２には、第２電極１１０から電子輸送層１２０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１２０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。
【００２６】
本明細書においては、第１電極１０６の上面から発光層１１８の底面までの領域を正孔輸送領域と定義し、発光層１１８の上面から第２電極１１０の底面までの領域を電子輸送領域と定義する。正孔輸送領域には、正孔注入層１１４や正孔輸送層１１６を含むことができる。一方、電子輸送領域には、電子輸送層１２０や電子注入層１２２などを含むことができる。したがってＥＬ層１０８は、正孔輸送領域、発光層１１８、および電子輸送領域から構成される。ただし、発光層１１８以外の層（例えば正孔輸送層１１６や電子輸送層１２０）が発光層１１８として機能する場合、ＥＬ層１０８は正孔輸送領域と電子輸送領域から構成される。
【００２７】
第１電極１０６と第２電極１１０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１０８へ注入される。正孔は正孔注入層１１４、正孔輸送層１１６を経由して発光層１１８へ輸送される。一方、電子は電子注入層１２２、電子輸送層１２０を経由して発光層１１８へ輸送される。発光層１１８内で正孔と電子が再結合し、発光層１１８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、各発光素子１０４からの発光として観測することができる。
【００２８】
ＥＬ層１０８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。またＥＬ層１０８は、上述した層以外に、例えば正孔阻止層、電子阻止層、励起子阻止層などを有していてもよい。
【００２９】
１−２．共振構造
表示装置１００にはさらに、第２電極１１０上に共振構造を配置することができる。共振構造は、図１（Ａ）に示すように、複数のキャップ層（第１キャップ層１３０、第２キャップ層１３２、第３キャップ層１３４）によって構成することができる。
【００３０】
第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２は互いに異なる光学距離を持ち、第１発光素子１０４ｂ、第２発光素子１０４ｇ、第３発光素子１０４ｒのそれぞれの上に配置される。換言すると、第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２は、第１副画素１０２ｂ、第２副画素１０２ｇ、第３副画素１０２ｒのそれぞれの第２電極１１０の発光層１１８とは反対側の面上に並べて配置される。すなわち、第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２は、一方が第２電極１１０の一部の領域である領域Ａと重なるように配置され、他方が第２電極１１０の領域のうち領域Ａを除く領域である領域Ｂと重なるように配置される。第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２とは、第２電極１１０の発光層１１８とは反対側の面上で隣接するように配置されるということもできる。第２電極１１０の発光層１１８とは反対側の面は、第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２によりその全体が覆われていることが好ましい。言い換えると、第２電極１１０の発光層１１８とは反対側の面は、第１キャップ層１３０及び第２キャップ層１３２から露出する領域を有しないことが好ましい。本実施形態の好ましい一態様において、第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２との境界は、その有する厚さ及び屈折率に起因する光学距離の差によって決定されることができる。なお、第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２は必ず第１発光素子１０４ｂ、第２発光素子１０４ｇ、第３発光素子１０４ｒの全ての上に配置されなければならないものではなく、第１発光素子１０４ｂ、第２発光素子１０４ｇ、第３発光素子１０４ｒのうち少なくとも１つの上に配置されるものであればよい。
【００３１】
図１（Ａ）に示すように、第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２は、副画素１０２内で、異なる厚さ、あるいは屈折率の異なる材料を有することができる。これにより副画素１０２に含まれる発光素子１０４から発せられ、副画素１０２の外部に出射される光に異なる光学距離の経路を与えることができる。
【００３２】
図４は、第１実施形態の表示装置１００の第２電極１１０上の第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２の配置の一例を示す上面模式図である。図４に示すように、第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２は、第２電極１１０上で面積が等しくてもよく、特に、第２電極１１０を第２電極１１０の長辺と交差する線分で分割した第１領域と第２領域にそれぞれ第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２が位置するものでもよい。さらに、第２電極１１０の長辺と交差する線分は、第２電極１１０の長辺と直交するものでもよい。
【００３３】
図５も、第１実施形態の表示装置１００の第２電極１１０上の第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２の配置の一例を示す上面模式図である。
図５に示すように、第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２の面積が等しく、第２電極１１０を第２電極１１０の短辺と交差する線分で分割した第１領域と第２領域にそれぞれ第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２が位置するものでもよい。さらに、第２電極１１０の短辺と交差する線分は、第２電極１１０の短辺と直交するものでもよい。
【００３４】
また、図示しないが、第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２の面積は異なっていてもよいし、その一方または双方は複数のキャップ層を含んでもよい。第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２の一方又は双方が複数のキャップ層を含んでいる場合、第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２は、共通のキャップ層を有していてもよい。また、第１キャップ層１３０及び第２キャップ層１３２とは、その両者が単一のキャップ層構造に含まれていてもよい。この場合、例えば、単一のキャップ層構造は、厚さの違う２つの領域を持ち、単一のキャップ層構造のうち厚さが薄い領域の構造が第１キャップ層１３０であり、厚さが厚い領域の構造が第２キャップ層１３２であってもよい。
【００３５】
図１（Ａ）に示すように、第１副画素１０２ｂの第１キャップ層１３０ｂ、第２副画素１０２ｇの第１キャップ層１３０ｇ、第３副画素１０２ｒの第１キャップ層１３０ｒは、互いに異なる構造、あるいは異なる材料を有していてもよいし、同じ構造、あるいは同じ材料を有していてもよい。同様に、第１副画素１０２ｂの第２キャップ層１３２ｂ、第２副画素１０２ｇの第２キャップ層１３２ｇ、第３副画素１０２ｒの第２キャップ層１３２ｒは、互いに異なる構造、あるいは異なる材料を有していてもよいし、同じ構造、あるいは同じ材料を有していてもよい。
【００３６】
第３キャップ層１３４は第１副画素１０２ｂ、第２副画素１０２ｇ、第３副画素１０２ｒのそれぞれの第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２の上に第１発光素子１０４ｂ、第２発光素子１０４ｇ、第３発光素子１０４ｒと重なるように設けられる。したがって、第３キャップ層１３４は、第１副画素１０２ｂ、第２副画素１０２ｇ、第３副画素１０２ｒによって共有され、第１副画素１０２ｂから第２副画素１０２ｇを経て第３副画素１０２ｒへ延伸する。第３キャップ層１３４は、第１副画素１０２ｂにおいて第１キャップ層１３０ｂ及び第２キャップ層１３２ｂと接し、第２副画素１０２ｇにおいて第１キャップ層１３０ｇ及び第２キャップ層１３２ｇと接し、第３副画素１０２ｒにおいて第１キャップ層１３０ｒ及び第２キャップ層１３２ｒと接することができる。
【００３７】
第１キャップ層１３０、第２キャップ層１３２、第３キャップ層１３４には、可視光領域における透過度が高い材料を含んでもよい。可視光領域における透過度が高く、屈折率が比較的高い材料としては有機化合物が挙げられる。有機化合物は、正孔輸送材料や電子輸送材料でもよい。有機化合物としては高分子材料が代表例であり、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。
【００３８】
可視光領域における透過率が高く、屈折率が比較的高い材料の他の例としては無機材料が挙げられ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、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、窒化ケイ素などが例示される。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。
【００３９】
また、可視光領域における透過率が高く、屈折率が比較的低い材料としては、一例として、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、これらの誘導体、主鎖あるいは側鎖にフッ素を有するポリ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。
【００４０】
可視光領域における透過率が高く、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。
【００４１】
図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）にそれぞれ、第３発光素子１０４ｒ、第２発光素子１０４ｇ、第１発光素子１０４ｂの詳細な構造を示す。第１発光素子１０４ｂ上には、第１発光素子１０４ｂ上の第１キャップ層１３０ｂと第３キャップ層１３４の積層、および第１発光素子１０４ｂ上の第２キャップ層１３２ｂと第３キャップ層１３４の積層が共振構造として設けられる。第２発光素子１０４ｇ上には、第２発光素子１０４ｇ上の第１キャップ層１３０ｇと第３キャップ層１３４の積層、および第２発光素子１０４ｇ上の第２キャップ層１３２ｇと第３キャップ層１３４の積層が共振構造として設けられる。第３発光素子１０４ｒ上には、第３発光素子１０４ｒ上の第１キャップ層１３０ｒと第３キャップ層１３４の積層、および第３発光素子１０４ｒ上の第２キャップ層１３２ｒと第３キャップ層１３４の積層が共振構造として設けられる。ここで、第１発光素子１０４ｂ上の第１キャップ層１３０ｂ、第１発光素子１０４ｂ上の第２キャップ層１３２ｂ、第２発光素子１０４ｇ上の第１キャップ層１３０ｇ、第２発光素子１０４ｇ上の第２キャップ層１３２ｇ、第３発光素子１０４ｒ上の第１キャップ層１３０ｒ、第３発光素子１０４ｒ上の第２キャップ層１３２ｒの厚さをそれぞれ、ＣＰ１ｂ、ＣＰ２ｂ、ＣＰ１ｇ、ＣＰ２ｇ、ＣＰ１ｒ、ＣＰ２ｒとする。
【００４２】
１−３．共振
各発光素子１０４上に設けられる第１キャップ層、第２キャップ層、第３キャップ層は、第２電極１１０を通して発光素子１０４から取り出される光を共振させるための共振構造として機能する。第１発光素子１０４ｂの共振構造は、１つは厚さＣＰ１ｂの第１キャップ層１３０ｂと厚さＣＰ３の第３キャップ層１３４であり、もう１つは、厚さＣＰ２ｂの第２キャップ層１３２ｂと厚さＣＰ３の第３キャップ層１３４である。第１発光素子１０４ｂの発光層１１８ｂから得られる光は直接、あるいは第１発光素子１０４ｂ内（すなわち、第１電極１０６の上面と第２電極１１０の底面間）で共振した後、第２電極１１０を通して第１キャップ層１３０ｂまたは第２キャップ層１３２ｂへ入射する。第１キャップ層１３０ｂに入射した光は、第１キャップ層１３０ｂと第３キャップ層１３４内で共振し、第２キャップ層１３２ｂに入射した光は第２キャップ層１３２ｂと第３キャップ層１３４内で共振する。
【００４３】
このとき、第１キャップ層１３０ｂに入射した光のうち、第１キャップ層１３０ｂと第３キャップ層１３４を含む共振構造（第１共振構造）の光学距離に合致する波長をもつ光は、第１キャップ層１３０ｂの底面と第３キャップ層１３４の上面間で反射を繰り返すことで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。同様に、第２キャップ層１３２ｂに入射した光のうち、第２キャップ層１３２ｂと第３キャップ層１３４を含む共振構造（第２共振構造）の光学距離に合致する波長をもつ光は、第２キャップ層１３２ｂの底面と第３キャップ層１３４の上面間で反射を繰り返すことで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。
【００４４】
第１発光素子１０４ｂから取り出される光の波長をλｂとし、その光が、第１キャップ層１３０ｂに入射し、第１共振構造で共振し、第１副画素１０２ｂの正面方向に出射するとした場合、λｂの４分の１（λｂ／４）の奇数倍が、第１共振構造の光学距離と一致する、あるいは近い場合、この波長λｂを有する光は第１共振構造の光学距離に合致し、波長λｂの光は増幅される。逆にλｂの２分の１（λｂ／２）、すなわち半波長の整数倍が第１共振構造の光学距離と一致する、あるいは近い場合、この光は光学距離に合致せず、減衰する。したがって、第１共振構造の光学距離がλｂ／４の奇数倍になるように第１キャップ層１３０ｂと第３キャップ層１３４の厚さと材料を最適化することで、第１副画素１０２ｂの正面方向における発光の半値幅が小さくなり、色純度が向上するとともに、輝度が増大する。なお、第１副画素１０２ｂの正面方向に出射する光を考える場合の第１共振構造の光学距離は、層の厚さと層の屈折率の積で表わされ、具体的には、第１キャップ層１３０ｂの屈折率と厚さＣＰ１の積、および第３キャップ層１３４の屈折率と厚さＣＰ３の積の和である。第１副画素１０２ｂの正面方向に対して角度θだけ斜め方向に出射する光の第１共振構造の光学距離は、第１キャップ層１３０ｂ、第３キャップ層１３４を通過する光の光路長が各キャップ層の膜厚／ｃｏｓθ分だけ増加することとなる。
【００４５】
また、第２キャップ層１３２ｂは第１キャップ層１３０ｂと異なる光学距離を持っているため、第１副画素１０２ｂの正面方向に対して角度θだけ斜め方向に出射する光の光学距離は、第１共振構造と、第２共振構造とで異なる。したがって、第１発光素子１０４ｂから取り出される波長λｂの光が第２キャップ層１３２ｂに入射し、第２共振構造で共振し、第1副画素１０２ｂの正面方向に対して角度θだけ斜め方向に出射するとした場合、λｂの４分の１（λｂ／４）の奇数倍が、第１副画素１０２ｂの正面方向に対して角度θだけ斜め方向に出射する光を考える場合の第２共振構造の光学距離と一致する、あるいは近い場合、この波長λｂを有し、前記一定の角度を持って出射する光は第２共振構造の光学距離に合致し、波長λｂの光は増幅される。逆にλｂの２分の１（λｂ／２）、すなわち半波長の整数倍が第１副画素１０２ｂの正面方向に対して角度θだけ斜め方向に出射する光を考える場合の第２共振構造の光学距離と一致する、あるいは近い場合、この光は光学距離に合致せず、減衰する。したがって、第１副画素１０２ｂの正面方向に対して角度θだけ斜め方向に出射する光を考える場合の第２共振構造の光学距離がλｂ／４の奇数倍になるように第２キャップ層１３２ｂと第３キャップ層１３４の厚さと材料を最適化することで、第１副画素１０２ｂの前記一定の角度を持った方向における発光の半値幅が小さくなり、色純度が向上するとともに、輝度が増大する。
【００４６】
このように、第１副画素１０２ｂに、発光層から発せられた光を正面方向に増強する共振構造と、正面方向から一定の角度を持った方向に増強する共振構造の２つを並べて配置することで、発光効率を大きく低下させることなく広視角特性を改善することができる。このとき、発光素子の電気的な特性は変化しないため、２つの共振構造が配置された領域を均等に発光することができ、寿命特性も同じであるため、点灯時間に依存して発光スペクトル形状が変化するという問題を解決することができる。
【００４７】
同様に、第２発光素子１０４ｇも、第１キャップ層１３０ｇと第３キャップ層１３４からなる共振構造および第２キャップ層１３２ｇと第３キャップ層１３４からなる共振構造を有する。この構造に起因し、第２発光素子１０４ｇの共振構造の光学距離は、第１発光素子１０４ｂのそれよりも大きくすることができる。上述したように、第２発光素子１０４ｇの発光波長は、第１発光素子１０４ｂの発光波長よりも長くなるよう、表示装置１００が構成される。したがって、上記構成を採用することで、第１発光素子１０４ｂのみならず、第２発光素子１０４ｇにも適した共振構造を構築することができる。その結果、第２副画素１０２ｇの発光効率を大きく低下させることなく広視角特性を改善することができる。
【００４８】
同様に、第３発光素子１０４ｒも、第１キャップ層１３０ｒと第３キャップ層１３４からなる共振構造および第２キャップ層１３２ｒと第３キャップ層１３４からなる共振構造を有する。この構造に起因し、第３発光素子１０４ｒの共振構造の光学距離は、第２発光素子１０４ｇのそれよりも大きくすることができる。上述したように、第３発光素子１０４ｒの発光波長は、第２発光素子１０４ｇの発光波長よりも長くなるよう、表示装置１００が構成される。したがって、上記構成を採用することで、第１発光素子１０４ｂ、第２発光素子１０４ｇのみならず、第３発光素子１０４ｒにも適した共振構造を構築することができる。その結果、第３副画素１０２ｒの発光効率を大きく低下させることなく広視角特性を改善することができる。
【００４９】
このように、表示装置１００では、副画素１０２ごとに構成や厚さが異なる共振構造が発光素子１０４上に形成され、その結果、発光波長が異なる発光素子を有する画素ごとに、最適化された共振構造を設けることができる。共振構造を構築する場合、通常、蒸着法を適用し、ファインメタルマスクを用いて副画素１０２ごとに共振構造を設置する。ファインメタルマスクを用いる蒸着は、メタルマスクのアライメントが比較的困難であること、メタルマスクで遮蔽された領域へ材料が意図せず堆積されること、あるいはメタルマスク開口部の目詰まりに起因し、必ずしも意図した領域の全てにに蒸着ができないこと、メタルマスクが発光素子と接触することで発光素子にダメージを与え、発光欠陥（ダークスポット）が生じるなどの欠点を有している。このため、ファインメタルマスクを用いる蒸着の回数が増大するほど歩留まりが低下し、表示装置の信頼性が低下する。
【００５０】
これに対し、図１（Ａ）や図３（Ａ）から図３（Ｃ）に示すように、表示装置１００では、第３キャップ層１３４は複数の副画素１０２にわたって共通して設けることができる。このような構造を採用することで、第３キャップ層を蒸着法によって形成するときに、ファインメタルマスクの使用を避けることができる。このため、ファインメタルマスクを用いる蒸着回数を低減することができ、その結果、信頼性が改善された表示装置を歩留まり良く製造することができる。さらに、発光色が異なる発光素子１０４ごとに最適化された共振構造を構築することができるため、色再現性が高く、高効率な、すなわち、消費電力の低い表示装置を提供することが可能となる。
【００５１】
また、画素１０１が互いに異なる色に対応する複数の副画素１０２を含む場合、視角特性は複数の副画素１０２の間でばらつかないことが好ましい。すなわち、互いに異なる色に対応する複数の副画素１０２の輝度が視角が大きくなるにつれて減衰する割合は、当該複数の副画素の間で等しいことが望ましい。例えば、本実施形態についてみると、第１副画素１０２ｂ、第２副画素１０２ｇ及び第３副画素１０２ｒのそれぞれの輝度が視角の増大に応じて減衰する割合は等しいことが望ましい。本実施形態における副画素１０２においては、発光素子１０４から取り出され第１キャップ層１３０に入射した光のうち、第１共振構造の光学距離に合致しない波長をもつ光は減衰し、同様に、各副画素１０２の第２キャップ層１３２に入射した光のうち、第２共振構造の光学距離に合致しない波長をもつ光は減衰する。このように、本実施形態における副画素１０２は、第１共振構造と第２共振構造により、特定の波長の光の減衰の程度を調整することができる。したがって、本実施形態においては、画素１０１が、互いに異なる色に対応する複数の副画素１０２を有する場合、複数の副画素１０２のそれぞれの輝度が視角が大きくなるにつれて減衰する割合を等しいものにすることができる。
【００５２】
２．第２実施形態
本実施形態では、第１実施形態と異なり、各副画素１０２が共通のキャップ層として、第３キャップ層１３４に加え、第４キャップ層１３６を有する場合について説明する。図１（ｂ）は、第１副画素１０２ｂ、第２副画素１０２ｇ、第３副画素１０２ｒのそれぞれが第２電極１１０の発光層１１８とは反対の面上に共通のキャップ層である第４キャップ層１３６を有し、第４キャップ層１３６上に各副画素１０２の第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２が配置され、各第１キャップ層１３０と各第２キャップ層１３２の上に第３キャップ層１３４が配置される状態を示す。第４キャップ層１３６の材料・構成についての説明は、第３キャップ層１３４についての説明と同じであるから省略する。また、第１副画素１０２ｂ、第２副画素１０２ｇ、第３副画素１０２ｒについては、第４キャップ層１３６を有すること以外の点についての説明は、それぞれ第１実施形態で行った説明と同じであるから省略する。
【００５３】
各副画素１０２が第４キャップ層１３６を持ち、そのうえにそれぞれの第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２を並べて配置し、第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２の上に第３キャップ層１３４を有する場合、各副画素１０２は、第１キャップ層１３０と第３キャップ層１３４と第４キャップ層１３６からなる第１共振構造および第２キャップ層１３２と第３キャップ層１３４と第４キャップ層１３６からなる第２共振構造を備える。
【００５４】
このように、各画素に共通のキャップ層である第４キャップ層１３６を設けた場合、第４キャップ層１３６の材質、厚さを最適化することで、第１実施形態と同様、発光層から発せられた光を正面方向に増強する共振構造と、正面方向から一定の角度を持った方向に増強する共振構造の２つを並べて配置することができ、これにより、発光効率を大きく低下させることなく広視角特性を改善することができる。また、ＥＬ層の電気的な特性は変化しないため、第２電極１１０上の第１キャップ層１３０の配置された領域と、第２電極１１０上の第２キャップ層１３２の配置された領域を均等に発光することができ、また、両領域の寿命特性も同じなので、点灯時間に依存して発光スペクトル形状が変化するという問題を回避することができる。さらに、画素１０１が、互いに異なる色に対応した複数の副画素１０２を含む場合、複数の副画素１０２のそれぞれの輝度が視角が大きくなるにつれて減衰する割合を、当該複数の副画素１０２の間で等しいものにすることができる。
【００５５】
ここでは、第１副画素１０２ｂ、第２副画素１０２ｇ、第３副画素１０２ｒがそれぞれの第２電極１１０の発光層とは反対側の面上に共通のキャップ層である第４キャップ層１３６を有する例を取り上げ、図６に図示したが、第４キャップ層１３６を共有する画素の組み合わせはこれに限られるものではなく、上記画素のうち任意の２つの画素が第４キャップ層１３６を共有してもよい。
【００５６】
３．第３実施形態
本実施形態では、第１実施形態、第２実施形態と異なり、第２電極１１０の発光層１１８とは反対側の面上に、第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２の一方が他方の周囲を囲うように配置される場合について説明する。図６は第１副画素、第２副画素、第３副画素のそれぞれにおいて、第１キャップ層１３０が第２キャップ層１３２の周囲を囲うように配置される状態を示す。第１キャップ層１３０と第２キャップ層１３２をこのように配置することによっても、副画素１０２内の共振構造の材料、厚さを最適化することは可能であり、第１実施形態、第２実施形態と同様、発光効率を大きく低下させることなく広視角特性を改善することができる。このとき、発光素子の電気的な特性は変化しないため、２つの共振構造が配置された領域を均等に発光することができ、寿命特性も同じであるため、点灯時間に依存して発光スペクトル形状が変化するという問題を解決することができる。画素１０１が、互いに異なる色に対応した複数の副画素１０２を有する場合、複数の副画素１０２のそれぞれの輝度が視角が大きくなるにつれて減衰する割合を、互いに異なる色に対応した複数の副画素１０２の間で等しいものにすることができる。
【００５７】
４．第４実施形態
本実施形態では、２つの画素を並べて配置して第１キャップ層または第２キャップ層を形成するときの方法に関して説明する。
【００５８】
図７（Ａ）は画素１０１内で、第１副画素１０２ｂ、第２副画素１０２ｇ、第３副画素１０２ｒがストライプ状に配置されている状態の上面模式図である。そして、画素１０１と同じ材料、かつ構成を取るもう一つの画素１０１´を用意し、図７（Ｂ）のように、画素１０１と画素１０１´を、それぞれの第１副画素１０２ｂ、第２副画素１０２ｇ、第３副画素１０２ｒ同士が隣り合うように配置する。そして、画素１０１および１０１´のサイズのマスクを用意し、マスクの中央線が画素１０１と画素１０１´の切片と重なるように配置し、第１キャップ層１３０または第２キャップ層１３２の材料を蒸着する。図７（Ｃ）は、画素１０１および１０１´のサイズのマスクを使用した蒸着により各画素ごとに第１キャップ層が形成された状態を示す。このように蒸着すれば、画素１０１および画素１０１´のサイズのマスクで第１キャップ層または第２キャップ層を形成することができ、マスクの精細度を下げることができる。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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】
【００６２】
１００：表示装置、１０１：画素、１０１´：画素、１０２：副画素、１０２ｂ：第１副画素、１０２ｇ：第２副画素、１０２ｒ：第３副画素、１０４：発光素子、１０４ｂ：第１発光素子、１０４ｇ：第２発光素子、１０４ｒ：第３発光素子、１０６：第１電極、１０８：ＥＬ層、１１０：第２電極、１１２：隔壁、１１３：開口部、１１４：正孔注入層、１１６：正孔輸送層、１１８：発光層、１１８ｂ：第１発光素子１０４ｂの発光層、１１８ｇ：第２発光素子１０４ｇの発光層、１１８ｒ：第３発光素子１０４ｒの発光層、１２０：電子輸送層、１２２：電子注入層、１３０：第１キャップ層、１３０ｂ：第１副画素１０２ｂの第１キャップ層、１３０ｇ：第２副画素１０２ｇの第１キャップ層、１３０ｒ：第３副画素１０２ｒの第１キャップ層、１３２：第２キャップ層、１３２ｂ：第１副画素１０２ｂの第２キャップ層、１３２ｇ：第２副画素１０２ｇの第２キャップ層、１３２ｒ：第３副画素１０２ｒの第２キャップ層、１３４：第３キャップ層、１３６、第４キャップ層
【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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