(57)【要約】【課題】外光反射が抑制された構造を有する発光素子とその作製方法を提供する。【解決手段】発光素子は、第１の電極、第１の電極上に位置し、第１の電極と重なる第１の開口を有する第１の絶縁膜、第１の電極と第１の絶縁膜の上の電界発光層、および電界発光層上の第２の電極を有する。第１の電極は、平坦な上面を有する第１の導電膜、第１の導電膜上に位置し、第１の導電膜と接し、平坦な上面と第１の開口と重なる凹面を有する第２の導電膜、および第２の導電膜上に位置し、第２の導電膜と接する第３の導電膜を有する。【選択図】図２
2019133821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極、
前記第１の電極上に位置し、前記第１の電極と重なる第１の開口を有する第１の絶縁膜、
前記第１の電極と前記第１の絶縁膜の上の電界発光層、および
前記電界発光層上の第２の電極を有し、
前記第１の電極は、
平坦な上面を有する第１の導電膜、
前記第１の導電膜上に位置し、前記第１の導電膜と接し、前記平坦な上面と前記第１の開口と重なる凹面を有する第２の導電膜、および
前記第２の導電膜上に位置し、前記第２の導電膜と接する第３の導電膜を有する発光素子。
【請求項２】
前記第１の導電膜と前記第３の導電膜は導電性酸化物を含み、
前記第２の導電膜は０価の金属を含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第１の絶縁膜は前記凹面と重なる、請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第１の電極の底面に垂直な断面において、前記凹面は円の一部、楕円の一部、あるいは放物線の一部によって表される、請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】
前記第１の電極の底面に垂直な断面において、前記凹面は、直線、および前記直線を挟む一対の曲線によって表される、請求項１に記載の発光素子。
【請求項６】
前記第１の開口と重なる第２の開口を備える遮光膜を前記第２の電極上にさらに有し、
前記第１の開口の端部Ｐ1と前記遮光膜が重なる、請求項１に記載の発光素子。
【請求項７】
前記第１の電極の底面に垂直な断面において、前記端部Ｐ1を通る前記凹面の法線が前記遮光膜の下面と交差する、請求項６に記載の発光素子。
【請求項８】
前記第１の電極の底面に垂直な断面において、
以下の式が成立し、
【数１】
2019133821.tif 000005
ｄは、前記端部Ｐ1を通り、かつ前記前記底面に垂直な直線と前記遮光膜との交点Ｐ2から前記端部Ｐ1までの距離であり、
ａは前記交点Ｐ2から前記第２の開口の端部Ｐ3までの距離であり、
θは、前記端部Ｐ1を通る前記凹面の接線と前記底面とのなす角である、請求項６に記載の発光素子。
【請求項９】
前記遮光膜は、前記第２の開口に面するテーパー部を有し、
前記端部Ｐ1を通る前記凹面の法線は、前記テーパー部の表面の接線であり、かつ、前記第２の開口の端部Ｐ3を通る、請求項６に記載の発光素子。
【請求項１０】
第１の電極と、
前記第１の電極上に位置し、前記第１の電極と重なる第１の開口を有する第１の絶縁膜と、
前記第１の電極と前記第１の絶縁膜の上の電界発光層と、
前記電界発光層上の第２の電極とを備える発光素子を複数有し、
前記第１の電極は、
平坦な上面を有する第１の導電膜、
前記第１の導電膜上に位置し、前記第１の導電膜と接し、前記平坦な上面と前記第１の開口と重なる凹面を有する第２の導電膜、および
前記第２の導電膜上に位置し、前記第２の導電膜と接する第３の導電膜を有する表示装置。
【請求項１１】
前記第１の導電膜と前記第３の導電膜は導電性酸化物を含み、
前記第２の導電膜は０価の金属を含む、請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記第１の絶縁膜は前記凹面と重なる、請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第１の電極の底面に垂直な断面において、前記凹面は円の一部、楕円の一部、あるいは放物線の一部によって表される、請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記第１の電極の底面に垂直な断面において、前記凹面は、直線、および前記直線を挟む一対の曲線によって表される、請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記発光素子は、前記第１の開口と重なる第２の開口を備える遮光膜を前記第２の電極上にさらに有し、
前記第１の開口の端部Ｐ1と前記遮光膜が重なる、請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記第１の電極の底面に垂直な断面において、前記端部Ｐ1を通る前記凹面の法線が前記遮光膜の下面と交差する、請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記第１の電極の底面に垂直な断面において、
以下の式が成立し、
【数２】
2019133821.tif 000006
ｄは、前記端部Ｐ1を通り、かつ前記底面に垂直な直線と前記遮光膜との交点Ｐ2から前記端部Ｐ1までの距離であり、
ａは前記交点Ｐ2から前記第２の開口の端部Ｐ3までの距離であり、
θは、前記端部Ｐ1を通る前記凹面の接線と前記底面とのなす角である、請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記遮光膜は、前記第２の開口に面するテーパー部を有し、
前記端部Ｐ1を通る前記凹面の法線は、前記テーパー部の表面の接線であり、かつ、前記第２の開口の端部Ｐ3を通る、請求項１５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一つは、発光素子、および発光素子を有する表示装置に関する。
【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有機発光素子（以下、発光素子）を有し、各発光素子は一対の電極（陰極、陽極）間に有機化合物を含む電界発光層（以下、ＥＬ層と記す）を有している。ＥＬ層から生成される光は一方の電極（透光性電極）を通して外部に取り出される。一方、他方の電極は光を反射する反射電極として用いられ、可視光に対して高い反射率を有するように構成される。
【０００３】
このような構造に起因し、透光性電極を透過して外部から発光素子に入射した光は反射電極で反射し（以下、この現象を外光反射と記す）、再度透光性電極を透過して発光素子の外部へ射出する。発光素子を駆動する際、反射電極で反射した外光とＥＬ層で生成した光が混ざると両者が同時に観察されるため、特に外光が強い場合には表示装置上に再現される映像を認識することが困難となり、映像の視認性が低下する。外光反射による視認性低下を防止するため、発光素子上に例えばカラーフィルタや円偏光板が設けられる。特許文献１には、発光素子上にカラーフィルタが設けられた有機ＥＬ表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１０３４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態の一つは、外光反射が抑制された構造を有する発光素子とその作製方法を提供することを課題の一つとする。あるいは本発明の実施形態の一つは、この発光素子を備え、視認性の高い表示が可能な表示装置、およびその作製方法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】
本発明の実施形態の一つは発光素子である。この発光素子は、第１の電極、第１の電極上に位置し、第１の電極と重なる第１の開口を有する第１の絶縁膜、第１の電極と第１の絶縁膜の上の電界発光層、および電界発光層上の第２の電極を有する。第１の電極は、平坦な上面を有する第１の導電膜、第１の導電膜上に位置し、第１の導電膜と接し、平坦な上面と第１の開口と重なる凹面を有する第２の導電膜、および第２の導電膜上に位置し、第２の導電膜と接する第３の導電膜を有する。
【０００７】
本発明の実施形態の一つは、表示装置である。この表示装置は、発光素子を複数有する。発光素子は、第１の電極と、第１の電極上に位置し、第１の電極と重なる第１の開口を有する第１の絶縁膜と、第１の電極と第１の絶縁膜の上の電界発光層と、電界発光層上の第２の電極とを備える。第１の電極は、平坦な上面を有する第１の導電膜、第１の導電膜上に位置し、第１の導電膜と接し、平坦な上面と第１の開口と重なる凹面を有する第２の導電膜、および第２の導電膜上に位置し、第２の導電膜と接する第３の導電膜を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る発光素子の上面模式図。
【図２】本発明の実施形態に係る発光素子の断面模式図。
【図３】本発明の実施形態に係る発光素子の断面模式図。
【図４】本発明の実施形態に係る発光素子の断面模式図。
【図５】本発明の実施形態に係る発光素子の断面模式図。
【図６】本発明の実施形態に係る発光素子の断面模式図。
【図７】本発明の実施形態に係る発光素子の断面模式図。
【図８】本発明の実施形態に係る発光素子の断面模式図。
【図９】本発明の実施形態に係る発光素子の断面模式図。
【図１０】本発明の実施形態に係る表示装置の上面模式図。
【図１１】本発明の実施形態に係る表示装置の画素の等価回路の一例。
【図１２】本発明の実施形態に係る表示装置の断面模式図。
【図１３】本発明の実施形態に係る表示装置の作製方法を示す断面模式図。
【図１４】本発明の実施形態に係る表示装置の作製方法を示す断面模式図。
【図１５】本発明の実施形態に係る表示装置の作製方法を示す断面模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、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】
本明細書および請求項において、「ある構造体が他の構造体から露出するという」という表現は、ある構造体の一部が他の構造体によって覆われていない態様を意味し、この他の構造体によって覆われていない部分は、さらに別の構造体によって覆われる態様も含む。
【００１３】
（第１実施形態）
本実施形態では、本発明の実施形態の一つである発光素子１００の構造を説明する。
【００１４】
［１．基本構成］
図１に発光素子１００の上面模式図を、図２に図１の鎖線Ａ−Ａ´に沿った断面模式図を示す。なお、図１では図２に示した構造の一部は省略されている。図２に示すように、発光素子１００は基板１０２上に設けられ、第１の電極１１０、第１の電極１１０の上に位置し、第１の電極１１０の端部を覆う隔壁（第１の絶縁膜）１０４、隔壁１０４と第１の電極１１０の上に位置する電界発光層（以下、ＥＬ層）１２０、およびＥＬ層１２０上の第２の電極１４０を有する。図２には基板１０２と第１の電極１１０が接している状態が示されているが、基板１０２と第１の電極１１０の間には種々の絶縁膜や導電膜などが設けられてもよい。
【００１５】
第１の電極１１０はＥＬ層１２０にキャリア（ホール）を注入するための電極であり、ＥＬ層１２０で生成される光を第２の電極１４０を通して取り出す場合には反射電極として、第１の電極１１０を通して取り出す場合には透光性電極として機能する。図１、図２から理解されるように、第１の電極１１０は、その一部の厚さが他の厚さよりも小さい。すなわち第１の電極１１０は、凹面１１２、およびそれを取り囲み、上面が平坦な領域１１０ｃを有する。領域１１０ｃにおける第１の電極１１０の厚さは、凹面１１２が形成される部分の厚さと比較して大きい。図１、図２で示した例では、凹面１１２は、一つの平面１１０ａとそれを取り囲む曲面１１０ｂによって構成される。換言すると、基板１０２の上面、あるいは第１の電極１１０の底面に垂直な断面（以下、垂直断面と記す）において、凹面１１２は一つの直線、およびそれを挟む一対の曲線によって表される。
【００１６】
図２に示す例では第１の電極１１０は単層構造を有しているが、第１の電極１１０は積層された複数の導電膜によって構成することができる。例えば図３に示すように、第１の電極１１０は第１の導電膜１１４、第１の導電膜１１４上に位置し、第１の導電膜１１４に接する第２の導電膜１１６、および第２の導電膜１１６上に位置し、第２の導電膜１１６と接する第３の導電膜１１８を備える積層構造を有してもよい。各導電膜１１４、１１６、１１８は、銀やアルミニウム、マグネシウムなどの０価の金属や、インジウム−スズ混合酸化物（ＩＴＯ）やインジウム−亜鉛混合酸化物（ＩＺＯ）などの可視光を透過可能な導電性酸化物を含む。例えば第１の導電膜１１４と第３の導電膜１１８が導電性酸化物を含み、第２の導電膜が０価の金属を含む構成を採用することができる。このような積層構造を採用する場合、第１の導電膜１１４は、少なくとも一部が平坦な上面を有するように形成し、第２の導電膜１１６の上面に、第１の導電膜１１４の平坦な上面と重なる凹面１１６ａを形成することで第１の電極１１０に凹面１１２が形成される。第３の導電膜１１８の形状には、第２の導電膜１１６の凹面１１６ａの形状が反映される。したがって、第２の導電膜１１６と同様、第３の導電膜１１８も凹面を有し、この凹面が第１の電極１１０の凹面１１２に相当する。
【００１７】
隔壁１０４は絶縁膜であり、図１、図２から理解されるように、第１の電極１１０の端部を覆い、第１の電極１１０の凹面１１２を露出するように形成される。換言すると、隔壁１０４は第１の電極１１０と重なる開口（以下、第１の開口）１０４ａを有している。隔壁１０４は凹面１１２の一部と重なる。したがって、隔壁１０４は曲面１１０ｂと重なり、その端部は曲面１１０ｂと接する。
【００１８】
ＥＬ層１２０は隔壁１０４の第１の開口１０４ａにおいて第１の電極１１０と接する。これにより第１の電極１１０からＥＬ層１２０にキャリアが注入され、このキャリアと第２の電極１４０から注入されるキャリアとの再結合がＥＬ層内１２０で生じる。したがって、第１の開口１０４ａが発光素子１００の発光領域となる。ＥＬ層１２０の構造は任意に決定することができ、例えばキャリア注入層、キャリア輸送層、キャリアブロック層、発光層、励起子ブロック層などの機能層を適宜組み合わせて形成される。典型的な例として、ホール注入層／ホール輸送層／発光層／ホールブロック層／電子輸送層／電子注入層からなる積層構造、ホール注入層／ホール輸送層／電子ブロック層／発光層／ホールブロック層／電子輸送層／電子注入層からなる積層構造などが用いられる。
【００１９】
第２の電極１４０はＥＬ層１２０にキャリア（電子）を注入するための電極であり、ＥＬ層１２０で生成される光を第２の電極１４０を通して取り出す場合には可視光の一部を透過する透光性電極として、第１の電極１１０を通して取り出す場合には反射電極として機能する。第２の電極１４０を透光性電極として用いる場合には、第２の電極１４０はＩＴＯやＩＺＯなどの可視光を透過可能な導電性酸化物を含むように構成される。あるいは、銀やマグネシウムなどの金属、またはこれらの合金を含み、かつ、可視光が透過可能な厚さを有するよう第２の電極１４０を構成してもよい。この場合、上記金属や合金の膜上にさらにＩＴＯやＩＺＯを含む膜を積層しても良い。
【００２０】
上述したように、第１の電極１１０には凹面１１２が設けられる。このため、発光素子１００に入射する外光が平面１１０ａや曲面１１０ｂで反射した場合、反射光は互いに異なる方向に進む。すなわち、反射光は一部が拡散される。このため、反射した外光の一部はユーザに視認されず、外光反射による影響を低減することができる。
【００２１】
［２．遮光膜］
第２の電極１４０を透光性電極として用いる場合、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、発光素子１００にはさらに、第２の電極１４０上に遮光膜１５２を設けてもよい。遮光膜１５２は対向基板１５０上に設けられる可視光を遮蔽する膜であり、クロムやチタンなどの反射率の低い金属、または黒色もしくはそれに準じる色の着色材を含有させた樹脂などを含む。隔壁１０４と同様、遮光膜１５２も隔壁１０４の第１の開口１０４ａや第１の電極１１０の凹面１１２と重なる開口（以下、第２の開口）１５２ａを有する。ＥＬ層１２０内で生成した光は第２の開口１５２ａを介して外部に取り出される。
【００２２】
第２の開口１５２ａの面積は第１の開口１０４ａの面積よりも小さく、第２の開口１５２ａの全体が第１の開口１０４ａと重なる。すなわち、発光素子１００の発光領域の一部が遮光膜１５２と重なる。より具体的には、垂直断面において、第１の開口１０４ａに面する隔壁１０４の端部（すなわち、第１の開口１０４ａの端部）Ｐ1が遮光膜１５２と重なるよう、遮光膜１５２が構成、配置される。したがって、垂直断面において、端部Ｐ1を通り、基板１０２の上面（あるいは第１の電極１１０の底面）に垂直な直線１２２は遮光膜１５２の下面と交差する。また、垂直断面において、端部Ｐ1を通る凹面１１２の法線１２４は遮光膜１５２の側面と下面の間の稜線と交差する（図４（Ａ））、あるいは遮光膜１５２の下面と交差する（図４（Ｂ））ことが好ましい。
【００２３】
ここで、垂直断面における直線１２２と遮光膜１５２の下面との交点をＰ2、交点Ｐ2から遮光膜１５２の第２の開口１５２ａに面する端部（すなわち、第２の開口１５２ａの端部）をＰ3とし、交点Ｐ2から端部Ｐ1までの距離をｄ、交点Ｐ2から端部Ｐ3までの距離をａ、端部Ｐ1を通る凹面１１２の接線１２６と基板１０２の上面（あるいは第１の電極１１０の底面）がなす角度をθ（単位：°。ただし、０°＜θ＜９０°。）とすると（図４（Ａ）参照）、以下の式が成立するよう、遮光膜１５２の構造、および第１の電極１１０と遮光膜１５２の距離を調整することができる。
【００２４】
【数１】
2019133821.tif 000003
【００２５】
図５に示すように、遮光膜１５２は、第２の開口１５２ａに面する端部にテーパー部１５２ｂを有してもよい。テーパー部１５２ｂは、遮光膜１５２の厚さが連続的に減少する領域であり、第２の開口１５２ａを取り囲む。このような形状を有する遮光膜１５２を用いる場合、端部Ｐ1を通る凹面１１２の法線１２４がテーパー部１５２ｂの表面の接線となり、端部Ｐ3を通過するよう、第２の開口１５２ａの大きさや形状、第１の電極１１０と遮光膜１５２の距離を調整することができる。
【００２６】
［３．カラーフィルタ］
さらに発光素子１００は、任意の構成としてカラーフィルタ１５４を有してもよい（図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図５）。カラーフィルタ１５４は、ＥＬ層１２０の発光の一部を吸収し、発光素子１００の発光色を調整する機能を有する膜である。カラーフィルタ１５４は対向基板１５０上に設けられ、遮光膜１５２とその第２の開口１５２ａを覆うように形成される。したがって、カラーフィルタ１５４は隔壁１０４の第１の開口１０４ａ（すなわち、発光領域）と重なり、さらに遮光膜１５２と重なる。図示しないが、発光素子１００はさらに、対向基板１５０と遮光膜１５２の間、および対向基板１５０とカラーフィルタ１５４の間に、下地膜を備えてもよい。また、遮光膜１５２とカラーフィルタ１５４を覆うオーバーコートを設けてもよい。下地膜やオーバーコートは、酸化ケイ素や窒化ケイ素などのケイ素含有無機化合物、あるいはエポキシ樹脂やアクリル樹脂、ポリエステル、ポリカルボナート、ポリオレフィンなどの高分子を含むことができる。
【００２７】
［４．外光反射］
上述した構成を採用することで、外光反射を効果的に抑制することができる。この効果に関し、以下の式が成立する場合について図６を用いて説明する。
【００２８】
【数２】
2019133821.tif 000004
【００２９】
ＥＬ層１２０で生成する光は等方的に進む。このため、発光の一部は遮光膜１５２によって遮蔽されて取り出すことはできないものの、その大部分は第２の開口１５２ａから取り出すことができる。例えば端部Ｐ1においては、基板１０２の上面に垂直な方向に進む光（鎖線１２８）は遮蔽されるが、凹面１１２の法線方向に進む光（鎖線１３０）、およびこれよりも基板１０２の上面に対して浅い角度で進む光の大部分は第２の開口１５２ａを通過することができる。このため、遮光膜１５２の設置による発光効率の低下はある程度の範囲内に抑制することができる。
【００３０】
一方、比較的広い面積を有する遮光膜１５２によって外光の一部は遮蔽される。また、基板１０２に対して斜め方向から進入した外光（点線１３４）は、第１の電極１１０で反射した後、少なくとも一部が遮光膜１５２によって遮蔽され、外部から認識されない。このため、発光素子１００に進入した外光の大部分は遮光膜１５２によって発光素子１００内に閉じ込められる。このようなメカニズムにより、外光反射の映像視認性に対する影響を低減することができる。さらにカラーフィルタ１５４を設置する場合、第２の開口１５２ａを通過することによって外光の強度は約１／３となり、映像視認性に対する影響がさらに低下する。このように、本発明の実施形態を適用することにより、外光反射が効果的に抑制された発光素子を提供することが可能となる。
【００３１】
［５．変形例］
第１の電極１１０の凹面１１２の形状は上述した形状に限られることは無く、第１の電極１１０は様々な形状の凹面１１２を有することができる。例えば図７（Ａ）、図８（Ａ）、図９（Ａ）に示すように、垂直断面において、凹面１１２はそれぞれ楕円の一部、円の一部、あるいは放物線の一部によって表されるよう、第１の電極１１０を構成することができる。換言すると、第１の電極１１０の表面は楕円面、球面、あるいは放物面の凹面１１２を有することができる。第１の電極が第１の導電膜１１４、第２の導電膜１１６、および第３の導電膜１１８の積層構造を有する場合、第２の導電膜１１６に上述した形状を有する凹面１１６ａ形成され、この凹面１１６ａが第１の導電膜１１４の平坦な上面と重なるように第２の導電膜１１６が配置される（図７（Ｂ）、図８（Ｂ）、図９（Ｂ））。このような第２の導電膜１１６の構造により、第１の電極１１０に凹面が形成され、これが凹面１１２に相当する。
【００３２】
上述したように、本実施形態で述べた構造を有する発光素子１００では、発光効率の大幅な低下を招くことなく外光反射を効果的に抑制し、外光反射による影響を大きく低減することが可能となる。したがって、第２実施形態で示すように、発光素子１００を配置することにより、優れた画像視認性を示す表示装置を提供することができる。
【００３３】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態で述べた発光素子１００を有する表示装置１６０の構成と作製方法を説明する。第１実施形態と同様、あるいは類似する構成については説明を割愛することがある。
【００３４】
［１．全体構成］
図１０に表示装置１６０の上面模式図を示す。表示装置１６０は基板１０２を有し、その上にパターニングされた種々の絶縁膜、半導体膜、導電膜を有する。これらの絶縁膜、半導体膜、導電膜により、複数の画素１６２や画素１６２を駆動するための駆動回路（走査線側駆動回路１６６、信号線側駆動回路１６８）が形成される。複数の画素１６２によって表示領域１６４が定義され、表示領域１６４上に映像が表示される。後述するように、各画素１６２に発光素子１００が配置される。
【００３５】
走査線側駆動回路１６６や信号線側駆動回路１６８は、表示領域１６４外（周辺領域、あるいは額縁領域）に配置される。表示領域１６４や走査線側駆動回路１６６、信号線側駆動回路１６８からはパターニングされた導電膜で形成される種々の配線１７０が基板１０２の一辺へ延び、配線１７０は基板１０２の端部付近で露出されて端子（図示せず）を形成する。これらの端子はフレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣ）１７２と電気的に接続される。ここで示した例では、ＦＰＣ１７２上に、半導体基板上に形成された集積回路を有する駆動ＩＣ１７４がさらに搭載される。駆動ＩＣ１７４、ＦＰＣ１７２を介して外部回路（図示しない）から映像信号や電源が供給され、映像信号や電源は配線１７０を通して表示領域１６４、走査線側駆動回路１６６、信号線側駆動回路１６８へ与えられる。駆動回路や駆動ＩＣ１７４の態様については図１０に示したそれに限られず、例えば駆動ＩＣ１７４は基板１０２上に実装されても良いし、信号線側駆動回路１６８の機能が駆動ＩＣ１７４に統合されていても良い。
【００３６】
［２．画素の構造］
２−１．画素回路
各画素１６２には、パターニングされた種々の絶縁膜や半導体膜、導電膜によって発光素子１００を含む画素回路が形成される。画素回路の構成は任意に選択することができ、その一例を等価回路として図１１に示す。
【００３７】
図１１の等価回路で示す画素回路は、発光素子１００に加え、駆動トランジスタ２０２、発光制御トランジスタ２１０、補正トランジスタ２０８、初期化トランジスタ２０４、書込トランジスタ２０６、保持容量２１４、付加容量２１６を有している。高電位電源線１８０には高電位ＰＶＤＤが与えられ、この電位が電流供給線１８２を介して各列に接続される画素１６２に供給される。発光素子１００、駆動トランジスタ２０２、発光制御トランジスタ２１０、補正トランジスタ２０８は、高電位電源線１８０と低電位電源線１８４との間で直列に接続される。低電位電源線１８４には低電位ＰＶＳＳが与えられる。
【００３８】
駆動トランジスタ２０２の一方の端子（ドレイン）は発光制御トランジスタ２１０と補正トランジスタ２０８を介して高電位電源線１８０と電気的に接続され、他方の端子（ソース）は発光素子１００と電気的に接続される。駆動トランジスタ２０２のゲートは、初期化トランジスタ２０４を介して第１の信号線１８６と電気的に接続されるとともに、書込トランジスタ２０６を介して第２の信号線１８８と電気的に接続される。第１の信号線１８６には初期化信号Ｖｉｎｉが与えられ、第２の信号線１８８には映像信号Ｖｓｉｇが与えられる。書込トランジスタ２０６は、そのゲートに接続される書込制御走査線１９０に与えられる走査信号ＳＧによって動作（オン／オフ）が制御される。初期化トランジスタ２０４のゲートは、初期化制御信号ＩＧが与えられる初期化制御走査線１９２と接続され、初期化制御信号ＩＧにより動作が制御される。書込トランジスタ２０６がオン、初期化トランジスタ２０４がオフのとき、映像信号Ｖｓｉｇの電位が駆動トランジスタ２０２のゲートに与えられる。一方、書込トランジスタ２０６がオフ、初期化トランジスタ２０４がオンのとき、初期化信号Ｖｉｎｉの電位が駆動トランジスタ２０２のゲートに与えられる。
【００３９】
補正トランジスタ２０８と発光制御トランジスタ２１０のゲートにはそれぞれ、補正制御信号ＣＧが印加される補正制御走査線１９４、発光制御信号ＢＧが印加される発光制御走査線１９８が接続される。駆動トランジスタ２０２の一方の端子には、補正トランジスタ２０８を介し、リセット制御線１９６が接続される。リセット制御線１９６は、走査線側駆動回路１６６に設けられるリセットトランジスタ２１２と接続される。リセットトランジスタ２１２はリセット制御信号ＲＧによって制御され、これによりリセット信号線２００に与えられるリセット電位Ｖｒｓｔを補正トランジスタ２０８を介して駆動トランジスタ２０２の一方の端子に印加することができる。
【００４０】
駆動トランジスタ２０２の他方の端子とゲートとの間には、保持容量２１４が設けられる。付加容量２１６の一方の端子は駆動トランジスタ２０２の他方の端子に接続され、他方の端子が高電位電源線１８０に接続される。付加容量２１６は、他方の端子が低電位電源線１８４に接続されるように設けてもよい。保持容量２１４と付加容量２１６は、映像信号Ｖｓｉｇを駆動トランジスタ２０２のゲートに与えるとき、映像信号Ｖｓｉｇに応じたゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを保持するために設けられる。
【００４１】
信号線側駆動回路１６８、もしくは駆動ＩＣ１７４は、第１の信号線１８６と第２の信号線１８８に初期化信号Ｖｉｎｉと映像信号Ｖｓｉｇをそれぞれ出力する。一方、走査線側駆動回路１６６は書込制御走査線１９０に走査信号ＳＧを出力し、初期化制御走査線１９２に初期化制御信号ＩＧを出力し、補正制御走査線１９４に補正制御信号ＣＧを出力し、発光制御走査線１９８に発光制御信号ＢＧを出力し、リセットトランジスタ２１２のゲートにリセット制御信号ＲＧを出力する。
２−２．断面構造
図１２に表示装置１６０の断面模式図を示す。図１２は、基板１０２上に形成された隣接する三つの画素１６２（第１の画素１６２ａ、第２の画素１６２ｂ、第３の画素１６２ｃ）の断面模式図である。ここでは、各画素１６２に含まれる素子のうち、駆動トランジスタ２０２、保持容量２１４、付加容量２１６、発光素子１００の断面構造が示されている。
【００４２】
画素回路に含まれる各素子はアンダーコート２２０を介し、基板１０２上に設けられる。基板１０２はガラスや石英、あるいはプラスチックを含むことができる。プラスチックを用いることで基板１０２に可撓性を付与することができる。プラスチックとしては、ポリイミドやポリアミド、ポリエステル、ポリカルボナートなどの高分子が挙げられ、中でも耐熱性の高いポリイミドが好適である。アンダーコート２２０は、図１２に示すように単層構造を有していてもよく、複数の膜から構成されていてもよい。複数の膜を用いる場合、例えば酸化シリコンを含む膜、窒化シリコンを含む膜、および酸化シリコンを含む膜を順次基板１０２上に形成すればよい。
【００４３】
駆動トランジスタ２０２は、半導体膜２２２、ゲート絶縁膜２２４、ゲート電極２２６、ドレイン電極２２８、ソース電極２３０を含む。ゲート電極２２６は、ゲート絶縁膜２２４を介して半導体膜２２２の少なくとも一部と交差するように配置され、半導体膜２２２とゲート電極２２６が重なる領域にチャネル領域２２２ａが形成される。半導体膜２２２はさらに、チャネル領域２２２ａを挟持する低濃度不純物領域２２２ｃ、およびチャネル領域２２２ａと低濃度不純物領域２２２ｃを挟持する高濃度不純物領域２２２ｂを有する。
【００４４】
ゲート絶縁膜２２４を介し、ゲート電極２２６と同一の層に存在する容量電極２３２が高濃度不純物領域２２２ｂと重なるように設けられる。ゲート電極２２６、容量電極２３２の上には層間絶縁膜２３４が配置される。層間絶縁膜２３４とゲート絶縁膜２２４には、高濃度不純物領域２２２ｂに達する開口が形成され、この開口を覆うようにドレイン電極２２８、ソース電極２３０が配置される。ソース電極２３０の一部は、層間絶縁膜２３４を介して高濃度不純物領域２２２ｂの一部と容量電極２３２と重なり、高濃度不純物領域２２２ｂの一部、ゲート絶縁膜２２４、容量電極２３２、層間絶縁膜２３４、およびソース電極２３０の一部によって保持容量２１４が形成される。
【００４５】
駆動トランジスタ２０２や保持容量２１４の上にはさらに平坦化膜２３６が設けられる。平坦化膜２３６は、ソース電極２３０に達する開口を有し、この開口と平坦化膜２３６の上面の一部を覆う接続電極２３８がソース電極２３０と接するように形成される。平坦化膜２３６上にはさらに付加容量電極２４０が設けられる。接続電極２３８と付加容量電極２４０を覆うように容量絶縁膜２４２が配置される。容量絶縁膜２４２は、平坦化膜２３６の開口では接続電極２３８の一部を覆わず、接続電極２３８の上面を露出する。これにより、接続電極２３８を介し、その上に設けられる第１の電極１１０とソース電極２３０間の電気的接続が可能となる。容量絶縁膜２４２には、その上に設けられる隔壁１０４と平坦化膜２３６の接触を許容するための開口２４４を設けてもよい。開口２４４を通して平坦化膜２３６中の不純物を除去することができ、これによって発光素子１００の信頼性を向上させることができる。なお、接続電極２３８や開口２４４の形成は任意である。第１実施形態で述べたように、隔壁１０４の第１の開口１０４ａにおいて第１の電極１１０の表面が露出する（図２参照）。
【００４６】
容量絶縁膜２４２上には、接続電極２３８と付加容量電極２４０と重なる第１の電極１１０が設けられる。容量絶縁膜２４２は付加容量電極２４０と第１の電極１１０によって挟持され、この構造によって付加容量２１６が形成される。第１実施形態で述べたように、第１の電極１１０には凹面１１２が形成される（図２参照）。
【００４７】
第１の電極１１０の上には、第１の電極１１０の端部を覆う隔壁１０４が設けられる。第１の電極１１０、隔壁１０４を覆うようにＥＬ層１２０、およびその上の第２の電極１４０が設けられる。ＥＬ層１２０を構成する各機能層や第２の電極１４０は、インクジェット法やスピンコート法、印刷法、蒸着法、あるいはスパッタリング法を適宜適用して形成される。図１２では、見やすさを考慮し、ＥＬ層１２０の詳細な構造は図示していない。
【００４８】
表示装置１６０は、任意の構成として、発光素子１００保護するためのパッシベーション膜２５０を備えてもよい。パッシベーション膜２５０の構造も任意に決定することができ、単層構造、積層構造のいずれを採用してもよい。積層構造を有する場合、図１２に示すように、例えばケイ素含有無機化合物を含む第１の層２５０ａ、樹脂を含む第２の層２５０ｂ、ケイ素含有無機化合物を含む第３の層２５０ｃが順次積層した構造を採用することができる。ケイ素含有無機化合物としては窒化ケイ素や酸化ケイ素が挙げられる。樹脂としてはエポキシ樹脂やアクリル樹脂、ポリエステル、ポリカルボナートなどが挙げられる。
【００４９】
表示装置１６０はさらに、パッシベーション膜２５０上に対向基板１５０が設けられる。対向基板１５０には、基板１０２で使用可能な材料を含むことができる。対向基板１５０上に（図１２では対向基板１５０の下）発光素子１００の構成の一つである遮光膜１５２が形成され、さらに遮光膜１５２とその第２の開口１５２ａと重なるようにカラーフィルタ１５４が配置される。ここで示した例では、遮光膜１５２とカラーフィルタ１５４上にオーバーコート１５６が設けられている。
【００５０】
図１２では、画素回路などが基板１０２と対向基板１５０に挟まれるよう、対向基板１５０が図示しないシール材を用いて基板１０２と固定される。これにより、発光素子１００が基板１０２、対向基板１５０、およびシール材によって封止される。基板１０２と対向基板１５０に挟まれる空間２５２には窒素やアルゴンなどの不活性ガスを封入してもよく、あるいは樹脂を充填しても良い。樹脂には乾燥剤が混合されていてもよい。また、基板１０２と対向基板１５０間の距離、すなわち、第１の電極１１０と遮光膜１５２間の距離は、図示しないスペーサを用いて調整してもよい。これにより、第１実施形態で述べた距離ａ、ｄ、角度θの関係が実現される。あるいは、パッシベーション膜２５０とオーバーコート１５６、あるいはパッシベーション膜２５０とカラーフィルタ１５４は直接接するように表示装置１６０を構成してもよい。あるいは、他の接着層やタッチセンサを介して対向基板１５０を基板１０２上に固定してもよい。
【００５１】
［３．作製方法］
以下、表示装置１６０の作製方法を述べる。ここでは、第１の電極１１０が三層構造を有する例を用いて説明を行う。容量絶縁膜２４２の形成までは公知の材料や方法を適用して行うことができるので、説明は割愛する。
【００５２】
図１３（Ａ）に、一つの画素１６２の一部の断面模式図を示す。ここでは、平坦化膜２３６とその上に形成される接続電極２３８と付加容量電極２４０、および容量絶縁膜２４２が示されている。容量絶縁膜２４２の形成後、ＩＴＯやＩＺＯをターゲットとして用いるスパッタリング法により、第１の導電膜１１４を形成する。引き続き、化学気相堆積（ＣＶＤ）法やスパッタリング法を用い、第２の導電膜１１６が形成される（図１３（Ｂ））。
【００５３】
この後、凹面１１２を形成しない領域を覆うようにレジストマスク２６０を形成する。引き続き等方性エッチングを第２の導電膜１１６に対して行い、レジストマスク２６０から露出している部分に凹面１１６ａを形成する。この時のエッチングはいわゆるハーフエッチングであり、例えばリン酸が３０ｖｏｌ％〜７０ｖｏｌ％、硝酸が０．３ｖｏｌ％〜１０ｖｏｌ％、酢酸が２０ｖｏｌ％〜５０ｖｏｌ％の範囲で調製される混酸を用いて行えばよい。その後、レジストマスク２６０はアッシングなどによって除去される（図１３（Ｄ））。
【００５４】
その後、第３の導電膜１１８を、第１の導電膜１１４と同様の方法によって形成する（図１４（Ａ））。凹面１１６ａ（図１３（Ｄ）参照）に起因し、第３の導電膜１１８も凹面１１６ａと重なる凹面を有する。その後図１４（Ａ）に示すように、凹面１１６ａを覆うようにレジストマスク２６１を形成し（図１４（Ａ）、ドライエッチング、あるいはウェットエッチングを適用し、レジストマスク２６１に覆われていない第１の導電膜１１４、第２の導電膜１１６、第３の導電膜１１８を除去し、第１の電極１１０が成形される。その後レジストマスクは２６１アッシングなどによって除去される（図１４（Ｂ））。
【００５５】
次に、第１の電極１１０の端部を覆う隔壁１０４を形成する（図１４（Ｃ））。隔壁１０４は感光性の樹脂（エポキシ樹脂やアクリル樹脂）を第１の電極１１０上に塗布し、露光、現像、加熱処理を順次行うことで形成される。第１実施形態で述べたように、隔壁１０４は、その端部が曲面１１０ｂと重なるように設けられる（図２参照）。
【００５６】
引き続き、第３の導電膜１１８と隔壁１０４上にＥＬ層１２０と第２の電極１４０を順次形成する（図１４（Ｄ））。ＥＬ層１２０や第２の電極１４０は、インクジェット法やスピンコート法、印刷法、蒸着法、スパッタリング法などを適宜適用することで形成される。
【００５７】
次に、図１４（Ｄ）に示すように、第２の電極１４０上にパッシベーション膜２５０を形成する。パッシベーション膜２５０が三層の構造を有している場合、まず第１の層２５０ａを第２の電極１４０を覆うように、かつ、第２の電極１４０と接するように形成する。第１の層２５０ａは、例えば窒化ケイ素や酸化ケイ素などの無機材料を含み、ＣＶＤ法やスパッタリング法を適用して形成される。
【００５８】
引き続き第２の層２５０ｂを形成する。第２の層２５０ｂはアクリル樹脂やエポキシ樹脂などの樹脂を含む。図１４（Ｄ）に示すように、第２の層２５０ｂは、隔壁１０４に起因する凹凸を吸収し、平坦な上面を与えるような厚さで形成してもよい。第２の層２５０ｂは、印刷法やインクジェット法、スピンコート法などによって形成することができる。あるいは、上記樹脂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２５０ａに吹き付け、その後オリゴマーを重合することによって第２の層２５０ｂを形成してもよい。
【００５９】
その後、第３の層２５０ｃを形成する。第３の層２５０ｃは、第１の層２５０ａで使用可能な材料を含むことができ、第１の層２５０ａの形成に適用可能な方法で形成することができる。
【００６０】
その後、対向基板１５０を基板１０２上に、ＥＬ層１２０などを挟むように固定する（図１５）。対向基板１５０上には第１実施形態で述べた構造を有する遮光膜１５２やカラーフィルタ１５４、ならびにオーバーコート１５６が設けられるが、これらは、既知の方法を提供することで形成できるため、説明は割愛する。上述したように、対向基板１５０は、パッシベーション膜２５０が遮光膜１５２やカラーフィルタ１５４、あるいはオーバーコート１５６に接しないように設けることもでき、あるいは図１５に示すように、遮光膜１５２やカラーフィルタ１５４、あるいはオーバーコート１５６が接着層２６２を介してパッシベーション膜２５０と接するように設けてもよい。
【００６１】
以上のプロセスにより、表示装置１６０を作製することができる。
【００６２】
第１実施形態で述べたように、発光素子１００の構造により、外光反射を効果的に抑制することが可能である。このため、発光素子１００が各画素１６２に配置される表示装置１６０では、表示領域１６４における外光反射が抑制されるため、表示領域１６４上に表示される映像の視認性が高い。すなわち、本発明の実施形態を適用することにより、屋外などの外光強度が高い場所でも良好な画像視認性を示す表示装置を提供することができる。
【００６３】
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。
【００６４】
本明細書においては、開示例として主に有機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。
【００６５】
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】
【００６６】
１００：発光素子、１０２：基板、１０４：隔壁、１０４ａ：第１の開口、１１０：第１の電極、１１０ａ：平面、１１０ｂ：曲面、１１０ｃ：領域、１１２：凹面、１１４：第１の導電膜、１１６：第２の導電膜、１１６ａ：凹面、１１８：第３の導電膜、１２０：ＥＬ層、１２２：直線、１２４：法線、１２６：接線、１２８：鎖線、１３０：鎖線、１３４：点線、１４０：第２の電極、１５０：対向基板、１５２：遮光膜、１５２ａ：第２の開口、１５２ｂ：テーパー部、１５４：カラーフィルタ、１５６：オーバーコート、１６０：表示装置、１６２：画素、１６２ａ：第１の画素、１６２ｂ：第２の画素、１６２ｃ：第３の画素、１６４：表示領域、１６６：走査線側駆動回路、１６８：信号線側駆動回路、１７０：配線、１７２：ＦＰＣ、１７４：駆動ＩＣ、１８０：高電位電源線、１８２：電流供給線、１８４：低電位電源線、１８６：第１の信号線、１８８：第２の信号線、１９０：書込制御走査線、１９２：初期化制御走査線、１９４：補正制御走査線、１９６：リセット制御線、１９８：発光制御走査線、２００：リセット信号線、２０２：駆動トランジスタ、２０４：初期化トランジスタ、２０６：書込トランジスタ、２０８：補正トランジスタ、２１０：発光制御トランジスタ、２１２：リセットトランジスタ、２１４：保持容量、２１６：付加容量、２２０：アンダーコート、２２２：半導体膜、２２２ａ：チャネル領域、２２２ｂ：高濃度不純物領域、２２２ｃ：低濃度不純物領域、２２４：ゲート絶縁膜、２２６：ゲート電極、２２８：ドレイン電極、２３０：ソース電極、２３２：容量電極、２３４：層間絶縁膜、２３６：平坦化膜、２３８：接続電極、２４０：付加容量電極、２４２：容量絶縁膜、２４４：開口、２５０：パッシベーション膜、２５０ａ：第１の層、２５０ｂ：第２の層、２５０ｃ：第３の層、２６０：レジストマスク、２６２：接着層
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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