(57)【要約】【課題】  簡易な構造で発光効率の高い有機ＥＬ表示装置及びこの有機ＥＬ表示装置の簡便な製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  基板１と、該基板１の表面に形成された透明な第１電極２と、該第１電極２に積層された発光層３と、該発光層３に積層された第２電極４とを備え、基板１の表面の、発光層３から発した光が透過する部分に凹部６が形成されているものである。また、上記の凹部６が球面状に形成され、第１電極２がレンズとして機能するものである。【選択図】        図１
2005302308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板の表面に形成された透明な第１電極と、該第１電極に積層された発光層と、該発光層に積層された第２電極とを備え、
前記基板の表面の、前記発光層から発した光が透過する部分に凹部が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】
前記凹部が球面状に形成され、前記第１電極がレンズとして機能することを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記基板が、ガラスからなることを特徴とする請求項１又は２記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記第１電極が前記凹部の内部の全体に充填され、前記第１電極の前記発光層に接する面が平坦に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記発光層の前記第１電極に接する面と前記第２電極に接する面が共に球面状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
前記発光層の前記第１電極に接する面が球面状に形成され、前記発光層の前記第２電極に接する面が平坦に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
前記第１電極に形成された窪みに、該窪みの開口部が平坦になるように前記発光層及び前記第２電極が充填されていることを特徴とする請求項５記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項８】
基板と、該基板の表面に形成される透明な第１電極と、該第１電極に積層される発光層と、該発光層に積層される第２電極とを備えた有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
前記基板の表面の、前記発光層から発した光が透過する部分に球面状の凹部を形成する工程と、前記第１電極を、前記基板の表面に、前記凹部の内部に少なくとも前記第１電極の一部がレンズとして機能するように形成する工程と、前記第１電極に発光層を積層する工程と、前記発光層に第２電極を積層する工程とを有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記凹部を形成する工程が、ウェットエッチングによって行われることを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記凹部を形成する工程が、ドライエッチングによって行われることを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記凹部を形成する工程が、サンドブラストによって行われることを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記凹部を形成する工程が、機械的切削手段によって行われることを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置及びその製造方法に関し、特に簡易な構造で発光効率の高い有機ＥＬ表示装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の有機ＥＬ表示装置では、平板状のガラス基板、陽極、発光層（有機ＥＬ層とも言われる）及び陰極を平坦に積層した構造であったため、発光層から斜め方向に出射した光が、陽極とガラス基板の界面で全反射等により反射されてしまい、有機ＥＬ表示装置の外部発光効率が低下してしまうという問題点があった。
【０００３】
このため従来の発光素子およびその製造方法では、発光層、電極とは別に、電極の上層にレンズを設けて、このレンズで発光層から発せられた光を集光して外部に出射するすることにより、発光効率を向上させているものがあった。
【特許文献１】特開２００３−３１３５３号公報（図１、図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし従来の発光素子およびその製造方法では（例えば、特許文献１参照）、発光層から発せられた光を集光するためのレンズを発光素子ごとに設けなければならず、また微小なレンズを精密に作成する必要があるため、製造工程が複雑となりコストが高くなるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、簡易な構造で発光効率の高い有機ＥＬ表示装置及びこの有機ＥＬ表示装置の簡便な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、基板と、該基板の表面に形成された透明な第１電極と、該第１電極に積層された発光層と、該発光層に積層された第２電極とを備え、基板の表面の、発光層から発した光が透過する部分に凹部が形成されているものである。
基板の表面の、発光層から発した光が透過する部分に凹部が形成されているため、例えばこの凹部の内部に第１電極を形成してレンズの機能を持たせるようにすれば、第１電極と基板の界面における斜め方向に出射する光の反射を抑制することができ、発光効率の高い有機ＥＬ表示装置を得ることが出来る。
【０００７】
また本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、上記の凹部が球面状に形成され、第１電極がレンズとして機能するものである。
凹部が球面状に形成され、その内部に形成された第１電極が凸状のレンズとして機能するため、第１電極と基板の界面における斜め方向に出射する光の反射を抑制することができ、集光効果も得られるため、有機ＥＬ表示装置の発光効率を向上させることができる。
【０００８】
また本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、上記の基板が、ガラスからなるものである。
基板が透明なガラスからなるため、発光層から発した光が系外に透過することができ、また上記の凹部をフッ酸等により容易に形成することができる。
【０００９】
また本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、上記の第１電極が凹部の内部の全体に充填され、第１電極の発光層に接する面が平坦に形成されているものである。
第１電極が凹部の内部の全体に充填されているため、例えば球面状の凹部の形に対応した凸レンズが形成され、第１電極と基板の界面における斜め方向に出射する光の反射を抑制することができる。また第１電極の発光層に接する面が平坦に形成されているため、発光層及び第２電極を容易に形成することができる。
【００１０】
また本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、上記の発光層の第１電極に接する面と第２電極に接する面が共に球面状であるものである。
発光層の第１電極に接する面と第２電極に接する面が共に球面状であるため、発光層から発せられた光が第１電極及び基板の表面に対して直角に近い角度で入射し、全反射等の光の反射を抑制することができる。
【００１１】
また本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、発光層の第１電極に接する面が球面状に形成され、発光層の第２電極に接する面が平坦に形成されているものである。
発光層の第１電極に接する面が球面状に形成されているため、発光層から発せられた光が第１電極及び基板の表面に対して直角に近い角度で入射し、全反射等の光の反射を抑制することができる。また、発光層の第２電極に接する面が平坦に形成されているため、第２電極を容易に作成することができる。
【００１２】
また本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、第１電極に形成された窪みに、該窪みの開口部が平坦になるように発光層及び第２電極が充填されているものである。
第１電極に形成された窪みに、該窪みの開口部が平坦になるように発光層及び第２電極が充填されているため、第１電極、発光層及び第２電極を薄く形成することができ、有機ＥＬ表示装置全体を薄くすることもできる。
【００１３】
本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法は、基板と、該基板の表面に形成される透明な第１電極と、該第１電極に積層される発光層と、該発光層に積層される第２電極とを備えた有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、基板の表面の、発光層から発した光が透過する部分に球面状の凹部を形成する工程と、第１電極を、基板の表面に、凹部の内部に少なくとも第１電極の一部がレンズとして機能するように形成する工程と、第１電極に発光層を積層する工程と、発光層に第２電極を積層する工程とを有するものである。
基板の表面の、発光層から発した光が透過する部分に球面状の凹部を形成し、第１電極を、基板の表面に、凹部の内部に少なくとも第１電極の一部がレンズとして機能するように形成するため、第１電極と基板の界面における斜め方向に出射する光の反射を抑制することができ、集光効果も得られるため、有機ＥＬ表示装置の発光効率を向上させることができる。
【００１４】
また本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法は、上記の凹部を形成する工程が、ウェットエッチングによって行われるものである。
例えば、フォトリソグラフィーでレジストパターンを形成した後に、ウェットエッチングを行うことにより等方的なエッチングで凹部を形成するようにすれば、球面状の凹部を容易に形成することができる。
【００１５】
また本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法は、上記の凹部を形成する工程が、ドライエッチングによって行われるものである。
例えば、フォトリソグラフィーでレジストパターンを形成した後に、ドライエッチングを行うことにより凹部を形成するようにすれば、上記のウェットエッチングと同様に容易に凹部を形成することができる。
【００１６】
また本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法は、上記の凹部を形成する工程が、サンドブラストによって行われるものである。
凹部をサンドブラストによって形成すれば、レジスト等を形成せずに凹部を形成することができる。
【００１７】
また本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法は、上記の凹部を形成する工程が、機械的切削手段によって行われるものである。
凹部を機械的切削手段によって形成すれば、レジスト等を形成せずに凹部を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施形態１．
図１、図２、図３及び図４は、本発明の実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置の要部を示した縦断面模式図である。なお図１から図４では、有機ＥＬ表示装置の駆動に必要なＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）配線等は省略して示している。
図１に示す有機ＥＬ表示装置は、ガラスからなる基板１、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等からなる透明な第１電極２、発光層３、第２電極４、隔壁５を備えている。なお本実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置では、第１電極２が共通電極となっている。第１電極２は基板１の表面に形成されており、第１電極２に積層されるように発光層３が複数形成されており、また発光層３に積層するように第２電極４が複数形成されている。
【００１９】
隔壁５は、個々の発光層３（第２電極４）が構成する画素を仕切るために設けられている。この画素はカラー有機ＥＬディスプレイの場合、赤、緑及び青の画素が周期的に形成されている。また発光層３は、電子注入層、電子輸送層、発光部分、正孔注入層、正孔輸送層（図示せず）等が積層された構造であり、これらに第１電極２及び第２電極４によって電圧が印加されて、電子と正孔が再結合することにより発光部分から光を発するようになっている。なお本実施形態１では、ＴＦＴ配線（図示せず）が第２電極４側に形成されているものとし、光が第１電極２及び基板１側に出射される、いわゆるトップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置であるとする。
【００２０】
基板１の、発光層３及び第２電極４の積層されている位置で、発光層３から発した光が透過する部分には凹部６が形成されている。凹部６は、例えば球面レンズ状の球面状に形成されており、第１電極２は基板１の凹部６が形成された側の表面に形成されている。第１電極２は、凹部６の内部の全体に充填されており、凹部６と反対側の発光層３に接する面は平面になるように平坦に形成されている。図１に示す有機ＥＬ表示装置では、第１電極２の凹部６に対応する部分に、平板状の発光層３及び第２電極４が形成されている。なお本実施形態１の凹部６は、有機ＥＬ表示装置の上面側から見ると円形であって、個々の発光層３（第２電極４）の部分に個別に形成されているものとする。但し、凹部６の上面側から見た形状は円形には限定されず、その他の形状であってもよい。
【００２１】
図１に示す有機ＥＬ表示装置では、基板１の表面に凹部６が球面状に形成されており、第１電極２が凹部６の内部の全体に充填されて凸レンズ形状になっているため、この部分の第１電極２がレンズとして機能する。このため第１電極２と基板１の界面を斜め方向に出射する光（図１の矢印参照）が透過する際の全反射等による反射を抑制することができる。また集光効果も得られるため、有機ＥＬ表示装置の発光効率を向上させることができる。
【００２２】
図２は、本発明の実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置の他の例を示した縦断面模式図である。なお図２の有機ＥＬ表示装置は、図１の有機ＥＬ表示装置と第１電極２、発光層３、第２電極４の形状が異なるだけで、それ以外の部分は図１の有機ＥＬ表示装置と同様であるとする。また図１の有機ＥＬ表示装置と同じ構成要素は、同じ符号を付し説明を省略する。
図２に示す有機ＥＬ表示装置は、第１電極２が凹部６の内部の全体に充填されずに、凹部６の内面をコーティングする形で薄く形成されている。そして第１電極２の窪みの部分に、発光層３がこの窪みをコーティングする形で形成されている。このため、発光層３の第１電極２に接する面と第２電極４に接する面は共に球面状となっている。また第２電極４は発光層３に積層されて、発光層３と反対側の面が平坦になるように形成されている。なお第２電極４の発光層３と反対側の面は、必ずしも平坦にする必要はない。
【００２３】
図２の有機ＥＬ表示装置では、凹部６の内部の第１電極の肉厚が薄いため、図１に比べてレンズとしての効果は低くなるが、発光層３の第１電極２に接する面と第２電極４に接する面が共に球面状であるため、発光層３から発せられた光が第１電極２及び基板１の表面に対して直角に近い角度で入射し、全反射等による光の反射を抑制することができる。
【００２４】
図３は、本発明の実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置の他の例を示した縦断面模式図である。なお図３の有機ＥＬ表示装置は、図１の有機ＥＬ表示装置と第１電極２、発光層３、第２電極４の形状が異なるだけで、それ以外の部分は図１の有機ＥＬ表示装置と同様であるとする。また図１の有機ＥＬ表示装置と同じ構成要素は、同じ符号を付し説明を省略する。
図３に示す有機ＥＬ表示装置は、第１電極２が凹部６の内部の全体に充填されずに、凹部６の内面をコーティングする形で薄く形成されている。そして第１電極２の窪みの部分に、発光層３がこの窪みを埋める形で形成されている。このため、発光層３の第１電極２に接する面が球面状になっている。また、発光層３の第２電極４と接する面が平坦に形成されており、この面と第１電極２の光が出射する側の反対側の面（凹部６の部分を除く）が同一平面になるようになっている。
【００２５】
図３の有機ＥＬ表示装置では、図２の有機ＥＬ表示装置と同様に、発光層３から発せられた光が第１電極２及び基板１の表面に対して直角に近い角度で入射するため、全反射等による光の反射を抑制することができる。
【００２６】
図４は、本発明の実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置の他の例を示した縦断面模式図である。なお図４の有機ＥＬ表示装置は、図１の有機ＥＬ表示装置と第１電極２、発光層３、第２電極４の形状が異なるだけで、それ以外の部分は図１の有機ＥＬ表示装置と同様であるとする。また図１の有機ＥＬ表示装置と同じ構成要素は、同じ符号を付し説明を省略する。
図４に示す有機ＥＬ表示装置は、第１電極２が凹部６の内部の全体に充填されずに、凹部６の内面をコーティングする形で薄く形成されている。そして発光層３及び第２電極４がこの窪みを埋める形で、第１電極２に形成された窪みの開口部７が平坦となるように発光層３及び第２電極４が充填されている。また、第２電極４の発光層３と接していない面と、発光層３の第１電極２及び第２電極４に接していない面は平坦に形成されており、これらの面と第１電極２の光が出射する側の反対側の面（凹部６の部分を除く）が同一平面になるようになっている。
【００２７】
図４の有機ＥＬ表示装置では、図２の有機ＥＬ表示装置と同様に、発光層３から発せられた光が第１電極２及び基板１の表面に対して直角に近い角度で入射するため、全反射等の光の反射を抑制することができる。また、第１電極２に形成された窪みに、該窪みの開口部７が平坦になるように発光層３及び第２電極４が充填されているため、第１電極２、発光層３及び第２電極４を薄く形成することができ、隔壁５の厚みを薄くすることで有機ＥＬ表示装置全体を薄くすることもできる。
【００２８】
本実施形態１では、基板１の表面の、発光層３から発した光が透過する部分に曲面状の凹部６が形成され、この凹部６の内部に第１電極２を形成してレンズの機能を持たせるようにしているため、第１電極２と基板１の界面における斜め方向に出射する光の反射を抑制することができ、また集光効果も得られ、発光効率の高い有機ＥＬ表示装置を得ることが出来る。
【００２９】
実施形態２．
図５は本発明の実施形態２に係る有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す縦断面模式図である。なお本実施形態２では、実施形態１の図１から図４に示す有機ＥＬ表示装置の基板１を製造する工程を示している。
まずガラス基板１ａを用意し（図５（ａ））、その片方の表面にフォトリソグラフィーによってレジスト１０をパターニングする（図５（ｂ））。このパターニングは、凹部６となる部分の中央部に開口部が形成されるように行う。そしてレジスト１０をマスクとして、フッ酸系薬液でウェットエッチングを行い、凹部６を形成する（図５（ｃ））。なお図５（ｃ）では、フッ酸系薬液によるウェットエッチングの代わりに、ガスによるドライエッチングを行ってもよい。最後にレジスト１０を除去することにより、基板１が完成する（図５（ｄ））。
【００３０】
ここでは、フッ酸系薬液によるウェットエッチング又はガスによるドライエッチングによって凹部６を形成する製造方法を示したが、これらに代えて凹部６をサンドブラストによって形成するようにしてもよい。サンドブラストとは、微小な粒子を噴射してガラス基板１ａにぶつけることにより凹部６を形成するもので、図５（ｂ）でレジスト１０を形成する必要がない。なお球面状の凹部６を形成するには、微小な粒子を噴出する噴出口を回転移動させる等の方法がある。また機械的切削手段によりガラス基板１ａに直接凹部６を形成する方法もある。
【００３１】
凹部６の形成された基板１が完成した後の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、従来の有機ＥＬ表示装置の製造方法と同様である。即ち、ＩＴＯ等からなる第１電極２をスパッタ等で形成した後に、隔壁５を形成する。そして、電子注入層等からなる発光層３を蒸着等によって形成し、スパッタ等で第２電極４を形成する。その後、ＴＦＴ配線、封止膜などを形成して有機ＥＬ表示装置が完成する。
【００３２】
本実施形態２では、ガラス基板１ａの表面の、発光層３から発した光が透過する部分に球面状の凹部６を形成するため、実施形態１で説明したように、第１電極２と基板１の界面における斜め方向に出射する光の反射を抑制することができ、集光効果も得られるため、有機ＥＬ表示装置の発光効率を向上させることができる。
またガラス基板１ａを、フッ酸系薬液によるウェットエッチングやガスによるドライエッチングで加工することにより、容易に凹部６を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
なお本発明に係る有機ＥＬ表示装置の構造は、有機ＥＬ表示装置以外の自発光型の表示装置（例えば、無機ＥＬ等）の発光面に凹部を形成する等の形で応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置の要部を示した縦断面模式図。
【図２】実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置の他の例を示した縦断面模式図。
【図３】実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置の他の例を示した縦断面模式図。
【図４】実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置の他の例を示した縦断面模式図。
【図５】実施形態２に係る有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す縦断面模式図。
【符号の説明】
【００３５】
１  基板、２  第１電極、３  発光層、４  第２電極、５  隔壁、６  凹部、７  開口部、１０  レジスト。
【図１】
2005302308.tif 000003
【図２】
2005302308.tif 000004
【図３】
2005302308.tif 000005
【図４】
2005302308.tif 000006
【図５】
2005302308.tif 000007