(57)【要約】【課題】  表示領域に渡ってより均一な明るさの発光を得ることができ、表示ムラの少ない表示装置を提供する。【解決手段】  第１の有機ＥＬ素子における駆動電圧の降下は、第２の有機ＥＬ素子における駆動電圧の降下よりも大きく、  第１の有機ＥＬ素子の有機化合物層の膜厚と、第２の有機ＥＬ素子の有機化合物層の膜厚とが異なり、  第１の有機ＥＬ素子の光取り出し効率が第２の有機ＥＬ素子の光取り出し効率よりも高い。【選択図】  図２
2007184543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部電極と、下部電極と、前記上部電極と前記下部電極との間に配置されている有機化合物層とを有する有機ＥＬ素子が複数配置されている表示部と、
前記表示部に配置されている第１の前記有機ＥＬ素子と、前記第１の有機ＥＬ素子よりも前記表示部の端部に近い位置に配置されている第２の前記有機ＥＬ素子に駆動電圧を与える回路と、を有する表示装置において、
前記第１の有機ＥＬ素子における前記駆動電圧の降下は、前記第２の有機ＥＬ素子における前記駆動電圧の降下よりも大きく、
前記第１の有機ＥＬ素子の前記有機化合物層の膜厚と、前記第２の有機ＥＬ素子の前記有機化合物層の膜厚とが異なり、
前記第１の有機ＥＬ素子の光取り出し効率が前記第２の有機ＥＬ素子の光取り出し効率よりも高いことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記上部電極は、光取り出し側の電極であり、前記下部電極は反射部材であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記有機化合物層の膜厚は、前記有機化合物層内に存在する発光位置と、前記反射部材の反射位置との間の膜厚であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記上部電極は半透明反射電極であり、且つ、
前記有機化合物層の膜厚は、前記半透明反射電極の前記下部電極側の界面と、前記反射部材の反射位置との間の膜厚であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記上部電極は陰極であり、前記下部電極は陽極であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の表示装置を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
一対の電極と、前記一対の電極間に配置されている有機化合物層とを有する有機ＥＬ素子が複数配置されている表示部と、
前記表示部に配置されている第１の前記有機ＥＬ素子と、前記第１の有機ＥＬ素子よりも前記表示部の端部に近い位置に配置されている第２の前記有機ＥＬ素子に駆動電圧を与える回路と、を有する表示装置の製造方法において、
前記有機化合物層を形成する工程は、
前記第１の有機ＥＬ素子の前記駆動電圧と前記第２の有機ＥＬ素子の前記駆動電圧の差を補償するように、前記第１の有機ＥＬ素子の前記有機化合物層の膜厚と前記第２の有機ＥＬ素子の前記有機化合物層の膜厚とを異ならせる工程であることを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項８】
基板上の複数の表示装置領域にそれぞれ複数の有機ＥＬ素子を形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子を形成する工程の後前記基板を分割することで複数の表示装置を得る工程と、を有する表示装置の製造方法において、
前記複数の有機ＥＬ素子を形成する工程は、前記有機ＥＬ素子を構成する有機化合物を蒸着により成膜する蒸着工程を有し、
前記蒸着工程は、前記表示装置領域毎に開口パターンが異なるマスクを用い、
前記マスクの前記開口パターンは、前記表示領域毎に、中央部の開口が、周辺部の開口よりも広いことを特徴とする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、電流を注入して発光する有機エレクトロルミネッセント素子（以下有機ＥＬ素子という）を有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年有機ＥＬ素子を用いた表示装置の研究が盛んである。有機ＥＬ素子は高輝度、広視野角、低消費電力といった利点を持っており、液晶に代わる表示装置として注目されている。
【０００３】
表示装置として用いる場合には、有機ＥＬ素子を複数用いてそれぞれの素子を個別に駆動する必要がある。一般に、有機ＥＬ素子が発光する場合、素子が配置される表示領域の外に配置された電源から電流が供給されその電流が接地電位まで流れるが、電源電位と接地電位との間に配線された有機ＥＬ素子の両電極間を電流が流れることで発光が得られる。有機ＥＬ素子を駆動する方法は、互いに交差するストライプ状の電極の交点部分を順次発光させるいわゆるパッシブマトリクス方式と、素子毎に配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって駆動を制御して発光させるいわゆるアクティブマトリクス方式とがある。
【０００４】
アクティブマトリクス方式の発光素子が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される発光素子は、ＴＦＴを構成するドレイン電極とコンタクトホールを介して接続される電子注入電極と、それに対向して配置される正孔注入電極とがそれぞれ配置されている。正孔注入電極は、透明導電材料であるＩＴＯの層であり、この電極側から光を取り出す構成になっている。そして、対向する電極間に配置される有機薄膜層にＴＦＴによって制御された電流が供給されることによって、有機薄膜層が発光する。
【特許文献１】特開平８−５４８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電源電位を規定する回路素子と有機ＥＬ素子とを接続する配線部分、あるいは接地電位を規定する回路素子と有機ＥＬ素子とを結ぶ配線部分には電気抵抗が存在するため、配線部分において電圧降下が生じ、有機ＥＬに供給される電流に影響を及ぼす。特に、表示装置の高精細化に伴って配線が細線化する、あるいは大画面化に伴って配線が長くなることによって、配線部分における電圧降下が顕著に表れる。
【０００６】
また配線部分の抵抗の影響は、アクティブマトリクス方式において光取り出し側の電極がＩＴＯ等の透明導電膜であって、画素間に跨って配置される共通電極である場合において、特に大きくなる。電極が画素間に跨って配置される場合、電極はそれ自身が表示領域外に配置された回路素子に導通される配線の役割を担うためである。つまり、ある画素を点灯させる場合、点灯する画素以外の画素の電極部分を介して、電流が流れるのである。このとき、電極が透明導電膜等のように金属膜に比べて抵抗率が大きい材料である場合には、電極部分において電圧降下が顕著となり、画素部に供給される電流に影響を及ぼすのである。
【０００７】
パッシブマトリクス方式の表示装置においても同様に電圧降下が起こり得る。パッシブマトリクス方式の場合、電極はストライプ状の電極であり、ある画素を点灯させる場合、その画素以外の電極部分が配線の役割を担う。そのため、電極が透明導電材料のように抵抗率が大きい材料である場合には、電極部分における電圧降下が顕著となり、画素部に供給される電流に影響を及ぼすのである。
【０００８】
以上のことによって、有機ＥＬ素子に供給される電流は配線部分の抵抗によって影響を受けるが、この影響は表示領域内の画素が配置される位置によって異なる。一般に、表示領域外に配置された回路素子に近い画素ほど配線で生じる電圧降下は小さくなるため、画素に供給される電流は大きくなる。また、回路素子から遠い画素ほど配線で生じる電圧降下は大きくなるため、画素に供給される電流は小さくなる。このため、表示領域の中央付近では暗く表示され、表示領域の外側では明るく表示されるというような表示ムラが起こり、表示品質を損ねる結果となってしまう。
【０００９】
そこで本発明は、表示領域に渡ってより均一な明るさの発光を得ることができ、表示ムラの少ない表示装置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】
【００１０】
そこで本発明は、上部電極と、下部電極と、前記上部電極と前記下部電極との間に配置されている有機化合物層とを有する有機ＥＬ素子が複数配置されている表示部と、
前記表示部に配置されている第１の前記有機ＥＬ素子と、前記第１の有機ＥＬ素子よりも前記表示部の端部に近い位置に配置されている第２の前記有機ＥＬ素子に駆動電圧を与える回路と、を有する表示装置において、
前記第１の有機ＥＬ素子における前記駆動電圧の降下は、前記第２の有機ＥＬ素子における前記駆動電圧の降下よりも大きく、
前記第１の有機ＥＬ素子の前記有機化合物層の膜厚と、前記第２の有機ＥＬ素子の前記有機化合物層の膜厚とが異なり、
前記第１の有機ＥＬ素子の光取り出し効率が前記第２の有機ＥＬ素子の光取り出し効率よりも高いことを特徴とする表示装置を提供する。
【００１１】
また、本発明は、一対の電極と、前記一対の電極間に配置されている有機化合物層とを有する有機ＥＬ素子が複数配置されている表示部と、
前記表示部に配置されている第１の前記有機ＥＬ素子と、前記第１の有機ＥＬ素子よりも前記表示部の端部に近い位置に配置されている第２の前記有機ＥＬ素子に駆動電圧を与える回路と、を有する表示装置の製造方法において、
前記有機化合物層を形成する工程は、
前記第１の有機ＥＬ素子の前記駆動電圧と前記第２の有機ＥＬ素子の前記駆動電圧の差を補償するように、前記第１の有機ＥＬ素子の前記有機化合物層の膜厚と前記第２の有機ＥＬ素子の前記有機化合物層の膜厚とを異ならせる工程であることを特徴とする表示装置の製造方法を提供する。
【００１２】
また、本発明は、基板上の複数の表示装置領域にそれぞれ複数の有機ＥＬ素子を形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子を形成する工程の後前記基板を分割することで複数の表示装置を得る工程と、を有する表示装置の製造方法において、
前記複数の有機ＥＬ素子を形成する工程は、前記有機ＥＬ素子を構成する有機化合物を蒸着により成膜する蒸着工程を有し、
前記蒸着工程は、前記表示装置領域毎に開口パターンが異なるマスクを用い、
前記マスクの前記開口パターンは、前記表示領域毎に、中央部の開口が、周辺部の開口よりも広いことを特徴とする表示装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、電圧降下の大きさによって、光学干渉による光取り出し効率を変化させるため、表示領域に渡ってより均一な強度の発光を得ることができ、表示ムラの少ない表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明するが、本発明は本実施の形態に限られるものではない。
【００１５】
本発明に係る表示装置は、上部電極と、下部電極と、電極間に配置されている有機化合物層とを有する有機ＥＬ素子が複数配置されている表示部と、を有する。さらに、表示部に配置されている第１の前記有機ＥＬ素子と、第１の有機ＥＬ素子よりも表示部の端部に近い位置に配置されている第２の有機ＥＬ素子に駆動電圧を与える回路を有する。回路とは、具体的には配線によって上部電極に接続されていて第１の電位を規定する第１の回路と、配線によって下部電極に接続されていて第２の電位を規定する第２の回路である。
【００１６】
つまり、本発明に係る表示装置は、複数の有機ＥＬ素子の発光によって画面を表示する表示装置である。全ての画素が同一色の発光をする単色表示の表示装置であってもよいし、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画素を１単位として発光するフルカラー表示の表示装置であってもよい。なお、第１の電位と、第２の電位はいずれか一方が電源電位であり、他方が接地電位である。また、接地電位とは必ずしも電位が０である必要はないが、一定の電位であり基準電位となる点のことをいう。有機ＥＬ素子の発光は、電源電位から供給された電流が配線を介して、有機ＥＬ素子に流れることで発生し、有機ＥＬを通過した電流は配線を介して接地電位に流れる。
【００１７】
そして、第１の有機ＥＬ素子は、第２の有機ＥＬ素子よりも前記表示部の端部に近く、上部電極と第１の回路との間の電気抵抗あるいは、下部電極と第２の回路との間の電気抵抗は、第２の有機ＥＬ素子よりも第１の有機ＥＬ素子の方が大きい。つまり、電極と駆動電圧を与える回路との間の電気抵抗によって生じる駆動電圧の降下が、第２の有機ＥＬ素子よりも第１の有機ＥＬ素子の方が大きい。表示部とは、複数の有機ＥＬ素子が配置されていて、画像、文字等を表示する部分のことであり、表示部の端部とは、表示部の外縁部のことである。
【００１８】
駆動電圧の降下は、上部電極と第１の回路との間の電気抵抗、あるいは下部電極と第２の回路との間の電気抵抗のいずれか一方によるものであってもよいし、両方によるものであってもよい。駆動電圧の降下とは、配線部分に電流が流れることによって、配線部分の電気抵抗で電力を消費し、有機ＥＬ素子の発光させるための電圧を降下させることである。
【００１９】
そして、第１の有機ＥＬ素子の有機化合物層の膜厚と、第２の有機ＥＬ素子の有機化合物層の膜厚とが異なり、第１の有機ＥＬ素子の光取り出し効率が第２の有機ＥＬ素子の光取り出し効率よりも高い。
第１の有機ＥＬ素子と、第２の有機ＥＬ素子とで有機化合物層の膜厚が異なるとは、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画素を複数配列した表示装置であって、赤色の素子と青色の素子とで膜厚が異なることを意味するものではない。本発明に係る表示装置は、表示領域の中央部と周辺部で発光強度のムラの少ない表示装置を得るためのものであり、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画素を有する場合には、少なくとも１色の画素において有機化合物層の膜厚が異なる素子を有することを意味するものである。また、光取り出し効率とは、有機化合物層において発生した光のうち、有機ＥＬ素子の外部へ取り出される光の割合のことである。
【００２０】
以下、配線の抵抗によって生じる電圧降下について図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態に係る表示装置の回路配線を示す模式図である。図１はいわゆるアクティブマトリクス方式の表示装置の回路を示す図である。図１中、１１は有機ＥＬ素子、１２はデータ線駆動回路、１３は走査線駆動回路、１４はデータ線、１５は走査線である。Ｍ１は素子の発光を制御するスイッチングトランジスタであるＴＦＴ、Ｍ２は素子の発光強度を制御する駆動トランジスタであるＴＦＴ、Ｃ１は発光を保持するための保持容量である。そして、ＶＣＣは電源電位、ＣＧＮＤは接地電位を表し、Ａ、Ｋはそれぞれ有機ＥＬ素子の陽極、陰極を表す。
【００２２】
本実施の形態に係る表示装置は、有機ＥＬ素子１１、スイッチングトランジスタＭ１、駆動トランジスタＭ２、保持容量Ｃ１が１単位となって画素回路を形成し、それらがマトリクス状に配置されている。そして、有機ＥＬ素子の陽極Ａは駆動トランジスタを介して電源電位ＶＣＣを規定する回路と接続され、陰極Ｋは接地電位ＣＧＮＤを規定する回路と接続されている。有機ＥＬ素子の発光は、駆動トランジスタのゲート電位に従って電源電位ＶＣＣを規定する回路と接地電位ＣＧＮＤを規定する回路との間を電流が流れることによって行われる。一般に、有機ＥＬ素子の発光強度は駆動トランジスタのゲート電位によって定まるものであるが、駆動トランジスタのソース−ドレイン間の電位差によっても影響を受ける。これはいわゆるアーリー効果と呼ばれるものである。これについて図６を用いて説明する。図６は駆動トランジスタＭ２のドレイン電流Ｉｄとソース−ドレイン間電位差Ｖｄｓの関係（Ｖｄｓ−Ｉｄ特性）を示す図である。ゲート電位は一定とする。Ｖｄｓが大きくなるとＶｄｓ−Ｉｄ特性の傾きは小さくなるが、アーリー効果によってゼロにはならない。そのため、素子毎にソース−ドレイン間の電位差Ｖｄｓが異なると、駆動トランジスタＭ２のゲート電位が等しくても、ドレイン電流Ｉｄ、すなわち有機ＥＬ素子に流れる電流が異なり、発光強度が異なるのである。
【００２３】
図１においては、電源電位ＶＣＣ、接地電位ＣＧＮＤを模式的に表しているが、実際には電源電位、あるいは接地電位を規定する部分は、表示領域外に配置される回路である。そのため、その回路から有機ＥＬ素子までの配線部分の電気抵抗における電圧降下によって、有機ＥＬ素子の陽極Ａ及び陰極Ｋの電位は、電源電位ＶＣＣ及び接地電位ＣＧＮＤの電位とは異なる電位になる。
【００２４】
本実施の形態において画素回路は図１に示すような構成を示したが、本発明の画素回路は図１に示す回路に限られるものではなく、他の画素回路であってもよい。例えばＴＦＴを３つ有する構成、あるいは４つ有する構成であってもよい。また、図１の画素回路はいわゆる電圧プログラミング方式の回路であるが、電圧プログラミング方式ではなくてもよく、いわゆる電流プログラミング方式の回路であってもよい。
【００２５】
さらに、本発明に係る表示装置の駆動方式は、図１に示すようなアクティブマトリクス方式でなくてもよく、パッシブマトリクス方式であってもよい。
【００２６】
実際の装置構成を示す図２に基づいて、素子毎に陽極の電位、あるいは陰極の電位が異なる原因を説明する。
【００２７】
図２は、本実施の形態に係る表示装置を示す模式図である。図２（ａ）は表示装置の断面模式図、図２（ｂ）は上部電極部分を発光面上方から見たときの模式図、図２（ｃ）は下部電極部分を発光面上方から見たときの模式図である。そして、２１は下部電極、２２は有機化合物層、２３は上部電極、２４は補助配線、２５は端子部、２６はＴＦＴ、２７は補助配線、２８は共通配線、２９は端子部である。
【００２８】
下部電極２１は素子毎に配置されていて、各下部電極２１は各素子に配置されたＴＦＴ２６を介して電源電位を規定する回路（不図示）と接続されている。図２における下部電極２１は、図１における陽極Ａに対応する。そして、各素子のＴＦＴ２６のソース電極を接続する共通配線２８が素子間に跨って配置されていて、表示装置の端部において補助配線２７に接続されている。補助配線２７は端子部２９を介して電源電位を規定する回路（不図示）に接続されている。共通配線２８は、行毎に設けられており、共通配線２８の両端が補助配線２７に接続されている。そして、各行の共通配線が梯子状に配置されている。補助配線２７の形状は「コ」の字状であることが好ましい。
【００２９】
上部電極２３は素子間に跨って配置される共通電極であり、表示領域を超えて表示領域外の部分に広がっている。つまり、上部電極２３は各素子の電極の機能と、各素子と接地電位とを接続する配線の機能とを持っている。図２における上部電極２３は、図１における陰極Ｋに対応している。そして、上部電極２３は表示領域外の部分において補助配線２４を覆うようになっており、補助配線２４と接続されている。補助配線２４は端子部２５を介して接地電位を規定する回路（不図示）に接続されている。補助配線２４の形状は、「ロ」の字状であることが好ましい。
【００３０】
なお、本実施の形態において、上部電極２３側の補助配線２４の形状が「ロ」の字状、下部電極２１側の補助配線２７の形状が「コ」の字状であるが、必ずしもこの形状に限られることはなく、別の形状であってもよい。例えば、上部電極２３側の補助配線２４の形状が「コ」の字状であり、下部電極２１側の補助配線２７が「ロ」の字状であってもよい。また、補助配線２４、あるいは補助配線２７を有しない構成であってもよい。
【００３１】
また、本実施の形態において、上部電極２３が素子間に跨って配置される共通電極であり、下部電極２１が素子毎に配置される電極であるが、必ずしもこの構成に限られるものではない。例えば、上部電極２３が素子毎に配置される電極であってもよいし、下部電極２１が素子間に跨って配置される電極であってもよい。
【００３２】
有機化合物層２２は、少なくとも発光層を有する層であるが、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層、電子注入層等の層を有していてもよい。
【００３３】
各有機ＥＬ素子の発光は電源電位を規定する回路と接地電位を規定する回路との間を電流が流れることによって行われる。しかし、電源電位を規定する回路と下部電極２１との間を接続する共通配線２８、及び補助配線２７の抵抗による電力消費によって、各素子の下部電極２１の電位は異なる。表示領域の中央付近に配置される素子では電圧降下は大きく、表示領域の外側付近に配置される素子では電圧降下が小さい。また、接地電位を規定する回路と上部電極２３との間を接続する上部電極２３自体の抵抗、及び補助配線２４の抵抗による電力消費によって、各素子の上部電極の電位は異なる。表示領域の中央付近に配置される素子では電圧降下は大きく、表示領域の外側付近に配置される素子では電圧降下が小さい。これらのことが原因となって、配置される位置によって、素子毎に陽極の電位あるいは陰極の電位が異なり、そして素子毎に発光強度が異なるのである。
【００３４】
なお、本発明においては、上部電極２３側の抵抗によって生じる電圧降下、及び下部電極２１側の抵抗によって生じる電圧降下のいずれの配線においても電圧降下が生じるものとしたが、いずれか一方の電圧降下のみが生じるとしてもよい。というのも、いずれか一方の電圧降下が他方の電圧降下よりも極めて大きい場合には、電圧降下の大きい方が電流の分布に支配的に影響を及ぼすからである。
【００３５】
図４は、図２ａ−ａ’断面にある各有機ＥＬ素子の電流、光取り出し効率、輝度を表す模式図である。
【００３６】
図４（ａ）は、表示領域内の全素子を同一の輝度表示で発光させようとした場合において、図２ａ−ａ’断面にある各有機ＥＬ素子に流れる電流の分布を示している。一般に、有機ＥＬ素子の発光輝度は電流に比例するため、本発明によらない表示装置は図４（ａ）のような輝度分布になる。なお、図４（ａ）は表示装置の特定の断面を２次元的に表した図であるが、３次元的に表した場合にも同様である。
【００３７】
本願発明者は、配置される位置による駆動電圧の差によって生じる発光強度の差を緩和して表示ムラを低減するために、光学干渉を利用することを考え出した。具体的には、駆動電圧の降下が大きい素子における有機化合物層の膜厚を、光学干渉によって光の取り出し強度を強める膜厚にすることである。そして、駆動電圧の降下が小さい素子における有機化合物層の膜厚を、光学干渉による光の取り出し強度が前記光の取り出し強度よりも弱める膜厚にすることである。
【００３８】
光学干渉とは、２つ以上の光波が重なり合うときに、互いに強めあったり弱めあったりする現象のことである。本発明においては、例えば、発光位置から光取り出し側に向かう光と、発光位置から反射側に向かい反射位置で反射して光取り出し側に向かう光との干渉である。あるいは、光取り出し側の電極が半透明反射電極である場合には、半透明反射電極の反射位置と、反射側の反射位置との間の反射によって生じる干渉のことである。つまり本発明は、光学干渉を利用することによって表示領域内の光取り出し効率を調整し、より均一な発光を得ることができる構成であればよい。
【００３９】
以下、本発明に係る有機ＥＬ素子の素子構成、及び光学干渉について図面に基づいて説明する。
【００４０】
図３は、本発明に係る表示装置を構成する有機ＥＬ素子の一例を示す断面模式図である。３１は陰極、３２は電子輸送層、３３は発光層、３４は正孔輸送層、３５は陽極、３６は基板である。
【００４１】
電子輸送層３２及び正孔輸送層３４は、それぞれ陰極から注入される電子、陽極から注入される正孔を輸送する機能を持っている。そして、発光層３３に輸送された電子と正孔とは、発光層３３において再結合し、励起された分子が基底状態に戻る際に光を発する。一般に、発光は、発光層とそれに隣接する層との界面付近で起こることが多く、特に発光層３３と正孔輸送層３４との界面付近で発光することが多い。このように界面付近で発光する場合には界面を発光位置とする。あるいは、発光層３３内において強度分布を持って発光する場合には発光強度が最も強い位置を発光位置とする。
【００４２】
陰極３１及び陽極３５は、それぞれ電子注入性、正孔注入性の観点から仕事関数の値によって適宜最適な材料が選択される。陰極３１側から光を取り出す構成の場合には、陰極３１は光透過性の材料が選択されることが好ましく、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明性の高い導電性部材が用いられる。そして、陽極３５は、反射性の高い材料が選択されることが好ましく、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｃｒ等の金属が用いられる。反射性の高い材料を用いるのは、発光層３３から陽極３５側に出射する光を反射させて、光取り出し側の陰極３１側から取り出し、光取り出し効率を高めるためである。
【００４３】
また、これとは反対に、陽極３５側から光を取り出す構成の場合には、陽極３５は光透過性の部材であることが好ましく、陰極３１は反射性の部材であることが好ましい。図３においては、陰極３１側から光を取り出す場合を図示したが、本発明は陽極３５側から光を取り出す構成であってもよい。
【００４４】
また、図３においては、陽極３５が基板３６に近い方の電極であるが、本発明は陰極が基板３６に近い方の電極であってもよい。基板３６に近い方の電極が陰極３１である場合には、電極間に配置される有機化合物層の積層順も逆になり、基板３６に近い方から順に、陰極、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、陽極となる。
【００４５】
また、これらの有機ＥＬ素子の層構成は、必ずしも上記の構成に限られるものではなく、例えば、陽極、発光層、陰極の３層構成、陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極の６層構成であってもよい。
【００４６】
また、図３においては、基板３６から遠い方の電極側から光を取り出す構成、いわゆるトップエミッション型の構成であるが、本発明は基板３６に近い方の電極側から光を取り出す構成、いわゆるボトムエミッション型の構成であってもよい。
【００４７】
発光層３３から出射する光として、陰極３１側に出射する光と、陽極３５側に出射する光とがあるが、これらの光を図３（ａ）に示すように干渉によって強め合わせることができる。この干渉による強め合いの場合には、発光位置と反射位置との間の光学距離ｄが関係し、一般にｄがλ／４の奇数倍になるときに強めあいの条件になる。一般に光学距離ｄは屈折率と膜厚の積で表されることから、膜厚の厚薄を調整することで光取り出し効率を調整できるのである。なお、ここでいうλとは、発光層３３から出射する光の波長のことであり、Ｒ、Ｇ、Ｂ素子によるフルカラー表示の場合には、各発光色の波長ことをいう。
【００４８】
また、干渉による強めあいは上記の干渉の他に、光取り出し側の電極に半透明反射電極を用いて、図３（ｂ）に示すように陰極３１と陽極３５との間の光の反射によって生じる多重干渉がある。光取り出し側の電極が光の一部を反射する性質を持つ電極であり、発光層３３から出射した光が陰極３１と陽極３５との間で反射を繰り返し、反射する度に干渉によって強め合うのである。この干渉を利用する場合、光取り出し側の電極には、膜厚が１〜１０ｎｍのごく薄い金属薄膜が用いられることが好ましい。
【００４９】
また、このような多重干渉を利用する場合、強め合いには、半透明反射電極と反射電極との間、つまり本実施の形態の場合には陰極３１と陽極３５との間の光学距離Ｄが関係し、一般にＤがλ／４の奇数倍になるときに強めあいの条件になる。一般に光学距離Ｄは屈折率と膜厚の積で表されることから、膜厚の厚薄を調整することで光取り出し効率を調整できるのである。
【００５０】
本発明では、先に説明した、発光位置と反射位置との間の光学距離ｄによる干渉、あるいは半透明反射電極と反射電極との間の光学距離Ｄによる多重干渉のいずれか一方の干渉を利用してもよく、さらには両方の干渉を利用してもよい。
【００５１】
本発明において、駆動電圧の降下が大きい画素領域における有機化合物層の膜厚は、光学干渉によって光の取り出し強度を強める膜厚である。つまり、駆動電圧の降下が大きい画素領域における有機化合物層の膜厚は、干渉によって強めあう膜厚になっている。具体的には、前述したように、ｄがλ／４の奇数倍あるいはＤがλ／４の奇数倍となるような膜厚であることが好ましい。必ずしも、ｄが厳密にλ／４の奇数倍あるいはＤが厳密にλ／４の奇数倍となる必要はないが、それに近い膜厚であることが好ましい。
【００５２】
また、本発明において、駆動電圧の降下が小さい画素領域における有機化合物層の膜厚は、光学干渉による光の取り出し強度が前記光の取り出し強度よりも弱くなる膜厚である。さらには、駆動電圧の降下が小さい画素領域における膜厚が、素子を駆動する電流値と光取り出し効率との積が前述した駆動電圧の降下が大きい画素領域とに駆動電圧の降下が小さい画素領域とで等しくなるような膜厚であることが好ましい。このようにすることによって、発光領域に渡って均一な輝度の発光を得ることができるからである。
【００５３】
本発明において、図４（ａ）に示すような電流分布になる場合には、図４（ｂ）に示すような光取り出し効率の分布になることが好ましい。つまり、電流Ｉが最小となる位置ｐにおいて光取り出し効率Ｅが最も高くなるようにすることが好ましい。そして、表示領域の外側の位置ｑにおいては光取り出し効率がｐよりも低くなるようにすることが好ましい。各素子において、駆動電流Ｉと光取り出し効率Ｅとの積が等しい値となるようにすることによって、図４（ｃ）に示すように輝度分布を均一にすることができるからである。光取り出し効率の分布を図４（ｂ）のようにするためには、例えば光取り出し効率が最大となる位置ｐ’における有機化合物層の膜厚を、光学距離ｄがλ／４の奇数倍になる膜厚にすればよい。そして、光取り出し効率が低い外側の位置ｑ’における有機化合物層の膜厚を、位置ｐ’の膜厚よりも薄くすればよい。
【００５４】
なお、本発明において、駆動電流Ｉが最小となる位置ｐと光取り出し効率Ｅが最大となる位置ｐ’とが一致することが最良であるが、必ずしも一致する必要はなく、その近傍に位置させることで十分に効果を発揮できる。具体的には、表示領域の外形寸法の縦幅をＨ、横幅をＷとすると、駆動電流Ｉが最小となる位置ｐと光取り出し効率Ｅが最大となる位置ｐ’との差が、縦方向については±Ｈ／４以内、横方向については±Ｗ／４の範囲であることが好ましい。
【００５５】
次に本発明に係る表示装置の製造方法について説明する。
【００５６】
本発明に係る表示装置の製造方法において、有機化合物層を成膜する工程は、電気抵抗によって生じる有機ＥＬ素子の駆動電圧の差を補償するように、膜厚を調整して行う。つまり、第１の有機ＥＬ素子の有機化合物層の膜厚と、第２の有機ＥＬ素子の有機化合物層の膜厚を異ならせる。具体的には、第１の有機ＥＬ素子の有機化合物層の膜厚を光学干渉によって光の取り出し効率を強める膜厚に成膜し、かつ、第２の有機ＥＬ素子の有機化合物層の膜厚を第１の有機ＥＬ素子よりも光取り出し効率が弱くなる膜厚に成膜する。
【００５７】
本発明において、有機化合物層の成膜は、例えば真空蒸着法によって行うことができる。有機化合物層が複数ある場合には、それぞれの層を成膜するごとに成膜室を変えて行うことが好ましい。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ等の複数画素によるフルカラー表示の場合には、マスクを用いて発光色毎にパターニングすることが好ましい。
【００５８】
表示領域内の位置ごとに有機化合物層の膜厚を調整することは、例えば、蒸着源と被成膜面との間の距離を調節することによって行うことができる。蒸着材料は蒸着源から等方的に蒸発するため、被成膜面において蒸着源に近い部分は成膜される膜厚が厚く、蒸着源から遠い部分は成膜される膜厚が薄くなるためである。
【００５９】
図５は、蒸着装置の一例を示す模式図である。５１は成膜室、５２は被成膜基材、５３は蒸着源である。
【００６０】
蒸着源５３から蒸発する蒸着材料は被蒸着基材５２に向かって等方的に飛散する。そのため、蒸着源５３に最も近い蒸着源直上付近に成膜される膜厚は厚くなり、蒸着源５３から遠い被蒸着基材５２の周辺付近に成膜される膜厚は薄くなる。そして、蒸着源５３と被成膜基材５２との距離を調節することによって、膜厚の調整ができる。距離を近づけるほど、周囲に成膜される膜厚と蒸着源直上に成膜される膜厚との差を設けることができ、逆に距離を遠ざけるほど膜厚を均一にすることができる。
【００６１】
また、蒸着源５３の配置位置を左右方向にずらすことで、最も膜厚が厚くなる位置を変えることも可能である。
【００６２】
ところで、表示領域内の位置ごとに有機化合物層の膜厚を調整することは、マスクの中央部と周辺部とで開口パターンの異なるマスクを用いることによっても可能である。図７は、中央部と周辺部とで開口パターンの異なるマスクの一例を示す模式図である。図７において、７１はマスクであり、７２ａ、７２ｂ、７２ｃはそれぞれ開口パターンの異なるマスク開口部を示しており、７２ａ、７２ｂ、７２ｃの順に開口が小さくなっている。
【００６３】
そして、開口が最も大きい開口部７２ａがマスクの中央部に配置され、開口が最も小さい開口部７２ｃがマスクの周辺部に配置されている。つまり、開口が大きい開口部を表示領域の電圧降下が大きい領域に配置し、その周辺方向に向かうに従い開口を小さくする。図７では、模式的に３段階でサイズを変えた図になっているが、より多くの段階に分けてもよく、段階が増えるほど膜厚分布をより滑らかにすることができる。マスク７１を使用する際は、被蒸着基材５２とはギャップを設けて重ねることでメッシュ状のパターンから蒸着材料を回り込ませて連続的に膜を形成する。このように蒸着することで、メッシュ状のパターンの開口が大きい領域は膜厚が大きく、開口が小さくなるにつれて膜厚が小さくなる。
【００６４】
このように、開口パターンが異なるマスクを用いることによって、表示領域内の位置ごとに有機化合物層の膜厚を調整することが可能であるが、この開口パターンが複数設けられた大型のマスクを用いることによって複数の表示装置の製造を同時に行うことができる。
【００６５】
つまり、本発明は、基板上の複数の表示装置領域にそれぞれ複数の有機ＥＬ素子を形成する工程と、複数の有機ＥＬ素子を形成する工程の後基板を分割することで複数の表示装置を得る工程と、を有する表示装置の製造方法を提供する。
【００６６】
そして、複数の有機ＥＬ素子を形成する工程は、有機ＥＬ素子を構成する有機化合物を蒸着により成膜する蒸着工程を有し、蒸着工程は、表示装置領域毎に開口パターンが異なるマスクを用いる。マスクの開口パターンは、表示領域毎に、中央部の開口が、周辺部の開口よりも広い。
【００６７】
本製造方法は、大型の基板に複数の表示装置領域に対応するマスクを面内に配置した上で有機化合物層の成膜を行うことによって、複数の表示装置領域の成膜を一度に行うことができる。そして、有機化合物層等の成膜後に大型の基板を分割することで、複数の表示装置をより簡便に製造することができる。
【００６８】
本実施の形態において、有機化合物層の成膜は以上のような方法に限られず、他の方法をとることもできる。例えば、周囲と、中央付近とで別々にパターニングして成膜することもできる。
【００６９】
本発明に係る表示装置は、様々な電子機器の表示部に適用させることができる。例えば、デジタルカメラの電子ファインダー部やテレビ受像機の表示部、携帯電話の表示部等に好ましく適用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施の形態に係る表示装置の回路配線を示す模式図である。
【図２】本実施の形態に係る表示装置を示す模式図である。
【図３】本発明に係る表示装置を構成する有機ＥＬ素子の一例を示す断面模式図である。
【図４】本実施の形態に係る表示装置の、図２ａ−ａ’断面にある各有機ＥＬ素子の電流、光取り出し効率、輝度を表す模式図である。
【図５】蒸着装置の一例を示す模式図である。
【図６】駆動トランジスタＭ２のドレイン電流Ｉｄとソース−ドレイン間の電位差Ｖｄｓの関係（Ｖｄｓ−Ｉｄ特性）を示す図である。
【図７】本発明に係る表示装置の製造に使用するマスクの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７１】
１１  有機ＥＬ素子
１２  データ線駆動回路
１３  走査線駆動回路
１４  データ線
１５  走査線
２１  下部電極
２２  有機化合物層
２３  上部電極
２４  補助配線
２５  端子部
２６  ＴＦＴ
２７  補助配線
２８  共通配線
２９  端子部
３１  陰極
３２  電子輸送層
３３  発光層
３４  正孔輸送層
３５  陽極
３６  基板
５１  成膜室
５２  被成膜基材
５３  蒸着源
７１  マスク
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ  マスク開口部
【図１】
2007184543.tif 000003
【図２】
2007184543.tif 000004
【図３】
2007184543.tif 000005
【図４】
2007184543.tif 000006
【図５】
2007184543.tif 000007
【図６】
2007184543.tif 000008
【図７】
2007184543.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月14日(2006.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部電極と、下部電極と、前記上部電極と前記下部電極との間に配置されている有機化合物層とを有する有機ＥＬ素子が複数配置されている表示部と、
前記表示部に配置されている第１の前記有機ＥＬ素子と、前記第１の有機ＥＬ素子よりも前記表示部の端部に近い位置に配置されている第２の前記有機ＥＬ素子に駆動電圧を与える回路と、を有する表示装置において、
前記第１の有機ＥＬ素子における前記駆動電圧の降下は、前記第２の有機ＥＬ素子における前記駆動電圧の降下よりも大きく、
前記第１の有機ＥＬ素子の光取り出し効率を前記第２の有機ＥＬ素子の光取り出し効率よりも高めるように、
前記第１の有機ＥＬ素子の前記有機化合物層の膜厚と、前記第２の有機ＥＬ素子の前記有機化合物層の膜厚とを異ならせたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記上部電極は、光取り出し側の電極であり、前記下部電極は反射部材であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記有機化合物層の膜厚は、前記有機化合物層内に存在する発光位置と、前記反射部材の反射位置との間の膜厚であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記上部電極は半透明反射電極であり、且つ、
前記有機化合物層の膜厚は、前記半透明反射電極の前記下部電極側の界面と、前記反射部材の反射位置との間の膜厚であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記上部電極は陰極であり、前記下部電極は陽極であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の表示装置を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
一対の電極と、前記一対の電極間に配置されている有機化合物層とを有する有機ＥＬ素子が複数配置されている表示部と、
前記表示部に配置されている第１の前記有機ＥＬ素子と、前記第１の有機ＥＬ素子よりも前記表示部の端部に近い位置に配置されている第２の前記有機ＥＬ素子に駆動電圧を与える回路と、を有する表示装置の製造方法において、
前記有機化合物層を形成する工程は、
前記第１の有機ＥＬ素子の前記駆動電圧と前記第２の有機ＥＬ素子の前記駆動電圧の差を補償するように、前記第１の有機ＥＬ素子の前記有機化合物層の膜厚と前記第２の有機ＥＬ素子の前記有機化合物層の膜厚とを異ならせる工程であることを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項８】
基板上の複数の表示装置領域にそれぞれ複数の有機ＥＬ素子を形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子を形成する工程の後前記基板を分割することで複数の表示装置を得る工程と、を有する表示装置の製造方法において、
前記複数の有機ＥＬ素子を形成する工程は、前記有機ＥＬ素子を構成する有機化合物を蒸着により成膜する蒸着工程を有し、
前記蒸着工程は、前記表示装置領域毎に開口パターンが異なるマスクを用い、
前記マスクの前記開口パターンは、前記表示領域毎に、中央部の開口が、周辺部の開口よりも広いことを特徴とする表示装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
そこで本発明は、上部電極と、下部電極と、前記上部電極と前記下部電極との間に配置されている有機化合物層とを有する有機ＥＬ素子が複数配置されている表示部と、
前記表示部に配置されている第１の前記有機ＥＬ素子と、前記第１の有機ＥＬ素子よりも前記表示部の端部に近い位置に配置されている第２の前記有機ＥＬ素子に駆動電圧を与える回路と、を有する表示装置において、
前記第１の有機ＥＬ素子における前記駆動電圧の降下は、前記第２の有機ＥＬ素子における前記駆動電圧の降下よりも大きく、
前記第１の有機ＥＬ素子の光取り出し効率を前記第２の有機ＥＬ素子の光取り出し効率よりも高めるように、
前記第１の有機ＥＬ素子の前記有機化合物層の膜厚と、前記第２の有機ＥＬ素子の前記有機化合物層の膜厚とを異ならせたことを特徴とする表示装置を提供する。