(57)【要約】【課題】  製造容易な構成により、白色の色度ずれが抑制された表示装置を得ることを目的とする。【解決手段】  発光色の異なる複数の画素１からなる画素ユニットには、画素１の発光色ごとの有機ＥＬ素子における輝度の角度依存性の差が小さくなるようにレンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが設けられている。【選択図】  図１
2012089474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光色の異なる複数の画素からなる画素ユニットが複数配列された表示装置であって、
前記画素は、有機ＥＬ素子を備え、
前記画素ユニットには、前記画素の発光色ごとの有機ＥＬ素子における輝度の角度依存性の差が小さくなるようにレンズが設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
輝度の角度依存性が大きい有機ＥＬ素子を備える画素には、輝度の角度依存性が小さい有機ＥＬ素子を備える画素よりも発散特性が大きいレンズが設けられてい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】
輝度の角度依存性が大きい有機ＥＬ素子を備える画素には、発散特性のあるレンズが設けられ、輝度の角度依存性が小さい有機ＥＬ素子を備える画素には、レンズが設けられていないことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記発散特性は、凹レンズの曲率半径、又は凹レンズと発光層との間の距離、又は凹レンズの屈折率によって制御されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の表示装置。
【請求項５】
輝度の角度依存性が大きい有機ＥＬ素子を備える画素には、輝度の角度依存性が小さい有機ＥＬ素子を備える画素よりも曲率半径が小さい凹レンズが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
輝度の角度依存性が大きい有機ＥＬ素子を備える画素には、輝度の角度依存性が小さい有機ＥＬ素子を備える画素よりも発光層から離れた位置に凹レンズが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
輝度の角度依存性が大きい有機ＥＬ素子を備える画素には、輝度の角度依存性が小さい有機ＥＬ素子を備える画素よりも屈折率が大きい凹レンズが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記複数の画素は、赤色又は緑色又は青色を発する画素を有し、
輝度の角度依存性が大きい有機ＥＬ素子は、青色を発する有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
有機ＥＬ素子を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ素子を備えた表示装置に関して盛んに研究開発されている。有機ＥＬ素子は陽極と発光層を含む有機化合物層と陰極とで構成され、陽極と陰極からそれぞれ正孔と電子が発光層に注入され、正孔と電子の再結合エネルギーを利用して発光層から光が出射される。
【０００３】
カラー表示を可能にするために、例えば赤色、緑色、及び青色のような、互いに異なる色を発する複数の有機ＥＬ素子を備えた表示装置では、各色の有機ＥＬ素子を発光させて白色を表示する。しかし、各色（赤色、緑色、青色）の有機ＥＬ素子の輝度の角度依存性が異なるため、正面から表示装置を観察する場合と、正面から傾いた角度から表示装置を観察する場合とで白色の色度が異なってしまう問題（白色の色度ずれ）があった。
【０００４】
具体的に図９を用いて説明する。図９は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の有機ＥＬ素子の放射角度に対する相対輝度の変化を示す図である。相対輝度は正面（角度０度）の輝度を１として表されている。図９において、放射角度が５０度の場合、赤色は相対輝度が約０．５５であるのに対し、緑色、青色では相対輝度がそれぞれ約０．４２、約０．３０である。このため、正面から表示装置を観察した場合に白色として観察されても、正面から傾いた角度から表示装置を観察した場合には赤色の相対輝度が他の色よりも大きいので、赤みがかかった白色として観察されてしまう。
【０００５】
これに対して、特許文献１では、陽極と陰極にある反射面の間で、発光層の発する光を多重干渉させる有機ＥＬ素子において、青色の有機ＥＬ素子の干渉次数をゼロとし、発光層以外の機能層を各色の有機ＥＬ素子で共通にして、各色の輝度の角度依存性の差を抑えるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１２３４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、有機ＥＬ素子を構成する有機化合物層の膜厚制御は難しく、薄膜である機能層の面内ばらつきを抑え、さらに干渉を考慮した設計どおりに有機ＥＬ素子を形成することは困難である。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みて、製造容易な構成により、白色の色度ずれが抑制された表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、発光色の異なる複数の画素からなる画素ユニットが複数配列された表示装置であって、前記画素は、有機ＥＬ素子を備え、前記画素ユニットには、前記画素の発光色ごとの有機ＥＬ素子における輝度の角度依存性の差が小さくなるようにレンズが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、形状や屈折率等を制御しやすいレンズを用いることにより、白色の色度ずれが抑制された表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係る表示装置の一例を示す斜視模式図および部分断面模式図
【図２】従来の表示装置の部分断面模式図
【図３】放射角と相対輝度との相関を示す図
【図４】本発明の実施形態１に係る表示装置の製造工程を示す図
【図５】本発明の実施形態２に係る表示装置の一例を示す部分断面模式図
【図６】本発明の実施形態３に係る表示装置の部分断面模式図
【図７】本発明の実施例に係る表示装置の放射角と相対輝度との相関を示す図
【図８】本発明の実施形態３に係る表示装置の製造工程を示す図
【図９】本発明の課題を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る表示装置の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書で特に図示または記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知または公知技術を適用する。また以下に説明する実施形態は、発明の一つの実施形態であって、これらに限定されるものではない。
【００１３】
また、本発明において、輝度の角度依存性とは、表示装置を正面から観察した場合の輝度に対して正面から傾いた角度で観察した場合に、輝度（相対輝度）が変化する性質のことをいう。また、輝度の角度依存性の差を小さくするとは、観察角度に応じた相対輝度の変化の様子を互いに近づけることである。
【００１４】
（実施形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施形態１に係る表示装置を示す斜視模式図である。本実施形態の表示装置は、有機ＥＬ素子を備える画素１を複数有している。そして、複数の画素１はマトリックス状に配置され、表示領域２を形成している。なお、画素とは、１つの発光素子の発光領域に対応した領域を意味している。本実施形態の表示装置では、発光素子は、有機ＥＬ素子であり、画素１のそれぞれに１つの色の有機ＥＬ素子が配置された表示装置である。有機ＥＬ素子の発光色としては、赤色、緑色、青色が考えられ、そのほかに黄色、シアン、白色でもよく、少なくとも２色以上であれば特に制限はない。また、本実施形態の表示装置には、発光色の異なる複数の画素（例えば赤色を発する画素、緑色を発する画素、及び青色を発する画素）からなる画素ユニットが複数配列されている。画素ユニットとは、各画素の混色によって所望の色の発光を可能とする最小の単位を示す。
【００１５】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ｂ線における部分断面模式図である。画素１は、基板１０上に、第１電極（陽極）１１と、正孔輸送層１２と、発光層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂと、電子輸送層１４と、第２電極（陰極）１５と、を備える有機ＥＬ素子３を有している。また、本実施形態では、発光層１３Ｒは赤色を発する発光層、発光層１３Ｇは緑色を発する発光層、発光層１３Ｂは青色を発する発光層である。発光層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂはそれぞれ、赤色、緑色、青色を発する画素（有機ＥＬ素子３）に対応してパターン化されて形成されている。また、第１電極１１も、隣の画素（有機ＥＬ素子３）の第１電極１１と分離されて形成されている。そして、正孔輸送層１２と電子輸送層１４と第２電極１５は、隣の画素と共通で形成されていてもよいし、画素毎にパターン化されて形成されていてもよい。なお、第１電極１１と第２電極１５とが異物によってショートするのを防ぐために、画素（より具体的には、第１電極１１）間に絶縁層２０が設けられている。
【００１６】
さらに、本実施形態の表示装置では、レンズ部材３０が設けられている。なお、レンズ部材３０と各有機ＥＬ素子３の間には、水分や酸素から有機ＥＬ素子３を保護する保護層４０が配置されている。レンズ部材３０には、表面に凹部を有する構成であり、各画素に対応する位置に凹レンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが配置されている。そして、各凹レンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、その曲率半径が異なるように調整されている。この構成により、レンズの発散特性を画素毎に変えることが可能となる。本発明では、レンズの発散特性を色毎に調整することにより、輝度の角度依存性が互いに異なる有機ＥＬ素子の輝度の角度依存性の差を小さくしている。以下で具体的に説明する。なお、「発散特性」とは、界面に入射する光の入射角度よりも出射される光の出射角度の方が大きくなる特性である。また、発散特性は、画素の領域のうちレンズが占める領域、レンズの曲率半径（もしくは曲率）、発光層（有機ＥＬ素子）からレンズまでの距離、レンズの材料の屈折率によっても制御することが可能である。
【００１７】
まず、図２に示すように、画素にレンズが形成されていない場合を考える。有機ＥＬ素子から斜めに出射された光５０は、保護層４０から出射する際に、さらに斜めの光５１となって出射される。これに対して、図１（ｂ）のように、画素に凹レンズ（例えば凹レンズ３０Ｇ）が形成されている場合には、凹レンズ３０Ｇを透過して出射された光５０は、レンズが無い場合（破線）に比べて、基板１０の面内方向にさらに斜めに傾いた光５２となって出射される。したがって、レンズが無い場合に比較して、凹レンズがあった場合の方が斜めの方向へ光を分散する機能がある。すなわち、表示装置としては、斜めの方向から観察したときの輝度の低下が抑制される。なお、「斜め」とは、表示装置の正面方向から基板の面内方向に傾いた角度の方向のことをいう。
【００１８】
次に、凹レンズの曲率と輝度の角度依存性について述べる。図３は、凹レンズの曲率半径Ｒが異なる場合の、放射角と相対輝度の相関関係を示す図である。図３において、「平坦」とは、レンズが形成されていない場合を示す。なお、測定に用いた凹レンズは、曲率半径Ｒが、２０μｍ，３０μｍ，６０μｍ，１００μｍの４種類のものを用意した。それぞれの曲率半径の構成において、画素のピッチを３１．５μｍ、凹レンズの最大幅を３１．５μｍ、画素の幅を１６．５μｍであった。また、第２電極１５は、酸化インジウムと酸化亜鉛の混合物で構成し、屈折率１．９、膜厚０．０５μｍであった。保護層４０は、窒化シリコンで構成し、屈折率１．８３、膜厚０．１８μｍであった。レンズ部材３０は、エポキシ樹脂で構成し、屈折率１．５４、最小膜厚を１０μｍであった。なお、相対輝度とは、それぞれの構成における放射角０度（正面方向）の輝度を１とした場合の相対的な輝度を意味する。
【００１９】
図３で示すように、レンズが形成されている場合（実線）が、レンズが形成されていない場合（破線）よりも相対輝度が低下しにくくなっている。さらに、凹レンズが形成されている場合においても、凹レンズの曲率半径が小さいほど、相対輝度が低下しにくくなっていることがわかる。これは、曲率半径が小さい凹レンズの方が、曲率半径が大きいレンズよりも、凹レンズによる発散特性が大きいことを示している。つまり、発散特性は、レンズを設けない構成、曲率半径が大きい凹レンズを設ける構成、曲率半径が小さい凹レンズを設ける構成、の順に大きくなる。このため、発散特性が大きいレンズを備えた画素ほど、斜めからみた場合でも相対輝度が低下しにくくなる。
【００２０】
一方、有機ＥＬ素子の輝度の角度依存性は発光色により異なるのが一般的である。この原因は、有機ＥＬ素子の発光層や正孔輸送層などの有機化合物層、電極などの材料あるいは膜厚によって、光吸収率や光透過率が波長分散を有していることが考えられる。また、各色の有機ＥＬ素子の各発光層の発光材料が発光するスペクトルの形状が互いに異なっていることなども考えられる。
【００２１】
そこで、本実施形態の表示装置では、異なる色を発する有機ＥＬ素子どうしの輝度の角度依存性の差を小さくするように、発散特性が調整されたレンズを、各画素に、各画素が発する色に応じて設けている。より具体的には、輝度の角度依存性が大きい（相対輝度の低下が大きい）有機ＥＬ素子を有する画素には発散特性が大きいレンズを設け、輝度の角度依存性が小さい（相対輝度の低下が小さい）有機ＥＬ素子を有する画素には発散特性の小さいレンズを設けている。凹レンズの曲率半径で発散特性を制御する場合には、輝度の角度依存性が小さい有機ＥＬ素子を有する画素には曲率半径の小さい凹レンズを設け、輝度の角度依存性が大きい有機ＥＬ素子を有する画素には曲率半径の大きい凹レンズを設ける。
【００２２】
例えば、画素ユニットを構成する各画素に、赤色を発する有機ＥＬ素子（以下では、Ｒ素子という）又は緑色を発する有機ＥＬ素子（以下では、Ｇ素子という）又は青色を発する有機ＥＬ素子（以下では、Ｂ素子という）を備える表示装置について、各色の有機ＥＬ素子で輝度の角度依存性が異なる場合を考える。より具体的には、Ｒ素子、Ｇ素子、Ｂ素子の順に輝度の角度依存性が大きくなる場合を考える（Ｒ素子の角度依存性＜Ｇ素子の角度依存性＜Ｂ素子の角度依存性）。この場合、Ｒ素子、Ｇ素子、Ｂ素子の順に、設けるレンズの発散特性を大きくすればよい（Ｒ素子のレンズの発散特性＜Ｇ素子のレンズの発散特性＜Ｂ素子のレンズの発散特性）。この構成により、発散特性の大きいレンズが設けられたＢ素子を有する画素は、相対輝度の低下が抑えられ、Ｒ素子の輝度の角度依存性に近づけることができる。同様に、Ｇ素子を有する画素も、Ｒ素子の輝度の角度依存性に近づけることができる。つまり、Ｂ素子、Ｇ素子の輝度の角度依存性は、Ｒ素子の輝度の角度依存性に近くなるので、赤色、緑色、青色の混色である白色を、表示装置の斜めの角度から観察した場合でも、白色の色度ずれが抑制される。より具体的には以下のとおりである。
【００２３】
各色の正面での色度座標がＣＩＥｘｙで、赤（０．６７，０．３３）、緑（０．２１，０．７１）、青（０．１４，０．０８）である。色度座標（０．３１，０．３３）の白色を表示する際に、赤、緑、青の輝度比は３：６：１である。その場合、表示装置を斜め、例えば正面から５０度傾いた角度から観察すると、各色の色度座標は、赤（０．６５，０．３５）、緑（０．１８，０．６６）、青（０．１５，０．０５）となる。その角度での赤、緑、青の輝度比は１．２６：２．０４：０．２３である。なお、それぞれの色の正面の輝度に対する相対輝度比では、０．４２：０．３４：０．２３である。つまり、正面から５０度傾いた角度で観察した場合は、正面での白色表示の輝度比と比べて大きく変化するので色度が大きく変化する。このため、正面から５０度傾いた角度の場合で、正面での輝度比が保てないため、白色の色度ずれが生じる。
【００２４】
そこで、斜めの角度から観察しても、赤、緑、青の輝度比が３：６：１に保たれ、色度座標（０．３１，０．３３）に近い白色を得られるようにするため、各色の輝度の角度依存性を揃えるようにする。各色の正面から５０度傾いた角度での相対輝度の低下割合は、赤、緑、青で５８％、６６％、７７％である。赤の相対輝度の低下割合に、緑と青の相対輝度の低下割合を揃えようとすると、緑、青はそれぞれ１１％、１９％の輝度低下を抑制するようにすれば、相対輝度の低下割合がそろい、輝度の角度依存性の差が小さくなる。このため、正面から５０度傾いた角度の場合で、正面での輝度比が保つことができ、白色の色度ずれを低減できる。なお、白色の色度ずれは、ＣＩＥ  １９７６  ＵＣＳ色度座標（以下、ｕ’ｖ’色度座標という）（ｕ’，ｖ’）を用いることが一般的であり、ＣＩＥｘｙ色度座標（ｘ，ｙ）との関係は、以下のとおりである。
【００２５】
【数１】
2012089474.tif 000003
【００２６】
具体的には、白色のＣＩＥｘｙ色度座標（０．３１，０．３３）は、ｕ’ｖ’色度座標では、（０．２０，０．４７）である。
【００２７】
白色の色度ずれは、ｕ’ｖ’色度座標における正面で観察した色度（ｕ’０，ｖ’０）と、正面から傾いた角度θで観察した色度（ｕ’θ，ｖ’θ）との関係式（数２）で表される色度差δｕ’ｖ’が、角度θが５０度のときに０．０１５以下になれば、十分に抑制されているといえる。
【００２８】
【数２】
2012089474.tif 000004
【００２９】
なお、レンズの発散特性は、各色毎に必ずしも変更する必要はなく、必要に応じて適宜調整すればよい。例えば、Ｒ素子、Ｇ素子、Ｂ素子の輝度の角度依存性がそれぞれ異なっていても、例えば、Ｂ素子とＧ素子のレンズの発散特性を同じにし、Ｒ素子に設けるレンズの発散特性だけを変えるようにしてもよい。
【００３０】
また、一般的に、短波長の光を発する有機ＥＬ素子は、長波長の光を発する有機ＥＬ素子より、輝度の角度依存性が大きくなる（Ｒ素子の角度依存性＜Ｇ素子の角度依存性＜Ｂ素子の角度依存性）。このため、Ｒ素子、Ｇ素子、Ｂ素子では、この順で、輝度の角度依存性が大きくなっていく。このため、Ｒ素子、Ｇ素子、Ｂ素子の順で、それぞれに設けるレンズの発散特性を大きくするのが望ましい（Ｒ素子のレンズの発散特性＜Ｇ素子のレンズの発散特性＜Ｂ素子のレンズの発散特性）。また、Ｒ素子はレンズを設けない構成としてもよい。
【００３１】
また、発散特性は、凹レンズを設ける構成と、凹レンズを設けない構成とで調整することもできる。すなわち、輝度の角度依存性が大きい有機ＥＬ素子を有する画素には凹レンズを設け、輝度の角度依存性が小さい有機ＥＬ素子を有する画素には凹レンズを設けないようにしてもよい。
【００３２】
基板１０は、ＴＦＴやＭＩＭ等のスイッチング素子（不図示）が形成された絶縁性の基板であり、ガラス、プラスチック等であってもいし、トランジスタが形成されたシリコン基板であってもよい。また、基板１０は、スイッチング素子と第１電極１１とを電気的に接続するためのコンタクトホールが形成された層間絶縁膜を有していてもよい。さらに、基板１０には、スイッチング素子の凹凸を平坦化するための平坦化膜を有していてもよい。
【００３３】
第１電極１１は、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｇなどの金属単体やそれらの合金からなる金属層を用いることができる。さらに、酸化インジウムと酸化錫の化合物層や酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物層などの透明酸化物導電層を金属層の上に積層する構成を採ることもできる。第１電極１１の膜厚は、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。なお、透明とは、可視光域（波長４００ｎｍ乃至７８０ｎｍ）において４０％以上の光透過率を有することをいう。
【００３４】
正孔輸送層１２は、正孔注入性、正孔輸送性を備える有機化合物の単層又は複数の層からなる。一方、電子輸送層１４は、電子注入性、電子輸送性を備える有機化合物の単層又は複数の層からなる。また、必要に応じて、正孔輸送層１２として、発光層から陽極側に電子が移動するのを抑制するために、電子ブロッキング層を設けることもできる。また、電子輸送層１４として、正孔ブロッキング層を設けることもできる。また、正孔輸送層１２、電子輸送層１４として、発光層で発生した励起子の拡散を抑制するための励起子ブロッキング層を設けることもできる。
【００３５】
赤色を発する発光層１３Ｒ、緑色を発する発光層１３Ｇ、青色を発する発光層１３Ｂとしては、特に制限はなく公知の材料を適用することが可能である。例えば、発光性とキャリア輸送性を兼ね備える材料の単一層や、蛍光材料、燐光材料等の発光性材料とキャリア輸送性のホスト材料との混合層を適用することができる。
【００３６】
各発光層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ、正孔輸送層１２、電子輸送層１４には、公知の材料が使用することができ、成膜手法も蒸着や転写等公知の成膜手法を用いることができる。また、各層の膜厚は、各色の有機ＥＬ素子の発光効率を上げるために最適な膜厚にすることが望ましく、それぞれ５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚であることが望ましい。
【００３７】
第２電極１５は、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｇなどの金属単体やそれらの合金からなる金属薄膜を使用することができる。特にＡｇを含む金属薄膜は吸収率が低く、比抵抗も低いため、第２電極１５として好ましい。第２電極１５の膜厚が５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。また、第２電極１５は上述した金属薄膜と酸化インジウムと酸化錫の化合物層や酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物層などの透明酸化物導電層とが積層され構成であってもよいし、透明酸化物導電層のみで構成されていてもよい。
【００３８】
保護層４０は、材料や成膜手法は公知のものを使用することができる。一例としては、窒化シリコンや酸化窒化シリコンをＣＶＤ装置で成膜する方法が挙げられる。保護層４０の膜厚は、保護性能を有するために０．５μｍ乃至１０μｍであることが好ましい。
【００３９】
レンズ部材３０は、水分含有が少ない熱硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、光硬化型樹脂を用いることができる。レンズ部材３０の膜厚は、１０μｍ乃至１００μｍが好ましい。熱硬化型樹脂と光硬化型樹脂を用いた場合、成膜方法としては、スピンコート法、ディスペンス法などを用いることが可能である。また、保護層４０上に、膜厚１０μｍ乃至１００μｍ程度の熱可塑性樹脂のフィルムを真空下にて貼りつける方法も用いることができる。具体的な樹脂材料としては、エポキシ樹脂、ブチル樹脂が好適に用いられる。
【００４０】
凹レンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの製造方法は、以下の方法が挙げられる。
（１）レンズの型を用意し、その型を樹脂層に対して押圧してレンズ形状に形成する方法。
（２）フォトリソなどによってパターニングされた樹脂層を熱処理し、リフローによって樹脂層をレンズ形状に変形させる方法。
（３）均一の厚さに形成された光硬化型樹脂層を、面内方向に分布を持った光で露光し、この樹脂層を現像することによってレンズを形成する方法。
（４）イオンビームあるいは電子ビーム、レーザー等を用いて、均一の厚さに形成された樹脂材料の表面をレンズ形状に加工する方法。
（５）各画素に適量の樹脂を滴下して自己整合的にレンズを形成する方法。
（６）有機ＥＬ素子が形成された基板とは別個に、レンズが予め形成された樹脂シートを用意し、両者をアライメントした後、貼り合せることによりレンズを形成する方法。
【００４１】
本実施形態の表示装置の製造について、上記（１）の方法を用いる場合を図４を用いて説明する。なお、基板１０の上に第１電極１１から第２電極１５までを形成する方法は周知の方法を用いるため省略する。
【００４２】
まず、図４（ａ）のように、基板１０上にトップエミッション型の有機ＥＬ素子を複数形成する。次に、図４（ｂ）のように、有機ＥＬ素子を覆うように保護層４０を表示領域の全域に形成する。保護層４０は、空気中の水分や酸素、または後に形成される樹脂材料３０ａに内在する水分から有機ＥＬ素子を保護するためのものであり、またこの上にレンズを精度よく形成するための平坦化する機能を併せ持つ。
【００４３】
次に、図４（ｃ）のように保護層４０の上にレンズ部材３０の元になる樹脂材料３０ａを形成する。そして、図４（ｄ）で示すように、凹レンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを成形するための型３１を用意し、樹脂材料３０ａに気泡が混入しないように、型３１を樹脂材料３０ａに対して押圧する。型３１の樹脂材料３０ａに接触する表面は、各画素に対応して凸部が形成されており、各凸部の曲率半径は各画素に設ける凹レンズの発散特性に応じて調整されている。
【００４４】
なお、型３１は、一般的な金属で形成することができるが、樹脂材料３０ａに光硬化型樹脂を用いる場合は、光を透過させる必要があるため石英基板から形成されることが好ましい。また、型３１のレンズ部材３０に対する剥離性を高めるために、型３１の表面に、フッ素樹脂などの膜を形成してもよい。
【００４５】
樹脂材料３０ａに熱硬化型樹脂を用いる場合は、型３１における凸部の頂点が、対応する画素の中心とほぼ一致した状態で、樹脂材料３０ａを８０℃に加熱することにより硬化させる。硬化温度については、一般的な有機ＥＬ素子を構成する有機化合物の耐熱温度が１００℃程度であるため、それよりも低い８０℃程度の硬化温度が好ましい。
【００４６】
次に、図４（ｅ）に示すように、型３１を、硬化したレンズ部材３０から剥がす。これにより、レンズ部材３０の表面に、各画素に対応して凹レンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが形成される。
【００４７】
なお、凹レンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが樹脂で形成される場合には、レンズの形状が損傷しないように、無機からなる第２保護層（不図示）をレンズの上に有することが望ましい。この第２保護層は、保護層４０と同様の材料、方法で形成することができる。
【００４８】
（実施形態２）
図５は、本実施形態の表示装置の部分断面模式図である。実施形態１は、レンズの曲率半径を各色の有機ＥＬ素子で異ならせて、発散特性を制御し、各色の有機ＥＬ素子の輝度の角度依存性の差を小さくする表示装置に関するものである。これに対して、本実施形態では、レンズと各有機ＥＬ素子の発光層との距離を各色の有機ＥＬ素子で異ならせて、発散特性を制御し、各色の有機ＥＬ素子の輝度の角度依存性の差を小さくする表示装置に関する。
【００４９】
一般的に、凹レンズと発光点（あるいは発光面）の距離が大きくなるに従い、レンズの発散特性は小さくなる。このために、輝度の角度依存性が大きい（相対輝度の低下が大きい）有機ＥＬ素子を有する画素には、発散特性が大きくなるようにレンズを発光層に近い位置に配置し、輝度の角度依存性が小さい（相対輝度の低下が小さい）有機ＥＬ素子を有する画素には、発散特性が小さくなるようにレンズを発光層から離れた位置に配置されている。凹レンズと発光層の距離は、図５で示す破線と発光層との間の距離（矢印の長さ）である。つまり、凹レンズと発光層の距離は、発光領域（画素）に対応するレンズ部の表面において発光層から最も離れたレンズ部の表面と発光層との間の距離のことである。
【００５０】
具体的にＲ素子、Ｇ素子、Ｂ素子の順に輝度の角度依存性が大きくなる場合を考える（Ｒ素子の角度依存性＜Ｇ素子の角度依存性＜Ｂ素子の角度依存性）。図５に示すように、Ｒ素子、Ｇ素子、Ｂ素子の順に、凹レンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂと各発光層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの距離を小さくしている（Ｒ素子のレンズと発光層の距離＞Ｇ素子のレンズと発光層の距離＞Ｂ素子のレンズと発光層の距離）。この構成により、発散特性の大きいレンズが設けられたＢ素子を有する画素は、相対輝度の低下が抑えられ、Ｒ素子の輝度の角度依存性に近づけることができる。同様に、Ｇ素子を有する画素も、Ｒ素子の輝度の角度依存性に近づけることができる。つまり、Ｂ素子、Ｇ素子の輝度の角度依存性は、Ｒ素子の輝度の角度依存性に近くなるので、赤色、緑色、青色の混色である白色を、表示装置の斜めの角度から観察した場合でも、白色の色度ずれが抑制される。
【００５１】
なお、本実施形態の表示装置も、実施形態１と同様の製造方法で作成することが可能である。また、本実施形態では、凹レンズの曲率半径は各画素で同じであってもよいが、各画素で異なっていてもよい。特に、実施形態１のように、輝度の角度依存性が小さい有機ＥＬ素子を有する画素には、曲率半径の小さい凹レンズを設け、輝度の角度依存性が大きい有機ＥＬ素子を有する画素には、曲率半径の大きい凹レンズを設ける構成にすることが望ましい。
【００５２】
（実施形態３）
図６は、本実施形態の表示装置の部分断面模式図である。本実施形態では、レンズの屈折率を各色の有機ＥＬ素子で異ならせて発散特性を制御し、各色の有機ＥＬ素子の輝度の角度依存性の差を小さくする表示装置に関する。
【００５３】
一般的に、凹レンズの屈折率が大きくなるに従い、レンズの発散特性は大きくなる。このために、輝度の角度依存性が大きい（相対輝度の低下が大きい）有機ＥＬ素子を有する画素には、発散特性が大きくなるように屈折率の大きな凹レンズを設け、輝度の角度依存性が小さい（相対輝度の低下が小さい）有機ＥＬ素子を有する画素には、屈折率の小さな凹レンズを設ける構成とする。
【００５４】
具体的にＲ素子、Ｇ素子、Ｂ素子の順に輝度の角度依存性が大きくなる場合を考える（Ｒ素子の角度依存性＜Ｇ素子の角度依存性＜Ｂ素子の角度依存性）。この場合、図６に示すように、Ｒ素子、Ｇ素子、Ｂ素子の順に凹レンズの屈折率を大きくしている（Ｒ素子のレンズの屈折率＜Ｇ素子のレンズの屈折率＜Ｂ素子のレンズの屈折率）。この構成により、屈折率が大きく発散特性の大きいレンズが設けられたＢ素子を有する画素は、相対輝度の低下が抑えられ、Ｒ素子の輝度の角度依存性に近づけることができる。同様に、Ｇ素子を有する画素も、Ｒ素子の輝度の角度依存性に近づけることができる。つまり、Ｂ素子、Ｇ素子の輝度の角度依存性は、Ｒ素子の輝度の角度依存性に近くなるので、赤色、緑色、青色の混色である白色を、表示装置の斜めの角度から観察した場合でも、白色の色度ずれが抑制される。
【００５５】
なお、本実施形態の表示装置も、実施形態１と同様の製造方法で作成することが可能である。また、本実施形態では、凹レンズの曲率半径は各画素で同じであってもよいが、各画素で異なっていてもよい。特に、実施形態１のように、輝度の角度依存性が小さい有機ＥＬ素子を有する画素には、曲率半径の小さい凹レンズを設け、輝度の角度依存性が大きい有機ＥＬ素子を有する画素には、曲率半径の大きい凹レンズを設ける構成にすることが望ましい。また、実施形態３は、実施形態２の構成と組み合わされてもよいし、実施形態１と２を組み合せた構成にさらに組み合わされてもよい。
【００５６】
また、屈折率を制御する方法としては、レンズを形成する樹脂の屈折率で調整する方法がある。更には、レンズを形成する樹脂の中に無機材料を含有させて、その無機材料の屈折率や樹脂中の含有量を調整する方法がある。無機材料としては例えば、酸化チタン（２．９０）、ＩＴＯ（２．１２）、硫化水銀（２．８１）、コバルト緑（１．９７）、コバルト青（１．７４）などが挙げられる。
【００５７】
（その他の実施形態）
上述したように、実施形態１乃至３とは異なる方法で発散特性を制御することが可能である。例えば、画素の領域のうちレンズが占める領域によって発散特性を制御する場合は、以下の構成であれば本発明の効果を有する。つまり、輝度の角度依存性が小さい有機ＥＬ素子を有する画素には、レンズが占める領域を大きくし、輝度の角度依存性が大きい有機ＥＬ素子を有する画素には、レンズが占める領域を小さくする構成であればよい。この構成により、発光領域（画素）から出射する光のうちレンズを透過する割合を調整することが可能になり、画素全体の発散特性が制御される。
【００５８】
また、上述した構成では、輝度の低下が小さい色の輝度の角度依存性に合わせるように、レンズを設ける構成であったが、輝度の低下が大きい色の輝度の角度依存性に合わせるようにレンズを設ける構成であっても、白色の色度ずれを低減することができる。具体的には、以下の構成が挙げられる。
【００５９】
すなわち、凹レンズを設ける構成と、凸レンズを設ける構成とを混在させて、発散特性を調整することもできる。凸レンズは、凹レンズを設ける構成よりも、さらに、レンズを設けない構成よりも発散特性が小さく、集光特性が大きい。この特性を利用して、輝度の角度依存性が小さい有機ＥＬ素子を有する画素には凸レンズを設け、輝度の角度依存性が大きい有機ＥＬ素子を有する画素には凹レンズを設けるようにしてもよい。
【００６０】
また、凸レンズでは、曲率半径が小さいほど発散特性が小さくなる（集光特性が大きくなる）ことを利用して、凸レンズのみで画素の発散特性（集光特性）を制御することも可能である。つまり、輝度の角度依存性が小さい有機ＥＬ素子を有する画素には、曲率半径の小さい凸レンズを設け、輝度の角度依存性が大きい有機ＥＬ素子を有する画素には、曲率半径の大きい凸レンズを設ける構成であればよい。この構成であっても、各色の有機ＥＬ素子の輝度の角度依存性の差を小さくすることができる。
【００６１】
本発明の表示装置としては、テレビ受像機、パーソナルコンピュータ、撮像装置、携帯電話の表示部、携帯ゲーム機が挙げられる。その他、携帯音楽再生装置、携帯情報端末（ＰＤＡ）、カーナビゲーションシステム等が挙げられる。
【実施例】
【００６２】
（実施例１）
本実施例では、曲率半径の異なるレンズを用いて、各有機ＥＬ素子の輝度の角度依存性の差を小さくする例について、図４を用いて説明する。
【００６３】
まず、ガラス基板上に、低温ポリシリコンＴＦＴを形成し、その上に窒化シリコンらなる層間絶縁膜とアクリル樹脂からなる平坦化膜を、この順番で形成して、図４（ａ）に示す基板１０を作成した。この基板１０上にＩＴＯ膜／ＡｌＮｄ膜をスパッタリング法にて３８ｎｍ／１００ｎｍの厚さで形成した。続いて、ＩＴＯ膜／ＡｌＮｄ膜を画素毎にパターニングし、第１電極１１を形成した。
【００６４】
第１電極１１の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、アクリル樹脂をリソグラフィ法により、第１電極１１が形成された部分に開口（この開口部が画素に相当）が形成されるようにパターニングし絶縁層２０を形成した。各画素のピッチを３０μｍ、開口による第１電極１１の露出部の大きさを１０μｍとした。そして、この製造物をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で超音波洗浄し、煮沸洗浄後、乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄し、以下の有機化合物層を真空蒸着により成膜した。なお、各有機化合物層の成膜時の真空度、蒸着レートは、１×１０−４〜３．０×１０−４Ｐａ、０．２〜０．５ｎｍ／ｓｅｃであった
まず、正孔輸送層１２として下記構造式の化合物１を、表示領域全体に、第１電極１１の上に共通に８７ｎｍの厚さで成膜した。
【００６５】
【化１】
2012089474.tif 000005
【００６６】
次に、蒸着マスクを用いて、赤色を発する画素となる部分に、赤色の発光層１３ＲとしてＣＢＰとＩｒ（ｐｉｑ）３を、重量比９１：９、厚さ３０ｎｍになるよう共蒸着で成膜した。そして、蒸着マスクを用いて、緑色を発する画素となる部分に、緑色の発光層１３ＧとしてＡｌｑ３とクマリン６を、重量比９９：１で厚さ４０ｎｍになるよう共蒸着で成膜した。そして、蒸着マスクを用いて、青色を発する画素となる部分に、青色の発光層１３ＢとしてＢＡｌｑとペリレンを、重量比９７：３、厚さ２５ｎｍになるよう共蒸着で成膜した。
【００６７】
次に、表示領域全体に、共通の電子輸送層１４としてＢｐｈｅｎを、１０ｎｍの厚さで成膜した。さらに、その上に、共通の電子注入層（電子輸送層１４の一部）として、ＢｐｈｅｎとＣｓ２ＣＯ３を共蒸着（重量比９０：１０）して４０ｎｍの厚さで成膜した。
【００６８】
次に、上述した製造物を、真空を破ることなくスパッタリング装置に移動し、第２電極１５としてＡｇおよびＩＴＯをそれぞれ１０ｎｍ及び５０ｎｍの厚さで順に成膜した。
【００６９】
次に、図４（ｂ）に示すように、窒化シリコンからなる保護層４０を、ＳｉＨ４ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２ガスを用いたプラズマＣＶＤ法で成膜した。
【００７０】
そして、図４（ｃ）に示すように、露点温度６０℃の窒素雰囲気下で、樹脂材料３０ａとして粘度３０００ｍＰａ・ｓの熱硬化性のエポキシ樹脂材料を、ディスペンサー（武蔵エンジニアリング社製、製品名ＳＨＯＴ  ＭＩＮＩ  ＳＬ）を用いて塗布した。
【００７１】
樹脂材料３０ａを熱硬化する前に、図４（ｄ）のように、別途用意した凹レンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを成形するための型３１を、樹脂材料３０ａの表面に押し当てた。押し当てる際、型３１に形成してあるアライメントマークと基板１０に形成してあるアライメントマークをあわせる事により位置決めを行なった。その結果、画素に合わせて凹レンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが形成された。型３１は、画素ピッチと同じピッチで凸部が形成されており、型３１の表面に離型剤としてフッ素系の樹脂をコートした。型３１の、赤、緑、青の画素に対応する凸部の曲率半径は、それぞれ１００μｍ、４５μｍ、２５μｍであった。レンズ部材３０の膜厚は２０μｍであった。
【００７２】
ここで、クリーンルームおよびプロセス装置の環境を考慮して、異物等があっても樹脂材料３０ａで平坦化する目的を備えるため、レンズ部材３０の最小膜厚（最薄部における膜厚）は１０μｍとした。
【００７３】
次に、型３１を樹脂材料３０ａに押し当てた状態で、真空環境下で１００℃の温度で１５分間加熱し、樹脂材料３０ａを硬化させて、レンズ部材３０を形成した。その後、レンズ部材３０から型３１を離して、図４（ｅ）のように凹レンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを形成した。凹レンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの曲率半径は、それぞれ１００μｍ、４５μｍ、２５μｍであった。
【００７４】
さらに、窒化シリコンからなる無機材料の保護層（不図示）を、ＳｉＨ４ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２ガスを用いたプラズマＣＶＤ法で成膜した。この保護層の膜厚は１μｍであり、表示領域の全面を覆うように形成した。
【００７５】
このようにして製造した本発明の表示装置の特性を評価し、その結果を表１にまとめて示す。ここでは正面から傾いた角度５０度での特性の比較を行なった。また、図７には、本実施例の表示装置における各色の輝度の角度依存性が示されている。
【００７６】
表中の相対輝度（正面輝度を１）は、正面において白色（０．３１，０．３３）を得るために必要な各色の輝度をそれぞれ１として、５０度傾いた場合の各色の輝度をそれぞれ規格化した値である。
【００７７】
また、δｕ’ｖ’は、表示装置を正面から見た白色と５０度から見た場合の白色との色差を示している。なお、比較例として、各画素にレンズを設けない構成での表示装置の評価も表１に示す。
【００７８】
【表１】
2012089474.tif 000006
【００７９】
表１、図７より、本実施例の表示装置は、比較例よりも各色の輝度の角度依存性の差を小さくして、白色の色度ずれを低減していることがわかる。より具体的には、本実施例１では、傾き５０度の方向から観察した場合に、相対輝度が各色の有機ＥＬ素子で同程度、つまり、輝度の低下割合が各色で同程度であるため、白色表示のバランスがこの方向でも維持されるため、白色の色度ずれが抑制される。
【００８０】
（実施例２）
本実施例は、発光層から凹レンズまでの距離を調整することで、各有機ＥＬ素子の輝度の角度依存性の差を小さくする例である。
【００８１】
本実施例は、実施例１とは、レンズの型３１の表面形状が異なる以外は同じ工程で製造される。本実施例では、画素ピッチと同じピッチで凸部が形成され、その凸部の高さが異なっている。その高さは、赤色、緑色、青色を発する画素において、凹レンズと発光層までの距離が、それぞれ６０μｍ、４８μｍ、２５μｍとなるように設定した。
【００８２】
このようにして作製した表示装置の特性を評価し、その結果を表２にまとめて示す。比較例は実施例１と同様である。
【００８３】
【表２】
2012089474.tif 000007
【００８４】
表２より、本実施例の表示装置は、比較例よりも各色の輝度の角度依存性の差を小さくして、白色の色度ずれを低減していることがわかる。
【００８５】
（実施例３）
本実施例は、凹レンズの屈折率を調整することで、各有機ＥＬ素子の輝度の角度依存性の差を小さくする例である。
【００８６】
本実施例は、実施例１とはレンズ部材の塗布工程とレンズの型３１の表面形状が異なる以外は同じ工程で製造される。実施例１と同様に保護層４０を形成した後、図８（ｃ）に示すように、ノズルディスペンサーを用いてエポキシ樹脂３０ａＲ、３０ａＧ、３０ａＢをそれぞれの画素の位置に塗布した。なお、赤色の画素に対応した位置のノズルはエポキシ樹脂を充填し、緑色、青色の画素に対応した位置のノズルに酸化チタン微粒子の混合比率の異なるエポキシ樹脂をそれぞれ充填して塗布した。緑色、青色の画素に対応した位置のノズルに充填されたエポキシ樹脂中の酸化チタンの割合は、それぞれエポキシ樹脂に対して２２重量％、４０重量％であった。
【００８７】
次に、図８（ｄ）に示すように、別途用意した型３１を、樹脂部材３０ａの表面に押し当てることで凹レンズを形成した。本実施例の型３１は、画素ピッチと同じピッチで凸部が形成されていた。
【００８８】
次に、型３１を樹脂材料３０ａＲ、３０ａＧ、３０ａＢに押し当てた状態で、真空環境下で１００℃の温度で１５分間加熱し、樹脂材料３０ａＲ、３０ａＧ、３０ａＢを硬化させて、レンズ部材３０を形成した。その後、レンズ部材３０から型３１を離して、図８（ｅ）のように凹レンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを形成した。凹レンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの曲率半径は、すべて同じ５０μｍであった。
【００８９】
凹レンズ３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂは、屈折率１．５４のエポキシ樹脂中に屈折率２．９０の酸化チタンの微粒子が混合されてなり、混合比率をＲ素子、Ｇ素子、Ｂ素子の順に増やすことで、レンズの屈折率をＲ素子、Ｇ素子、Ｂ素子の順に大きくした（Ｒ素子の凹レンズの屈折率＜Ｇ素子の凹レンズの屈折率＜Ｂ素子の凹レンズの屈折率）。
【００９０】
このようにして作製した表示装置の特性を評価し、その結果を表３にまとめて示す。比較例は実施例１と同様である。
【００９１】
【表３】
2012089474.tif 000008
【００９２】
表３より、本実施例の表示装置は、比較例よりも各色の輝度の角度依存性の差を小さくして、白色の色度ずれを低減していることがわかる。
【符号の説明】
【００９３】
１  画素
１１  第１電極
１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ  発光層
１５  第２電極
３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ  レンズ
【図１】
2012089474.tif 000009
【図２】
2012089474.tif 000010
【図３】
2012089474.tif 000011
【図４】
2012089474.tif 000012
【図５】
2012089474.tif 000013
【図６】
2012089474.tif 000014
【図７】
2012089474.tif 000015
【図８】
2012089474.tif 000016
【図９】
2012089474.tif 000017