(57)【要約】【課題】反射光の重畳による表示面の輝度上昇や、発光と反射光との重畳による表示像の視認性の低下を防止することができる表示装置を提供する。【解決手段】基板２０１の上に一対の電極２０８、２１１と、該電極に挟持された発光層を含む有機層２１０と、画素を取り囲む絶縁層２０９と、円偏光板２１６とを有する表示装置において、絶縁層２０９における表示装置のコンタクトホール２０７の鉛直上方部位に再帰性反射構造物２１２が形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に一対の電極と、該電極に挟持された発光層を含む有機層と、画素を取り囲む絶縁層と、円偏光板とを有する表示装置において、
絶縁層における表示装置のコンタクトホールの鉛直上方部位に再帰性反射構造物が形成されていることを特徴とする表示装置。
【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。特に、表示装置に対して外部から光が入射する環境において、視認性が良好な表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から表示装置（有機エレクトロルミネッセンス表示装置）の上に直線偏光子と四分の一波長位相子とからなる円偏光板を配して、該表示装置を構成する部材の界面や構造物と外部光により生じる反射光を抑制する構成が知られている（特許文献１）。
【０００３】
図１５は有機エレクトロルミネッセンス表示装置の構成例である。
【０００４】
図１５において、有機層で電子及び正孔の再結合によって生じる光１１７は表示装置の観察者１１８側に放出される。一方、外部光源１１９から表示装置に光束１２０、１２１及び１２２が入射する際、生じる反射光の強度や偏光成分は該表示装置の部位によって異なる。
【０００５】
例えば表示装置の画素に入射した光束１２０、及び第１及び第２電極間絶縁層１０９の平坦部に入射した光束１２１の反射光は、円偏光板１１６によって吸収される。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１２７８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、ドレイン端子１０４と第１電極１０８とが接続するコンタクトホール１０７の鉛直上方部位は、第１及び第２電極間絶縁層１０９を介して窪み（凹部）が生じやすい。
【０００８】
この凹部に光束１２２が入射すると、該光束１２２の反射光は画素や第１及び第２電極間絶縁層１０９の平坦な部位に入射した光束１２０、１２１の反射光と異なる偏光成分を生じる。
【０００９】
そのため、光束１２２の反射光は円偏光板１１６で十分吸収できなくなり、該反射光の一部は観察者１１８に届くことになる。
【００１０】
このように特許文献１の構成においても、表示装置の表示面上の画素を取り囲む領域（絶縁層）の一部に凹部がある場合、凹部から生じる反射光は表示面平坦部と異なる偏光成分を生じるため、円偏光板による反射光の抑制効果が減じてしまう。
【００１１】
これらの外部光源による反射光の照り返しは、依然として黒表示像の輝度上昇や、発光と反射光との重畳による表示像の視認性の低下等の問題となる。
【００１２】
本発明は、反射光の重畳による表示面の輝度上昇や、発光と反射光との重畳による表示像の視認性の低下を防止することができる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】
【００１３】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、
基板の上に一対の電極と、該電極に挟持された発光層を含む有機層と、画素を取り囲む絶縁層と、円偏光板とを有する表示装置において、
絶縁層における表示装置のコンタクトホールの鉛直上方部位に再帰性反射構造物が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、反射光の重畳による表示面の輝度上昇や、発光と反射光との重畳による表示像の視認性の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好ましい実施形態の例を図示して説明する。
【００１６】
本発明の表示装置（有機エレクトロルミネッセンス表示装置）における、構成例の模式図を図１に示す。
【００１７】
この表示装置は、基板２０１の上に一対の電極（第１電極２０８と第２電極２１１）と、該電極２０８と２１１とに挟持された発光層を含む有機層２１０と、画素を取り囲む第１及び第２電極間絶縁層２０９と、円偏光板２１６とを有する。
【００１８】
上述したように、ドレイン端子２０４と第１電極２０８とが接続するコンタクトホール２０７の鉛直上方部位は、第１及び第２電極間絶縁層２０９を介して窪み（凹部）が生じやすい。そして、この凹部から生じる反射光は表示面平坦部と異なる偏光成分を生じるため、円偏光板２１６による反射光の抑制効果が減じてしまう。
【００１９】
そこで、本発明の表示装置は第１及び第２電極間絶縁層２０９におけるコンタクトホール２０７の鉛直上方部位に再帰性反射構造物２１２が形成されていることを特徴とする。ここで、再帰性反射構造物２１２とは互いに垂直に交わる３つの平面から構成される形状を有する、所謂プリズムタイプの構造物を指す。
【００２０】
再帰性反射構造物に光が入射した場合、その光は互いに垂直に交わる３つの平面を各々１度反射して、その光の入射光方向に反射光が進行する性質を持つ。そのため、コンタクトホール２０７の鉛直上方部位に再帰性反射構造物２１２を形成した場合、該再帰性反射構造物２１２に入射する外部光２２２は、乱反射せずに外部光２２２の入射方向に戻る。従って外部光２２２は表示装置の観察者２１８の観察方向に漏れ出さない。また、画素や第１及び第２電極間絶縁層２０９の平坦な部位に入射した光束２２０、２２１の反射光は、円偏光板２１６によって吸収され、表示装置の観察者２１８の観察方向に漏れ出さない。よって、反射光の重畳による表示面の輝度上昇や、発光と反射光との重畳による表示像の視認性の低下を防止することができる。
【００２１】
ちなみに、再帰性反射構造物２１２に対して相似の形状を維持して成膜される層は再帰性反射構造物として機能する。したがって、再帰性反射構造物２１２の上に、等方的に膜成長する第２電極２１１が蒸着された場合も再帰性反射構造物の機能は保たれる。
【００２２】
再帰性反射構造物２１２は公知の形状形成技術を適用できる。具体的には、フォトリソグラフィーとドライエッチ法の併用、短波長レーザーによるアブレーション、金型での押圧による形状複製が挙げられる。
【００２３】
なお、再帰性反射構造物２１２は表示装置の観察者２１８の観察方向への光の漏出を抑制する上で、吸光性を有することがより好ましい。例えば、カルボニル基、ニトロ基、ニトロソ基、ジアゾ基、不飽和炭化水素や芳香環などの分子部分を含み、それらの分子部分が共役系を成す有機材料及び高分子を、再帰性反射構造物２１２が形成される層に適用する。具体的には、公知の半導体絶縁層用途のポリイミド樹脂並びにアクリル樹脂が挙げられる。
【００２４】
本実施形態の表示装置の他の部材について説明する。
【００２５】
第１電極２０８は発光層を含む有機層２１０に電界を印加するため、導電性材料が用いられるが、有機層２１０から生じる発光を第２電極２１１の方向に反射できることがより好ましい。具体的には、Ａｌ、Ａｇなどの金属上にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの導電性金属酸化物を蒸着した構成、及びＣｒ、Ａｌ、Ａｇ等の金属全般並びに合金を用いても良い。
【００２６】
第１及び第２電極間絶縁層２０９は、画素を取り囲み、かつ第１電極２０８と第２電極２１１との間の短絡を防ぐ機能を有しており、該絶縁層２０９の一部は第１電極２０８と第２電極２１１とに挟持されている。この第１及び第２電極間絶縁層２０９は、電気絶縁性を持つ有機材料あるいは無機材料が用いられる。
【００２７】
有機層２１０は、第１電極２０８及び第１及び第２電極間絶縁層２０９の一部を覆うように形成されており、第１電極２０８と第２電極２１１とに挟持されている。この有機層２１０への電界印加はＴＦＴ２０３で制御される。
【００２８】
第２電極２１１は、該電極側から有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を取り出すことから、光透過性を有する導電性材料が一般に用いられる。この第２電極２１１の形成方法は公知の成膜技術を適用できるが、第１及び第２電極間絶縁層２０９に形成した再帰性反射構造物２１２の形状を損なわないため、等方的に膜成長する方法が好ましい。
【００２９】
円偏光板２１６は、直線偏光子２１５と広帯域四分の一位相子２１４とから構成されている。
【００３０】
直線偏光子２１５は公知の製造手段で作製されるものが適用できる。具体的には、例えばポリビニルアルコール及びその変性体の樹脂フィルムを延伸後、吸光剤としてヨウ素イオンあるいは二色性色素を吸着する方法である。
【００３１】
広帯域四分の一位相子２１４は、該位相子２１４の光路長について、略四分の一波長の大きさを有する。広帯域四分の一位相子２１４は、一枚あるいは位相量及び光軸の方位角が異なる複数枚のフィルムを積層して構成されている。広帯域四分の一位相子２１４は、可視波長域で光の吸収が少なく、複屈折性を有すれば材料の制限はない。具体的にはポリスチレン、ポリカーボネート、ポリオレフィン系樹脂の延伸フィルムが好適である。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明に係る表示装置についての実施例を説明する。
【００３３】
＜実施例１＞
下記の手順で表示装置として有機エレクトロルミネッセンス表示装置を作製した。
【００３４】
工程１〜４は本発明の本質ではないため詳細な説明は省く。
【００３５】
［工程１．ＴＦＴ及び絶縁保護層の形成］
ガラス基板２０１上にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２０３、さらにＴＦＴ上に絶縁保護層２０５を形成した。
【００３６】
［工程２．平坦化層の形成］
ＴＦＴ２０３及び絶縁保護層２０５の形成で生じる基板の凹凸を平坦化するため、オリゴマーをスピンコート法で基板上に塗布後、該オリゴマーを焼成して硬化、平坦化層２０６を形成した。その後、基板の表面を水洗して、その後１Ｐａ以下の環境で保管した。
【００３７】
［工程３．コンタクトホールの形成］
絶縁保護層２０５及び平坦化層２０６で隔てられているＴＦＴのドレイン端子２０４と電気的導通を取るため、コンタクトホール２０７を形成した。図２にコンタクトホール２０７の形成後の模式図を示す。
【００３８】
［工程４．第１電極の形成］
前記ＴＦＴバックプレーン上に光反射層となるＣｒ電極を１００ｎｍの厚さに成膜した。次に基板上にフォトレジストを塗布後、第１電極の形成領域に相当する部位のフォトレジストを残して現像した。
【００３９】
その後、ウエットプロセスを用いて、フォトレジストで被覆されていない部位のＣｒ層を除去して、第１電極２０８を形成した。最後に第１電極２０８の形成領域を被覆しているフォトレジストを除去した。図３に第１電極２０８の形成領域を被覆しているフォトレジストを除去した後の模式図を示す。
【００４０】
工程５及び６は本発明の特徴を成す構成の作製工程である。
【００４１】
［工程５．第１及び第２電極間絶縁層の成膜］
第１及び第２電極間の短絡を防ぐため、図４に示すように第１電極２０８上に、第１及び第２電極間絶縁層２０９を成膜した。このとき、コンタクトホール２０７の鉛直上方部位に凹部５０１が形成される。
【００４２】
本発明では後述する［工程６］のドライエッチングによる該第１及び第２電極間絶縁層２０９の切削を可能とするため、Ｓｉ成分を含有するポリイミド樹脂を使用した。
【００４３】
第１及び第２電極間絶縁層２０９は上記のイミドオリゴマーを［工程４］処理後の基板上に、スピンコート法により３μｍの厚さで成膜した。その後、該基板を焼成して硬化した。
【００４４】
［工程６．第１及び第２電極間絶縁層の切削と再帰性反射構造体の形成］
図５に示すようにフォトレジスト６０２をスピンコート法により１μｍの厚さで成膜した。なお、図中、符号６０１はコンタクトホール２０７の鉛直上方部位の凹部を示す。
【００４５】
次いで、図６に示すように画素の開口部に相当する領域の第１及び第２電極間絶縁層２０９が除去されるように、フォトレジスト６０２の露光と現像処理を行った。
【００４６】
図６の状態にある基板に対して、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）によりドライエッチング処理を行った。ガス種としてはＳＦ6とＯ2の混合ガスを用い、テーパー角２０°未満で形成した。
【００４７】
上記のドライエッチング処理により、画素の開口部に相当する領域にある第１及び第２電極間絶縁層２０９は除去されて、図７に示すように第１電極２０８を露出させた。
【００４８】
図７において残留するフォトレジスト６０２をウエットプロセスで削除後に、図８に示すように再度フォトレジスト６０２をスピンコート法で塗布した。そして、コンタクトホール２０７の鉛直上方部位が除去されて開口９０１が形成されるように、フォトレジスト６０２の露光と現像処理を行った。
【００４９】
コンタクトホール２０７の鉛直上方部位の開口９０１は一辺５００ｎｍの正三角形を成している。
【００５０】
図８の状態にある基板に対して、ＲＩＥ法によりドライエッチング処理を行った。ガス種としてはＳＦ6とＯ2の混合ガスを用い、圧力３Ｐａ、ＲＦパワー１．５ｋＷで、テーパー角４５°で形成した。この処理により、図９に示すコンタクトホール２０７の鉛直上方部位に頂角９０°をなす三角錐状の凹部１００１が形成された。
【００５１】
図９に示す基板において残留するフォトレジスト６０２をウエットプロセスで削除して、図１０に示すコンタクトホール２０７の鉛直上方部位に頂角９０°をなす三角錐状の凹部（再帰性反射構造物）１１０１が形成された基板を得た。
［工程７．有機発光層を含む有機層、第２電極の成膜］
図１１に示すように、有機発光層を含む有機層２１０及び第２電極２１１を積層した。
【００５２】
まず工程６で得られた基板の表面を洗浄、乾燥の後に、有機発光層を含む有機層２１０を形成した。
【００５３】
具体的には、第１電極２０８上に下記式（１）を正孔輸送層として積層した。
【００５４】
【化１】
2009093904.tif 000003
【００５５】
次いで、下記式（２）及び（３）を共蒸着して、発光層として積層した。
【００５６】
【化２】
2009093904.tif 000004
【００５７】
【化３】
2009093904.tif 000005
【００５８】
次いで、２，９−ビス［２−（９，９’−ジメチルフルオレニル）］−１，１０−フェナントロリンを電子輸送層として積層した。
【００５９】
次いで、Ａｌ及びＬｉからなる層を電子注入層として積層した。
【００６０】
以上の正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層からなる積層を、発光層を含む有機層２１０とした。
【００６１】
さらにその上層に、ＩＴＯからなる光透過性の第２電極２１１をスパッタにより膜厚６０ｎｍに成膜した。
【００６２】
［工程８．封止］
図１に示すように、封止及び円偏光板の貼り合わせをした。
【００６３】
まず工程７で得られた基板を大気中曝露することなく、露点−７０℃以下の水分量にある乾燥窒素雰囲気で満たされたグローブボックスに基板を移動させた。
【００６４】
ガラス基板を凹型に切削したキャップガラス２１３（脚部は不図示）を洗浄して水分を除去した。
【００６５】
上記キャップガラス２１３の凹面側における脚部近傍に吸湿剤（不図示）を塗布した。
【００６６】
上記キャップガラス２１３の脚部に紫外線硬化樹脂（不図示）を塗布した。
【００６７】
上記キャップガラス２１３の凹面側と工程７で得られた基板の発光面側を対向させて、キャップガラス２１３の脚部が工程７で得られた基板の表示領域外に配置されるように貼り合せた。
【００６８】
紫外線硬化樹脂の塗布部分に紫外線を照射して、硬化させた。
【００６９】
このように乾燥窒素雰囲気で封止空間を密閉して、キャップガラス２１３上に円偏光板２１６を貼り合わせて、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を完成させた。
【００７０】
＜実施例２＞
実施例２は、実施例１での［工程１］から［工程４］までと同一の工程を行った。
【００７１】
実施例２の［工程５］は、実施例１の［工程５］における第１及び第２電極間絶縁層の組成にＳｉを含むアクリル樹脂、成膜厚を１．７μｍとした以外は同一の工程を行った。
【００７２】
実施例２の［工程６］は、実施例１の［工程６］における図７に示す工程まで同一の工程を行い、以降の工程は下記の通りに変更した。
【００７３】
まず図７において残留するフォトレジストをウエットプロセスで削除後に、図１２に示すように再度、フォトレジスト６０２をスピンコート法で塗布した。
【００７４】
次に、コンタクトホール２０７の鉛直上方部位のフォトレジストを除去して開口１３０１を形成した。
【００７５】
コンタクトホール２０７の鉛直上方部位の開口１３０１は一辺５００ｎｍの正三角形を成しており、実施例２では開口１３０１を６箇所設けた。開口１３０１の位置はドライエッチング処理後に生じる三角錘状の凸部稜線が互いに合致するように配置された。
【００７６】
図１２の状態にある基板に対して、ＲＩＥ法によりドライエッチング処理を行った。ガス種としてはＳＦ6とＯ2の混合ガスを用い、圧力３Ｐａ、ＲＦパワー１．５ｋＷで、テーパー角４５°で形成した。
【００７７】
上記の処理後、フォトレジストをウエットプロセスで除去して、図１３に示すコンタクトホール２０７の鉛直上方部位に頂角９０°を成し、複数の三角錐状の凹部（再帰性反射構造物）１４０１が形成された基板を得た。
【００７８】
実施例２において、上記の工程以降は実施例１の［工程７］以降と同じ工程を行った。
【００７９】
＜実施例３＞
実施例３は、実施例１での［工程１］から［工程６］までと同一の工程を行った。
【００８０】
実施例３は、実施例１での［工程７］を終了後、画素線間に補助電極を設ける処理を行った。
【００８１】
第２電極側に金属等の抵抗の低い材料からなる補助電極を設けると、第２電極２１１の抵抗に由来する表示面の中央部と縁部との電圧勾配が軽減されて、輝度むらのない高品位の表示像が得られる。
【００８２】
一方、例えば図１に例示の構成に対して、補助電極がコンタクトホール２０７の鉛直上方部位の凹部を含む画素線間に設けられる場合、外部入射光は軽微な減衰を伴いつつ反射される。
【００８３】
そのため、前記凹部から生じる反射光量は補助電極のない構成に比較してより顕著となるので、コンタクトホール２０７の鉛直上方部位に再帰性反射構造物を形成した後、補助電極を成膜する構成が表示装置の観察者に対する良好な視認性の維持に有効である。
【００８４】
本実施例では、図１４に示すように、補助電極１５０１は画素線間のうち画素間隔が広く、コンタクトホール２０７の鉛直上方部位の再帰性反射構造物２１２を形成した領域を含む横列方向に成膜した。
【００８５】
第２電極２１１まで成膜された基板に対して、画素線間の横列に相当する部分に開口を設けたマスクを介して、Ａｌを厚さ３００ｎｍで蒸着法により成膜した。
【００８６】
実施例３において、上記の工程以降は実施例１の［工程８］以降と同じ工程を行った。
【００８７】
＜比較例＞
比較例は、実施例１での［工程１］から［工程５］並びに［工程７］以降と、同じ工程を行った。
【００８８】
比較例での［工程６］は、実施例１でのドライエッチングによるコンタクトホール２０７の鉛直上方部位の第１及び第２電極間絶縁層２０９を切削せず、画素部の開口のみ切削形成した。
【００８９】
実施例１、２、３及び比較例に例示の方法で作製した表示装置に対して、入射角（θ，φ）＝（４５°，９０°）、照度１５０００ｌｘの標準光源Ｃを入射して、表示面法線方向で検出される反射光量を計測した。結果を表１に示す。
【００９０】
実験結果から実施例１、２、３が比較例に対して、非発光時の視感反射率が低く抑えられた。
【００９１】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明の表示装置は、外部光の入射による表示装置表示面の輝度上昇を抑制できる。従って、屋外環境で表示を行うデジタルスチルカメラ、携帯情報端末に対して良好な視認性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の表示装置における構成例の模式図である。
【図２】実施例１の［工程３］に例示のコンタクトホールの形成直後における表示装置の作製工程模式図である。
【図３】実施例１の［工程４］に例示の第１電極の成膜直後における表示装置の作製工程模式図である。
【図４】実施例１の［工程５］に例示の第１及び第２電極間絶縁層の成膜直後における表示装置の作製工程模式図である。
【図５】実施例１の［工程６］に例示のフォトレジストの成膜直後における表示装置の作製工程模式図である。
【図６】実施例１の［工程６］に例示の第１電極上方のレジスト層を開口する現像後における表示装置の作製工程模式図である。
【図７】実施例１の［工程６］に例示の第１電極上方の第１及び第２電極間絶縁層をエッチング後の表示装置の作製工程模式図である。
【図８】実施例１の［工程６］に例示のコンタクトホールの鉛直上方のレジスト層を開口する現像後における表示装置の作製工程模式図である。
【図９】実施例１の［工程６］に例示のコンタクトホールの鉛直上方の第１及び第２電極間絶縁層をエッチング後の表示装置の作製工程模式図である。
【図１０】実施例１の［工程６］に例示のフォトレジストを剥離後の表示装置の構造模式図である。
【図１１】実施例１の［工程７］に例示の発光層を含む有機層、第２電極の成膜処理直後における表示装置の作製工程模式図である。
【図１２】実施例２の［工程６］に例示のコンタクトホールの鉛直上方のレジスト層を開口する現像後における表示装置の作製工程模式図である。
【図１３】実施例２の［工程６］に例示のフォトレジストを剥離後の表示装置の作製工程模式図である。
【図１４】実施例３の［工程７］に例示の発光層を含む有機層、第２電極、及び補助電極の成膜処理直後における表示装置の作製工程模式図である。
【図１５】従来技術の表示装置（有機エレクトロルミネッセンス表示装置）における構成例の模式図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０１、２０１  ガラス基板
１０７、２０７  コンタクトホール
１０８、２０８  第１電極
１０９、２０９  第１及び第２電極間絶縁層
１１０、２１０  発光層を含む有機層
１１１、２１１  第２電極
１１２、５０１、６０１  コンタクトホールの鉛直上方部位の窪み
２１２  再帰性反射構造物
１１３、２１３  キャップガラス（封止部分は不図示）
１１４、２１４  広帯域四分の一位相子
１１５、２１５  直線偏光子
１１６、２１６  円偏光板
１００１、１１０１、１４０１  再帰性反射構造物
【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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